光伏/光热驱动的溶液除湿空调系统性能比较
发布时间：2021-09-28 06:28
为改进溶液除湿系统的性能,提出了一种应用太阳能光伏再生的方法.通过离子交换膜分离溶液中的溶质与水分,从而再生除湿溶液,利用太阳能光伏发电提供再生过程所需的能量.对光伏驱动的溶液除湿空调系统的再生原理与系统流程进行了介绍,建立了除湿再生部分的模型,对各部分进行了质量能量平衡的分析,并将新方法与传统光热再生方法的性能进行了分析比较.结果显示:新方法减小了高环境湿度的不良影响,提高了稳定性;新方法减少了系统对环境的污染;与有热回收的传统方法相比,新方法的性能与之相当,与无热回收的传统方法相比,新方法系统性能高出20%以上,在太阳辐射不足的情况下,新方法的再生性能可达到传统热再生方法的2倍以上.
【文章来源】：东南大学学报(自然科学版). 2014,44(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
系统流程图
2所示．阴、阳离子交换膜被交替放置在正负极之间，当电极间存在电势差时，阳离子会向负极移动，相应地，阴离子会向阳极移动．阳离子能通过阳离子交换膜，阳离子交换膜是带有负电荷离子的固定基团，但阳离子无法通过阴离子交换膜;同样地，阴离子能通过阴离子交换膜，阴离子交换膜是带有正电荷离子的固定基团，但阴离子无法通过阳离子交换膜．阴阳离子的这一运动，使得一些隔间的离子浓度升高(称之为浓缩室)，而相邻区域的离子浓度下降(称之为稀释室)．通过这种方式，能得到浓缩的除湿溶液和洁净水．图1系统流程图图2再生原理图1．2系统流程与分析如图1所示，在除湿过程中，浓溶液(液体干燥剂)吸收空气中的水分，浓度降低并变为稀溶液．从质量平衡角度看，存在如下关系:mdehCideh=(mdeh+mw)Codeh(1)式中，mdeh为除湿器入口浓度为Cideh的浓溶液的质量流量;mw为除湿过程中每秒吸收的水分质量;Codeh为除湿器出口稀溶液浓度．除湿器出来的稀溶液被送往再生器进行再生．再生器由许多隔室组成，这些隔室分布在2个电极中间．在这些隔室中，浓缩室中的溶液浓度有所提高，而淡化室中的溶液浓度有所降低．在2个相邻隔室中，水力循环分别为淡化液流和浓缩液流，2个相邻隔室及1张阴膜和1张阳膜定义为一个膜对．系统开始运行后，由溶液存储罐1为所有淡化室提供淡化液(阀门2打开，阀门4关闭;阀门1和阀门3关闭)，同时，经除湿器出来的稀溶液进296东南大学学报(自然科学版)第44卷
转换效率/%α10［7，9］太阳能光热转换效率/%β80［12］2．2不同稀溶液质量浓度下的太阳能耗能模拟稀溶液浓度分别为35%，36%，37%，空气相对湿度为60%．通过式(7)、(9)、(11)和(13)分别计算光伏再生系统以及光热再生系统再生单位质量稀溶液所消耗的太阳能．对光热再生系统的计算分为2种情况进行模拟:①有热回收，稀溶液进入再生器前与再生后的浓溶液发生热交换;②无热回收，稀溶液进入再生器前与再生后的浓溶液无热交换．2．2．1模拟1在模拟1中，将Tireg设定为50℃［11］．2种再生系统的计算结果如图3(a)所示，3种浓度下光伏再生系统的太阳能耗能始终高于光热再生系统．但是，随着稀溶液浓度的提高，光伏再生系统的太阳(a)模拟1(b)模拟2图3不同稀溶液浓度下的太阳能耗能能耗能呈下降趋势，且下降速度远快于光热再生系统．而当稀溶液浓度达到37%时，2种系统的耗能已经相差不大了，即再生性能相当．2．2．2模拟2在模拟2中，将Tireg设定为25℃［11］．2种再生系统的计算结果如图3(b)所示．在稀溶液浓度为35%时，光伏再生系统的太阳能耗能要高于光热再生系统，但是在另外2种稀溶液浓度条件下，光伏再生系统的太阳能耗能低于光热再生系统．类似于模拟1，随着稀溶液浓度的提高，光伏再生系统的太阳能耗能呈下降趋势，且下降速度远快于光热再生系统．即光伏再生系统的性能更好，其性能比光热方法提高20%以上．通过图3可以看出:①当稀溶液再生前与浓溶液存在热交换时，由于热交换有效地利用了浓溶液的废热(不利于除湿过程，需冷却介质带走)，光热再生系统的再生性能优于光伏再生系统．②再生前后溶液浓度差的减小可以有效地降低光伏再生系统的太阳能耗能，使其与光热再生系统一样高效．2．3不同?
