CN102416309B - 除湿液超声波再生装置 - Google Patents

Abstract

一种除湿液超声波再生装置，包括：内箱体、外箱体、储液箱、填料层、滞液风口、粗效挡液板、热管蒸发段、热管冷凝端、排风机、超声波雾化晶片、超声波发生器、雾化水槽、加热器、布液器、第一调节阀、第二调节阀、液位控制阀、进液总管、第一进液支管、第二进液支管和出液管。本发明利用超声波的“空化效应”将被再生溶液撕裂为1～50μm的微小液滴，大大增加了溶液和空气之间的接触面积，在相同再生温度条件，可大幅度提高溶液中水分向空气中迁移速率，从而可有效减小除湿液再生装置体积，降低再生温度，有助于低品位能源在除湿液再生中的高效利用；同时还利用热管技术对排出的再生空气进行能量回收，因此将具有显著的节能效果。

Description

除湿液超声波再生装置

技术领域

本发明涉及一种除湿液再生装置，尤其涉及一种除湿液超声波再生装置，属于空气除湿技术领域。

背景技术

由于液体除湿空调系统能利用可再生能源(如太阳能)或低品位热源(如工业余热、废热等)驱动，因此具有节能环保等特点而受到相关专业技术人员的重视。液体除湿空调系统工作基本原理是：首先利用吸湿性浓盐溶液吸取空气中水分，对空气进行除湿处理，再对空气进行降温处理，最终达到空调送风状态要求。盐溶液吸取空气中的水分后变稀而失去吸湿能力。为使吸湿溶液恢复其吸湿能力，需要对其进行浓缩再生。常用的除湿液再生是通过加热进行的，即在高温状态下与环境空气接触，其中的水分转移给环境空气。如何提高溶液再生装置的传热传质效率，提升装置的再生性能，是本领域技术人员关注的重点。

根据除湿液再生原理，可通过以下两种途径提高再生装置的再生效率：(1)提高溶液温度，以增大溶液表面水蒸气分压力和空气中水蒸气分压力之差，增强溶液与空气之间的传质动力；(2)增大溶液和空气之间的接触面积和接触时间，以提高溶液与空气之间的传质总量。第一种途径需要较高的再生温度，能耗大，不利于节能，因此，人们通常采用第二种途径，即改造再生器结构来提高再生装置的再生效率。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请CN201010109839.0号，名称为“鼓泡式溶液除湿再生装置”，公开了一种采用鼓泡塔结构形式的溶液再生装置，由于鼓泡塔中气体以小的气泡形式均匀分布，连续不断地通过气液层，保证了气、液接触面，使气、液能充分混合。但鼓泡塔在鼓泡时压降较大，导致风机能耗也大，其节能性需要进一步考证。中国实用新型CN201020248091.8号，名称为“叉流式空气除湿与溶液再生装置”，公开了一种具有双级溶液分配和双级除沫结构形式的溶液再生装置，有效提高了热质传递效率，避免空气带液和溶液溅出等问题，但这种溶液再生器体积大，结构也比较复杂。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种结构简单、节能高效的除湿液再生装置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、节能高效的除湿液再生装置。本发明的目的在于对现有技术的改进，提供一种除湿液超声波再生装置。装置中的电路超声波振荡，传输到压电陶瓷振子表面，压电陶瓷振子会产生轴向机械共振变化，这种机械共振变化再传输到与其接触的液体，使液体表面产生隆起，并在隆起的周围发生空化作用，由这种空化作用产生的冲击波将以振子的振动频率不断反复，使液体表面产生有限振幅的表面张力波，这种张力波的波头飞散，可产生1～50μm的微小液滴(即雾化现象)，大大增加了被再生溶液和空气之间的接触面积，在相同的传质动力情况下，将会有更多的水分从溶液转移至空气，提高了溶液的再生速率。由于在超声波作用下，溶液和空气之间的面积大幅度增加，因此，溶液和空气之间的传质动力要求不需要很大，这意味着被再生溶液的温度不需要很高，这将为低温再生和低品位能源利用的创造了有利条件。另外，利用超声波对溶液进行雾化，其单位功耗雾化量可达到1000kg/1kWh，因此，将其用在除湿溶液再生中，将具有较高的再生能效。

