進(jìn)口水量對(duì)新型家用純凈水機(jī)制冷系統(tǒng)及產(chǎn)水性能的影響

馬毅煜 武衛(wèi)東 華若秋 汪力

(上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 上海 200093)

水是自然界中生命賴以生存的物質(zhì)，因此水資源問題一直受到高度關(guān)注[1]。2003年世界衛(wèi)生組織估計(jì)約有12 億人無法獲得安全飲用水，全球每年有218 萬人死于因水質(zhì)問題引發(fā)的疾病[2]。工業(yè)及生活污水的直接排放導(dǎo)致我國水體污染問題日益加劇[3]。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生活品質(zhì)提升，人們對(duì)飲用水品質(zhì)的要求也進(jìn)一步提升，多種凈水工藝得到發(fā)展。

目前采用濾芯過濾技術(shù)的小型凈水機(jī)市場占比最高，達(dá)90%以上[4]，技術(shù)核心是使用各種濾芯的過濾裝置，過濾方法主要為吸附法(約占比55%)和膜過濾法(約占比36%)。其他常見的凈水技術(shù)還有物化消毒法和水質(zhì)調(diào)節(jié)法等[5]。目前家用凈水器主要以反滲透膜等膜過濾技術(shù)為主，使用濾芯過濾自來水得到純凈水。缺點(diǎn)是需要定期清洗和更換濾芯，提高了用戶的使用成本[6]，另一方面是在實(shí)際使用中常出現(xiàn)忽略濾芯情況，造成飲用水二次污染。因此開發(fā)不需要更換和清洗濾芯的純凈水制備系統(tǒng)對(duì)家用凈水技術(shù)具有重要意義。

增濕除濕原理(HDH，humidification dehumidification)是將空氣先加濕再除濕，當(dāng)空氣流經(jīng)潮濕表面，若表面溫度高于空氣露點(diǎn)溫度，則表面水分蒸發(fā)，空氣被加濕；當(dāng)表面溫度低于露點(diǎn)溫度，有冷凝水析出，空氣被除濕，從而獲得凈化水[7]。Li Xinhua 等[8－9]的研究表明，利用相變過程制取的凈化水幾乎可以除去水中所有的有機(jī)物和鹽類。R.J.Moffat[10－11]對(duì)增濕除濕技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性的總結(jié)，指出HDH 過程是基于空氣與大量水蒸氣的混合，通過加熱干空氣可以提高其最大攜濕能力，研究顯示1 kg 干空氣可攜帶0.5 kg 水蒸氣，同時(shí)表明該技術(shù)是最適合生產(chǎn)淡水的脫鹽工藝。

M.Farid 等[12]基于HDH 設(shè)計(jì)了一套海水淡化裝置，利用太陽能加熱海水使之蒸發(fā)并利用加熱后的海水來加熱空氣，該過程中空氣被加熱和加濕(加濕過程)，在鼓風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，加濕升溫后的空氣在蒸發(fā)器處以液態(tài)純凈水的形式析出(除濕過程)。該裝置在不使用反滲透膜等濾芯裝置的條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)海水的凈化，但存在冷凝水產(chǎn)量低、廢水率高的問題。P.Byrne 等[13]基于HDH 設(shè)計(jì)了一套海水凈化裝置，利用太陽能發(fā)電供給熱泵系統(tǒng)，其中熱端含有膜蒸餾系統(tǒng)，只有具有溫度梯度的水蒸氣可以通過，而常壓下液態(tài)水無法通過。當(dāng)膜兩側(cè)存在一定溫差時(shí)，此時(shí)熱端的水蒸氣會(huì)因蒸汽壓的升高透過膜進(jìn)入冷端，并在冷端冷凝得到純凈水，但存在產(chǎn)水量低的缺點(diǎn)。A.Mahmoud 等[14]研究表明加強(qiáng)太陽輻射強(qiáng)度、較高的環(huán)境溫度可以促進(jìn)冷凝水的產(chǎn)量。Xu H.等[15]提出了一種應(yīng)用于飲用水的太陽能－熱泵式海水凈化裝置，利用太陽能輔助熱泵快速加熱海水使其蒸發(fā)，彌補(bǔ)了太陽能不能快速提高海水溫度的缺點(diǎn)，并進(jìn)一步提高海水溫度，使得冷凝水產(chǎn)量提高；但存在系統(tǒng)部件過多及開式空氣回路易帶來污染等問題。A.S.Abdullah 等[16]搭建了一套集成虹吸太陽能蒸餾系統(tǒng)，利用太陽能直接加熱海水(進(jìn)口)，并將光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電量供給水泵使用，實(shí)驗(yàn)研究了不同進(jìn)口水量對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)水性能的影響，結(jié)果表明隨著進(jìn)口水量從2.5 kg/min 升至4 kg/min 時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)水效率提升15.7%。

