应用于太阳能集热再生系统的除湿效率模型.pdf

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1、第32卷第1期2062016年1月农业工程学报‘I’ransactionsof出eChineseSocietyofAgTiculturalEn矛neeringV01．32No．1Jan．2016应用于太阳能集热再生系统的除湿效率模型彭冬根1，张小松2(1．南昌大学建筑工程学院，南昌330031；2．东南大学能源与环境学院，南京210096)摘要：溶液除湿装置是太阳能空气预处理分级溶液集热，再生系统的重要组成部分，预测填料预除湿器空气出口参数变化是这种新型溶液再生系统设计时必须考虑的。文章通过定义湿度效率和等焓率预测填料型溶液除湿器的空气出口参数，采用实验和理论相

2、结合的方法，分析影响湿度效率和等焓率变化的因素。发现当液气比小于2．O时，溶液和空气入口参数变化对湿度效率影响显著；溶液和空气入口温度对等焓率影响大；随液气比增加，湿度效率增加，等焓率下降。文章最后通过线性拟合方法得到湿度效率和等焓率的数学表达式，为太阳能空气预处理分级溶液集热再生系统理论建模提供理论基础。关键词：模型；太阳能；溶液除湿；湿度效率；等焓率；液气比doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．01．029中图分类号：TK511．3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一Ol一0206—06彭冬根，张小松．应用

3、于太阳能集热再生系统的除湿效率模型【J1．农业工程学报，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引言太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统【-_卅由于具有低能耗而受到越来越多关注，太阳能溶液再生装置【5川是该系统最重要部件之一。作者设计一种新型太阳能溶液再生系统——太阳能空气预处理分级溶液集热再生系统，其中需采用一种溶液预除湿装置。国内外学者对各种溶液除湿装置性能进行大量实验【娴和理论研究。理论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和简化模型

5、【141。效率模型以其简单和精确性较高而成为国内外学者研究热点。文献『151仿照冷却塔的效率模型，推导出用于填料除湿器的占一Ⅳ彤效率模型，并和实验和数值模型计算结果进行比较。Manin综合大量实验研究结果，拟合出一组新型填料除湿，再生过程的湿度效率公式[1司。文献『171对绝热型和内冷型溶液除湿器的各种效率模型进行较为详细介绍。文献f181定义焓效率、温度效率和湿度效率，并对数值模拟结果进行线性回归得到3个效率的拟合关系式。清华大学Liu等给出顺流、逆流和叉流3种流态的全热效率和湿度效率的解析模型【19】。Ren在近似定义溶液平衡湿度与溶液温度和含水量呈线形变化

6、基础上，推导出溶液除湿过程中溶液和空气间传热传质势差的理论解，并进一步得到绝热和内冷型填料除湿过程的rⅣ刑理论解析模型【批”。本文采用一个经试验验证的填料收稿日期：2015一08—07修订日期：2015一11一16基金项目：国家自然科学基金项目(512660lO)；江西省科技支撑计划项目(20123BBG70195)作者简介：彭冬根(1975一)，男，博士，副教授，主要从事太阳能制冷空调研究，南昌南昌大学建筑工程学院，33003l。Email：ncuhvac2013@163．com除湿数值模型进行溶液除湿效率理论分析，并定义等焓率表征溶液除湿的空气出口温度变化。

7、最后得到填料除湿过程的空气湿度效率和等焓率的数学表达式，为太阳能空气预处理分级溶液集热再生系统数学模型建立提供理论基础。1叉流填料除湿装置及流程本文选用规则填料(蒙特GLAsdekII介质)，其装置及填料结构图片见图1(a)所示，外形尺寸为O．5m(宽)×0．5m(高)×0．3m(长)。为计算方便，填料中空气流动通道可近似为三角形和菱形，通道的当量直径采用三角形和菱形两种几何形状作为计算依据，见图1(b)。文中试验所用填料器的空隙率及比面积见图1(c)。本文采用的填料除湿流程见图2，底部溶液槽内溶液通过溶液泵进入填料除湿装置上部的溶液喷管，溶液在填料内靠重力作用

8、由上向下流动与空气直接接