應(yīng)用于太陽能集熱再生系統(tǒng)的除濕效率模型.pdf

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1、第32卷第1期2062016年1月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)‘I’ransactionsof出eChineseSocietyofAgTiculturalEn矛neeringV01．32No．1Jan．2016應(yīng)用于太陽能集熱再生系統(tǒng)的除濕效率模型彭冬根1，張小松2(1．南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，南昌330031；2．東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，南京210096)摘要：溶液除濕裝置是太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱，再生系統(tǒng)的重要組成部分，預(yù)測填料預(yù)除濕器空氣出口參數(shù)變化是這種新型溶液再生系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的。文章通過定義濕度效率和等焓率預(yù)測填料型溶液除濕器的空氣出口參數(shù)，采用實(shí)驗(yàn)和理論相

2、結(jié)合的方法，分析影響濕度效率和等焓率變化的因素。發(fā)現(xiàn)當(dāng)液氣比小于2．O時(shí)，溶液和空氣入口參數(shù)變化對(duì)濕度效率影響顯著；溶液和空氣入口溫度對(duì)等焓率影響大；隨液氣比增加，濕度效率增加，等焓率下降。文章最后通過線性擬合方法得到濕度效率和等焓率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，為太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生系統(tǒng)理論建模提供理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：模型；太陽能；溶液除濕；濕度效率；等焓率；液氣比doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．029中圖分類號(hào)：TK511．3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2016)一Ol一0206—06彭冬根，張小松．應(yīng)用

3、于太陽能集熱再生系統(tǒng)的除濕效率模型【J1．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32(01)：206—211．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．029http：／／www．tcsae．orgPengDonggen，zhangXiaosong．Dehumidmcationemciencymodelforsolarthe珊aJregenerationsystem[J]．ThnsactionsoftheChineseSocietyofAg打cultumlEnginee^ng(TmnsactionsoftheCSAE)，2016，32(01)

4、：206—211．(inChinesewithEndishabstract)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．029http：／／www．tcsae．orgO引言太陽能溶液除濕蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)【-_卅由于具有低能耗而受到越來越多關(guān)注，太陽能溶液再生裝置【5川是該系統(tǒng)最重要部件之一。作者設(shè)計(jì)一種新型太陽能溶液再生系統(tǒng)——太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生系統(tǒng)，其中需采用一種溶液預(yù)除濕裝置。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)各種溶液除濕裝置性能進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)【嫻和理論研究。理論研究所采用的模型主要有有限差分模型陋“J、效率模型【12一-，J和簡化模型

5、【141。效率模型以其簡單和精確性較高而成為國內(nèi)外學(xué)者研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)『151仿照冷卻塔的效率模型，推導(dǎo)出用于填料除濕器的占一Ⅳ彤效率模型，并和實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。Manin綜合大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，擬合出一組新型填料除濕，再生過程的濕度效率公式[1司。文獻(xiàn)『171對(duì)絕熱型和內(nèi)冷型溶液除濕器的各種效率模型進(jìn)行較為詳細(xì)介紹。文獻(xiàn)f181定義焓效率、溫度效率和濕度效率，并對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行線性回歸得到3個(gè)效率的擬合關(guān)系式。清華大學(xué)Liu等給出順流、逆流和叉流3種流態(tài)的全熱效率和濕度效率的解析模型【19】。Ren在近似定義溶液平衡濕度與溶液溫度和含水量呈線形變化

6、基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出溶液除濕過程中溶液和空氣間傳熱傳質(zhì)勢差的理論解，并進(jìn)一步得到絕熱和內(nèi)冷型填料除濕過程的rⅣ刑理論解析模型【批”。本文采用一個(gè)經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的填料收稿日期：2015一08—07修訂日期：2015一11一16基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(512660lO)；江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(20123BBG70195)作者簡介：彭冬根(1975一)，男，博士，副教授，主要從事太陽能制冷空調(diào)研究，南昌南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，33003l。Email：ncuhvac2013@163．com除濕數(shù)值模型進(jìn)行溶液除濕效率理論分析，并定義等焓率表征溶液除濕的空氣出口溫度變化。

7、最后得到填料除濕過程的空氣濕度效率和等焓率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，為太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立提供理論基礎(chǔ)。1叉流填料除濕裝置及流程本文選用規(guī)則填料(蒙特GLAsdekII介質(zhì))，其裝置及填料結(jié)構(gòu)圖片見圖1(a)所示，外形尺寸為O．5m(寬)×0．5m(高)×0．3m(長)。為計(jì)算方便，填料中空氣流動(dòng)通道可近似為三角形和菱形，通道的當(dāng)量直徑采用三角形和菱形兩種幾何形狀作為計(jì)算依據(jù)，見圖1(b)。文中試驗(yàn)所用填料器的空隙率及比面積見圖1(c)。本文采用的填料除濕流程見圖2，底部溶液槽內(nèi)溶液通過溶液泵進(jìn)入填料除濕裝置上部的溶液噴管，溶液在填料內(nèi)靠重力作用

8、由上向下流動(dòng)與空氣直接接