用于所需的舒适条件的基于蒸发压缩的组合空调系统的实验分析外文翻译资料

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用于所需的舒适条件的基于蒸发压缩的组合空调系统的实验分析

bull;制作并测试了基于蒸发压缩的组合式空调系统。

bull;根据气候条件，系统以三种不同的模式运行。

bull;在广泛的环境条件下研究了系统性能。

bull;详细研究了各种运行参数对系统性能的影响。

bull;在43.2°C和18.1％的相对湿度下，最大节能24％。

已经提出了一种以相对较低成本提供所需人类舒适条件的基于蒸发 - 蒸汽压缩的组合空调系统。根据气候条件，组合系统已经在印度博帕尔的一个特定实验设备中进行了实验分析，适用于各种不同操作模式的环境条件。系统也与传统的蒸汽压缩空气调节器相比，以相同的新鲜空气比（FAR）和类似的内部设定温度的空气流量进行工作。组合系统的最大节能量在43.3°C环境温度和18.1％相对湿度下分别为23.8％，而在潮湿气候条件下，无损耗条件下运行。该系统运行良好，平均每月省电58.5 kW h，适用于中热，干热，163.5 kW h的干热条件。因此，对于干燥和潮湿气候的常规空调系统来说，可以更好地改变，投资回收期为8.1年。

全球变暖每年都会增加周围空气的温度。在没有完美的冷却系统的情况下，不用担心。空调正在成为世界各地的主要家用电器，将室内条件改变为人类舒适的范围。室内温湿度同样有助于良好的人体舒适度[1]。传统的蒸汽压缩空气调节系统的冷却盘管作为冷却和除湿线圈，因此通过线圈的空气的温度和比湿度总是降低。这些在炎热干燥的气候条件下工作的空调产生冷干燥空气。由于在国内常规型空调中有100％的空气再循环，因此，这种冷干燥空气在每次循环通过相同的冷却盘管时都会降低摩擦系数，并变得更干燥。

在常规空调系统中没有增加通过线圈的空气中的水分（增加比湿度）。由于内部空气每次都通过冷却盘管再循环，因此可以将其比湿度降低到人体舒适度范围以下。人们在这些干燥条件下长时间连续使用时感觉不舒服。打开门窗，让一些新鲜空气在一定程度上降低这种状况。当人体在这样的干燥空气中暴露多年时，会导致与所有年龄组人群的皮肤和关节疼痛相关的严重健康问题。作为润滑剂的接头的滑液由于蒸发而开始干燥。这可能会让骨头相互磨擦[2]。

通过使用直接蒸发冷却器[3]可以通过增加室内相对湿度来简单地减少上述问题，但是直接蒸发冷却器单独工作不能降低热印度气候的内部温度对人体的舒适度。因此，常规的蒸汽压缩空调系统应与直接蒸发冷却器一起使用，这可以将温度降低到人体健康状态。

Kim等人[4]研究了间接和直接蒸发冷却器辅助100％室外空气系统（IDE-COAS）的能量性能。结果显示，在中期季节，IDECOAS在两阶段模式下运行，比常规可变风量（VAV）系统节能51％。然而，由于间接蒸发冷却器（IEC）在炎热和潮湿的气候中的冷却性能有限，所以在冷却季节期间，拟议的系统可能比传统的VAV系统消耗36％的工作能量。 Delfania等人[5]研究了间接蒸发冷却（IEC）系统的性能，用于预先冷却供应给伊朗四个不同地点的常规机械冷却系统的空气。结果表明，IEC可以将冷却负载降低75％，降温时电耗降低55％。

Chauhan和Rajput [6]提出了一种基于蒸发蒸汽压缩的组合式空调系统，以在低热量和干燥的气候条件下以低成本提供良好的人类舒适条件。 3月份卷材冷却负荷节省最大值为64.2％，5月份为最低值，为27.4％。 拟议的系统适用于炎热和干燥的气候，从3月到5月的净能耗为646.8千瓦时，适用于小容量应用。 Chauhan和Rajput [7]提出了一种基于露点蒸发 - 蒸汽压缩的组合式空调系统的对数分析，以低成本提供更好的人体舒适条件。 结果表明，该系统运行良好，热干燥条件下的平均每月净功率为192.3 kWh，热和中等湿度条件下的平均净月节电量为124.4 kWh。

Cui et al.[8]提出了一种混合系统，其结合了间接蒸发冷却器（IEC）系统和蒸气压缩系统。结果表明，当排气的湿球温度低于室外空气的露点温度时，潮湿的室外新鲜空气可以预冷却到低于露点温度的温度。 Jain等人[9]研究了混合直接蒸发冷却器（DEC）与空调（AC）单元相结合的财务可行性，以减少用电量的年度支出（与单独运行的单元相比，提供类似的舒适度） 。 Wanga等人[10]研究了使用蒸发冷凝器的空气调节系统的性能系数（COP）的增加。测量热参数，如干球温度，湿球温度和相对湿度，以了解独立蒸发冷却对系统COP的影响。 Riangvilaikul和Kumar [11]研究了一种新颖的露点蒸发冷却系统，用于空调应用的通风空气的合理冷却。关键结果表明，湿球效应在92％〜114％之间，露点效能在58％〜84％之间。

