264-能源塔热泵防冻液再生技术分析.pdfVIP

能源塔热泵防冻液再生技术分析 李家伟 胡自成 黄与飞 秦浩 葛凤华 （江苏大学能源与动力工程学院，镇江212013） 摘 要：能源塔热泵（亦称热源塔热泵）是绿色环保节能产品，防冻液再生技术是能源 塔热泵技术的核心技术之一。本文围绕能源塔热泵防冻液再生方法及其设备展开分析，阐述 能源塔热泵防冻液再生设备工作原理、再生性能、优缺点及其发展趋势，最后提出一种新型 的能源塔热泵防冻液再生技术，为实际工程应用提供参考。 关键词：能源塔热泵 防冻液 溶液再生 0 引言 能源塔热泵是一种以空气为冷热源，可实现供暖、制冷、蓄冰以及提供生活热水的高效 节能设备。能源塔热泵冬天利用冰点低于零度的防冻液，高效提取低温环境下空气的热量， 达到制热效果；夏季能源塔起到高效冷却塔的作用，将热量排入大气，达到制冷效果。 但是，能源塔热泵冬季工作过程中，空气中水蒸气不断进入防冻液中而使防冻液浓度降 低，冰点上升。为保证能源塔热泵冬季可靠运行，必须对防冻液进行再生而设置防冻液浓缩 再生装置，使防冻液浓度升高，冰点下降。此外，防冻液再生性能会直接影响能源塔热泵机 组运行效率，防冻液再生技术也因此是能源塔热泵技术的核心技术之一。 本文主要围绕防冻液再生机理、防冻液常用再生方法及其优缺点、防冻液再生技术必威体育精装版 进展等内容开展能源塔热泵防冻液再生技术进行分析，在此基础上提出一种新型的能源塔热 泵防冻液再生技术，为实际工程应用提供参考。 1 除湿溶液再生分析 在实际应用中，除湿溶液再生方式通常采用加热再生方式，即稀溶液从外界获取热量使 水分从溶液蒸发到空气中[1-2] ，溶液再生所需热量通常是利用低品位的热源对溶液加热浓缩 实现溶液的再生[3]，如太阳能，生物质能，空调机组排热等。对除湿剂溶液再生技术及其再 生性能，众多学者对此开展了研究，1969 年，Kakabaev 等[4]尝试制作了一台新型太阳能氯 化锂溶液除湿制冷机，对氯化锂除湿剂溶液再生，采用太阳能集热器与氯化锂除湿剂溶液再 生器集成一体，首次组建了开式太阳能集热溶液再生器。随后 Ji[5]也以氯化锂溶液为除湿 剂，搭建了一套闭式集热型再生器，同时通过设置加湿器模拟了周围潮湿环境。1999 年Gad 等 [6]则不采用太阳能集热器，而是直接利用太阳照射让溶液中水分蒸发，同时通过测量太 阳辐射量与蒸发水量得到再生器太阳能利用效率。为认识太阳能再生的主要影响因素，2003 通讯地址：江苏省镇江市学府路301 号江苏大学能动学院hzc501@163.com [7] 年施明恒、杜斌、赵云等 利用太阳能作为再生能源搭建了逆流式再生装置，实验分析了 影响再生性能的主要因素，获得再生器内对流热质交换的准则方程。2011 年，黄志甲等 [8] 则建立了叉流流量再生器的传热传质数学模型，得出空气和溶液质量、能量控制方程，并利 用Matlab 语言编程模拟计算，证明再生性能的可靠性。2015 年，南昌大学彭冬根等[9]对逆 流太阳能溶液集热/再生器进行研究，证明逆流太阳能溶液集热/再生器适宜在空气较干燥、 太阳辐射强度较高时工况或地区运行最佳。以上是基于太阳能的再生方式，在没有足够的太 阳能可利用时，2009 年东南大学的张小松[10]提出一种利用电渗析法的膜式再生器对溶液进 行再生，理论分析显示，此再生系统具有较好的再生性能和很大的发展潜力。此外2012 年， 清华大学的王宝龙 [11]等人提出冷冻溶液再生法，即利用制冷循环系统中的冷量使稀溶液中 的水部分结冰析出，从而得到较浓溶液，达到再生效果。 从上可以看出，除湿溶液再生主要采用加热再生方式，其重点研究范畴在于再生加热能 量来源和形式的选择，以及在选定能源前提下的再生性能和再生效率的研究，同时对非加热 再生方式也进行了一些有益探索。此外，在节能环保趋势下，溶液再生技术朝着更加节能、 无污染、低成本的方向发展。 2 能源塔热泵防冻液再生技术分析 对能源塔热泵防冻液的再生，防冻液是溶液的一种，通常也具备一定的吸湿能力，其再 生技术是在除湿剂溶液再生技术的基础上发展起来的。下面就依据能源塔热泵防冻液再生原 理的不同，对目前常见的能源塔热泵防冻液再生技术进行总结分析。 2.1 基于冻结再生的热源塔防冻液再生技术 [11