CN108800353B - 一种利用溶液的空气除湿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用溶液的空气除湿装置，包括太阳能光伏发电部分、半导体制冷制热部分和溶液除湿再生部分；太阳能光伏发电部分由太阳能光伏板、控制器、蓄电池和电线组成；半导体制冷制热部分由冷端和热端组成；溶液除湿再生部分由除湿器、再生器、溶液泵和液管组成，其中除湿器和再生器的填料由分别与半导体制冷制热部分的冷端和热端紧密相连的耐腐蚀导热部件充当。太阳能光伏发电部分产生的直流电供给半导体制冷制热部分，冷端产生的冷量用于排除除湿过程产生的热量，热端产生的热量用于补充再生过程散失的热量。本发明中再生过程可以实现内热型再生，除湿过程为内冷型除湿，比绝热再生和除湿可以获得更好的溶液再生效果，进而空气除湿效果。

Description

一种利用溶液的空气除湿装置
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电、半导体制冷制热、空气与溶液传热传质领域，具体是一种利用溶液的空气除湿装置。
背景技术
太阳能是一种清洁能源，利用太阳能光伏发电技术，可以将太阳能转换为电能，发出直流电。电能也是一种清洁能源。
半导体制冷制热技术利用帕尔贴效应，让直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以同时实现制冷和制热的效果。
对于绝热型除湿而言，空气中的水蒸气在被溶液吸收后会释放出潜热，从而使溶液温度升高，恶化溶液的除湿能力。而内冷型除湿技术在进行除湿的同时，导出热量使溶液温度保持恒定以维持溶液除湿的能力，其效率要高于绝热型。对于绝热型再生而言，溶液中的水分在蒸发时需要从溶液吸收热量，从而使溶液温度降低，弱化溶液再生的能力。而内热型再生技术在进行再生的同时，提供热量给溶液以维持溶液再生的效果，其效率要高于绝热型。
发明内容
本发明目的是提供一种利用溶液的空气除湿装置，将太阳能光伏发电、半导体制冷制热、空气与溶液传热传质结合为一体，太阳能光伏发电部分产生的直流电供给半导体制冷制热部分，半导体制冷制热部分的冷端产生的冷量用于排除除湿过程产生的热量，在热端产生的热量用于补充再生过程散失的热量。本发明中再生过程可以实现内热型再生，除湿过程为内冷型除湿，比绝热再生和除湿可以获得更好的溶液再生效果和除湿效果，进而更方便降低空气含湿量。
发明采用的技术方案如下：
一种利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：包括太阳能光伏发电部分、半导体制冷制热部分和溶液除湿再生部分；
所述太阳能光伏发电部分包括太阳能光伏板、控制器、蓄电池和电线，所述太阳能光伏板、控制器、蓄电池依次连接；
所述半导体制冷制热部分包括冷端和热端，太阳能光伏发电部分为半导体制冷制热部分提供电能；
所述溶液除湿再生部分包括除湿器、再生器、溶液换热器、除湿溶液泵、再生溶液泵和液管，其中除湿器和再生器的填料由分别与半导体制冷制热部分的冷端和热端紧密相连的耐腐蚀导热部件充当；所述除湿器和再生器均包括有布液器、进风口、出风口，溶除湿器和再生器的下方分别设有一个集液盘；所述除湿器下方的集液盘的出液口与溶液换热器的稀溶液进液口通过液管相连；除湿溶液泵进口通过液管与溶液换热器的浓溶液出口相连、出口与通往除湿器布液器上方的液管相连；再生器下方的集液盘的出液口与溶液换热器的浓溶液进液口通过液管相连；除湿再生泵进口通过液管与溶液换热器的稀溶液出口相连、出口与通往再生器布液器上方的液管相连；
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述太阳能光伏发电部分产生的直流电供给半导体制冷制热部分，由控制器和蓄电池联合工作调整供给半导体制冷制热部分的电量，进而改变制冷及制热量。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述半导体制冷制热部分工作时，冷端产生的冷量由耐腐蚀导热部件传递给溶液换热器中的溶液用于排除除湿过程中水蒸气液化产生的潜热；热端产生的热量由耐腐蚀导热部件传递给溶液换热器中的溶液，用于补充再生过程由于水分蒸发而散失的热量。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述除湿器中：浓溶液首先被除湿溶液泵从溶液换热器抽出经液管送至除湿器布液器，后下落至与半导体制冷制热部分的冷端紧密相连的耐腐蚀导热部件外表面，吸收由进风口进入的空气中的水分浓度降低后继续下落，最终落入集液盘，并通过液管流出除湿器进入溶液换热器与来自再生器的浓溶液进行换热；空气从进风口进入溶液除湿器内，流经耐腐蚀导热部件外表面时被溶液吸收水分，含湿量降低后的空气经出风口流出除湿器。