帶轉(zhuǎn)輪除濕的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

1、重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）帶轉(zhuǎn)輪除濕的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 生：陳召強學(xué) 號：20084192指導(dǎo)教師：楊穎專 業(yè)：熱能與動力工程專業(yè)重慶大學(xué)動力工程學(xué)院二O 一二年六月Graduation Design(Thesis of Chongqing UniversityDesign of Air Conditioning System withWheel Dehumidification Undergraduate ：Chen zhaoqiangSupervisor ： YangyingMajor ：Thermal Energy and Power EngineeringCollege of P

2、ower EngineeringChongqing UniversityJune 2012重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 中文摘要I摘 要本文對一幢住宅設(shè)計了一套帶轉(zhuǎn)輪除濕的空調(diào)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)可以實現(xiàn)溫度和濕度的獨立調(diào)節(jié)，故可以達到節(jié)能的目的。通過計算，該住宅的夏季總熱負荷為20892 W，單位面積的熱負荷為95 W，總送風量為6330 m3/h，新風量1452 m 3/h。本文提出了四種轉(zhuǎn)輪除濕方案，第一種：再生空氣和除濕空氣都是新風；第二種：再生空氣是新風，除濕空氣是新風和一部分回風的混合；第三種：再生空氣是新風和部分排風的混合，除濕空氣是新風；第四種：再生空氣是新風和部分排風的

3、混合，除濕空氣是新風和一部分回風的混合。在新風量相同(總除濕量相同 的條件下與傳統(tǒng)的冷凍除濕比較了系統(tǒng)所需制冷量和總能耗量。通過計算，四種轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)所需制冷量分別減少了38.3 %、35.8 %、44.3 %、42.8 %，總能耗分別減少了24.6 %、20.0 %、29.9 %、26.2 %。研究還發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)輪除濕的再生空氣的加熱量和系統(tǒng)所需制冷量都隨除濕空氣量的增加而增加。故選用了第三種作為空調(diào)系統(tǒng)的除濕方案，并選出了相關(guān)的空氣處理設(shè)備。與常規(guī)蒸汽壓縮空調(diào)系統(tǒng)相比，第三種帶轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的制冷循環(huán)的COP 提高了19 %，熱力完善度提高了7 %。最后，完成了相應(yīng)的氣流組織形式的計算和

4、風管的設(shè)計布置。關(guān)鍵字：轉(zhuǎn)輪除濕，制冷量，總能耗，空調(diào)系統(tǒng)重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） ABSTRACTIIABSTRACTThis paper designs a set of air conditioning system with wheel dehumidification for a residence. The air conditioning system can be adjusted independently of the temperature and humidity, it can achieve energy saving. Through calculatin

5、g, the total of heat load of this residence is 20892 W for summer, and the heat load of unit area is 95 W, the total of send air capacity is 6330 m3/h and the fresh air capacity is 1452 m3/h. This paper came up with four wheel dehumidification schemes, the first one: both of the regeneration air and

6、 the dehumidification air are fresh air; the second one: the regeneration air is fresh air and the dehumidification air is a blend of fresh air and part of the return air; the third one: the regeneration air is a blend of fresh air and part of exhaust air and the dehumidification air is fresh air; t

7、he fourth one: the regeneration air is a blend of fresh air and part of exhaust air and the dehumidification air is a blend of fresh air and part of the return air. And compared with the traditional refrigerated dehumidification about their refrigerating capacity needed by the system and total energ

8、y consumption quantity in the condition of that the fresh air capacity is the same (total dehumidification quantity same. Through calculating, the refrigerating capacity needed by the four air conditioning systems with wheel dehumidification reduced by 38.3 %, 35.8 %, 44.3 %, 42.8 % and the total en

9、ergy consumption quantity reduced by 24.6 %, 20.0 %, 29.9 %, 26.2 %, respectively. The study also found that the heat add in regeneration air and the refrigerating capacity needed by the system of the wheel dehumidification increase along with the increase of the dehumidification air capacity. So th

10、e third one is chosed as the wheel dehumidification schemes for air conditioning system, and the related air treatment equipment have been selected. Compared with the conventional steam compressed air conditioning system, the COP of the refrigeration circulation of the third air conditioning system

11、with wheel dehumidification increased by 19 %, the thermodynamic perfect degree increased by 7 %.At last, the option of the corresponding airflow organization and design calculation of the tuyere and the design and decoration of blast pipe are completed.Key words: wheel dehumidification, refrigerati

12、ng capacity, total energy consumption, air conditioning重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄III目 錄中文摘要 . . I ABSTRACT . II 1 緒論 . 11.1 研究目的和意義 . . 11.2 轉(zhuǎn)輪除濕機的工作原理 . . 21.3 戶式中央空調(diào)簡介 . . 31.4 國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪除濕的研究現(xiàn)狀 . . 41.5 課題主要研究內(nèi)容 . . 52.1 室內(nèi)外空氣設(shè)計參數(shù) . . 72.2 設(shè)計條件 . . 92.3 熱濕負荷計算的數(shù)學(xué)描述 . . 102.4 熱濕負荷的計算結(jié)果 . . 122.5 送風量的確定 . . 16

