基于(火用)方法暖通空调系统热力学分析的研究

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1、ThermodynamicanalysisofHVACsystemsbasedonexergymethodByWangLiM．S．(HunanUniversity)2007AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringHeating．Ventilation&AirConditioningintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLINian-pingNo

2、vember30，2012湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：易局日期：为J≯年11月亏口日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或

3、部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：Z／石一1●导师签名：El期：沁』≯年11月孑口日Et期：>012．年，，月孑口El基于火用方法的暖通空调系统热力学分析与研究摘要在资源日趋紧张，环境保护压力不断增大的当今社会，节能减排已经成为很多国家、阶层和团体之间的共识。由于暖通空调系统在建筑能耗中占有很大的比例，因此对暖通空调系统的能耗问题展开研究，发展和应用新的节能技术就成为当今节能减排中的一项具体的重要工作。

4、对暖通空调系统的研究过程中，通常采用能量分析方法，它虽然具有直观、简便的特点，却不能描述系统中存在的各种不可逆损失，因而对于系统的不合理用能状况难以进行量化、评价，为此在暖通空调系统中利用火用分析方法进行研究成为近年来的一个重要发展方向。然而，相对于暖通空调系统所涵盖的广大范围而言，当前的火用分析研究在某些方面上还很少涉及，如自然通风系统、溶液除湿系统以及一些新型吸收式制冷／制热系统，另外，目前的火用分析往往针对具体的实际系统，研究结果受具体因素影响而缺乏普遍性。因此，本文基于火用分析方法，针对暖通空调系统，着力于在以上两个方面开展研究，具体涉及了自然通风系

5、统、蒸发冷却系统、溶液除湿系统、吸收式制冷／热泵系统以及吸收压缩式制冷／热泵系统的火用传递情况、运行工况和火用效影响因素，拓展了对暖通空调系统研究的广度，同时通过基于火用方法的热力学：分析，揭示了各系统运行过程中所表现出的普遍规律和实质，也为实际系统的评价、运行及改进提供了理论指导。论文的主要研究工作和成果有：(1)详细介绍了火用分析中的一些重要基本概念，能量及火用传递过程中的动力学微分方程及其物理意义，进一步介绍了普遍化形式的能量及火用传递方程，重点阐述了不同表达方式下能量及火用传递过程的区别和联系，为利用火用分析方法研究暖通空调系统阐明了理论基础。(2)

6、通过建立一维稳态火用平衡方程，以一带中庭的高层建筑为对象，分析了自然通风系统中的火用传递、驱动机制和火用效表现，阐明了自然通风和机械通风在能量分析角度和火用分析角度上存在的差异及其原因，分析了内外温差对自然通风系统火用效的影响，指出其中存在火用优化机会，进一步分析了利用太阳能进行光热转换驱动的自然通风系统和进行光电转换驱动的机械通风系统的火用效差异，指出光电转换具有更高火用效，为太阳能驱动通风系统的合理利用提供了理论指导。(3)通过分析湿空气火用和水火用的各项构成及其物理意义，提出将水火用用蒸发相变过程所涉及的饱和蒸汽火用和潜热火用来表示，从而将水火用计算与

7、热湿处理过程中常见的水的相变过程联系起来，进一步研究了水火用、潜热(冷)火用以及蒸汽火用之间随温度变化的相互关系，划分出3个特征区域并阐明了各区域的火用传递特点，分析了直接蒸发冷却系统和简接蒸发冷却系统的火用效，指出在直接和问接蒸发冷II博士学位论文却系统中都存在火用优化机会。通过建立计算模型并利用实验结果进行验证，对直接蒸发式冷却塔的火用传递过程以及火用效随水空比、冷却塔热效率的变化情况进行了详细分析。(4)从火用分析角度探讨了空调系统火用负荷的构成及其物理意义，通过动态能耗模拟方法研究了各类空调火用负荷的变化规律，分析了空调火用负荷与空调负荷的差异和原因

8、，比较了风冷空调系统和水冷空调系统中空调火用负荷的变