带旋转转轮除湿系统的独立新风系统的能源消耗分析中英文翻译

2015年3月10日 xNumber:xxxxxx建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程xxx带旋转转轮除湿系统的独立新风系统的能源消耗分析摘要带旋转转轮除湿干燥剂的独立新风系统(DOAS)是除湿系统和蒸气压缩制冷系统的组合。本文建立了这种混合的能量消耗模型并对进行其分析。性能系数COP，定义适当的混合性能严重急性呼吸综合征(SARS)在空气中传播的可能性引起了人们的重视。因此，作为最重要的空气处理单元，空调系统成为关注的焦点。针对SARS提出的挑战，要求空调系统不仅应该保持舒适的热湿环境和健康的室内空气质量，而且要减少湿表面和内部不同区域之间的空气循环的可能性。独立新风系统(DOAS)是满足这些新的要求的一个好选择。这个系统中，室外空气、新分(显热负荷的另一部分是由室内空调机组处理)。因为室内空气在不同的区域不流通，疾病传播的可能性就大大的降低。传统的独立新风系统使用冷却盘管来除湿。一方面,高湿度负载和低露点温度是必备的。但是，冷水机组的蒸发器温度不能低于冰点0℃，这意味着所需的露点温度低于0℃时传统统没有传统研究中存在的问题。在本文中，提出了一种用旋转干燥剂转轮的独立新风系统。一种基于固体除湿的带回风的复合空调系统(HACS)，可节省能源。本文提出的带转轮因素，比如温度、室外空气的湿度和再生过程的空气比，都可以影响能源消耗和[5-7]复合空调系统性能。因此,还研究了这些因素对混合新风系统的影响。2.带转轮除湿的独立新风系统却至其露点温度(全部的湿负荷和显热负荷部分的处理)，然后通过加热器再加热到适当的如图3(a)，进入房间，通风空气吸收房间里多余的热量和水分，使温度和湿度增加到与室内空气相同(从“O”点“N”)。如图2中所示，带转轮除湿的独立新风系统和除湿系统(DDS)和蒸气压缩式制冷系统 图3(b)，从中可以看出，确实对混合新风系统的露点温度没有限制。DDS再生空气通过热回收转轮预热，使能量消耗少。再生空气可以是室外或室内空气或两者的混的选择。在两种带旋转转轮除湿干燥剂的独立新风系统中，不考虑从房间的排风热回收。3.计算建模基于能量消耗模型，三个性能系数(COP)分别定义为机组的性能评价、DDS和整个混合气通风空气流量假定整个湿度的负荷，其质量流率来自通风空气NoQ=mc(tt)rrrr3r2(2)有热再生气流的几种方法，如电力，天然气，太阳能或余热。所以随不同的方法DDS如果电能是直接用来加热再生气流，电输入功率应等于热E=Q(3)hr如果使用天然气，天然气的货币可以表示在电能转换因子，其定义为天然气和电能的每单位成本的热值CC=e(4)geCgECQ(5)hger太阳能，因为它是可再生的，可以考虑几乎不需要消耗电功率E=0(6)h再生温度和处理或再生空气出口状态是由热在转轮除湿传质过程的确定。这些参数可以通过求解方程组或用车轮制造商提供的性能曲线获得。cp3p2pprrp2r1ppr2r1rrppp2r1rr(8)p3.3冷水机组的能耗需要冷水机组的功率可以计算为E=Qc(9)cCOPccpp30(10)cPppNo3.4性能系数的定义1有冷凝器和下降的压力蒸发器。不是一个等熵压缩过程考虑到实际制冷循环的复杂性，在计算之前一些假设：(a)各部件中的制冷剂的质量流量率是相同的；(b)压缩机的效率被认为是一个常数；(c)制冷剂在冷凝器的冷凝是等压放热过程和在蒸发器中等压吸热过程蒸发；(d)过冷过热度保持在固定值；(e)制冷剂通过膨胀阀的节流过程是绝热。cCOP=n14(13)21映的情况下，方程(13)可以表示为(14)COP=an14=n14(14)2121这里n是等效的压缩机的效率。0.85，0.9，0.8-0.9分别为电机和机械效率lQCOP=lElEh在Q，等效潜热负荷，计算公式为llplp1图3点PL(B)代表一个假想的热力学状态对应于进气口的温度和湿度比出口空气的过程单位成本，转换因子C=0.34s(17)sQ两机组的感性负载的和潜热负荷由DDS处理s对于传统的DOAS，消耗的能量达到预期的冷却能力的QsE=E(18)sc对转轮除湿的新风sch4.结果与分析在这个计算,通过DW的软件得到转轮除湿性能。和软件工程方程解算器(EES)是用来计4.1转轮除湿用于混合新风转轮是DOAS在混合的一个重要组成部分。在这里，通过使用性能得到了处理和再生空4.2对比这两个独立的能量消费和性能再生温度露点温度。