1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1、国外
Jain、Dhar等人[1]介绍了除湿和蒸发冷却结合的系统，并通过模拟得到系统的效率。Wilkinson指出溶液除湿系统和蒸发冷却系统结合，可以大大提高系统的效率。但并没有涉及到系统多余的冷凝热的回收利用问题。
印度学者Yadav采用热力学模型，研究了一个包括传统蒸汽压缩式热泵系统和溶液除湿系统的复合系统的整体性能[2]。但并没有涉及到从减小传统蒸汽压缩式系统体积以及削减用电高峰的角度，分析其优越性。
沙特阿拉伯学者Kinsara等人[3]出了一个基于热泵和溶液除湿的复合空调系统。对系统的各部件建立了稳态数学模型，考察了除湿器入口溶液温度、空气处理过程的显热比以及换热器效率能参数对系统整体性能的影响。但并没有涉及到以氯化锂溶液作为除湿剂的复合空调系统。
提Dai和Wang[4]对溶液除湿和电压缩制冷的混合系统进行实验，该系统回收了热泵冷凝器中的热用来再生，结果表明，该系统比单纯蒸汽压缩式制冷系统的容量增加了20%～30%，而本课题研究的对象是蒸汽压缩制冷和溶液除湿复合系统的性能。
除湿剂的热物理性质对于分析其除湿性能是非常重要的，S.Y.Ahmed[5]等人研究了混合溶液表明的水蒸气分压力及混合溶液的密度、黏度等物理性质，并对氯化锂、氯化钙混合溶液的物理性质进行了实验研究，大大简化了氯化锂、氯化钙混合溶液物理性质的计算方法，本课题将对单一的氯化锂溶液作为除湿剂进行研究。
Healy和Wetherington[6]首先提出了对于居住性建筑空调冷凝热作为免费的热源进行热水供应的可行性，随后用实验装置验证了他们的计算结果，发现热回收式系统平均每年可节约52%的生活热水能耗，甚至5～10月份能够提供93%的热水使用能耗，节能效果显著。本课题不同点在于该热量同样用于溶液再生。
Lazzarin等人将热泵用于除湿系统的溶液再生，对该复合系统进行了稳态模拟，结果显示基于溶液除湿和热泵的空调系统夏季日平均能耗可降低到传统空调系统的26％到63％[7]。
Lvikov在研究多孔介质传热传质问题时提出”湿容”的概念，表示为等温条件下物体单位传质势变化时的质量传递量[8]。基于”湿容”概念与非平衡态热动力学理论，Lvikov建立了多孔介质耦合传热传质方程组。Liu给出了该方程组的有效解法[9]。
2、国内
丁国良、张春路等[10]提出制冷空调装置智能仿真方法的研究，提出将现代人工智能技术引入到制冷空调装置仿真研究中。提出基于模型的制冷空调装置智能仿真方法。分别给出了压缩机、冷凝器、蒸发器等的数学模型，为动态运行的特性研究提供了强大的理论依据。是本课题建立数学模型的理论参考。
江亿等[11]研究了一种新型热泵驱动的双级溶液调湿新风机组，分析了该机组主要部件的实测性能数据。测试结果表明,双级溶液全热回收单元的全热回收效率和潜热回收效率分别为55%左右,而新风机组在满负荷工况下整机COP为5.0,部分负荷下可超过5.9,其中的热泵制冷系统在满负荷工况下COP为4.01,部分负荷下可超过5.72,溶液热回收板式换热器的显热回收效率在80%以上。但此研究并没有涉及生活热水的制取。
常晓敏、江亿等人[12]测试分析了一种余热驱动溶液调湿新风机组的冬季运行情况,得出了这种机组在冬季工况下的运行性能。在测试数据的基础上,分析了机组的送风参数随热水温度、热水流量和溶液浓度的变化情况。并没有给出夏季的运行参数。
胡中平等[13]以液体除湿空调系统为实验对象，改变系统中除湿器入口空气及溶液的参数，得出空气出口温、湿度随之变化的状况。与理论模拟计算值比较，发现实验值和理论值有相同的变化趋势。由此得出各入口参数中，溶液的温度和流量的变化对空气出口温、湿度影响较大。
