逆流热源塔传热传质模型建立与凝水调节的可行性

为探讨通过调节运行参数对热源塔内凝水量进行控制的可行性,在建立逆流热源塔内溶液与空气间热质传递数学模型并对其验证的基础上,深入研究了以乙二醇水溶液为工作介质热源塔的入塔空气湿度和入塔溶液温度对塔内凝水量的影响规律.结果表明:当热源塔入塔空气含湿量从4.9 g/kg减小至2.2 g/kg时,塔内凝水量从1.98 g/s减小至-0.40 g/s;当入塔溶液温度从-5℃升高到-1℃时,塔内凝水量由0.56 g/s减小至-0.07 g/s.通过降低入塔空气湿度或者提高入塔溶液温度,可减少热源塔内凝水量,甚至实现溶液浓度再生,从而为减少系统溶液再生需求,高效解决热源塔热泵的溶液再生问题提供了新思路.     

热源塔盐溶液冷冻再生特性研究

针对热源塔冬季运行时的溶液再生问题,提出一种基于冷冻法的溶液再生方式,进行盐溶液冷冻再生特性试验研究,得到了含冰率、冰内盐浓度、剩余溶液浓度随冷冻时间的变化规律,探讨过冷度、冷冻温度和初始溶液浓度对盐溶液冷冻脱盐特性的影响.试验结果表明:随着过冷度的增大,瞬间结冰量越多,结冰速率越快,含冰率和冰内盐浓度均增加;随着冷冻温度的不断降低,含冰率、冰内盐浓度和剩余溶液浓度均不断升高;随着初始溶液浓度的变化,溶液含冰率存在先升高后降低的趋势,当初始溶液浓度达到10%时出现最佳值,此时含冰率约为80%.     

入口空气参数对除湿/再生性能的影响

基于溶液除湿技术,通过数值模拟,分析除湿器/再生器入口空气参数对空调机组性能及运行能耗的影响,提出溶液除湿空调在不同气候条件下的节能措施.结果表明,随着除湿器入口空气温湿度降低,吸湿溶液的流量呈非线性下降趋势,再生能力随再生器入口空气含湿量的降低而增强,所依赖的再生热源温度也随之下降.     

太阳能溶液除湿制冷技术研究进展

比较系统介绍了太阳能溶液除湿制冷系统国内外研究历史及现状.提出一种新型太阳能空气预处理溶液集热/再生流程,相对传统集热/再生器理论计算发现其溶液浓度差可提升90%,蓄能密度增加50%.从理论上构建了太阳能驱动溶液除湿与辐射供冷复合空调系统的工艺流程,并对填料塔除湿和再生器进行实验研究得到其传质系数的表达式.从热力学角度找出溶液除湿冷却系统理论再生效率和理论性能系数的表达式.当溶液浓度较低时,理论再生率可大于1.0;当环境温度为35℃,热源温度由60℃升到100℃时,理论性能系数提高1.0.     

溶液除湿系统中再生子系统的运行参数分析

溶液除湿系统在生产和生活中已得到广泛应用,提高溶液除湿系统节能优势的关键措施之一是提高其再生子系统的效率.本文采用已得到实验验证的填料塔模型和逆流换热器模型,分别描述再生塔中溶液—空气传热传质过程和空气—空气换热器中逆流换热过程,然后用正交设计法安排数值实验.通过对实验结果的方差分析,确定了各运行参数及它们之间的交互作用的相对重要性.方差分析结果表明:以再生塔内水份蒸发速率作实验指标时,重要参数包括溶液入口温度和浓度、干空气与溶质之间的质量流量比率、再生空气入口温度;以再生塔再生效率作实验指标时,干空气与溶质之间的质量流量比率以及溶液入口温度是重要参数;参数之间的交互作用对再生塔内水份蒸发速率和再生效率都没有重要的影响.     

