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1、第32卷第6期農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)V01．32No．62422016年3月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringMar·2016太陽(yáng)能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生系統(tǒng)特性彭冬根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：為了提高太陽(yáng)能溶液集熱再生器的效率，該文提出太陽(yáng)能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生方法。通過(guò)定義蒸發(fā)率的品質(zhì)系數(shù)和有效溶液比將一、二級(jí)太陽(yáng)能集熱再生模型和預(yù)除濕模型進(jìn)行聯(lián)接，建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。模擬結(jié)果表明，溶液預(yù)除濕的熱交換效率為0．69時(shí)，有
2、效蓄能密度SCo達(dá)到最大；室外空氣相對(duì)濕度和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度存在一個(gè)臨界值，用于判斷該溶液再生方法和直接溶液集熱再生的優(yōu)劣。研究結(jié)果顯示室外相對(duì)濕度越大，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度越弱，分級(jí)集熱再生的方法越能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；模型；分級(jí)集熱再生；品質(zhì)系數(shù)；臨界值；相對(duì)濕度doi：10．11975／j．issn．1002-6819．2016．06．033中圖分類(lèi)號(hào)：TK51l_3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2016)一06-0242一06彭冬根，張小松．太陽(yáng)能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生系統(tǒng)特性[J】．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32(6)：242—247．doi：10．11975
3、6．issn．1002-6819．2016．06．033http：／／www．tcsae．orgPengDonggen，ZhangXiaosong．Characteristicsofsolarair-pretreatmentsolutiongradingthermalregenerationsystem【j】．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(6)：242-247．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．11
4、975方．issn．1002—6819．2016．06．033http：／／www．tcsae．orgO引言1太陽(yáng)能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生原理太陽(yáng)能溶液再生裝置㈣是太陽(yáng)能溶液除濕蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)的最重要部件。國(guó)內(nèi)外學(xué)者將太陽(yáng)能集熱和溶液再生相結(jié)合構(gòu)建太陽(yáng)能溶液集熱，再生裝置131。太陽(yáng)能集熱再生裝置分為自然和強(qiáng)迫對(duì)流2種，最早是采用自然對(duì)流方式對(duì)溶液進(jìn)行集熱／再生，并且是直接采用斜屋頂對(duì)溶液進(jìn)行集熱／{耳生[41。自然對(duì)流太陽(yáng)能溶液集熱，{耳生裝置依據(jù)其與室外環(huán)境的接觸程度分為敞開(kāi)式[51、部分敞開(kāi)式t6-3及帶玻璃蓋板封閉式【s-％種。由于自然對(duì)流太陽(yáng)能集熱再生器再生效率較低
5、【101，因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者紛紛構(gòu)建強(qiáng)迫對(duì)流太陽(yáng)能溶液集熱，再生器，Yahg等在20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初對(duì)強(qiáng)迫對(duì)流太陽(yáng)能溶液集熱／{耳生裝置進(jìn)行大量理論和實(shí)驗(yàn)研究[tt-15]。左遠(yuǎn)志等對(duì)強(qiáng)迫對(duì)流太陽(yáng)能溶液集熱，再生器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)和系統(tǒng)創(chuàng)新[16-171。Allzadeh等對(duì)順流太陽(yáng)能溶液集熱再生過(guò)程進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究，得到溶液再生效率最大可達(dá)0．8。0．9左右118-19]。Li等在對(duì)太陽(yáng)能溶液集熱／再生過(guò)程進(jìn)行理論建模時(shí)考慮了溶液對(duì)玻璃蓋板輻射換熱影響㈣。Peng等構(gòu)建了一種(單級(jí))空氣預(yù)處理太陽(yáng)能集熱再生裝置，并進(jìn)行相關(guān)理論研究，但是該裝置采用和再生溶液等濃度的溶液對(duì)再生用
6、空氣進(jìn)行預(yù)除濕，不利于系統(tǒng)性能改善[21-22]。因此，本文設(shè)計(jì)一種新型太陽(yáng)能溶液再生系統(tǒng)【趨L一太陽(yáng)能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生系統(tǒng)，并建立理論模型對(duì)系統(tǒng)性能分析。收稿日期：2015—08—07修訂13期：2016一Ol一28基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51266010)；江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(20123BBG70195)作者簡(jiǎn)介：彭冬根(1975一)，男，博士，副教授，主要從事太陽(yáng)能制冷空調(diào)研究。南昌南昌大學(xué)建筑工程學(xué)院，330031。Ernail：ncuhvac2013@163zom太陽(yáng)能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)包括空氣循環(huán)回路與溶液循環(huán)回路。在空氣循環(huán)
7、回路中，室外空氣直接進(jìn)入一級(jí)集熱／再生器與其中的低濃度溶液(預(yù)除濕溶液)進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，吸收低濃度溶液中水分后排到室外環(huán)境，構(gòu)成一級(jí)再生空氣回路。二級(jí)再生空氣分別來(lái)自空氣預(yù)處理器和室外環(huán)境，兩者混合后進(jìn)入二級(jí)集熱／再生器吸收其中高濃度溶液(目的溶液)內(nèi)水分后排到室外。溶液循環(huán)回路分為一級(jí)再生溶液回路、二級(jí)再生溶液回路和預(yù)除濕溶液回路。一級(jí)再生溶液回路的溶液在一級(jí)集熱，再生器、空氣預(yù)處理器、(一級(jí))溶液熱交換器及一級(jí)再生溶液管路之中流動(dòng)。一級(jí)再生溶液屬于裝置內(nèi)循環(huán)溶液，它
