CN1325144C - 一种超重力液体吸收除湿与再生系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超重力液体吸收除湿与再生系统，包括超重力吸收器、超重力再生器，超重力吸收器与室内空气连通，超重力再生器与室外空气连通，超重力吸收器、超重力再生器之间连接有冷储液槽、换热器、再生加热器、热储液槽、冷却器，超重力吸收器、超重力再生器还分别连接有室内风机、室外风机。超重力吸收器、超重力再生器可为错流式或逆流式。本系统结构简单，成本低，安全可靠，检修方便，可调节性强，传质系数达到0.5m/s以上，空气处理量增大50%以上，效率可提高40%以上，体积相对现有系统可缩小60%以上，适用范围更广。

Description

一种超重力液体吸收除湿与再生系统

                           技术领域

本发明涉及液体吸收除湿与再生技术，具体是指一种超重力液体吸收除湿与再生系统。

                           背景技术

液体除湿系统由于其环境友好、能耗低、在除湿的同时能起到净化空气的效果等优点，受到了广泛的关注。传统的液体除湿系统中，填料塔和内冷型除湿器的应用较为广泛。由于填料塔是依靠重力作用而实现气液接触进行传质，而重力场较弱，液膜流动较慢，气液接触面积较小，传热传质过程缓慢，需较大接触面积，因而这种设备体积庞大，空间利用率低，空气处理量小，除湿效果较差，且又难以在交通工具和家庭居室中使用。内冷型除湿器在除湿过程中能带走吸收过程中释放的潜热，能提高吸收效率，但是由于气液接触面积有限，效率提高不明显。除湿后的溶液需要再生塔来再生，一般的除湿溶液以填料塔等设备进行再生，要提高系统效率，需增大表面积，必然同样使管路系统较复杂，设备体积很庞大，而且再生能力也较差，造价也高。以上原因使传统液体除湿系统的应用受到了一定的限制。虽然有一些除湿系统已用于建筑物，但是由于其体积庞大，在小型化方面的应用受到很大的限制。

在国内，1998年2月25日公告的CN1174312A的中国发明专利说明书提到利用液体除湿进行空气蒸发冷却调节的方法和设备，除湿器分为除湿通道和加湿冷却通道，液体除湿方法为待除湿空气流经除湿器的除湿通道的同时，冷却空气(室外空气)在冷却通道加湿冷却，该设备利用干燥空气的直接蒸发冷却和间接蒸发冷却调节空气温湿度，利用常压下的沸腾蒸发与非沸腾蒸发联合的二效再生方式实现除湿液的再生。2003年5月7日公告的CN1415909A中国发明专利申请公开说明书提到一种多级液体除湿方法，液体除湿分为两级或两级以上，每级的液体独立循环，每级液体浓度均不同，但级与级之间存在溶液的单向迁移，即由溶液浓度高的级向浓度低的级迁移，溶液浓度最高的级由外界补充一定量的溶液，溶液浓度最稀的级向外界排出一定的溶液。待处理的空气依次通过各级，采用喷淋或填料等方式被不断的干燥，从而得到干燥空气。该发明具有效率高，传热传质面积小的特点。由于待处理的空气可从同一级吸入，从同一级或不同级排出，也可从不同级吸入，从同一级或不同级排出，因此可以灵活地调节处理后空气的湿度。以上这些系统构造复杂，除湿和再生的效率不高，并且维修也困难。

2003年11月5日公告的CN2584262Y的中国实用新型专利说明书提到的液体除湿系统中吸湿溶液的再生装置，该发明包括具有外接风道的壳体、回热器，填料，储液槽和溶液泵，其结构特点在于：在壳体内的进口处设置回热器，在壳体内部的空腔内放置填料，填料的底部浸在溶液槽内，在溶液槽内的溶液液面上设置溶液泵。室外新风经回热器后穿过浸湿的填料进行热质交换，实现除湿剂的再生，该装置无环境污染、可充分利用太阳能、减少传热环节、结构简单、运行成本低廉、溶液的再生效率高。虽然这些系统相对传统装置再生效率有所提高，但是提高幅度非常有限。