綜上所述，目前海水淡化領(lǐng)域中HDH 的應(yīng)用已較為廣泛，但多為HDH 與太陽能相結(jié)合系統(tǒng)，該類系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，應(yīng)用場合也較為局限，特別在家用領(lǐng)域更為少見。Li Kun 等[17－18]提出了一種利用HDH與傳統(tǒng)壓縮式制冷相結(jié)合的家用純凈水生產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、水利用率高、受環(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)。本文將進(jìn)一步探究進(jìn)口水量對(duì)上述系統(tǒng)各部件運(yùn)行工況參數(shù)、制冷量、系統(tǒng)總功耗、制冷COP、單位時(shí)間產(chǎn)水量及單位能耗產(chǎn)水量等參數(shù)的影響。

1 新型家用純凈水機(jī)工作原理

圖1所示為新型家用純凈水機(jī)的工作原理。該裝置主要由制冷系統(tǒng)、噴淋裝置、填料、風(fēng)機(jī)、水循環(huán)管路等組成。工作過程主要分為增濕和除濕兩部分。首先，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)形成循環(huán)風(fēng)，循環(huán)風(fēng)經(jīng)過主冷凝器，換熱后形成吸濕能力較強(qiáng)的高溫循環(huán)風(fēng)，高溫循環(huán)風(fēng)沿風(fēng)道進(jìn)入多孔填料并與噴淋孔滴下的自來水進(jìn)行熱濕交換，由此完成循環(huán)風(fēng)的加濕過程。此時(shí)循環(huán)風(fēng)處于高濕高溫狀態(tài)，隨后流經(jīng)低溫蒸發(fā)器表面，在此過程循環(huán)風(fēng)中的水蒸氣不斷冷凝成液態(tài)水析出，此為循環(huán)風(fēng)的除濕過程。被除濕的循環(huán)風(fēng)再進(jìn)入主冷凝器中加熱，并繼續(xù)完成下一次閉式風(fēng)路循環(huán)。

在忽略閉式風(fēng)路循環(huán)系統(tǒng)漏熱的前提下，為保證系統(tǒng)產(chǎn)水的穩(wěn)定性，系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)和冷凝器的散熱量理論上應(yīng)等于蒸發(fā)器的制冷量，而實(shí)際上制冷系統(tǒng)高溫側(cè)的散熱量大于蒸發(fā)器處吸收的熱量，所以需要一個(gè)輔助冷凝器，來帶走系統(tǒng)中多余的冷凝熱(本文采用將輔助冷凝器串聯(lián)在主冷凝器和壓縮機(jī)之間的形式)。輔助冷凝器(輔冷)的具體換熱過程為:在加濕過程中，填料處未被空氣吸收的自來水落入填料下方的集水槽中，并在重力的作用下流入輔助冷凝器中，被加熱后作為生活熱水使用。

2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)布置與參數(shù)測(cè)量方法

如圖1所示，本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集分為3 部分:壓縮式制冷循環(huán)、空氣循環(huán)以及水循環(huán)。壓縮式制冷循環(huán)測(cè)點(diǎn)布置包括:蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、輔助冷凝器制冷劑進(jìn)出口溫度以及壓縮機(jī)功耗；空氣循環(huán)測(cè)點(diǎn)布置包括:蒸發(fā)器進(jìn)出口風(fēng)溫和濕度、風(fēng)機(jī)功耗和風(fēng)速；水循環(huán)溫度測(cè)點(diǎn)位置包括:裝置進(jìn)水口和輔助冷凝器進(jìn)出水口。

