引 言

我国南方地区冬季是否需要集中供暖一直是争议话题，目前我国南方冬季采暖广泛采用的是空气源热泵系统和小型电暖器[1-3]。但是空气源热泵易结霜[4]，电暖器耗能严重，这也一直制约着南方供暖的发展。热源塔热泵技术的出现可有效缓解结霜和能耗问题，热源塔热泵技术通过输入少量高品位的能源，利用低温防冻溶液从空气中吸收热量，实现了将低品位的能源向高品位能源的转移，COP值可达3.0以上，在我国低温高湿的南方气候环境地区已有使用[5-6]。

镇（乡）人民政府及防汛抗旱指挥机构具体承担本辖区内山洪灾害防御工作，督促镇（乡）和村、组开展雨情、水情的日常监测预警、应急处置、抢险救灾、宣传培训、防灾演练等。协助上级主管部门开展汛前排查、汛中检查、汛后核查，做好山洪灾害防御有关资料和预案修订、危险区划定等汇总、上报和年度工作总结。

热源塔在夏季可做冷却塔使用，并在制冷和空调领域取得了广泛应用[7-12]，国内外学者也对热源塔和冷却塔进行了深入的研究。Al-Wakeda等[13]利用CFD模拟分析了喷嘴个数、液滴速度、进水温度等因素对冷却效率的影响。Qi等[14-16]通过实验研究了夏季无填料冷却塔冷却效率的影响因素并建立适合无填料冷却塔的实验模型，为无填料冷却塔的设计、优化及应用提供理论基础。Cheng等[17-18]分析了冬季户外参数对闭式热源塔效率的影响并分析了热源塔在实际应用中节能环保适用于夏热冬冷地区。Cui等[19-21]分析了溶液速度、空气流速等因素对无填料热源塔换热效率的影响并对无填料热源塔对颗粒污染物的吸收作用进行了研究。文先太等[22-25]通过实验分析发现随着进口溶液温度、进口空气温度的提高，热源塔吸热量增大，随着风量、溶液流量的增大热源塔的吸热量也会不同程度地提高，此外还通过实验对热源塔气水比进行了优化分析。Tan等[26-28]通过建立数学模型分析了热源塔内空气与溶液在不同位置的传热传质特性并对模型进行了验证。Wu等[29]通过建立人工神经网络模型预测分析了热源塔交叉流情况下的换热效果并通过实验对模型进行了验证。另外，科研人员对冷却塔内空气与水传热传质方面也进行了深入研究[30-32]。

新型的无填料热源塔热泵系统去除了传统热源塔的填料部分，减小了进风阻力增大进风量，对于处理高浊度、易结垢循环溶液有重要意义，但以往的研究更侧重于闭式热源塔，很少涉及无填料热源塔。本文基于搭建的无填料热源塔实验平台对室外环境、进风位置、喷嘴位置、溶液入口温度等因素对其吸热效率的影响进行对比分析。

1 实验台的搭建

无填料热源塔热泵系统主要由溶液循环系统、热泵机组以及室内循环系统组成，系统流程如图1所示。

  

图1 无填料热源塔热泵系统流程图Fig.1 System diagram of heat source tower heat pump

溶液循环系统由无填料热源塔、溶液泵和热泵机组构成。我国南方冬季，温度较低的防冻溶液在热源塔内从低温高湿空气中吸收热量，溶液温度升高，溶液在蒸发器内与机组中工质间接换热，温度降低，回到热源塔内再次从空气中吸热，循环使用。室内循环水系统由热泵机组、循环泵和负荷侧空调器组成，通过介质水将热泵机组从热源塔吸收的热量输送给负荷侧空调器，从而实现对室内的供热。

