敞開式太陽能集熱／再生器的理論模型及性能分析

彭冬根，張小松，郭興國

（1.南昌大學(xué) 建筑工程學(xué)院，南昌 330031；2.東南大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，南京 210096）

敞開式太陽能集熱／再生器的理論模型及性能分析

彭冬根1，張小松2，郭興國1

（1.南昌大學(xué) 建筑工程學(xué)院，南昌 330031；2.東南大學(xué) 能源與環(huán)境學(xué)院，南京 210096）

對(duì)敞開式太陽能集熱再生器建立理論解析模型，理論求解發(fā)現(xiàn)溶液在常溫下再生時(shí)存在一個(gè)最佳單位面積流量使單位面積蒸發(fā)率最大。溶液入口溫度和室外風(fēng)速是決定最佳流量值的2個(gè)最重要參數(shù)，溶液濃度和太陽輻射強(qiáng)度對(duì)最大蒸發(fā)率影響最明顯。當(dāng)溶液出口溫度低于入口溫度時(shí)，最佳流量不存在，溶液流量越大再生效果越好。當(dāng)室外風(fēng)速為2 m／s時(shí)，溶液再生蒸發(fā)率最大。文章全面揭示了影響敞開式集熱／再生器性能的各項(xiàng)因素。

集熱／再生；最佳單位面積流量；再生蒸發(fā)率

太陽能溶液除濕蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)［1－4］是一種利用太陽能低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)、以自然工質(zhì)（空氣或水）為制冷劑的空調(diào)系統(tǒng)。在利用太陽能低溫（60～80℃）熱源驅(qū)動(dòng)的溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)中，太陽能集熱和溶液再生裝置是其中2個(gè)重要部件，是太陽能溶液除濕蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)化應(yīng)用中必須要研究的。學(xué)者們將太陽能集熱和溶液再生相結(jié)合構(gòu)建太陽能溶液集熱／再生裝置，文獻(xiàn)［5-6］發(fā)現(xiàn)太陽能溶液集熱／再生裝置具有較高的再生效率。太陽能集熱再生裝置分為自然和強(qiáng)迫對(duì)流2種，盡管文獻(xiàn)［7］顯示強(qiáng)迫對(duì)流要優(yōu)于自然對(duì)流，但強(qiáng)迫對(duì)流裝置系統(tǒng)復(fù)雜、不如自然對(duì)流能更好實(shí)現(xiàn)建筑一體化設(shè)計(jì)。國外學(xué)者最早是采用自然對(duì)流方式對(duì)溶液進(jìn)行集熱／再生，并且是直接采用斜屋頂對(duì)溶液進(jìn)行集熱／再生［8］。自然對(duì)流太陽能集熱／再生裝置依據(jù)它與室外環(huán)境的接觸程度，分為敞開式、部分敞開式及帶玻璃蓋板封閉式。1979年Collier［9］設(shè)計(jì)了一種敞開式自然對(duì)流集熱／再生模式，發(fā)展了自然對(duì)流條件下水分蒸發(fā)率的解析求解方法。Nelson等［10－11］設(shè)計(jì)了一種帶玻璃蓋板的自然對(duì)流集熱／再生器，再生用空氣在浮升力作用下流過蓋板和吸熱板之間的通道和溶液進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。左遠(yuǎn)志等提出一個(gè)兩級(jí)帶蓋板的太陽能平板集熱再生裝置［12］及太陽能槽式與平板式聯(lián)合集熱溶液雙效再生裝置［13］。Gandhidasan等［14－15］提出一種部分敞開式集熱／再生器，該集熱／再生裝置分為帶玻璃蓋板段和敞開段，溶液在帶蓋板段僅被加熱升溫到再生所需溫度，在敞開段內(nèi)與大氣直接接觸進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)實(shí)現(xiàn)再生功能。高洪濤等［16］研究集熱板形狀對(duì)集熱再生器性能影響，發(fā)現(xiàn)開有寬度為1 mm的縱向溝槽換熱板的性能較好。文章理論推導(dǎo)出敞開式太陽能集熱／再生器的蒸發(fā)率及溶液溫度沿著集熱板長(zhǎng)度分布的解析模型，并分析該裝置在最佳單位流量下的理論性能。

