溶液再生式蒸發冷凝器運行參數對系統性能的影響分析

王挺 羅文杰

摘 要：隨著我國經濟水平的發展，人們的生活質量和生活品質也有了更高的要求，但是我國能源消耗和環境污染等問題也越來越嚴重，表現明顯的就是今年來的氣候變化，環境溫度的不斷上升，造成了人們使用制冷空調的頻率不斷增加，這也就進一步加劇了環境污染等問題。因此為了減少環境污染、能源消耗等問題，提出了傳統的制冷系統與溶液除濕系統相結合的一種復合式空調系統，文章主要對溶液再生式蒸發冷凝器中的運行參數做出了分析，其中主要分析了溶液再生量和制冷量以及對ECOP的影響，其中主要的影響時空氣進口溫度以及溶液進口質量分數的分析。通過調查研究發現進口的含濕量將會對系統的性能有著一定的影響，對于空氣進口質量含濕量低的，比較有利于對復合式空調系統的運行。所以，要想促進復合式空調系統的可持續發展研究，研究人員要做好對溶液再生式蒸發冷凝器在運行期間的參數選取工作。

關鍵詞：溶液再生式蒸發冷凝器;運行參數;系統性能

1 引言

我國經濟水平在高速發展的同時也帶來了環境污染、能量消耗等問題，隨著環境污染、能源消耗等問題的加劇，環境溫度也逐漸升高，人們的生活質量和生活品質都收到了不同程度的影響，為了滿足人們的對生活品質的要求，空調制冷技術被廣泛運用到生活中，但是常規的壓縮式制冷技術會產生大量的制冷熱，在將制冷熱排放到空氣中，會極大地影響人們的生活環境，而且還會造成資源浪費這一情況，因此，如何有效回收空調制冷排放的制冷熱成為眾多研究者的主要關注內容。為了促進空調制冷系統的可持續發展以及減少能源消耗、環境污染等問題，可以選用將傳統的制冷系統與溶液除濕系統相結合的一種復合式空調系統，因為，溶液除濕空調系統具設備結構簡單、成本低、高效蓄能、維護方便低品位熱源等優勢，而且溶液制冷系統還可以將低品位的冷凝熱作為再生資源，可以有效實現對資源的回收利用。

2 系統性能分析

溶液再生式蒸發冷凝器運行參數主要包括了空氣進口溫度、溶液進口含濕量和進口質量分數，影響溶液系統性能的主要因素就是溶液再生式蒸發冷凝器運行參數的選取，研究內容主要是在冷凍水進出口溫度為12攝氏度和7攝氏度，制冷劑流量為0.05千克每秒時，研究溶液再生式蒸發冷凝器3個運行參數對溶液再生量、制冷量與ECOP的影響，這樣才能更好地實現節能環保、能源持續利用的目的[1]。復合式空調系統計算流程圖，溶液再生量、系統制冷量與ECOP可表示為：

上圖公式中：mdw為溶液再生量，單位是千克每秒;Q0為系統制冷量，單位是千瓦;系統耗電功率是P，系統耗電功率主要是包括了壓縮機、運行風機和溶液泵的電耗，系統耗電功率的單位也是KW。

2.1 空氣進口溫度

要想研究空氣進口溫度對溶液再生量、系統制冷量和ECOP的影響，就要將溶液質量流速、進口溫度、進口質量分數、迎面風速、空氣進口含濕量設為一個固定值，這樣才會得到一個準確性的結果10溶液進口溫度對再生量、制冷量和ECOP的影響[2]。迎面風速為2.31米每秒，溶液進口溫度為36攝氏度，進口質量分數為23.2%，空氣進口含濕量為20.3g/kg（干）時，空氣進口溫度對溶液再生量、系統制冷量和ECOP的影響趨勢，再生量與空氣進口溫度成正比例，空氣進口溫度逐漸升高，再生量也逐漸升高，但是再生量的升高幅度較小，影響再生量升高幅度的原因主要有以下兩個原因，第一空氣中的水蒸氣分壓力增大限制溶液的再生;第二個原因就是溶液的平均溫度增加導致溶液含濕量增加，溶液與空氣之間的傳質推動力增加，最終導致溶液再生量幅度上漲力度較小;空氣進口溫度與制冷量和性能系數ECOP成反比例關系，隨著空氣進口溫度的增加，制冷量和性能系數ECOP值逐漸下降，造成制冷量和性能系數ECOP值逐漸下降的原因就是因為空氣進口溫度的升高導致溶液與空氣之間的傳熱溫差減小，不利于制冷劑的冷凝放熱，制冷劑冷凝溫度升高，從而導致制冷量與性能系數ECOP值下降。綜上所述，為了促進系統的正常運行，應該選擇較低溫度的空氣進口溫度，但是這種優勢性隨空氣進口溫度的變化并不明顯[3]。

