内热型与绝热型溶液再生器再生过程性能

设计了一种内热源盘管作为填料支架、溶液和空气采用逆流换热的内热型再生器,并将其用于一种冷凝热分段利用的热湿独立处理空调系统中,可大幅度提高再生性能。搭建了逆流内热型再生器实验台,以氯化锂溶液为除湿剂,研究了溶液温度、流量,空气温度、流量对再生热效率和再生量的影响,结果表明内热型再生过程中应尽量避免通过提高空气进口温度来提高再生性能。并将内热型与绝热型再生过程进行了对比研究,结果表明内热型再生器再生量高于绝热型再生器。     

绝热型和内热型再生过程热性能对比

以再生量和再生热效率为性能指标对内热型和绝热型再生器进行对比研究,研究结果表明:相对于绝热型再生器,内热型再生器不仅能提高再生过程再生量,而且还能够提高再生过程热利用效率。内热型再生器在溶液流量很小的情况下能够具有绝热型再生器在很大流量情况下同样的再生量,因此内热型再生器在保证较高的再生性能同时,还可以避免或者缓解带液问题。再生空气流量对溶液再生器的性能起到至关重要的作用,再生空气流量的虽然能够增加再生量,但是会引起能源利用效率——再生热效率的降低,因此再生空气流量应该慎重选择和决定。     

太阳能叉流液体除湿空调再生热质传递稳态实验

再生器是太阳能液体除湿系统的核心设备,其效率直接影响整个系统的性能。分析了再生器出口参数由进口参数和效率直接获得的可行性,并建立叉流液体再生系统,采用氯化锂为再生溶液,Celdek填料为热质交换介质,实验测试溶液和空气进出口参数对再生器全热效率和湿度效率的影响规律,并进行线性回归,结果表明：全热效率主要受溶液流量、温度以及空气流量、温度和含湿量的影响;湿度效率和溶液流量、温度、浓度以及空气流量关联性强,与其他变量关系很小;线性回归方程计算结果和实验结果误差基本在20%以内,可通过进口参数预测出口状态。     

内热型超声雾化溶液再生系统最优内热量的研究

基于质量守恒、能量守恒定律,建立了内热型超声雾化溶液再生系统（IH-UARS）的再生性能预测模型并进行了充分的实验验证,通过研究不同内热量下IH-UARS的再生性能及其变化规律,寻求系统所需的最佳内热量并明确其可能的影响因素。结果表明：IH-UARS系统存在最优的内热量范围,使其再生系统性能最佳;所需最优内热量随着再生溶液流量增大呈显著的对数增长,但受空气流量的影响较弱;在该研究中的标准工况下,IH-UARS所需最优内热量约为275~350 W。此外研究发现：内热量的增长有益于促进初始浓度较高的溶液进一步浓缩再生,如当IH-UARS中内热量增至800 W时,其初始浓度为36%的溶液比24%的溶液浓度增量指标改善幅度高37%。研究所得结果可对提高溶液再生性能及经济性提供积极参考。     

两级式太阳能平板集热型再生器及其稳态性能分析

设计了一种介于开式与闭式集热型再生器之间,溶液流程分为集热再生段Ⅰ与集热再生段Ⅱ的两级式太阳能平板集热型再生器,并建立了稳态传热传质过程的数学模型,对采用氯化钙溶液的再生过程进行了计算分析.分析结果表明:处于层流流动状态且同等工况下,两级式集热型再生器的再生量比传统闭式集热型再生器大20%～30%.     

顺流型溶液与空气热质交换性能

在顺流型平板降膜热质交换测试装置上对氯化锂水溶液与湿空气除湿、再生性能进行了实验研究,结合NTU-Le模型,着眼于湿空气与溶液耦合热质交换特性,获取了顺流条件下不同空气流量、溶液流量、溶液温度工况的耦合传热传质系数随运行参数的变化情况。研究结果为相关过程模型验证提供可靠数据,同时也为相关设备性能分析与计算提供重要基础数据。     

氯化钙溶液喷雾闪蒸再生特性模拟及试验分析

燃煤电厂排放的烟气中含有大量水蒸气，氯化钙溶液循环除湿技术具有较好的除湿潜力。为了研究吸湿后的氯化钙溶液的再生性能，使用Matlab软件对液滴闪蒸过程进行了数值模拟，并搭建了氯化钙溶液喷雾闪蒸试验台。考察了闪蒸压力，溶液初始温度、浓度、溶液流量等因素对氯化钙溶液再生量的影响。试验结果表明了数学模型的准确性；溶液表面蒸气压和再生压力的差值以及溶液过热度是影响再生量的关键因素；闪蒸出口水蒸气经冷凝后Cl^–含量不足0.2 mg/L。浓度为35%的溶液在再生温度为60℃、再生压力为10 kPa、流量为0.2 m³/h的情况下，可以实现5 kg/h以上的水分回收量。     

膜反转板式降膜再生器的性能

膜反转板式降膜再生器是一种结合板式降膜与膜反转技术的新再生器型式。掌握其性能对今后的工业应用十分重要。本文以一个膜反转板式降膜再生器与板式降膜再生器作为比较。在相同设计条件下设计获得两个不同型式的再生器，通过对数学模型的求解，进行了不同发生压力、溶液流量、进口浓度、进口温度及加热条件下两者传热传质性能的计算与比较。结果表明在不同工况条件下，两者性能变化有所不同。由此，在膜反转板式降膜再生器替代板式降膜再生器的应用中应当考虑它们变工况性能的差异。     

