Design of experimental platform for temperature and humidity independent control air-conditioning system based on double heat pipe fresh air unit
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摘要:
夏热冬冷地区夏季空气潮湿，除湿是空气调节的重点任务. 针对温湿度独立控制空调系统中新风机组除湿能力不足的问题，采用双热管新风机组增强空调除湿能力. 系统设计新风量为300 m3/h，理论除湿能力为662.4 g/h，采用三级过滤器净化新风，满足除湿与卫生需求. 该系统采用金属辐射吊顶处理室内空气温度，通过监测系统避免金属吊顶结露风险，可为温湿度控制及建筑节能提供参考.
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关键词:
- 双热管新风机组 /
- 热管换热器 /
- 温湿度独立控制空调系统
Abstract:The summer air in the area with hot summer and cold winter is humid, so dehumidification is the key task of air-conditioning. Aiming at the problem of insufficient dehumidification capacity of the fresh air unit in the temperature and humidity independent control air-conditioning system, the double heat pipe fresh air unit was adopted to enhance dehumidification capacity of the air-conditioning system. The system was designed the fresh air volume of 300 m3/h, the theoretical dehumidification capacity of 662.4 g/h, and three-stage filter was used to purify the fresh air, which can meet needs of dehumidification and sanitation. A metal radiant ceiling was used to treat the indoor air temperature in the system, and the risk of metal ceiling condensation could be avoided through the monitoring system. It will provide a reference for temperature and humidity control and building energy conservation.
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图 1 系统原理示意图
1—地源热泵主机；2—冷冻水循环泵；3—冷却水循环泵；4—分水器；5—集水器；6—比例三通；7—两通阀；8—冷凝水管；9—供水管；10—回水管；11—辐射末端；12—辐射末端分水器；13—辐射末端集水器；14—新风机组.
Figure 1. Schematic diagram of system principle
图 3 金属辐射板内部结构实物图
Figure 3. Physical picture of internal structure of metal radiant panel
图 7 热管新风机组结构图
1—新风粗效；2—新风中效；3—静电过滤；4—热回收热管换热器；5—表冷器；6—U形除湿热管；7—送风机；8—排风粗效；9—排风机.
Figure 7. Structure diagram of heat pipe fresh air unit
图 8 温湿度独立控制空调系统自控示意图
Figure 8. Schematic diagram of automatic control of air-conditioning system with independent temperature and humidity control
表 1 系统设计参数
Table 1. System design parameters
空气状态 参数 室外干球温度/℃ 34.4 室外湿球温度/℃ 27.9 室内干球温度/℃ 26 室内相对湿度/% 50 
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表 2 空调冷负荷计算结果
Table 2. Calculation result of air-conditioning cooling load
空调负荷 参数 全热冷负荷/W 8681.56 显热冷负荷/W 3680.94 湿负荷/（g•h−1） 612 潜热冷负荷/W 412
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表 3 送风状态及送风量计算
Table 3. Air supply status and air supply volume
空调参数 极值 状态点 送风温暖$t_{{\rm{o x}}}$/℃ 20 室内空气焓值$h_{{\rm{n x}}}$/(kJ•kg−1) 50.23 室内空气含湿量$d_{{\rm{nx}} }$/(g•kg−1)(干) 9.54 计算点 新风量$q_{\rm{m}}$/(kg•s−1) 0.09 新风送风含值$h_{{\rm{o x}} }$/(kJ•kg−1) 39.73 新风送风含湿量$d_{{\rm{o x}}}$/（g•kg−1） 7.7
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表 4 新风机组性能参数
Table 4. Performance parameters of fresh air unit
性能参数 值 额定新风量/(m3•h−1) 300 供冷量/kW 4.27 机外静压/Pa 200 机组全静压/Pa 600 风机额定功率/kW 0.66 盘管设计压力/MPa 1.75
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表 5 单个房间金属辐射吊顶参数
Table 5. Parameters of single room metal radiant ceiling
金属板参数 值 管内供水温度/℃ 16 单位面积供冷量/(W•m−2) 90 最大布置面积/m2 29 辐射板尺寸 1200 mm × 600 mm
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表 6 热泵主机性能参数
Table 6. Performance parameters of heat pump host
性能参数 值 名义制冷量/kW 9.0 制冷额定输入功率/kW 1.80 最大工作电流/A 25.36 压缩机形式 直流变频 制冷剂 R410 A 制冷剂充注量/kg 2.20 排气侧最大工作压力/MPa 4.3 吸气侧最大工作压力/MPa 2.1 热交换器最大工作压力/MPa 1.0
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表 7 送风机性能参数
Table 7. Blower performance parameters
送风机参数 值 额定直流电压/V 8 轴功率/W 280 额定转速/(r•min-1) 3018 电机形式 直流无刷 电机功率/W 660 电机电源 单相 220 V, 50 Hz
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