CN110145782A - 一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，包括地暖系统、加热加湿系统和集热系统；所述集热系统处于室外并利用太阳能或工业废热将冷水加热升温后得到热水并储存起来，并且所述集热系统同时为所述地暖系统和所述加热加湿系统提供热水，或者只为所述加热加湿系统提供热水，或者通过市政热力管网系统为所述加热加湿系统提供热水。本发明的有益效果是：可以将室内干空气加热加湿以满足室内人员舒适度要求，室外的集热系统将太阳能、工业废热等低品位热量转化为地暖系统和加热加湿系统所需的热量，提高了能源的利用率。

Description

一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统
技术领域
本发明涉及地热采暖领域和膜式加热加湿领域，具体涉及一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统。
背景技术
随着我国城镇化进程的推进，建筑面积迅速增加。根据住建部统计，2016年我国城镇人均住房建筑面积达到33平方米以上。建筑设施中空调的耗能占社会总耗能15％左右，并且这一比例会随着城镇化进程的推进而增加。减低不可再生能源消耗依然满足舒适性要求成为了研究关键性问题，因此太阳能、工业余热等低品位热源得到广泛的关注与应用。
地暖采暖作为一种新型供暖方式，在我国的使用越来越普遍，当室内采用取暖器时，会加热室内空气，在水分含湿量不变的情况下，空气湿度随着温度升高而减小，极易造成室内空气过于干燥。世界卫生组织详细规定的健康住宅的标准，其中室内温度、湿度都给出了具体的数值范围，规定指出“室内湿度全年保持在40％-70％之间”。室内空气相对湿度为45％-65％时，室内人员舒适满意度最高。当相对湿度过低时,空气中的水分蒸发加快,会使人的皮肤干裂,口腔、鼻腔黏膜受到刺激,出现口渴、干咳、声哑、喉痛等症状,影响了人体的舒适度。湿度还对人体热平衡造成影响，空气中的湿度影响皮肤表面粘液及汗液中水分的蒸发,即水分从皮肤向外的扩散过程,接着影响到人体的能量平衡,从而影响到人体体温与舒适感。因此，即使在取暖时，体感温度也会感到很低。目前大多数解决加湿的方法使用超声波加湿，蒸汽发生器和喷雾器等，这些方法容易造成气液夹带细菌和霉菌污染空气和高维护要求等诟病，，进一步危害人体健康。
为了进一步改善室内空气品质，膜液体加热加湿技术被提出于20世纪90年代，研究人员提出一种非直接接触式的溶液除湿技术—膜式溶液加湿技术。中空纤维膜空气加热加湿技术是一种结合液体加热加湿和膜分离技术的新型加热加湿技术，这种技术避免了传统液体加湿技术气液夹带污染送风的问题。中空纤维膜作为间接接触的介质，湿空气和除湿溶液被半透膜隔离，新风和热水通过膜进行共轭传质传热，该膜只允许水蒸气的透过，而严格阻止其它气体和液体的渗透。相对于超声波加湿，蒸汽发生器和喷雾塔这几类加热加湿系统，中空纤维膜材料具有以下几个优点：(1)中空纤维膜具有高选择透过性的特性，孔径小于0.1μm，能只允许水蒸气透过的同时阻隔真菌和细菌的渗透；(2)每单位体积提供更大的表面积，有利于增强传热传质。
因此，发明出一种可以提高室内空气温度和维持室内合适的空气湿度且卫生安全加热加湿的系统尤其重要。
发明内容
综上所述，为克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，包括地暖系统、加热加湿系统和集热系统；所述地暖系统处于室内和室外，其分别通过供水管和回水管连接市政热力管网系统的供水端和回水端；所述加热加湿系统处于室内并通过输入热水将室内干空气加热加湿后再排放到室内；所述集热系统处于室外并利用太阳能或工业废热将冷水加热升温后得到热水并储存起来，并且所述集热系统的热水出口连接所述加热加湿系统的入口，所述集热系统的第一进出口连接所述回水管，所述集热系统的第二进出口连接所述供水管，所述集热系统同时为所述地暖系统和所述加热加湿系统提供热水，或者只为所述加热加湿系统提供热水，或者通过市政热力管网系统为所述加热加湿系统提供热水。
本发明的有益效果是：可以将室内干空气加热加湿以满足室内人员舒适度要求，室外的集热系统将太阳能、工业废热等低品位热量转化为地暖系统和加热加湿系统所需的热量，提高了能源的利用率。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步，所述地暖系统包括地暖管、分水器和集水器；所述地暖管埋在室内地板下，所述分水器和所述集水器均处于室外；所述地暖管的一端通过所述分水器连接所述供水管，其另一端通过所述集水器连接所述回水管；所述供水管上设有供水阀门，所述回水管上沿着市政热力管网系统回水端到所述集水器的方向依次设有第一水泵和回水阀门。