1 敞開式太陽能集熱再生器的理論模型

敞開式自然對(duì)流太陽能溶液集熱／再生過程中，溶液吸收太陽輻射能溫度升高，通過直接與室外空氣進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，溶液中水分蒸發(fā)出去，從而使溶液濃度得到提純?cè)偕?。為了?duì)該溶液再生器進(jìn)行性能研究，必須對(duì)它建立數(shù)學(xué)模型。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，提出物理模型假設(shè)為：

1）由于集熱板背部有厚的保溫層，可以忽略集熱板背部散熱，只考慮溶液向外界環(huán)境散熱量；

2）再生溶液的流動(dòng)和傳熱在流動(dòng)方向上呈一維變化；

3）忽略溶液在流動(dòng)方向上的導(dǎo)熱和質(zhì)量擴(kuò)散，認(rèn)為溶液和室外空氣間傳熱、傳質(zhì)僅由對(duì)流引起；

4）由于液膜傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣對(duì)流傳熱系數(shù)，忽略液膜對(duì)傳熱和傳質(zhì)的阻力影響；

5）由于再生蒸發(fā)率遠(yuǎn)小于溶液流量，因此忽略溶液質(zhì)量流量的變化；

6）室外環(huán)境為穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)以上假設(shè)，選取一微元體對(duì)它進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)進(jìn)行分析（如圖1所示），并得到溶液自然對(duì)流再生的數(shù)值計(jì)算模型：

式中：Ic為太陽輻射強(qiáng)度，k W／m2；α為吸收率；UL為散熱系數(shù)，k W／（m2·K）；Ts為溶液溫度，℃；T0為環(huán)境溫度，℃；ms，in為溶液入口質(zhì)量流量，kg／s；mev為水蒸氣蒸發(fā)率，kg／s；Cps為溶液比熱容，kJ／（kg·K）；hfg為水蒸汽的蒸發(fā)潛熱，kJ／kg。

圖1 自然對(duì)流集熱／再生傳熱、傳質(zhì)微元體

式中：hm為傳質(zhì)系數(shù)，kg／（m2·s）；YeL為溶液平衡含濕量，kg／kg或g／kg；Y0為環(huán)境空氣含濕量，kg／kg或g／kg；ξ為溶液濃度；msalt為溶液中鹽分質(zhì)量流量，kg／s。

另外需構(gòu)造溶液平衡含濕量YeL＝f（Ts，ξ）模型，平衡含濕量YeL和溶液溫度T、濃度ξ之間的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)式是非常復(fù)雜的，并且是非線形的，但是為了實(shí)現(xiàn)自然對(duì)流集熱／再生過程的解析化，必須選擇一個(gè)簡(jiǎn)化計(jì)算方程。當(dāng)溶液溫度和濃度在較小范圍變化時(shí)，平衡含濕量可以通過下式計(jì)算得到：

為了分析溶液流量變化對(duì)蒸發(fā)率的影響，利用式（9）求解單位面積蒸發(fā)率（mev／x）對(duì)單位面積溶液流量（ms，in／x）的導(dǎo)數(shù)，并取為零值，見式（12）。

