高效節(jié)能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)建模與優(yōu)化研究.pdf

1、在現(xiàn)代社會(huì)，隨著生活水平的提高，人們對室內(nèi)空氣質(zhì)量，特別是室內(nèi)溫濕度的要求越來越高;傳統(tǒng)空調(diào)溫濕度調(diào)節(jié)方法已經(jīng)無法滿足人們的需求，同時(shí)傳統(tǒng)空調(diào)在濕度控制過程中能源效率低，浪費(fèi)了大量的電能。溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)以其獨(dú)立溫濕度控制、高能源效率、利用太陽能和工業(yè)廢熱等低品位熱能進(jìn)行再生等優(yōu)點(diǎn)一直被認(rèn)為是新一代有前途的空調(diào)系統(tǒng)，倍受研究者的關(guān)注。
　　本文設(shè)計(jì)和開發(fā)了一種高效節(jié)能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)，并針對溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了建模和實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)

2、化策略研究，將開發(fā)的優(yōu)化運(yùn)行策略成功應(yīng)用在開發(fā)的溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)樣機(jī)，顯著提升和改善了系統(tǒng)的性能和能源運(yùn)用效率，充分發(fā)掘了溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力，為溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的研究提出了新的研究思路與方向。本文的主要貢獻(xiàn)及創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)設(shè)計(jì)和開發(fā)了一種高效節(jié)能型溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)。從現(xiàn)有溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的局限性出發(fā)，首次將熱管回收和能量存儲(chǔ)理念應(yīng)用于溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)之中，提出了除濕再生混雜運(yùn)行模式。與現(xiàn)有溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)相比，設(shè)

3、計(jì)的系統(tǒng)在能源利用率、除濕效率和應(yīng)用范圍等方面均有顯著改善。
　　(2)從能量守恒、質(zhì)量守恒和傳熱傳質(zhì)基本理論出發(fā)，分析除濕器和再生器內(nèi)傳熱傳質(zhì)過程，提出利用混合建模方法來建立溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的模型，包含除濕器傳熱傳質(zhì)模型、再生器傳熱傳質(zhì)模型、熱管回收器能量回收模型和存儲(chǔ)罐模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所建立模型的預(yù)測系統(tǒng)傳熱傳質(zhì)性能和熱管回收器能量回收速率的相對誤差在15％以內(nèi)。該模型具有形式簡單、計(jì)算復(fù)雜度低、無需迭代計(jì)算、預(yù)測傳熱傳質(zhì)性

4、能準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的性能預(yù)測、實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化等多種應(yīng)用領(lǐng)域。
　　(3)研究開發(fā)除濕器實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化策略，并成功應(yīng)用在實(shí)際溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)。分析除濕器內(nèi)各部件的能耗特點(diǎn)，建立制冷機(jī)、除濕風(fēng)機(jī)和除濕溶液泵的混合能量模型，可以快速準(zhǔn)確地計(jì)算和評估不同運(yùn)行方案下除濕器的能耗。以除濕器總能耗為目標(biāo)函數(shù)，以溶液流量和溫度為優(yōu)化變量建立了帶約束條件的非線性單目標(biāo)優(yōu)化模型，開發(fā)了除濕器的實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化策略，并運(yùn)用進(jìn)化遺傳算法在可

5、行域內(nèi)求解優(yōu)化模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明除濕器實(shí)時(shí)運(yùn)行優(yōu)化策略能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能12％，顯著提高除濕器能量利用效率，充分發(fā)掘了溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力。
　　(4)開發(fā)再生器實(shí)時(shí)多目標(biāo)優(yōu)化策略，采用多目標(biāo)優(yōu)化方法分析再生器實(shí)時(shí)優(yōu)化問題。通過分析再生器功能及各部件的特點(diǎn)，建立了以再生器的能耗和再生速率為目標(biāo)函數(shù)，以再生溶液流量、溫度和再生空氣流量為優(yōu)化變量的多目標(biāo)優(yōu)化模型。運(yùn)用改進(jìn)的多目標(biāo)優(yōu)化粒子群算法在可行域內(nèi)求得多目標(biāo)優(yōu)化問題的Pare