基于热泵再生的除湿转轮姻效率分析

除湿转轮是吸附式空调系统的关键设备，其广泛应用于工业和民用建筑的湿度控制领域。自Pen-nington在1955年获得了**个固体干燥剂冷却系统的专利以及Dunkle在1965年构造了一个固体干燥剂除湿装置以来，人们对固体干燥剂除湿转轮进行了大量的研究。过去的大部分的研究主要都集中在转轮吸附剂传热传质过程的理论和，除湿转轮被分为2个工作区：吸附区和再生区。湿空气通过吸附区，其中含有的水蒸气被吸附，干空气则被送到工作区。在再生区，吸附剂被热空气加热，被吸附的水蒸气被释放出来。常规电加热再生的除湿转轮存在的主要问题是再生过程能耗高，直接导致除湿转轮的能源利用效率较低。

一种基于热泵再生的除湿转轮系统如所示。它由除湿转轮，辅助加热器和热泵装置构成。热泵蒸发器不仅能回收转轮处理空气的热量，还能降低其温度。同时，热泵冷凝器把再生空气从环境温度加热到9095°C.除湿转轮原理方程式和效率模型2.1湿空气的火用假定空气和水蒸气为理想气体，每摩尔混合气体的流动姻为：从d基于热泵再生的除湿转轮系统原理图十d 1十d空气在此过程中压力的变化很小，机械姻可以忽略。2.2除湿转轮的效率模型由于存在多种能源利用效率，因此也存在多种姻效率的定义。对于除湿转轮，火用效率可以定义为收益姻与代价姻之比。收益姻根据吸附区的进口和出口化学姻的变化进行计算。代价姻来自再生加热器的热姻。姻效率可以表示为：其中，ta和pa下标分别表示收益姻和代价火用。

使3基于热泵再生的除湿转轮的效率分析bookmark6水的摩尔质量（-是干空气的摩尔质量（一28.可以写为：1.人工气源，8.风机；。转轮；。蒸发器；。冷凝器；6.压缩机7.膨胀阀；9.电加热器；丁。热电耦；H.温度传感器基于热泵再生的除湿转轮系统性能实验装置3.2分析和讨论3.2.1测试结果实验测试中，处理侧和再生侧的空气流量分别为300m3/h和100m3/h.吸附区处理空气进口温度和含湿量分别是26C和15gP/kgda，。吸附区处理空气出口温度和含湿量分别是45C和6gap/kgda.当除湿转轮由电加热直接再生时，再生空气通过电加热从35C被加热到当除湿转轮基于热泵加热再生时，吸附区的出口空气温度通过热泵蒸发器降低到35C.再生空气通过热泵冷凝器从35C加热到92C再通过电加热器加热到120C.热泵COP为2.2. 3.2.2常规除湿转轮火用效率分析收益姻根据吸附区处理空气进、出口化学姻的变化进行计算。代价姻来自再生加热器的热姻。除湿转轮的姻效率可以表示为其中：d下标表示吸附过程，和i下标分别表示出口和进口。re下标表示再生电加热。

姻效率分析考虑了环境的温度和湿度。由实验结果计算得到出口空气的热姻是0.058966kW，化学姻是0.0429kW，代价姻是2.86kW.因此，装置的姻效率是1.5%.因为除湿转轮的吸附过程是一个等焓过程，出口空气温度会相应升高，需另设制冷设备降低其温度。基于热泵的除湿转轮系统不仅能回收热量，还能降低转轮出口空气温度。因此，基于热泵再生的除湿转轮系统可以明显提高除湿转轮的姻效率。

3.2.3基于热泵再生的除湿转轮的烟效率分析对于基于热泵再生的除湿转轮系统，代价姻是辅助电加热器和热泵耗电量的总和。收益姻包括2种情况：1）只计空气干燥过程化学姻的差值；）计空气干燥过程化学娟的差值和空气冷却过程冷量娟的总和。因此系统的姻效率可以分别表示为：其中，rwhp下标表示基于热泵再生的除湿转轮，hp下标表示热泵，ev下标表示蒸发器。

由实验结果计算得到热泵蒸发器出口空气的热姻为0.01352kW，代价姻为电加热器0.第1种情况下姻效率为2. 36%，第2种情况下姻效率为4.87%.相比常规电加热再生的转轮，姻姻效率分别提高57%和225%. 4结论对基于热泵再生的除湿转轮进行了实验性研究。根据实验结果，计算了除湿转轮的姻和姻效率。

结果表明常规的除湿转轮的姻效率为1.5%，对于基于热泵再生的除湿转轮系统，当收益姻只考虑空气干燥过程化学火用的差值时，火用效率为2.36%，当收益姻考虑空气干燥过程化学姻的差值和空气冷却过程冷却姻的总和时，其娟效率为4.87%，相比常规电加热再生的转轮，火用效率分别提高57 %和225%.因此，基于热泵再生的除湿转轮系统可以明显提高除湿转轮的姻效率。