CN205351583U - 一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，包括中空纤维膜除湿组件、中空纤维膜再生组件、热泵装置、回热装置和LiCl溶液储液罐，中空纤维膜除湿组件、中空纤维膜再生组件、热泵装置和LiCl溶液储液罐通过管道连接组成LiCl溶液封闭循环回路，其中，中空纤维膜再生组件的出液口经回热装置连接中空纤维膜再生组件的进液口，中空纤维膜除湿组件的出液口经回热装置连接中空纤维膜除湿组件的进液口，中空纤维膜除湿组件和中空纤维膜再生组件的进气口均连接风机，热泵装置的蒸发器布置在中空纤维膜除湿组件的进气口或进液口，热泵装置的冷凝器布置在中空纤维膜再生组件的进气口或进液口。

Description

一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置

技术领域

本实用新型涉及及空气除湿系统，具体涉及一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置。

背景技术

据资料统计，人们有80％的时间处于建筑室内，因此调节和控制好室内环境保证室内人体舒适性就显得极为重要。调节室内环境主要是通过控制房间内的温度和湿度两个参数来实现的。湿度过高，会阻碍汗液蒸发，影响散热和皮肤表面温度，从而使人感到不舒适。ASHRAE提出的夏天和冬天热舒适区其中对湿度都有相应的控制。以PMV值(预期平均评价)作为人体热舒适评价指标，当室温为26℃时，相对湿度平均每增加10％，PMV值增加约0.1.湿度过高或过低的空气环境同样会加快室内建筑材料释放化学物质(甲醛和臭氧)，加速病毒、真菌和细菌等微生物的生长繁殖，而这些化学物质会严重影响我们的身体健康。根据适宜室内生物和化学污染物的湿度环境图可知，适合人体健康生活环境的湿度为40～60％。

除湿的方法按照其除湿机理可以分为：冷却除湿、干燥剂除湿(包括液体吸收除湿和固体吸附除湿)、膜渗透除湿和电化学除湿等多种方法。冷却除湿方法利用冷却盘管将空气温度降至其露点温度一下，使的空气中的水分在冷却器表面结露冷凝。膜渗透除湿方法是利用膜对空气中对水的选择透过性将水分从水蒸气分压高的一侧转移到水蒸气分压低的一侧，从而实现对高水蒸气分压侧空气除湿的一种方法。电化学除湿是利用水蒸气在电池阳极分解成氧气和质子，再将质子转移到阴极生成氢气分子或者与氧气结合生成水，以此来降低空气中的水分。

这三种方法都存在着很大的弊端。冷却除湿方法需要将空气的温度冷却到其露点以下，冷却后的空气需要再进行加热后才能送入房间之中，在这个过程中温度和湿度不能独立控制，造成了能源利用率低能耗大；水分在冷却器表面冷凝，使得冷却器常年潮湿为细菌提供了生长和繁衍的场所，使室内空气品质严重下降；而对于露点温度过低的工况容易使冷却器表面结霜，需要特别的装置对其进行除霜处理，膜法除湿是一种被动的除湿方法，其除湿能力受湿交换气体中水蒸气压力较小的一侧控制；膜材料是影响膜法除湿的重要因素，膜材料的好坏决定着整个除湿过程性能。而电化学除湿是一种非常新颖的除湿方法，其技术不够成熟；而且除湿过程中需要直流电源，能源利用并不高。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，克服了现有技术中存在的温湿度不能独立控制、室内空气品质下降和能源利用不高的弊端。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，包括中空纤维膜除湿组件、中空纤维膜再生组件、热泵装置、回热装置和LiCl溶液储液罐，中空纤维膜除湿组件、中空纤维膜再生组件、热泵装置和LiCl溶液储液罐通过管道连接组成LiCl溶液封闭循环回路，其中，中空纤维膜再生组件的出液口经回热装置连接中空纤维膜再生组件的进液口，中空纤维膜除湿组件的出液口经回热装置连接中空纤维膜除湿组件的进液口，中空纤维膜除湿组件和中空纤维膜再生组件的进气口均连接风机，热泵装置的蒸发器布置在中空纤维膜除湿组件的进气口或进液口，热泵装置的冷凝器布置在中空纤维膜再生组件的进气口或进液口。

本实用新型利用热泵装置驱动中空纤维膜除湿组件和中空纤维膜再生组件对空气进行非接触除湿，再生后的LiCl溶液储存在LiCl溶液储液槽中，起蓄能的作用；同时本实用新型能实现对处理空气温度和湿度的调节，视经过热泵后的溶液温度，可实现如制冷、除湿；加热、除湿；等温除湿等。

