CN102679469B - 具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，除湿空调箱内部由风管环绕形成螺旋形空气通道，且除湿空调箱分为预处理单元和主处理单元两级反应单元；在预处理单元和主处理单元上部设置有与超声波信号发生器连接的预处理单元盐溶液雾化装置和主处理单元盐溶液雾化装置，下部设置有第一稀溶液槽和第二稀溶液槽；第一稀溶液槽通过第一溶液泵与浓溶液再生装置连接；浓溶液缸通过第二溶液泵与主处理单元盐溶液雾化装置连接；第二稀溶液槽通过第三溶液泵与预处理单元盐溶液雾化装置连接；除湿空调箱左右两边设有进风管和排风管；排风管中设有除雾装置。本发明具有除湿效率高、系统阻力小且节约安装空间的优点。

Description

具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统

技术领域

本发明涉及空调节能领域，具体涉及一种具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统。

背景技术

据有关资料显示，在北京、上海等大城市中，传统空调耗电量占夏季总耗电量的40％以上，而其中，空调进行除湿的能耗更是占整个空气处理能耗的20％-40％。可见，提高空调系统的除湿性能对构建绿色建筑具有重要意义。近年来兴起的一种溶液除湿空调系统可以良好地利用工业废热等低品位热源，并因其系统设计灵活、结构简便，同时溶液具有杀菌消毒作用，而得了到广泛的研究与发展。

然而，在溶液除湿空调中，如何使除湿剂溶液与空气更充分地进行除湿反应，同时减小系统阻力及系统所占用的建筑空间，一直是众多学者研究的热点。王俐、连之伟、刘蔚巍等人在《Improvement of conventional liquid desiccant dehumidificationtechnology》一文中(东南大学学报，2011(第26卷，第2期)：212-216)指出采用超声雾化除湿剂溶液的方法可显著增加除湿剂溶液与空气之间的反应面积，与传统填料式系统相比，除湿效率明显提高。边争，连之伟等人在《超声雾化液体除湿空调系统性能的实验研究》一文中(上海交通大学学报，2012，46(4))指出增大反应过程中的液气比及气液反应时间，都将使除湿剂溶液与空气间的除湿反应更为充分，提高系统的除湿效率。

中华人民共和国申请号为201010587750.5的发明专利公开了一种利用超声雾化技术的多级M型空气通道溶液除湿空调系统，该系统采用将反应管段设置成M型空气通道来增加气液反应时间，以促进除湿剂溶液与空气间的反应进程。然而，该空调系统只是单纯地增加了气液反应时间，并没有增加反应过程中的另一重要影响因素——液气比，使仍具有除湿效力的除湿剂溶液没有得到进一步利用。同时，该系统占用的空间较大。并且，由于除湿空调箱的内部结构所限，其系统压力降偏大。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明的目的在于提出一种具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统。

为达到上述目的，本发明提供一种具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，包括进风管、除湿空调箱、除雾装置、排风管、第一溶液泵、浓溶液再生装置、浓溶液缸、第二溶液泵、超声波信号发生器，还包括：第一稀溶液槽、第二稀溶液槽、预处理单元盐溶液雾化装置、主处理单元盐溶液雾化装置和第三溶液泵，除湿空调箱内部由风管环绕形成螺旋形空气通道，且除湿空调箱分为预处理单元和主处理单元两级反应单元；预处理单元盐溶液雾化装置和主处理单元盐溶液雾化装置分别设置在预处理单元和主处理单元上部，第一稀溶液槽和第二稀溶液槽分别设置在预处理单元和主处理单元下部；第一稀溶液槽出口通过第一溶液泵与浓溶液再生装置连接；浓溶液缸通过第二溶液泵与主处理单元盐溶液雾化装置连接；第二稀溶液槽出口通过第三溶液泵与预处理单元盐溶液雾化装置连接；进风管和排风管与除湿空调箱连接；除雾装置连接至排风管的中部管段，超声波信号发生器分别与预处理单元盐溶液雾化装置和主处理单元盐溶液雾化装置连接。

依照本发明较佳实施例所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，还包括一湿度传感器，湿度传感器连接至排风管出口。

依照本发明较佳实施例所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，该螺旋形空气通道的截面高应大于：

$\frac{d^{2}g}{18{\mathrm{\μ}}_a}({\mathrm{\ρ}}_l-{\mathrm{\ρ}}_a)\·t,$ 其中，

d为液滴直径；

μ_a为空气的动力粘性系数；

ρ_l和ρ_a分别为盐溶液及空气的密度；

t为气液完全反应的时间。

依照本发明较佳实施例所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，该螺旋形空气通道的截面高至少为20cm。