为实现上述目的，本发明提供了一种除湿液超声波再生装置，包括：内箱体、外箱体、储液箱、填料层、滞液风口、粗效挡液板、热管蒸发段、热管冷凝端、排风机、超声波雾化晶片、超声波发生器、雾化水槽、加热器、布液器、第一调节阀、第二调节阀、液位控制阀、进液总管、第一进液支管、第二进液支管和出液管；所述内箱体的内部自下而上依次布置有至少一个所述雾化水槽、所述粗效挡液板、所述填料层、所述布液器、所述热管蒸发段和所述排风机；在所述内箱体的侧面中下部位置布置有至少一个所述滞液风口；所述内箱体设置于所述外箱体中，所述内箱体和所述外箱体二者的侧面间形成再生空气进风的风道，所述风道的进口布置有与所述热管蒸发段相连的所述热管冷凝端，所述风道的出风口为布置在所述内箱体的侧面上的所述滞液风口；所述储液箱位于所述内箱体的下方，并与所述内箱体相连通；所述出液管上设置有第二调节阀；所述超声波雾化晶片设置于所述雾化水槽中，所述超声波雾化晶片的电极端与所述超声波发生器的电输出端相连；所述第一进液支管和所述第二进液支管并联，它们的进口端分别与所述进液总管的进口段相连；所述第一进液支管的出口端与所述布液器的进口端相连，所述第一进液支管上设置有所述第一调节阀，用于控制所述布液器的喷液流量；所述的第二进液支管和所述雾化水槽的底部相连通，所述雾化水槽的进口处安装有所述液位控制阀，用于控制所述雾化水槽中的水位以满足超声波雾化要求。

较佳地，本发明中，所述内箱体、所述储液箱、所述滞液风口、所述粗效挡液板、所述雾化水槽、所述填料层、所述布液器、所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述液位控制阀、所述进液总管、所述第一进液支管、所述第二进液支管和所述出液管均采用PVC材料制作；所述外箱体采用不锈钢材料制作，所述超声波雾化晶片采用PZT4型压电晶体材料。

较佳地，本发明中，所述超声波雾化晶片的谐振频率为1.7Mhz～3.5Mhz，所述液位控制阀采用自力式液位控制阀，所述加热器采用太阳能或其它废热，加热温度不低于50℃，所述热管蒸发段和所述热管冷凝端中工质的工作温度范围为20℃～100℃。

在本发明的一个较佳方式中，所述内箱体的内部设置有多个所述雾化水槽。

在本发明的另一个较佳方式中，所述内箱体的侧面中下部位置布置有多个所述滞液风口。

本发明的除湿液超声波再生装置利用超声波的“空化效应”将被再生溶液撕裂为1～50μm的微小液滴，大大增加了溶液和空气之间的接触面积，在相同再生温度条件，可大幅度提高溶液中水分向空气中迁移速率，从而可有效减小除湿液再生装置体积，降低再生温度；同时还利用热管技术对排出的再生空气进行能量回收，因此将具有显著的节能效果。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的除湿液超声波再生装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一个实施例包括内箱体1、外箱体2、储液箱3、填料层4、滞液风口5、粗效挡液板6、热管蒸发段7、热管冷凝端8、排风机9、超声波雾化晶片10、超声波发生器11、雾化水槽12、加热器13、布液器14、第一调节阀15、第二调节阀16、液位控制阀17、进液总管18、第一进液支管19、第二进液支管20和出液管21。内箱体1内部自下而上依次布置雾化水槽12、粗效挡液板6、填料层4、布液器14、热管蒸发段7和排风机9，在内箱体1侧面中下部位置布置若干个滞液风口5；内箱体1置于外箱体2中，二者的侧面形成再生空气进风风道，该风道进口布置有和热管蒸发段7相连的热管冷凝端8，该风道的出风口为内箱体1侧面上的滞液风口5；储液箱3位于内箱体1下方，并与内箱体1相连通，出液管21上设置第二调节阀16，用于控制浓溶液出口流量；超声波雾化晶片10置于雾化水槽12中，其电极端和超声波发生器11的电输出端相连；第一进液支管19和第二进液支管20并联，它们的进口端分别与进液总管18的进口段相连，第一进液支管19的出口端与布液器14的进口端相连，第一进液支管19上设置有第一调节阀15，用于控制布液器14的喷液流量，第二进液支管20和雾化水槽12底部相连通，雾化水槽12的进口处安装有液位控制阀17，用于控制雾化水槽12中的水位以满足超声波雾化要求。

