太阳能液体除湿空调系统工作特性研究.pdf

摘要 太阳能液体除湿空调系统工作特性的研究 摘 要 太阳能液体除湿空调系统利用盐溶液为工作介质，太阳能作为驱动热源，是一种节能且无污染 的新型空调系统，适应当代社会对空调设备在节约能源、环境保护和空气品质上的需求。液体除湿 剂在蓄能方面还具有独到的优势，因此近年来这种空调系统受到了广泛的重视。 本文对太阳能液体除湿空调系统的工作特性进行了系统的研究。通过理论分析、实验和数值模 拟，着重研究了太阳能再生器、平板降膜型除湿器、太阳能液体空调系统的蓄能和整体运行特性等 关键问题。 除湿溶液的选择对液体除湿空调设备的性能有重要的影响。本文运用相平衡理论和物理化学的 相关知识，分析了除湿和再生过程中汽、液间水分传质的机理，对目前普遍应用的LiCl水溶液、 CaCl，水溶液的水蒸气分压力以及密度、导热系数、运动粘度等熟物理性质进行了计算。在对它们 的物理性质、腐蚀性和经济性等各方面指标综合比较的基础上，选用了性价比较为合适的CaCl，水 溶液作为本文研究的太阳能液体除湿空调系统的除湿剂， 对存在对流和辐射边界条件下的太阳能直接加热平板降膜再生器中的传热传质特性进行了系统 分析，建立了数学模型并进行数值求解，对降膜再生过程的模拟结果进行了分析和讨论。设计并建 造了太阳能平板集热型再生器，利用碘钨灯模拟太阳辐射，实验研究了除湿溶液的再生过程。实验 数据与模拟计算结果基本吻合。分析了各种进口参数和环境因素对再生器中传热传质过程的影响。 研究结果表明。较低的溶液入口浓度和空气入口含湿量、较大的空气／溶液流量比和太阳辐射强度 均能强化除湿溶液的再生过程。 在再生器数值模拟和实验研究的基础上，对太阳能液体除湿空调系统蓄能运行模式进行了理论 分析，对其蓄能特性进行了数值计算，对影响系统蓄能效果的各种因素作了分析比较。结果显示， 太阳能液体除湿空调利用除湿溶液浓度变化对太阳能进行蓄能，是一种新型的蓄能方式，相比其它 传统的空调蓄能模式，蓄能密度更大，对系统结构影响较小，具有良好的应用前景。 基于除湿器中实际存在的对流换热边界条件，对竖直板内冷型降膜除湿器的传热传质过程进行 了理论分析，建立了过程的控制方程组并对除湿过程进行了数值模拟。模拟结果与实验数据的对比 显示该模型能够较好地反映竖直板降膜除湿过程的实际情况。 在对系统中各主要部件建模的基础上，对太阳能液体除湿空调的整体运行特性进行了分析。提 出了除湿空调系统制冷量的计算方法；建立了空调系统数学模型，对系统运行特性进行了仿真计 算。计算结果表明，当太阳辐射较强和空气含湿量较低时，系统制冷量和性能系数较高，而空气温 度和含湿量较高时，系统工作性能有所下降。表明太阳能液体除湿空调系统适用于太阳照射强烈， 空气较干燥的地区。 关键词：太阳能，除湿空调，再生，传热传质．数值模拟 Ab对ract the Researchon working ofsolar desiccant performanceliquid air-conditioningsystem Abstract Solar desiccant isalleffective without liquid air-conditioningsystem air-conditioningsystem pollution totheenvironment．Ituses desiccantus asits liquid its mediumandsolar heat$oarce．This working energy issatisfiedtothe for and air．In system requirementsener