采用上述进一步方案的有益效果是：地暖系统通过市政热力管网系统向室内提供热量，保证室内温度处于人体舒适范围。
进一步，所述加热加湿系统包括中空纤维膜式加热加湿器、送风机和送风管；所述送风管处于室内，其两端分别为进风口和出风口；所述送风机设置在所述进风口处用于将室外空气抽入并经所述送风管从所述排风口排放到室内；所述中空纤维膜式加热加湿器处于所述送风管内，并且所述集热系统的热水出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器的入口以向所述中空纤维膜式加热加湿器提供用于对室内干空气进行加热加湿的热水，所述集热系统的回流口连接所述中空纤维膜式加热加湿器的出口以回收对室内干空气进行加热加湿后的热水。
上述中空纤维膜式加热加湿器可以采用专利号为CN201710118999.3公开的“一种中空纤维膜组件及其应用”或者公告号为CN101574612A的中国实用新型专利公布的一种非接触式液体除湿方法及除湿器，其组件由数千根管径2-3毫米的中空纤维膜管束填装而成，吸湿溶液流经管内，空气横掠管外。空气中的水蒸气在膜两侧蒸汽压差的作用下通过跨膜运动实现水分的去除。
采用上述进一步方案的有益效果是：中空纤维膜式加热加湿器通过市政热力管网系统或集热系统提供的热水对抽入室内的空气加热加湿，从而保证室内空气的湿度和温度满足室内人员舒适度要求。
进一步，所述加热加湿系统还包括第四水泵、湿度传感器和第一温度传感器；所述送风管内对应所述送风机和所述中空纤维膜式加热加湿器之间依次设有竖直的均流板和过滤器，所述湿度传感器设置在所述送风管内壁上对应所述过滤器和所述中空纤维膜式加热加湿器之间，所述第一温度传感器设置在所述送风管内壁上对应所述中空纤维膜式加热加湿器和所述出风口之间；所述第四水泵的入口连接所述恒温水箱的热水出口，其出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器的入口。
采用上述进一步方案的有益效果是：对抽入室内的空气的温度和湿度进行监测，进而决定市政热力管网系统或集热系统是否为中空纤维膜式加热加湿器提供热水即是否对抽入室内的空气进行加热加湿。
进一步，所述第四水泵出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器的入口；所述三通阀连接所述中空纤维膜式加热加湿器入口的管路上设有流量计。
进一步，所述第四水泵出口通过三通阀连接所述中空纤维膜式加热加湿器的入口，所述三通阀的两个接口分别连接所述第四水泵的出口和所述中空纤维膜式加热加湿器的入口，其第三个接口连接所述恒温水箱的回流口，所述流量计设置于所述三通阀连接所述中空纤维膜式加热加湿器入口的管路上。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过三通阀控制从恒温水箱流向中空纤维膜式加热加湿器的水流：多余的水流从三通阀的第三个接口回流到恒温水箱内。
进一步，所述集热系统包括集热器、第二温度传感器和恒温水箱；所述恒温水箱的冷水出口连接所述集热器的入口以将冷水输送到所述能集热器内通过太阳能或工业废热加热变成热水，其热水入口连接所述能集热器的出口以将所述能集热器加热的热水储存起来并保温，所述第二温度传感器设置在所述恒温水箱热水入口连接所述能集热器出口的管路上；
所述恒温水箱的热水出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器的入口以向所述中空纤维膜式加热加湿器提供用于对室内干空气进行加热加湿的热水，所述恒温水箱的回流口连接所述中空纤维膜式加热加湿器的出口以回收对室内干空气进行加热加湿后的热水；
所述恒温水箱的第一进出口连接所述供水管上对应所述供水阀门和所述分水器之间的位置，其第二进出口连接所述回水管上对应所述回水阀门和所述集水器之间的位置；在所述恒温水箱第一进出口连接所述供水管的管路上设有第二水泵，在所述恒温水箱第二进出口连接所述回水管的管路上设有第三水泵，在所述恒温水箱冷水出口连接所述能集热器入口的管路上依次设有加热阀门和第五水泵。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过集热器制得的热水储存在恒温水箱内，并根据集热器制得的热水的温度决定由恒温水箱同时向地暖管和中空纤维膜式加热加湿器提供热水，或者恒温水箱只向中空纤维膜式加热加湿器提供热水，或者恒温水箱接收市政热力管网系统提供的热水并输送给中空纤维膜式加热加湿器。
