CN105042726B - 一种内冷型降膜板式除湿器 - Google Patents

一种内冷型降膜板式除湿器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内冷型降膜板式除湿器，由多个并排平行的除湿单元组成，除湿单元包括分水管和集水管，分水管和集水管中间连接一排平行的毛细管，毛细管的两面分别焊接降膜板，降膜板表面粘结吸液层。各除湿单元由总分水管和总集水管连接形成除湿模块，除湿模块上方设有导液波纹板，除湿模块下方设有集液槽。本发明的优点是：1)湿空气具有稳定的气流通路，空气处理过程中压力损失小，处理后的空气不会夹带溶液液滴；2)能够及时冷却水蒸气吸收过程中产生的凝结潜热，保证气液温度不会升高，提高溶液除湿效率，有效降低除湿器体积；3)与传统绝热型填料除湿器相比，能够减少单位除湿量的溶液质量流量，降低溶液使用量，也降低了再生热量。

Description

一种内冷型降膜板式除湿器
技术领域
本发明属于除湿器领域，具体涉及一种内冷型降膜板式除湿器。
背景技术
传统的空气调节方式是：让空气通过低于其露点温度的冷表面，即冷凝除湿的方式，实现对空气的降温与除湿处理，同时去除建筑的显热负荷与潜热负荷(湿负荷)，热湿耦合处理造成了能量利用品位上的浪费，并难适应建筑环境所要求的热湿比变化，同时，冷凝除湿方式产生的潮湿表面成为霉菌等生物污染物繁殖的良好场所，严重影响室内空气品质。温湿度独立控制系统的产生，让这些问题得到了解决，在该系统中单独采用除湿系统调节空气的湿度。溶液除湿作为一种有效的除湿环节，在余热利用、建筑节能和提高空气品质方面具有突出表现，正得到越来越多的应用。
溶液除湿系统作为一种吸收式热力系统，主要由除湿模块和再生模块组成，采用具有强吸湿性的溶液作为工作介质，吸湿液通过与湿空气直接接触进行热湿交换，从而达到降低空气湿度的目。吸湿液的浓度变化是溶液除湿空气处理装置的重要环节，在除湿装置中浓溶液与空气直接接触实现对空气的除湿处理，在具有热源驱动的再生装置中，稀溶液与空气接触实现对空气的加湿或称为溶液的浓缩再生过程。
除湿器是溶液除湿系统中重要的热质交换部件，根据除湿过程中有无冷却，将除湿器分为两类：内冷型除湿器和绝热型除湿器。溶液除湿是传热和传质相互耦合的一个过程，除湿过程中产生的凝结潜热被溶液吸收后，如果溶液无法及时冷却，溶液温度上升，将会降低溶液的除湿能力。内冷型除湿器，在溶液除湿过程中，通过冷却流体带走凝结潜热，降低除湿过程的不可逆损失，提高了除湿效率，而绝热型除湿器没有对除湿过程冷却，其除湿效率较内冷型除湿器低。
溶液除湿系统虽然在空气调湿方面能力突出，但由于传统除湿器结构不能形成稳定气流通道和分布均匀的液膜，也缺乏内部冷却，造成系统的气流通道不够稳定、气流压力损失大、空气夹带溶液液滴以及冷却能力不足等问题，导致溶液除湿系统的能效比偏低，系统体积较大，市场推广严重受阻。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内冷型降膜板式除湿器，能够克服传统溶液除湿器的缺点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种内冷型降膜板式除湿器，包括若干个并排平行设置的除湿单元，相邻两个除湿单元之间留有空气通道；每个除湿单元包括分水管、毛细管、降膜板、吸液层和集水管，每个除湿单元的分水管和集水管之间设有若干个平行的毛细管，且分水管和集水管通过毛细管相连通，毛细管的两侧均设有降膜板，降膜板的表面设有吸液层；所有除湿单元的分水管均固定在总分水管上并与总分水管相连通，所有除湿单元的集水管均固定在总集水管上并与总集水管相连通，所有除湿单元由总分水管和总集水管连接形成除湿模块，除湿模块上方设有导液波纹板，且导液波纹板与所有分水管之间均留有间隙，除湿模块下方设有集液槽。
该除湿器的管路采用同程式布置。
所述的降膜板的一面焊接在毛细管上，另一面上粘结有吸液层。
所述的导液波纹板上的每个波谷的谷底均开设有槽口。
所述的导液波纹板上的每个槽口分别正对于一个分水管的顶端。
所述的导液波纹板的上方设有用于喷洒除湿溶液的喷嘴。
所述的除湿溶液为CaCl2溶液、LiBr溶液、LiCl溶液或其中任意两种的混合溶液。
所述的导液波纹板、毛细管和降膜板为不锈钢材质。
所述的吸液层为无纺布材质。
该除湿器在工作时，冷凝水由总分水管流入，依次经过分水管、毛细管和集水管，最终由总集水管排出；除湿溶液先被喷洒到导液波纹板上，然后流至除湿单元被吸液层吸附，与湿空气进行热量和质量交换后最终流入集液槽中；湿空气从除湿单元间的空气通道流入，经除湿溶液除湿后流出。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
1)本发明提供的内冷型降膜板式除湿器包括若干个并排平行设置的除湿单元，相邻两个除湿单元之间留有空气通道，且空气通道由相邻两个除湿单元中的相邻两个降膜板围成，这样使得湿空气在该除湿器中具有稳定的气流通路，空气处理过程中压力损失小；而且由于围成空气通道的降膜板的表面设有吸液层，工作时吸液层上吸附有除湿溶液，使得除湿溶液在降膜板表面形成液膜，增大了空气与除湿溶液的接触面积，提高了除湿效果，使得处理后的空气不会携带溶液液滴。