喷嘴位置对下进风热源塔吸热效率的影响如图5所示，下进风时，喷嘴位置在上部时热源塔的吸热效率在43.0%～45.8%，喷嘴位置在下部时热源塔的吸热效率在30.6%～33.3%，对于下进风热源塔喷嘴位置在上部时热源塔的吸热效率要高于喷嘴在下部时 12.4%左右。喷嘴位置对上进风热源塔吸热效率的影响如图6所示，上进风时喷嘴位置在上部时热源塔的吸热效率在38.9%～40.2%，喷嘴位置在下部时热源塔的吸热效率在36.1%～37.5%，喷嘴位置在上部时热源塔的吸热效率要高于喷嘴在下部时2.8%左右，喷嘴位置对上喷式热源塔吸热效率的影响不显著。综上所述，下喷式热源塔的吸热效率要高于上喷式热源塔，且下进风时喷嘴位置对热源塔的吸热效率的影响明显高于上进风热源塔。这是因为虽然上喷式热源塔热质交换分为上升和下降两个过程，但上升过程中溶液易与下降过程中的液滴发生碰撞，使得液滴没有达到理论高度开始下降，溶液在热源塔内热质交换时间较短，换热效果不明显。

无填料热源塔是整个实验系统的重要组成部分，本次实验所用的平台如图2所示。无填料热源塔去除了传统开式热源塔的填料部分，塔内阻力减小进风量增大，使得溶液与空气能够进行充分的热质交换，提高热源塔的吸热效率。同时无填料热源塔避免了由于水质和水温等原因而导致填料性能遭到破坏，对高浊度、易结垢循环溶液有着重要的意义。本次实验采用的热泵机组型号为 HSSWR-16(S)E，制热量为16 kW。热泵机组通过四通换向阀实现制冷和制热两种工况的切换。

  

图2 无填料热源塔实验平台Fig.2 Experimental platform of non-packed heat source tower

2 实验仪器和内容

2.1 实验仪器和测量参数的不确定性分析

实验所需的仪器和测量的参数见表1，测量参数误差包括系统误差和随机误差，其计算公式如下

 

式中，Δi,s和Δi,u分别表示第 i项测量参数的随机误差和测量误差导致的不确定度。

而总的不确定度为

 

式中，Δ1,Δ2,…,Δn为各个测量参数误差所造成的不确定度。

根据所测的实验数据和仪器本身存在的误差，由表2和表3可知CaCl2溶液和空气不确定度分析分别为2.7%、6.1%，满足实验要求。

 

表1 实验仪器和测量参数Table 1 Test instrument and measurement parameters

  

Test instrument type Measuring range Measurement parameter accuracy platinum resistance temperature sensor Pt100 −50—100℃ solution temperature ±0.1℃density meter 1.100—1.200 solution density ±0.001 temperature and humidity tester TR-72i −10—60℃ air temperature relative humidity temperature ±0.3℃relative humidity ±5%hand held anemometer TSI8437 0—30 m·s−1 wind velocity ±0.01 m·s−1 paperless recorder EN-880-48 storage accuracy of 16 bits

 

表2 CaCl2溶液不确定性分析Table 2 Uncertainty analysis of CaCl2

  

Parameter Random error/%Measurement error/% Uncertainty/%inlet temperature of CaCl2 outlet temperature of CaCl2 flow velocity in tube of CaCl2 density of CaCl2 total uncertainty of CaCl2 1.71.41.300.10.10.211.71.41.312.7

 

表3 空气测量不确定性分析Table 3 Uncertainty analysis of air

  

Parameter Random error/%Measurement error/% Uncertainty/%air temperature relative humidity air velocity total uncertainty of air 1.21.42.2250.32.35.22.26.1

2.2 实验内容

保持其他参数不变，分别改变进风位置、喷嘴位置、室外空气干球温度、相对湿度、风量、溶液入口温度等参数进行实验。测量并记录下喷式下进风热源塔（Tower 1）、下喷式上进风热源塔（Tower 2）、上喷式下进风热源塔（Tower 3）、上喷式上进风热源塔（Tower 4）的运行数据，对实验数据整理分析，得出不同参数对热源塔吸热效率的影响并对比分析。

