热泵膜蒸馏技术将热泵与膜蒸馏技术相结合,具有结构简单、能耗低、可在常压下实现对热敏性料液的低温分离或浓缩等特点,适用于食品、化工、医药等行业。将测控技术与热泵膜蒸馏技术结合,能够有效提高热泵膜蒸馏装置的控制效果,节约人力和物力。本文以直接接触式热泵膜蒸馏为背景,对其动态特性、控制方法和调控参数进行了较系统的研究。介绍了热泵膜蒸馏的分类、特点和性能参数,简述了典型测量方法、控制单元和控制方法、执行元件。选定控制单元为PLC,热电阻温度传感器为测量元件,电动阀为执行元件。建立了热泵膜蒸馏装置的动态数学模型,利用VB开发了装置动态特性模拟软件,并对关键工况参数、膜组件性能、热泵性能、装置总体性能随运行时间的变化规律进行了计算分析,对辅冷器不同散热量时对装置动态参数的影响进行了计算分析。结果表明,通过调整辅冷器散热量可实现对装置工况参数的调控。分析了热泵膜蒸馏装置的控制策略,建立了辅冷器散热量的函数模型并进行了参数优化;对测控子系统的输入单元、控制单元和输出单元进行了硬件和软件设计。研制了热泵膜蒸馏实验装置并进行了测控实验研究,得到了实验装置由开机至达到设定运行状态的全套工况数据,证实了利用辅冷器散热量调控装置工况的可行性,确定了装置的辅冷器启动时间和散热量函数。