                           发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的问题和不足，提供一种吸收除湿与再生效率较高，可实现设备小型化的超重力液体吸收除湿与再生系统。

本发明的目的通过下述方案实现：本超重力液体吸收除湿与再生系统包括超重力吸收器、超重力再生器，所述超重力吸收器与室内空气连通，所述超重力再生器与室外空气连通，所述超重力吸收器、超重力再生器之间通过冷储液槽、换热器、再生加热器、热储液槽、冷却器相连接，所述超重力吸收器、超重力再生器还分别与室内风机、室外风机相连接。

为更好地实现本发明，所述超重力吸收器包括壳体、转轴、填料床，所述壳体设有进气口、排气口、进液口、排液口，所述排液口设置在壳体底部，且依次与所述冷储液槽、换热器的管程、再生加热器连接，所述进液口依次与所述冷却器、换热器壳程、热储液槽连接，所述进气口与所述室内风机连接，所述排气口连接有蒸发冷却器，所述蒸发冷却器连接有喷淋水管，所述蒸发冷却器的排气口与室内空气连通；所述填料床固定连接在转轴内端，其内部设有填料、静止液体分布器，所述静止液体分布器与壳体进液口连接，所述转轴外端连接有联轴器，所述联轴节与驱动装置连接。

所述超重力再生器包括壳体、转轴、填料床，所述壳体设有进气口、排气口、进液口、排液口，所述排液口设置在壳体底部，且与所述热储液槽连接，所述进液口与所述再生加热器连接，所述进气口与所述室外风机连接，所述排气口与室外空气连通；所述填料床固定连接在转轴内端，其内部设有填料、静止液体分布器，所述静止液体分布器与壳体进液口连接，所述转轴外端连接有联轴器，所述联轴器与驱动装置连接。

所述冷储液槽与换热器之间、再生加热器与超重力再生器之间、冷却器与超重力吸收器之间，分别连接有溶液泵。

所述冷却器连接有冷却水管。

所述转轴与空气流经所述填料床的方向是平行的，空气与液体在所述填料床内错流接触。

所述转轴与空气流经所述填料床的方向也可以是垂直的，空气与液体在所述填料床内逆流接触。

所述静止液体分布器包括进液管、喷淋头，所述喷淋头与进液管连接，其设置在所述填料床的内腔内，且与填料相对。

所述填料是金属丝网、泡沫金属、陶瓷或板式填料。

所述液体为LiBr溶液、LiCl溶液、CaCl2溶液、三甘醇或它们的混合液。

在本超重力液体吸收除湿与再生系统中，超重力吸收器与超重力再生器可以同时采用相同的结构，即空气与液体在填料床内都是错流接触或都是逆流接触；也可以分别采用不同的结构，即空气与液体在填料床内分别是逆流接触或错流接触中的一种。

本发明工作时，其转轴的转速要求在1000转/分以上，以实现超重力的状态，使转轴、填料床产生强大的离心力，极大地强化了气液之间的微观混合，使气液膜变薄，传质阻力减小，传质系数比常规重力条件下提高一个数量级以上，从而使传质效果得到显著提高。

本发明的工作原理是：

(1)吸收除湿过程：启动驱动装置与室内风机，通过联轴器带动转轴转动，待除湿空气从所述超重力吸收器的进气口进入，在空气压力强制作用下轴向穿过所述填料床的填料，所述液体从所述静止液体分布器的进液管引入填料床的内腔，经所述喷淋头淋洒到填料内缘，液体在所述填料床的离心力作用下向外甩出，并与该待除湿空气错流或逆流接触，实现空气的除湿。干燥空气从所述超重力吸收器的排气口排出，进入蒸发冷却器，通过喷淋水管喷淋水雾，调节温度和湿度达到空气处理的要求后，送入室内进行利用；吸收除湿后被甩出的液体，变成稀释液体，在壳体底部汇集后经排液口排出，进入所述冷储液槽。

