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原文标题：New solid desiccant solar air conditioning unit in Tunisia: Design and simulation study

2016年6月1日

突尼斯的新型固体除湿空调机组的设计与仿 真

研究 1

Zied Guidara , Mounir Elleuch , Habib Ben Bacha

a, b, *

机械力学实验室系统（lasem ）土木工程系，法克斯大学工程学院，B.P W 3038 斯法克斯，突尼斯

工程学院，机械工程系，沙尔曼本阿卜杜勒阿齐兹大学，B.P. 655，沙乌地阿拉伯

亮点

本文中介绍了一种新型固体除湿空调装置的设计，以及其运作的三种模式的发展。 并在热和质量平衡的基础上进行建模研究，模拟研究了机组的运作。

摘要

就环境保护以及节能方面而言，太阳能空调机组的运用在除湿机组中是一个很有发 展前景的解决方案。本文中介绍的是一种新的固体除湿空调机组在突尼斯的办公空间模 拟运作。因此，每个组件的数学模型的建立都主要是基于热和质量平衡。三种功能的模 型分别模拟了三种不同的气候：比塞大相对冷湿比较大的气候、雷马达燥热的气候以及 杰尔巴处于中间的气候。研究结果表明，每种功能模型中，空调机组所处理后的空气都 可以确保办公室环境能满足人体的舒适度要求。

关键词：空调；冷却除湿；太阳能；数学模拟

1 引言

目前空调已经成为了办公空间里一种重要的必需品。然而传统的空调机组存在许多 环境污染的问题。此外，传统的机组需要大量电力，这些电力往往通过消耗大量的石油 资源，而石油资源目前是一种很宝贵的能源这是由石油资源，此外，其还会产生排放越 来越多的二氧化碳。并且常规的空调机组中空气的除湿是通过露点温度下的冷却操作实 现的，从而导致其所处理后的空气非常冷，这也就使冷空气在空调中需要再次加热以达 到设计温度（即存在冷热抵消），这是一个能量消耗的过程；并且在某些情况下，它不能 确保能达到用户温度和湿度的设计标准。

因此，考虑到地球上石油资源缺乏的现状以及环境污染问题，许多国家鼓励大家在 空调系统中使用可再生能源。

在突尼斯，能源部门面临着的许多问题从本质上来说都是碳氢化合物储量的枯竭以 及人们消费水平的增长，传统的电动空调由另一种节能型空调所替代已成为一种必然。 所以在我国既要限制空调对电能的需求量，又要满足人们对空调的需求已经成为我国空 调研究的主要目标。这些目标应在不破坏国际环境保护约定的前提下实现，事实上，这

1

本文出自 Applied Thermal Engineering, Zied Guidara, Mounir Elleuch,Habib Ben Bacha

1

a a

些约定主 氧层和温室 效应的破坏。

要用于常规空调中，其目的是减少二氧化碳排放，避免使用有害气体对臭

为了解决上述的这些问题，许多研究者已经进行了调查，特别是对太阳能空调机组 的设计与运营研究，本文中所用到的符号的含义如表 1-1 所示。

表 1-1 符号命名

字母 名称 含义

字母 名称

含义 A 吸湿盘气流截面积(m ) w 水

A 1,2 贮槽线圈的面积(m ) V 气流速度(m/s) A l at 吸湿轮通道的侧面积(m ) v

流速(m/s)

A d 吸湿干燥剂轮通道截面(m ) W 干燥剂中含水量(kg/kg)

C p C c 比热(J/(kg.K))

x 吸收器的比热(J/(kg.℃)) Y 轴向距离(m) 相对湿度(%)

C f f H h 水的比热(J/(kg.℃))

温度(℃)

焓(kJ/kg(干空气)）

吸收器与水之间的对流换热系数((W/(m .℃)) 光学系数 吸收器吸收系数 玻璃透射系数 水-空气热交换器效率

h w h 除湿器和空气之间的传热系数((W/(m .K)) 效率

h m 除湿器和空气之间的质量传递系数(kg/(m .s))

密度(kg/m ) I 太阳辐射照度(W/m )

空气比湿度(kg/kg)

L wh 吸湿盘的长度(m) P 空气在干燥剂涂层中的比湿度 L ab 吸收器的长度(m)

P 除湿涂层中空气的相对湿度

L M 每单位面积的水的质量流量(kg/m )

a 储存罐中的水的质量(kg) acc 空气 积累 M c 吸收器的质量(kg) atm 大气 M f 水的质量(kg)

c 寒冷

m f m’ P 太阳能集热器生产的水的质量流量(kg/s)

catu 质量流量(kg/s)

cv 压力(Pa) d 冷空气的利用

对流

干燥剂 Q a d 吸附热(J/kg)

Ech 空气-空气热交换器

S T T a T c T f T s T f2/1 T 11,2 t 平板式太阳集热器的面积(m )

h 温度(℃) hatc 环境空气温度(℃) Hum 冷凝温度(℃) in 水温(℃)

out 储存罐中的水温度(K) p 供给侧的入口/出口水温 (K) t 分布面上的入口/出口水温 (K) tc 时间(s)

tca 热 热空气冷却

加湿器 入口 出口 干燥剂涂层 利用 冷却 利用冷空气 U 1,2 储存罐中的线圈的总传热系数(W/(m .K))

tu 使用 uha 再热空气

u 用 U ’ 吸收器/外部环境的传热系数

ws

饱和状态

2 2 2 2 2 2 2

3 2 2 2 2