稀盐溶液在外界动力的作用下从进液总管18进入，被加热器13加热后分流至第一进液支管19和第二进液支管20；第一进液支管19中的稀盐溶液则从布液器14喷淋至填料层4并在重力的作用下往下流动，冲洗滞留在填料层4中的盐溶质，再经流粗效挡液板6，带走上面的浓溶液，然后经流内箱体1的雾化蒸发空间，沉降空间中悬浮的盐溶质颗粒或细小浓盐溶液液滴，最后汇至储液箱3中。此过程中，稀盐溶液中的水分不断被向上流动的再生空气带走。第二进液支管20的稀盐溶液则流至雾化水槽12中，超声波雾化晶片10在超声波发生器11的驱动下对雾化水槽12中的稀盐溶液进行雾化处理，雾化后的稀盐溶液液滴分布在内箱体1的蒸发空间中，其中的水分迁移至再生空气中而使液滴被浓缩，尺寸较大的浓盐溶液液滴在重力的作用下落至储液箱3，尺寸较小的则随再生空气向上运动，依次被粗效挡液板6和填料层4阻留，然后被来自第一进液支管19的稀盐溶液带入储液箱3中。储液箱3中的浓盐溶液经过出液管21流向空气处理设备。再生空气(源于室外环境空气)首先经流热管冷凝端8，然后由滞液风口5进入内箱体1的蒸发空间，并依次经流粗效挡液板6，填料层4和热管蒸发段7，最后由排风机9排至室外。再生空气在和热的稀盐溶液发生热质交换过程中被加热加湿，导致排出温度高于环境空气温度，因此，利用热管蒸发段7和热管冷凝端8对排出的再生空气进行能量回收，用来加热新进的再生空气，使再生空气相对湿度下降，从而提升再生空气的除湿能力，提高除湿剂再生装置的再生速率，达到节能目的。

本实施例中，内箱体1、储液箱3、滞液风口5、粗效挡液板6、雾化水槽12、填料层4、布液器14、第一调节阀15、第二调节阀16、液位控制阀17、进液总管18、第一进液支管19、第二进液支管20和出液管21均采用抗腐蚀能力强的PVC材料制作；外箱体2采用不锈钢材料制作，超声波雾化晶片10采用PZT4型压电晶体材料，谐振频率为1.7Mhz～3.5Mhz；液位控制阀17采用自力式液位控制阀，加热器13采用的热源为太阳能或其它废热，加热温度不低于50℃，所述热管蒸发段7和热管冷凝端8中工质的工作温度范围为20℃～100℃。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种除湿液超声波再生装置，包括：内箱体、外箱体、储液箱、填料层、滞液风口、粗效挡液板、热管蒸发段、热管冷凝端、排风机、超声波雾化晶片、超声波发生器、雾化水槽、加热器、布液器、第一调节阀、第二调节阀、液位控制阀、进液总管、第一进液支管、第二进液支管和出液管； 

所述内箱体的内部自下而上依次布置有至少一个所述雾化水槽、所述粗效挡液板、所述填料层、所述布液器、所述热管蒸发段和所述排风机； 

在所述内箱体的侧面中下部位置布置有至少一个所述滞液风口；所述内箱体设置于所述外箱体中，所述内箱体和所述外箱体二者的侧面间形成再生空气进风的风道，所述风道的进口布置有与所述热管蒸发段相连的所述热管冷凝端，所述风道的出风口为布置在所述内箱体的侧面上的所述滞液风口，再生空气首先经流所述热管冷凝端，然后由所述滞液风口进入所述内箱体的蒸发空间，并依次经流所述粗效挡液板，所述填料层和所述热管蒸发段，最后由所述排风机排至室外； 

所述储液箱位于所述内箱体的下方，并与所述内箱体相连通； 

所述出液管上设置有第二调节阀； 

所述超声波雾化晶片设置于所述雾化水槽中，所述超声波雾化晶片的电极端与所述超声波发生器的电输出端相连； 

所述第一进液支管和所述第二进液支管并联，它们的进口端分别与所述进液总管的进口段相连；所述第一进液支管的出口端与所述布液器的进口端相连，所述第一进液支管上设置有所述第一调节阀，用于控制所述布液器的喷液流量；所述的第二进液支管和所述雾化水槽的底部相连通，所述雾化水槽的进口处安装有所述液位控制阀，用于控制所述雾化水槽中的水位以满足超声波雾化要求。 

2.如权利要求1所述的除湿液超声波再生装置，其特征在于，所述内箱体、所述储液箱、所述滞液风口、所述粗效挡液板、所述雾化水槽、所述填料层、所述布液器、所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述液位控制阀、所述进液总管、所述第一进液支管、所述第二进液支管和所述出液管均采用PVC材料制作；所述外箱体采用不锈钢材料制作，所述超声波雾化晶片采用PZT4型压电晶体材料。 

3.如权利要求1所述的除湿液超声波再生装置，其特征在于，所述超声波雾化晶片的谐振频率为1.7MHz～3.5MHz，所述液位控制阀采用自力式液位控制阀，所述加热器采用太阳能或其它废热，加热温度不低于50℃，所述热管蒸发段和所述热管冷凝端中工质的工作温度范围为20℃～100℃。 

4.如权利要求1所述的除湿液超声波再生装置，其特征在于，所述内箱体的内部 设置有多个所述雾化水槽。 

5.如权利要求1所述的除湿液超声波再生装置，其特征在于，所述内箱体的侧面中下部位置布置有多个所述滞液风口。 

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