气-气换热器对太阳能再生装置性能的影响

0·引言
太阳能蒸发除湿制冷系统是一种利用低品位热源——太阳能，对空气进行除湿降温的制冷装置，可用于大型办公楼、住宅等场所的集中供风系统[1]，也可用于农业设施的环境控制中[2]。在空气除湿过程中，LiCl、CaCl2等除湿溶液吸收空气中的水蒸气，其浓度随着除湿量的增加而降低。当除湿剂与空气中的水蒸气蒸汽压差很小时，除湿剂便失去了除湿功能，需要再生装置通过太阳能对稀的除湿剂进行加温。加温后除湿剂中的水分被排出，除湿剂的浓度随之提高。除湿过程与再生过程构成了可逆的除湿剂循环过程。
许多学者对再生装置进行了研究：Ani等[3]研究了再生器高度、形状对系统制冷效率的影响；Jain等[4]采用LiBr溶液对降膜板式再生器进行了试验研究。以逆流填料塔再生装置为研究对象：Martin等[5]对采用三甘醇除湿剂的再生装置的热质交换过程进行了研究；Fumo等[6]又对采用LiCl除湿剂的再生装置的热质交换进行了研究；Longo等[7]用甲酸钾（KCOOH）溶液与LiCl、LiBr溶液进行了再生比较试验；孙健等[8]对除湿剂为CaCl2的再生过程进行了研究。刘晓华等[9]采用LiBr除湿剂，对叉流填料塔的再生过程进行了分析和试验。张小松等[10]对新型的太阳能集热/再生装置进行了研究。现有再生装置的研究，主要集中在再生性能、传热传质过程以及再生中各参数之间的耦合作用等方面。

1.1.2未安装气-气换热器的试验装置
如图2所示，试验装置主要由风机、填料塔、板式换热器等组成。风机采用风量5 000 m3/h的离心式风机；填料塔采用纸质波纹填料，横断面为0.8 m×0.8 m，高度1 m；板式换热器自行研制，用于液-液换热，采用“人”字形波纹板作为换热片，换热效率可达到80%。

再生过程包括空气、除湿溶液与太阳能热水3种介质之间的热量交换过程：经过除湿后的稀除湿溶液首先进入板式换热器，与太阳能热水在换热器内进行显热交换，温度升高，然后稀溶液进入填料塔进行再生：稀溶液从管式喷淋器中均匀喷洒在填料塔中的填料上；风机将外界空气以一定的流量和风速送入填料塔中；由于高温稀溶液中的水蒸气压大于送入空气中的水蒸气压，稀溶液中所含有的水分经蒸发进入空气中，于是空气升温并被排出填料塔；而除湿溶液降温、失去水分变成浓溶液后，又返回除湿溶液罐，实现除湿溶液的循环使用。
1.1.3加装气-气换热器的试验装置
如图3所示，是在原有再生装置的基础上进行改进，主要由风机、填料塔、板式换热器、气-气换热器、表冷器等组成。其中表冷器长0.8 m，宽0.8 m，高0.22 m，用于进行液-气换热；风机、填料塔与板式换热器的参数与图2相同。