13、2.6 新風量的確定 . . 172.7 本章結(jié)論 . . 18 3 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和空氣處理方案的確定 . . 193.1 空調(diào)系統(tǒng)的分類和選擇 . . 193.2 空氣處理方案的選擇 . . 20重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄IV3.3 空氣處理設(shè)備的選型 . . 313.4 本章結(jié)論 . 34 4 制冷系統(tǒng)設(shè)計 . 364.1 制冷循環(huán)設(shè)計計算 . 364.2 帶轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)制冷設(shè)備選型 . . 404.3 本章結(jié)論 . 42 5 室內(nèi)氣流組織及風口設(shè)計 . . 435.1 氣流組織形式 . 435.2 送、回風口的型式 . 435.3 風口設(shè)計計算 . 445.4 本章結(jié)論

14、. 46 6 風管系統(tǒng) . 476.1 風管的材料與形狀 . 476.2 風管的布置 . 476.3 風管的水力計算 . 476.4 送風機的選型 . 586.5 本章結(jié)論 . 58 結(jié) 論 . 59 致 謝 . 61重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄 V參考文獻 . . 62 附圖1 . . 63 附圖2 . . 64重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論11 緒論改革開放以來，中國的經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展，人民的物質(zhì)生活水平也得到了很大的提高。越來越多的人對生活質(zhì)量和環(huán)境衛(wèi)生的要求也有了很大的提高。因此，對用于控制和調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的空調(diào)及其系統(tǒng)的研究也引起了廣大專家學(xué)者的興趣，相應(yīng)地

15、，從事這一技術(shù)的科研、生產(chǎn)、教學(xué)、工程等的技術(shù)人員也日益增多。在改善生活條件的同時，環(huán)境污染和能源危機這兩大問題也日漸凸顯并越來越嚴峻。為了響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求，對于空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計主要從節(jié)約能源、環(huán)境友好、滿足舒適性或工藝性的要求等多方面綜合考慮。本文研究的內(nèi)容是帶轉(zhuǎn)輪除濕的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計的對象為一幢二層住宅。從節(jié)約能源方面考慮，文中提出多種空氣調(diào)節(jié)方案，通過計算比較得出最佳方案用于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計；采用轉(zhuǎn)輪除濕則體現(xiàn)了此空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境友好型，因為轉(zhuǎn)輪除濕避免了在除濕過程中氟氯烴制冷劑的使用而對臭氧層的破壞；根據(jù)人體舒適度的要求和建筑的熱負荷來設(shè)計則可達到舒適性的要求。本文詳細展示了帶轉(zhuǎn)輪除濕

16、的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的整個過程，以及所需要計算的參數(shù)和方法，最后并得出了相應(yīng)的結(jié)論。1.1 研究目的和意義隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展和社會的不斷進步，國民經(jīng)濟水平得到了相當程度的提高，人們對周圍環(huán)境和生活質(zhì)量的要求也逐漸提高，制冷技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛。因此，為了滿足人們對居住和工作環(huán)境舒適性或工藝性的要求，需要對室內(nèi)空氣的溫度和濕度進行必要的控制和調(diào)節(jié)。與此同時，人們也逐漸意識到日益緊張的能源與環(huán)境的雙重危及以及社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要性。因此，對于空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計主要從節(jié)約能源型、環(huán)境友好型、滿足舒適性或工藝性的要求等多方面綜合考慮。目前廣泛使用的還是傳統(tǒng)的壓縮式空調(diào)系統(tǒng)。對于壓縮式空調(diào)系統(tǒng)，首先

17、是讓空氣進入冷卻器，降低空氣溫度并達到過冷狀態(tài)，從而實現(xiàn)了降低溫度和除濕的目的；但是空氣溫度過低不能滿足人體舒適度的要求，所以要對空氣進行再熱處理以達到溫度和濕度的要求。系統(tǒng)中的再熱過程無疑是增加了能源的浪費，增加了整個壓縮制冷裝置的負荷，提高了空調(diào)系統(tǒng)的運行費用。同時，在系統(tǒng)中使用的氟氯烴制冷劑對大氣層的作用也導(dǎo)致了環(huán)境的惡化。除此之外，在冷卻除濕時有凝結(jié)水出現(xiàn)，容易造成細菌滋生而影響室內(nèi)空氣品質(zhì)1。從環(huán)境保護、節(jié)約能源和空氣品質(zhì)等方面考慮，固體除濕空調(diào)系統(tǒng)是一種很有發(fā)展?jié)摿脱芯恳饬x的空氣調(diào)節(jié)方式。固體干燥劑主要是以轉(zhuǎn)輪為載體，使待重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論 2除濕的空氣經(jīng)