圖1 新型家用純凈水機(jī)工作原理Fig.1 Principle of a new household water purifier

本文需要研究的水量包括進(jìn)口水量、純凈水產(chǎn)水量。純凈水是指蒸發(fā)器處空氣冷凝得到的液態(tài)水；高溫?zé)崴侵概c輔助冷凝器換熱后排出的水；進(jìn)口水量等于純凈水產(chǎn)水量加高溫?zé)崴a(chǎn)量，也即單位時(shí)間內(nèi)在噴淋孔處滴入填料的自來水。當(dāng)系統(tǒng)在各個(gè)制冷循環(huán)參數(shù)均達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后1 小時(shí)內(nèi)，用電子秤以稱重法測(cè)量純凈水產(chǎn)量及高溫?zé)崴a(chǎn)量。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中制取得到的純凈水，通過TDS 測(cè)試儀進(jìn)行溶解性固體總量水質(zhì)檢測(cè)，TDS 值越小，說明所制取水的脫鹽率(噴淋水與制得純凈水TDS 值之差除以噴淋水進(jìn)口的TDS 值)越高，水的純凈度越高。

2.2 系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

本文涉及的性能參數(shù)主要包括:制冷量Q0、輔助冷凝器換熱量Q1、系統(tǒng)總功耗Pt、制冷性能系數(shù)COP、單位時(shí)間產(chǎn)水量Vw以及單位能耗產(chǎn)水量Ve。

制冷量:

式中:Q0為制冷量，W；v為循環(huán)風(fēng)風(fēng)速，m/s；A0為風(fēng)道面積，m2；ρf為循環(huán)風(fēng)密度，kg/m3；Δh為循環(huán)風(fēng)進(jìn)出口焓差，kJ/kg。

系統(tǒng)總功耗:

式中:Pt為系統(tǒng)總功耗，W；Pc為壓縮機(jī)功耗，W；Pf為風(fēng)機(jī)功耗，W；If為風(fēng)機(jī)直流電流，A；Uf為風(fēng)機(jī)直流電壓，V。

制冷性能系數(shù):

單位時(shí)間產(chǎn)水量:

式中:Vw為單位時(shí)間產(chǎn)水量，L/h；m為系統(tǒng)穩(wěn)定1 小時(shí)后測(cè)得一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生純凈水的質(zhì)量，g；t為穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間，h；ρw為純凈水的密度，g/cm3[18]。

單位能耗產(chǎn)水量:

式中:Ve為單位能耗產(chǎn)水量，L/(kW·h)；Vw為單位時(shí)間產(chǎn)水量，L/h；Pt為系統(tǒng)總功耗，W[18]。

輔助冷凝器換熱量:

式中:Q1為輔冷換熱量，W；K1為輔冷傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)；A1為輔冷傳熱面積，m2；Δtm1為輔助冷凝器對(duì)數(shù)平均溫差，℃。

蒸發(fā)器潛熱交換量(與單位時(shí)間產(chǎn)水量成正比):

式中:Q2為蒸發(fā)器處潛熱交換量，W；Cp為循環(huán)風(fēng)比熱，kJ/(kg·℃)；Δt為進(jìn)出口風(fēng)溫之差，℃。

2.3 不確定度分析

因?qū)嶒?yàn)用測(cè)量儀表具有一定誤差，使得各關(guān)鍵參數(shù)存在測(cè)量不確定度，為確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度，對(duì)各參數(shù)進(jìn)行不確定度分析。表1所示為測(cè)量儀表及參數(shù)，系統(tǒng)中溫度、壓力、風(fēng)速以及功耗等參數(shù)由儀器儀表直接測(cè)量。根據(jù)文獻(xiàn)[18]計(jì)算可得各測(cè)量參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；總功耗、制冷量、COP、單位時(shí)間產(chǎn)水量、單位能耗產(chǎn)水量的相對(duì)不確定度，結(jié)果分別為±1.12%、±0.84%、±0.85%、±1.33%、±1.74%。

