船用转轮除湿空调系统的研究
转轮除湿空调可以利用工业废热、太阳能等低品位能源处理空气的湿负荷，节能效果显著。从国内外研究现状来看，其主要应用和研究都集中在陆用建筑，而针对船舶上应用的相关报道却很少。本文提出将转轮除湿空调系统应用到船舶上，并构建起船用转轮除湿空调系统方案，搭建船用转轮除湿空调系统的实验台，对系统的运行性能进行深入研究。
首先，根据船舶余热的特点和船舶空调热湿负荷处理的需要，构建船用转轮除湿空调系统的方案。系统选取硅胶干燥剂处理湿负荷，采用单个转轮两级除湿的循环方式，系统流程包括处理空气和再生空气两个流程。处理空气两次在除湿转轮进行干燥处理，在每一次干燥后均采用海水进行中间冷却，最后由辅助的压缩式制冷机组辅助冷却至送风状态。新风与回风按一定比例混合形成处理空气，混合位置位于进入转轮进行第一次除湿之前。再生空气采用舱室回风，由废热锅炉产生的饱和蒸汽来进行加热，加热后的再生空气分别送入两个再生区，再生后排至室外。
然后，根据系统方案搭建船用转轮除湿空调系统实验台，系统的最大送风量为1000m3/h。在实验台中，由电加热方式代替蒸汽加热；采用恒温恒湿装置生产不同温湿度的空气，用于模拟不同的海洋环境；实验台配备两台恒温水源装置，其中一台生产的恒温水用于模拟海水对干燥后的处理空气进行中间冷却，另外一台生产温度较低的冷媒水，模拟压缩式制冷机组所产生的冷却介质对处理空气进一步辅助冷却；处理空气、再生空气和冷媒水的状态参数通过热电偶或温湿度传感器实时采集，并对传感器的测量误差做了修正。
最后，在实验台上对系统的除湿效果和热力性能进行实验研究。在实验过程中，处理空气进风工况按照室内外设计工况下新风比为60%和100%两组典型工况实行，送风量选取500、600、700和800m3/h，分别考察转轮转速、处理风量和海水温度对系统运行性能影响。实验结果表明，在同一组进风工况下，送风量越小，处理空气在转轮的单位除湿量越大，则在压缩式制冷机组的单位除湿量越小，系统COP值越大。在送风量相同时，进风工况为新风比100%的系统平均COP值要比新风比为60%的大。在进风工况和送风量稳定的情况下，随着海水温度的降低，处理空气在转轮的单位除湿量和系统COP值逐渐增大；同时新风比为100%的工况下的系统的单位除湿量和系统COP值均比新风比为60%的工况下时要大。
通过理论分析和实验研究表明，转轮除湿空调系统在船舶上的应用是可行的；它能够充分利用船舶余热和海水资源，具有较好的除湿效果，节能显著；处理空气的新风比越高，系统的单位除湿量和COP值越高，越能体现系统的优越性，符合船舶空调新风比高的特点。
船舶;节能降耗;转轮除湿空调系统;运行性能
集美大学
硕士
轮机工程
陈武
2012
中文
U664.51
52
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）