18、過轉(zhuǎn)輪被干燥劑吸濕，從而達到除濕的目的。轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)主要有一下優(yōu)點： 該系統(tǒng)主要是利用固體干燥劑(氯化鋰、硅膠等2 與水蒸氣發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)來減少水蒸氣的量從而達到除濕的目的3。與傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)系統(tǒng)相比，節(jié)省了將空氣冷卻到露點溫度進行除濕這個階段多消耗的制冷量； 在該系統(tǒng)的除濕過程中沒有使用氟氯烴制冷劑，只用到了空氣、水蒸氣和固體干燥劑，從而消除了除濕過程中氟氯烴制冷劑對臭氧層的破壞； 該系統(tǒng)可以實現(xiàn)空氣溫度和濕度的單獨控制，能夠滿足多種用途的需要，擴大了系統(tǒng)的使用場合，提高了系統(tǒng)的重要性； 該系統(tǒng)對再生能源品位的要求不高，因此加熱再生氣體所消耗的能源可以采用太陽能、地熱能、燃氣(天然氣

19、、液化石油氣、煤氣、沼氣等 、工業(yè)余熱等低品位熱源4，從而減少了大量能源的消耗，有效減少了把低品位熱能排入大氣造成的熱污染，保護了環(huán)境； 該系統(tǒng)的溫度和濕度分開調(diào)節(jié)，與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的制冷循環(huán)相比，其蒸發(fā)溫度可以高出許多，故可以提高制冷循環(huán)的COP 和熱力完善度。以上這些優(yōu)點使得國內(nèi)外眾多專家學(xué)者都致力于固體除濕空調(diào)系統(tǒng)的研究，并取得了相當大的進展。1.2 轉(zhuǎn)輪除濕機的工作原理轉(zhuǎn)輪除濕機作為固體干燥劑的載體是固體除濕空調(diào)系統(tǒng)的主要部件之一，也是空氣除濕的有效工具，它利用硅膠、氯化鋰等除濕劑的良好親水性吸附空氣中的水蒸氣以達到除濕和滿足濕度要求的目的。轉(zhuǎn)輪除濕機由除濕轉(zhuǎn)輪、傳動裝置、風機、過濾器、

20、再生電加熱器等組成(如圖1.1 。其主體結(jié)構(gòu)除濕轉(zhuǎn)輪是一個不斷緩慢轉(zhuǎn)動的干燥轉(zhuǎn)輪，采用載有固體除濕劑的特殊復(fù)合耐熱材料制成。轉(zhuǎn)輪內(nèi)用隔板分隔為270°和90°的兩扇形區(qū)5。270°扇形區(qū)用于干燥處理濕空氣，90°扇形區(qū)用于除濕劑的再生。在常溫下，濕空氣進入270°扇形區(qū)時，由于除濕劑中的水蒸氣分壓力低于濕空氣中的水蒸氣分壓力，所以空氣中的水分子被轉(zhuǎn)輪內(nèi)的除濕劑吸收，干燥后的干空氣通過風機送出進行降溫處理達到合適溫度時送入空調(diào)房間。經(jīng)除濕處理的濕空氣可以全為室外新風，也可以是室外新風和室內(nèi)回風的混合。吸收了水分的轉(zhuǎn)輪扇區(qū)轉(zhuǎn)入90 °再生

21、扇區(qū)，向再生扇區(qū)通圖1.1 轉(zhuǎn)輪除濕機模型重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論 3入高溫的再生空氣，此時除濕劑中的水蒸氣分壓力高于再生空氣中的水蒸氣分壓力，所以除濕劑中的水分子進入再生空氣中并被帶走，恢復(fù)了除濕劑的吸濕能力。再生空氣可以使室外新風，也可以是室外新風和室內(nèi)排風的混合，或者全為室內(nèi)排風。在轉(zhuǎn)輪除濕機中，除濕過程和再生過程中的空氣和除濕劑之間發(fā)生了復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程。在轉(zhuǎn)輪除濕機的固體除濕材料的參數(shù)和除濕轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，除濕機的性能仍然受到除濕空氣的進口狀態(tài)參數(shù)、再生空氣的進口狀態(tài)參數(shù)、除濕空氣的流量再生空氣的流量和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速等許多因素的影響2。本文并沒有具體研究某個除濕

22、轉(zhuǎn)輪的性能，而是把轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)融入到對具體建筑物的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計當中，設(shè)計多種空氣處理方案并計算比較得出其中的最佳方案用于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中。1.3 戶式中央空調(diào)簡介戶式中央空調(diào)(又稱家用中央空調(diào) 是一個小型化的獨立空調(diào)系統(tǒng)，它具有四季運行、舒適感好、衛(wèi)生要求好、外形美觀、高效節(jié)能、運行無噪音、靈活方便、耐用等特點。同時，它結(jié)合了中央空調(diào)的便利、舒適、高檔次以及傳統(tǒng)家用空調(diào)機的多方面優(yōu)勢，適用面積多在90800m 2之間，可實現(xiàn)與房間裝潢布置的和諧統(tǒng)一。在制冷方式與基本構(gòu)造上類似于大型中央空調(diào)。主要是由一臺主機通過風管或冷熱水管連接多個末端送風口，將(冷 暖氣送到不同房間區(qū)域，來達到調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的目

