空調(diào)系統(tǒng)排風(fēng)冷能利用研究.pdf

1、排風(fēng)冷能回收是排風(fēng)熱回收的重要組成部分，是降低空調(diào)能耗的重要手段，是適合我國(guó)國(guó)情的有效建筑節(jié)能途徑之一，引起學(xué)者和研發(fā)機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。充分利用排風(fēng)冷能回收裝置，可以有效回收排風(fēng)中的冷量，同時(shí)對(duì)新風(fēng)進(jìn)行冷卻或冷卻除濕預(yù)處理。使用冷能回收設(shè)備可以大大降低新風(fēng)負(fù)荷，削減冷水機(jī)組裝機(jī)容量，不僅降低對(duì)室外環(huán)境的熱影響，節(jié)約動(dòng)力設(shè)備能耗，而且減少設(shè)備初投資，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。因此采用排風(fēng)冷能回收裝置可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的雙重目標(biāo)。本文基于具有代表

2、性的顯熱回收型的板翅式顯熱交換器和全熱回收型的板翅式全熱交換器，提出了兩種新型的全熱回收型的排風(fēng)冷能回收裝置。針對(duì)這四種排風(fēng)冷能回收裝置進(jìn)行了多方面的分析和研究，便于它們能更好的服務(wù)于實(shí)際工程，本文做了以下工作。
　　首先，定量分析了重慶地區(qū)室外空氣顯熱、潛熱構(gòu)成比例，研究了顯熱效率、潛熱效率和全熱效率的關(guān)系，為排風(fēng)冷能回收裝置的準(zhǔn)確選擇和評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。提出了兩種新型的排風(fēng)冷能回收裝置：直接蒸發(fā)冷卻器+板翅式換熱器復(fù)合式排風(fēng)冷

3、能回收裝置、冷卻塔+翅片管式換熱器復(fù)合式排風(fēng)冷能回收裝置。針對(duì)這四種排風(fēng)冷能回收裝置，闡明了其各自的工作原理、分析了核心熱質(zhì)交換部件的傳熱傳質(zhì)機(jī)理，并對(duì)它們的冷能回收極限進(jìn)行了對(duì)比分析，研究了本文提出的兩種新型排風(fēng)冷能回收裝置在理論上的可行性。
　　其次，基于傳熱傳質(zhì)基礎(chǔ)理論，建立上述四種排風(fēng)冷能回收裝置的設(shè)計(jì)性計(jì)算熱工模型，分別運(yùn)用“效能-傳熱單元數(shù)法（ε-NTU）”、“雙效率法”和“焓差法”，推理出核心熱質(zhì)交換部件的設(shè)計(jì)性計(jì)算

4、思路和方法，給出了詳細(xì)的熱工計(jì)算步驟。為了便于編制計(jì)算機(jī)程序，結(jié)合熱工計(jì)算步驟，創(chuàng)建了設(shè)計(jì)性計(jì)算框圖。尤其針對(duì)本文提出的兩種新型的排風(fēng)冷能回收裝置，涉及兩個(gè)核心熱質(zhì)交換部件之間參數(shù)耦合情況，提出了適用于工程設(shè)計(jì)的熱工計(jì)算思路和步驟。對(duì)這四種排風(fēng)冷能回收裝置的熱工分析，為后續(xù)章節(jié)對(duì)裝置的優(yōu)化計(jì)算和工程案例分析奠定理論基礎(chǔ)，同時(shí)也為它們應(yīng)用于實(shí)際工程的設(shè)計(jì)性計(jì)算提供參考。
　　第三，綜合考慮排風(fēng)冷能回收裝置的冷量回收收益、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用

5、和設(shè)備初投資等因素，利用熱經(jīng)濟(jì)學(xué)法，建立了以年經(jīng)濟(jì)性收益最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化模型。基于他人研究成果和產(chǎn)品資料，確定了優(yōu)化變量（設(shè)計(jì)變量或決策變量）和約束條件。利用MATLAB7.6.0軟件，通過(guò)粒子群優(yōu)化算法（PSO）編程，求解得到四種排風(fēng)冷能回收裝置的最優(yōu)解，并給出最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)，包括熱交換效率、最大年經(jīng)濟(jì)性收益、幾何結(jié)構(gòu)尺寸、流速和流量等。最后，從熱交換效率和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫?，?duì)這四種裝置的最優(yōu)解進(jìn)行對(duì)比分析。
　　最后，

6、基于前文優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，對(duì)熱工性能和經(jīng)濟(jì)性能都好的兩種排風(fēng)冷能回收裝置——板翅式全熱交換器和冷卻塔+翅片管式復(fù)合式排風(fēng)冷能回收裝置進(jìn)行了具體的工程設(shè)計(jì)應(yīng)用研究?；趯?shí)際工程，對(duì)傳統(tǒng)的一次回風(fēng)式系統(tǒng)和分別帶這兩種排風(fēng)冷能回收裝置的一次回風(fēng)式系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括負(fù)荷計(jì)算、送排風(fēng)量和新風(fēng)量的確定，動(dòng)力設(shè)備的選型等。提出利用最小經(jīng)濟(jì)焓差法（最小啟動(dòng)焓差法）來(lái)定量研究排風(fēng)冷能回收裝置合理的、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行策略。此外，從節(jié)能性方面（節(jié)能量、節(jié)能率和能效比