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摘 要

目前空调系统中常用的冷凝除湿方法不仅造成了不必要的能量浪费，而且其积水表面细菌的繁殖会使室内空气品质降低。使用基于溶液除湿的温湿度独立处理空调方式，由于采用更高的蒸发温度，可以明显提高空调系统能效并有效改善室内空气品质。

本文调研了溶液除湿和吸收式制冷热力分析方法，根据常用的NTU－Le模型，利用matlab工具对溶液除湿系统进行了数值模拟，分析了运行参数对于溶液除湿系统的影响，并利用这些结论进行了给定条件下的温湿度独立控制空调系统的设计。分析了室外空气变化对于所设计的空调系统能效和运行条件的影响，发现使用温湿度独立控制的空调方式有利于制冷机的稳定运行。

根据溶液除湿和吸收式制冷的特点，本文提出了一种新型的循环。该循环实质上使用发生器代替再生器。经计算分析发现，溶液除湿前后浓度变化越大、溶液换热器效率越高，此新型系统越节能。故此新型系统宜与多级除湿、中间冷却等溶液浓度变化较大的溶液除湿形式相结合。

关键词：温湿度独立处理，溶液除湿，能效，设计计算，联合运行

ABSTRACT

The frequently used condensation dehumidification not only results in unnecessary energy waste, but can also make the indoor air unhealthy for human body due to the germs on its damp surface. Handling the temperature and humidity of out-door air independently based on liquid desiccant dehumidification can improve the performance of air conditioning system because of higher evaporation temperature. Besides, it can also improve the indoor air quality effectively.

This paper studies the methods of analyzing the thermo cycles of liquid desiccant dehumidification and absorption refrigeration, and conducts the numerical simulation of liquid desiccant dehumidification using MATLAB based on NTU-Le model. The influence of operating parameters on liquid desiccant dehumidification system is studied and the results is used to design the independent temperature-humidity control air conditioner under given conditions. After researching how the outdoor air temperature and humidity influence the air conditioner’s energy efficiency and operating conditions, it’s found that independent temperature-humidity control air conditioning is beneficial for the stable operation of refrigerator.

According to the features of absorption refrigeration and liquid desiccant dehumidification, a new type of cycle is proposed. This cycle virtually substitutes the generator for the regenerator. After the calculation and analysis, it’s found that bigger solution concentration change and an effective solution heat exchanger can make the new system more energy-efficient. So this system is better combined with multilevel dehumidification and interstage cooling liquid desiccant dehumidification system in which there is a bigger solution concentration change.

KEY WORDS: independent temperature-humidity control, liquid desiccant dehumidification, energy efficiency, design calculation, combined operation

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

1 绪论 1

1.1温湿度独立处理空调系统的必要性 1

1.1.1温湿度独立处理对于提高空调能效的意义 1

1.1.2温湿度独立处理对于改善室内环境的意义 1

1.2温湿度独立处理空调系统的形式 2

1.3除湿系统的类型及选择 2

1.3.1固体除湿 2

1.3.2溶液除湿 3

1.3.3除湿系统的选择 3

1.4制冷机形式的选择 3

1.5本文的主要任务和工作 4

2 吸收式制冷系统设计计算 5

2.1吸收式制冷基本原理 5

2.2工质的选择 5

2.3氯化锂的性质 6

2.3.1氯化锂溶液表面等效含湿量计算 6

2.3.2氯化锂溶液定压比热容计算 7

2.3.3氯化锂溶液比焓值的计算 7

2.4氯化锂吸收式制冷机的热力循环过程 8

2.5氯化锂吸收式制冷机的设计计算 9

2.5.1热力计算 9

2.5.2传热计算 10

2.6本章小结 11

3 溶液除湿计算及性能影响因素 12

3.1工质的选择 12

3.2除湿器的形式 12

3.3 NTU-Le模型 13

3.4除湿器/再生器数值计算模型 14

3.5溶液除湿系统的数值模拟计算 16

3.6溶液除湿系统性能分析方法 19

3.7运行参数对溶液除湿系统性能的影响 19

3.7.1除湿器进口溶液浓度的影响 19

3.7.2溶液流量（气液比）的影响 21

3.7.3 除湿器进口溶液温度的影响 23

3.7.4除湿器/再生器尺寸的影响 24

3.8参数影响汇总 26

3.9本章小结 26

4 温湿度独立处理空调系统设计 27

4.1设计条件 27

4.2设计参数的确定 27

4.3溶液除湿器设计计算 29

4.4除湿器变工况分析 30

4.5吸收式制冷机设计计算 30

4.5.1设计参数的选定 31

4.5.2各换热设备的热负荷计算 33

4.5.3各工作介质的流量计算 34

4.5.4传热面积计算 35

4.6吸收式制冷机变工况分析 36

4.7本章小结 36

5 一种新型的温湿度独立处理空调方式分析与比较 37

5.1溶液除湿与吸收式制冷联合运行基本流程 37

5.2联合运行的优点及问题 38

5.3联合运行与单独运行的简单计算比较 39

5.4多级除湿与吸收式制冷联合运行 41

5.5 本章小结 42

6 总结 43

参考文献 45

附录 47

1 绪论

1.1温湿度独立处理空调系统的必要性

空气调节的任务是对空气进行处理以使室内空气的温湿度、洁净度和流速达到生产生活的要求。在舒适性空调中，为了使室内的温度湿度满足要求，需要对送风进行温湿度的处理以除去室内的余热和余湿。目前空调系统中采用的除湿方式多数是使空气通过低于其露点温度的表冷器，空气中的水分在表冷器表面凝结以达到除湿的目的。这种做法虽然比较容易实现，但是存在一些固有的缺点^[1]。而通过温湿度独立处理的空调方式可以在很大程度上克服传统空调的这些缺点。

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