优选的，所述热泵装置是由蒸发器、压缩机、冷凝器、制冷剂储罐和膨胀阀组成的封闭循环回路。

优选的，所述回热装置依次经过溶液泵、辅助冷却器、蒸发器连接中空纤维膜除湿组件的进液口。溶液泵为LiCl溶液提供动力，辅助冷却器能够使系统更加稳定和节能。

进一步优选的，所述中空纤维膜除湿组件的出液口经LiCl溶液储液罐与回热装置连接。

优选的，所述回热装置经过电加热装置连接中空纤维膜再生组件的进液口。进一步升高LiCl溶液的温度，增加中空纤维膜再生组件的再生效果。

进一步优选的，所述中空纤维膜再生组件的出液口依次经过溶液泵、LiCl溶液储液罐与回热装置连接。

优选的，所述中空纤维膜除湿组件连接水收集装置。能够收集被中空纤维膜除湿组件出去的水。

进一步优选的，所述水收集装置连接水储罐。能够储存收集的水。

优选的，所述中空纤维膜除湿组件的出气口布置在室内。

优选的，与中空纤维膜除湿组件连接的风机进口布置在室外。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)再生温度低：其液体除湿剂再生所需要的温度比固体除湿剂低，可利用的再生能源范围广，除湿效率高：

(2)能量利用率高：本装置相较于现有技术增加了回热装置，降低了能耗，提高了能量利用率；

(3)除湿与再生两端的风不会发生混合：液体除湿中液体可以在除湿器和再生器之间来回游走，不需要担心除湿和再生两端的风混合，并且除湿过程中风的压降很小。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

图中：1-风机，2-C进气口，3-中空纤维膜除湿组件，4-D出气口，5-A进液口，6-B出液口，7-LiCl溶液储液罐，8-A进液口，9-回热装置，10-B出液口，11-溶液泵，12-溶液辅助冷却器，13-D进液(气)口，14-蒸发器，15-C出液(气)口，16-A出气口，17-B进液口，18-风机，19-C进气口，20-D出气口，21-A进液口，22-中空纤维膜再生组件，23-B出液口，24-D进液口，25-C出液口，26-D进液(气)口，27-冷凝器，28-C出液(气)口，29-A进气口，30-B出液口31-膨胀阀，32-制冷剂储罐，33-压缩机，34-水收集装置，35-水储罐，36-电加热装置。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，本发明一种热泵驱动的中空纤维膜除湿装置，包括热泵装置、中空纤维膜除湿组件3、中空纤维膜再生组件22；

中空纤维膜除湿组件的入风口C与风机1相连，中空纤维膜再生组件的入风口H与风机18相连；

蒸发器14的A出气口16通过压缩机33与冷凝器27的A进气口A相连，冷凝器的B出液口通过膨胀阀31和制冷剂储罐32与蒸发器14的B进液口17相连；

LiCl溶液储罐7的进口中空纤维膜除湿组件3的B出液口34相连，LiCl溶液储罐7的出口与回热装置9的A进口8相连，冷凝器27的D进液口26与回热装置9的C出液口25相连，中空纤维膜再生组件22的A进液口21与冷凝器的C出液口28相连，中空纤维膜再生组件22的B出液口23与回热装置9的D进液口24相连，回热装置9的C出液口经过溶液泵11和辅助冷却器12与蒸发器14的D进液口13相连，蒸发器14的C出液口15与中空纤维膜除湿组件3的A进液口5相连；

中空纤维膜除湿组件3具有水收集装置34，水收集装置34连接水储罐35。

上述热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置对空气进行除湿的方法如下：

室外空气通过风机1输入中空纤维膜除湿组件3的C进气口2并通过中空纤维膜除湿组件3降温除湿，从中空纤维膜除湿组件3的D出气口4出来的空气是低温低湿的空气，被除去的水进入中空纤维膜除湿组件下部的水收集装置34中，然后输出并进入到水储罐35中；室外空气与室内空气以一定比例混合通过风机18输入中空纤维膜再生组件22的C进气口19并通过中空纤维膜再生组件22加热再生，对LiCl溶液进行再生，从D出气口20出来的空气为高温高湿的空气。LiCl溶液由溶液泵11经过溶液辅助冷却器12和蒸发器14进入中空纤维膜除湿组件3的A进液口5，其中LiCl溶液经过溶液辅助冷却器12和蒸发器14冷却达到一个较低的除湿温度，LiCl溶液在中空纤维膜除湿组件3中对湿空气进行除湿，从中空纤维膜除湿组件3的B出液口6出来的LiCl溶液经过对空气除湿温度上升，浓度下降。除湿后的LiCl溶液经过溶液储罐7后进入回热装置9中与再生后的高温溶液进行换热，然后再进入冷凝器27的D进液口与制冷剂换热，达到一个较高的再生温度，然后从冷凝器27的C出液口输出，从中空纤维膜再生组件22的A进液口21进入中空纤维膜再生组件22中与再生空气进行再生，从中空纤维膜再生组件22的B出液口23出来的LiCl溶液浓度升高，进入回热装置9中与由溶液储罐7中出来的低浓度LiCl溶液换热，完成LiCl溶液循环。

