转轮除湿与双级热泵耦合空调系统的性能研究

论文摘要

除湿转轮空调系统是一种运行模式全新的空调系统,本文提出了新型的转轮除湿与双级热泵耦合空调系统,利用双级热泵提供室内冷热负荷,同时提供转轮除湿的再生热量。本文对转轮除湿与双级热泵耦合空调系统和常规的冷却除湿空调系统进行了能耗分析和比较,在相同的工况下,耦合空调系统与冷却除湿空调系统相比,一级热泵制冷负荷、制冷剂流量以及总能耗均有节省,双级热泵的性能系数比常规冷却空调系统也有所提高。通过对高温级热泵工质的分析和比较,选择R142b作为本文的实验工质,建立了热泵系统各部件的数学模型,包括压缩机、冷凝器、蒸发器及手动节流阀的数学模型,利用REFPROP的制冷工质物性资料及其他相关制冷工质物性研究资料,建立了R142b的物性计算模型。用Visual Basic语言编写了系统仿真软件,通过与机组实验数据对比,仿真结果与实验结果有较好的一致性。搭建了高温级热泵的实验平台,通过实验得出,压缩机的排气温度和功耗随着环境温度的升高而升高；风速一定的情况下,高温冷凝器出口空气的温度随环境温度升高而升高,再生热量相应提高；当环境温度一定时,高温冷凝器出口空气温度随风速的增加而减小,但是风速的增加同时导致风量增加,这使得空气带给转轮的再生热量也随之增加；风机的功耗随风速的增加而增加,且风机功耗呈现加速上升趋势。提出风机热效率,得出在一定的风速范围内,可保证较高的热效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 转轮除湿空调系统的发展及研究现状
• 1.1.1 转轮除湿空调系统
• 1.1.2 转轮除湿空调系统的发展
• 1.1.3 转轮除湿空调系统的研究现状
• 1.1.4 研究趋势
• 1.2 转轮除湿与双级热泵耦合空调系统的提出
• 1.2.1 双级热泵耦合式空调系统
• 1.2.2 转轮除湿与双级热泵耦合空调系统
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 转轮除湿与双级热泵耦合空调系统的能耗分析
• 2.1 转轮除湿与双级热泵耦合空调系统
• 2.1.1 系统的工作原理
• 2.1.2 系统空气处理过程
• 2.1.3 双级热泵系统
• 2.2 冷却除湿空调系统
• 2.3 耦合空调系统与冷却除湿空调系统的能耗分析
• 2.3.1 转轮除湿与双级热泵耦合空调系统的能耗
• 2.3.2 冷却除湿空调系统的能耗
• 2.3.3 耦合空调系统与冷却除湿空调系统的能耗比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 转轮除湿与双级热泵耦合空调系统的仿真模型
• 3.1 湿空气的物性计算
• 3.1.1 湿空气的热力学性质
• 3.1.2 湿空气的迁移性质
• 3.2 制冷剂R142b的物性计算
• 3.2.1 制冷剂R142b的热力学性质
• 3.2.2 制冷剂R142b的迁移性质
• 3.3 热泵系统各部件的数学模型
• 3.3.1 压缩机模型
• 3.3.2 手动节流阀模型
• 3.4.3 冷凝器模型
• 3.3.4 蒸发器模型
• 3.4 整机系统模型算法
• 3.5 本章小结
• 第四章 高温级热泵实验系统设计
• 4.1 高温级热泵实验工质的选择
• 4.1.1 工质的热力学性质
• 4.1.2 工质的热稳定性
• 4.1.3 工质的安全性、燃烧性等其他性质
• 4.2 高温级热泵实验装置
• 4.2.1 试验台装置介绍
• 4.2.2 实验设备介绍
• 4.2.3 测试设备介绍
• 4.3 实验方案
• 4.3.1 实验设计工况
• 4.3.2 实验方案
• 4.4 本章小结
• 第五章 转轮除湿与双级热泵耦合空调系统中的高温级热泵实验研究
• 5.1 高温级热泵压缩机性能实验
• 5.1.1 压缩机实验结果
• 5.1.2 实验结果与仿真结果分析
• 5.2 高温级冷凝器性能实验
• 5.2.1 冷凝器实验结果
• 5.2.2 实验结果与仿真结果分析
• 5.3 高温级冷凝风机性能实验
• 5.3.1 冷凝风机实验结果
• 5.3.2 实验结果分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 在校期间发表的学术论文及获奖情况
• 致谢