能源是一个国家的经济命脉,能耗问题也逐渐成为社会的主要问题。因此节能将是我国优先贯彻可持续发展道路的重要战略途径。据统计,建筑能耗是社会总能耗的主要组成部分,因此如何利用可再生能源减少建筑能耗已经成为节能技术上亟待解决的问题。热源塔便是一种可以从空气中提取热量的设备,并且它还能用于提取工业废气中的低温余热,不仅节能,还能降低对环境的污染。热源塔技术的研究是建立在冷却塔研究成果基础上而展开的,目前其理论研究和实际应用的时间均较短,内部传热传质理论韵研究还不够完善。在热源塔的计算分析中,主要采用数值求解方法,而用于热源塔性能的直观分析和实际工程初步计算的解析解法的研究还很少,并且现有的计算模型一般只能适用于一种类型热源塔的计算分析,对于适用一般热源塔分析的数学模型的研究报道还较少。针对上述问题,本文首先总结了开式热源塔的传热传质特点,概括了热源塔和冷却塔传热传质机理的差异；然后在学者Boris Halasz提出的蒸发式换热器模型和冷却塔模型的基础上,结合热源塔的传热传质特性,推导出适用于顺流式、逆流式和横流式等多种热源塔的无量纲数学模型并求解；最后将该模型应用于工业高湿气体低温余热回收,分析其可行性和相关性能。(1)分析总结热源塔内部传热传质机理。首先对热源塔中空气变化过程进行详细分析,总结出空气可能出现的两种变化过程(降温减湿+降温加湿、降温减湿)。然后综合前人研究的结果,分析归纳出热源塔和冷却塔在潜热传热量、水侧传热热阻、水侧的水流量变化、飘液对系统的影响、热量传递方向和工作介质的物理性质等差异。(2)模型的推导与求解。首先推导热源塔的无量纲数学模型并对逆流式进行解析求解,得到热源塔内任意高度水和空气状态参数以及空气出口状态的解析表达式。然后采用文献报道的实验数据对模型进行验证,获得两种水.空气界面温度确定方法下的计算误差分别在20%和15%以内,均能满足工程计算要求,证明了推导出的热源塔无量纲模型的正确性。最后使用Mathematics软件对横流式热源塔进行数值求解,求出水温、空气温度与含湿量在横流式热源塔内部的参数分布,进一步求出水和空气的出口状态参数。(3)热源塔用于工业高湿余热回收的分析：针对一个工业应用实例的计算结果表明,利用横流式热源塔回收具有高湿特点的实例矿井回风余热可以满足相应矿井进风量的加热负荷。并且在当地冬季正常气象条件下,进风井入口气温可达到2℃以上,在冬季最低室外温度工况下,进风井气温也能达到2℃,满足相关规程的要求。