1 系統(tǒng)組成
本文介紹了某軍事學(xué)院太陽能溶液除濕空調(diào)實驗室裝置,該系統(tǒng)由五大部分組成,其中包括太陽能再生系統(tǒng)、濕空氣發(fā)生器系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、溶液除濕系統(tǒng)。
(1)太陽能再生系統(tǒng)采用了環(huán)形腔太陽能熱水器,利用16 支集熱真空玻璃管收集太陽的能量,利用真空集熱管產(chǎn)生的熱水來加熱氯化鋰溶液,太陽能再生器將LiCl 濃縮,濃縮后的LiCl溶液作為能量存儲供除濕用;
(2)濕空氣發(fā)生器系統(tǒng)用來產(chǎn)生模擬包括地下倉儲、涵洞等環(huán)境的空氣狀態(tài),通過設(shè)定即可產(chǎn)生低溫及高溫高濕空氣。超聲波加濕器為濕空氣發(fā)生器提供可控的相對濕度的空氣;
(3)熱水系統(tǒng)由電加熱鍋爐、泵和保溫水箱組成,經(jīng)過電加熱循環(huán)水為再生器提供濃縮LiCl溶液的熱動力;
(4)制冷系統(tǒng)采用空氣源熱泵系統(tǒng),產(chǎn)生的低溫冷媒為除濕系統(tǒng)提供冷量,以降低氯化鋰溶液溫度,使其達到除濕要求的狀態(tài)后經(jīng)過噴淋進行除濕;
(5)溶液除濕系統(tǒng)包括:除濕系統(tǒng)、再生系統(tǒng)和熱回收系統(tǒng);熱回收技術(shù)采用美國最新的利用液體潛熱熱交換的節(jié)能技術(shù),可將除濕和再生消耗的熱能回收70%以上。
2 太陽能再生器系統(tǒng)
2.1 太陽能再生器
氯化鋰的循環(huán)加熱利用16 支太陽能真空集熱管產(chǎn)品規(guī)格為58mm×1800mm,空曬性能參數(shù)175m2,悶曬太陽輻照量4. 7MJ/m2,真空性能0.05Pa,耐壓0.6Pa。集熱管吸收太陽的熱量使水箱內(nèi)部的水被加熱,流經(jīng)水箱內(nèi)換熱器的氯化鋰溶液被高溫水加熱后流至再生器進行再生濃縮。換熱后的水又會被太陽能加熱,如此重復(fù)循環(huán)加熱來實現(xiàn)節(jié)能再生。
若經(jīng)過太陽能加熱后的氯化鋰溶液溫度達不到要求,可利用電輔助加熱來加熱氯化鋰,使其達到再生溫度要求。同時,如果遇到天氣條件不能滿足太陽能加熱氯化鋰的情況時,可以通過電輔助加熱來加熱氯化鋰溶液,使系統(tǒng)全天候正常使用。2.3 環(huán)形腔太陽能熱水器
環(huán)形腔太陽能熱水器如圖2 所示,主要由水箱、真空集熱管、支架、膨脹水箱等組成,放置在樓頂層能夠獲得充足太陽光照的地方。集熱真空管吸收熱量加熱水,流經(jīng)換熱器的氯化鋰溶液通過換熱器的鋁翼片傳熱被水加熱,用于除濕。特點如下:
(1)水箱內(nèi)膽采用PP-R 耐腐蝕材料,外包保溫材料,外殼是SUB304 優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料。真空集熱管采用國家標準,長1800mm,外徑53mm,真空管總計16 支,集熱面積2.4m2;
(2)水箱結(jié)構(gòu)特點如圖3 所示,水箱長1340mm,外徑426mm,容積為0.663m3。上面裝有膨脹水箱,一側(cè)有泄水閥門,水箱中有一根換熱器穿過腔體,實現(xiàn)氯化鋰與熱水的換熱。眾多的鋁翼片可以大大增加傳熱交換面積,對于加熱氯化鋰液起到了很大作用;
(3)換熱器的規(guī)格尺寸:該實驗所用水箱結(jié)構(gòu)與家用太陽能有所差別,它的內(nèi)部有用于氯化鋰加熱用的換熱器如圖4 所示,鋁翼片片數(shù)470 個,片厚為0.4mm,片間距為24mm,換熱總面積為5.38m2;
(4)電輔助加熱裝置如圖5所示,其中上部是接線盒,中部是液體加熱腔體,內(nèi)有電加熱裝置(電壓:380V 功率:5kW)。下部是底座,用于固定整個電加熱裝置。氯化鋰溶液由下口進上口出。
3 制冷系統(tǒng)
該實驗裝置中單獨設(shè)置了空氣源熱泵制冷系統(tǒng),用以除濕系統(tǒng)的LiCl 溶液降溫。額定制冷量7200W,輸入功率2300W,能效比3.1,電壓:380V。
4 熱水鍋爐供熱系統(tǒng)
系統(tǒng)配置的熱水鍋爐供熱系統(tǒng)通過水箱里的水經(jīng)過管道循環(huán)泵進入熱水鍋爐,水經(jīng)過鍋爐的加熱,然后進入板式換熱器,與板式換熱器中的氯化鋰進行熱交換,使氯化鋰的溫度增高。熱交換完后的水溫度下降,最后又回到保溫水箱,如此反復(fù)循環(huán)。
5 濕空氣發(fā)生器系統(tǒng)
送風(fēng)風(fēng)量為500~800m3/h(可調(diào)),相對濕度80%~95%,送風(fēng)溫度范圍:12℃~38℃。
該系統(tǒng)包括除濕器、再生器、全熱回收器三大部分。該系統(tǒng)利用氯化鋰溶液經(jīng)過除濕泵循環(huán)到板式蒸發(fā)器中被冷卻,冷卻后的氯化鋰溶液泵送到除濕器中進行噴淋除濕。吸濕后的氯化鋰溶液濃度降低,部分被除濕泵送到全熱回收系統(tǒng)的板式換熱器中與來自再生泵中的溫度相對較高的氯化鋰溶液進行熱交換。與此同時再生器中的氯化鋰溶液經(jīng)過再生泵的循環(huán)流經(jīng)板式換熱器與來自熱水鍋爐的熱水進行熱交換,溫度得到升高后的溶液在再生器中進行再生。再生后的氯化鋰溶液濃度提高,部分經(jīng)過再生泵循環(huán)進入全熱回收板式換熱器中與來自除濕液箱的較低溫溶液進行熱交換后流至除濕箱,使其提高除濕液的濃度,可實現(xiàn)能量的再生利用,達到熱回收的效果。
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