一、空調(diào)系統(tǒng)熱回收方法
傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機的冷凝熱和系統(tǒng)排風一般直接排放到空氣當中。不僅不利于環(huán)境也造成了能量的浪費。國外很多研究人員對采用冷凝熱回收系統(tǒng)的控制方式進行了理論研究和探討，并且提出了一種串聯(lián)式冷凝熱回收系統(tǒng)。
國內(nèi)西安交通大學的曹鋒，王凱等人在恒溫恒濕系統(tǒng)中利用冷凝廢熱做了相關研究。結果表明，對比電加熱方式的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，使用冷凝熱對空氣進行再熱的方式可以降低恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)30%的能耗，效果比較理想。其中溫度的控制精度為月0C，相對濕度的控制精度為士8%，相比傳統(tǒng)的電加熱系統(tǒng)，控制精度略有降低。
而對空調(diào)系統(tǒng)中回風能量的回收主要是采用燴輪或者換熱盤管的回收方式，吸計的空調(diào)系統(tǒng)在采用23.1%的新風比時，使用熱回收空調(diào)系統(tǒng)的COP比傳統(tǒng)無顯熱回收系統(tǒng)提高，建立了一個采用全熱回收的獨立新風除濕系統(tǒng)。在模擬工況下，該系統(tǒng)擁有更高的除濕能力，系統(tǒng)的COP高達6.8，是傳統(tǒng)直接機械除濕的3.5倍。等研究發(fā)現(xiàn)新風和排風溫差越大，顯熱回收后新風回風溫度變化值越大，即室內(nèi)外溫差越大，回收的能量越多。
二、干燥劑除濕方法
除濕是空氣調(diào)節(jié)的主要任務之一，早在20世紀60年代，研究人員就開始對除濕空調(diào)進行了研究，搭建試驗樣機，進行性能測試，并取得了大量的成果。一般空調(diào)系統(tǒng)中常用的除濕方法有兩種：即露點除濕和使用干燥劑(固體或液體)吸濕除濕。相比露點除濕方式，干燥劑除濕有可以利用低品位能源的優(yōu)勢。
空氣調(diào)節(jié)中常用的液體除濕劑有嗅化鏗C Liar)溶液、氯化鏗(LiCI)溶液、氯化鈣(CaCl2)溶液、乙二醇溶液、三甘醇溶液等等Ertas A和Anderson E等對混合溶液做了相關研究，試圖在除濕性能和經(jīng)濟性能上取得最佳平衡點。在凡種常見的鹵鹽除濕溶液中LiCI的價格最貴，LiB：次之，CaC12最便宜，而LiCI的除濕性能最好，CaCI：除濕效果不夠理想。把傳統(tǒng)的空氣處理系統(tǒng)中的除濕模塊用液體除濕裝置替代，可以提高傳統(tǒng)空調(diào)的濕度控制范圍，還可以產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果。Y.K.Yadav等人發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)的蒸氣壓縮空調(diào)系統(tǒng)中，使用液體除濕劑比使用機械露點除濕方式節(jié)能35%；C.S.Khalid Ahmed等對使用LiB：除濕裝置的復合空氣處理系統(tǒng)進行模擬時發(fā)現(xiàn)，COP相較傳統(tǒng)的蒸氣壓縮式空調(diào)提高了50%>K.Zhao等對溶液除濕型熱濕獨立控制空調(diào)系統(tǒng)做了全年運行研究。系統(tǒng)實際運行結果表明，采用溶液除濕的系統(tǒng)COP為4.0，和常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)相比，采用溶液除濕的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能率達到34.1%0W.F.Zhu等也研究了采用溶液除濕的熱濕獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，結果表明，室內(nèi)設計參數(shù)能夠很好的符合設計要求；新風處理模塊COP為6.24；高溫冷水機組的COP 4.38，系統(tǒng)平均COP達5.28。