3.格兰杰因果关系检验。为更好验证广西跨境人民币结算量ln（crmb）与广西—东盟进出口贸易变量ln（ix）、ln（ex）的因果关系，本文运用格兰杰因果关系检验方法来进行检验。

2.3 评价指标

吸热效率是衡量热源塔性能的一项重要指标，表示热源塔实际换热能力与理想换热能力的接近程度。理想条件下热源塔的吸热效率可达100%。热源塔的吸热效率常用η来表示。其定义公式如下[33]

名物化研究始于20世纪初[4]，至今仍然是语言学界关注的热门话题。研究的视角包括早期的结构主义语言学、行为主义语言学，到后来的转换生成语言学、系统功能语言学、认知语言学等，应用领域遍及二语习得、语言教学、翻译、语言对比等。国内关于英语名物化的研究起步较晚，直至80年代才有重要文献发表，但30多年来发展迅速[1]56。

传统的语法练习，常常是句子的替换练习。我们应结合语言的功能，在情景里反复进行语法练习。一方面语法教学，要以句子为单位，只有在句子中才能清楚的表现相关的语法点。但同时，语法点练习又不能只单纯进行句型替换练习。因此，具体语境联系就非常重要了。

 

（2）空气干球温度对无填料热源塔的吸热效率无明显影响，但溶液进出口温差随着空气干球温度的升高而增大，同时总吸热量也增加。相对湿度升高，热源塔吸热效率提高，更适用于南方冬季低温高湿的气候环境。

3 实验数据和分析

3.1 进风位置对热源塔吸热效率的影响

实验工况：空气干球温度Tad=6℃，相对湿度 RH=70%，溶液入口温度 Tsi=−3℃，风量 Vh=4200 m3·h−1。

（5）无填料热源塔运行时吸收空气中的水蒸气使溶液浓度降低且存在飘散损失，因此应配有集水装置和溶液浓缩设备。

进风位置对下喷式热源塔吸热效率的影响如图3所示，入口溶液温度为−3℃，空气干球温度入口为6℃时，下进风时溶液出口温度为0.1～0.3℃，热源塔的吸热效率在43.0%～45.8%，上进风时溶液出口温度在−0.2～−0.1℃之间，热源塔的吸热效率维持在38.8%～40.3%。下喷式热源塔下进风时热源塔的吸热效率要高于上进风4.9%左右。进风位置对上喷式热源塔吸热效率的影响如图4所示，入口溶液温度为−3℃，空气干球温度入口为6℃，下进风时溶液出口温度在−0.6～0.8℃，热源塔的吸热效率在30.6%～33.3%。上进风时溶液出口温度为−0.3～0.2℃，热源塔的吸热效率为36.1%～37.5%。上喷式热源塔上进风时吸热效率要高于下进风5.3%。

  

图3 进风位置对下喷式热源塔吸热效率的影响Fig.3 Influence of air inlet position on heat absorption efficiency of down-spray heat source tower

  

图4 进风位置对上喷式热源塔吸热效率的影响Fig.4 Influence of air inlet position on heat absorption efficiency of up-spray heat source tower

综上所述，进风位置会对热源塔的吸热效率产生影响。对于下喷式热源塔，下进风时热源塔的吸热效率高于上进风时4.9%，而上喷式热源塔，下进风时热源塔的吸热效率要低于上进风时5.3%。

3.2 喷嘴位置对热源塔吸热效率的影响

实验工况：空气干球温度 Tad=6℃，相对湿度RH=70%，溶液入口温度 Tsi=−3℃，风量 Vh=4200 m3·h−1。

2013年，宝硕管业完成了安哥拉市政供水项目、内蒙古呼和浩特市大青山南坡生态保护绿化工程、辽宁省开原市节水增粮行动工程、山东省滨州市无棣县王山水库增容工程等项目。

  

图5 喷嘴位置对下进风热源塔吸热效率的影响Fig.5 Influence of nozzle position on heat absorption efficiency of low air inlet heat source tower

  

图6 喷嘴位置对上进风热源塔吸热效率的影响Fig.6 Influence of nozzle position on heat absorption efficiency of high air inlet heat source tower

