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

1、在現(xiàn)代社會，隨著生活水平的提高，人們對室內空氣質量，特別是室內溫濕度的要求越來越高;傳統(tǒng)空調溫濕度調節(jié)方法已經(jīng)無法滿足人們的需求，同時傳統(tǒng)空調在濕度控制過程中能源效率低，浪費了大量的電能。溶液除濕空調系統(tǒng)以其獨立溫濕度控制、高能源效率、利用太陽能和工業(yè)廢熱等低品位熱能進行再生等優(yōu)點一直被認為是新一代有前途的空調系統(tǒng)，倍受研究者的關注。
　　本文設計和開發(fā)了一種高效節(jié)能型溶液除濕空調系統(tǒng)，并針對溶液除濕空調系統(tǒng)進行了建模和實時運行優(yōu)

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

3、計的系統(tǒng)在能源利用率、除濕效率和應用范圍等方面均有顯著改善。
　　(2)從能量守恒、質量守恒和傳熱傳質基本理論出發(fā)，分析除濕器和再生器內傳熱傳質過程，提出利用混合建模方法來建立溶液除濕空調系統(tǒng)的模型，包含除濕器傳熱傳質模型、再生器傳熱傳質模型、熱管回收器能量回收模型和存儲罐模型。實驗結果表明所建立模型的預測系統(tǒng)傳熱傳質性能和熱管回收器能量回收速率的相對誤差在15％以內。該模型具有形式簡單、計算復雜度低、無需迭代計算、預測傳熱傳質性

4、能準確等優(yōu)點，可以應用在溶液除濕空調系統(tǒng)的性能預測、實時運行優(yōu)化等多種應用領域。
　　(3)研究開發(fā)除濕器實時運行優(yōu)化策略，并成功應用在實際溶液除濕空調系統(tǒng)。分析除濕器內各部件的能耗特點，建立制冷機、除濕風機和除濕溶液泵的混合能量模型，可以快速準確地計算和評估不同運行方案下除濕器的能耗。以除濕器總能耗為目標函數(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優(yōu)化模型，開發(fā)了除濕器的實時運行優(yōu)化策略，并運用進化遺傳算法在可

5、行域內求解優(yōu)化模型。實驗結果表明除濕器實時運行優(yōu)化策略能夠實現(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)掘了溶液除濕空調系統(tǒng)的節(jié)能潛力。
　　(4)開發(fā)再生器實時多目標優(yōu)化策略，采用多目標優(yōu)化方法分析再生器實時優(yōu)化問題。通過分析再生器功能及各部件的特點，建立了以再生器的能耗和再生速率為目標函數(shù)，以再生溶液流量、溫度和再生空氣流量為優(yōu)化變量的多目標優(yōu)化模型。運用改進的多目標優(yōu)化粒子群算法在可行域內求得多目標優(yōu)化問題的Pare