對(duì)式（12）進(jìn)行迭代，可求出當(dāng)mev／x為最大值時(shí)，單位面積流量（ms，in／x）值為最佳單位流量。

對(duì)于現(xiàn)如今醫(yī)院的會(huì)計(jì)科目在改革時(shí)，設(shè)置專門的成本類科目尤為重要。設(shè)置成本類科目的過程中應(yīng)該注意需保證醫(yī)院的成本費(fèi)用能夠得到統(tǒng)一的管理，這樣就能夠使成本使用狀況更加的清晰和具體，還能強(qiáng)化成本的可比性，其對(duì)于醫(yī)院的會(huì)計(jì)管理工作效率提升具有一定的價(jià)值。對(duì)于醫(yī)院的會(huì)計(jì)核算方式，進(jìn)行必要的改革需要對(duì)于藥品的銷差價(jià)科目進(jìn)行取締，通過各種方法來增加醫(yī)院的收入，比如增設(shè)藥事費(fèi)用等方案。這能在一定程度上是醫(yī)院的收入狀況得到明顯的改善，可在一定程度上來保證醫(yī)院的收入。還需要對(duì)于醫(yī)院的會(huì)計(jì)核算內(nèi)容進(jìn)行明確，將會(huì)計(jì)管理中的醫(yī)療和藥品等相關(guān)信息進(jìn)行規(guī)范化的處理。

式（1）～（12）為溶液和空氣間存在自然對(duì)流時(shí)的求解模型，它的存在條件為Ts＞T0。反之當(dāng)Ts≤T0時(shí)，溶液和空氣間不會(huì)發(fā)生自然對(duì)流熱、質(zhì)傳遞，只存在熱質(zhì)擴(kuò)散，但是其擴(kuò)散系數(shù)非常小可以忽略。在該種狀態(tài)下溶液吸收太陽輻射能溫度升高，其傳熱模型可修改為

在求解溶液自然對(duì)流再生模型前，必須先選取散熱系數(shù)UL、溶液和空氣間傳質(zhì)系數(shù)hm的關(guān)聯(lián)式。溶液向室外環(huán)境散熱系數(shù)UL（式16）由對(duì)流散熱系數(shù)hc和輻射散熱系數(shù)hr2部分組成，輻射散熱系數(shù)計(jì)算式見式（17），其中牽涉到有效天空溫度Tsky的計(jì)算式，見式（18）。

溶液和環(huán)境空氣間的對(duì)流傳熱、傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算方法視流動(dòng)過程不同分為無風(fēng)和有風(fēng)2種。平板無風(fēng)自然對(duì)流平均傳熱、傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算關(guān)聯(lián)式見式（19）和（20）。外掠平板有風(fēng)強(qiáng)迫對(duì)流平均傳熱、傳質(zhì)系數(shù)計(jì)算關(guān)聯(lián)式見式（21）和（22）。

式中，Nu為努塞爾數(shù)；Pr為普朗特?cái)?shù)；Re為雷諾數(shù)；Sc為施密特?cái)?shù)；Sh為舍伍德數(shù)；Gr為格拉曉夫數(shù)。

當(dāng)Gr／≥0.1時(shí)，自然對(duì)流對(duì)溶液再生的影響不能忽略；反之則可只計(jì)算強(qiáng)迫對(duì)流對(duì)溶液再生作用。當(dāng)Gr／≥10時(shí)，強(qiáng)迫對(duì)流的影響相對(duì)自然對(duì)流可以忽略。

2 模型驗(yàn)證

文章提出一種計(jì)算溶液自然對(duì)流集熱再生過程單位面積最佳流量和最大蒸發(fā)率的理論計(jì)算模型，為了驗(yàn)證模型的正確性，將文獻(xiàn)［9］在“濕熱”和“干熱”2種不同室外環(huán)境下氯化鋰溶液?jiǎn)挝幻娣e最大蒸發(fā)率和最佳流量的計(jì)算結(jié)果和采用本文模型計(jì)算結(jié)果并行比較。文獻(xiàn)［9］提出的“濕熱”和“干熱”2種計(jì)算工況的原始參數(shù)見表1，模型計(jì)算中維持室外溫濕度及太陽輻射強(qiáng)度不變，改變室外風(fēng)速、溶液入口溫度，2種工況各取相同溶液濃度。本文和文獻(xiàn)［9］計(jì)算結(jié)果比較如圖2所示。圖中“濕熱”和“干熱”2種工況各取5組計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。圖2（a）為最大蒸發(fā)率比較，顯示干熱工況的蒸發(fā)率要遠(yuǎn)高于濕熱工況，說明室外環(huán)境濕度對(duì)溶液再生影響很大。圖2（b）同樣顯示大部分干熱工況的最佳流量要高于濕熱工況，但有一組干熱工況計(jì)算結(jié)果低于濕熱工況是由于其溶液入口溫度為30℃低于60℃以上濕熱工況再生。