进一步，所述恒温水箱第一进出口连接所述供水管的管路的末端分成第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路的末端汇集后再连接所述供水管；所述第二水泵处于所述第一支路上，所述第二支路上设有第一旁通阀门。
进一步，所述恒温水箱第二进出口连接所述回水管的管路的末端分成第三支路和第四支路，所述第三支路和所述第四支路的末端汇集后再连接所述回水管；所述第三水泵处于所述第三支路上，所述第四支路上设有第二旁通阀门。
采用上述进一步方案的有益效果是：实现热水能从市政热力管网系统流向恒温水箱，同时也能从恒温水箱流向供水管，进而恒温水箱可以向地暖管提供热水，也能接收市政热力管网系统提供的热水并输送给中空纤维膜式加热加湿器。
进一步，所述集热器为太阳能集热器或工业废气集热器。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据实际情况将太阳能、工业废热等低品位热量转化为地暖系统和加热加湿系统所需的热量。
附图说明
图1为本发明实施例一的示意图；
图2为本发明实施例二的示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、地暖系统，1.1地暖管，1.2、分水器，1.3、集水器，1.4、第一水泵，1.5、第二水泵，1.6、第三水泵，1.7、回水阀门，1.8、供水阀门，1.9、第一旁通阀门，1.10、第二旁通阀门，2、加热加湿系统，2.1、中空纤维膜式加热加湿器，2.2、送风机，2.3、第四水泵，2.4、三通阀门，2.5、流量计，2.6、均流板，2.7、过滤器，2.8、送风管，2.9、湿度传感器，2.10、第一温度传感器，3、集热器，3.1、第五水泵，3.3、加热阀门，3.4、恒温水箱，3.5、第二温度传感器，4、供水管，5、回水管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
如图1所示，一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，包括地暖系统1、加热加湿系统2和集热系统3。所述地暖系统1处于室内和室外，其分别通过供水管4和回水管5连接市政热力管网系统的供水端和回水端，地暖系统1需要的热水温度在60℃以下。所述加热加湿系统2处于室内并通过输入热水将室外的空气加热加湿后再排放到室内。所述集热系统3处于室外并利用太阳能或工业废热将冷水加热升温后得到热水并储存起来，并且所述集热系统3的热水出口连接所述加热加湿系统2的入口，所述集热系统3的第一进出口连接所述回水管5，所述集热系统3的第二进出口连接所述供水管4以根据得到的热水温度同时为所述地暖系统1和所述加热加湿系统2提供热水(对应下述工况三)，或者只为所述加热加湿系统2提供热水(对应下述工况二)，或者通过市政热力管网系统为所述加热加湿系统2提供热水(对应下述工况一)。
所述地暖系统1包括地暖管1.1、分水器1.2和集水器1.3。所述地暖管1.1埋在室内地板下，所述分水器1.2和所述集水器1.3均处于室外。所述地暖管1.1的一端通过所述分水器1.2连接所述供水管4，其另一端通过所述集水器1.3连接所述回水管5。所述供水管4上设有供水阀门1.8，所述回水管5上沿着市政热力管网系统回水端到所述集水器1.3的方向依次设有第一水泵1.4和回水阀门1.7。分水器1.2和集水器1.3分别连接于市政热力管网系统的供水管4和回水管5，其主要作用是将来自于市政热力管网系统的热水通过埋在地板下的地暖管1.1分配到室内需地板采暖的各房间。热水在地暖管1.1中流动时，将热量传递到地板，再通过地板向室内辐射传热。地暖系统1的第一水泵1.4起到增压作用，通过压力使地暖管1.1里的水循环流动，达到提高室内温度的作用。供水阀门1.8与回水阀门1.7用于控制地暖系统1、市政热力管网系统与集热系统3的连接与关闭。