23、的。它結(jié)合了大型中央空調(diào)的便利、舒適、高檔次以及傳統(tǒng)小型分體機的簡單靈活等多方面優(yōu)勢，是適用于別墅、公寓、家庭住宅和各種工業(yè)、商業(yè)場所的暗藏式空調(diào)。中央空調(diào)是由一臺主機通過風道或冷熱水管接多個末端的方式來控制不同的房間以達到室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)目的的空調(diào)。采用風管送風方式，用一臺主機即可控制多個房間并且可引入新風，有效改善室內(nèi)空氣的質(zhì)量，預(yù)防空調(diào)病的發(fā)生。家用中央空調(diào)的最突出特點是產(chǎn)生舒適的居住環(huán)境，其次從審美觀點和最佳空間利用上考慮，使用家用中央空調(diào)使室內(nèi)裝飾更靈活，更容易實現(xiàn)各種裝飾效果。戶式中央空調(diào)(又稱家用中央空調(diào) 是指由一個室外機產(chǎn)生冷(熱 源進而向各個房間供冷(熱 的空調(diào)，它是屬于(小型

24、商用空調(diào)的一種。家用中央空調(diào)分為風系統(tǒng)和水系統(tǒng)兩種。風系統(tǒng)由室外機、室內(nèi)主機、送風管道以及各個房間的風口和調(diào)節(jié)閥等組成；水系統(tǒng)由室外機、水管道、循環(huán)水泵及各個室內(nèi)的末端(風機盤管、明裝等 組成。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論41.4 國內(nèi)外轉(zhuǎn)輪除濕的研究現(xiàn)狀轉(zhuǎn)輪式空調(diào)系統(tǒng)因其除濕性能好而廣泛應(yīng)用于食品、藥品和夾層玻璃等濕度要求嚴格的生產(chǎn)廠房和倉庫以及鋰電池生產(chǎn)、聚酯切片、防濕、防腐、防潮等對空氣有低溫要求的場合。近年來，國外已把氯化鋰等固體除濕空調(diào)技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍工、鋼鐵、感光、化工、印刷、食品、制藥、電氣、火藥、文物保存等各行各業(yè)。目前國內(nèi)外有很多科研機構(gòu)、學(xué)校以及公司都有從事轉(zhuǎn)

25、輪除濕的工作人員。目前國內(nèi)外主要有以下幾個方面的研究： 建立除濕轉(zhuǎn)輪數(shù)學(xué)模型：除濕轉(zhuǎn)輪的數(shù)學(xué)模型的建立有助于從理論上對除濕轉(zhuǎn)輪進行分析，并為實驗結(jié)果提供相應(yīng)依據(jù)。文獻6中建立了一個比較合適的數(shù)學(xué)模型，該模型是在除濕轉(zhuǎn)輪中微元體的氣體區(qū)和固體區(qū)中的水分質(zhì)量守恒和能量守恒的基礎(chǔ)上建立起來的用于描述轉(zhuǎn)輪中吸收和再生過程的微分方程，并加上相應(yīng)的邊界條件和補充方程才得到的。文獻中還對建立起來的數(shù)學(xué)模型進行了驗證，通過對具體轉(zhuǎn)輪除濕機進行試驗測試和用數(shù)學(xué)模型來計算，得出的結(jié)果是試驗測試值和計算值之間很相近，故證明此數(shù)學(xué)模型是很合適的。文獻7中提到了一種對除濕轉(zhuǎn)輪模型的簡化方法(即類比法 。文中還對這個簡化

26、方法進行了驗證，結(jié)果證明其試驗結(jié)果和通過廠家提供的性能軟件計算出的結(jié)果很相近，因此這個簡化方法是可行的。 轉(zhuǎn)輪效率的研究：轉(zhuǎn)輪效率是評價轉(zhuǎn)輪除濕機性能優(yōu)劣的一個重要參數(shù)。文獻2中提出了一種新的轉(zhuǎn)輪效率的定義，建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型得到了不同條件下除濕轉(zhuǎn)輪的效率變化情況，并與其他關(guān)于轉(zhuǎn)輪效率的研究結(jié)果比較吻合。 轉(zhuǎn)輪干燥劑的研究：干燥劑填充在轉(zhuǎn)輪中用于吸收空氣中的水蒸氣，干燥劑的好壞直接影響到轉(zhuǎn)輪的性能。故對干燥劑的研究也成了一個很熱門的課題。文獻8中把一種新型復(fù)合干燥劑和硅膠一起進行了平衡吸附性能測試。文獻中還設(shè)計了一臺轉(zhuǎn)輪除濕機，測試了轉(zhuǎn)速和再生溫度對采用新型復(fù)合干燥劑的轉(zhuǎn)輪除濕性能的影響。結(jié)

