内冷型溶液除湿器的热质交换分析及流型比较研究.pdfVIP

第30卷第2期 太阳能学报 V01．30．No．2 2009年2月 A(xAENERGIAESOLARISSIMCA Feb．，2009 内冷型溶液除湿器的热质交换分析及流型比较研究 常晓敏，刘晓华，江 亿 (清华大学建筑技术科学系，北京lo0084) 摘要：建立了分析传热传质的数学模型，并采用了文献中的实验数据进行验证，模型的计算值和文献中实验结 果的偏差在±10％以内。藉此模型进行计算分析，得出内冷型除湿器的除湿苣随着空气进口含湿量、溶液进口浓 度、空气与溶液的传质单元数Ⅳ7玑、溶液与冷水的传热单元数／v7u。的增加而增大，随着冷水进口温度的增加而降 低。针对文献中的空气与溶液逆流、冷水与溶液叉流的流型1和空气与溶液顺流、冷水与溶液逆流的流型2进行比 较分析，得出相同情况下流型l的除湿性能总优于流型2，且两种流型的除湿量的差别随，v彤。的增加而增大。 关键词：内冷型除湿器；数学模型；流型；性能分析 中图分类号：TU831．5 文献标识码：A O 引 言 溶液为义流的内冷型除湿装置的性能。Jain等b1测 溶液式除湿装置采用吸湿性溶液处理空气，利 试了空气与溶液顺流，冷水与溶液逆流的内冷型除 用溶液与空气之间热量与水分的传递，实现对宅气 湿装置，并以此为基础分析了整个溶液除湿系统的 的湿度处理过程¨j。根据在除湿过程中有无冷量投 性能。孙健等№1设计了以空气为冷却介质、氯化 入，可分为绝热型和内冷型除湿器。在绝热型除湿 钙为除湿溶液的内冷型除湿溶液，其中被处理空气 器中，由于气化潜热在除湿过程中释放出来，会导致 与溶液为逆流、冷却空气与溶液为叉流的形式，实验 溶液温度升高，致使溶液的除湿能力下降。在内冷 得出增加除湿溶液的浓度、除湿溶液和被处理空气 型除湿器中，冷却介质(如冷却水、冷空气等)被引入 的流量均可以增大除湿量。 除湿过程中，带走除湿过程释放的热量，保持溶液的 上述文献针对内冷型除湿装置进行了大量研 除湿能力。因而与绝热型除湿器相比，内冷型除湿 究，然而研究工作大多针对某一具体流型进行分析。 器可能具有更好的除湿效果，本文将着重研究内冷 本文建立了内冷型除湿装置的数学模型，并采用文 型除湿器的除湿性能。 献中的实验数据进行了验证。在此基础上，应用数 在内冷型溶液除湿器中，溶液与空气直接接触， 进行传热传质过程；冷却介质与溶液间接接触，降低 分析，以期得出这两种流犁之间的性能差别及其影 溶液温度，从而保持溶液具有较强的除湿能力。对 响因素，本文的研究工作将有助于内冷型溶液除湿 于空气、溶液、冷却介质这三股流体有很多种流型组 装置的优化设计。 合，很多学者集中于某一种流型进行了模拟或实验 1数学模型 研究。Khan等乜1采用数值模拟的方法研究了空气与 溶液为叉流、冷水与空气逆流的流型，得出了除湿性 能与冷水温度、溶液浓度、空气与溶液的传质单元 的原理图分别如图l和图2所示。为了便于比较分 数、溶液与冷水的传热单元数的关系。Lowenstein析，定义图1的流型为流型1，图2的流型为流型2。 等【3J设计了空气与溶液为叉流、冷水与溶液顺流的 在流型l中，溶液从除湿器顶部自上而下喷淋，空气 内冷型除湿装置，并实测了这种装置的除湿性能。 从除湿器底部进入，与溶液逆流；冷水从除湿器的侧 收稿日期：2007-09-02 通讯作者：刘晓华(1980一)，女，讲师、博士，主要从事空调设备与建筑节能方面的研究。lxh@tsinghua．edu．m 万方数据万方数据 2期 常晓敏等：内冷型溶液除湿器的热质交换分析及流型比较研究 17l 面引入，与溶液为叉流的形式。在流型2中，溶液同 ·溶液 冬空气 ◆冷水 样从除湿器的顶部自上而下喷淋，空气与溶液顺流， 冷水