实施例2

如图2所示。另一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，包括热泵装置、中空纤维膜除湿组件3、中空纤维膜再生组件22；

风机18与冷凝器27的D进气口26相连，冷凝器27的C出气口28与所述的中空纤维膜再生组件2的C进气口2相连；

风机1与蒸发器14的D进气口13相连，蒸发器14的C出气口15与权利要求9所述的中空纤维膜除湿组件3的C进气口2相连；

LiCl溶液储罐7的进口经溶液泵11与中空纤维膜再生组件22的B出液口23相连，LiCl溶液储罐7的出口与回热装置9的D进液口24相连，回热装置9的C出液口与中空纤维膜除湿组件3的A进液口5相连，中空纤维膜除湿组件3的B出液口6与回热装置9的A进液口8相连，回热装置9的B出液口10经过电加热装置36与中空纤维膜再生组件22的A进液口21相连；

蒸发器14的A出气口16通过压缩机33与冷凝器27的A进气口29相连，冷凝器的B出液口30通过膨胀阀31和制冷剂储罐32与蒸发器14的A进液口17相连；

上述热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置对空气进行除湿的方法如下:

室外空气经过风机1进入蒸发器14中进行降温，达到一个温度较低，相对湿度较高的状态，再进入中空纤维膜除湿组件3中与LiCl进行热湿交换，使空气湿度降低，然后向室内送风，被除去的水分储存在储水槽35中；室内空气与室外空气以一定比例混合经风机18进入冷凝器27中升温，达到一个温度较高，相对湿度较低的状态，在进入中空纤维膜再生组件22中与LiCl溶液进行热湿交换，使空气湿度升高，然后向室外排风；LiCl溶液经溶液泵11从溶液储罐7中向中空纤维膜除湿组件22中输送，途中经过回热装置9与除湿后的LiCl溶液换热，再经过电加热装置36，然后进入中空纤维膜除湿组件3与空气湿热交换，浓度下降，然后经过回热装置9与高温LiCl溶液换热，再进入中空纤维膜再生组件22中与LiCl热湿交换，浓度上升到除湿之前的浓度，完成LiCl溶液循环。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，包括中空纤维膜除湿组件、中空纤维膜再生组件、热泵装置、回热装置和LiCl溶液储液罐，中空纤维膜除湿组件、中空纤维膜再生组件、热泵装置和LiCl溶液储液罐通过管道连接组成LiCl溶液封闭循环回路，其中，中空纤维膜再生组件的出液口经回热装置连接中空纤维膜再生组件的进液口，中空纤维膜除湿组件的出液口经回热装置连接中空纤维膜除湿组件的进液口，中空纤维膜除湿组件和中空纤维膜再生组件的进气口均连接风机，热泵装置的蒸发器布置在中空纤维膜除湿组件的进气口或进液口，热泵装置的冷凝器布置在中空纤维膜再生组件的进气口或进液口。

2.如权利要求1所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述热泵装置是由蒸发器、压缩机、冷凝器、制冷剂储罐和膨胀阀组成的封闭循环回路。

3.如权利要求1所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述回热装置依次经过溶液泵、辅助冷却器、蒸发器连接中空纤维膜除湿组件的进液口。

4.如权利要求3所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述中空纤维膜除湿组件的出液口经LiCl溶液储液罐与回热装置连接。

5.如权利要求1所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述回热装置经过电加热装置连接中空纤维膜再生组件的进液口。

6.如权利要求5所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述中空纤维膜再生组件的出液口依次经过溶液泵、LiCl溶液储液罐与回热装置连接。

7.如权利要求1所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述中空纤维膜除湿组件连接水收集装置。

8.如权利要求7所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述水收集装置连接水储罐。

9.如权利要求1所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，所述中空纤维膜除湿组件的出气口布置在室内。

10.如权利要求1所述的一种热泵驱动的中空纤维膜液体除湿装置，其特征是，与中空纤维膜除湿组件连接的风机进口布置在室外。