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述再生器中：稀溶液首先被再生溶液泵从溶液换热器抽出经液管送至再生器布液器，后下落至与半导体制冷制热部分的热端紧密相连的耐腐蚀导热部件外表面，释放出水分浓度升高后继续下落，最终落入集液盘，并通过液管流出再生器进入溶液换热器与来自溶液除湿器的稀溶液进行换热，然后被除湿溶液泵抽出送至除湿器布液器；空气从进风口进入再生器内，流经耐腐蚀导热部件外表面时吸收从溶液中蒸发出来的水分，含湿量升高后的空气经出风口排出再生器。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述除湿器和再生器外壳外面有保温层；在所述除湿器和再生器中，溶液和空气之间可以是叉流、逆流或顺流的关系。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述除湿器和再生器中，空气流动的动力由各自的风机提供，风机可以外设或者与所述的空气除湿装置集成。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述溶液换热器为间壁式换热器。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述耐腐蚀导热部件的材料应根据除湿溶液的特性选择；耐腐蚀导热部件可以由柱状耐腐蚀元件按矩阵形式采用顺排或叉排形式在一底板上布置而成；耐腐蚀导热部件截面可以做成圆形或者矩形，空心或者实心，可采用光滑表面或者翅片。
所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述除湿器和再生器中耐腐蚀导热部件可以采用相同或不同的阵列；在除湿器和再生器中，耐腐蚀导热部件水平方向的外形尺寸应与各自的布液器水平方向尺寸相同。
本发明有益技术效果如下：
（1）本发明采用清洁能源太阳能和电能作为能源，对环境友好。
（2）太阳能最强烈的时候空调房间冷负荷大，但是同时光伏发电量也大，保证了半导体制冷制热对电量的需求，从而可以保证内冷型除湿和内热型再生的进行，满足用户对低含湿量空气的需求。
（3）除湿过程为内冷型，保证了除湿过程的高效率；再生过程为内热型，保证了再生过程的高效率。
（4）内冷型除湿和内热型再生同时进行，可以保证高效除湿过程的连续性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见附图，一种利用溶液的空气除湿装置，包括太阳能光伏发电部分、半导体制冷制热部分和溶液除湿再生部分。太阳能光伏发电部分由太阳能光伏板1、控制器2、蓄电池3、电线4和电线5组成；半导体制冷制热部分由热端6和冷端7组成；溶液除湿再生部分由除湿器12、再生器13、除湿溶液泵17、再生溶液泵21、溶液换热器18和液管组成，其中除湿器12和再生器13的填料由分别与半导体制冷的冷端7和热端6紧密相连的耐腐蚀导热部件15、耐腐蚀导热部件14充当。
太阳能光伏发电部分产生的直流电供给半导体制冷制热部分，由控制器2和蓄电池3联合工作调整供给半导体制冷制热部分的电量，进而改变制冷制热量。
半导体制冷制热部分工作时，冷端7产生的冷量由耐腐蚀导热部件15传递给溶液用于排除除湿过程中水蒸气液化产生的热量；热端6产生的热量由耐腐蚀导热部件14传递给溶液，用于补充再生过程由于水分蒸发而散失的热量。
除湿过程中，浓溶液首先被除湿溶液泵17从溶液换热器18抽出经进液管送至布液器16，后下落至与半导体制冷制热部分的冷端7紧密相连的耐腐蚀导热部件15外表面，吸收由进风口8进入的空气中的水蒸气后浓度降低并继续下落，最终落入集液盘19，并通过出液管流出溶液除湿器12进入溶液换热器18与来自溶液再生器13的浓溶液进行换热后升温；空气从进风口8进入溶液除湿器12内，流经耐腐蚀导热部件15外表面时被溶液吸收水分，含湿量降低后的空气经出风口11流出溶液除湿器12，被送至使用地点。
再生过程中，稀溶液首先被溶液泵21从溶液换热器18抽出经进液管送至布液器22，后下落至与半导体制冷的热端6紧密相连的耐腐蚀导热部件14外表面，释放出水分浓度升高后继续下落，最终落入集液盘20，并通过出液管流出溶液再生器13进入溶液换热器18与来自溶液除湿器12的稀溶液进行换热后降温，然后被除湿溶液泵17抽出送至溶液除湿器12的布液器16；空气从进风口9进入溶液再生器13内，流经耐腐蚀导热部件14外表面时吸收溶液中蒸发出来的水分，含湿量升高后的空气经出风口10排出溶液再生器13。
除湿器12和再生器13外壳应保温。在除湿器12和再生器13中，溶液和空气之间可以叉流、逆流或顺流的关系。除湿器和再生器中，空气流动的动力由各自的风机提供，风机可以外设或者与所述的空气除湿装置集成。
溶液换热器18为间壁式换热器。
耐腐蚀导热部件的材料可根据除湿溶液的特性选择；耐腐蚀导热部件可以由耐腐蚀元件按矩阵形式采用顺排或叉排布置而成，除湿器和再生器中耐腐蚀部件可以采用相同或不同的阵列；耐腐蚀元件截面可以做成圆形或矩形，空心或者实心，可采用光滑表面也可采用翅片。在除湿器和再生器中，耐腐蚀导热部件水平方向的外形尺寸应与各自的布液器水平方向尺寸相同。
