转速对船用转轮除湿空调系统运行特性的影响.pdf

第45卷第1期
船海工.程
Vol 45 No
2016年2月
SHIP OCEAN ENGINEERING
Feb.2016
DOI:10.3963/j.isan.1671-7953.2016.01.021
转速对船用转轮除湿空调系统运行特性的影响
丁德锋',杨光海2,郑国杰,陈武
(1.福建省船舶与海洋工程重点实验室,福建厦门361021;2.福建兆翔临港置业有限公司,福建厦门361006)
摘要:针对转轮转速对船用转轮除湿空调运行的影响问题,利用实验平台,在4种送风量下,以转轮转
速作为单一变量,分析系统的运行特性。结果表明转轮转速过高或过低,都会降低单位转轮除湿量、电力性能
系数和节能率,但对系统制冷量影响较小。结合ISO7547-2002标准,确定系统最佳转轮转速为6r
关键词:电力性能系数;转轮转速;转轮除湿空调
中图分类号:U664.86
文献标志码:A
文章编号:1671-7953(2016)01-0109-04
近年来转轮除湿空调在陆地上研究较多,但RH=100xexp「(a-2)x0.0623832](1
对于船舶废气废热应用于转轮除湿空调的研究较式中:RH一相对湿度;%
少。相关的研究集中在转轮转速和迎风面积对转
ta一露点温度,℃;
轮除湿空调的影响;转轮转速、转轮厚度对除
海面温度,℃。
湿转轮和全热回收效率的影响2?;在船舶空调新可以求得如图1所示的相对湿度值,可以看出典
风的预处理中应用除湿转轮;对比分析船用转型海域的海面全年湿度基本处于60%以上,最大
轮除湿空调4种方案的可行性;利用搭建的船达到95%。过高的湿度影响着人员在船舶舱室
用转轮除湿空调系统,对系统的运行特性进行研中生活、工作的舒适性,为此船舶空调必须具有
究。船用转轮除湿空调与陆上所用转轮除湿定的除湿功率。船舶空调能耗占船舶用电量的
空调相比,随船航行区域跨度大、外界湿度高、运1/5左右,而船舶余热又大量得不到利用,现代船
行条件恶劣。为此,需要对船用转轮除湿空调进舶主机的热效率在50%左右,排烟帯走的热量达
行深入研究。
30%,排烟温度在260~400℃,将船舶废热应用
1原理
于空调系统,实现废热的重新回收利用?。
根据美国资料浮标中心在2013年提供的关
于海表温度及空气露点温度的数据,选择
NO31053、NO22101及NO31001号浮标所测海面
,70
ーNO31053
数据代表典型海域的气侯,其中NO31053
NO2201
NO22101及NO31001号浮标分别位于南半球的
6789101112
巴西佩洛塔斯、北半球的韩国仁川和赤道附近的
月份
巴西福塔雷萨附近海域。利用美国国家环境卫星
图1典型海域全年相对湿度值
服务信息中心( NESDIS)提供的经验公式?
基于4种评价指标,利用集美大学已搭建的
船用转轮除湿空调实验平台,在4种送风量下,将
转轮转速作为单一变量,研究转轮转速对系统运
收稿日期:2015-09-02
行特性的影响。
修回日期:2015-10-06
基金项目:交通运输部应用基础研究项目
2实验与测量
(2012329815280);
教育部科技重点项目(2012100900)
船用转轮除湿空调系统实验装置与实验过程
第一作者简介:丁德锋(1986-),男,硕士,助教
中传感器的布置见图2,图3为系统焓湿图。船
研究方向:船舶空调与制冷
用转轮除湿空调系统主要包括处理空气流程和再
E-mail:dingdefeng8866@163.com
生空气流程。新风利用恒温恒湿空调机组进行模
2016年
丁德锋,等:转速对船用转轮除湿空调系统运行特性的影响
船海工程
第1期
第45卷
拟,除湿转轮采用单转轮两级除湿方式,除湿区与进行模拟,参照ISO7547-2002中关于海水的设
再生区的面积比为3:1,转轮规格为直径450×厚计温度,设定恒温水温度为32℃。压缩式空调机
200mm,干燥剂选用硅胶,利用风道式电加热器组中的蒸发器也采用恒温水源装置提供的15℃
模拟船舶的髙温废气对再生空气进行加热脱附,低温水进行模拟,在其能耗计算中,利用中冷器三
使其具有再吸湿能力。利用恒温水源装置提供的中的冷冻水吸热量(制冷机组的制冷量)除以典
恒温水对用于中冷器一和中冷器二中的实况海水型制冷机组的COP(3.5)
水
压缩式
空调机组
中冷器
海水冷凝器
海水
送风
新风
中冷器=蒸发器处理风机
换热器
TH
除湿特轮⑨
再生空气7
再生风机
电动机
高温蒸汽
排放
T-溢度传感器:口-流量测量装置;H温度传感器:0ー压缩机:Pー压カ传感器:い-影胀阀:目变频器:6一水泵
图2船用转轮除湿空调系统布置
态7),经船舶废气(饱和蒸汽)加热到再生温度
105
(状态8),然后被分成两路,分别进人转轮再生区
8)80
ASST
b和d,加热吸湿后的干燥剂,进行脱附过程,使其
5
水蒸气解吸出来,恢复干燥剂的再生能力,达到状
30ド
态9和10。最后,出来后的再生空气经混合(状
态11)被再生风机直接排到舱外。
51015202530354045
會湿量g/(kg?da)
为测取实验过程中的温湿度等参数值,选用
图3船用转轮除湿空调系统焓湿图
如表1所列的测量仪表。
其中处理空气流程:来自室外的新风(状态
表1主要测试参数及仪表
1)首先进人第一级转轮除湿区a,空气中的水分
测量参数
仪表
量程
精度
被吸附材料等焓吸附,与此同时,吸附过程中释放温度、湿度
E23型温湿0~60℃、±≤0.3℃
度传感器
的吸附热对处理空气进行加热,经除湿、加热后达
温度T型热电偶
200~350℃±0.5℃
到状态2。为提高空气的相对湿度,便于下一级
风量TSI8375风量罩50~3500m3/h±5%
除湿,处理空气经中冷器一中的海水冷却后到达
科隆OPII
流量FLUX4000
0.3~3.5m3/h±0.5%
状态3。接着,处理空气进入第二级转轮除湿区
c,第二次等焓除湿,与第一级除湿类似,在除湿过
Agilent 3472A
程中释放的吸附热对处理空气进行加热后到状态
数据采樂数据采集仪
4,出来的空气被中冷器二中的海水冷却后到状态
除湿性能评价指标
5。为满足送风要求,经过炳次等焓除湿和中冷器
冷却后的处理空气,由辅助制冷机组的蒸发器进
1)转轮单位除湿量。
步降温冷却后(状态6),由送风风机送入舱室,
此时的处理空气具有较低的温度和适中的湿度。式中:D一转轮单位除湿量,g/kg
再生空气流程:含湿量较低的舱室空气(状
d1一处理空气在转轮除湿区a前的绝对
110