整体型液体除湿空调系统实验研究.doc

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1、整体型液体除湿空调系统实验研究柳建华王瑾邬志敏顾卫国张广丽摘要：液体除湿空调系统以低值热源为供能能源，系统中能量以化学能的形式蓄存，蓄能潜力大，其应用研究具有广阔的发展前景。以完整的液体除湿空调系统为对象，改变液体除湿空调系统中除湿器、再生器的输入空气、溶液的温度、湿度、流量浓度等参数，研究输入参数变化对输出参数的影响；在优化的系统运行参数条件下，改变供能热源温度，研究液体除湿空调系统整体运行时输出参数的变化和系统制冷量、耗能量及COP值的变化规律。从实验的结果得到，当再生热源为90℃时，空调送风温度稳定在20℃，

2、热力系数为0.5左右，基本能满足舒适性空调的送风要求。关键词：液体除湿空调系统余热利用实验性能分析2003年国家电网公司公布的电力市场分析报告指出，华东电网、南方电网、华中电网空调制冷负荷比重均已超过了30%，开发研究新型节能、节电的空调系统显得非常紧迫。液体除湿空调系统以低值热源为供能能源，所需的热源温度可在80℃左右，不仅可以利用工业余热和废热，也可利用包括太阳能等可再生的清洁能源；而且，液体除湿空调系统中能量以化学能的形式蓄存，蓄能潜力很大，比冰这常用的蓄能材料的蓄能能力高3~5倍。因此，液体除湿空调系统越来

3、越受到专业技术人员的重视。近年来，国内外学者对液体除湿空调的性能做了大量的研究，取得了许多有价值的成果，但主要局限于理论模型研究、数值模拟和单体除湿器、再生器的性能分析，如H.M.Factor、P.Gandhidasan等人对液体除湿的传热传质进行数值研究[1][2]，Öberg等人建立除湿塔、再生塔实验台，来研究影响单体设备工况的因素[3]，较少涉及整体液体除湿空调系统的实际运行性能。本文以实际的整体液体除湿空调系统为对象，用以理论与实验结合的方法调整液体除湿空调系统的运行参数，使系统稳定运行，研究液体

4、除湿空调系统在稳定工况下的实际运行特性。1液体除湿空调系统实验装置液体除湿空调系统是由除湿器、蒸发冷却器、溶液冷却器、溶液加热器、再生器4、集热器及蓄能水箱等组成，其系统原理图见图1。被处理空气（新风或空调室内回风）在除湿器1内与液体除湿剂进行热质交换，被处理空气中的水蒸气被液体除湿剂吸收后成为干燥的空气，然后进入蒸发冷却器2，经历等焓加湿过程，随空气含湿量增加，空气的干球温度降低，达到空调所需的送风温度状态。同时，除湿剂溶液也进行包括吸湿和再生两个循环过程。吸湿时，溶液泵5输送的高浓度除湿剂溶液，经冷却器3降温后

5、进入除湿器1，低温高浓度除湿剂溶液表面的水蒸气分压小于被处理空气的水蒸气分压，除湿剂溶液就从空气吸收水蒸气，使空气干燥，完成除湿过程；除湿剂溶液吸收水蒸气后，变为稀溶液，为使吸湿过程延续，除湿剂溶液需再生。再生时，稀溶液由溶液泵5送入溶液加热器6，经加热后进入再生器7，在再生器内加热的溶液与外界环境空气接触，此时除湿剂溶液表面的水蒸气分压大于再生空气的水蒸气分压，引入的环境空气将除湿剂稀溶液蒸发出来的水蒸气带走，实现除湿剂溶液的浓缩再生。1.除湿器2.蒸发冷却器3.溶液冷却器4.集液器5.溶液泵6.溶液加热器7.再

6、生器8.太阳能集热器9.蓄能水箱图1液体除湿空调系统原理图2实验研究方案及方法2.1实验系统结构按图1所示的系统搭建实验装置，除湿器和再生器采用相同的结构形式，采用填料塔结构，填料为不锈钢规整材料，填料的比表面积350m2/m3，填料的平均当量直径0.01m，填料高度1.0m。蒸发冷却器的截面尺寸0.09m2，湿膜的平均当量直径0.01m，湿膜长度0.15m，湿膜的比表面积350m2/m3。溶液冷却器的冷却换热量在0~12kW范围内可调，溶液加热器的加热量在0~18kW之间可调。2.2实验研究方案根据除湿器和再生器

7、单体实验的结果分析得到除湿器和再生器的优化运行参数，除湿器运行时的基本参数值是，溶液的入口温度30℃、入口浓度40%、入口流量900L/h，处理空气的入口温度35℃，入口湿度20g/kgDA，入口流量400m3/h。再生器运行时的基本参数值是，溶液的入口温度60℃、入口浓度40%、入口流量320L/h，再生空气的入口温度为26℃、入口湿度15g/kgDA。然后以整个液体除湿空调系统为实验对象，参照单体设备的实验结果，选择合适的工作参数，待系统进入稳定运行，测定空调系统运行参数，研究溶液浓度、热源温度与供冷量、能耗之

8、间的相互关系。根据实验方案要求，测量内容主要有：环境空气温度、湿度，冷却水进出水温度，进出除湿器和再生器空气的温度、湿度、流量，溶液参数测量，进出除湿器和再生器溶液的温度、流量、浓度等；能耗参数测量，溶液加热量、冷却量，风机、溶液泵的功耗等。4温度测点共15点，用0.3mm的T型热电偶作测温元件。温度测点包括温度和湿度测点。温度测点有环境空气温度、进出除湿器