【摘要】：熱源塔熱泵作為一種新型高效的建筑冷熱源解決方案,其設備初投資小,設備利用率高,在夏熱冬冷地區(qū)有著廣闊的應用前景。熱源塔的傳熱傳質機理與冷卻塔類似,通過溶液或水在填料表面與空氣直接接觸進行換熱,而液體初始分布的均勻度對填料有效換熱面積有很大的影響。熱源塔按冬季工況設計,其淋液密度低于冷卻塔,如使用常規(guī)冷卻塔的噴頭,勢必造成液體分布不夠均勻,影響熱源塔的整體換熱效率。為進一步提高熱源塔的換熱效率,本文從布置方式、結構形式等方面對熱源塔的布液噴頭進行了優(yōu)化,設計出適合熱源塔運行工況的新型噴頭,同時采用理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究相結合的方法,研究了熱源塔布液均勻度對傳熱傳質的影響。本文的研究結果為橫流型熱源塔的傳熱傳質優(yōu)化提供了參考,為熱源塔中液體分布的理論和模擬研究提供了依據(jù)。本文建立了熱源塔溶液循環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學模型,研究了溶液循環(huán)系統(tǒng)流量和管道長度對溶液循環(huán)系統(tǒng)耗功的影響,將重力布液和壓力布液的耗功進行對比,論證了重力布液相比于壓力布液更具節(jié)能效果。為了改善重力布液下填料液體的初始分布均勻度,提升熱源塔的傳熱效率,對布液噴頭的結構形式和布置方式進行了優(yōu)化,設計出了適合熱源塔運行工況的新型布液噴頭及其布置方案。通過搭建布液特性測試平臺,測試了新型噴頭和常規(guī)噴頭的流量系數(shù)、均勻分布系數(shù),得到了各噴頭的流動特性和在不同流量下的布液規(guī)律,將其進行對比分析,驗證了新型噴頭布液的均勻性。從熱源塔的傳熱傳質機理出發(fā),建立了不同布液均勻度下的熱源塔傳熱傳質模型,對熱源塔不同布液均勻度下的傳熱傳質過程進行了具體分析,并研究了布液不均對熱源塔換熱性能的影響。研究結果顯示,在吸熱吸濕工況下,均勻分布系數(shù)為1(淋液密度沿空氣流動方向變大)時的熱源塔總換熱量相比均勻分布系數(shù)為0(布液完全均勻)時降低了11.69%,而與均勻分布系數(shù)為-1(淋液密度沿空氣流動方向變小)時的換熱量相比僅相差0.25%,表明淋液密度沿空氣流動方向的變化(定義為布液均勻度的方向)對橫流熱源塔總換熱量的影響可忽略不計,即熱源塔的換熱性能僅與其布液均勻度的大小有關,而與布液均勻度的方向無關。為了驗證熱源塔布液均勻性與其換熱性能的關系并進一步研究新型噴頭在熱源塔實際換熱過程中的優(yōu)勢,搭建了熱源塔實驗系統(tǒng),研究了熱源塔在使用新型噴頭和常規(guī)噴頭時不同溶液流量和空氣流量下的傳熱傳質特性,擬合了熱源塔在使用不同噴頭下的傳熱傳質系數(shù)表達式。研究結果表明,在變?nèi)芤毫髁康膶嶒灄l件下熱源塔使用新型噴頭時總換熱量相比使用單層花灑噴頭時平均提升16.93%,相比使用梅花型噴頭時平均提升50.56%,表現(xiàn)出更優(yōu)的傳熱傳質性能。
【圖文】：

(a) 壓力布液 (b)重力布液圖 2-1 熱源塔布液方式示意圖溶液循環(huán)系統(tǒng)由熱源塔、換熱器、溶液泵及相關連接管道組成要包括換熱器阻力、各管段的沿程阻力和局部阻力、熱源塔提

圖 2-2 壓力布液塔內(nèi)配水管示意圖在輸水管和配水干管之間、配水干管和配水管部阻力分為兩部分，三通分流段（圖 2-3 中 02-3 中 0-0 斷面至 2-2 斷面）。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU111;TU83

【參考文獻】

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本文編號：2665608