所述加热加湿系统2包括中空纤维膜式加热加湿器2.1、送风机2.2和送风管2.8。所述送风管2.8处于室内，其两端分别为进风口和出风口。所述送风机2.2设置在所述进风口处用于将室外空气抽入并经所述送风管2.8从所述排风口排放到室内。所述中空纤维膜式加热加湿器2.1处于所述送风管2.8内，并且所述集热系统的热水出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器2.1的入口以向所述中空纤维膜式加热加湿器2.1提供用于对室内干空气进行加热加湿的热水，所述集热系统的回流口连接所述中空纤维膜式加热加湿器2.1的出口以回收对室内干空气进行加热加湿后的热水。所述加热加湿系统2还包括第四水泵2.3、湿度传感器2.9和第一温度传感器2.10。所述送风管2.8内对应所述送风机2.2和所述中空纤维膜式加热加湿器2.1之间依次设有竖直的均流板2.6和过滤器2.7。室内干空气A由送风机2.2经送风管2.8送入到中空纤维膜式加热加湿器2.1，在中空纤维膜式加热加湿器2.1的作用下室内干空气变为满足室内空气的湿度要求的湿热空气B。干空气A经过均流板2.6提高送风气流均匀性，避免送风机2.2直吹过滤器2.7和中空纤维膜式加热加湿器2.1，使过滤器2.7的积尘不过于集中，从而提高过滤器2.7的过滤效果和使用寿命。因此，在送风管2.8中设有均流板2.6和过滤器2.7，不仅可以有效提高中空纤维膜式加热加湿器2.1的加热加湿效果和使用寿命，还能提高送风空气质量。所述湿度传感器2.9设置在所述送风管2.8内壁上对应所述过滤器2.7和所述中空纤维膜式加热加湿器2.1之间，所述第一温度传感器2.10设置在所述送风管2.8内壁上对应所述中空纤维膜式加热加湿器2.1和所述出风口之间。所述第四水泵2.3的入口连接所述集热系统3的热水出口，其出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器2.1的入口。所述第四水泵2.3出口通过三通阀2.4连接所述中空纤维膜式加热加湿器2.1的入口。所述三通阀2.4连接所述中空纤维膜式加热加湿器2.1入口的管路上设有流量计2.5。所述三通阀2.4的两个接口分别连接所述第四水泵2.3的出口和所述中空纤维膜式加热加湿器2.1的入口，其第三个接口连接所述恒温水箱3.4的回流口。当室内空气相对湿度低于45％时，需要开启第四水泵2.3，管道水流由恒温水箱3.4流至中空纤维膜式加热加湿器2.1，经过中空纤维膜式加热加湿器2.1的热水温度减低，水量减少再回流到恒温水箱3.4，恒温水箱3.4至中空纤维膜式加热加湿器2.1之间的管道形成水流循环回路。室内低温干燥空气通过中空纤维膜式加热加湿器2.1，其与中空纤维膜式加热加湿器2.1内管程的热水交叉流接触，变成湿润温暖的空气，中空纤维膜式加热加湿器2.1管程内的热水承担部分空气加热的热量。当室内空气相对湿度高于45％时，则关闭第四水泵2.3，无水流经过中空纤维膜式加热加湿器2.1。湿度传感器2.9设置在送风管2.8的进风口前，用于对进入送风管2.8的空气的湿度进行检测，为是否开启第四水泵2.3调节室内空气的湿度提供依据。室内干空气经过湿度传感器2.9读取相对湿度后，通过计算对比，若在一段时间内空气的含湿量高于所要求的含湿量，则关闭第四水泵2.3，即不用对室内空气做加热加湿处理；若室内空气的含湿量低于要求含湿量，则启动第四水泵2.3并通过含湿量的大小实时调节第四水泵2.3的转速，使其尽可能的满足室内空气湿度的要求。同样，送风管2.8的出风口处设计有第一温度传感器2.10，其用于监测经过中空纤维膜式加热加湿器2.1后的空气的温度(即为室内空气温度)，同样是为是否开启第四水泵2.3对室内温度进行调节提供依据。
所述集热系统3包括集热器3.1、恒温水箱3.4和第二温度传感器3.5。所述集热器3.1为太阳能集热器，所述恒温水箱3.4的冷水出口连接所述集热器3.1的入口以将冷水输送到所述能集热器3.1内通过太阳能加热变成热水，其热水入口连接所述能集热器3.1的出口以将所述能集热器3.1加热的热水储存起来并保温，所述第二温度传感器3.5设置在所述恒温水箱3.4热水入口连接所述能集热器3.1出口的管路上。第二温度传感器3.5用于对集热器3.1进入恒温水箱3.4的供水水温进行检测，通过第二温度传感器3.5检测集热器3.1所加热得到的热水的水温，进而决定由市政热力管网系统或集热系统3是向恒温水箱3.4输入热水，或者决定集热系统3是否为地暖系统1提供热水，为是否启用集热系3和地暖系统1的连接提供依据。所述恒温水箱3.4的热水出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器2.1的入口以向所述中空纤维膜式加热加湿器2.1提供用于对室内干空气进行加热加湿的热水，所述恒温水箱3.4的回流口连接所述中空纤维膜式加热加湿器2.1的出口以回收对室内干空气进行加热加湿后的热水。所述恒温水箱3.4的第一进出口连接所述供水管4上对应所述供水阀门1.8和所述分水器1.2之间的位置，其第二进出口连接所述回水管5上对应所述回水阀门1.7和所述集水器1.3之间的位置。在所述恒温水箱3.4第一进出口连接所述供水管4的管路上设有第二水泵1.5，在所述恒温水箱3.4第二进出口连接所述回水管5的管路上设有第三水泵1.6，在所述恒温水箱3.4冷水出口连接所述能集热器3.1入口的管路上依次设有加热阀门3.3和第五水泵3.2。由集热系统3中的恒温水箱3.4存储的热水，经过中空纤维膜式加热加湿器2.1后，水温降低后回流到恒温水箱3.4，恒温水箱3.4再由集热器或者市政热力管网补充热水。
