溶液再生式蒸发冷凝器运行参数对系统性能的影响分析

王挺 罗文杰

摘 要：随着我国经济水平的发展，人们的生活质量和生活品质也有了更高的要求，但是我国能源消耗和环境污染等问题也越来越严重，表现明显的就是今年来的气候变化，环境温度的不断上升，造成了人们使用制冷空调的频率不断增加，这也就进一步加剧了环境污染等问题。因此为了减少环境污染、能源消耗等问题，提出了传统的制冷系统与溶液除湿系统相结合的一种复合式空调系统，文章主要对溶液再生式蒸发冷凝器中的运行参数做出了分析，其中主要分析了溶液再生量和制冷量以及对ECOP的影响，其中主要的影响时空气进口温度以及溶液进口质量分数的分析。通过调查研究发现进口的含湿量将会对系统的性能有着一定的影响，对于空气进口质量含湿量低的，比较有利于对复合式空调系统的运行。所以，要想促进复合式空调系统的可持续发展研究，研究人员要做好对溶液再生式蒸发冷凝器在运行期间的参数选取工作。

关键词：溶液再生式蒸发冷凝器;运行参数;系统性能

1 引言

我国经济水平在高速发展的同时也带来了环境污染、能量消耗等问题，随着环境污染、能源消耗等问题的加剧，环境温度也逐渐升高，人们的生活质量和生活品质都收到了不同程度的影响，为了满足人们的对生活品质的要求，空调制冷技术被广泛运用到生活中，但是常规的压缩式制冷技术会产生大量的制冷热，在将制冷热排放到空气中，会极大地影响人们的生活环境，而且还会造成资源浪费这一情况，因此，如何有效回收空调制冷排放的制冷热成为众多研究者的主要关注内容。为了促进空调制冷系统的可持续发展以及减少能源消耗、环境污染等问题，可以选用将传统的制冷系统与溶液除湿系统相结合的一种复合式空调系统，因为，溶液除湿空调系统具设备结构简单、成本低、高效蓄能、维护方便低品位热源等优势，而且溶液制冷系统还可以将低品位的冷凝热作为再生资源，可以有效实现对资源的回收利用。

2 系统性能分析

溶液再生式蒸发冷凝器运行参数主要包括了空气进口温度、溶液进口含湿量和进口质量分数，影响溶液系统性能的主要因素就是溶液再生式蒸发冷凝器运行参数的选取，研究内容主要是在冷冻水进出口温度为12摄氏度和7摄氏度，制冷剂流量为0.05千克每秒时，研究溶液再生式蒸发冷凝器3个运行参数对溶液再生量、制冷量与ECOP的影响，这样才能更好地实现节能环保、能源持续利用的目的[1]。复合式空调系统计算流程图，溶液再生量、系统制冷量与ECOP可表示为：

上图公式中：mdw为溶液再生量，单位是千克每秒;Q0为系统制冷量，单位是千瓦;系统耗电功率是P，系统耗电功率主要是包括了压缩机、运行风机和溶液泵的电耗，系统耗电功率的单位也是KW。

2.1 空气进口温度

要想研究空气进口温度对溶液再生量、系统制冷量和ECOP的影响，就要将溶液质量流速、进口温度、进口质量分数、迎面风速、空气进口含湿量设为一个固定值，这样才会得到一个准确性的结果10溶液进口温度对再生量、制冷量和ECOP的影响[2]。迎面风速为2.31米每秒，溶液进口温度为36摄氏度，进口质量分数为23.2%，空气进口含湿量为20.3g/kg（干）时，空气进口温度对溶液再生量、系统制冷量和ECOP的影响趋势，再生量与空气进口温度成正比例，空气进口温度逐渐升高，再生量也逐渐升高，但是再生量的升高幅度较小，影响再生量升高幅度的原因主要有以下两个原因，第一空气中的水蒸气分压力增大限制溶液的再生;第二个原因就是溶液的平均温度增加导致溶液含湿量增加，溶液与空气之间的传质推动力增加，最终导致溶液再生量幅度上涨力度较小;空气进口温度与制冷量和性能系数ECOP成反比例关系，随着空气进口温度的增加，制冷量和性能系数ECOP值逐渐下降，造成制冷量和性能系数ECOP值逐渐下降的原因就是因为空气进口温度的升高导致溶液与空气之间的传热温差减小，不利于制冷剂的冷凝放热，制冷剂冷凝温度升高，从而导致制冷量与性能系数ECOP值下降。综上所述，为了促进系统的正常运行，应该选择较低温度的空气进口温度，但是这种优势性随空气进口温度的变化并不明显[3]。

