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。

溶液热回收型太阳能集热/再生器的再生性能分析

该文使用溶液热回收的方法提高太阳能集热/再生器(collector/regenerator)的再生效率。通过数值模拟的方法分析玻璃盖板高度、溶液参数、空气参数、太阳辐射强度等因素对溶液侧有热回收的太阳能集热/再生器再生效率的影响。结果显示,在模拟条件下,使用热回收器使装置的溶液再生段由1 m升高为1.5 m,再生效率增加约93.6%,相当于C/R板长近似增加0.8 m,且热回收器效率越高装置再生性能越好;流量参数存在最佳值使得再生效率最高,且空气流量(溶液流量)的最佳值随着溶液流量(空气流量)的提高而增加。空气流量的较佳范围为100~150 kg/h,溶液流量的较佳范围为8~15 kg/h;在流量参数的较佳范围内,分析玻璃盖板高度对系统性能的影响,发现玻璃盖板高度的较佳范围为0.08~0.1 m;加热溶液比加热空气更能有效的提高再生效率;减小溶液的浓度或减小再生用空气的相对湿度,均会提高再生效率;在全年太阳能辐射强度较强地区宜采用带热回收器的C/R装置。这些结果为太阳能集热/再生器的设计和性能分析提供了一定的理论依据。

考虑玻璃盖板温度影响的太阳能集热/再生模型

通过在太阳能集热再生器理论建模中考虑玻璃盖板的温度影响分别提出单向吸收、双向吸收及简化改进3种太阳能集热再生模型。通过对几种数值模型计算结果进行对比发现:玻璃盖板温度差异较明显但再生用空气温度相差较小且溶液和玻璃盖板之间的辐射换热对溶液再生性能影响较大。最后通过实验验证双向吸收模型的正确性及简化改进模型对双向吸收模型的可替代性。

开式太阳能吸收式制冷系统模型及结构优化

提出一种开式太阳能吸收式制冷系统数学模型,并采用LiCl-H_(2)O溶液作为工质对,数值模拟该系统在南昌地区的性能变化。主要研究系统中的集热/再生器参数与吸收器参数对系统性能的影响及参数间的相互匹配关系。模拟结果显示:对于夏至日,在南昌地区集热/再生器存在一个最佳倾角,约为5°;对于不同的集热/再生器长度均存在最佳的空气流量和溶液流量,分别在4.5~5.5 kg/(h·m)和60~180 kg/(h·m)范围内;对于不同的空气流量,均存在最佳的盖板高度,且盖板高度随空气流量的增加而增加;最佳的吸收器换热面积与再生器长度之比为0.6。研究结果对该开式吸收式制冷系统的工程应用提供必要的理论指导。