基于低压沸腾的热源塔热泵系统溶液再生研究

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1、乘兩大？學硕±学位论文基于低压沸腾的热源塔热泰系统溶液再生研究专业名称；动力工巧及工涯热物理研究生姓名：巧冬憔导师姓名：梁彩化研巧员本论文受到＂＂十二五国家科技支撑计划项目课题（２０１１ＢＡＪ０３Ｂ１４），江苏省自然‘科学基金重点项’＇目（ＢＫ２０１００２９）资助支持。２０１５年０５月ＡＳＴＵＤＹＯＦＳＯＬＵＴＩＯＮＲＥＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮＢＡＳＥＤＯＮＬＯＷＰ燃ＳＵＲＥＢＯＩＬＩＮＧＦＯ民ＨＥＡＴＳＯＵＲＣＥＴＯＷＥＲＨＥＡＴＰＵＭＰＡＴｈｅｓｉｓ

2、Ｓｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢｙＪＩＡＮＧＤｏｎｍｅｉｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＬＩＡＮＧＣａｉｈｕａＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａ２０１５ｙ东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。厚我所知，除了文中特别加Ｗ标注巧

3、致巧的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写泣的研巧成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本。与我研究所做的任何贡献均己在论文中作了明滿的说明并表示了谢意。＇若赵（姐《研巧生签名：曰期气薪＾：＞与东南大学学位论文使用授权再明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文控ｌ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质抢文的内容相，可ｔｉ一。致除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电

4、子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研巧生院办理。研充生签名＂：导师签名＾日期１：！＾１＾＾５摘要一热源塔热乗是一种新型的建筑冷热源方案，利用套机组便可满足建筑夏季制冷和冬季供热的需求，其夏季制冷时具有水冷冷水机组的高效，冬季供热时利用溶液在塔中与空气换热，吸取空气的热量作为热索的低位热源，从根本上避免了空气源热累的结霜问题。但热源塔热索在冬季制热运行时，溶液温度较低，在塔中与空气直接接触，当其水蒸汽分压力小于空气侧水蒸汽分压力

5、时，空气中水分进入溶液，引起溶液浓度降低、冰点升高，系统运行将存在溶液结冻的危险。为使系统安全可靠运行，需通过溶液再生调节溶液浓度，保证溶液冰点稳定、满足使用要求。本文采用理论分析、数值模拟和实一，对热源塔热累的溶液再生进行了较深入的硏巧验研究相结合的方法。提出了种基于低压沸腾的溶液再生方法，为解决热源塔热累的溶液再生问题提供指导，也对溶液除湿系统的再生研巧有一定的参考意义。根据液体沸点会随环境压力降低而降低的原理，本文针对热源塔热累冬季运行的工质，提出了基于低压沸腾的溶液再生方法，即让溶液处于低压环境中沸腾，利

6、用液体沸腾强烈的汽化特性快速蒸发出溶液中的水分，并使蒸汽凝结成液体排出，从而溶液浓度＞得＾１提高，达到溶液再生的目的。１一一乙二醇溶液为例Ｗ热源塔热累运行的常规工质，基于拉乌尔定律和康诺瓦罗夫定律绘制出乙二醇溶液的汽液平衡关系图，研巧溶液再生过程中溶液沸腾和蒸汽凝结时气、液两相中的溶质含量的变化规律，深入揭示乙二醇溶液的化压。并在溶液洽浓图中沸腾再生的机理。通过构建溶液低压沸腾再生的可行性验证试验台，进行实验验证溶液进行低压沸腾再生具有可行性，并对比分析乙二醇溶液在低压沸腾和常压沸腾时的挥发性。在此基础上

7、，设计并完善溶液低皮沸腾再生系统，研究溶液低压沸腾再生过程。建立溶液进行低压沸腾再生的数学模型，模拟溶液在不同工况再生时的参数变化规律。基于热累提供冷热源一，搭建了套溶液低皮沸腾再生的实验台。通过数值模拟和实验对比研究得出溶液再生过程中装置压力、溶液温度、蒸汽凝结率和再生溶液质量浓度等参数的变化规律。并深入研究了热水进口温度、冷却水进口温度和溶液初始质量浓度对溶液再生性能的影响规律，验证所建立数学模型的准确性，结果表明，加热热水温度和溶液初始质量浓度对溶液再生速率的影响较大，冷却水温度的影响较小。本文研巧结果为解

8、决热源塔热累的溶液再生和溶液除湿的再生问题提供了新思路。关键词：热源塔热系，理论分析，数学模型，实验研巧，溶液低压沸腾再生ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