太陽(yáng)能在再生過(guò)程中的利用太陽(yáng)能集熱器被廣泛應(yīng)用于再生的實(shí)驗(yàn)研究,集熱器所收集的太陽(yáng)能用于加熱集熱板上流過(guò)的再生溶液,提高其表面蒸氣壓,向空氣釋放水分。太陽(yáng)能集熱板再生器可分為四大類(lèi):開(kāi)式太陽(yáng)能再生器;閉式太陽(yáng)能再生器,風(fēng)強(qiáng)制對(duì)流太陽(yáng)能再生器(半開(kāi)半閉式):強(qiáng)制對(duì)流太陽(yáng)能再生器(開(kāi)式)。
①開(kāi)式太陽(yáng)能再生器如圖6-10所示,它由傾斜的涂層平板、隔熱層、導(dǎo)流管組成。再生溶液被導(dǎo)流管均勻地分布在涂層平板的表面,平板所吸收的太陽(yáng)能加熱溶液。這樣,當(dāng)溶液的蒸氣壓高于周?chē)諝獾恼魵鈮簳r(shí),溶液的水分即被釋放到空氣中。
Kakabaev等人I8)在1976年對(duì)開(kāi)式太陽(yáng)能再生器進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)入口溶液的質(zhì)量流量越大,傳質(zhì)系數(shù)越大。由于該方式空氣-溶液傳熱方式為自然對(duì)流,溶液上方空氣流動(dòng)差,造成高濕度空氣聚集,不利于傳質(zhì)過(guò)程。此外,該方式受環(huán)境影響大,高濕地區(qū)再生效果差,大風(fēng)天氣就不能使用,空氣中的灰塵極易混雜在溶液中。
②閉式太陽(yáng)能再生器如圖6-11所示,其基本結(jié)構(gòu)類(lèi)似于開(kāi)式,只是多了一個(gè)玻璃罩。集熱器利用太陽(yáng)能加熱溶液,溶液蒸氣壓升高并向封閉空間的空氣釋放水分,水分凝結(jié)在上層的玻璃板上流出。
這種類(lèi)型再生器的熱量傳遞方式有三種:對(duì)流換熱、輻射、蒸發(fā)和凝結(jié)。由于該方式完全封閉,因此不受環(huán)境的影響,可以用在濕度大的地區(qū)。
③風(fēng)強(qiáng)制對(duì)流太陽(yáng)能再生器(半開(kāi)半閉式)類(lèi)似于全封閉式的太陽(yáng)能再生器,只是兩端開(kāi)口,具有折流擋板,空氣被鼓人。該方式中再生器風(fēng)向的不確定性限制了集熱板的增加,因?yàn)殚L(zhǎng)度太大,不確定的風(fēng)向會(huì)產(chǎn)生滯止風(fēng)囊,影響傳質(zhì)。
④強(qiáng)制對(duì)流太陽(yáng)能再生器(開(kāi)式)如圖6-12所示,空氣被鼓入流道與熱溶液進(jìn)行傳熱傳質(zhì)。這種方式,溶液的流動(dòng)速度相對(duì)于空氣流動(dòng)速度很小,因此液膜表面沒(méi)有波紋。該類(lèi)型再生器空氣和液膜的流動(dòng)方式也可分為逆流和順流,一般來(lái)說(shuō),順流要優(yōu)于逆流布置,因?yàn)槟媪鞑贾弥校咏耗け砻娴目諝庥捎谧枇?/p>
產(chǎn)生回旋,因而產(chǎn)生部分高濕度的低速空氣,增大傳質(zhì)阻力。按照空氣的速度可以分為自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流,強(qiáng)制對(duì)流的傳質(zhì)系數(shù)高于自然對(duì)流的傳質(zhì)系數(shù)。
D.J.Nelson and B.D.Wood1】建立了自然對(duì)流太陽(yáng)能再生器蒸發(fā)率的模型,并和開(kāi)式太陽(yáng)能再生器做了比較研究。
另外,可以采用太陽(yáng)能集熱器加熱水,需再生的溶液通過(guò)換熱器被加熱,然后溶液噴淋在填料上實(shí)現(xiàn)再生(如圖6-13所示),但是由于換熱器熱量損失,這種方式太陽(yáng)能的利用率不如直接利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)再生。