除霜溶液MVR 再生技术的可行性研究

贺宇 余延顺 刘青青

南京理工大学能源与动力工程学院

0 引言

研究表明，液体除湿[1]、溶液融霜[2-3]技术对改善空气源热泵的结霜除霜性能良好，但除湿液体及融霜溶液的再生过程需要消耗大量能源，影响其实际应用的效果。

目前，溶液常采用的热力再生方式包括太阳能热力再生、超声雾化再生、溶液真空再生。太阳能热力再生虽采用可再生能源方式，但其受日照周期性与不确定制约[4-5]。超声波雾化再生[6-7]将溶液雾化增大溶液与冷空气的接触面积增强传热传质。溶液真空再生[8]则将溶液再生压力控制在较低水平以降低溶液表面蒸发温度，以降低加热热源的温度需求。此三种溶液再生方式均需使溶液温度升高或空气温度降低的冷热源制备耗能和输运空气的风机耗能，系统功耗高。

针对现有热力再生方式能耗大的问题，并基于空气源热泵溶液除霜的再生需求，本文提出机械蒸汽再压缩（Mechanical Vapor Recompression，MVR）溶液再生技术，以充分回收蒸发水分的潜热[9-11]，降低溶液热力再生过程的能耗。溶液在除霜时其凝固点需高于翅片表面温度，同时除霜溶液与热泵换热翅片直接接触，因此需溶液腐蚀性较低。溶液利用MVR 再生时，其沸点温升越低再生性能越好。目前无霜热泵领域主要采用溴化锂，氯化锂，氯化钙溶液，甲酸钾溶液[12-14]。在相同浓度下，氯化锂，溴化锂和氯化钙溶液沸点温升较甲酸钾高[15-17]，同时甲酸钾腐蚀性为低，价格较低，故选择甲酸钾作为除霜溶液。……