2.2 空氣進口含濕量

要想研究空氣進口含濕量對溶液再生量、系統制冷量和ECOP的影響，就要將溶液質量流速、進口溫度、進口質量分數、迎面風速、空氣進口溫度設為一個固定值，這樣才會得到一個準確性的結果[4]。迎面風速為2.31米每秒，溶液進口溫度為36攝氏度，進口質量分數為23.2%，溶液進口質量流速為1.95kg/（m2·s），空氣進口溫度對溶液再生量、系統制冷量和ECOP的影響趨勢，空氣進口含濕量與溶液再生量、系統制冷量與ECOP成反比，當溶液再生量、系統制冷量與ECOP會隨著溶液進口含濕量的增加而降低，發生這種情況的原因主要是因為空氣的蒸氣壓增大，溶液表面與空氣之間傳質驅動力降低，從而導致溶液的再生量降低，經過研究發現，空白進口含濕量較低可以促進系統的正常運行[5]。

2.3 溶液進口質量分數

要想溶液進口質量分數對溶液再生量、系統制冷量和ECOP的影響，就要將溶液質量流速、進口溫度、進口含濕量、迎面風速、空氣進口溫度設為一個固定值，這樣才會得到一個準確性的結果。迎面風速為2.31米每秒，溶液進口溫度為36攝氏度，進口含濕量為21.4，g/kg（干）時，溶液進口質量流速為1.95kg/（m2·s），溶液進口質量分數對溶液再生量、系統制冷量和ECOP的影響趨勢，溶液進口質量分數和溶液再生量、系統制冷量和ECOP成為反比例關系，當溶液進口質量分數增加時，溶液再生量、系統制冷量和ECOP值就會降低，出現這種情況的原因主要就是溶液與空氣之間的傳質驅動力降低。因此對于溶液再生式蒸發冷凝器而言，應盡量選擇低濃度的溶液，然而溶液濃度越低，除濕效果越差，綜上所述，應該選擇溶液質量分數范圍為23.2%～24.2%。

3 結束語

我國經濟的高速發展的同時也帶來了能源消耗、環境污染等一系列的環境問題，環境污染以及能源消耗的問題日趨嚴重，人們對于節能環保以及生態保護工作也逐漸重視，在人們的日常生活中，空調已經成為人們生活中必不可少的設施，空調制冷技術被廣泛運用到生活中，但是常規的壓縮式制冷技術會產生大量的制冷熱，制冷熱的產生會嚴重影響人們的生活環境和生活質量，這會進一步加劇環境污染等問題的產生。

為了促進空調制冷系統的可持續發展以及減少能源消耗、環境污染等問題，可以選用將傳統的制冷系統與溶液除濕系統相結合的一種復合式空調系統，為了優化復合式空調系統的運行，文章主要對溶液再生式蒸發冷凝器中的運行參數做出了分析，其中主要分析了溶液再生量和制冷量以及對ECOP的影響，其中主要的影響時空氣進口溫度以及溶液進口質量分數的分析。通過調查研究發現進口的含濕量將會對系統的性能有著一定的影響，對于空氣進口質量含濕量低的，比較有利于對復合式空調系統的運行。所以，要想促進復合式空調系統的可持續發展研究，研究人員要做好對溶液再生式蒸發冷凝器在運行期間的參數選取工作。

參考文獻

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[4]王柳.空冷式冷凝器和蒸發式冷凝器的節能性能對比分析[J].河南科技，2019，（19）：60-63.

[5]劉寄輝，傅俊萍，何葉從，等.蒸發式冷凝器壓縮機能耗及換熱性能實驗研究[J].建筑熱能通風空調，2019，38（7）：6-10.