所述恒温水箱3.4第一进出口连接所述供水管4的管路的末端分成第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路的末端汇集后再连接所述供水管4。所述第二水泵1.5处于所述第一支路上，所述第二支路上设有第一旁通阀门1.9。所述恒温水箱3.4第二进出口连接所述回水管5的管路的末端分成第三支路和第四支路，所述第三支路和所述第四支路的末端汇集后再连接所述回水管5。所述第三水泵1.6处于所述第三支路上，所述第四支路上设有第二旁通阀门1.10。当带有单向阀的第二水泵1.5和第三水泵1.6停止工作时，水流无法经过第二水泵1.5和第三水泵1.6，因此当不启动第二水泵1.5和第三水泵1.6，而又需要有水流通过第二水泵1.5和第三水泵1.6时，可以通过控制第一旁通阀门1.9和第二旁通阀门1.10来实现。
恒温水箱3.4内的热水有两种方式得到：第一种，通过集热器3.1加热得到；第二种，通过市政热力管网系统提供。而在不同的时候，上述第一种通过集热器3.1加热得到的热水温度不同，因此根据通过集热器3.1加热得到的热水温度可以有如下三种不同的工况：
工况一：室内空气相对湿度需要开启加热加湿系统2，且集热系统中的集热器3.1加热得到的热水温度无法使得经中空纤维膜式加热加湿器2.1的空气温度加热至18摄氏度以上时，则恒温水箱3.4内的热水需要由市管网热水系统提供。开启第一水泵1.5和供水阀门1.8，关闭第一旁通阀门1.9。市政热力管网系统的热水由供水管4送入恒温水箱3.4，恒温水箱3.4的热水经过第四水泵2.3提供给中空纤维膜式加热加湿器2.1加热加湿室内的低温干燥空气，经过中空纤维膜式加热加湿器2.1的热水温度降低、水量减少后再回流到恒温水箱3.4，热水经过恒温水箱3.4至中空纤维膜式加热加湿器2.1之间的水路管道循环一段时间后，恒温水箱3.4中的水温降低后，再开启第一水泵1.4和回水阀门1.7、第二旁通阀门1.10，关闭第三水泵1.6，恒温水箱3.4中的温度降低后的水经过回水管5送回市政热力管网系统。该工况下，集热系统3没有向地暖系统1和加热加湿系统2提供热水。
工况二：室内空气相对湿度需要开启加热加湿系统2，且集热系统3中的集热器3.1加热得到的热水温度能使得经中空纤维膜式加热加湿器2.1的空气温度加热至18摄氏度以上，但达不到提供地暖系统1水温(大约在40-50℃)时，则集热系统3中集热器3.1加热得到的热水只提供给加热加湿系统2，地暖系统1的热水由市管网热水系统提供。此时，关闭第二水泵1.5、第三1.6和第一旁通阀门1.9、第二旁通阀门1.10，集热系统3的第五水泵3.2和加热阀门3.3开启，热水由太阳能集热器流向恒温水箱3.4，并与恒温水箱3.4中的低温水混合使得恒温水箱3.4中水温逐渐升高。恒温水箱3.4中水温升高后，开启第四水泵2.3将恒温水箱3.4中的热水提供给中空纤维膜式加热加湿器2.1加热加湿室内的低温干燥空气，经过中空纤维膜式加热加湿器2.1的热水温度降低、水量减少后再回流到恒温水箱3.4，低温水回流至太阳能集热器温度升高，再流向恒温水箱3.4重复循环。
地暖系统1的第一水泵1.4和回水阀门1.7、供水阀门1.8开启，市管网热水系统连接地暖系统1，热水由供水管4流进分水器1.2，经分水器1.2分配到室内区域的地暖管1.1，热水在地暖管中流动时，将热量传递到地板，再通过地板向室内辐射传热。地暖管1.1中热水向室内辐射传热温度降低后再回流至集水器1.3，经过第一水泵1.4送回市管网热水系统。该工况下，集热系统承3只向加热加湿系统2提供热水。