3.3 空气干球温度对热源塔吸热效率的影响

对数据采取SPSS 26.0统计学软件进行分析，其中计数资料以百分比（%）表示，进行χ2检验；计量资料应用（±s）表示，进行 t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

联系电话：025-82296279（主任室），025-82296069（编辑室），025-82296108（财务、收稿、发行）。

  

图7 空气干球温度对热源塔吸热效率的影响Fig.7 Influence of air dry bulb temperature on heat absorption efficiency of heat source tower

空气干球温度对热源塔吸热效率的影响如图7所示，从图中可以看出，空气干球温度升高，热源塔的吸热效率并无明显变化，这是因为虽然溶液进出口温差随着空气干球温度的升高而提高，但空气湿球温度与溶液出口温差也得到了提高，根据式（3）可知热源塔的吸热效率与空气干球温度无明显关联，但随着干球温度的升高，热源塔从空气中的总吸热量增加。

3.4 相对湿度对热源塔吸热效率的影响

实验工况：空气干球温度 Tad=8℃，风量Vh=4200 m3·h−1，溶液入口温度 Tsi=−3℃。

综上所述,对直径在5cm以上的细菌性肝脓肿,用超声引导下经皮穿刺置管引流术进行治疗较细针抽吸术更适合,疗效更优。

实验工况：空气干球温度 Tad=8℃，相对湿度RH=70%，溶液入口温度Tsi=−3℃。

西斯内罗斯通过赛利亚所表达的文化关联亦在同时代其他族裔作家的作品中得到体现，如华裔英国作家韩素音：“我感到全世界是我的家，我的根遍布世界”(韩素音，1991：307)。这体现了全球化时代族裔作家们对文化身份的重新定位。

  

图8 相对湿度对热源塔吸热效率的影响Fig.8 Influence of relative humidity on heat absorption efficiency of heat source tower

3.5 风量对热源塔吸热效率的影响

无填料热源塔的吸热效率随相对湿度的变化如图8所示，由图可知，四种形式的热源塔的吸热效率均随着相对湿度的升高而升高。这是因为相对湿度增加，空气含湿量增大，水蒸气在液滴表面凝结，强化了传热传质过程中的传质效果，增加了潜热换热量，吸热效率提高。空气相对湿度从50%升至 90%时，四种类型热源塔吸热效率普遍增加了20%～35%，但相对湿度达到 80%时，继续提高湿度，热源塔的吸热效率不再明显提高。热源塔的这种特性在我国南方冬季低温高湿的气候条件下有明显的优势。

风量对热源塔吸热效率的影响如图9所示，由图可知，热源塔的吸热效率随着风量升高均有不同程度的提高。当风量由1800 m3·h−1升至5000 m3·h−1，上喷式热源塔的吸热效率平均提高了57%，下喷式热源塔的吸热效率平均提高了31%，风量对上喷式热源塔的影响要高于下喷式热源塔。但风量上升至4200 m3·h−1时，继续提高风量，热源塔吸热效率曲线趋于平缓，这表明热源塔的吸热效率虽继续升高，但增幅减小。这是因为适当增加风量可使溶液与大量低温高湿的空气接触，溶液与空气的热质交换可以充分进行，效率提高，但风量达到一定程度后继续增加风量，使得热源塔截面风速变大，空气在塔内与溶液的热质交换时间短，热质交换不彻底造成的。此外风量的增加，也会导致风机负荷增大，应通过变频技术合理控制进入热源塔风量，节约能源。

实验工况：相对湿度RH=70%，风量Vh=4200 m3·h−1，溶液入口温度 Tsi=−3℃。

L-阿拉伯糖又称L-树胶醛糖、果胶糖，其形态为白色结晶，对热和酸稳定，广泛存在于植物中如玉米皮、甘蔗渣[1]。L-阿拉伯糖具有很强的非竞争性抑制蔗糖吸收的功能，能够减少吸收蔗糖带来的血清中葡萄糖浓度升高,其甜度是蔗糖的一半，可作为一种新型的低热量功能型甜味剂[2]。已有研究表明，L-阿拉伯糖具有调节血糖吸收、降脂、促进肠道消化排毒、防止龋齿等功效[3]，近年来不断被开发应用。