(2)液体升温过程：吸收除湿后的所述液体从所述冷储液槽流出，通过所述溶液泵送入所述换热器管程，与所述换热器壳程内再生后的所述液体进行换热，然后经过所述再生加热器(该再生加热器既可以使用电能、蒸汽等高品位能源，又可以使用太阳能、地热能、余热等低品位能源)进行加热升高温度，最后通过所述溶液泵送入所述超重力再生器的进液口。

(3)液体再生过程：同时启动驱动装置与室外风机，通过联轴器带动转轴转动，室外空气从所述超重力再生器的进气口进入，在空气压力强制作用下轴向穿过所述填料床的填料，经加热的所述液体从所述静止液体分布器的进液管引入填料床的内腔，经所述喷淋头淋洒到填料内缘，液体在所述填料床的离心力作用下向外甩出，并与室外空气错流或逆流接触，液体中的水分被室外空气带走，实现液体的再生。夹带水分的空气从所述超重力再生器的排气口排出到室外；再生后被甩出的液体，恢复为原来浓度，在壳体底部汇集后经排液口排出，进入所述热储液槽。

(4)液体降温过程：再生后的所述液体从所述热储液槽流出，进入所述换热器的壳程与管程内吸收除湿后的所述液体进行换热，然后进入冷却器，通过冷却水管内的冷水进一步降温，最后通过所述溶液泵送入所述超重力吸收器的进液口，继续进行吸收除湿过程。

当本系统连续工作时，这几个过程是同时进行的，如上所述，便可较好完成整个吸收除湿与再生的过程。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

(1)空气处理量大，可调节性强，效率高；本发明利用高速旋转(转速达1000～3000转/分)的转轴、填料床产生强大的离心力，使气液传质效果得到显著提高，传质系数比常规重力条件下提高一个数量级以上，达到0.5m/s以上，空气处理量增大50％以上，效率可提高40％以上。

(2)结构简单，成本低；本发明与传统设备相比，占地面积和空间体积大幅度减小，设备重量较轻，设备体积可缩小60％以上，使整个液体吸收除湿与再生工艺系统实现小型化和室内化，大大降低了投资成本，装置安全可靠，检修方便，适用范围更广。

                           附图说明

图1是本发明超重力液体吸收除湿与再生系统的流程示意图；

图2是图1所示超重力吸收器的一种结构示意图；

图3是图1所示超重力再生器的一种结构示意图；

图4是图1所示超重力吸收器的另一种结构示意图；

图5是图1所示超重力再生器的另一种结构示意图。

                           具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

图1给出了本发明超重力液体吸收除湿与再生系统的流程示意图，如图1所示，本超重力液体吸收除湿与再生系统包括超重力吸收器2、超重力再生器5，超重力吸收器2与室内空气连通，超重力再生器5与室外空气连通，超重力吸收器2的排液口依次与冷储液槽13、换热器11的管程、再生加热器10、超重力再生器5的进液口，超重力吸收器2的进液口依次与冷却器8、换热器11壳程、热储液槽7、超重力再生器5的排液口连接，冷却器8连接有冷却水管9，冷储液槽13与换热器11之间、再生加热器10与超重力再生器5之间、冷却器8与超重力吸收器2之间，分别连接有溶液泵12。超重力吸收器2的进气口、超重力再生器5的进气口还分别连接有室内风机1、室外风机6，超重力吸收器2的排气口连接有蒸发冷却器3，蒸发冷却器3连接有喷淋水管4，蒸发冷却器3的排气口与室内空气连通。

