熱泵低溫蒸發(fā)技術在海水淡化中的應用研究.pdf

1、淡水資源的匱乏已經(jīng)影響到了社會經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，為了緩解淡水緊張，各級政府正在積極尋找有效的途徑解決淡水資源短缺的問題。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的重要途徑之一。由此，海水淡化技術也應運而生，有效地緩解了水資源短缺危機。其中，熱泵低溫蒸發(fā)技術在海水淡化中的應用以其高效節(jié)能的特點，有著很大的發(fā)展空間。因此，研究熱泵低溫蒸發(fā)技術的蒸發(fā)性能對推動海水淡化的發(fā)展有著重要的意義。
　

2、　熱泵低溫蒸發(fā)海水淡化技術利用壓縮機壓縮低溫飽和蒸汽，使其變成高溫過熱蒸汽，過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。此工藝在負壓狀態(tài)下操作，有效緩解鹽水結垢腐蝕問題，具有較高的熱效率。
　　針對熱泵低溫蒸發(fā)系統(tǒng)的性能研究，本文首先構建了熱泵低溫蒸發(fā)海水淡化的物理和數(shù)學模型，確定以海水為工質(zhì)的淡化工藝流程。根據(jù)數(shù)學模型利用軟件編寫程序，著重分析海水淡化中的3個重要參數(shù)—壓縮機壓縮比，蒸發(fā)溫度和海水出料濃

3、度對系統(tǒng)性能指標的影響。結果表明：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)溫度的升高而減小；海水出料濃度的變化對系統(tǒng)性能影響不大。
　　在理論模型的基礎上，本文建立了熱泵低溫蒸發(fā)海水淡化實驗平臺，采用羅茨式壓縮機，和水平管降膜蒸發(fā)技術。實驗研究了壓縮比、蒸發(fā)溫度和出料濃度對產(chǎn)水率、能耗參數(shù)的影響。出于對系統(tǒng)結垢腐蝕影響和壓縮機實際運行性能等因素的考慮，實驗蒸發(fā)溫度介于62—79℃之間，壓縮比為1.

4、2—1.5，出料濃度為0.04-0.06。
　　通過實驗確定了在實際運行過程中，壓縮機效率僅為0.318，以此效率來修正理論模型，引入實驗工況計算曲線。通過實驗和理論的對比分析，結果表明：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，