2.2 空气进口含湿量

要想研究空气进口含湿量对溶液再生量、系统制冷量和ECOP的影响，就要将溶液质量流速、进口温度、进口质量分数、迎面风速、空气进口温度设为一个固定值，这样才会得到一个准确性的结果[4]。迎面风速为2.31米每秒，溶液进口温度为36摄氏度，进口质量分数为23.2%，溶液进口质量流速为1.95kg/（m2·s），空气进口温度对溶液再生量、系统制冷量和ECOP的影响趋势，空气进口含湿量与溶液再生量、系统制冷量与ECOP成反比，当溶液再生量、系统制冷量与ECOP会随着溶液进口含湿量的增加而降低，发生这种情况的原因主要是因为空气的蒸气压增大，溶液表面与空气之间传质驱动力降低，从而导致溶液的再生量降低，经过研究发现，空白进口含湿量较低可以促进系统的正常运行[5]。

2.3 溶液进口质量分数

要想溶液进口质量分数对溶液再生量、系统制冷量和ECOP的影响，就要将溶液质量流速、进口温度、进口含湿量、迎面风速、空气进口温度设为一个固定值，这样才会得到一个准确性的结果。迎面风速为2.31米每秒，溶液进口温度为36摄氏度，进口含湿量为21.4，g/kg（干）时，溶液进口质量流速为1.95kg/（m2·s），溶液进口质量分数对溶液再生量、系统制冷量和ECOP的影响趋势，溶液进口质量分数和溶液再生量、系统制冷量和ECOP成为反比例关系，当溶液进口质量分数增加时，溶液再生量、系统制冷量和ECOP值就会降低，出现这种情况的原因主要就是溶液与空气之间的传质驱动力降低。因此对于溶液再生式蒸发冷凝器而言，应尽量选择低浓度的溶液，然而溶液浓度越低，除湿效果越差，综上所述，应该选择溶液质量分数范围为23.2%～24.2%。

3 结束语

我国经济的高速发展的同时也带来了能源消耗、环境污染等一系列的环境问题，环境污染以及能源消耗的问题日趋严重，人们对于节能环保以及生态保护工作也逐渐重视，在人们的日常生活中，空调已经成为人们生活中必不可少的设施，空调制冷技术被广泛运用到生活中，但是常规的压缩式制冷技术会产生大量的制冷热，制冷热的产生会严重影响人们的生活环境和生活质量，这会进一步加剧环境污染等问题的产生。

为了促进空调制冷系统的可持续发展以及减少能源消耗、环境污染等问题，可以选用将传统的制冷系统与溶液除湿系统相结合的一种复合式空调系统，为了优化复合式空调系统的运行，文章主要对溶液再生式蒸发冷凝器中的运行参数做出了分析，其中主要分析了溶液再生量和制冷量以及对ECOP的影响，其中主要的影响时空气进口温度以及溶液进口质量分数的分析。通过调查研究发现进口的含湿量将会对系统的性能有着一定的影响，對于空气进口质量含湿量低的，比较有利于对复合式空调系统的运行。所以，要想促进复合式空调系统的可持续发展研究，研究人员要做好对溶液再生式蒸发冷凝器在运行期间的参数选取工作。

参考文献

[1]单思宇，谭宏博.基于扁管的蒸发式冷凝器管外传热传质特性研究[J].化工学报，2019，70（z1）：69-78.

[2]肖勇.大型制冷设备冷凝器和蒸发器的正确安装[J].商情，2019，（48）：275.

[3]严国兴，李茜，谭丽丽.表面蒸发式冷凝器在化工装置中的应用分析[J].中国设备工程，2019，（23）：130-132.

[4]王柳.空冷式冷凝器和蒸发式冷凝器的节能性能对比分析[J].河南科技，2019，（19）：60-63.

[5]刘寄辉，傅俊萍，何叶从，等.蒸发式冷凝器压缩机能耗及换热性能实验研究[J].建筑热能通风空调，2019，38（7）：6-10.