Bruno [12]进行了一个实验，其利用蒸发冷却来降低空气的温度而不加入水分。吴等[13]理论分析了直接蒸发冷却器中空气和水膜之间的热和质量传递。冷却效率相关性也通过直接蒸发冷却器的实验结果验证。 Heidarine-jad et al。 [14]介绍了夜间辐射冷却，冷却盘管和直接蒸发冷却混合系统的研究。结果表明，混合动力系统的整体效能大于100％。 Riangvilaikul和Kumar [15]提出了在各种入口空气条件下运行的新型露点蒸发冷却系统的理论性能。实验结果验证了模型使用数值方法预测的结果。 Anisimov和Pandelidis [16]开发了一种基于改进的e-NTU（转移单元数）方法进行间接蒸发冷却过程的热计算的数值模型。该模型也根据文献中的实验数据进行了验证。

Heidarinejad et al。 [17]在不同的模拟气候条件下，实验研究了两级间接/直接蒸发冷却系统的冷却性能。结果表明，IEC阶段的有效性在55-61％的范围内变化，而IEC / DEC单元的有效性在108-111％之内变化在不同的户外条件下。 Sheng和Nnanna [18]提出了系统参数与直接蒸发冷却器的冷却效率之间的关系。确定系统参数（正面空气的速度，正面空气的干球温度和进水的温度）对冷却性能的影响。 Anisimov等人[19]基于用于露点间接蒸发冷却的M循环（Maisotsenko循环）测试了一种新型交叉流HMX（热和质量交换器），其评估了在不同操作条件下的热效率和比冷却能力的性能。 Pandelidis等[20]在两个不同的Maisotsenko循环（M循环）中研究了热和质量传递的数学模型。间接蒸发冷却过程的热计算已经在数学模型中进行了。

Kulkarni和Rajput [21]研究了蒸发冷却器不同材料冷却垫的理论分析。结果表明，饱和效率随空气质量流量的增加而降低。 Nada等[22]为节能目的，理论研究了提出的综合空调（A / C）和除湿 - 除湿脱盐（HDD）系统的性能。 Camargoa等人[23]研究了直接蒸发冷却器。已经开发出数学模型并提出了结果。 Cianfrini等人[24]提出了一种由间接蒸发冷却设备与冷却/再加热单元组合的集成能量回收系统。

根据作者的最佳知识，以前的研究没有发现像本文中提出的评估组合系统性能的工作。然而，一些研究人员试图通过结合直接和间接蒸发冷却器以及机械冷却盘管来降低机械冷却盘管的功耗。

展望以上，本文提出了一种组合式系统，它是直接蒸发冷却器和常规蒸气压缩空调的组合。 本文预测了在不同气候条件下在不同模式下操作的特定实验装置的实验研究，其主要目标是与常规蒸气压缩相比以相当低的成本将内部条件保持在人的舒适范围内 空调系统空气质量相同。

组合系统可以根据气候条件以三种不同的模式（I，II，III）运行，与常规蒸汽压缩冷却方式相比较新鲜空气比（FAR）。

（i）根据气候条件将实验装置切换到所需模式。

（ii）将参数（FAR，Va）设定为有利条件，并且在整个试运行期间不改变内部冷却负荷。

（iii）等待一段时间达到由恒温器设定的温度。

（iv）当压缩机关闭时，通过测量仪器在指定位置记下T.，0.，Ts，0S，Ti，0i，Va，CRR和电能表读数。

（v）记下压缩机保持关闭的时间段。

（vi）重复第 （iv）在压缩机开启的时刻。

（vii）再次记下压缩机保持打开的时间。

（viii）在这种操作模式下观察后，将实验装置切换到第IV模式，并以与上述相似的方式读取读数，以便从常规（VCC）系统的系统性能获得相同的体积 流量，新鲜空气比（FAR），外部和内部条件。

由于直接蒸发冷却器（DEC）正在加湿空气，而传统的蒸气压缩空调（VCC）对空气进行除湿。 两者都是相互抵触的，所以组合上述两个不会是经济和节能的技术，如果不妥善照顾。 所以在运行实验装置之前，必须预先采取一些预防措施，以较低的成本获得更好的人体舒适度。 注意事项如下：

（i）保持空气的体积流量比传统的VCC更高。较高的空气流速会增加冷却盘管ADP，从而减少空气中存在的水分的冷凝，通过线圈，并将湿度保持在热和干燥气候条件下的人体舒适度范围。然而，增加线圈ADP会导致供气温度升高，但仍然可以在人体舒适的范围内实现内部温度。

（ii）不要将恒温器设置在低于24°C的温度，因为低于此温度会使压缩机运行更长时间，从而导致线圈ADP的减少。结果，会发生更多的水分凝结，由于线圈上的这种潜在负荷将增加，这将在炎热和干燥的气候下将湿度降低到人类舒适的范围以下。

