CN102451571A - 太阳能溶液再生装置及方法 - Google Patents

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罗伊默
田长青
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Abstract

本发明公开了一种太阳能溶液再生装置，包括：容器，容器是密封的并且由平行设置的顶面板和底面板、平行设置的上面板和下面板，以及平行设置的左面板和右面板构成，底面板是太阳能集热板，顶面板为透明板，其特征在于，还包括设置于上面板上的至少一个真空泵，在左面板或右面板上邻近上面板的位置设置有至少一个进液口，每一个进液口设置有分液器，分液器伸入容器内，下面板上设置有至少一个出液管。本发明的装置使太阳能溶液再生温度低、不可逆损失小、更易于太阳能热利用且提高了太阳能利用效率。

Description

太阳能溶液再生装置及方法
技术领域
本发明涉及太阳能热利用与溶液除湿领域，尤其涉及一种太阳能溶液再生装置及方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高和我国城市住宅及大型公共建筑建设的发展，民用建筑能耗呈不断上升趋势，传统的以电制冷为主的空调系统必然给能源、电力带来很大的压力。同时，随着全球变暖效应的日益严峻，节能减排成为备受关注的焦点与热点。太阳能是分布广泛、使用清洁的可再生能源，有望在未来社会能源结构中发挥更加重要的作用。其中利用太阳能进行供热、采暖和制冷是实现规模化、低成本的利用太阳能的重要途径。
基于“建筑空调系统热湿独立处理”概念与理论，制冷系统与除湿系统分别处理空气的热负荷和湿负荷，使得制冷系统和除湿系统的能源利用效率都有显著的提升潜力。其中的除湿方式又分为固体吸附除湿和溶液除湿两种方式，溶液除湿系统有很多优于固体除湿系统的特点：1)溶液除湿过程易实现等温除湿，不可逆损失小，热力学完善度高；2)溶液除湿可以使用更低品位的热能作为驱动能源；3)溶液蓄能密度高且稳定；4)溶液除湿系统的几何构造相对简单，没有大的运动部件。5)通过溶液的喷洒可以除去空气中的尘埃、细菌、霉菌、VOC及其他有害物，有利于提高空气品质。
目前的溶液再生方式主要为热再生，即利用太阳能或其他能源将溶液加热到一定的温度，溶液表面的水蒸气分压力增大，高于外界的水蒸气分压力时，溶液中的水蒸气不断散发到外界环境中。热再生需要较高的再生温度，不可逆损失大，并且太阳能利用的难度大、效率低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何使太阳能溶液再生需要的温度低、不可逆损失小并且太阳能利用效率高。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提出了一种太阳能溶液再生装置，包括：容器，所述容器是密封的并且由平行设置的顶面板和底面板、平行设置的上面板和下面板，以及平行设置的左面板和右面板构成，所述底面板是太阳能集热板，所述顶面板为透明板，还包括设置于所述上面板上的至少一个真空泵，在左面板或右面板上邻近所述上面板的位置设置有至少一个进液口，每一个所述进液口设置有分液器，所述分液器伸入所述容器内，下面板上设置有至少一个出液管。
其中，所述分液器由所述进液口延伸，并且所述分液器的端部邻近所述进液口所在面板的相对面板。
其中，所述分液器在沿其长度方向上设置有若干孔或缝。
其中，所述容器内的所述分液器在其长度方向上设置有多个喷头。
其中，所述真空泵为可变转速真空泵。
其中，所述底面板为平板或波纹板。
其中，在所述容器内，所述底面板上设置有填料。
其中，所述填料为金属填料或有机材料填料。
其中，所述容器的任意面板的外侧设置有保温材料。
本发明还提出了一种使用上述太阳能溶液再生装置对太阳能溶液进行再生的方法，包括步骤：
S1.在所述真空泵的作用下，使所述容器内形成一定的负压；
S2.使用设置在所述进液口上的分液器，使太阳能稀溶液分布在所述底面板上；
S3.所述太阳能稀溶液经吸收太阳能而温度升高；
S4.在负压下，所述太阳能稀溶液中的水分被分离出来，并经所述真空泵排到所述容器外部，从而生成太阳能浓溶液；
S5.所述太阳能浓溶液由所述出液管流出。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：通过利用真空泵使太阳能溶液再生温度低、不可逆损失小、更易于太阳能热利用且提高了太阳能利用效率。
附图说明
图1为本发明的太阳能溶液再生装置的结构示意图。
其中，1：底面板；2：顶面板；3：上面板；4：下面板；5：左面板；6：右面板；7：真空泵：8：进液口；9：出液管；10：分液器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示为本发明的太阳能溶液再生装置的结构示意图，包括：密闭的容器，该容器由平行设置的顶面板2和底面板1、平行设置的上面板3和下面板4和平行设置的左面板5和右面板6构成，顶面板2为可以透过太阳能辐射的透明板，该透明板可以为平板或弧形板，底面板1是太阳能集热板，可以是平板或波纹板，当是波纹板时可以增加分布在太阳能集热板上的太阳能溶液的表面积，从而提高太阳能溶液的再生速度和效率；在左面板5或右面板6上邻近上面板3的位置设置有至少一个进液口8，每一个进液口8设置有分液器10，并且分液器10伸入容器内，用于将需要再生的太阳能稀溶液分布至太阳能集热板上；本发明的装置还包括设置于上面板3上的至少一个真空泵7，用于在密闭容器中产生负压并将太阳能稀溶液分离出的水分从容器中排出，从而产生太阳能浓溶液，实现太阳能溶液的再生；下面板4上设置有至少一个出液管9，用于将产生的太阳能浓溶液从容器中排出，本实施例以仅设置一个真空泵、一个出液管以及一个进液口为例。