  

图9 风量对吸热效率的影响Fig.9 Influence of air volume on heat absorption efficiency of heat source tower

3.6 溶液入口温度对热源塔吸热效率的影响

实验工况：空气干球温度Tad=8℃，相对湿度RH=70%，风量 Vh=4200 m3·h−1。

溶液入口温度对热源塔吸热效率的影响如图10所示，由图可知，热源塔的吸热效率随着溶液入口温度的提高而大幅度提高。溶液入口温度从−8℃升至−1℃时，热源塔的吸热效率提高幅度在102%～135%，远高于室外干球温度、相对湿度、风量等参数对热源塔吸热效率的影响。这是因为无填料热源塔循环溶液与空气直接接触，进行传热传质，溶液温度较低时，溶液进出口温差增幅低于空气湿球温度与溶液入口温度之差，吸热效率降低，由于溶液进出口温差增大，吸热量也增加。此外，溶液入口温度较低时，系统有结冰风险，因此在实际运行中应适度提高溶液入口温度。

（iv）设为专家ek（k=1，2，…，N）的个体决策矩阵，其中是专家ek（k=1，2，…，N）从评价等级集合H={H1，H2，…，Ht}选取某一等级对有属性值ui∈U的方案aj∈A进行评价的结果。其中，H={H1，H2，…，Ht}表示有 t个评价等级，Hl表示有第l个评价等级，l=1，2，...，t，例如，H 是一评分集合H={1，2，3，4，5}（1：最差；5：最好）。个体决策矩阵k=1，2，…，N）通常可转化为个体标准决策矩阵[12]。

  

图10 溶液入口温度对吸热效率的影响Fig.10 Influence of solution inlet temperature on heat absorption efficiency of heat source tower

4 结 论

（1）进风及喷嘴位置会对热源塔的吸热效率产生明显影响。上喷式无填料热源塔，进风位置在上部时热源塔的吸热效率高于进风位置在下部时；下喷式无填热源塔，进风位置在上部时热源塔的吸热效率低于进风位置在下部时。喷嘴在热源塔上部时的吸热效率高于喷嘴位置在下部的热源塔。

式中，Tso、Tsi分别为溶液出口、入口温度，℃；Taw为热源塔入口处空气湿球温度，℃。

（3）风量在 4200 m3·h−1以下时，热源塔的吸热效率随着风量的提高而升高，但风量大于 4200 m3·h−1时，提高风量不能显著提高热源塔的吸热效率。可以根据不同热源塔类型改变风机风量，达到节能目的。

（4）溶液入口温度升高，热源塔吸热效率明显提高。溶液入口温度对无填料热源塔吸热效率的影响远高于风量、空气干球温度和相对湿度等参数。

对于下喷式热源塔，喷嘴在热源塔上部，溶液由上向下喷洒，与塔内低温高湿的空气进行热质交换，溶液温度升高，空气温度降低。对于上喷式热源塔喷嘴位于热源塔下部，溶液在热源塔内与空气热质交换的过程有上升和下降两个阶段。

符 号 说 明

H——热源塔高度，m

RH——相对湿度，%

Tad ——空气干球温度，℃

Taw ——空气湿球温度，℃

Ts ——溶液温度，℃

Tsi ——溶液入口温度，℃

Tso ——溶液出口温度，℃

卷积神经网络的训练方法如图2所示，主要由前向传播和反向传播两部分组成。前向传播是样本数据由低层到高层逐层传播的过程，如果前向传播得到的输出值与目标值存在误差，则将误差从高层往低层反向传播回网络中，计算误差梯度，最后利用误差梯度更新卷积神经网络每一层参数的权重，达到自主学习的能力。

Vh ——风量，m3·h−1

η ——吸热效率

Δ ——不确定度

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