开式热源塔技术研究现状及发展趋势

介绍了开式热源塔的2种基本结构、工作原理及塔内气液热质交换对热源塔技术,系统总结了开式热源塔的结构组件、防冻液、传热传质特性和适用性研究现状,重点阐述开式热源塔在防冻液开发和传热传质过程的研究热点及主要进展。虽然开式热源塔技术仍存在防冻液不够安全环保,具有腐蚀性和毒性且再生技术不够稳定,能耗过高等缺点,但开式热源塔换热强度大、采热效率高、结构简单维护成本低,在建筑供暖领域具有广阔的应用前景,未来开式热源塔技术将朝着更高效稳定、更安全环保、更节能低碳的方向发展,构建更佳绿色低碳的供热体系。

热源塔结构特性对其换热性能影响的实验研究

利用搭建的开式热源塔实验平台进行实验,从塔身设置和进口参数两方面对热源塔换热性能进行分析。塔身设置包括喷嘴位置、进风口位置及有无填料层。进口参数包括室外空气温度、溶液进口温度及截面风速。实验结果证明热源塔下进风时的吸热效率优于上进风,其中无填料上喷下进风式换热性能最优;填料层可以促进气液之间的热质交换,但进风阻力变大,热源塔能耗比降低。对于进口运行参数,在下进风工况下,当风速增大时,热源塔的吸热效率均得到提升,但风速过大,吸热效率仅有微小提高,且塔身能耗比下降较快;溶液进口温度升高,热源塔的吸热效率提高幅度为30.1%~34.6%,进出口溶液温差降低了0.9~1.2℃;室外空气温度升高热源塔的进出口溶液温差明显增大,但吸热效率降低。

热源塔在不同城市的供暖特性分析

热源塔热泵系统在夏热冬冷地区作为冬季热源是一个很好的尝试。建立开式横流热源塔内部的传热传质数值模型,并在TRNSYS中建立热源塔热泵系统模型。确定建筑模型后计算出重庆地区的全年逐时负荷,然后确定供暖季的冷热源选型。选取成都、重庆、武汉3个城市作为分析对象,综合分析建筑用3台热源塔的冬季换热性能。结果表明,热源塔溶液进、出口温度随空气露点温度而变化;建筑负荷升高,热源塔溶液进、出口温差增大,逼近度升高;潜热换热量随着空气含湿量的升高而增大,潜热比的变化趋势与潜热换热量相同;机组COP高于系统COP,机组COP随着空气含湿量的升高而增大。热源塔热泵系统在冬季低温高湿地区更适用。