本文關(guān)鍵詞：熱泵低溫蒸發(fā)技術(shù)在海水淡化中的應(yīng)用研究

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【摘要】：淡水資源的匱乏已經(jīng)影響到了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，為了緩解淡水緊張，各級(jí)政府正在積極尋找有效的途徑解決淡水資源短缺的問(wèn)題。海洋的水資源取之不盡、用之不竭，若能將部分海水變成淡水，將是解決水資源危機(jī)的重要途徑之一。由此，海水淡化技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，有效地緩解了水資源短缺危機(jī)。其中，熱泵低溫蒸發(fā)技術(shù)在海水淡化中的應(yīng)用以其高效節(jié)能的特點(diǎn)，有著很大的發(fā)展空間。因此，研究熱泵低溫蒸發(fā)技術(shù)的蒸發(fā)性能對(duì)推動(dòng)海水淡化的發(fā)展有著重要的意義。 熱泵低溫蒸發(fā)海水淡化技術(shù)利用壓縮機(jī)壓縮低溫飽和蒸汽，使其變成高溫過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽冷凝形成淡水，釋放潛熱加熱飽和鹽水，鹽水部分蒸發(fā)生成飽和蒸汽。此工藝在負(fù)壓狀態(tài)下操作，有效緩解鹽水結(jié)垢腐蝕問(wèn)題，具有較高的熱效率。 針對(duì)熱泵低溫蒸發(fā)系統(tǒng)的性能研究，本文首先構(gòu)建了熱泵低溫蒸發(fā)海水淡化的物理和數(shù)學(xué)模型，確定以海水為工質(zhì)的淡化工藝流程。根據(jù)數(shù)學(xué)模型利用軟件編寫(xiě)程序，著重分析海水淡化中的3個(gè)重要參數(shù)—壓縮機(jī)壓縮比，蒸發(fā)溫度和海水出料濃度對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：產(chǎn)水率和比功耗隨著壓縮比和蒸發(fā)溫度的升高而升高，熱泵COP隨著壓縮比和蒸發(fā)溫度的升高而減�。缓Ｋ隽蠞舛鹊淖兓瘜�(duì)系統(tǒng)性能影響不大。 在理論模型的基礎(chǔ)上，本文建立了熱泵低溫蒸發(fā)海水淡化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，采用羅茨式壓縮機(jī)，和水平管降膜蒸發(fā)技術(shù)。實(shí)驗(yàn)研究了壓縮比、蒸發(fā)溫度和出料濃度對(duì)產(chǎn)水率、能耗參數(shù)的影響。出于對(duì)系統(tǒng)結(jié)垢腐蝕影響和壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行性能等因素的考慮，實(shí)驗(yàn)蒸發(fā)溫度介于62—79℃之間，壓縮比為1.2—1.5，出料濃度為0.04-0.06。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，壓縮機(jī)效率僅為0.318，以此效率來(lái)修正理論模型，，引入實(shí)驗(yàn)工況計(jì)算曲線。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論的對(duì)比分析，結(jié)果表明：壓縮比從1.2上升到1.5，比功耗從37.97kW h/m3上升到97.85kW h/m3，COP從4.74下降到1.84，下降了61.2%，系統(tǒng)節(jié)能性下降了一半多；蒸發(fā)溫度從62℃上升到79℃，產(chǎn)水率從13.8kg/h上升到16.89kg/h，上升了22.4%，而系統(tǒng)節(jié)能性?xún)H下降4%左右。因此，在滿(mǎn)足產(chǎn)水率和防結(jié)垢要求的前提下，低壓縮比和高蒸發(fā)溫度有利于提高產(chǎn)水率，節(jié)約能耗。在本實(shí)驗(yàn)中，壓縮比保持1.2，蒸發(fā)溫度79℃時(shí)性能最優(yōu)，出料濃度的影響不大，但是濃度在0.05時(shí)性能最好。本實(shí)驗(yàn)最優(yōu)工況產(chǎn)水率為16.89kg/h，比功耗為41.14kW h/m3，熱泵系統(tǒng)COP為4.33。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P747

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1302478