27、果證明，新型復(fù)合干燥劑轉(zhuǎn)輪的除濕量高于硅膠轉(zhuǎn)輪的除濕量，其對應(yīng)的除濕冷卻空調(diào)系統(tǒng)的性能系數(shù)也是遠高于采用硅膠轉(zhuǎn)輪的空調(diào)系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)輪動態(tài)除濕特性：轉(zhuǎn)輪的動態(tài)特性研究的是轉(zhuǎn)輪在達到穩(wěn)定狀態(tài)之前的動態(tài)除濕性能。文獻9中比較了兩種常見的轉(zhuǎn)輪(硅膠轉(zhuǎn)輪和氯化鋰轉(zhuǎn)輪 在相同工況下的動態(tài)除濕特性，主要采用的評價指標有除濕量和除濕性能系數(shù)。結(jié)果表明，在相同工況下氯化鋰轉(zhuǎn)輪在非穩(wěn)態(tài)過程中持續(xù)的時間比硅膠轉(zhuǎn)輪長，但除濕量和除濕性能系數(shù)都比硅膠轉(zhuǎn)輪高。除濕空氣的風量和進口含濕量的增加都會延長轉(zhuǎn)輪的非穩(wěn)態(tài)過程時間。 轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)：轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)因其能夠?qū)崿F(xiàn)熱濕獨立控制而受到了廣泛的研究。文獻1中對熱濕獨立控制空

28、調(diào)系統(tǒng)的能耗進行了分析，文中比較了重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論 5兩種方式下的能耗差異，一種是再生溫度一定，一種是系統(tǒng)除濕量一定。最后經(jīng)過計算證明，再生溫度一定時的總能耗高于系統(tǒng)除濕量一定時的總能耗。 太陽能作再生熱源：太陽能作為一種清潔能源用作帶轉(zhuǎn)輪的復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)的再生能源，極大的節(jié)約了電能的消耗，既保護了環(huán)境也充分地利用了低品位能源。文獻10中研究了兩種復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)(一種是轉(zhuǎn)輪除濕蒸汽壓縮，另一種是轉(zhuǎn)輪除濕蒸汽壓縮蒸發(fā)冷卻 ，并與常規(guī)蒸汽壓縮式空調(diào)系統(tǒng)進行了比較。計算結(jié)果證明，與常規(guī)蒸汽壓縮空調(diào)系統(tǒng)相比，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)的制冷劑質(zhì)量流量減小、制冷系統(tǒng)COP 增大、壓縮機能耗

29、減少，其中第二種體現(xiàn)得尤為突出。文中還研究得到，在其他條件相同時，復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)壓縮機能耗隨室內(nèi)設(shè)計溫度提高而減少。 變工況穩(wěn)態(tài)性能：變工況是空調(diào)系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的，故對系統(tǒng)變工況穩(wěn)態(tài)性能的研究也受到了廣泛 的關(guān)注。文獻11中建立了一個用于模擬轉(zhuǎn)輪和冷卻除濕組合式空調(diào)系統(tǒng)(DWCCDS 變工況穩(wěn)定性能的數(shù)學(xué)模型。文中得出了在室外空氣含濕量、溫度、除濕空氣量對DWCCDS 的影響規(guī)律，并得出了DWCCDS 在低溫條件下的優(yōu)越性很高。1.5 課題主要研究內(nèi)容室內(nèi)溫度、濕度的控制是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)。固體除濕空調(diào)系統(tǒng)采用溫度與濕度兩套獨立的空調(diào)控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度與濕度，避免了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)

30、中熱濕聯(lián)合處理所帶來的能量損失。它可以滿足不同房間熱濕比不斷變化的要求，避免了室內(nèi)相對濕度過高或者過低的現(xiàn)象，以及提高制冷系統(tǒng)COP ，是一種高效節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)輪除濕是用吸濕性強的鹽溶液或吸濕材料附著于輕質(zhì)骨料制作的轉(zhuǎn)輪表面。待除濕的空氣通過轉(zhuǎn)輪的一部分表面，空氣中的部分水分被吸附于表面吸濕材料，實現(xiàn)除濕。吸了水的轉(zhuǎn)輪部分旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)與加熱的再生空氣接觸，釋放出水分，使表面吸濕材料再生, 再進行下一個循環(huán)。本課題要求設(shè)計一套帶獨立除濕的空調(diào)系統(tǒng)，新風采用轉(zhuǎn)輪除濕設(shè)備。通過閱讀文獻資料確定出多種除濕方案，然后從處理的空氣量、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、經(jīng)濟性、系統(tǒng)能耗等多種方面計算分析確定出其中的最佳方案