本发明的工作原理如下：
太阳能光伏发电部分产生的直流电供给半导体制冷制热部分，半导体制冷制热部分在冷端产生的冷量用于排除除湿过程产生的热量，在热端产生的热量用于补充再生过程散失的热量。本发明中再生过程可以实现内热型再生，除湿过程为内冷型除湿，比绝热再生和除湿可以获得更好的溶液再生效果，进而更好的空气除湿效果。

Claims (8)

1.一种利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：包括太阳能光伏发电部分、半导体制冷制热部分和溶液除湿再生部分；所述太阳能光伏发电部分包括太阳能光伏板、控制器、蓄电池和电线，所述太阳能光伏 板、控制器、蓄电池依次连接；所述半导体制冷制热部分包括冷端和热端，太阳能光伏发电部分为半导体制冷制热部 分提供电能；所述溶液除湿再生部分包括除湿器、再生器、溶液换热器、除湿溶液泵、再生溶液泵和 液管，其中除湿器和再生器的填料由分别与半导体制冷制热部分的冷端和热端紧密相连的 耐腐蚀导热部件充当；所述除湿器和再生器均包括有布液器、进风口、出风口，溶液除湿器 和再生器的下方分别设有一个集液盘；所述除湿器下方的集液盘的出液口与溶液换热器的 稀溶液进液口通过液管相连，除湿溶液泵进口通过液管与溶液换热器的浓溶液出口相连、 出口与通往除湿器布液器上方的液管相连；再生器下方的集液盘的出液口与溶液换热器的 浓溶液进液口通过液管相连，除湿再生泵进口通过液管与溶液换热器的稀溶液出口相连、 出口与通往再生器布液器上方的液管相连；
所述除湿器中：浓溶 液首先被除湿溶液泵从溶液换热器抽出经液管送至除湿器布液器，后下落至与半导体制冷 制热部分的冷端紧密相连的耐腐蚀导热部件外表面，吸收由进风口进入的空气中的水分浓 度降低后继续下落，最终落入集液盘，并通过液管流出除湿器进入溶液换热器与来自再生 器的浓溶液进行换热；空气从进风口进入溶液除湿器内，流经耐腐蚀导热部件外表面时被 溶液吸收水分，含湿量降低后的空气经出风口流出除湿器；
所述再生器中：稀溶 液首先被再生溶液泵从溶液换热器抽出经液管送至再生器布液器，后下落至与半导体制冷 制热部分的热端紧密相连的耐腐蚀导热部件外表面，释放出水分浓度升高后继续下落，最 终落入集液盘，并通过液管流出再生器进入溶液换热器与来自溶液除湿器的稀溶液进行换 热，然后被除湿溶液泵抽出送至除湿器布液器；空气从进风口进入再生器内，流经耐腐蚀导 热部件外表面时吸收从溶液中蒸发出来的水分，含湿量升高后的空气经出风口排出再生 器。
2. 根据权利要求1所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述太阳能光伏发电 部分产生的直流电供给半导体制冷制热部分，由控制器和蓄电池联合工作调整供给半导体 制冷制热部分的电量，进而改变制冷及制热量。
3. 根据权利要求1所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述半导体制冷制热 部分工作时，冷端产生的冷量由耐腐蚀导热部件传递给溶液换热器中的溶液用于排除除湿 过程中水蒸气液化产生的潜热；热端产生的热量由耐腐蚀导热部件传递给溶液换热器中的 溶液，用于补充再生过程由于水分蒸发而散失的热量。
4. 根据权利要求1所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述除湿器和再生器 外壳外面有保温层；在所述除湿器和再生器中，溶液和空气之间可以是叉流、逆流或顺流的 关系。
5. 根据权利要求1所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述除湿器和再生器 中，空气流动的动力由各自的风机提供，风机可以外设或者与所述的空气除湿装置集成。
6. 根据权利要求1所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述溶液换热器为间 壁式换热器。
7. 根据权利要求1所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述耐腐蚀导热部件 的材料应根据除湿溶液的特性选择；耐腐蚀导热部件可以由柱状耐腐蚀元件按矩阵形式采 用顺排或叉排形式在一底板上布置而成；耐腐蚀导热部件截面可以做成圆形或者矩形，空 心或者实心，可采用光滑表面或者翅片。
8. 根据权利要求1所述的利用溶液的空气除湿装置，其特征在于：所述除湿器和再生器中耐腐蚀导热部件可以采用相同或不同的阵列；在除湿器和再生器中，耐腐蚀导热部件水平方向的外形尺寸应与各自的布液器水平方向尺寸相同。
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