依照本发明较佳实施例所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，该除湿空调箱箱体为圆环形。

依照本发明较佳实施例所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，该螺旋形空气通道由矩形风管环绕形成。

依照本发明较佳实施例所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，该除雾装置采用丝网除雾器。

本发明的工作过程为：除湿系统工作时，待处理的湿空气由进风管流入除湿空调箱的螺旋形空气通道内，先在预处理单元中与来自第二稀溶液槽中的盐溶液进行预处理反应，随后进入主处理单元中与来自浓溶液缸的浓盐溶液发生除湿反应，先后经过预处理单元和主处理单元两级反应后变为干空气，从排风口排出。安装在排风口管段中部的除雾器则将干空气中携带的盐溶液雾化颗粒拦截并送回第二稀溶液槽中进行汇集。设在排风口的末端的湿度传感器检测排除的干空气的湿度后，调节除湿剂溶液流量，使排风管的干空气湿度被控制在要求范围内。

本发明增大了液气比及气液反应时间，减小了系统阻力，同时提高了除湿剂的利用率，系统的经济性及节能性得到了显著改善，将为人们营造一个更加舒适、健康的室内环境。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

第一，除湿空调箱中布置的螺旋式空气通道，实际上增加了气液反应管段长度，将使除湿系统的反应时间更长，反应更加充分，从而提高了系统除湿效率。

第二，除湿剂溶液经过两级反应，第一稀溶液槽中的稀溶液的水蒸气分压力相比于已有发明中的稀溶液水蒸气分压力有所增加，从而浓溶液再生装置中的溶液再生效率将得到提高。

第三，该螺旋式空气通道相比于已有技术中的M型空气通道，其系统阻力更小，有效降低了系统压力降。并且，该种结构大大节省了系统所占用的建筑空间。

第四，汇集在第二稀溶液槽中但仍具有除湿效力的溶液，被引入预处理单元中与湿空气进行预处理除湿反应，增大了系统除湿过程中的液气比，进一步提高了溶液利用率及系统的除湿效率。

附图说明

图1为本发明基于具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统的结构示意图：

图中：1进风管，2除湿空调箱，3螺旋形空气通道，4预处理单元，5主处理单元，6除雾装置，7排风管，8第一稀溶液槽，9第二稀溶液槽，10第一溶液泵，11浓溶液再生装置，12浓溶液缸，13第二溶液泵，14主处理单元盐溶液雾化装置，15第三溶液泵，16预处理单元盐溶液雾化装置，17超声波信号发生器，18湿度传感器。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。

请参阅图1，一种具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，包括：进风管1，除湿空调箱2，螺旋形空气通道3，预处理单元4，主处理单元5，除雾装置6，排风管7，第一稀溶液槽8，第二稀溶液槽9，第一溶液泵10，浓溶液再生装置11，浓溶液缸12，第二溶液泵13，主处理单元盐溶液雾化装置14，第三溶液泵15，预处理单元盐溶液雾化装置16，超声波信号发生器17和湿度传感器18，其中，圆环形除湿空调箱2内部由矩形风管顺时针方向环绕形成螺旋形空气通道3，其分为预处理单元4和主处理单元5两级处理单元，并由设置在其下方的第一稀溶液槽8和第二稀溶液槽9的支撑架所支撑，且其底部的四个开口分别与第一稀溶液槽8和第二稀溶液槽9连通。预处理单元盐溶液雾化装置16和主处理单元盐溶液雾化装置14分别设置在预处理单元4和主处理单元5上部，且均与超声波信号发生器17连接。第一稀溶液槽8通过第一溶液泵10与溶液再生装置11的入口相连，溶液再生装置11的出口与浓溶液缸12入口相连。浓溶液缸12的出口通过第二溶液泵13连接到主处理单元盐溶液雾化装置14。第二稀溶液槽9出口经第三溶液泵15与预处理单元盐溶液雾化装置16相连接。进风管1和排风管7分别连接至除湿空调箱2的左右两边并且都开口向上。除雾装置6设在排风管7的管段中部。在排风管7的出口处设置有湿度传感器18。

为了避免超声雾化颗粒与螺旋式空气通道3发生触壁，螺旋形空气通道3的截面高大于(式中d为液滴直径；μ_a为空气的动力粘性系数；ρ_l和ρ_a分别为盐溶液及空气的密度；t为气液完全反应的时间，均为国际单位)，以避免超声雾化颗粒与螺旋形空气通道发生触壁。具体地，螺旋形空气通道3的截面高至少为20cm。另外，除雾装置6选择阻力较小、除雾性能较好的丝网除雾器，以减小整个系统的阻力。