干燥劑除濕的另外一種方式就是采用固體干燥劑除濕。目前對于固體干燥劑的材料研究非常多。低成本、吸附性能、耐用性決定了采用固體干燥劑除濕系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可行性。常用的固體干燥劑有：活性炭、氯化鏗、氯化鈣、活性氧化鋁·沸石、硅膠等澳大利亞的Li Chen和GraharmR.Thorpe等人均各轉輪除濕和通風相結合用于糧食儲存，并且在澳大利亞的新南威爾士和昆士蘭進行試驗，結果表明這種裝置在降低糧食儲存所消耗的能量非常有效，每噸油菜籽的冷卻能耗僅為0.14kW oE.Van den Bulk等人對除濕轉輪進行熱力學第二定律分析，探討了提高除濕過程可逆性和如何改變系統(tǒng)的除濕性能。
上海交通大學的王如竹，代彥軍等人對混合式固體轉輪除濕/蒸氣壓縮空調(diào)系統(tǒng)進行了研究，與常規(guī)的蒸氣壓縮式空調(diào)系統(tǒng)相比，混合除濕空調(diào)的電能節(jié)約37.5%，系統(tǒng)COP提高了約40%，由于采用了熱濕獨立處理，可以同時發(fā)揮干燥劑除濕傳質(zhì)效率高，傳統(tǒng)空調(diào)換熱器換熱效果好的優(yōu)勢。
三、運行參數(shù)優(yōu)化方法
針對暖通空調(diào)領域的模擬主要集中在對空調(diào)的系統(tǒng)能耗、控制特性以及室內(nèi)空氣的流動特性計算，其中以商業(yè)軟件進行模擬居多。用于系統(tǒng)能耗模擬和控制特性的軟件有BLAST.HVACSIM+，TRNSYS等，該類軟件是以整個系統(tǒng)中各部件為單元，建立起各部件的動量方程、能量方程及質(zhì)量方程進行計算。目前TRNSYS在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應用的比較廣泛。T.Mateus使用TRNSYS對一商業(yè)建筑的空調(diào)系統(tǒng)進行建模，該空調(diào)系統(tǒng)采用的是太陽能吸收式制冷方式。文章分析了系統(tǒng)全年運行的能耗，并且就如何降低系統(tǒng)能耗和二氧化碳的排放量上進行了研究。
Hobbi.A和K.Siddiqui等人建立起一個家用太陽能熱水器的TRNSYS模型，
利用模型對太陽能熱水器的設計參數(shù)進行研究。具體包括集熱器面積，流體類型，集熱器中水的質(zhì)量流量，水箱的體積和高度，換熱效果、吸熱板的材料、厚度和數(shù)量等等。結果表明，設計的熱水器在夏季和冬季分別可以提供83%}-'97%和30%^'62%熱水需求，同時降低54%的電能消耗。T.Magraner等使用TRNSYS對一個地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)進行建模，計算系統(tǒng)能耗以及運行工況特性。在建模過程中采用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡和多目標優(yōu)化遺傳算法，但是模擬結果和實驗值的偏差達到了15^20%，作者經(jīng)過理論分析后，得出影響模擬結果的主要是地源熱泵的COP，在修正熱泵模型的相關初始輸入?yún)?shù)之后，偏差值縮小到5%0Cabrol.L和Rowley.P在TRNSYS中建立起一個應用于商業(yè)建筑的空氣源熱泵地板輻射供暖系統(tǒng)模型。模擬結果顯示，系統(tǒng)不僅僅可以保證室內(nèi)的舒適度要求，而且運行成本和二氧化碳排放量也低于燃氣鍋爐供暖系統(tǒng)。