表1 2種比較工況原始計(jì)算參數(shù)范圍

圖2 自然對(duì)流集熱／再生傳熱、傳質(zhì)微元體

3 結(jié)果與討論

3.1 集熱板長(zhǎng)度方向溶液再生能力分析

為了解自然對(duì)流再生過程中，在集熱板長(zhǎng)度方向溶液再生能力變化，文中對(duì)熱?。═s＝70℃，ξ＝0.3）和冷濃（Ts＝30℃，ξ＝0.4）2種不同入口狀態(tài)的LiCl-H2O溶液［17］再生過程進(jìn)行解析計(jì)算，集熱板長(zhǎng)3 m。室外環(huán)境為：T0＝38℃，Y0＝0.025 g／kg。在溶液流量ms＝25 kg／h條件下，2種溶液再生過程的蒸發(fā)率和溫度在集熱板方向的分布比較見圖3，其中蒸發(fā)率為從溶液入口到計(jì)算點(diǎn)的累計(jì)值，其導(dǎo)數(shù)值為集熱板長(zhǎng)度上單位面積蒸發(fā)率值。圖3顯示當(dāng)溶液處于冷濃狀態(tài)下，溶液入口0.3 m段內(nèi)由于溶液溫度低于環(huán)境溫度，在無風(fēng)狀態(tài)下溶液和空氣間無法產(chǎn)生對(duì)流傳熱、傳質(zhì)，蒸發(fā)率mev為 0；之后受太陽輻射影響溶液溫度提升到室外之上，但由于溶液表面水蒸氣分壓力小于環(huán)境空氣中水蒸氣分壓力致使在x＝0.3～1.0 m段內(nèi)蒸發(fā)率為負(fù)值，表明溶液吸收室外水蒸氣；隨著溶液溫度進(jìn)一步上升，溶液內(nèi)水分逐步蒸發(fā)到室外環(huán)境，蒸發(fā)率在集熱板長(zhǎng)度方向線形增加。當(dāng)溶液處于熱稀狀態(tài)時(shí)，水蒸發(fā)率從入口至出口基本維持一定比率線形遞增，這是由于溶液溫度和濃度在集熱板上最大變化幅度在9%內(nèi)，并且溶液溫度和濃度呈逆向變化，因此溶液和空氣間的傳質(zhì)勢(shì)差在集熱板上基本保持不變。比較冷濃和熱稀2種溶液的蒸發(fā)率在集熱板長(zhǎng)度的變化率可知，溶液濃度越高，蒸發(fā)率在集熱板長(zhǎng)度方向增加越平緩，這是由于濃度越高溶液表面水蒸氣壓力越低。

圖3 集熱板長(zhǎng)度方向溶液再生能力分布

3.2 自然對(duì)流集熱／再生的最佳單位流量分析

在模型分析中，指出太陽能自然對(duì)流集熱／再生過程中存在一個(gè)最佳單位流量值，但是式（12）是通過迭代求解的，它是否有收斂解，這和溶液入口溫度有直接關(guān)系。為分析溶液入口溫度對(duì)最佳單位流量存在性的影響，選取40、70℃2種溫度溶液分別在無風(fēng)（V＝0 m／s）和有風(fēng)（V＝2 m／s）情況的再生工況進(jìn)行模擬比較，其他參數(shù)為：集熱板長(zhǎng)度l＝10 m，太陽輻射強(qiáng)度Ic＝800 W／m2，溶液入口濃度ξin＝0.3，環(huán)境溫度T0＝33℃，含濕量Y0＝20 g／kg。圖4為無風(fēng)和有風(fēng)條件下，2種不同溶液入口溫度的單位面積蒸發(fā)率mev／x、溶液出口溫度Ts，out隨單位面積溶液流量ms／x的變化。

