基于低壓沸騰的熱源塔熱泵系統(tǒng)溶液再生研究.pdf

1、熱源塔熱泵是一種新型的建筑冷熱源方案，利用一套機(jī)組便可滿足建筑夏季制冷和冬季供熱的需求，其夏季制冷時具有水冷冷水機(jī)組的高效，冬季供熱時利用溶液在塔中與空氣換熱，吸取空氣的熱量作為熱泵的低位熱源，從根本上避免了空氣源熱泵的結(jié)霜問題。但熱源塔熱泵在冬季制熱運(yùn)行時，溶液溫度較低，在塔中與空氣直接接觸，當(dāng)其水蒸汽分壓力小于空氣側(cè)水蒸汽分壓力時，空氣中水分進(jìn)入溶液，引起溶液濃度降低、冰點(diǎn)升高，系統(tǒng)運(yùn)行將存在溶液結(jié)凍的危險(xiǎn)。為使系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，需

2、通過溶液再生調(diào)節(jié)溶液濃度，保證溶液冰點(diǎn)穩(wěn)定、滿足使用要求。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對熱源塔熱泵的溶液再生進(jìn)行了較深入的研究。提出了一種基于低壓沸騰的溶液再生方法，為解決熱源塔熱泵的溶液再生問題提供指導(dǎo)，也對溶液除濕系統(tǒng)的再生研究有一定的參考意義。
　　根據(jù)液體沸點(diǎn)會隨環(huán)境壓力降低而降低的原理，本文針對熱源塔熱泵冬季運(yùn)行的工質(zhì)，提出了基于低壓沸騰的溶液再生方法，即讓溶液處于低壓環(huán)境中沸騰，利用液體沸騰強(qiáng)烈的

3、汽化特性快速蒸發(fā)出溶液中的水分，并使蒸汽凝結(jié)成液體排出，從而溶液濃度得以提高，達(dá)到溶液再生的目的。
　　以熱源塔熱泵運(yùn)行的常規(guī)工質(zhì)——乙二醇溶液為例，基于拉烏爾定律和康諾瓦羅夫定律繪制出乙二醇溶液的汽液平衡關(guān)系圖，研究溶液再生過程中溶液沸騰和蒸汽凝結(jié)時氣、液兩相中的溶質(zhì)含量的變化規(guī)律。并在溶液焓濃圖中，深入揭示乙二醇溶液的低壓沸騰再生的機(jī)理。
　　通過構(gòu)建溶液低壓沸騰再生的可行性驗(yàn)證試驗(yàn)臺，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溶液進(jìn)行低壓沸騰再生具

4、有可行性，并對比分析乙二醇溶液在低壓沸騰和常壓沸騰時的揮發(fā)性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并完善溶液低壓沸騰再生系統(tǒng)，研究溶液低壓沸騰再生過程。建立溶液進(jìn)行低壓沸騰再生的數(shù)學(xué)模型，模擬溶液在不同工況再生時的參數(shù)變化規(guī)律。
　　基于熱泵提供冷熱源，搭建了一套溶液低壓沸騰再生的實(shí)驗(yàn)臺。通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)對比研究得出溶液再生過程中裝置壓力、溶液溫度、蒸汽凝結(jié)率和再生溶液質(zhì)量濃度等參數(shù)的變化規(guī)律。并深入研究了熱水進(jìn)口溫度、冷卻水進(jìn)口溫度和溶液初始質(zhì)量