基于電滲析的溶液再生系統(tǒng)性能研究.pdf

1、熱濕獨(dú)立處理對(duì)于建筑與工業(yè)節(jié)能意義重大，在空調(diào)和其他工業(yè)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。在眾多熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)中，太陽(yáng)能溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)是一種基于液體吸濕劑除濕技術(shù)的極具潛力的新型空調(diào)方式。然而，太陽(yáng)能溶液熱再生方式卻具有環(huán)境依賴性和不連續(xù)性，在高溫高濕和陰雨天氣將不足以滿足溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定需求。為了提高太陽(yáng)能溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)的性能和運(yùn)行可靠性，本文圍繞新型太陽(yáng)能再生系統(tǒng)的構(gòu)建、再生性能及特性分析，用于電滲析再生器的溶液除濕劑的性質(zhì)研究及選

2、擇，電滲析再生器的再生性能分析及優(yōu)化開(kāi)展了研究工作，具體研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:
　　首先，分析了傳統(tǒng)太陽(yáng)能再生系統(tǒng)的運(yùn)行原理、耗能模型以及系統(tǒng)存在的不足，構(gòu)建了一種新型太陽(yáng)能耦合再生系統(tǒng)，分析了該系統(tǒng)的原理，并建立了該系統(tǒng)的耗能模型。研究表明:運(yùn)行模式1下，太陽(yáng)能耦合再生系統(tǒng)與傳統(tǒng)太陽(yáng)能再生系統(tǒng)相比具有一定的節(jié)能性。太陽(yáng)能集熱/再生器出口處溶液濃度對(duì)太陽(yáng)能耦合再生系統(tǒng)的性能具有較大的影響。此外，太陽(yáng)能集熱/再生器的再生效率對(duì)太陽(yáng)能耦

3、合再生系統(tǒng)的性能也有著一定影響。在運(yùn)行模式2下，太陽(yáng)能耦合再生系統(tǒng)與電加熱輔助的太陽(yáng)能熱再生系統(tǒng)相比將具有極大的節(jié)能性。
　　其次，建立了除濕溶液電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并對(duì)兩種常用除濕溶液的電導(dǎo)率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，研究表明:兩種除濕溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率值均存在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。當(dāng)除濕溶液溫度高于轉(zhuǎn)折點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度時(shí)，溶液的電導(dǎo)率只隨著溫度的升高而減小，而不隨濃度的變化而變化。在溶液質(zhì)量濃度范圍為20％和25％之間時(shí)，LiCl溶液的物料成本-收

4、益系數(shù)和運(yùn)行成本-收益系數(shù)均低于LiBr溶液，同時(shí)LiCl溶液的除濕能力高于LiBr溶液，即在此濃度范圍內(nèi)LiCl溶液的性能優(yōu)于LiBr溶液。
　　再次，建立了電滲析再生器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)兩種濃度下的LiCl溶液進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，研究表明:電滲析再生器與傳統(tǒng)熱再生系統(tǒng)相比具有更高的再生效率。溶液流量的提高會(huì)降低電滲析再生器再生室進(jìn)出口溶液的濃度差，但卻可以提高系統(tǒng)的電流效率和再生效率。再生室與淡化室溶液流量比的降低可以提高電滲析再生器

5、的再生效果。運(yùn)行電流的提高可以提高電滲析再生器的再生效果，并降低系統(tǒng)的電流效率和再生效率。再生室與淡化室溶液濃度差的提高會(huì)降低電滲析再生器的再生性能。在相同的運(yùn)行工況下，高濃度溶液下電滲析再生器的再生性能均低于低濃度溶液下的電滲析再生器。因此，在太陽(yáng)能不足以驅(qū)動(dòng)熱再生系統(tǒng)時(shí)，利用電滲析再生器對(duì)除濕溶液進(jìn)行輔助再生是可行且相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的（與電加熱輔助系統(tǒng)相比）。
　　另外，為了對(duì)太陽(yáng)能耦合再生系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，構(gòu)建了一種太陽(yáng)能溶液預(yù)處理電滲

6、析再生系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一種改進(jìn)型太陽(yáng)能溶液預(yù)處理電滲析再生系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)兩種再生系統(tǒng)的特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:對(duì)于兩種系統(tǒng)，電滲析再生器再生室進(jìn)口處溶液濃度對(duì)系統(tǒng)耗能的影響最大。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)盡量保證系統(tǒng)在理想運(yùn)行工況下運(yùn)行。與太陽(yáng)能溶液預(yù)處理電滲析再生系統(tǒng)相比，改進(jìn)型系統(tǒng)可以在較高效率下獲得更高濃度的溶液，因此可以用于深度除濕領(lǐng)域，但其耗能也會(huì)增加。
　　最后，為了提高溶液除濕空調(diào)的穩(wěn)定性，本文構(gòu)建了一種雙級(jí)