圖中顯示無論是在無風(fēng)還是有風(fēng)情況下，單位面積流量ms／x從0.7 kg／（m2·h）增加到13.5 kg／（m2·h），溶液出口溫度變化隨溶液流量增加而遞減，并且在溶液流量較少時(shí)遞減速率更快。2者區(qū)別在于：當(dāng)溶液入口溫度Ts，in＝40℃時(shí)，溶液出口溫度位于55～80℃之間要高于入口溫度，因此隨溶液流量增加它需吸收更多顯熱而使溫度遞減；當(dāng)溶液入口溫度Ts，in＝70℃時(shí)，除少數(shù)幾個(gè)小流量工況下出口溫度高于70℃，大多數(shù)流量工況下溶液出口溫度要低于70℃，也就是說溶液進(jìn)出口溫度差為溶液再生提供顯熱，但是隨溶液流量增加，溶液出口濃度下降致使水蒸發(fā)率上升，與之對(duì)應(yīng)溶液出口溫度也會(huì)相應(yīng)下降，但漸趨平緩。比較2種溫度溶液再生蒸發(fā)率mev隨溶液流量變化可知，當(dāng)再生過程溶液出口溫度高于入口溫度時(shí)，無論室外是否處于有風(fēng)狀態(tài)，確實(shí)存在一個(gè)最佳流量值，反之則不存在。比較無風(fēng)和有風(fēng)狀態(tài)溶液再生性能可知，在有風(fēng)狀態(tài)下溶液出口溫度要比無風(fēng)狀態(tài)低5℃左右，單位面積水蒸發(fā)率在ms／x＜2.0 kg／（m2·h）時(shí)，有風(fēng)狀態(tài)蒸發(fā)率要稍低于無風(fēng)狀態(tài)；在mev／x≥2.0 kg／（m2·h）時(shí)，有風(fēng)狀態(tài)蒸發(fā)率要明顯高于無風(fēng)狀態(tài)，并且溶液流量越大2者差值越大。從以上分析可知，只有當(dāng)單位面積溶液流量超過一定值時(shí)，更高的傳質(zhì)系數(shù)（有風(fēng)）才能提高溶液再生性能，這是因?yàn)槭彝怙L(fēng)速不僅提高傳質(zhì)系數(shù)，同時(shí)提高溶液和空氣的傳熱系數(shù)從而使溶液散熱系數(shù)UL升高造成蒸發(fā)率下降。

圖4 無風(fēng)和有風(fēng)狀態(tài)下最佳流量分析

3.3 最佳流量工況性能分析

通過上節(jié)分析可知，溶液在常溫再生（溶液出口溫度高于入口溫度）情況下存在一個(gè)最佳的溶液流量，也就是說在給定室外工況和溶液入口條件下通過改變?nèi)芤毫髁靠梢允谷芤涸偕恼舭l(fā)率達(dá)到一個(gè)最大值。下文分析最佳流量及最大蒸發(fā)率隨環(huán)境和溶液入口狀態(tài)的變化趨勢(shì)。其標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件：集熱板長(zhǎng)度x＝10 m，太陽輻射強(qiáng)度Ic＝800 W／m2，室外風(fēng)速V＝0 m／s，環(huán)境溫度T0＝35℃，含濕量Y0＝15 g／kg，溶液入口濃度ξin＝0.35，入口溫度Ts，in＝33℃。分別改變環(huán)境溫濕度及溶液入口參數(shù)、太陽輻射強(qiáng)度及室外風(fēng)速，計(jì)算其在最佳流量條件下溶液再生特性。

