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1、热湿条件下集热型溶液再生过程研究热湿条件下集热型溶液再生过程研究摘要：根据热湿地区室外空气参数特点，提岀以室内排风作为再生空气的集热型再生系统方案。建立数学模型，以广州地区室外空气参数为例，计算结果表明热湿环境下该方案能显著提高溶液再生量，提高的量受空气流量影响。并且对室外空气工况进行分区，根据室外空气参数确定是否应该使用排风作为再生空气。关键词：溶液除湿；集热再生器；高温高湿地区太阳能溶液除湿空调系统是一•种新型的空调系统，可以利川低品位的热源加热溶液进行再生，并将再生溶液用于空调除湿和制冷。是太阳能在建
2、筑屮利用的一种有效方武，具有广阔的发展前景，因此引起越來越多的关注，国内外很多研究人员C经对溶液除湿系统的结构设计、系统形式作了大量的理论分析与实验研究，并进行了改进。以往对于集热型溶液再生系统的硏究都是釆用室外空气作为再生空气直接通入集热再生器与溶液进行热质交换，在高温高湿地区，室外空气湿度人，与溶液表血•水蒸气分压力差小，导致溶液再生效率降低，减小溶液除湿空调的节能效果。针对这一情况，提岀以室内排风代替室外空气作为再生空气的再生系统。并通过数学模型对其性能进行研究。1、系统方案与数学模型：根据文献［7］
3、针对高温高湿地区再生空气湿度过高，溶液再生效率底下。要增加溶液再生效率可以通过，降低再生溶液浓度,提高再生温度，和增加空气流量等方式达到。而在实际应用中，再生溶液浓度图1是以排风作为再生空气的集热型再生系统原理图，室内排风通过风管被送到集热再生器入口，进入再生器与溶液降膜进行热质交换。图1以排风作为再生空气的集热型再生系统原理图集热再生实际过程屮发生的传热传质是复杂的非稳态过程。韩俊召［2］、郭永聪［3］等在S.ALIZADEII的模型⑼的基础上分别川太阳能热损失系数评估边界条件建立了闭式再生器的稳态数学模
4、型，彭冬根⑹则建立了基于NTU的数学模型。这里为了硏究和比较方便，逸择前者稳态建模思路。为简化计算过程，作如下假设：①除湿溶液是牛顿流体，其物理性质稳定且不依赖于温度和浓度的变化；②传热传质过程空气流址与溶液流址不变；③溶液向再生空气的传热传质遵循刘易斯关系式；④整个热质交换过程屮空气和溶液膜的平均温度均为进岀口温度的平均值。对单位宽度和长度L上，整个再生过程的能量平衡方程为:I()LWrmsCps(tsotsi)Lh(ts.aveta.ave)o(1)气液界面的传热传质方程为:Lh(ts.aveta.av
5、e)L(ts.avetam)Cpama(taotai)(2)paPbd(3)0.622cldaodaiW(4)maWLhm(ps,avepa,ave)(5)RqTs,avch可由外掠平板换热准则关联式计算。将空气流速ua作为定性速度。hm可由刘易斯关系式h/hm=PaCpaLe-2/3计算。溶质的质量平衡方程为so1si(1W)(6)ms溶液表血水蒸气分压力与溶液浓度关系式［5］如下，其「『BO、CO是经验常数，对于LiCl溶液,B0=-2.718,CO=-19.5787InPsrBOsCO(7)RqTs上
6、述公式屮，I为太阳辐射强度，KW/m2；(ta)为透射吸收比乘积；£为热损失系数，可参照平板型太阳能热水器的热损失系数；t为温度,°C；tan为环境空气温度；T为绝对温度，K；W为再生量，g/s；r为水蒸气的汽化潜热，kj/kg；m为质量流量，kg/s；Cp为比热容，kJ/(kg-°C)；d为含湿量，g/kg(干空气)；P为压力，Pa；Pb为人气压力，Pa；E为溶液浓度；h为对流换热系数，kW/(m2•°C)；hm为对流传质系数，kg/(m2•s)；P为密度，kg/m3；Rq为水蒸气气体常数。下角标：a表示
7、空气；s表示溶液；i表示进口；o表示岀口；由于在计算溶液再生暈W时需要知道空气或溶液的温度或蒸汽压，因此很难冑接得出W的表达式，可以采用下血的方法对W求解。具体步骤如下：%1首先假定Tso；%1根据空气物性参数与已知条件，可以求得h与hm,并将Tso代入公武(2),可以求得Tao；%1将Ts()、Ta。代入公式(1),可以求得再生量%1将W代入公式(4),可以求得dao；%1由式⑶，可以求得Pa,ave；%1根据W1值，由式(6)、(7)求得Ps,ave；%1根据Pa,ave与Ps,ave值，由式(5)计算
8、W2⑧重复②一⑦步骤，当W1W20.01时得出结果。min(Wl,W2)根据文献［2］的实验数据，选取具屮一组数据与模拟值进行比较。计算＞
9、'I=695kw/m2；t=0.9（有机板透过率）；=0.9（铜板吸收率）；£=5w/（m2•°C）:tsi=33°C；ms=120kg/h；ma=360kg/h；tai=34°C；d=12.5g/kgo计算结果如图1所示,实验值与模拟计算值虽然不能完全相同，但是变化趋势和再
