机械蒸汽压缩蒸发技术研究现状与发展趋势

针对机械蒸汽压缩(MVC)蒸发系统的研究存在以下三个问题:(1)针对工作原理,没有提出更为深入的热力过程描述;(2)针对流程型式,没有建立更为全面的分类体系与方法;(3)针对应用案例,没有归纳更为系统性的设计和运行规律。基于此,重点介绍了MVC蒸发系统的原理与系统组成、分类与流程型式、应用与工程案例,综述了MVC技术的研究现状、存在问题与未来发展趋势。

真空带式干燥技术研究现状及发展展望

干燥是农产品收获后的必要处理环节,目的是除去多余水分以便于加工、运输、储藏和使用。真空带式干燥系统具有干燥效率高、保证干燥物料品质、可实现连续加工等优点,而被广泛应用于农业工程、中医药加工等行业。归纳总结了近年国内外真空带式干燥技术的研究现状,列举了真空带式干燥工艺开发、干燥特性、系统提效降碳和自动控制优化等方面的最新研究进展,并介绍了笔者团队采用机械蒸气再压缩(MVR)热泵技术回收干燥余热降低系统能耗及碳排放的研究成果。此外,从多个方面为真空带式干燥技术的发展提供建议,为加快推动干燥行业现代化、实现低碳目标做出贡献。

自然工质高温热泵技术研究进展与发展趋势

为了推进传统制冷剂的替代工作,本文概述了R290、R600a、R717、R744和R718这5种自然工质的热物性以及在热泵技术的国内外研究进展,并分析了它们在高温热泵领域的可行性与应用前景,尤其针对R744和R718两种工质,从系统部件和系统优化等方面进行了详细的论述。分析表明:R290、R600a、R717均具有一定的可燃性,且它们的供热温度通常在80℃以下,并不适用于高温热泵技术;而R744和R718在80℃以上的高温热泵领域更具有可行性,其中R744热泵的性能优良、环境适应性强,应用较广,但在我国还未形成完整产业链;R718热泵供热温度更高,但其蒸发温度也高,目前仍处于小型实验阶段。

真空膜蒸馏-过热蒸汽干燥系统设计与实验

为探索真空膜蒸馏纤维膜组件在干燥领域的新型利用方式,本文针对种子等热敏性物料,设计并搭建了真空膜蒸馏-过热蒸汽干燥系统,分析了系统蒸汽流量和热效率的变化规律,在此基础上选取朝天椒辣椒籽作为典型热敏性物料进行干燥品质的实验研究,探索新型干燥工艺的使用场景。研究结果表明:新型干燥系统传热传质性能与真空膜组件相近,随进料温度升高,系统的蒸汽产量也升高且增长速率加快,热效率也升高但增长速率减缓,进料温度为70℃时,系统蒸汽产量高达41 m^(3)/h,热效率达到90.6%,相同干燥温度下,干燥品质优于热风干燥,干燥温度为50℃时,发芽率提升了3.47%。同时对低压过热蒸汽的过热度调控技术进行了探索,对后续应用前景及研究发现进行展望。

真空膜蒸馏-过热蒸气干燥技术发展现状及展望

过热蒸气干燥技术具有安全、节能和环保等优点,在逆转点温度以上干燥速率比热风干燥快,干燥品质好。真空膜蒸馏-过热蒸气干燥基于热泵膜蒸馏技术,利用透过膜的过热蒸气加热物料,在物料与膜不直接接触的基础上兼顾了过热蒸气干燥的优点,并可通过强化辐射传热等方式提高系统热利用率。本文基于膜蒸馏和过热蒸气干燥的发展,对真空膜蒸馏-过热蒸气干燥的形成和发展进行了综述及展望。

太阳能-地热能复合利用的溶液除湿空调系统研究

针对传统空调系统采用温湿度联合处理的方式而导致的舒适性差、能源消耗大等问题,以南昌市某建筑为研究对象,利用TRNSYS仿真软件建立太阳能-地热能复合利用的溶液除湿空调系统数学模型,并分析集热器面积及埋管数量对系统性能的影响,在此基础上选取合适的参数对系统全年运行工况进行模拟。同时针对夏季室外新风含湿量波动较大的问题,提出对新风采取分流处理的解决方式。结果表明:在制冷工况下,室内平均温度为26.1℃,相对湿度在50%~65%之间;在供暖工况下,室内平均温度为19.2℃,相对湿度大部分处于40%~60%之间,能够很好地控制室内热湿环境。供暖和制冷季节能效比分别为6.2和4.5,全年性能系数为4.7,明显高于传统的空调系统。