Rasouli.M和Simonson.CJ研究了通風空調(diào)的能量回收系統(tǒng)，使用TRNSYS對四幢辦公大樓的空調(diào)采暖系統(tǒng)進行模擬，這四幢樓分別位于美國四個具有典型氣候特征的城市中。結果表明，對熱量進行的回收的空調(diào)系統(tǒng)明顯更加節(jié)能，最高可以達到40%的節(jié)能效果。Lin.Z等人建立了利用太陽能的干燥劑除濕系統(tǒng)和普通的干燥劑除濕系統(tǒng)的TRNSYS模型，發(fā)現(xiàn)比起一般的辦公室置換通風系統(tǒng)，文中建立起來的兩種模型分別可以節(jié)能40%和20%，而對于教室和零售商店，則分別可以節(jié)能37%和25%0青曉日彭叨在其碩士學位論文中以TRNSYS軟件為平臺，建立了某建筑的地源熱泵系統(tǒng)模型，對建筑物的冷、熱負荷和室內(nèi)環(huán)境進行模擬研究，通過對其負荷特點的分析，得出地源熱泵系統(tǒng)冷、熱源的設計原則。胡瑋和陳立定以廣州某大廈水冷型中央空調(diào)系統(tǒng)為基礎，用TRNSYS建立了多區(qū)域建筑及其中央空調(diào)系統(tǒng)仿真模型，在此基礎上分析加控制和不加控制運行兩種情況下中央空調(diào)能耗情況。通過模擬結果對比發(fā)現(xiàn)，中央空調(diào)具有很大的節(jié)能空間。
張偉在其學位論文中利用TRNSYS對建筑的能耗進行模擬計算。并且比較了不同的窗戶，不同的朝向，不同的墻窗面積比例下，系統(tǒng)的能耗改變情況，驗證了室外光照對建筑能耗的影響。本文中模擬使用的也是TRNSYS軟件，在第四章會有較為詳細的介紹。暖通空調(diào)另一部分模擬計算主要是對室內(nèi)空氣流動模擬和空調(diào)系統(tǒng)設備的傳熱傳值問題的研究，一般是使用CFD工具來進行的。1974年丹麥的P.V.Nielsen首次將CFD應用于室內(nèi)通風空調(diào)領域，而后CFD在暖通空調(diào)中的應用越來越廣泛，1990年Jones和Waters發(fā)表了大量關于機場候機廳、潔凈空調(diào)室、辦公室等其他室內(nèi)環(huán)境的CFD模擬的文章。國內(nèi)大概是在20世紀80年代開展了相關研究工作，清華大學李先庭開發(fā)了應用于建筑環(huán)境與設備流動與傳熱問題分析的模擬計算軟件STACH-3[52，53]可以對高大空間、固定的潔凈空調(diào)室的氣流組織和空調(diào)負荷進行計算，還可以計算室內(nèi)空氣的空氣齡、換氣效率、送風可及性、熱舒適性等等。
四、低品位熱源利用方法
目前暖通空調(diào)中使用低品位熱源主要是利用系統(tǒng)余熱、太陽能和地熱，利用的途徑主要通過熱回收裝置、地源熱泵、太陽能結合干燥除濕方式來實現(xiàn)。Henning HM帥enbeck T等人用一種帶有蓄熱裝置以及輔助太陽能再生吸附除濕冷卻系統(tǒng)，研究結果表明，在室外溫度為31℃的情況下，該系統(tǒng)可以為房間提供19℃的冷空氣，系統(tǒng)的太陽能利用率可達76%o
Lu SM和Yan WJ等人采用硅膠作為干燥劑，設計了一套采用太陽能的輻射制冷系統(tǒng)。研究結果表明，太陽輻射強度和被處理的空氣的相對濕度是影響系統(tǒng)性能的最主要參數(shù)，相同的除濕工況下，如果夜間太陽能系統(tǒng)不給除濕裝置提供能量，機械壓縮式空調(diào)系統(tǒng)的能耗約為太陽能干燥劑除濕強化輻射制冷系統(tǒng)的9-25倍。該系統(tǒng)控制區(qū)域一共有兩個房間，分別為6.7 mZ和4.5 mZ，如果按照當?shù)仉妰r計算，該系統(tǒng)比傳統(tǒng)的機械壓縮式空調(diào)系統(tǒng)相比，每年可節(jié)約運行電費850美元。
目前針對地源熱泵的研究非常多，上海交通大學的余鑫等人在一個需要給室內(nèi)提供恒溫恒濕環(huán)境的建筑物內(nèi)，設計了一套采用地源熱泵與另一臺熱泵機組制冷相結合的模式來達到設計要求。實驗結果表明：在達到設計參數(shù)的條件下，供熱模式的熱泵機組在典型工況下的平均COP達到5.2；恒溫恒濕空調(diào)的采用，使得地源熱泵與土壤之間的換熱量減少20%；室內(nèi)平均溫濕度分別為22.8℃和47.5%。http://www.glacialtech.com.cn