表1 測(cè)量儀表及參數(shù)Tab.1 Measuring instrument and parameters

2.4 實(shí)驗(yàn)方法

進(jìn)口水量對(duì)系統(tǒng)的性能有著重要影響，進(jìn)口水量過少會(huì)導(dǎo)致填料處噴淋水和循環(huán)空氣的增濕不夠充分，即蒸發(fā)器進(jìn)口空氣相對(duì)濕度偏低，進(jìn)而影響產(chǎn)水量；進(jìn)口水量過多會(huì)造成自來水利用效率低，造成高溫?zé)崴疅o法及時(shí)排出。因此本文研究了進(jìn)口水量變化對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行工況參數(shù)、壓縮機(jī)功耗、制冷量、COP、系統(tǒng)總功耗、單位時(shí)間產(chǎn)水量、單位能耗產(chǎn)水量的影響。

本文采用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)口水量為唯一變量，即只改變進(jìn)口水量，保持循環(huán)風(fēng)量、環(huán)境溫度和進(jìn)水溫度不變。循環(huán)風(fēng)量的大小是通過控制風(fēng)機(jī)頻率而實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中進(jìn)水溫度通過恒溫水槽進(jìn)行控制，進(jìn)口水量的調(diào)節(jié)是通過高精度計(jì)量泵的開度和頻率旋鈕實(shí)現(xiàn)。

表2所示為具體實(shí)驗(yàn)工況，其中進(jìn)口水量和進(jìn)水溫度分別是指進(jìn)入系統(tǒng)噴淋裝置入口處單位時(shí)間內(nèi)噴入自來水的體積流量和溫度，根據(jù)前期研究結(jié)果，取進(jìn)水溫度和循環(huán)風(fēng)量分別為25 ℃和100 m3/h[17－18]。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，進(jìn)口水量大小按2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 L/h 這5 個(gè)工況依次進(jìn)行。

表2 實(shí)驗(yàn)工況Tab.2 Experimental conditions

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 進(jìn)口水量對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行工況參數(shù)的影響

圖2所示為不同進(jìn)口水量對(duì)蒸發(fā)器制冷劑側(cè)和風(fēng)側(cè)溫度的影響。當(dāng)進(jìn)口水量從2.5 L/h 增至4.5 L/h 時(shí)，蒸發(fā)器處制冷劑進(jìn)出口溫度從20.2 ℃、29.5℃分別降至7.1 ℃、16.0 ℃；循環(huán)風(fēng)進(jìn)出口溫度從40.5 ℃、25.6 ℃分別降至37.0 ℃、20.8 ℃。隨著進(jìn)口水量的增加，噴淋水與循環(huán)風(fēng)的熱濕交換效果加強(qiáng)，填料處噴淋水蒸發(fā)量增大，導(dǎo)致蒸發(fā)器處進(jìn)口風(fēng)溫降低；同時(shí)填料處未被循環(huán)風(fēng)吸收的水增加，即進(jìn)入輔助冷凝器的水流量增加，輔助冷凝器換熱效果加強(qiáng)，使得冷凝壓力和冷凝溫度降低，在節(jié)流效果一定的條件下，蒸發(fā)壓力下降，因此蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)出口溫度下降，同時(shí)導(dǎo)致蒸發(fā)器出口風(fēng)溫降低。此外，蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度的下降導(dǎo)致壓縮機(jī)的進(jìn)口制冷劑的比體積增大，而壓縮機(jī)的排氣量一定，則制冷劑的質(zhì)量流量隨之降低。其中由于蒸發(fā)器制冷劑的出口過熱度較大導(dǎo)致制冷劑進(jìn)出口溫差較大。

圖2 進(jìn)口水量對(duì)蒸發(fā)器制冷劑側(cè)和風(fēng)側(cè)溫度的影響Fig.2 Influence of inlet water flow rate on refrigerant temperature and air temperature at evaporator

圖3所示為進(jìn)口水量對(duì)壓縮機(jī)吸排氣溫度及壓力的影響。當(dāng)進(jìn)口水量的上升時(shí)，蒸發(fā)器出口制冷劑溫度和壓力降低，壓縮機(jī)吸氣溫度和壓力降低，進(jìn)而導(dǎo)致壓縮機(jī)排氣壓力和溫度都下降，壓縮機(jī)排氣壓力的下降幅度大于吸氣壓力，故壓比逐漸減小，有利于壓縮機(jī)功耗的減少。

