气-气换热器对太阳能再生装置性能的影响.pdf

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1、第27卷第6期2782011年6月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVbl．27No．6Jun．2011气一气换热器对太阳能再生装置性能的影响宋卫堂1,2姚珑璐1，丁(1．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083；涛1，黄之栋2，李保明1’22．农业部设施农业工程重点开放实验室，北京100083)摘要：再生装置是太阳能蒸发除湿降温系统的重要组成部分，但普遍存在再生性能较低的问题。为了提高再生性能，将气一气换热器加装于再生装置中用于回收部分空气余热。讨论了两种再生装置的特点，测试了加装前后再生装置的性能。试验结果表明：再生装置的除湿增量、再生效率都随着太

2、阳能热水温度的升高而提高；气一气换热器的加装能有效提高再生装置的再生性能，除湿量可以达到40～55g／kg，较未加装时提高了35～45g／kg；再生效率在热水温度90*C时可以达到60％，同等温度下高出未加装换热器50％。因此，余热的回收利用对于再生装置性能的提高至关重要。关键词：再生装置，效率，回收，气一气换热器，除湿doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．06．049中图分类号：$214．4；TKl72文献标志码：A文章编号：1002-6819(2011)-06—0278—05宋卫堂，姚珑璐，丁涛，等．气一气换热器对太阳能再生装置性能的影响[J]．

3、农业工程学报，2011，27(6)：278--282．SongWeitang，YaoLonglu，DingTao，eta1．Effectsofgas‘gasheatexchangeronimprovingtheperformanceofsolarregenerator[J]．TransactionsoftheCSAE，2011，27(6)：278--282．(inChinesewithEnglishabstract)0引言太阳能蒸发除湿制冷系统是一种利用低品位热源一一太阳能，对空气进行除湿降温的制冷装置，可用于大型办公楼、住宅等场所的集中供风系统(1]，也可用于农业设施的环境控制

4、中[2】。在空气除湿过程中，LiCl、CaCl：等除湿溶液吸收空气中的水蒸气，其浓度随着除湿量的增加而降低。当除湿剂与空气中的水蒸气蒸汽压差很小时，除湿剂便失去了除湿功能，需要再生装置通过太阳能对稀的除湿剂进行加温。加温后除湿剂中的水分被排出，除湿剂的浓度随之提高。除湿过程与再生过程构成了可逆的除湿剂循环过程。许多学者对再生装置进行了研究：Ani等【31石开究了再生器高度、形状对系统制冷效率的影响；Jain等[41采用LiBr溶液对降膜板式再生器进行了试验研究。以逆流填料塔再生装置为研究对象：Martin掣5]对采用三甘醇除湿剂的再生装置的热质交换过程进行了研究；Fumo掣61又

5、对采用LiCI除湿剂的再生装置的热质交换进行了研究；Longo等17J用甲酸钾(KCOOH)溶液与LiCl、LiBr溶液进行了再生比较试验；孙健等【8】对除湿剂为CaCl2的再生过程进行了研究。刘晓华等【91采用LiBr除湿剂，对叉流填料塔的再生过程进行了分析和试验。张小松等【lo]对新型的太阳能集热／再生装置进行了研究。现有再生装置的研究，主要集中在再生性能、传热传质过程以及再生中各参数之间的耦合作用等方面。收稿日期：2011-01—29修订日期：2011．06—20基金项目：浙江省科技厅高新技术与产业化项目“新型高效太阳能除湿降温关键技术与装备研制及产业化示范”(2009C1

6、10251)作者简介：宋卫堂(1968一)，男，副教授，博士，主要从事农业生物环境与能源工程的新技术研究及设备开发。北京中国农业大学水利与土木工程学院，100083。Email：songchali@cau．edu．cn再生装置的性能主要受再生溶液温度、流量及再生空气温湿度、流量等的影响[1¨，其中再生性能与太阳能所提供的再生热源温度、再生装置中空气与除湿剂的流量比成正相关关系。因此，在流量比不变的情况下，再生装置的热源温度越高，性能越好。目前，太阳能再生装置的再生效率一般为40％～50％，但当温度低于50。C时，系统将无法工作【121。为了提高太阳能再生装置的效率，在现有再生装置

7、的空气进、出口处，加装了一套自行研制的逆流式气一气换热器，以实现对空气余热的回收利用。本文主要对加装气一气换热器前、后，再生装置的除湿增量、再生效率等性能指标进行了对比试验和分析。1材料与方法1．1试验装置试验装置采用太阳能蒸发除湿制冷系统所配备的再生装置，除湿剂为LiCI与CaCl2的混合溶液。(质量比为1：1)【13】，分为未加装气．气换热器的再生试验装置，和安装气一气换热器的再生试验装置。1．1．1逆流式气一气换热器采用板翘式换热器结构进行设计。换热片是换热器中最重要的组成