除湿系统工作时，待处理的湿空气由进风管1流入除湿空调箱2内，先在预处理单元4中与来自第二稀溶液槽9中的盐溶液进行预处理反应，随后进入主处理单元5中与来自浓溶液缸12的浓盐溶液发生除湿反应，先后经过预处理单元4和主处理单元5两级反应后变为干空气，从排风管7排出。安装在排风管7管段中部的除雾器6则将干空气中携带的盐溶液雾化颗粒拦截并送回第二稀溶液槽9中进行汇集。设在排风管7的末端的湿度传感器18检测排除的干空气的湿度后，调节除湿剂溶液流量，使排风管7的干空气湿度被控制在要求范围内。

相对应的溶液循环为：第二稀溶液槽9中的溶液经第三溶液泵15流入预处理单元盐溶液雾化装置16中进行雾化处理，预处理单元盐溶液雾化装置16接收来自超声波发生器17的超声信号，将除湿剂溶液处理为30-50μm的雾化颗粒后喷入除湿空调箱的预处理单元中，盐溶液雾化颗粒在预处理单元中与湿空气进行预处理除湿反应。反应后的盐溶液由预处理单元4下方所对应的两个开口流入第一稀溶液槽8中并汇集，随后由第一溶液泵10输送到溶液再生装置11中进行再生，再生后的浓溶液被送往浓溶液缸12中储存。储存在浓溶液缸12中的浓溶液随后由第二溶液泵13输送到主处理单元盐溶液雾化装置14中进行雾化处理后被二次利用，喷洒在主处理单元5中与螺旋形空气通道3中的空气进行除湿反应。反应完成后，被稀释的溶液通过主处理单元5下方的两个开口流入第二稀溶液槽9中，并且，出口处的干空气所携带的少量雾化颗粒经过除雾器6后逐渐聚集，流回第二稀溶液槽9中，第二稀溶液槽9中的稀溶液汇集后被送往预处理单元盐溶液雾化装置16中，与入口处的湿空气发生预处理除湿反应。系统中的除湿剂溶液按此方式不断循环使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施实例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，包括进风管、除湿空调箱、除雾装置、排风管、第一溶液泵、浓溶液再生装置、浓溶液缸、第二溶液泵、超声波信号发生器，其特征在于，还包括：第一稀溶液槽、第二稀溶液槽、预处理单元盐溶液雾化装置、主处理单元盐溶液雾化装置和第三溶液泵，所述除湿空调箱内部由风管环绕形成螺旋形空气通道，且所述除湿空调箱分为预处理单元和主处理单元两级反应单元；所述预处理单元盐溶液雾化装置和主处理单元盐溶液雾化装置分别设置在所述预处理单元和主处理单元上部，所述第一稀溶液槽和第二稀溶液槽分别设置在所述预处理单元和主处理单元下部；所述第一稀溶液槽出口通过所述第一溶液泵与所述浓溶液再生装置连接；所述浓溶液再生装置的出口与浓溶液缸入口相连；所述浓溶液缸通过所述第二溶液泵与主处理单元盐溶液雾化装置连接；所述第二稀溶液槽出口通过所述第三溶液泵与所述预处理单元盐溶液雾化装置连接；所述进风管和排风管与所述除湿空调箱连接；所述除雾装置设置在所述排风管的中部，所述超声波信号发生器分别与所述预处理单元盐溶液雾化装置和主处理单元盐溶液雾化装置连接。

2.根据权利要求1所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，其特征在于，还包括一湿度传感器，所述湿度传感器连接至所述排风管出口。

3.根据权利要求1所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，其特征在于，所述的螺旋形空气通道的截面高应大于：

$\frac{d^{2}g}{18{\mathrm{\μ}}_a}({\mathrm{\ρ}}_l-{\mathrm{\ρ}}_a)\·t,$ 其中，

d为液滴直径；

μ_a为空气的动力粘性系数；

ρ_l和ρ_a分别为盐溶液及空气的密度；

t为气液完全反应的时间。

4.根据权利要求3所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，其特征在于，所述螺旋形空气通道的截面高至少为20cm。

5.根据权利要求1所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，其特征在于，所述除湿空调箱箱体为圆环形。

6.根据权利要求1所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，其特征在于，所述螺旋形空气通道由矩形风管顺时针方向环绕形成。

7.根据权利要求1所述的具有预处理功能的螺旋形通道超声雾化液体除湿空调系统，其特征在于，所述除雾装置采用丝网除雾器。