CN101344293A - 基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统 - Google Patents

Abstract

基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统，属于空调节能技术领域。本发明在传统的除湿塔基础上增加一个溶液雾化装置，该装置包括超声波发生器和雾化室。浓溶液淹没超声波换能器，在雾化室中通过超声雾化作用，浓溶液雾化后与空气混合并充分接触进入除湿塔。用雾化作用得到的盐雾对待处理空气进行初步除湿，再将初步除湿后的空气和盐雾送入除湿塔进行二次除湿。由于盐雾的存在，塔内比表面积提高。此发明技术较之传统溶液除湿技术而言最大的优点不仅可以降低除湿塔对填料要求，降低除湿塔成本，而且可以通过盐雾提高溶液除湿能效比。

Description

基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统

技术领域：

本发明涉及一种溶液除湿系统，尤其是一种基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统。属于空调节能技术领域。

背景技术：

空调耗电在京沪等大城市夏季总耗电量中能占到40％，民用建筑空调系统调查研究发现，夏季空调的除湿能耗占整个空气处理能耗的20％-40％，因此可见，除湿系统的节能在空调系统节能中具有举足轻重的地位。在除湿系统中，溶液除湿不但能够很好的利用太阳能、工业余热等低品位热源，而且系统的设计和结构可以非常灵活，既可以单独使用起到除湿的目的，又可以与传统的空调系统配合使用，有效降低其能耗；同时所使用的除湿溶液能够消灭空气中的细菌和微生物，有助于提高室内空气品质。因此，溶液除湿技术以其无可比拟的优势在近年来得到了广泛的关注与研究。

其中采用填料的除湿塔模块是溶液除湿系统中的基本传热传质单元，也是系统的基本组成部件，多个除湿塔模块可以拼组出多种不同的溶液除湿系统形式。填料式除湿塔可以利用较简单的几何结构实现较大的比表面积，传热传质效率较高，是应用最广泛的除湿塔，其主要缺点是：1除湿溶液除湿时吸热升温；2空气流过时压力降较大。对于这两个缺点不少学者做过深入的研究。对于第一点有人提出了内冷型除湿塔和对除湿溶液进行换热冷却的除湿塔，取得了较好的效果；对于第二点，不断有学者提出新型的具有高比表面积的填料。已有技术中，由世俊，张卫江在《金属填料型直接蒸发式空气冷却器的研究[J]》一文中(制冷学报，1994(4)：28-31)和陈颖在《一种蜂窝纸毡填料用于除湿液体再生过程的实验研究》(制冷学报Vol.28，No.3 June.2007)一文中分别提出了两种填料形式，但这两篇文章同时也均指出虽然两种填料形式大大的提高了比表面积，却一样没有解决随着填料高度增加填料润湿表面积增加但是压降同样增加的缺点。此外孙贺江，由世俊在《空调用金属填料传热传质性能实验》(天津大学学报Vol.38 No.6 Jun.2005)一文中也明确指出：“实验表明，填料的比表面积对填料的传热及传质性能影响比较大.但比表面积增大会导致填料阻力有明显增长，因此，不能一味地强调靠增加填料的比表面积来改善填料的热工性能.”

因而填料技术的进一步发展大大的受到了除湿塔对阻力要求的限制。填料设计过程中不仅要考虑提高其比表面积，同时也要考虑降低压损并使其具有良好的孔隙率，这一系列的要求使得填料技术的长足发展受到了限制，同时单纯追求填料的高比表面积必然带来填料研究难度的加大，以及成本增高、加工困难等一系列问题。在这样一种情况下如何通过结合新的技术改进除湿系统，提高除湿塔比表面积同时提高除湿塔效率显得格外重要。

发明内容：

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供一种简单的，易于实现的，高效的基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统。

本发明是通过以下技术方案实现：本发明在传统的除湿塔基础上增加一个溶液雾化装置，溶液雾化装置包括超声波发生器和雾化室，其中超声波发生器中的超声波换能器置于雾化室底部，雾化室下部装有浓溶液，浓溶液淹没超声波换能器。雾化室进气口与待处理空气相通，雾化室出气口与除湿塔进气口相通，除湿塔出气口排出除湿空气。雾化室的浓溶液出口与除湿塔溶液槽的浓溶液进口连接，除湿塔溶液槽的稀溶液出口通过再生装置与雾化室浓溶液进口相通。