31、用于整個空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計。確定除濕方案后，主要對戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的冷量和除濕量的進行計算，并確定具體建筑物的送風量、回風量、送風狀態(tài)等。之后根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)形態(tài)進行空調(diào)設(shè)計計算和風管的設(shè)計與布置。最后進行制冷系統(tǒng)的設(shè)計，完成整個固體除濕空調(diào)系統(tǒng)，并進行成本核算。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒論6根據(jù)分析，本課題的研究內(nèi)容主要有以下幾個方面： 新風系統(tǒng)除濕方案的選擇和計算； 戶式中央空調(diào)系統(tǒng)冷量和除濕量的計算； 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和風管的設(shè)計布置； 制冷系統(tǒng)的選型設(shè)計。其中最重要的研究內(nèi)容是除濕方案的選擇和計算分析。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 室內(nèi)熱濕負荷及送風量的確定72 室內(nèi)熱濕

32、負荷及送風量的確定空氣調(diào)節(jié)的目的是為了保持室內(nèi)良好的空氣環(huán)境(即保持室內(nèi)一定的溫度和濕度 。因此，為了使室內(nèi)的溫度和相對濕度能維持在滿足生產(chǎn)工藝或人體舒適度要求的范圍內(nèi)，需要向室內(nèi)送入經(jīng)過降溫除濕而具有合適溫度和相對濕度的空氣來消除室內(nèi)多余的熱負荷和濕負荷?？照{(diào)房間內(nèi)的熱負荷主要來源于室內(nèi)和室外兩個方面，主要存在溫差傳熱、太陽輻射熱、室內(nèi)設(shè)備散熱和散濕、人體散熱和散濕等幾個部分12。由室外因素造成的室內(nèi)熱、濕負荷的變化與室內(nèi)、外空氣的狀態(tài)參數(shù)有很大的關(guān)系。當室外空氣溫度高于室內(nèi)空氣溫度時，室外空氣的熱量就會通過溫差傳熱、輻射、對流等方式從墻壁、屋頂和窗戶傳入室內(nèi)，若不采取一些降溫的措施，就會導(dǎo)

33、致室內(nèi)空氣溫度的升高；相反，當室外溫度低于室內(nèi)溫度時，室內(nèi)的熱量也會傳向室外，如果不能及時補充室內(nèi)流失的熱量，室內(nèi)溫度就會下降。綜上，空調(diào)就是要維持室內(nèi)溫度和濕度在滿足生產(chǎn)工藝和人體舒適度的要求的合適范圍內(nèi)。所謂室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)，主要是指空調(diào)工程設(shè)計與運行時作為控制標準的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，這些參數(shù)主要包括室內(nèi)空氣溫度、相對濕度以及空氣流速等13。室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)的確定，主要需要從室內(nèi)環(huán)境參數(shù)是否滿足生產(chǎn)工藝或人體舒適度的要求、工程所處地理位置、室外氣象、經(jīng)濟條件、冷源情況和節(jié)能政策等多種具體情況進行綜合考慮。根據(jù)空調(diào)的使用場所和使用目的，主要可以把空調(diào)分為兩種類型：舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)14。舒適

34、性空調(diào)的作用是通過送入具有一定溫度和濕度的空氣消除(補充 室內(nèi)熱量和濕度以維持室內(nèi)空氣處于合適的狀態(tài)，盡量使室內(nèi)人員在此狀態(tài)下感到舒適，從而保證良好的工作和生活條件。工藝性空調(diào)的作用是通過送入具有一定溫度和濕度的空氣以維持室內(nèi)空氣狀態(tài)在生產(chǎn)工藝過程(如制藥、電子、低溫要求的工程等 要求的范圍之內(nèi)，保證生產(chǎn)過程的順利進行。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 室內(nèi)熱濕負荷及送風量的確定 8本文是對一幢住宅進行空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，要保證室內(nèi)人員舒適度的要求，故此空調(diào)系統(tǒng)屬于舒適性空調(diào)。根據(jù)GBJ 500192003 規(guī)定，舒適性空調(diào)的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)要求范圍見表2.1。舒適性空調(diào)室內(nèi)環(huán)境控制參數(shù)要求表2.

