新型溶液除湿型热泵空调系统热力分析

摘要

近年来，溶液除湿型空调的相关研究引起了越来越多的关注。相对于传统空调器利用冷凝进行除湿，溶液除湿型空调通过耦合一个除湿溶液循环来独立承担室内空气的湿负荷，而制冷循环用以消除室内的热负荷。通过这样可以实现对室内空气温湿度的有效独立控制，并且不同于常规空调系统，新系统能够在较高温度下对空气进行除湿，避免了冷凝水的生成。除此之外，由于除湿溶液循环承担了系统的湿负荷，系统的蒸发温度能够提高到空气露点温度以上，使得压缩机的能耗有了显著的降低，系统的能效有明显的提高。 基于相关领域已有的研究，为了更好的调节家用环境空气的温湿度，本文提出了一种使用压缩机排气热量（夏季：排气热为无用热量，冬季：排气热量可用，冬季牺牲一定制热能力实现加湿功能）驱动除湿溶液循环的新型复合系统，该系统由制冷循环和除湿溶液循环组成，由于系统无需耦合其他循环进行热量交换，新系统的体积相对略有增加，主要应用于小型家用空间中。本文的具体主要工作包括：通过理论热力计算对系统在不同除湿溶液质量浓度和溶液进口喷淋温度下进行热质交换分析；在焓差实验室中搭建实验台，在实验的基础上，对系统在冬夏季工况下的运行能力进行分析，并与常规空调的运行进行比对。 热力理论计算结果表明，相比传统空调器，新系统的蒸发温度能提升至15℃，且系统的压缩机功耗约降低22.64%。且计算分析显示系统的COP最大可提高至4.0，升高幅度约为35.3%。基于理论热力计算，实验分别对系统处于夏季和冬季两种工况进行测试，结果表明系统除湿和加湿能力有明显的增加，且夏季工况下，系统的制冷量和COP都高于原系统，而具有很大的应用前景。

目录

第一个书签之前