分液器10由进液口8以各种方式(例如，平行于上面板3的延伸方向)延伸，如图1所示，进液口8设置在右面板6上的邻近上面板3位置处，而分液器10平行于上面板3的延伸方向而延伸，其在容器内的端部邻近左面板5。并且容器内的分液器10在沿其长度方向上设置有若干孔或缝，或者设置有多个喷头，以使太阳能稀溶液分布在太阳能集热板上。当利用孔或缝时，可以在分液器10上开孔或开缝，这样加工简单成本低廉。当利用喷头时，喷头可以将太阳能稀溶液喷出，液滴更为均匀且粒径更小，从而增加了溶液表面积，提高了溶液再生速度和效率。
真空泵7为可变转速真空泵，通过调节真空泵7的转速，可以调节容器内的负压，当负压高时，需要相对少量的太阳能，也就是溶液温度相对低时，便可将需要再生的太阳能稀溶液中的水分从真空泵7中排出，以产生太阳能浓溶液，当负压低时，需要相对多量的太阳能，也就是溶液温度相对高，以将需要再生的太阳能稀溶液中的水分从真空泵7中排出，以产生太阳能浓溶液，因而通过调节容器内的负压，可以调节再生溶液的温度。
而且，可以在容器内的太阳能集热板上设置填料，可以为金属填料或有机材料填料，以增加太阳能溶液的表面积，提高溶液的再生速度和效率。容器的任意板面的外侧可以安装保温材料，以减少再生装置向外散热，提高太阳能的热利用率。容器的底面板1、顶面板2、上面板3、下面板4、左面板5和右面板6可以分别制作进行组装，也可以一体化设计制作。
本发明的太阳能溶液再生装置可用于太阳能溶液除湿空调的溶液再生，在使用时，应倾斜设置本发明的装置，如图1所示，使上面板3和顶面板2朝上，并使底面板1也就是太阳能集热板最有效地朝向太阳，以最大程度地吸收太阳辐射以进行溶液再生。
上述本发明的太阳能溶液再生装置的工作过程如下：
S1.在真空泵7的作用下，容器内形成一定的负压；
S2.设置在进液口8上的分液器10使太阳能稀溶液分布在底面板1上；
S3.太阳能稀溶液经吸收太阳能而温度升高；
S4.在负压下，太阳能稀溶液中的水分被分离出来，并经真空泵7排到容器外部，从而生成太阳能浓溶液，实现了溶液的再生；
S5.太阳能浓溶液由出液管9流出。
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能溶液再生装置，包括：容器，所述容器是密封的并且由平行设置的顶面板(2)和底面板(1)、平行设置的上面板(3)和下面板(4)，以及平行设置的左面板(5)和右面板(6)构成，所述底面板(1)是太阳能集热板，所述顶面板(2)为透明板，其特征在于，还包括设置于所述上面板(3)上的至少一个真空泵(7)，在左面板(5)或右面板(6)上邻近所述上面板(3)的位置设置有至少一个进液口(8)，每一个所述进液口(8)设置有分液器(10)，所述分液器(10)伸入所述容器内，下面板(4)上设置有至少一个出液管(9)。
2.如权利要求1所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，所述分液器(10)由所述进液口(8)延伸，并且所述分液器(10)的端部邻近所述进液口(8)所在面板的相对面板。
3.如权利要求2所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，所述分液器(10)在沿其长度方向上设置有若干孔或缝。
4.如权利要求2所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，所述容器内的所述分液器(10)在其长度方向上设置有多个喷头。
5.如权利要求3或4所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，所述真空泵(7)为可变转速真空泵。
6.如权利要求5所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，所述底面板(1)为平板或波纹板。
7.如权利要求6所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，在所述容器内，所述底面板(1)上设置有填料。
8.如权利要求7所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，所述填料为金属填料或有机材料填料。
9.如权利要求8所述的太阳能溶液再生装置，其特征在于，所述容器的任意面板的外侧设置有保温材料。
10.一种使用如权利要求1-9任一项所述的太阳能溶液再生装置对太阳能溶液进行再生的方法，其特征在于，包括步骤：
S1.在所述真空泵(7)的作用下，使所述容器内形成一定的负压；
S2.使用设置在所述进液口(8)上的分液器(10)，使太阳能稀溶液分布在所述底面板(1)上；
S3.所述太阳能稀溶液经吸收太阳能而温度升高；
S4.在负压下，所述太阳能稀溶液中的水分被分离出来，并经所述真空泵(7)排到所述容器外部，从而生成太阳能浓溶液；
S5.所述太阳能浓溶液由所述出液管(9)流出。
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