35、1空調(diào)季節(jié) 參數(shù)溫度/ 相對濕度/% 風速/(m/s 夏季 2228 4065 0.3 冬季182430600.2在計算空調(diào)室內(nèi)夏季冷負荷或冬季熱負荷(通過圍護結(jié)構(gòu)進入室內(nèi)的熱(冷 量 時，需要相應(yīng)的室外空氣參數(shù)。根據(jù)暖通空調(diào)設(shè)計規(guī)范可查出夏(冬 季室外空氣計算參數(shù)(即設(shè)計日的最高溫度 。設(shè)計日其他時刻的室外溫度值可通過下式計算15得到：m a x tt t W W W=- (2.1式中：t W 設(shè)計日在時刻的室外空氣溫度 ( ； t Wmax 室外空氣計算溫度 ( ； 時刻的計算系數(shù)；tW 設(shè)計日室外最高溫度與最低溫度之差。查暖通空調(diào)設(shè)計規(guī)范得出，重慶地區(qū)夏季的室外空氣設(shè)計參數(shù)為： 夏季空調(diào)

36、室外計算干球溫度：t Wdb 36.5 夏季空調(diào)室外計算濕球溫度：t Wwb 27.3 夏季空調(diào)室外平均風速：W 1.4 m/s 夏季空調(diào)室外大氣壓力：B 96392 Pa重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 室內(nèi)熱濕負荷及送風量的確定 92.2 設(shè)計條件該工程為重慶市某住宅，總面積為220 m 2，共兩層，層高為3 m，住宅總體積為660 m3 ，本文要求對整幢住宅安裝戶式中央空調(diào)。 外墻外墻結(jié)構(gòu)：如圖2.1所示 外墻厚度：240 mm外墻傳熱系數(shù)：1.97 W/(m2² 屋頂屋頂結(jié)構(gòu)：如圖2.2所示 屋頂壁厚：150 mm 屋頂保溫材料：瀝青蛭石板 屋頂保溫層厚度：25 mm 屋

37、頂傳熱系數(shù)：1.57 W/(m2² 外窗 1 天井處的玻璃結(jié)構(gòu)：單層6 mm厚茶色玻璃，金屬窗框 單層玻璃窗傳熱系數(shù)：5.94 W/(m2² 玻璃類型修正系數(shù)：C s 0.71 內(nèi)外遮陽設(shè)施：無 2 其他玻璃結(jié)構(gòu)：單層6 mm 厚淺茶色玻璃，金屬窗框單層玻璃傳熱系數(shù)：5.94 W/(m2² 玻璃類型修正系數(shù)：Cs 0.71 內(nèi)遮陽設(shè)施：淺色白布簾，C n 0.5 外遮陽設(shè)施：無 室內(nèi)人員人員數(shù)量：5個成年人 個人顯熱量：61 W 個人潛熱量：73 W重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 室內(nèi)熱濕負荷及送風量的確定10個人散濕量：109 g/h 室內(nèi)設(shè)備室內(nèi)電器設(shè)備

38、有：電視、電腦、冰箱等 室內(nèi)電器設(shè)備總功率：Q 53150 W 使用狀況：計算時所有電器同時使用 室內(nèi)照明照明密度或燈的安裝功率：11 W/m2或Q 62420 W 使用狀況：計算時所有照明全部投入使用2.3 熱濕負荷計算的數(shù)學(xué)描述 通過外墻和屋頂?shù)脽嵝纬傻睦湄摵?5當室內(nèi)外空氣溫度不相等存在溫差時，熱量就會通過外墻和屋頂傳入或傳出室內(nèi)。這一傳入或傳出的熱量的多少與多種因素有關(guān)系，如室內(nèi)外空氣溫差大小、外墻和屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特性、傳熱系數(shù)、外墻和屋頂內(nèi)外表面的空氣流速等。由于室外空氣溫度是逐時變化的，而且通過不同朝向的圍護形成的冷負荷也是不一樣的，故要得到通過外墻和屋頂?shù)脽嵝纬傻睦湄摵墒呛軓?fù)雜的。但

39、是可以簡化為通過下式計算得到：( 1Q K F t t t l fdn=+- (2.2式中：Q 1 計算時刻通過屋頂或外墻得熱形成的冷負荷 (W； K 外墻或屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù) W/(m2²； F 外墻或屋頂?shù)膫鳠崦娣e (m2 ； t lf 外墻或屋頂冷負荷計算溫度 ( ；t d 冷負荷計算溫度t lf 關(guān)于地區(qū)的修正值 ( ； t N 室內(nèi)空氣設(shè)計溫度 ( 。 通過外窗得熱形成的冷負荷15通過外窗得熱形成的冷負荷即是外窗瞬變傳導(dǎo)得熱形成的冷負荷，在室內(nèi)外溫差的作用下，可采用下式計算得到：2Q K Ft = (2.3 式中：Q 2 外窗瞬變傳導(dǎo)得熱形成的冷負荷 (W；K 玻璃窗的傳熱系數(shù)

40、 W/(m2²，對于一般建筑，單層玻璃窗的傳重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 室內(nèi)熱濕負荷及送風量的確定11熱系數(shù)取K 5.94 W/(m2² ，雙層玻璃窗的傳熱系數(shù)K 3.01 W/(m2² ； F 外窗的傳熱面積 (m2 ；t 計算時刻的負荷溫差 ( 。本文設(shè)計采用的t 如表2.2所示。重慶地區(qū)玻璃窗溫差傳熱的負荷溫差表2.2房間類型 計算時刻的逐時值t 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 輕2.73.24.15.16.27.28.18.89.39.69.69.38.7 通過窗戶進入的太陽輻射熱形成的冷負荷太陽輻射到玻璃表