蒸发器在两冷却器温度估计在表4中分别提出了。在DDS中，再生的质量流量是相等的工艺空气(R/P=1.0)。当电力，天然气，和太表3.湿度，露点温度，再生温度表4.制冷机组蒸发器温度(℃)些结果与基于文献[6]的实验结果一致。当使用天然气，其结果将与通风空气质量流量率变化。例如，当通风空气的质量流率为0.833千克/秒时，对于总的混合能源消费DOAS是会改变，无论什么样的能量用于再生，但全空气空调系统(ACS)的性能是不一样的，如果用太阳能这是最高的，而用电是最低的。的温度高导致冷水机组1性能高，如果电是用于再生，如果是用天然气略高，整个系统的COP较低。然而，结果是不同的，质量流量大时(6.667千克/秒)：性能在两冷水机组是平温4.3对能源消耗和制冷通风空气流量的影响假如电是用于再生，能源消耗和COP的变化在图中示出。分别为图8和图9，当质量流态在图3(b)。图9.通风空气流量对COP的影响根据图8，可以肯定的是，能源消费总量上升，通风空气流量的增加，因为更多的通风只要蒸发器冷却装置的温度保持不变,其性能肯定不会改变。根据图9来看通风空气流外减少。它可以解释如下。整个系统的COP取决于组件的COP(DDS和冷水机组)和能源消费总量的比例。尽管对4.4湿度和室外空气温度对能源消耗和性能的影响第一，室外空气温度通过建筑的围护结构会影响热传导，可以计算为Q'=KF(tt)WNC通风的空气质量流量(室外空气)为1.429千克/秒，和R/P0.5。如图10所示，室外空气湿度和温度对元件能耗的影响是不同的。当温度或湿度气湿度chiller2，对室内的显热负荷处理没有效果，以及它的能源消耗。然而，更高的室根据图10(c)，DDS能耗随室外空气湿度较大的上升，而室外空气温度只有轻微的影温度或室外空气湿度增长而增长。内显热负荷警戒线)是微小的，在0.62和0.70之间变化。作为整个系统(COPS)的性能，它可以提升当室外条件变化、再生温度必须进行调整,以保持稳定的室内环境。再生温度的变化提在除湿轮传递过程。以保持恒定的湿度差。这意味着更高的再生温度是必要的。能源消耗的影响4.5再生的除湿能耗过程流量比的影响再生温度与再生过程的流量比的变化，如图13所示。的再生过程的流量比较大，较高的是再生温度要求。然而，当该比值大于某一值时，再生温度的变化是轻微的。图13.不同再生过程流量比除湿对应的再生温度和能耗，在负荷变化不明显，相应的能量消耗。于方程(2)，这可以解释，再生温度降低很多，虽然再生空气的质量流量比的增加，当再稍有变化，使的能量消耗。DDS用于除湿的能源消费总量几乎具有相同的趋势。再生工艺流程比取1，它有一个最5.结论(1)与传统的方法相比，混合方法是节约能源的，当太阳能或天然气用于再生。太阳(2)更多的通风空气流量，为提出更多的能源消耗和较低的COP分。因此，一个较小气流量是合适的。(3)温度和室外空气湿度在能源消耗和性能上有很大的影响。随着温度或室外空气湿最优控制模块使我们所需要的。(4)这是一个流程比除湿导致能耗最低的最佳再生。因此，它是确定这一比率很重要。命名a一个在压缩机实际存在的不可逆损失因素CgCCecrclsEcEhEsGFHLhp1单位成本的天然气热值(千焦/美元)转换因子定义将天然气的相对成本和电能每单位电力成本的热值(千焦/美元)平均比过程空气的热量(KJ/KgK)制冷机性能系数冷却装置的能耗(kW)新风能耗(kW)质量流量率的空气通风(Kg/s)一个建筑面积(m2)整个室内湿度载荷(Kg/s)每单位质量制冷液比焓(KJ/Kg)每单位质量室外空气比焓(KJ/Kg)hplKmpmrQ围护结构的热传导系数(W/mK)工艺空气的质量流量比(Kg/s)再生空气的质量流量比(Kg/s)室内总冷负荷(KW)QcQpQlQrt由于导热通过保护结构的感性负载(kW)显热负荷处理机组(kW)由通风空气处理室内显热负荷(kW)热再生(kW)室内空气温度(℃)Ntotp2tp3tr1ttt进入房间之前，通风的空气温度(℃)进入热回收转轮前的工艺空气温度(℃)工艺空气离开热回收轮温度(℃)进入热回收转轮前的再生空气温度(℃)进入加热器之前的再生空气温度(℃)再生空气离开加热器的温度(℃)室外空气温度(℃)WNWo室内空气湿度比(g／kgd)进入房间之前通风空气湿度比(g／kgd)cc冷水机组h加热r再生空气g天然气p工艺空气l123e电l潜热负荷s统nn压缩机的效率n热回收转轮效率等效压气机效率n缩写ACS空调系统CD冷却除