CN102147134A - 一种溶液除湿再生装置 - Google Patents

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殷勇高
陈瑶
张小松
李士强
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Abstract

本发明是一种内冷内热型溶液除湿再生装置,在壳体(10)中装有若干“之”字型连接的降模板(2)和内冷内热管(1)组成的传热传质单元体,壳体上方设置进流管(7),下方设置出流管(8);除湿溶液进流管(5)设在传热传质单元体上方,分液器(6)设在除湿溶液进流管(5)上,在壳体(10)的底部设有除湿再生溶液导出管(9)。除湿溶液经溶液入流总管流入管道并喷淋到降模板上,与湿空气直接接触进行传热传质过程,以达到空气除湿或溶液再生的目的,内热/内冷支管起到对传热传质过程的强化作用,大大提高了溶液的除湿和再生效率,而且加工工艺简单,成本低廉,易于生产制造。

Description

一种溶液除湿再生装置
技术领域
本发明涉及溶液除湿/再生装置,属于空气调节、溶液除湿空调中溶液除湿装置/再生装置制造和强化传热传质的技术领域。
背景技术
近年来全球环境问题不断凸现,能源利用危机不断,使得制冷空调设备的广泛应用导致的空调系统能耗问题引起了当前社会界的普遍关注,节能成为制冷空调领域内在新形势下的迫切要求,各种节能型空调系统的研究与应用成为当前的热点。
溶液除湿空调系统是一种新型的节能环保型的空调系统。该空调系统可以通过溶液除湿吸收空气中的水分,降低空气的湿度,通过直接或者间接蒸发冷却获得低温空气或者冷水,从而实现对空气的除湿、降温。
在溶液除湿空调系统中,溶液除湿器和溶液再生器是该系统的两个重要组成部件。其中溶液除湿过程是在除湿器中进行,除湿器是除湿溶液对空气进行除湿的装置,溶液再生过程是在溶液再生器中进行的,再生器是用来对稀溶液加热,通过空气带走溶液中的水分,浓缩再生成浓溶液的装置。溶液再生过程中,溶液首先吸收来自热源的热量,溶液温度升高并使得溶液的水蒸汽分压力高于环境空气的水蒸汽分压力,溶液与环境空气在再生器中直接接触发生传热传质过程,在水蒸气压力差的作用下溶液中的水分逐渐向环境空气迁移,从而使溶液得到浓缩,在该过程中水分由液态变为气态进入湿空气中需要从溶液或者空气中吸收气化潜热,因而溶液温度通常逐渐降低,传质动力水蒸气压力差逐渐减小,再生能力衰减很快。溶液除湿过程中,温度较低、浓度较高的除湿溶液的表层水蒸汽分压力低于空气中水蒸气分压力,因此空气中水蒸气会像溶液中迁移,空气中的水蒸气释放气化潜热变为液体进入溶液,因而溶液温度逐渐升高,也会使得传质动力水蒸气压力差逐渐减小,除湿能力逐渐减弱。除湿过程和再生过程目前采用的大多数做法是采用传统的填料式,填料采用蜂窝湿膜为主,具有比表面积大的优势。但是随着除湿或者再生过程的进行,溶液温度逐渐升高(除湿过程)或者降低(再生过程),因而溶液与湿空气之间的传质势差逐渐减小,不利于溶液与湿空气之间的热质交换。有些利用传统的板翅或者管翅式换热器制作成内冷或者内热型除湿器,但是溶液通常具有腐蚀作用,因此传统的换热器金属材料如铝、铜等容易受到腐蚀而损坏换热器。为克服该不足,本发明专利提出一种基于耐腐蚀材料(塑料管与布匹、无机或者有机材料组成)的结构简单、成本低廉、易于加工的新型内冷和内热型溶液除湿/再生装置。
发明内容
技术问题:本发明要解决的技术问题是提供一种效率高、结构简单、成本低廉的内冷/内热型溶液除湿再生装置。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:
在壳体中装有若干“之”字型连接的降模板和内冷内热管组成的传热传质单元体,壳体上方设置进流管,下方设置出流管;除湿溶液进流管设在传热传质单元体上方,分液器设在除湿溶液进流管上,在壳体的底部设有除湿再生溶液导出管。
在降模板上与内冷内热管的链接处设有溢流结构,该溢流结构包括溢流孔或槽,使得溶液能够从上一个降膜板经过内冷内热管表面改变流向,进入下一个降膜板上表面。
所述的降模板采用耐腐蚀、对溶液易浸润的柔性材料组成“之”字型连接降模板,降模板的折弯角度在0°至180°。
在壳体上、下或者两侧分别设置风口。
所述的内冷内热管之间采用并联或串联的方法链接。
本内冷/内热溶液除湿/再生器结构合理,采用内冷/内热部件置于传热传质部件内部形式,两者成为一个完整的设备。作为除湿器使用时,内冷/内热管中通入外界冷源流体,可有效降低溶液温度而提高除湿的驱动势,达到强化传质的目的。作为再生器使用时, 内冷/内热管中通入外部热源流体,可提高溶液的温度,原理与除湿器中刚好相反。内冷/内热管道中通入的外部冷热源流体可采用工业余热,如废水、蒸汽或直接通入温度较低的冷水。
有益效果:
1、采用了廉价的耐腐蚀材料,有效避免了溶液对传统金属换热器的腐蚀问题;
2、采用新型机构的内热/内冷的除湿/再生装置,由于强化了湿空气与溶液之间的热质交换过程,因而该装置体积小。
3、采用降膜板与内冷/内热管的“之”字型连接,空气流动紊流加强,另外溶液经过溢流孔得到翻转与有效混合,溶液浓度分布均匀,湿空气与溶液之间的传热传质得到强化。传热传质效率高,面积大;空气流到规则,压降小;溶液沿着降膜板。
4、 内热源可采用废水、蒸汽等工业余热,达到节能减排的目的。内冷/内热支管的设置大大提高了除湿量和溶液再生的效率。
附图说明
下面结合附图和实施方法对本新型装置做进一步说明。
图1是本发明的结构示意图;
图2是热质交换单元结构示意图;
图3是内冷/内热源并联流型布置;
图4是内冷/内热源流体串联流型布置。
以上的图中有:内冷内热管1 ,降模板2,除湿溶液进流管5,分液器6,进流管7,出流管8,除湿/再生溶液导出管9,壳体10。
具体实施方式
在壳体10中装有若干“之”字型连接的降模板2和内冷内热管1组成的传热传质单元体,壳体10的左上方设除除湿溶液进流管5用于除湿溶液的导入并同过喷头喷淋,壳体10右上方设内冷/内热源进流总管7用于冷热源的流体的通入,下方设置出流管8;除湿溶液进流管5设在传热传质单元体上方,分液器6设在除湿溶液进流管5上,除湿溶液通过喷头均匀喷淋到降模板2上,在壳体10的底部设有除湿再生溶液导出管9。
在降模板2上与内冷内热管1的链接处设有溢流结构3,该溢流结构包括溢流孔或槽4,使得溶液能够从上一个降膜板经过内冷内热管1表面改变流向,进入下一个降膜板上表面。所述的降模板2采用耐腐蚀、对溶液易浸润的柔性材料组成“之”字型连接降模板2,降模板2的折弯角度在0°至180°。在壳体10上、下或者两侧分别设置风口。所述的内冷内热管1之间采用并联或串联的方法链接。降模板2与内冷内热管1组成“之”字型结构,湿空气与溶液在“之”型结构的降膜板上进行传热传质过程,内冷内热管1中的内冷/内热源对溶液进行冷却或者加热,起到强化传热和增大传质驱动势的目的。内冷/内热源流体通过进流管7进入内冷内热管1,通过连接管的连接在内热内冷管1中流动,最后从流出管8流出。壳体上下部(顺流或者逆流设计)或者两侧(交叉流设计)均设空气流入和流出口,壳体下方设溶液导出管9用于溶液的导出。壳体中各内冷/内热管之间采用管道进行连接保持流体的流通,空气从下方流入经除湿后从壳体上方流出。壳体、管道、降模板通过合理的组合构成完整的除湿/再生器。除湿溶液经溶液输入管流入并喷淋到降模板上与空气进行接触,进行传热传质过程以达到空气除湿或溶液再生的目的,内冷/内热管的设置起到了对传热传质过程的强化作用,大大提高了溶液的除湿和再生效率。