工况三：集热系统3中的集热器3.1加热得到的热水温度能达到地暖系统1所需的水温(大约在40-50℃)要求，则集热系统3中集热器3.1加热得到的热水同时供给地暖系统1和加热加湿系统2。此时只关闭第一水泵1.4、第二水泵1.5和回水阀门1.7、供水阀门1.8、第二旁通阀门1.10，其余水泵和阀门全部开启。集热系统3的第五水泵3.2和加热阀门3.3开启，热水由太阳能集热器流向恒温水箱3.4，并与恒温水箱3.4中的低温水混合使得恒温水箱3.4中水温逐渐升高。恒温水箱3.4的热水提供给地暖系统1时，热水经第一旁通阀门1.9再通过供水管4流进分水器1.2，经分水器1.2分配到室内区域的地暖管，热水在地暖管中流动时，将热量传递到地板，再通过地板向室内辐射传热。热水温度降低回流至集水器1.3，经第三水泵1.6再通过回水管5送回恒温水箱3.4。
恒温水箱3.4的热水提供给加热加湿系统2时，第四水泵2.3将恒温水箱3.4中的热水提供给中空纤维膜式加热加湿器2.1加热加湿室内的低温干燥空气，经过中空纤维膜式加热加湿器2.1的热水温度降低、水量减少后再回流到恒温水箱3.4，恒温水箱3.4至中空纤维膜式加热加湿器2.1之间的管路形成水流循环回路。该工况下，集热系统3同时向地暖系统1和加热加湿系统2提供热水。
上述三种工况，水泵和发明实施方式如下表所示：
实施例二
如图2所示，将所述集热器3.1设置为工业废气集热器，其余与实施例一一致即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，包括地暖系统(1)、加热加湿系统(2)和集热系统(3)；所述地暖系统(1)用于加热，其分别通过供水管(4)和回水管(5)连接市政热力管网系统的供水端和回水端；所述加热加湿系统(2)处于室内并通过输入的热水将室内的干空气加热加湿后再排放到室内；所述集热系统(3)处于室外并利用太阳能或工业废热将冷水加热升温后得到热水并储存起来，并且所述集热系统(3)的热水出口连接所述加热加湿系统(2)的入口，所述集热系统(3)的第一进出口连接所述回水管(5)，所述集热系统(3)的第二进出口连接所述供水管(4)，所述集热系统(3)同时为所述地暖系统(1)和所述加热加湿系统(2)提供热水，或者只为所述加热加湿系统(2)提供热水，或者通过市政热力管网系统为所述加热加湿系统(2)提供热水。
2.根据权利要求1所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述地暖系统(1)包括地暖管(1.1)、分水器(1.2)和集水器(1.3)；所述地暖管(1.1)埋在室内地板下，所述分水器(1.2)和所述集水器(1.3)均处于室外；所述地暖管(1.1)的一端通过所述分水器(1.2)连接所述供水管(4)，其另一端通过所述集水器(1.3)连接所述回水管(5)；所述供水管(4)上设有供水阀门(1.8)，所述回水管(5)上沿着市政热力管网系统回水端到所述集水器(1.3)的方向依次设有第一水泵(1.4)和回水阀门(1.7)。
3.根据权利要求2所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述加热加湿系统(2)包括中空纤维膜式加热加湿器(2.1)、送风机(2.2)和送风管(2.8)；所述送风管(2.8)处于室内，其两端分别为进风口和出风口；所述送风机(2.2)设置在所述进风口处用于将室内干空气抽入所述送风管(2.8)再从所述排风口排放到室内；所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)处于所述送风管(2.8)内，并且所述集热系统(3)的热水出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)的入口以向所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)提供用于对室内干空气进行加热加湿的热水，所述集热系统(3)的回流口连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)的出口以回收对室内干空气进行加热加湿后的热水。
4.根据权利要求3所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述加热加湿系统(2)还包括第四水泵(2.3)、湿度传感器(2.9)和第一温度传感器(2.10)；所述送风管(2.8)内对应所述送风机(2.2)和所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)之间依次设有竖直的均流板(2.6)和过滤器(2.7)，所述湿度传感器(2.9)设置在所述送风管(2.8)内壁上对应所述过滤器(2.7)和所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)之间，所述第一温度传感器(2.10)设置在所述送风管(2.8)内壁上对应所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)和所述出风口之间；所述第四水泵(2.3)的入口连接所述集热系统(3)的热水出口，其出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)的入口。