浓溶液淹没超声波换能器，它将电能转换成机械振能，对换能器施加谐振电信号使得换能器产生范围在1-5MHZ的超声波震动，这种超声波震动将盐溶液雾化成直径1-10微米的盐雾颗粒；在雾化室中，浓溶液雾化颗粒与空气混合并充分接触。空气在雾化室到进入除湿塔前这一段，被初步除湿，此除湿过程完全依靠雾化的盐雾颗粒除湿实现；空气和盐雾混合气体进入除湿塔，进行二次除湿，此除湿过程与传统溶液除湿相同。

本发明有益效果：由于空气将大量盐雾带入除湿塔，使得除湿塔的除湿比表面积大大增加，同时超声波雾化作用，使得同等质量的盐溶液产生的比表面积大大增加。由于盐雾的存在，塔内比表面积提高，这使得除湿塔对填料的要求得以降低，从而使在填料塔中采用体表面积不是特别大而孔隙率高的填料变得可行。而填料孔隙率提高就意味着除湿塔的阻力损失减少，从而能耗也得以降低。本发明技术较之传统溶液除湿系统而言最大的优点在于不仅可以降低除湿塔对填料要求，降低除湿塔成本，而且可以提高溶液除湿能效比。

附图说明：

图1是本发明基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统的示意图：

图中1雾化室进气口，2雾化室，3雾化室出气口，4除湿塔进气口，5填料，6除湿塔出气口，7再生装置，8除湿塔，9除湿塔溶液槽，10溶液泵，11喷头，12超声波发生器，13超声波换能器，14溶液雾化装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施做进一步的描述：

如图1所示本发明包括除湿塔8和溶液雾化装置14，其中除湿塔8是一种传统的溶液除湿装置，其形式是传统绝热型除湿塔、带有浓溶液冷却换热装置的绝热型除湿塔，或者是多个除湿塔模块拼组成的除湿塔。溶液雾化装置14包括超声波发生器12和雾化室2，其中超声波发生器12中的超声波换能器13置于雾化室2的底部，雾化室2下部装有浓溶液，浓溶液淹没超声波换能器13，超声波换能器13是采用高频压电陶瓷片制成的。雾化室进气口1与待处理空气相通，雾化室出气口3与除湿塔进气口4相通，除湿塔出气口6排出除湿后的空气。雾化室2下部的浓溶液出口与除湿塔溶液槽9的浓溶液进口连接，除湿塔溶液槽9的稀溶液出口通过再生装置7与雾化室2下部的浓溶液进口相通。浓溶液是采用氯化锂、氯化钙、三甘醇或其组合溶液。

除湿开始时超声波发生器12工作，将雾化室2下部的一部分浓溶液雾化成盐雾充满雾化室2上部空间，与待处理空气混合一起进入除湿塔8，稀释后落入除湿塔溶液槽9内；另一部分浓溶液直接输送到除湿塔溶液槽9，经溶液泵10由喷头11喷出，润湿填料5后最后回到除湿塔溶液槽9。两部分浓溶液吸湿后变成稀溶液进入再生装置7循环。

此溶液循环较传统的溶液除湿装置来说，浓溶液的循环多了雾化环节。待处理空气先进入雾化室2，与盐雾混合，湿度初步降低，再进入除湿塔8，从除湿塔出气口6出来的空气即为除湿后的空气。

Claims (4)

1.一种基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统，包括除湿塔(8)，再生装置(7)，其特征在于还包括溶液雾化装置(14)；溶液雾化装置(14)包括超声波发生器(12)和雾化室(2)，超声波发生器(12)中的超声波换能器(13)置于雾化室底部，雾化室(2)下部装有浓溶液，浓溶液淹没超声波换能器(13)，雾化室进气口(1)与待处理空气相通，雾化室出气口(3)与除湿塔进气口(4)相通，除湿塔出气口(6)排出除湿空气，雾化室(2)的浓溶液出口与除湿塔溶液槽(9)的浓溶液进口连接，除湿塔溶液槽(9)的稀溶液出口通过再生装置(7)与雾化室(2)浓溶液进口相通。

2.根据权利要求1所述的基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统，其特征是所述的除湿塔(8)的形式是传统绝热型除湿塔、带有浓溶液冷却换热装置的绝热型除湿塔或者是多个除湿塔模块拼组成的除湿塔。

3.根据权利要求1所述的基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统，其特征是所述的超声波换能器是采用高频压电陶瓷片制成。

4.根据权利要求1所述的基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统，其特征是所述的浓溶液是采用氯化锂、氯化钙、三甘醇或其组合溶液。

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