2)降膜板的一面为除湿溶液与湿空气发生热量和质量交换的场所，另一面则设有很多毛细管，毛细管中通有冷凝水，因此通过毛细管和的降膜板传热，使得冷凝水能够及时冷却降膜板表面发生的水蒸气吸收过程(除湿过程)中产生的凝结潜热，保证空气和除湿溶液的温度不会升高，提高除湿溶液的除湿效率，有效降低除湿器的体积。
3)本发明提供的内冷型降膜板式除湿器与传统绝热型填料除湿器相比，由于采用吸液层使除湿溶液能够在降膜板表面形成稳定的液膜，增大空气与除湿溶液的接触面积，提高除湿效果，最大程度的发挥除湿溶液的除湿效果，所以能够减少单位除湿量所需的除湿溶液的质量流量，降低了除湿溶液的使用量，也降低了除湿溶液的再生热量，提高了除湿器的能效比。因此本发明提供的内冷型降膜板式除湿器具有良好的经济价值和使用前景，可在市场上进行广泛推广使用。
附图说明
图1为本发明提供的内冷型降膜板式除湿器的结构示意图。
图2为本发明提供的内冷型降膜板式除湿器的右视图。
图3为除湿单元的结构示意图。
图4为导液波纹板的结构示意图，其中A是整体示意图，B是A的局部放大图。
图5为本发明提供的内冷型降膜板式除湿器的工作流程示意图。
图6为使用本发明提供的内冷型降膜板式除湿器的溶液除湿系统示意图。
其中：1为总分水管、2为导液波纹板、3为分水管、4为毛细管、5为降膜板、6为吸液层、7为总集水管、8为集液槽、9为集水管、10为槽口、11为溶液泵、12为冷凝器、13为压缩机、14为内冷型降膜板式除湿器、15为水泵、16为冷却塔、17为浓溶液槽、18为表面冷却器、19为溶液热交换器、20为蒸发器、21为膨胀阀、22为稀溶液槽、23为再生器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明总的构思是：采用毛细管内部冷却的方式降低除湿过程的溶液温度，采用降膜板创造了较大的气液接触面积和稳定的气流通路，采用吸液层使除湿溶液能够在降膜板表面形成均匀的液膜，通过以上方法来达到提高除湿效率和空气品质的目的。为了详细说明本发明的技术内容以及构造和目的，下面结合附图进行具体介绍。
由图1、图2、图3、图4可知，本发明提供的内冷型降膜板式除湿器包括多个并排平行的除湿单元，相邻两个除湿单元之间留有空气通道；每个除湿单元包括分水管3、毛细管4、降膜板5、吸液层6和集水管9，分水管3和集水管9中间连接一排平行的毛细管4，且分水管3和集水管9通过毛细管4相连通，毛细管4的两面分别焊接降膜板5，降膜板5外表面(与毛细管4相对的一面)紧密粘结一层吸液层6，即相邻两个除湿单元之间的空气通道由相邻两个除湿单元中的相邻两个降膜板围成。所有除湿单元的分水管3均固定在总分水管1上并与总分水管1相连通，所有除湿单元的集水管9均固定在总集水管7上并与总集水管7相连通，各除湿单元由总分水管1和总集水管7连接形成除湿模块，除湿模块上方设有导液波纹板2，导液波纹板2上的每个波谷的谷底均开设有槽口10，每个槽口10分别正对于一个分水管3的顶端，并与分水管留有间隙，除湿模块下方设有集液槽8。导液波纹板2的上方设有用于喷洒除湿溶液的喷嘴，除湿溶液为CaCl2溶液、LiBr溶液、LiCl溶液或其中任意两种的混合溶液。该除湿器的管路采用同程式布置。导液波纹板2、毛细管4和降膜板5为不锈钢材质，吸液层6为无纺布材质。
由图1、图5可知，该除湿器的工作过程为：除湿溶液经喷嘴喷洒到导液波纹板2上后，沿着导液波纹板2的斜壁流进槽口10，掉落在各除湿单元分水管3的表面，由于重力作用，沿着降膜板5表面的吸液层6向下流动，由于吸液层6的毛细抽吸作用，除湿溶液均匀分布在降膜板5表面，形成稳定的液膜，并最终汇入集液槽8中。湿空气从平行的降膜板5间的通道内穿过，与吸液层6上的除湿溶液发生热质传递，从而达到除湿的目的。冷却水沿总分水管1流入各除湿单元的分水管3，由于重力作用，冷却水在毛细管4内部向下流动，与降膜板5表面的溶液发生热交换，吸收除湿过程的凝结潜热，然后汇入集水管9，各除湿单元的集水管9再将冷却水汇入总集水管7后流出。
对于含有本发明提供的内冷型降膜板式除湿器的使用热泵式溶液除湿新风机组的空气调节系统，结合附图6对该系统的运行情况进行说明。该系统主要由溶液泵11、冷凝器12、压缩机13、内冷型降膜板式除湿器14、水泵15、冷却塔16、浓溶液槽17、表面冷却器18、溶液热交换器19、蒸发器20、膨胀阀21、稀溶液槽22、再生器23组成。系统运行流程为：室外空气进入内冷型降膜板式除湿器14，与除湿溶液发生热质交换的除湿过程，湿空气变得干燥，经过表面冷却器18降温，送入室内。除湿溶液吸收水蒸气变稀，由内冷型降膜板式除湿器14流入稀溶液槽22，稀溶液槽22的溶液在溶液泵11的作用下，流入浓溶液槽17，浓溶液槽17内的溶液在溶液泵的作用下流入再生器，与室外新风发生热质交换的再生过程，溶液浓度增大，再次流入浓溶液槽。以此往复循环，成为连续运转的溶液除湿系统。其中，浓溶液槽17与稀溶液槽22间的循环管路采用溶液热交换器19提高能源利用率。
除湿过程中，冷却水的冷量由冷却塔16提供，在水泵的作用下，冷却水进入除湿器中对除湿过程进行冷却。除湿溶液由蒸发器20进行冷却后再进入除湿器。
再生过程中，除湿溶液由冷凝器12进行加热后进入再生器，高温除湿溶液加湿空气，溶液的浓度增大。
其中除湿溶液为CaCl2、LiBr、LiCl溶液或其中任意两种混合溶液。