【参考文献】：
期刊论文
[1]蓄能型溶液除湿蒸发冷却空调系统中除湿器研究[J]. 张小松,费秀峰,施明恒,曹毅然. 东南大学学报(自然科学版). 2003(01)
本文编号：3411405
【文章来源】：东南大学学报(自然科学版). 2014,44(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
系统流程图
2所示．阴、阳离子交换膜被交替放置在正负极之间，当电极间存在电势差时，阳离子会向负极移动，相应地，阴离子会向阳极移动．阳离子能通过阳离子交换膜，阳离子交换膜是带有负电荷离子的固定基团，但阳离子无法通过阴离子交换膜;同样地，阴离子能通过阴离子交换膜，阴离子交换膜是带有正电荷离子的固定基团，但阴离子无法通过阳离子交换膜．阴阳离子的这一运动，使得一些隔间的离子浓度升高(称之为浓缩室)，而相邻区域的离子浓度下降(称之为稀释室)．通过这种方式，能得到浓缩的除湿溶液和洁净水．图1系统流程图图2再生原理图1．2系统流程与分析如图1所示，在除湿过程中，浓溶液(液体干燥剂)吸收空气中的水分，浓度降低并变为稀溶液．从质量平衡角度看，存在如下关系:mdehCideh=(mdeh+mw)Codeh(1)式中，mdeh为除湿器入口浓度为Cideh的浓溶液的质量流量;mw为除湿过程中每秒吸收的水分质量;Codeh为除湿器出口稀溶液浓度．除湿器出来的稀溶液被送往再生器进行再生．再生器由许多隔室组成，这些隔室分布在2个电极中间．在这些隔室中，浓缩室中的溶液浓度有所提高，而淡化室中的溶液浓度有所降低．在2个相邻隔室中，水力循环分别为淡化液流和浓缩液流，2个相邻隔室及1张阴膜和1张阳膜定义为一个膜对．系统开始运行后，由溶液存储罐1为所有淡化室提供淡化液(阀门2打开，阀门4关闭;阀门1和阀门3关闭)，同时，经除湿器出来的稀溶液进296东南大学学报(自然科学版)第44卷
转换效率/%α10［7，9］太阳能光热转换效率/%β80［12］2．2不同稀溶液质量浓度下的太阳能耗能模拟稀溶液浓度分别为35%，36%，37%，空气相对湿度为60%．通过式(7)、(9)、(11)和(13)分别计算光伏再生系统以及光热再生系统再生单位质量稀溶液所消耗的太阳能．对光热再生系统的计算分为2种情况进行模拟:①有热回收，稀溶液进入再生器前与再生后的浓溶液发生热交换;②无热回收，稀溶液进入再生器前与再生后的浓溶液无热交换．2．2．1模拟1在模拟1中，将Tireg设定为50℃［11］．2种再生系统的计算结果如图3(a)所示，3种浓度下光伏再生系统的太阳能耗能始终高于光热再生系统．但是，随着稀溶液浓度的提高，光伏再生系统的太阳(a)模拟1(b)模拟2图3不同稀溶液浓度下的太阳能耗能能耗能呈下降趋势，且下降速度远快于光热再生系统．而当稀溶液浓度达到37%时，2种系统的耗能已经相差不大了，即再生性能相当．2．2．2模拟2在模拟2中，将Tireg设定为25℃［11］．2种再生系统的计算结果如图3(b)所示．在稀溶液浓度为35%时，光伏再生系统的太阳能耗能要高于光热再生系统，但是在另外2种稀溶液浓度条件下，光伏再生系统的太阳能耗能低于光热再生系统．类似于模拟1，随着稀溶液浓度的提高，光伏再生系统的太阳能耗能呈下降趋势，且下降速度远快于光热再生系统．即光伏再生系统的性能更好，其性能比光热方法提高20%以上．通过图3可以看出:①当稀溶液再生前与浓溶液存在热交换时，由于热交换有效地利用了浓溶液的废热(不利于除湿过程，需冷却介质带走)，光热再生系统的再生性能优于光伏再生系统．②再生前后溶液浓度差的减小可以有效地降低光伏再生系统的太阳能耗能，使其与光热再生系统一样高效．2．3不同?
【参考文献】：
期刊论文
[1]蓄能型溶液除湿蒸发冷却空调系统中除湿器研究[J]. 张小松,费秀峰,施明恒,曹毅然. 东南大学学报(自然科学版). 2003(01)
本文编号：3411405
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