圖3 進(jìn)口水量對(duì)壓縮機(jī)吸排氣溫度和壓力的影響Fig.3 Influence of inlet water flow rate on suction/discharge temperature and pressure of compressor

圖4所示為不同進(jìn)口水量下輔助冷凝器制冷劑側(cè)和水側(cè)的溫度變化情況。當(dāng)進(jìn)口水量增大，輔助冷凝器制冷劑進(jìn)出口溫度從91.7 ℃、75.0 ℃分別降至76.3 ℃、55.3 ℃，進(jìn)出口水溫從42.9 ℃、78.5 ℃分別降至31.8 ℃、62.9 ℃。隨著進(jìn)口水量增大，填料處噴淋水蒸發(fā)量和未被循環(huán)風(fēng)吸收的水流量均增大，導(dǎo)致未被吸收的自來水(即輔助冷凝器進(jìn)口)水溫下降，輔助冷凝器出口水溫也隨之降低，同時(shí)輔助冷凝器制冷劑的進(jìn)出口溫度相應(yīng)降低。經(jīng)計(jì)算可得，輔助冷凝器處對(duì)數(shù)平均溫差Δtm1隨進(jìn)口水量的增大而減小，但此時(shí)流速(流量)增大使得換熱系數(shù)K1呈上升趨勢(shì)。當(dāng)水量小于3.5 L/h，K1的上升幅度大于Δtm1的下降幅度；當(dāng)水量大于3.5 L/h，K1的上升幅度小于Δtm1的下降幅度。由此可知，輔助冷凝器的換熱量Q1隨進(jìn)口水量的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，且在3.5 L/h 時(shí)換熱量達(dá)到最大。在本文實(shí)驗(yàn)工況范圍內(nèi)，輔助冷凝器出口水溫在62.9～78.5 ℃之間，可作為高溫生活熱水使用。

圖4 進(jìn)水口量對(duì)輔助冷凝器制冷劑側(cè)和水側(cè)溫度的影響Fig.4 Influence of inlet water flow rate on refrigerant temperature and water temperature at auxiliary condenser

3.2 進(jìn)口水量對(duì)壓縮機(jī)功耗、制冷量及COP的影響

圖5所示為不同進(jìn)口水量對(duì)系統(tǒng)制冷量、壓縮機(jī)功耗和COP 的影響。隨著進(jìn)口水量的增加，制冷量和COP 均存在一個(gè)峰值，分別為699 W 和2.44，而壓縮機(jī)功耗則是逐漸減小，從313 W 降至258 W。

圖5 不同進(jìn)口水量對(duì)壓縮機(jī)功耗、制冷量及COP 的影響Fig.5 Influence of inlet water flow rate on refrigerating capacity，compressor power consumption and COP

經(jīng)計(jì)算可得蒸發(fā)器的對(duì)數(shù)平均溫差Δtm3先增大后減小，由公式Q3＝K3A3Δtm3(Q3為制冷量，W；K3為蒸發(fā)器換熱系數(shù)，W/(m2·℃)；A3為蒸發(fā)器換熱面積，m2；Δtm3為蒸發(fā)器處對(duì)數(shù)平均溫差，℃)可知:A3與K3不變，則制冷量Q3隨著進(jìn)口水量的上升呈先增大后減小的趨勢(shì)，且在3.5 L/h 的水量時(shí)達(dá)到峰值。由圖3 與圖2 的分析可知壓縮機(jī)的流量和壓比均在減小，所以壓縮機(jī)功耗隨著進(jìn)口水量的升高而降低?；谏鲜龇治?，在進(jìn)口水量為2.5 ～3.5 L/h 時(shí)，制冷量與壓縮機(jī)功耗分別隨著進(jìn)口水量的增加而增大和減小，而在進(jìn)口水量為3.5 ～ 4.5 L/h 時(shí)，兩者均呈下降趨勢(shì)且前者降幅大于后者，所以系統(tǒng)COP 值先增大后減小。