Claims (7)

1.一种内冷型降膜板式除湿器，其特征在于：包括若干个并排平行设置的除湿单元，相邻两个除湿单元之间留有空气通道；每个除湿单元包括分水管(3)、毛细管(4)、降膜板(5)、吸液层(6)和集水管(9)，每个除湿单元的分水管(3)和集水管(9)之间设有若干个平行的毛细管(4)，且分水管(3)和集水管(9)通过毛细管(4)相连通，毛细管(4)的两侧均设有降膜板(5)，降膜板(5)的表面设有吸液层(6)，相邻除湿单元的相邻降膜板(5)围成空气通道；所有除湿单元的分水管(3)均固定在总分水管(1)上并与总分水管(1)相连通，所有除湿单元的集水管(9)均固定在总集水管(7)上并与总集水管(7)相连通，所有除湿单元由总分水管(1)和总集水管(7)连接形成除湿模块，除湿模块上方设有导液波纹板(2)，且导液波纹板(2)与所有分水管(3)之间均留有间隙，除湿模块下方设有集液槽(8)；
所述的导液波纹板(2)上的每个波谷的谷底均开设有槽口(10)；
所述的导液波纹板(2)上的每个槽口(10)分别正对于一个分水管(3)的顶端；
所述的导液波纹板(2)的上方设有用于喷洒除湿溶液的喷嘴。
2.根据权利要求1所述的内冷型降膜板式除湿器，其特征在于：该除湿器的管路采用同程式布置。
3.根据权利要求1所述的内冷型降膜板式除湿器，其特征在于：所述的降膜板(5)的一面焊接在毛细管(4)上，另一面上粘结有吸液层(6)。
4.根据权利要求3所述的内冷型降膜板式除湿器，其特征在于：所述的除湿溶液为CaCl2溶液、LiBr溶液、LiCl溶液或其中任意两种的混合溶液。
5.根据权利要求1所述的内冷型降膜板式除湿器，其特征在于：所述的导液波纹板(2)、毛细管(4)和降膜板(5)为不锈钢材质。
6.根据权利要求1所述的内冷型降膜板式除湿器，其特征在于：所述的吸液层(6)为无纺布材质。
7.根据权利要求1所述的内冷型降膜板式除湿器，其特征在于：该除湿器在工作时，冷凝水由总分水管(1)流入，依次经过分水管(3)、毛细管(4)和集水管(9)，最终由总集水管(7)排出；除湿溶液先被喷洒到导液波纹板(2)上，然后流至除湿单元被吸液层(6)吸附，与湿空气进行热量和质量交换后最终流入集液槽(8)中；湿空气从除湿单元间的空气通道流入，经除湿溶液除湿后流出。
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