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。     

不同工况下除湿溶液再生的模拟与实验

建立了LiCl溶液再生过程的数学模型,通过模拟分析,得到了溶液再生量、溶液温度和溶液浓度随时间的变化规律。以平均再生量为评价指标,对LiCl溶液的再生性能进行了实验研究。分析了热源温度、溶液浓度、溶液初始温度、再生压力和冷水温度5个因素分别对溶液再生性能的影响规律。实验结果表明:溶液浓度和再生压力对溶液再生性能影响显著,冷水温度对溶液再生性能的影响最小。在设定的标准工况下,再生压力为4kPa、溶液中LiCl质量分数从28%增大到34%时,平均再生量由20.45g/(m²·s)减小至7.44g/(m²·s);再生压力从4kPa升高至10kPa时,平均再生量由15.33g/(m²·s)降低至1.92g/(m²·s)。最后,以溶液温度和溶液浓度作为对比目标参数将模拟结果和实验结果进行了对比分析,结果表明,实验值与模拟值符合较好。     

Heat and Mass Transfer between Air and Liquid Desiccant in Cross‐flow Contact Systems

In this paper, an analytical solution of the coupled heat and mass transfer process in a cross‐flow liquid‐desiccant dehumidifier/regenerator is developed. By the use of reliable assumptions, the government equations for the system are solved by an analytical method. The results of the present analytical solution are compared with experimental data from the literature, and they show good agreement. The maximum error produced by the presented analytical solution is less than 12 %. The effect of the operating parameters is considered using the presented analytical solution. The results show that air inlet humidity, air flow rate, desiccant inlet temperature, and desiccant inlet concentration have more influence on the moisture removal rate in the cross‐flow dehumidifier. Also, air inlet humidity, desiccant inlet temperature, desiccant inlet concentration and desiccant flow rate have more effect on the moisture removal rate in the cross‐flow regenerator. The effect of the Lewis number on the performance of the dehumidifier/regenerator is investigated. As the results show, by the use of Le = 1.08 in the dehumidification process and Le = 0.96 in the regeneration process, instead of the value of unity, better results are obtained. The benefit of the present study is a simplified application for the evaluation of the outlet parameters of the cross‐flow air dehumidifier/regenerator.     

Study of Desiccant Regeneration in a Structured Packed Tower

Abstract

The performance of a liquid desiccant regenerator, equipped with structured packing made of wood, was investigated for the regeneration of triethylene glycol (TEG). The effects of air and desiccant flow rates, air and desiccant temperature, and desiccant concentration were studied to assess their impact on the regeneration process. The influence of these parameters on the performance of the desiccant regenerator was evaluated in terms of the rate of water evaporation and the effectiveness of the regeneration process. It was found that under the conditions of this study, the desiccant inlet temperature was the most favorable variable, while the inlet desiccant concentration was the least favorable with respect to the regeneration process. The air mass flux increased the rate of water evaporation, but reduced the regenerator effectiveness significantly. The other parameters had a negligible effect. The results of this study were in agreement with the Chung and Luo correlation and published literature.     

平板降膜溶液除湿再生过程实验研究及模型验证

在平板降膜溶液除湿/再生实验平台上,以LiCl水溶液作为除湿溶液,实验研究了空气、溶液的入口参数对空气出口参数的影响,并根据实验数据得到了耦合传热传质系数的关联式,为NTU-Le模型提供了重要的数据支持,同时将实验数据与NTU-Le传热传质模型计算所得的数据进行比较,来验证NTU-Le传热传质模型在平板降膜溶液除湿/再生过程中的适用性和准确度。结果显示：实验数据和模型计算值之间的偏差均在10%以内,表示NTU-Le模型适用于平板降膜溶液除湿/再生过程。     

热湿条件下溶液除湿空调的性能分析

基于温-湿度独立控制理论,结合热湿地区的气候特点,设计了复合型太阳能溶液除湿空调系统(CSLDAS),通过建立热质传递控制方程,模拟分析了CSLDAS的除湿/再生性能和运行能耗。结果表明,CSLDAS能够综合利用多种可再生能源,有效降低空调能耗,并可有效增强除湿器/再生器的除湿/再生能力,减小对太阳辐射强度的依赖。本研究可为溶液除湿空调在热湿地区的节能设计提供理论指导。     

基于热不平衡考虑的溶液除湿/再生传热传质系数(Ⅱ)实验与模型计算分析

溶液除湿和再生装置是溶液除湿空调系统中的重要组成部件,常用的溶液除湿和再生装置内部空气和溶液流道一般是非常复杂,其内部传热传质规律也不易精确得到.建立一套最简单的降膜除湿/再生装置,进行逆流除湿和再生实验.采用本文(I)报中的基于热不平衡考虑的Le-hD测量法计算得到溶液平板降膜的耦合传热和传质系数随各种实验工况的变化...     

溶液再生器传热传质过程的数值模拟

根据湿空气和溶液热质交换的基本理论,建立了叉流溶液再生器的传热传质数学模型,并将该模型简化,得出空气和溶液的质量、能量控制方程。根据数值求解的方法,对方程进行离散简化,利用Matlab语言编程模拟计算。将模拟结果和实验结果进行了比较,结果表明本模型可靠。     

Developing an Application Analytical Solution of Adiabatic Heat and Mass Transfer Processes in a Liquid Desiccant Dehumidifier/Regenerator

An analytical solution of simultaneous heat and mass transfer processes in a packed bed liquid desiccant dehumidifier/regenerator is developed. Various dimensionless parameters and reliable assumptions are used in order to develop this solution. The outlet parameters predicted with the analytical solution show very good agreement with the experimental data available in the literature. The results show that using a Lewis number value of Le = 1.1 instead of Le = 1 gives a better prediction of the performance of the dehumidifier. In addition, the use of Le = 0.9 instead of Le = 1 can give a better prediction of the outlet parameters of the regenerator. The benefits of the present solution are its simplicity and easy application for the simulation of air dehumidification and liquid desiccant regeneration processes.