刘晓华等[14]搭建了叉流再生器性能测试的实验台,建立了叉流再生器中传热传质过程的数学模型。以溴化锂溶液为除湿剂,采用总换热量、全热效率描述再生器的热质交换总体效果,采用再生量、再生效率描述传质效果,实验测试了溶液和空气的进口参数对再生器性能的影响,并与逆流再生器的实验结果进行了比较。
顾洁[15]在氯化锂液体除湿设备性能分析与研究中给出了氯化锂的物性参数和研究分析，提出氯化锂溶液作为除湿剂时除湿能力更强，为本课题除湿剂的选择提供了理论基础。
殷勇高等人[16]对一种太阳能驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统进行了实验研究，得出了再生器热源温度在55.5℃工况下的传质系数和热源温度对出口参数有影响的结论，同时提出一种蓄能密度高的相变潜能蓄能模式，并在理论上对其进行定量分析，结果表明该种蓄能模式的蓄能密度一般在1000MJ/m3以上，这表明该蓄能方法比常规蓄能方法更为有效，而本课题研究的是热泵驱动的空调系统。
代彦军等人[17]对采用蜂窝结构的除湿器和蒸发冷却给出了统一的数学模型，对除湿器和蒸发冷却器内复杂的传热传热过程进行描述，数值模拟结果与实验数据之间的误差不超过5%。
李宪莉等[18]建立了溶液再生式蒸发冷凝器内部热质传递的数学模型，研究了内部运行参数对溶液再生量、系统制冷量及电力性能系数的影响，采用Matlab程序的计算结果表明：空气的迎面风速、进口含湿量以及溶液的质量流速、进口。
质量分数对系统性能影响较大；较低的空气进口含湿量有利于复合式空调系统运行；最佳的迎面风速为2.63～2.87m/s，溶液质量流速为1.95～2.35kg/（m2#183;s）,溶液进口质量分数为23.2%～24.2%。
张慧晨等[19]提出在余热驱动的液体除湿空调机组性能中，利用70℃以下的低品位热源作为驱动热源，在上海夏季标准条件下可以将新风处理到21℃左右。其制冷量为70kW，热力性能系数约为0.66，电力能效比可达12.04.与冷热电三联供机组联合运行时可使夏季制冷量提高18.8%。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

热泵与溶液除湿系统复合系统中，冷凝器加热量、蒸发器制冷量、除湿量以及再生量等能量之间是否达到平衡，对系统运行性能至关重要。本项目拟对此系统进行动态条件下的性能研究，发展系统能量平衡动态特性的模拟方法，分析动态运行过程中的各参数对能量平衡的影响规律。在满足能量良好平衡的前提下，发展针对此多变量非线性系统的寻优方法。主要研究问题包括：
(1) 建立热泵子系统热力学模型
本项目研究的热泵子系统主要包括压缩机、溶液蒸发器、溶液冷凝器、水冷冷凝器和节流阀等部件，需要建立这些部件的模型。其中溶液蒸发器、溶液冷凝器、水冷冷凝器是需要着重考虑的主要部件，在这三个部件中的换热量直接影响到整个系统中各能量的平衡关系。
(2) 建立包含热容和”湿容”的除湿器和再生器动态热力学模型
除湿器和再生器的性能对系统整体性能有十分重要的影响，本课题拟选用绝热逆流型除湿器和再生器，对其建立数学模型，以期能准确描述除湿和再生过程。
(3) 除湿器和再生器动态实验研究及动态模型验证
(4) 热泵与溶液除湿复合系统能量匹配特性与优化策略
对热泵与溶液调湿复合系统进行不同季节、不同调湿运行工况下的模拟仿真，得出系统的能耗、能效特性和能量匹配特性，分析影响系统能效与能量匹配性能的各影响因素及其影响规律，提出改善系统性能的手段与运行优化策略。
研究手段
（1） 建立热泵子系统热力学模型。
（2） 建立包含热容和”湿容”的除湿器和再生器动态热力学模型。
（3） 采用动态分析方法研究其涉及的能量平衡动态特性。
（4） 非稳态传质分析及动态热质耦合传递过程分析。