CN102506471A

CN102506471A - 一种溶液再生装置及其方法

Info

Publication number: CN102506471A
Application number: CN2011103569839A
Authority: CN
Inventors: 叶立英
Original assignee: HANGZHOU ISAW TECHNOLOGY Ltd
Current assignee: HANGZHOU ISAW TECHNOLOGY Ltd
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种溶液再生装置及其方法，装置由热泵、气液热质交换装置、溶液槽、泵和风机组成，其中，热泵由压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器组成，泵驱动溶液槽中的溶液经过冷凝器再经过气液热质交换装置，再落入溶液槽，风机驱动空气经过气液热质交换装置，再经过蒸发器；本发明具有效率高、系统简单、方便安全等特点，易与常规空调系统配套使用，如直接放置在空调箱附近的室内而无需连接风管。

Description

一种溶液再生装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种溶液再生装置及其方法，特别涉及一种除湿溶液的再生装置及其方法。

背景技术

液体除湿属于开式循环，其再生是除湿的逆过程。

常规的液体除湿再生也采用开式循环，即空气与除湿液接触，空气被加热加湿，除湿液得到浓缩，热湿空气排至大气。

当室外空气湿度较高时，往往需要较高的温度对溶液进行再生，对放置在室内再生装置而言，往往需要从室外引入空气，又向室外排气，导致系统复杂，某些场合，如地下矿井，隧道等，大型建筑，往往难于布置风管从大气抽取空气和向大气排放空气。

因此有必要找到一种闭式的除湿溶液再生系统及方法，不依赖于环境空气的湿度，同时又可利用较低的热源温度对溶液进行再生。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种溶液再生装置及其方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种溶液再生装置，装置由热泵、气液热质交换装置、溶液槽、泵和风机组成，其中，热泵由压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器组成，泵驱动溶液槽中的溶液经过冷凝器再经过气液热质交换装置，再落入溶液槽，风机驱动空气经过气液热质交换装置，再经过蒸发器。

进一步地，还包括散热装置，空气从气液热质交换装置出来后，先经过散装置，再经过蒸发器。

进一步地，空气经过气液热质交换装置后一部分排出，另一部分再经过蒸发器，经过蒸发器的空气与从外界补充的空气混合进入气液热质交换装置。

进一步地，所述的冷凝器与气液热质交换装置合二为一。

进一步地，装置还含有空气热回收装置，空气先经过气液热质交换装置，再经过空气热回收装置的一侧，再经过蒸发器，然后再经过空气热回收装置的另一侧，最后再进入气液热质交换装置。

进一步地，所述的蒸发器被第二蒸发器替代，同时增加第二气液传质传热装置、第二泵、水槽、第二泵驱动水槽中的水通过第二蒸发器，再通过第二气液传质传热装置，最后落入水槽，风机驱动空气经过气液传质传热装置，再经过第二气液传质传热装置。

进一步地，所述的热泵由热水/溶液换热器和冷水/空气换热器替代，泵驱动溶液通过热水/溶液换热器，再经过气液传质传热装置，再落入溶液槽，风机驱动空气经过气液传质传热装置，再落入溶液槽，风机驱动空气经过气液传质传热装置，再经过冷水/空气换热器。

一种溶液再生方法，该方法为：空气先经过气液传质传热过程与被加热的溶液进行热质交换，空气被加热加湿，变为热湿空气，溶液被浓缩，热湿空气再经过冷却过程被冷却除湿变为空气，加热溶液所需要的热量来自热泵的冷凝热或其它热源，冷却热湿空气所需的冷量来自同一热泵的蒸发器或其它冷源。

进一步地，所述的热湿空气先经过热交换过程被冷却变为冷却空气后，再经过冷却除湿过程变为除湿空气，然后再经过热交换过程与热湿空气进行热交换，被加热变为空气，最后与溶液进行热质交换变为热湿空气。