图2给出了图1所示超重力吸收器2的一种具体结构，如图2所示，超重力吸收器2包括壳体2-14、转轴2-15、填料床2-16，壳体设有进气口2-14-1、排气口2-14-2、进液口2-14-3、排液口2-14-4，排液口2-14-4设置在壳体2-14底部，转轴2-15与空气流经填料床2-16的方向是平行的，空气与液体LiBr溶液在填料床2-16内错流接触，填料床2-16固定连接在转轴2-15内端，其内部设有填料金属丝网2-17、静止液体分布器2-18，静止液体分布器2-18与壳体进液口2-14-3连接，静止液体分布器2-18包括进液管2-18-1、喷淋头2-18-2，喷淋头2-18-2与进液管2-18-1连接，其设置在填料床2-16的内腔内，且与填料金属丝网2-17相对，转轴2-15外端连接有联轴器2-19，联轴器2-19与驱动装置连接。

图3给出了图1所示超重力再生器5的一种具体结构，如图3所示，超重力再生器5包括壳体5-14、转轴5-15、填料床5-16，壳体设有进气口5-14-1、排气口5-14-2、进液口5-14-3、排液口5-14-4，排液口5-14-4设置在壳体5-14底部，转轴5-15与空气流经填料床5-16的方向是平行的，空气与液体LiBr溶液在填料床5-16内错流接触，填料床5-16固定连接在转轴5-15内端，其内部设有填料金属丝网5-17、静止液体分布器5-18，静止液体分布器5-18与壳体进液口5-14-3连接，静止液体分布器5-18包括进液管5-18-1、喷淋头5-18-2，喷淋头5-18-2与进液管5-18-1连接，其设置在填料床5-16的内腔内，且与填料金属丝网5-17相对，转轴5-15外端连接有联轴器5-19，联轴器5-19与驱动装置连接。

实施例2

如图1所示，本发明超重力液体吸收除湿与再生系统的流程与实施例1所述的流程相同。

图4给出了图1所示超重力吸收器2的另一种具体结构，如图4所示，超重力吸收器2包括壳体2-20、转轴2-21、填料床2-22，壳体2-20设有进气口2-20-1、排气口2-20-2、进液口2-20-3、排液口2-20-4，排液口2-20-4设置在壳体2-20底部，转轴2-21与空气流经填料床2-22的方向是垂直的，空气与液体LiCl溶液在填料床2-22内逆流接触，填料床2-22固定连接在转轴2-21内端，其内部设有填料泡沫金属2-23、静止液体分布器2-24，静止液体分布器2-24与壳体进液口2-20-3连接，静止液体分布器2-24包括进液管2-24-1、喷淋头2-24-2，喷淋头2-24-2与进液管2-24-1连接，其设置在填料床2-22的内腔内，且与填料泡沫金属2-23相对，转轴2-21外端连接有联轴器2-25，联轴器2-25与驱动装置连接。

图5给出了图1所示超重力再生器5的另一种具体结构，如图5所示，超重力吸收器5包括壳体5-20、转轴5-21、填料床5-22，壳体5-20设有进气口5-20-1、排气口5-20-2、进液口5-20-3、排液口5-20-4，排液口5-20-4设置在壳体5-20底部，转轴5-21与空气流经填料床5-22的方向是垂直的，空气与液体LiCl溶液在填料床5-22内逆流接触，填料床5-22固定连接在转轴5-21内端，其内部设有填料泡沫金属5-23、静止液体分布器5-24，静止液体分布器5-24与壳体进液口5-20-3连接，静止液体分布器5-24包括进液管5-24-1、喷淋头5-24-2，喷淋头5-24-2与进液管5-24-1连接，其设置在填料床5-22的内腔内，且与填料泡沫金属5-23相对，转轴5-21外端连接有联轴器5-25，联轴器5-25与驱动装置连接。