（iii）将超过30％的蒸发冷却空气添加到再循环空气中将增加湿度并导致增加线圈上的潜在负载，这导致空调的运行成本的增加。

其中Risa给出独立变量Xi，X2，... Xn和wi，w2，... wn的函数是独立变量alpha;的不确定性，W是计算参数的不确定度。 将上述方法应用于测量数据显示以下误差：温度为plusmn;2.2％，相对湿度plusmn;2.25％，空气流量为plusmn;2.56％，能耗为plusmn;3.5％。 在这些误差的基础上，BPF，CRR，显热冷负荷，潜冷负荷的计算误差分别为plusmn;4.2％，plusmn;5.7％，plusmn;6.7％，plusmn;7.2％。

在恒定新鲜空气比和供应的空气体积流量下，在不同运行模式下，周围条件对空气供应干球温度的影响可以在图1中看到。在第一模式下，单独的蒸发式冷却器能够在适度的热和干燥条件下实现所需的舒适度，但是系统也可以在第二模式下运行，以在这些温度下以更快的速度实现较低的内部温度环境条件。由于蒸发冷却器中的空气部分冷却，第二模式中的补充空气的DBT略低于第四模式。在第二和第四模式之间的供气温度差异随着空气的周围WBT和DBT的增加而增加，最小值为0.8℃（18.3WWT，30.5DBT），最大值为1.1℃（（ 19.7 WBT，34.0 DBT）。在第二模式操作中，供应温度的这种轻微的差异会增加到空调空间的冷却速率。

在恒定新鲜空气比和空气供应量的体积流量下，环境条件对干热条件下不同运行模式下供气的影响如图1所示。 6.当在第一模式下单独的蒸发冷却器在热和干燥条件下不能达到期望的舒适度时，压缩机也与第二模式中的蒸发冷却器一起运行，以实现设计的内部舒适条件。由于蒸发冷却器中的空气部分冷却，第二模式中供气的DBT比第四模式低得多。在第二和第四模式之间的供气温度差异随着在（20.7WBT，35.6DBT）和最大值1.8℃下最小值为1.2℃的空气的周向WBT和DBT的增加而增加在（23.1 WBT，43.3 DBT）。在第二模式操作中，供给温度的这种微小的差异增加了到调节空间的冷却速率，由于第二模式操作中的压缩机运行时间在相同的内部设计温度下降低，这导致空气的能量消耗降低调节器并提供人体舒适的条件。

由于寒冷和干燥的空气需要在炎热和潮湿的气候条件下供电，所以系统以第三模式运行，蒸发式冷却器的泵将不运行，并且在空调空间中不添加新鲜空气：100％空气循环。随着整个空气再循环，空气温度不会影响环境条件。将第III模式的性能与第IV模式进行比较，其中将30％FAR添加到再循环空气中，而不经历蒸发冷却过程，这增加了对冷却盘管的通风负载，这是由于第IV模式中的Ts高于第三模式如图1所示。 7.在第三模式（12.8°C）下的Ts值不受周围条件的影响，因为没有添加新鲜空气，而第IV模式中的Ts值随着WBTo的增加而增加，最小值值为16.5℃，23.2时WBTo和最大值为16.9℃，25.5℃WBTo由于供给空气的比湿度增加到冷却盘管，导致随着WBTo的增加，IV模式下的Ts增加。

在相同的外部条件下，新鲜空气比（FAR）对于供应给空气的空气（Va）的空气供给空气的DBT在第二和第四模式中的恒定体积流量（Va）的影响如图1所示。 Ts随着FAR的增加而增加。与第二模式相比，FAR对DBT的影响比第二模式更为主要，因为外部通风负荷与再循环空气直接混合，而在第二模式中，外部空气首先在EC中冷却，然后通过冷却线圈（CC），这导致Ts的更多的减少。在第二和第四模式之间的供应温度（Ts）的差异也随着FAR的增加而增加，在0％FAR时最小值为0℃，在100％FAR时最大值为6.7℃。

在同一外部条件下，在恒定FAR下，空气体积流量（V / a）对第二和第四模式中供给空调室（Ts）的空气的DBT的影响如图1所示。 10.随着Va的增加，Ts增加。第二和第四模式之间的供应温度（Ts）差异也随着Va的增加而增加，最小值为1.2℃，750m 3 h -1和最大值在1150 m3 h-1时为1.6°C。由于在混合到再循环空气之前，蒸发冷却器中的外部新鲜空气部分冷却，所以第二模式中的Ts低于第IV模式，而在第IV模式中，它直接与再循环空气混合，这导致更高的供应温度在第四模式。

在相同的外部条件下，冷却盘管的冷却负荷相对于以恒定FAR在第二模式下操作的空气（Va）的体积流量（Va）的变化如图1所示。 由于增加了空气的速度，显着的冷却会随着空气流速的增加而增加，这导致线圈表面温度（ADP）的增加，而潜伏冷却随着Va的增加而减少，显热性的值为3.9kW m3 h-1和4.2 kW，1150 m3 h_1，潜热值为750 kW h

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