3.3.1 室外溫濕度變化對(duì)溶液再生作用

圖5為環(huán)境含濕量Y0分別為12、20 g／kg時(shí)，環(huán)境溫度改變對(duì)溶液再生性能影響。圖中顯示當(dāng)環(huán)境溫度從30℃增加到42℃，溶液最大水蒸發(fā)率 （mev／x）max呈線形上升，這是由于環(huán)境溫度升高溶液和空氣間的傳熱溫差減少使散熱損失降低?？諝夂瑵窳縔0為20 g／kg時(shí)單位面積最大蒸發(fā)率 （mev／x）max比為12 g／kg時(shí)要低0.03～0.04 kg／（m2·h），說明隨環(huán)境濕度提高蒸發(fā)率明顯降低，這是由于空氣濕度升高后溶液和空氣之間的傳質(zhì)勢(shì)差減少，致使其蒸發(fā)率下降。另外，圖中顯示隨環(huán)境溫度升高，單位面積最佳流量（ms／x）opt呈波浪式增加，但還是維持在2.8～3.5 kg／（m2·h）之間變化，并且空氣含濕量越高，最佳流量值越低。說明室外溫度越高、含濕量越低（即相對(duì)濕度越?。?，則需要更多的溶液流量使再生效率最大。

圖5 室外環(huán)境變化對(duì)溶液最佳再生作

3.3.2 溶液入口參數(shù)變化對(duì)溶液再生作用 圖6顯示當(dāng)溶液入口濃度ξin為0.35和0.40時(shí)，溶液入口溫度對(duì)溶液最佳再生工況的作用。圖中顯示當(dāng)溶液入口溫度從30℃增加到58℃，溶液最大水蒸發(fā)率（mev／x）max呈線形上升，這是由于溶液溫度升高溶液表面水蒸氣分壓力增大使溶液和空氣間的傳質(zhì)勢(shì)差增大的緣故。在相同溶液溫度條件下，溶液濃度ξin為0.40時(shí)蒸發(fā)率比濃度為0.35時(shí)降低0.08～0.10 kg／（m2·h），這是因?yàn)槿芤簼舛仍礁呷芤罕砻嫠魵夥謮毫υ降退?。另外，圖中表明當(dāng)溶液入口溫度小于45℃時(shí)，最佳溶液流量波動(dòng)不大，處于3.0～3.5 kg／（m2·h）之間，但是隨溶液入口溫度進(jìn)一步升高，最佳流量將快速增加，當(dāng)溶液入口溫度高于出口溫度時(shí)，最佳流量將不存在。

3.3.3 太陽輻射強(qiáng)度及風(fēng)速變化對(duì)溶液再生作用

圖7為太陽輻射強(qiáng)度及室外風(fēng)速改變對(duì)最佳流量和最大蒸發(fā)率的作用，圖7（a）中太陽輻射Ic在500～1 100 W／m2間變化，圖7（b）中室外風(fēng)速V 在0～7 m／s間變化。圖7（a）中顯示隨太陽輻射強(qiáng)度增加，最佳流量和最大蒸發(fā)率都呈線形上升，分別增加1.40、0.46 kg／（m2·h），增幅達(dá)60%和200%，最佳流量與太陽輻射強(qiáng)度呈正比變化說明越高的太陽輻射強(qiáng)度需要越多的溶液流量，蒸發(fā)率隨太陽輻射強(qiáng)度升高而增加是不言而喻。圖7（b）中顯示最佳流量隨室外風(fēng)速增加，在3～6 kg／（m2·h）范圍內(nèi)波動(dòng)變化，說明溶液最佳流量受風(fēng)速影響巨大，室外風(fēng)速越高則需更多溶液流量才能使其達(dá)到最大蒸發(fā)率工況；另外最大蒸發(fā)率在V＝2 m／s時(shí)達(dá)到最大值，說明在小風(fēng)速范圍內(nèi)，風(fēng)速提高加強(qiáng)了溶液和空氣間的傳質(zhì)效果使蒸發(fā)率上升，但是當(dāng)風(fēng)速超過一定值后，由于對(duì)流散熱的增加反而使蒸發(fā)率呈下降趨勢(shì)。因此，在溶液自然對(duì)流再生過程中并不是風(fēng)速越大越好。