Claims (5)

1.一种内冷内热型溶液除湿再生装置,其特征在于在壳体(10)中装有若干“之”字型连接的降模板(2)和内冷内热管(1)组成的传热传质单元体,壳体上方设置进流管(7),下方设置出流管(8);除湿溶液进流管(5)设在传热传质单元体上方,分液器(6)设在除湿溶液进流管(5)上,在壳体(10)的底部设有除湿再生溶液导出管(9)。
2. 根据权利要求1所述的内冷内热型溶液除湿再生装置,其特征在于在降模板(2)上与内冷内热管(1)的连接处设有溢流结构(3),该溢流结构包括溢流孔或槽(4),使得溶液能够从上一个降膜板经过内冷内热管(1)表面改变流向,进入下一个降膜板上表面。
3. 根据权利要求1或2所述的内冷内热型溶液除湿再生装置,其特征在于所述的降模板(2)采用耐腐蚀、对溶液易浸润的柔性材料组成“之”字型连接降模板(2),降模板(2)的折弯角度在0°至180°。
4.根据权利要求1或2所述的内冷内热型溶液除湿再生装置,其特征在于在壳体(10)上、下或者两侧分别设置风口。
5.根据权利要求1或2所述的内冷内热型溶液除湿再生装置,其特征在于所述的内冷内热管(1)之间采用并联或串联的方法连接。
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