长江流域地区小型除湿系统研究

作     者：隆亚东 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢军

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 081404[工学-供热、供燃气、通风及空调工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：长江流域地区 除湿 温湿度独立控制 转轮除湿 液体除湿 

摘      要：随着人们对居住环境要求的提高以及节能与环境保护意识的增强,建筑、能源与环境三者之间的矛盾也愈来愈激烈。目前,我国建筑已成为国民经济中能源消费增长最快的部门,建筑能耗占全国总能耗的比例将快速上升到社会总能耗的1/3左右,其中主要是采暖空调能耗,而除湿能耗又占到空调能耗的20%～50%。结合到我国长江流域地区,由于特殊的地理条件,加上经济与城镇化的高速发展,建筑热环境与建筑节能之间的矛盾日益凸显。这一地区在我国建筑气候区划上为夏热冬冷地区,主要表现为夏季潮热、冬季阴冷,且长年湿度很高。除湿在长江流域地区有着极为重要的意义。区别于其他除湿方式,转轮除湿与液体除湿属于吸湿剂吸附(收)除湿方式,具有可再生的特点。转轮除湿器主要设备为除湿转轮和再生加热器,除湿器80%的能量消耗在除湿剂再生上;液体除湿空调利用低品位热源,有利于节约电资源,保护环境,提高室内空气品质,亦可实现除菌和蓄能,作为一种崭新的空调技术,各国已加强研究力度,以期作为传统空调方式的替代方案之一。 温湿度独立控制空调系统是降低能耗,改善室内环境与能源结构匹配的有效途径。本文从这一观点出发,首先对长江流域地区气候特点进行总结并对这一区域九大城市室内外湿负荷进行分析,确定了冬夏两季室内外热环境设计指标。分别基于室外设计计算参数和基于典型年逐时气象参数进行了数值计算与模拟。结果分析中得到了长江流域地区九大城市的湿负荷特点:冬季的平均加湿量为696g/h,夏季的平均除湿量为3.8kg/h,其中夏季室外新风湿负荷占到总湿负荷的85%～88%。根据不同的建筑面积,得出了湿负荷的回归方程。本文还针对不同设计温度和相对湿度对湿负荷的影响进行了分析,分析表明,室内设定温度每改变1℃,湿负荷改变125～194g/h;设定相对湿度每改变10%,湿负荷则改变450～750g/h。对基于两种指标的计算进行比较,发现两者的湿负荷计算值误差在15%内,具有一致性。 温湿度独立控制空调方式的设备区别于传统空调方式。本文从冷热源和系统末端对温湿独控进行了总结。系统不仅可以对天然冷源进行利用,也可提高制冷机效率,减少能耗;末端的控制方式分为温度控制与湿度控制,将各类控制方式针对不同工况进行搭配,即可构成温湿度独控空调系统。本文根据这一理念提出了一项实用新型设计,并对其可行性进行验证。这一技术在长江流域地区具有广阔的发展前景。 本文还对小型液体除湿空调系统进行了实验研究。首先进行了无水CaCl2潮解性能实验。实验表明,CaCl2具有强吸湿性,在48h内受空气含湿量影响显著。另外,还搭建了一个小型液体除湿空调系统实验台,进行CaCl2除湿/再生性能实验研究,研究发现除湿与再生的三个重要因素为溶解温度、溶液浓度和空气进口含湿量。在实验工况下,CaCl2溶液的除湿量为3.38g/kg,再生性能优于除湿性能,约为除湿的1.3～2.9倍。对实验进行总结后,认为CaCl2作为除湿剂进行液体除湿还有很大改进空间和推广潜力。