一种无露点控制空调系统的理论与实验研究

集成蒸汽压缩式制冷和溶液除湿技术可实现一种无露点控制空调系统：将除湿溶液直接喷淋在蒸发器和冷凝器上，在蒸发器侧实现除湿、降温，实现潜热负荷和显热负荷同时处理，并直接将被处理空气处理至送风状态，在冷凝器侧回收冷凝热实现稀溶液再生。相比传统露点控制空调系统，该系统性能可望得到显著提高。本项目主要研究：1)蒸发器和冷凝器管外溶液降膜流动形态；2)管外溶液流量、喷淋密度、溶液物理性质、制冷剂蒸发/冷凝温度对膜流动形态、润湿率和空气温湿度调节特性的影响机理；3)考虑液膜流动形态、润湿比、内冷/热源等因素，建立直接除湿降温过程和内热再生溶液过程的数学模型，分析除湿器和再生器内部溶液、空气、制冷剂的热质传递过程特性；4)实验测定和模拟分析系统性能，确定系统运行的溶液和空气运行参数范围，验证运行参数对整体系统性能的影响规律和变工况特性，为此新型无露点控制空调系统的研发、运行与性能优化提供基础理论指导和支持

传统的压缩式制冷空调系统为创造室内舒适的生活和工作环境作出了很大的贡献，但是相应地也带来了一些负面的影响，特别是大大地加重了能源和环境方面的负担。本课题提出了一种无露点控制空调系统，将传统的压缩式制冷系统与溶液除湿系统相结合，利用溶液除湿，再利用冷凝热实现溶液再生，达到了空调制冷系统节能降耗的目的。主要研究成果如下：1、建立了水平管降膜流态模型，a）得到了水平管管间滴状、柱状及帘状的三种流态转变临界值以及能够将管壁完全润湿的最小流量值；b）得到了管径、管材、管间距、溶液性质等因素对管间降膜流态的转变规律，c）首次分析了在管外有空气流时，溶液的降膜流动规律，得到了管间不同流态下Re转变范围，压力、速度最大值出现的区域，以及能够将管壁完全润湿的最小流量。2、搭建了无露点控制空调系统，采用实验研究和数值模拟的方法对除湿器、再生器及系统性能进行了分析。a）得到了空气、溶液入口参数及制冷剂参数对再生性能的影响规律，以及溶液、空气和制冷剂三种流体各参数在再生器内部的二维分布规律。b）得到了逆流、顺流、叉流除湿器内部溶液与空气参数的分布规律，对除湿器性能研究有一定的指导作用c）得到了无露点控制空调系统性能随空气流量，溶液流量以及空气和溶液入口温度的变化规律.本课题组已按计划完成了全部研究内容，达到了预期的研究目标。发表学术论文4篇，其中SCI检索2篇，EI收录2篇；另有2篇论文已被录用待发表；获奖1项，申请2项发明专利，后期研究成果已整理并向SCI源期刊投寄1篇。此外，依托本项目，培养和指导了3名硕士研究生。