热源塔结构特性对其换热性能的实验与分析

利用搭建的开式热源塔实验平台进行实验,从塔身设置和进口参数两方面对热源塔换热性能进行分析。塔身设置包括：喷嘴位置、进风口位置及有无填料层。进口参数包括：室外空气温度、溶液进口温度及截面风速。实验结果证明热源塔下进风时的吸热效率优于上进风,其中无填料上喷下进风式换热性能最优;填料层可以促进气液之间的热质交换,但进风阻力变大,热源塔能耗比降低。对于进口运行参数,在下进风工况下,当风速增大时,热源塔的吸热效率均得到提升,但风速过大,吸热效率仅有微小提高,且塔身能耗比下降较快;溶液进口温度升高,热源塔的吸热效率提高幅度在30.1%~34.6%之间,进出口溶液温差降低了0.9 ℃~1.2 ℃;室外空气温度升高热源塔的进出口溶液温差明显增大,但吸热效率降低。     

热源塔结构特性对其换热性能影响的实验研究

利用搭建的开式热源塔实验平台进行实验,从塔身设置和进口参数两方面对热源塔换热性能进行分析。塔身设置包括喷嘴位置、进风口位置及有无填料层。进口参数包括室外空气温度、溶液进口温度及截面风速。实验结果证明热源塔下进风时的吸热效率优于上进风,其中无填料上喷下进风式换热性能最优;填料层可以促进气液之间的热质交换,但进风阻力变大,热源塔能耗比降低。对于进口运行参数,在下进风工况下,当风速增大时,热源塔的吸热效率均得到提升,但风速过大,吸热效率仅有微小提高,且塔身能耗比下降较快;溶液进口温度升高,热源塔的吸热效率提高幅度为30.1%~34.6%,进出口溶液温差降低了0.9~1.2℃;室外空气温度升高热源塔的进出口溶液温差明显增大,但吸热效率降低。     

低温高湿工况下热源塔换热特性实验研究

为了确定冬季低温高湿工况下开式热源塔与闭式热源塔的换热性能差异及影响因素,建立了热源塔热泵实验平台。定义吸热效率η表征热源塔换热过程热力完善度。实验研究了冬季空气干球温度2~10℃、溶液进口温度-10~-2℃、相对湿度60%~100%、风量1 400~4 400 m~3/h范围下,各参数对开式和闭式热源塔吸热效率的影响以及换热性能差异。结果表明:吸热效率均随溶液进口温度、相对湿度和风量的增大而增大,随空气干球温度的增大而减小;溶液进口温度对吸热效率均影响最大,相对湿度的影响最小;开式热源塔和闭式热源塔的吸热效率分别为0.26~0.55、0.16~0.35;开式热源塔比闭式热源塔吸热效率平均高35%,溶液换热温差高1.0~2.0℃。开式热源塔更适合南方低温高湿环境,但需综合考虑溶液飘洒和浓缩的问题。     

具有新的溶液循环双吸收式热变换器(火用)分析

依据溴化锂溶液的热力学性质和热力学第二定律,对具有一种新的溶液循环的双吸收式热变换器的热力过程进行了(火用)分析. 结果表明:与普通循环相比,新的溶液循环不仅具有更高的性能系数和(火用)效率,而且吸收蒸发器具有更宽的操作范围. 当热源温度、冷凝温度和吸收器的温度分别为70、25和150 ℃时, 普通循环的(火用)效率是56.2%, 而新循环的(火用)效率是65.7%. 当在吸收蒸发器和再生器之间增加第二溶液热交换器时,新循环的(火用)效率可以达到 69.6% ,而且吸收蒸发器的操作范围进一步增加. 同时也讨论了其他操作参数对系统(火用)效率的影响.     

逆流太阳能溶液集热/再生器再生效率实验分析

对1 m×2 m×0.35 m逆流太阳能溶液集热/再生器进行实验研究,分析了影响太阳能溶液集热/再生器再生效率的各种影响因素.实验研究发现,常温溶液再生存在明显两段式分布,溶液再生效率随空气流量的增加先增后减,存在最大值;溶液再生效率随溶液流量增加而递减.加热溶液综合再生效率升高;而加热再生用空气其综合再生效率下降.采用含湿量为20 g/kg再生用湿空气的再生效率比用含湿量为10 g/kg的再生用湿空气的再生效率小0.16.随着太阳辐射强度的提高,溶液再生效率也相应增加.因此,逆流太阳能溶液集热/再生器应在空气较干燥、太阳辐射强度较高时运行,并选取适合的空气流量.