3.3 進(jìn)口水量對(duì)單位時(shí)間產(chǎn)水量及單位能耗產(chǎn)水量的影響

圖6所示為不同進(jìn)口水量下單位時(shí)間產(chǎn)水量、單位能耗產(chǎn)水量以及總功耗的變化情況。當(dāng)進(jìn)口水量增加時(shí)，制冷量呈現(xiàn)先增后減的變化，由公式(7)可得蒸發(fā)器處潛熱交換量先增后減，從而導(dǎo)致系統(tǒng)單位時(shí)間產(chǎn)水量先增后減。當(dāng)進(jìn)口水量為3.5 L/h 時(shí)，系統(tǒng)獲得最佳單位時(shí)間產(chǎn)水量0.682 L/h。當(dāng)進(jìn)口水量由2.5 L/h 升至3.5 L/h 時(shí)，單位時(shí)間產(chǎn)水量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，因此單位能耗產(chǎn)水量呈較大上升趨勢(shì)；當(dāng)進(jìn)口水量由3.5 L/h 進(jìn)一步上升時(shí)，由于單位時(shí)間產(chǎn)水量下降且其下降幅度(4.25%，3.37%)小于系統(tǒng)總功耗的下降幅度(5.40%，3.67%)，所以單位能耗產(chǎn)水量仍保持上升趨勢(shì)，但是上升趨勢(shì)變緩(最大為2.058 L/(kW·h))。

同時(shí)由圖6 可知，在本文實(shí)驗(yàn)工況下，單位時(shí)間產(chǎn)水量最低為0.612 L/h，日產(chǎn)水量可達(dá)12 L 以上，可以滿足普通家庭的日常使用。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中制取的純凈水，為了檢測(cè)潔凈度，利用TDS 測(cè)量儀進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果顯示TDS 值小于3，表明經(jīng)過增濕除濕原理凈化后的水潔凈度較高，脫鹽率達(dá)到98%，符合國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求[19]。

圖6 不同進(jìn)口水量對(duì)單位時(shí)間產(chǎn)水量及單位能耗產(chǎn)水量的影響Fig.6 Influence of inlet water flow rate on water production per unit time and water production per unit energy consumption

4 結(jié)論

本文基于蒸氣壓縮制冷和空氣增濕除濕原理，針對(duì)所提出的新型家用純凈水生產(chǎn)系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)研究了進(jìn)口水量對(duì)制冷系統(tǒng)及產(chǎn)水性能的影響，得出如下結(jié)論:

1)進(jìn)口水量對(duì)該新型家用純凈水機(jī)制冷系統(tǒng)運(yùn)行工況及其產(chǎn)水性能會(huì)產(chǎn)生較大影響。當(dāng)進(jìn)口水量在2.5～ 4.5 L/h 范圍內(nèi)，系統(tǒng)總功耗呈下降趨勢(shì)，制冷量、COP、系統(tǒng)單位時(shí)間產(chǎn)水量均隨進(jìn)口水量的增加先增大后減小。當(dāng)進(jìn)口水量在3.5 L/h 時(shí)，單位時(shí)間產(chǎn)水量達(dá)最大為0.682 L/h，此時(shí)系統(tǒng)COP 也達(dá)到最大為2.44；單位能耗產(chǎn)水量隨著進(jìn)口水量的上升呈上升趨勢(shì)，在進(jìn)口水量大于3.5 L/h 后上升幅度變緩。

2)綜合產(chǎn)水量、COP 及單位能耗產(chǎn)水量，在本文實(shí)驗(yàn)工況下，存在一個(gè)最佳進(jìn)口水量為3.5 L/h，其單位能耗產(chǎn)水量為2.058 L/(kW·h)。同時(shí)，在本文實(shí)驗(yàn)工況范圍內(nèi)，產(chǎn)生的生活熱水溫度(輔冷出口水溫)在62.9～78.5 ℃之間，滿足GB 5055—2010?民用建筑節(jié)水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?[20]中規(guī)定的生活熱水溫度不低于45 ℃要求。

3)在本文不同進(jìn)口水量下，純凈水的產(chǎn)水量不低于0.612 L/h，日產(chǎn)水量不低于12 L。純凈水TDS值小于3 mg/L，脫鹽率達(dá)98%，滿足GB/T 30306—2013?家用和類似用途飲用水處理內(nèi)芯?[21]中規(guī)定的脫鹽率要求(規(guī)定要求大于等于90%)，可替代膜過濾式凈水器，應(yīng)用前景廣闊。