进一步地，所述的热泵的冷热平衡的调节通过下述三种方式之一或其组合来调节：再生器与除湿器间交换的溶液流量、空气对外界的散热量和排入大气的热湿空气量。

本发明具有以下技术效果：

1、不依赖于环境的空气条件，如温湿度；

2、可以利用较低温度和热源；

3、可以利用常规压缩式热泵系统产生的热和冷联合对溶液进行再生；

4、本发明具有效率高、系统简单、方便安全等优点；

5、本发明易与常规空调系统配套使用，如直接放置在空调箱附近的室内而无需连接风管。

附图说明

图1为热泵溶液再生装置；

图2为带有散热器的热泵溶液再生装置；

图3为带有少量排气的热泵溶液再生装置；

图4为带有空气热回收器的热泵溶液再生装置；

图5为带有空气热回收器和散热器的热泵溶液再生装置；

图6为热泵溶液再生装置的第二种形式；

图7为热泵溶液再生装置的第三种形式；

图8为冷水/热水联合驱动的溶液再生装置；

图9为与图1对应的溶液再生过程焓湿图；

图10为与图2对应的溶液再生过程焓湿图；

图11为图4的对应的溶液再生过程焓湿图。

具体实施方式

下面根据附图详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图1所示，热泵溶液再生装置由热泵10、气液热质交换装置11、溶液槽12、泵17和风机19组成。热泵由压缩机13、膨胀节流装置16、蒸发器15和冷凝器14组成。

压缩机13、蒸发器15的制冷剂通道、膨胀节流装置16和冷凝器14的制冷剂通道组成封闭的制冷剂循环，溶液槽12内盛有溶液40，溶液槽12、泵17、冷凝器14的液体通道和气液热质交换装置11的液体通道组成一个液体循环，气液热质交换装置11的气体通道、蒸发器15的气体通道和风机19组成空气循环。

泵17驱动溶液槽12内的溶液40进入冷凝器14，被加热后再进入气液热交换装置11，被浓缩后落入溶液槽12，风机19驱动空气30进入气液热质交换装置11，与溶液40进行热质交换，空气被加热加湿其状态变为热湿空气2后，再进入蒸发器15进行换热，空气被除湿冷却，其状态变为1，然后再进入气液热质交换装置11，空气经过蒸发器15被除湿会产生冷凝水，图1中未表示冷凝水。

溶液槽12与除湿器（图1中未表示），有溶液的交换，即来自除湿器的冷的稀的溶液进入溶液槽12，而浓的热的浓溶液送至除湿器，可以通过调节冷热溶液交换引起的热散失来平衡热泵两侧的能量差，即冷量和热量的差别，从而保持再生装置的能量平衡。

图2与图1的唯一不同在于在空气的循环过程引入了散热装置18，以保持再生装置的能量平衡，从而避免因热泵两侧能量差，即冷量和热量差别，导致的能量不平衡。

引入散热装置18后，从气液热质交换装置11出来空气在进入到蒸发器15之前，先经过散热装置18。

图3与图1的不同之处在于经过气液热质交换装置11的空气有部分排出，同时，在蒸发器15与气液热质交换装置11之间从外界引入部分空气6，其目的也是为了维持再生装置的能量平衡。

图4与图1不同在于引入了空气热回收装置20，这样有助于提高再生的能效。

图5与图4不同之处在于引入了散热装置18，以维持再生装置的能量平衡。

图6为热泵溶液再生装置的第二种形式，即将图1中的气液热质交换装置11与冷凝器的功能合二为一，并用一个装置51来替代。

图7为热泵溶液再生装置的第三种形式，即：将图1中蒸发器15用第二蒸发器52替代，同时增加第二气液传质传热装置53，第二泵54，水槽55，第二泵54驱动水槽55中的水60通过第二蒸发器52，再通过第二气液传质传热装置53，最后落入水槽55，风机19驱动空气30经过气液传质传热装置11，再经过第二气液传质传热装置53。

图8中将图1中的热泵10去除，增加了热水/溶液换热器74实现溶液的加热，同时增加冷水/空气换热器75实现空气的除湿冷水，热水和冷水均由外界提供，其它与图1相同。

图9为与图1对应的空气焓湿图，即空气1经过气液热质交换装置11被加热加湿变为热湿空气2，热湿空气2再经过蒸发器15被冷却除湿变为1。

图10为与图2对应的空气焓湿图，即空气经过气液热质交换装置11被加热加湿变为热湿空气2，热湿空气2再过散热器18被冷却变为冷却空气3，冷却空气3再经过蒸发器15被冷却除湿变为1。

图11为与图4对应的空气焓湿图，即：空气1先经过气液热质交换装置11被加热加湿变为热湿空气2，热湿空气2再经过空气热回收装置20的一侧被冷却变为冷却空气3，然后再经过蒸发器15被冷却除湿变为除湿空气4，然后再经过空气回收装置的另一侧被变为1。

