537 一体型热泵气扫式膜蒸馏实验装置-调试与操作
背景
实验装置概要请参见“冷热平台”第536篇。
实验装置可手动操作，也可手动调试后PLC控制自动运行，此处主要介绍手动调试和操作。
开机准备
实验装置接管、接线完毕并检查无误后，即可进行开机准备。
膜组件-料液罐调试
从料液罐底部注液口以适宜速度注入预热到适宜温度的料液，至液位超出最上一排膜管10mm左右（此实验装置充液量约需23～26kg；注液速度不宜太快，否则可能冲坏料液罐中的膜管）。
注液后检查膜管端口及料液端板等处有无漏液，确认无漏液后关闭并固定进排液管，盖好料液罐上盖。
吹扫气单元调试
吹扫气通常为空气（必要时也可采用氮气等）。
吹扫气单元可通过风道阀或风机调速进行吹扫气风量调节。
吹扫气进膜管前须设置吹扫气过滤净化元件。
吹扫气流路中应设置流量仪表（如浮子式等）实时获取流量数据（必要可在吹扫气进出膜管处均设置流量仪表），并严格按照仪表的应用方法获取相关数据（如浮子式流量计，通常所示值为20℃空气的流量，如空气温度偏离20℃或吹扫气不是空气时，需要对显示值进行换算；此外，读数时是看浮子上端、下端或中间位置对应刻度，也需参看仪表说明）。
先调整风道阀或风机转速，使吹扫气以较小流量流过膜管，然后再逐渐调大流量；考虑到吹扫气流动阻力和对膜管壁的剪切作用，吹扫气在膜管内流速不宜过大（如<4m/s）；对此实验样机，20℃时风量0.88m3/h时，对应的膜管内吹扫气流速即约为1m/s，实验中吹扫气流量控制在约3.5m3/h以内。
为避免少量膜管出现亲水化或破损而漏液时导致浓缩过程的中断，在料液罐两端吹扫气分配和汇集侧底部设有导流管，导流管端部应设调节阀或中间设适宜高度的存液弯，保证漏液能及时排出但又不致吹扫气短路；此外，在膜管出口侧吹扫气排出口前设置微液滴捕集元件，防止膜管亲水化或破损后被吹扫气带出的微量液滴被吹扫气带出膜蒸馏组件而造成料液损失。
出膜组件的吹扫气可引至吸热器进风处，以回收吹扫气蕴含的余热，提高热泵制热系数。
热泵单元调试
对微型热泵单元，工质充注量对热泵性能影响较大；解决办法之一是在干燥过滤器前设置适宜的贮液器，可提高热泵对工质充注量的适应性和调控方便性。
热泵压缩机开机前须确认料液已充入料液罐并使液面高于加热器，且吸热器风机已启动（对强制对流吸热器）；接通电子膨胀阀控制器电源，待电子膨胀阀自动校准后，把开度调至100～120P（随初始料液温度和环境温度而不同）；接通压缩机驱动器电源（24V DC）和控制器电源（5V DC），压缩机控制器显示四个“-”，按下控制器右侧第一个按钮，压缩机启动（默认设定3000rpm），短暂运行后接通电磁阀电源打开电磁阀，根据热泵工作参数调节电子膨胀阀开度，并听压缩机运转声音，运转5～10分钟，确认热泵运转正常后，先关闭电磁阀，稍后按下压缩机控制器右侧第一个按钮停止压缩机，再依次断开压缩机控制器电源、驱动器电源、电子膨胀阀电源、吸热器风机电源（压缩机有较完善的自保护，非正常工况时压缩机可能自动停机保护，并在控制器上显示错误代码，此时需要及时关闭电磁阀，且在处理非正常工况原因期间最好把压缩机的控制器电源和驱动电源均关闭，只关闭控制器电源时压缩机仍可能自行启动；此外，非正常工况或电磁干扰时，压缩机也可能出现转速飞升等现象，因此，实验装置运行时，除非有很完善的保护处理程序，操作人员不要离开，并及时关注压缩机运转声音和功率、转速等仪表，以便出现非正常工况时及时处理）。
测控仪表调试
测控仪表通电调试前要仔细核对电源及相关设置、操作说明等，且最好单个仪表通电测试并设置适宜的安全保护，以免仪表有故障（如短路、漏电等）时导致的电流或电压脉冲损坏其他仪表或使整个车间跳闸停电。
测量吹扫气温湿度的仪表应选用适宜的传感器类型（如反应时间、对高温高湿气体的适应性等），且布置在吹扫气进气、排气口内部或附近，排气口仪表还需要避免出口吹扫气高温高湿时水蒸气凝结进入传感器。
料液测温仪表探头应与料液无反应，且需要布置在料液罐中代表性位置，必要时可布置多个探头。
热泵工质压力测控时需要考虑仪表与工质的相容性、工质连通口位置、仪表量程及动态特性等，并根据仪表说明确定显示读数单位，以及是绝压还是表压（在实验数据记录时也需要明确标注）。
热泵工质温度测控时需要考虑探头类型、探头布置在工质流程的位置、探头布置在管内还是管外、布置在管外时相应的降误差措施等。
总体操作流程
上述各单元分别调试完毕后，即可各单元联合运行，基本操作流程如下。
热泵加热料液快速升温阶段
料液罐内加注料液-接通温湿度仪表、温度仪表、压力仪表、电子膨胀阀（并初调至适宜开度）、压缩机驱动器及控制器电源-启动吸热器风机-启动压缩机-接通电磁阀-调节电子膨胀阀，热泵运行使料液逐渐向目标温度升高。
热泵与膜蒸馏联合运行料液慢速升温并向目标温度过渡阶段
料液升温至距目标温度3～5℃时，吹扫气风机启动并调节流量；根据料液升温速度调节压缩机转速（压缩机运行时按控制器右二每次减100rpm，按右三每次加100rpm）和电子膨胀阀开度，使料液温度逐步接近并稳定在设定值（此次实验料液为40℃左右）。
热泵与膜蒸馏联合-实验装置稳定运行阶段
料液温度达到设定值后，可通过热泵压缩机和电子膨胀阀联合调节使实验装置料液较精确稳定在目标浓缩温度，也可通过热泵开停等模式，使料液浓缩温度在在目标温度附近小幅波动。
关机流程
实验装置稳定运行一定时间且完成实验目标后需要关机时，关机流程如下。
关闭热泵电磁阀-关闭压缩机（先按控制器右一停止按钮，再关驱动器和控制器电源）-关闭电子膨胀阀电源-停止吸热器风机-停止吹扫气风机-关闭各测控仪表电源。
排出料液罐内的料液，清洗料液罐和膜管表面的料液，烘干料液罐和膜管，遮盖好实验装置，做好相关标志。
调试记录与分析
调试前做好实验记录表，调试及操作过程中记录实验数据，且边实验边及时处理基本数据，判断是否正常或所记录数据是否全面。
调试和操作过程中，在征得允许的前提下，可对装置（总体装置、关键单元和部件、关键仪表等）拍照作为辅助记录（实验装置可能后续被拆分或改型）。
根据调试和操作过程中数据和相关现象，对实验装置和实验工艺参数进行评估，探讨存在的问题或不足，分析原因，研究改进方案。