5.根据权利要求4所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述第四水泵(2.3)出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)入口的管路上设有流量计(2.5)。
6.根据权利要求5所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述第四水泵(2.3)出口通过三通阀(2.4)连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)的入口，所述三通阀(2.4)的两个接口分别连接所述第四水泵(2.3)的出口和所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)的入口，其第三个接口连接所述恒温水箱(3.4)的回流口，所述流量计(2.5)设置于所述三通阀(2.4)连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)入口的管路上。
7.根据权利要求3至6任一项所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述集热系统(3)包括集热器(3.1)、恒温水箱(3.4)和第二温度传感器(3.5)；所述恒温水箱(3.4)的冷水出口连接所述集热器(3.1)的入口以将冷水输送到所述能集热器(3.1)内通过太阳能或工业废热加热变成热水，其热水入口连接所述能集热器(3.1)的出口以将所述能集热器(3.1)加热的热水储存起来并保温，所述第二温度传感器(3.5)设置在所述恒温水箱(3.4)热水入口连接所述能集热器(3.1)出口的管路上；
所述恒温水箱(3.4)的热水出口连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)的入口以向所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)提供用于对室内干空气进行加热加湿的热水，所述恒温水箱(3.4)的回流口连接所述中空纤维膜式加热加湿器(2.1)的出口以回收对室内干空气进行加热加湿后的热水；
所述恒温水箱(3.4)的第一进出口连接所述供水管(4)上对应所述供水阀门(1.8)和所述分水器(1.2)之间的位置，其第二进出口连接所述回水管(5)上对应所述回水阀门(1.7)和所述集水器(1.3)之间的位置；在所述恒温水箱(3.4)第一进出口连接所述供水管(4)的管路上设有第二水泵(1.5)，在所述恒温水箱(3.4)第二进出口连接所述回水管(5)的管路上设有第三水泵(1.6)，在所述恒温水箱(3.4)冷水出口连接所述能集热器(3.1)入口的管路上依次设有加热阀门(3.3)和第五水泵(3.2)。
8.根据权利要求7所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述恒温水箱(3.4)第一进出口连接所述供水管(4)的管路的末端分成第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路的末端汇集后再连接所述供水管(4)；所述第二水泵(1.5)处于所述第一支路上，所述第二支路上设有第一旁通阀门(1.9)。
9.根据权利要求7所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述恒温水箱(3.4)第二进出口连接所述回水管(5)的管路的末端分成第三支路和第四支路，所述第三支路和所述第四支路的末端汇集后再连接所述回水管(5)；所述第三水泵(1.6)处于所述第三支路上，所述第四支路上设有第二旁通阀门(1.10)。
10.根据权利要求7所述的地暖复合低温余热驱动中空纤维膜加热加湿系统，其特征在于，所述集热器(3.1)为太阳能集热器或工业废气集热器。
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