41、面主要會產(chǎn)生三種效果，一部分穿透玻璃進入室內(nèi)，一部分被玻璃吸收，還有一部分被玻璃反射回環(huán)境中，這幾部分占到達玻璃表面總輻射熱的比例分別稱為穿透比、吸收比、反射比。這三個比例的大小主要與玻璃表面的太陽輻射強度、玻璃層數(shù)、玻璃性質(zhì)、遮陽設(shè)施和窗戶的有效面積系數(shù)等多種因素有關(guān)系。經(jīng)簡化計算，太陽輻射熱形成的冷負荷可采用下式計算得到： 3Q x C C F J gns = (2.4式中：Q 3 通過窗戶進入的太陽輻射熱形成的冷負荷 (W；x g 窗的有效面積系數(shù)，單層鋼窗取0.85，雙層鋼窗取0.75，單層木窗取0.7，雙層木窗取0.6；C n 玻璃窗的遮擋系數(shù)； C s 玻璃類型修正系數(shù)； F 玻璃

42、窗的面積 (m2 ；J 夏季通過單層3 mm厚普通玻璃進入室內(nèi)的太陽輻射熱 (W/m2 。 人體散熱形成的冷負荷人體散熱取決于性別、年齡、活動程度和環(huán)境溫度等因素?？刹捎孟铝泄接嬎愕玫剑猴@熱負荷Q 顯人數(shù)³個人顯熱量 潛熱負荷Q 潛人數(shù)³個人潛熱量 總熱負荷Q 4Q 顯+Q 潛 人體散濕室內(nèi)人員散濕量W 人人數(shù)³個人散濕量重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 室內(nèi)熱濕負荷及送風量的確定12 敞開水槽表面散濕量敞開水槽表面的散濕量可以下式計算得到： =( (0. 01 21PWF P P B-+水槽(2.5 式中：W 水槽 敞開水槽表面的散濕量 (kg/h； F

43、水槽的蒸發(fā)表面積 (m2 ；P 2 相應(yīng)的水表面溫度下飽和空氣的水蒸氣分壓力 (Pa； P 1 室內(nèi)環(huán)境空氣的水蒸氣分壓力 (Pa； 不同水溫下水蒸氣的擴散系數(shù) kg/(m2²h ²Pa； 蒸發(fā)表面的空氣流動速度 (m/s； P 標準大氣壓力，其值為101325 Pa； B 設(shè)計地點實際大氣壓力 (Pa。為簡化計算，可直接查出在標準大氣壓力下，蒸發(fā)表面氣流速度為0.3 m/s下不同室溫、不同水溫時，每平方米敞開水槽表面的散濕量(P 2P 1(0.0174 。本文設(shè)計的室內(nèi)計算參數(shù)為：室溫26 ，相對濕度55 %，室內(nèi)風速0.3 m/s，平均水溫取40 。查表得標準大氣壓力下

44、每平方米水槽表面的散濕量為1.375 kg/h16。重慶地區(qū)夏季的大氣壓力為96392 Pa ，設(shè)計對象的水槽面積為3 m 3。故總的水槽表面散濕量為4.336 kg/h。2.4 熱濕負荷的計算結(jié)果 通過外墻和屋頂?shù)脽嵝纬傻睦湄摵?1 北外墻得熱形成的冷負荷，如表2.3所示。北外墻得熱形成的冷負荷表2.3時刻 6789101112131415161718t lf 32.8 32.6 32.3 32.1 31.8 31.6 31.4 31.3 31.2 31.2 31.3 31.4 31.6K 1.97 F 26.3 t d 2.8 t N 26 Q 1北49748747146144643542

45、5420414 414420425435重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 室內(nèi)熱濕負荷及送風量的確定132 南外墻得熱形成的冷負荷，如表2.4所示。南外墻得熱形成的冷負荷表2.4時刻 6 7 89101112131415161718t lf 35.33534.6 34.2 33.9 33.5 33.2 32.9 32.8 32.9 33.1 33.4 33.9K 1.97 F 38.07 t d 0.4 t N 26 Q 1南7277056756456225925705485405475625856223 西外墻得熱形成的冷負荷，如表2.5所示。西外墻得熱形成的冷負荷表2.5時刻 6789101112131415161718t lf 38.6 38.2 37.8 37.3 36.8 36.3 35.9 35.5 35.2 34.9 34.8 34.8 34.9K 1.97 F 75 t d 2 t N26Q 1西 2157 2098 2039 1965 1891 1817 1758 1699 1654 1610 1596 1596 16104 東外墻得熱形成的冷負荷，如表2.6所示。東外墻得熱形成的冷負荷表2.6時刻 678 91011 12 131415161718t lf 36.9 36.4 3635.5 35.2 3535 35.2 35.6 36.1 36.6