基于NTU的太阳能溶液集热/再生器性能分析

太阳能溶液集热/再生器是集太阳能光热转化和溶液再生于一体的装置,它能有效实现太阳能溶液除湿蒸发冷却系统的溶液再生。通过自定义总温差(ΔT0)和量纲1散热系数(hz)两个变量,得到以传热单元数为自变量的量纲1耦合传热、传质模型,并通过与相关实验对比对模型进行了验证。通过对空气和溶液入口参数变化对溶液集热再生性能影响分析,发现空气入口温度提高12℃、湿度降低12 g·kg-1,溶液出口浓度升幅分别提高30%和70%以上;溶液入口温度提高30℃,溶液出口浓度升幅提高160%以上。对4组量纲群分析,得到传热单元数NTU、流量比ASMR、总温差ΔT0和Lewis数Le的增加都能促进溶液再生。逆流再生比顺流再生的出口浓度增幅能提高10%左右。

太阳能溶液集热/再生器数值模拟分析

太阳能溶液集热/再生器是太阳能溶液除湿制冷空调系统中的核心部分,通过数值模拟的方法,对空气入口温度、湿度,溶液入口温度、浓度,环境温度等因素对太阳能集热/再生器的再生效率的影响进行了数值模拟分析。结果表明:将环境温度、入口空气温度、入口溶液温度由20℃增大至40℃后,对应的再生效率分别上升了0.745%、3%、93%。提高入口溶液温度能够最大提升太阳能溶液集热/再生器的再生效率。随着通入空气的流量的增加,空气流量由0.02 kg/s增加至0.14 kg/s,再生效率增加了31%左右,而随着入口溶液浓度由0.30增加至0.38,再生效率由0.55下降至0.43,效率下降了22%。随着太阳辐射由0.5 kW/m2提升至1.5 kW/m2,再生效率由0.58下降至0.44,效率下降了24.13%。