实施例3

如图1所示，本发明超重力液体吸收除湿与再生系统的流程与实施例1相同。

如图2所示，超重力吸收器2的结构与实施例1中超重力吸收器2所述的结构相同，其中填料2-17是陶瓷，液体是CaCl2溶液。

如图5所示，超重力再生器5的结构与实施例2中超重力再生器5所述的结构相同，其中填料5-23是陶瓷，液体是CaCl2溶液。

实施例4

如图1所示，本发明超重力液体吸收除湿与再生系统的流程与实施例1相同。

如图4所示，超重力吸收器2的结构与实施例2中超重力吸收器2所述的结构相同，其中填料2-23是板式填料，液体是三甘醇。

如图3所示，超重力再生器5的结构与实施例1中超重力再生器5所述的结构相同，其中填料5-17是板式填料，液体是三甘醇。

实施例5

如图1所示，本发明超重力液体吸收除湿与再生系统的流程与实施例1相同。

如图4所示，超重力吸收器2的结构与实施例2中超重力吸收器2所述的结构相同，其中填料2-23是金属丝网，液体是LiBr溶液、LiCl溶液的混合液。

如图3所示，超重力再生器5的结构与实施例1中超重力再生器5所述的结构相同，其中填料5-17是泡沫金属，液体是CaCl2溶液、三甘醇的混合液。

如上所述，便可较好地实现本发明一种超重力液体吸收除湿与再生系统。

Claims (8)

1、一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：包括超重力吸收器、超重力再生器、冷储液槽、换热器、再生加热器、热储液槽、冷却器、室内风机、室外风机；所述超重力吸收器包括壳体、转轴、填料床，所述超重力吸收器的壳体设有进气口、排气口、进液口、排液口，所述超重力吸收器的排液口设置在壳体底部，且所述超重力吸收器的排液口、所述冷储液槽、换热器的管程、再生加热器依次连接，所述超重力吸收器的进液口、所述冷却器、换热器壳程、热储液槽依次连接，所述超重力吸收器的进气口与所述室内风机连接，所述超重力吸收器的排气口连接有蒸发冷却器，所述蒸发冷却器连接有喷淋水管，所述蒸发冷却器的排气口与室内空气连通；所述超重力再生器包括壳体、转轴、填料床，所述超重力再生器的壳体设有进气口、排气口、进液口、排液口，所述超重力再生器的排液口设置在壳体底部，且与所述热储液槽连接，所述超重力再生器的进液口与所述再生加热器连接，所述超重力再生器的进气口与所述室外风机连接，所述超重力再生器的排气口与室外空气连通。

2、按权利要求1所述一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：所述超重力吸收器的填料床固定连接在转轴内端，其内部设有填料、静止液体分布器，所述静止液体分布器与壳体进液口连接，所述转轴与空气流经所述填料床的方向是平行或垂直的，空气与液体在所述填料床内错流或逆流接触，所述转轴外端连接有联轴器，所述联轴器与驱动装置连接。

3、按权利要求1所述一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：所述超重力再生器的填料床固定连接在转轴内端，其内部设有填料、静止液体分布器，所述静止液体分布器与壳体进液口连接，所述转轴与空气流经所述填料床的方向是平行或垂直的，空气与液体在所述填料床内错流或逆流接触，所述转轴外端连接有联轴器，所述联轴节与驱动装置连接。

4、按权利要求1所述一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：所述冷储液槽与换热器之间、再生加热器与超重力再生器之间、冷却器与超重力吸收器之间，分别连接有溶液泵。

5、按权利要求1所述一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：所述冷却器连接有冷却水管。

6、按权利要求2、3所述一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：所述静止液体分布器包括进液管、喷淋头，所述喷淋头与进液管连接，其设置在所述填料床的内腔内，且与填料相对。

7、按权利要求2、3所述一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：所述填料是金属丝网、泡沫金属、陶瓷或板式填料。

8、按权利要求2、3所述一种超重力液体吸收除湿与再生系统，其特征在于：所述液体为LiBr溶液、LiCl溶液、CaCl2溶液、三甘醇或它们的混合液。

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