發(fā)布時(shí)間：2020-05-15 20:41

【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(shè)備初投資小,設(shè)備利用率高,在夏熱冬冷地區(qū)有著廣闊的應(yīng)用前景。熱源塔的傳熱傳質(zhì)機(jī)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(jìn)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(shè)計(jì),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(jìn)一步提高熱源塔的換熱效率,本文從布置方式、結(jié)構(gòu)形式等方面對熱源塔的布液噴頭進(jìn)行了優(yōu)化,設(shè)計(jì)出適合熱源塔運(yùn)行工況的新型噴頭,同時(shí)采用理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,研究了熱源塔布液均勻度對傳熱傳質(zhì)的影響。本文的研究結(jié)果為橫流型熱源塔的傳熱傳質(zhì)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(xué)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(jìn)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(jié)構(gòu)形式和布置方式進(jìn)行了優(yōu)化,設(shè)計(jì)出了適合熱源塔運(yùn)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(tái),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(dòng)特性和在不同流量下的布液規(guī)律,將其進(jìn)行對比分析,驗(yàn)證了新型噴頭布液的均勻性。從熱源塔的傳熱傳質(zhì)機(jī)理出發(fā),建立了不同布液均勻度下的熱源塔傳熱傳質(zhì)模型,對熱源塔不同布液均勻度下的傳熱傳質(zhì)過程進(jìn)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(jié)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(dòng)方向變大)時(shí)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(shí)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(dòng)方向變小)時(shí)的換熱量相比僅相差0.25%,表明淋液密度沿空氣流動(dòng)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(jì),即熱源塔的換熱性能僅與其布液均勻度的大小有關(guān),而與布液均勻度的方向無關(guān)。為了驗(yàn)證熱源塔布液均勻性與其換熱性能的關(guān)系并進(jìn)一步研究新型噴頭在熱源塔實(shí)際換熱過程中的優(yōu)勢,搭建了熱源塔實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了熱源塔在使用新型噴頭和常規(guī)噴頭時(shí)不同溶液流量和空氣流量下的傳熱傳質(zhì)特性,擬合了熱源塔在使用不同噴頭下的傳熱傳質(zhì)系數(shù)表達(dá)式。研究結(jié)果表明,在變?nèi)芤毫髁康膶?shí)驗(yàn)條件下熱源塔使用新型噴頭時(shí)總換熱量相比使用單層花灑噴頭時(shí)平均提升16.93%,相比使用梅花型噴頭時(shí)平均提升50.56%,表現(xiàn)出更優(yōu)的傳熱傳質(zhì)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(guān)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(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU111;TU83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2665608