图1与图8反映了本发明的基本的闭式循环溶液再生方法，即：空气1先经过气液传质传热过程与被加热的溶液进行热质交换，空气被加热加湿，变为热湿空气2，溶液被浓缩，热湿空气2再经过冷却过程被冷却除湿变为1，加热溶液所需要的热量来自热泵的冷凝热或其它热源，冷却热湿空气2所需的冷量来自同一热泵的蒸发器或其它冷源。

上述闭式循环的能量效率，可通过增加空气热回收器进行改进，如图4所示，即：热湿空气2先经过热交换过程被冷却变为冷却空气3后，再经过冷却除湿过程变为除湿空气4，然后再经过热交换过程与先经过热交换过程热湿空气2进行热交换，被加热变为1，最后与溶液进行热质交换变为热湿空气2。

对于采用热泵驱动的闭式循环的能量平衡调节的方法有三种形式，即：再生器与除湿器间交换的溶液流量，空气对外界的散热量，排入大气的热湿空气量。图1，2，3反映了三种情况。也可通过三种形式的不同的组合来实现。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种溶液再生装置，其特征在于，装置由热泵（10）、气液热质交换装置（11）、溶液槽（12）、泵（17）和风机（19）等组成，其中，热泵由压缩机（13）、膨胀阀（16）、蒸发器（15）和冷凝器（14）等组成，泵（17）驱动溶液槽（12）中的溶液（40）经过冷凝器（14）再经过气液热质交换装置（11），再落入溶液槽（12），风机（19）驱动空气（30）经过气液热质交换装置（11），再经过蒸发器（15）。

2.根据权利要求1所述溶液再生装置，其特征在于，还包括散热装置（18），空气（30）从气液热质交换装置（11）出来后，先经过散装置（18），再经过蒸发器（15）。

3.根据权利要求1所述的溶液再生装置，其特征在于，空气（30）经过气液热质交换装置（11）后一部分排出，另一部分再经过蒸发器（15），经过蒸发器（15）的空气与从外界补充的空气混合进入气液热质交换装置（11）。

4.根据权利要求1所述的溶液再生装置，其特征在于，所述的冷凝器（14）与气液热质交换装置（11）合二为一。

5.根据权利要求1所述的溶液再生装置，其特征在于，装置还含有空气热回收装置（20），空气（30）先经过气液热质交换装置（11），再经过空气热回收装置（20）的一侧，再经过蒸发器（15），然后再经过空气热回收装置（20）的另一侧，最后再进入气液热质交换装置（11）。

6.根据权利要求1所述的溶液再生装置，其特征在于，所述的蒸发器（15）被第二蒸发器（52）替代，同时增加第二气液传质传热装置（53），第二泵（54），水槽（55），第二泵（54）驱动水槽（55）中的水（60）通过第二蒸发器（52），再通过第二气液传质传热装置（53），最后落入水槽（55），风机（19）驱动空气（30）经过气液传质传热装置（11），再经过第二气液传质传热装置（53）。

7.根据权利要求1所述的溶液再生装置，其特征在于，所述的热泵（10）由热水/溶液换热器（74）和冷水/空气换热器（75）替代，泵（17）驱动溶液（40）通过热水/溶液换热器（74），再经过气液传质传热装置（11），再落入溶液槽（12），风机（19）驱动空气经过气液传质传热装置（11），再落入溶液槽（12），风机（19）驱动空气经过气液传质传热装置（11，再经过冷水/空气换热器（74）。

8.一种溶液再生方法，其特征在于，该方法为：空气（1）先经过气液传质传热过程与被加热的溶液进行热质交换，空气被加热加湿，变为热湿空气（2），溶液被浓缩，热湿空气2再经过冷却过程被冷却除湿变为空气（1），加热溶液所需要的热量来自热泵的冷凝热或其它热源，冷却热湿空气（2）所需的冷量来自同一热泵的蒸发器或其它冷源。

9.根据权务要求8所述的溶液再生方法，其特征在于，所述的热湿空气（2）先经过热交换过程被冷却变为冷却空气（3）后，再经过冷却除湿过程变为除湿空气（4），然后再经过热交换过程与热湿空气（2）进行热交换，被加热变为空气（1），最后与溶液进行热质交换变为热湿空气（2）。

10.根据权务要求8所述的溶液再生方法，其特征在于，所述的热泵的冷热平衡的调节通过下述三种方式之一或其组合来调节：再生器与除湿器间交换的溶液流量、空气对外界的散热量和排入大气的热湿空气量。