大温差新风处理机组理论与实验研究

论文摘要

近年来,辐射供冷因其节能、舒适等特点得到了推广应用,发展较快,但是在实际运用过程中,也暴露了其表面易结露、冷却能力不足的缺点。因此许多专家学者对此提出了各种解决办法,例如：(1)用低温送新风技术解决辐射供冷的结露问题；(2)将辐射供冷与置换通风相结合；(3)应用于辐射供冷系统的双级热泵复合除湿空调系统。针对此问题,笔者对应用于辐射供冷的直接蒸发式大温差新风处理机组进行了研究。直接蒸发式全新风空气处理机组作为空调系统新风处理的设备,具有很多的优点：管道系统可以采用单管送风,室内管道简单,占用空间小,安装方便；通过控制送风温度和速度,可改善室内空气品质；机组采用直接蒸发的方式处理新风,热交换效率高。但是在辐射供冷系统中,需要将较高的室外新风处理到较低的温度再送入室内,这样势必导致新风机组的处理温差较大,从而使得机组的效率较低。因此,针对此种情况,本文提出的大温差新风处理机组采用了两个蒸发器串联的方式来冷却新风：室外的高温新风进入高温级冷却后再进入低温级进一步冷却。为更好的研究大温差新风处理机组的运行性能,本文通过理论计算和(火用)分析的方法对大温差双级机组和单级机组的经济性和运行过程进行了对比分析。指出了在相同工况条件下,制冷量相同时双级机组相对于单级机组的COP有提高,并分析了机组运行时各个过程的(火用)损失,为机组的进一步优化设计提供了理论的依据。为了验证理论分析的正确性,设计制造了一台大温差新风处理机组,并针对不同的进风工况对其进行了实验研究,并根据采集的数据,分析不同进风工况下单双级机组的运行特性。在大温差新风处理机组中,蒸发器作为新风的处理部件,在处理过程中非常重要。为分析新风在蒸发器内部的换热和流动过程,建立了蒸发器的数学模型,并对单双级蒸发器进行了数值模拟分析,为双级蒸发器的优化设计提供理论依据和参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 研究概况
• 1.2.1 全新风机组国内外研究概况
• 1.2.2 冷却空气型蒸发器研究概况
• 1.2.3 本文主要研究内容及创新点
• 第二章 单双级机组的理论研究
• 2.1 蒸发器的分析计算
• 2.2 计算结果及分析
• 2.3 （火用）效率分析
• 2.3.1 制冷系统（火用）方程
• 2.3.2 单、双级机组（火用）分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 实验样机设计及实验系统
• 3.1 实验样机设计及其配置
• 3.2 机组流程及测点布置
• 3.3 数据采集系统
• 3.4 实验测试原理及测试系统
• 3.4.1 测试仪器精度
• 3.4.2 实验测试系统
• 3.5 实验内容及方案
• 3.5.1 实验相关标准
• 3.5.2 实验内容及方案
• 3.6 本章小结
• 第四章 大温差新风处理机组实验结果分析
• 4.1 单双级机组的运行比较分析
• 4.2 单双级机组的冷却除湿分析
• 4.3 压缩机-冷凝器-蒸发器联合工作特性
• 4.3.1 蒸发器热交换能力
• 4.3.2 压缩机-冷凝器的联合工作特性
• 4.4 本章小结
• 第五章 单双级蒸发器的数值模拟分析
• 5.1 物理模型
• 5.2 数学模型及其求解
• 5.2.1 数学模型
• 5.2.2 边界条件确定及网格划分
• 5.3 模拟结果分析
• 5.3.1 双级蒸发器数值模拟结果分析
• 5.3.2 六排管蒸发器数值模拟结果分析
• 5.3.3 四排管蒸发器数值模拟结果分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 附录A
• 参考文献