圖6 溶液入口變化對(duì)溶液最佳再生作用

圖7 太陽輻射及風(fēng)速變化對(duì)溶液最佳再生作用

綜合上述各種再生工況變化對(duì)溶液再生性能分析可知，溶液入口溫度和室外風(fēng)速是決定最佳流量值的2個(gè)最重要參數(shù)，其它參數(shù)變化對(duì)最佳流量影響可以忽略；在對(duì)最大再生蒸發(fā)率影響的各參數(shù)中，溶液濃度和太陽輻射強(qiáng)度作用效果最明顯。

4 結(jié) 論

在對(duì)溶液平衡空氣濕度YeL進(jìn)行簡(jiǎn)單模型簡(jiǎn)化基礎(chǔ)上，從自然對(duì)流溶液集熱／再生數(shù)值模型推導(dǎo)出再生蒸發(fā)率和溶液溫度在集熱板長(zhǎng)度分布的解析模型，并由此得出溶液自然對(duì)流集熱／再生存在一個(gè)最佳單位流量，使得單位面積蒸發(fā)率最大。

對(duì)最佳單位流量分析發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)溶液入口溫度為常溫時(shí)，最佳單位面積流量才存在；當(dāng)溶液入口溫度較高致使其出口溫度低于入口溫度時(shí)，單位面積蒸發(fā)率隨流量增加而持續(xù)上升，不存在最佳單位流量值。

最佳流量工況性能分析可知，隨室外溫度升高、含濕量下降，最佳單位流量和最大蒸發(fā)率都增加；隨溶液入口溫度升高、濃度下降，最佳單位流量和最大蒸發(fā)率增加，當(dāng)溶液入口溫度大于50℃時(shí)，最佳單位流量快速升高，并且溶液濃度越低，最佳單位流量升高速度越大；隨太陽輻射強(qiáng)度增加，最佳單位流量和最大蒸發(fā)率呈線形增加；室外風(fēng)速增加會(huì)導(dǎo)致最佳單位流量上升，但是最大蒸發(fā)率隨風(fēng)速提高表現(xiàn)為先增后減變化，存在一個(gè)最大值。

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（編輯 薛婧媛）

Modeling and Performance Analysis of Unglazed Solar Collector／Regenerator

Peng Donggen1，Zhang Xiaosong2，Guo Xingguo1
（1.School of Civil Engineering and Architecture，Nanchang University，Nanchang 330031，P.R.China；2.School of Energy and Environment，Southeast University，Nanjing 210096，P.R.China）

An analytical model of the unglazed solar collector／regenerator（C／R）was presented.There was an optimum flow rate per unit collector area at normal temperature which led to the maximum evaporation rate.The inlet temperature of absorbent solution and the wind velocity are key parameters to determine the optimum flow rate，in addition，the concentration of solution and solar radiation intensity have obvious effects on the maximum evaporation rate.When the outlet temperature of solution is higher than the inlet temperature，there is not an optimum flow rate，which reflects that the more the flow rate of solution is，the better regeneration efficiency is.With the 2m／s of wind speed，the evaporation rate reaches the peak.In this paper，kinds of factors influencing the performance of solar C／R were evaluated as well.

collector／regenerator；optimum flow rate per unit collector area；evaporation rate

TK511.3

A

1674-4764（2014）02-0068-07

10.11835／j.issn.1674-4764.2014.02.011

2012-10-26

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51266010）；江西省科技支撐計(jì)劃（20123BBG70195）

彭冬根（1975-），男，博士，副教授，主要從事太陽能制冷空調(diào)方面研究，（E-mail）ncu＿h(yuǎn)vac2013＠163.com。