人工冰场用跨临界CO_(2)并联压缩制冷试验研究

为了研究应用于人工冰场的跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统性能,搭建了跨临界CO_(2)并联压缩制冷系统,试验研究了单压缩机独立运行以及双压缩机并联运行时,蒸发温度与压缩机运行频率对系统COP、制冷量、压缩机功率、制冷剂流量、压比的影响。结果表明,随蒸发温度升高,COP、制冷量、压缩机功率和制冷剂流量均增大,压比减小,蒸发温度为-9.4℃时,COP达到本试验的最大值2.00;在试验工况40~60 Hz范围内,随着压缩机运行频率增加,制冷量、压缩机功率、制冷剂流量和压比均增大;单台压缩机独立运行和并联压缩时,COP均在50 Hz达到最大,且并联压缩COP随压缩机运行频率差的增加而降低,最大可相差26.67%。建立了系统COP预测模型,通过蒸发温度与排气压力对COP进行预测,并与并联压缩试验结果进行了对比,所构建模型预测结果与同频率并联压缩系统试验测得COP平均误差为3.7%。研究结果可为并联压缩制冷系统设计提供借鉴和指导。

LiCl-CaCl_(2)混合溶液表面水蒸气分压力测量及模型修正

溶液除湿系统循环工质中,对液体干燥剂(氯化锂和氯化钙单(多)组分溶液)的饱和水蒸气分压力进行研究,实验测量2种除湿工质的单组分溶液及不同配比的混合溶液饱和水蒸气分压力,并改进理论模型。在进行实验测量并与理论计算模型对比后发现,单组分溶液饱和水蒸气分压力使用Conde给出的方法计算较为准确。对于混合溶液,当溶液质量分数和温度较高时,简单混合模型和NRTL模型的混合溶液饱和水蒸气分压力计算值与实验结果都相差较大,需对模型进行修正。修正后的简单混合模型和NRTL模型对计算LiCl-CaCl_(2)混合溶液表面蒸汽压力更为精准。研究结果对采用LiCl-CaCl_(2)混合溶液进行除湿/再生的理论模拟提供了更为精确的物性预测模型。

分段式二级热泵干燥系统数值模拟研究

传统热泵干燥系统难以充分回收干燥排湿废气的热量,且热泵机组制热效率有待提高。本文以分段式二级热泵干燥系统为研究对象,构建系统仿真模型,基于数值模拟的方法迭代计算制冷工质与干燥空气处于热、质平衡时的各级热泵的蒸发温度与冷凝温度,并分析干燥排湿废气对二级热泵机组能量回收及除湿特性的影响,研究蒸发与冷凝近连续变温过程的干燥能效。结果表明:当排湿废气温度为25~30℃、相对湿度为85%,循环风量为1,000~2,500 m^3/h,目标送风温度为65℃时,二级热泵干燥系统性能系数(COP)最大值为3.1,除湿能耗比(SMER)最大值为2.0 kg/(kW·h)。

多级热泵串联干燥系统性能模拟

本文提出一种多级热泵串联干燥系统来满足农副产品、中药饮片和化工制品等物料干燥的需求。通过工程方程求解器(EES)软件建立系统的数学模型,确定稳态模拟条件,进行干燥系统稳态计算。结果表明:多级热泵串联干燥系统相比于单级热泵干燥系统等具有高效性,制热性能系数(COP)为5.8,除湿能耗比(SMER)可达到3.9 kg/(kW·h);循环风量增大,系统送风温度减小,除水速率和除湿能耗比增加;回风温度降低,系统送风温度降低,除水速率降低,除湿能耗比增加;回风湿度升高,系统送风温度增大,除水速率和除湿能耗比也相应增大;通过调节旁通率可使系统运行达到最佳,最优值为20%。

溶液再生研究现状及未来发展趋势

综述了溶液再生技术当中的空气再生、电渗析再生、膜蒸馏再生和机械蒸汽压缩再生的原理、结构、特点和研究现状等方面。空气再生技术可完成高浓度溶液再生,处理温度不高,可充分利用低品位废热,但此方法处理量小,能耗高;电渗析再生技术可用于两种不同盐分的溶液再生;膜蒸馏再生技术能将低品位的热量或者废热重新利用起来;机械蒸汽压缩再生技术可完成更高浓度溶液再生,处理量大,与传统的单效蒸发相比,大幅降低能耗。