CN206055832U - 用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，包括内冷型除湿器、电渗析再生器和两级蒸发冷却机组，内冷型除湿器中溶液通道两端分别与电渗析再生器连接，构成液体循环通道；两级蒸发冷却机组与内冷型除湿器的气体通道连通。本实用新型整个设备各个部件构造简单，节省初投资，对于提高空调系统运行性能、降低能源消耗、提高室内空气品质、优化城市能源结构等方面均有重要意义。

Description

用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统

技术领域

本实用新型涉及两级蒸发冷却机组技术领域，尤其是一种用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，采用太阳能作为热源和电源，结合内冷型除湿器和电渗析再生器。

背景技术

蒸发冷却空调具有较低的运行和设备成本，能降低温室气体和CFC的排放量，因此被称为“绿色空调”。空调的能耗在建筑能耗里面占的比例很大，在我国的南方地区，空调使用长达半年左右，因此需要探索一种新型的节能空调。在南方地区干湿球温差小，由蒸发冷却空调处理后的空气湿度很大，因此需要和除湿系统结合在一起。对于溶液除湿系统，由于在改善室内空气品质、利用低温余热、高效蓄能等方面优点突出，所以已经引起广泛的关注，并逐渐应用于工程实践中。但它还存在一些缺点。一方面，溶液的再生、除湿的驱动力是溶液表面的水蒸气压力与周围空气的水蒸气压力差，但在高温高湿地区，比如说广州，空气湿度太大，水蒸气压力差减小，再生及除湿传质效果会大打折扣。另一方面，虽然太阳能光热除湿系统需要的热源温度较低，可以利用低品味能源，但是受到热源温度低的影响，溶液再生浓度和效率不高。然而，采用太阳能光伏技术的溶液除湿系统可以很好的避免这些缺点，不再受高温高湿环境的影响，节约了能源，提高了除湿系统的效率。此系统主要由内冷型除湿器、电渗析再生器、两级蒸发冷却机组等组成。

对除湿器的早期研究主要集中在填料喷淋塔式除湿器上，因为它具有结构简单和比表面积大等优点。但由于除湿的过程中溶液的温度会升高，使其除湿效率不能令人满意。20世纪90年代以来，内冷型除湿器受到了人们的普遍关注。内冷型除湿器采用冷水盘管或冷却空气（都不与除湿溶液直接接触）将除湿过程中释放出的潜热带走。绝热型除湿器虽具有诸多优点，但与内冷型除湿器相比较，其被处理空气沿程压力损失大、风机和溶液泵耗功大、传质强度弱，而且不具备蓄能的条件。因此，内冷型除湿器更适合于太阳能溶液除湿空调系统。

采用太阳能光伏技术的溶液除湿系统是用电动势作为驱动力的一种除湿技术，它的再生方式是用电渗析堆积层作为溶液再生器。电渗析技术是膜分离技术的一种，它是将选择性离子交换膜交替平行排列在两个电极之间，通过光伏发电技术让两个电极带电并在电极之间形成电势差，溶液中的阴阳离子在电势的驱动力下向各自的方向移动并分别被阳离子交换膜和阴离子交换膜所阻挡；电极之间形成浓溶液室和淡化室。 电渗析技术具有能耗低、操作简便、使用寿命长、无污染等特点。

目前我国传统空调所占的能耗比例很大，基于此，暖通空调行业应该探索新型的节能技术，应该走可持续的发展道路。对于蒸发冷却空调，它是一种环保且经济的冷却方式，具有较低的运行和设备成本，能减少温室气体和CFC的排放量。在我国的南方地区，空调使用长达半年左右，但干湿球温差小，由蒸发冷却空调处理后的空气湿度大，因此需要和除湿系统结合在一起。对于传统的溶液除湿和再生过程，由于溶液表面的水蒸气压力与空气的水蒸气压力差不断减小，阻碍了除湿过程和再生过程的进行，所以为了得到更高的效率，需要探索新型的溶液除湿技术。然而采用太阳能光伏技术的溶液除湿系统不仅可以对冷负荷和湿负荷独立处理，而且不断循环的盐溶液还可以对空气起到很好的杀菌效果，更重要的一点是新型的溶液除湿系统受到环境因素的影响很小，它可以应用在高温高湿地区。这可以提高人们生活和工作的空气品质，避免了由传统空调引起的温室效应，节约了能源，扩大了应用范围。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，结构新颖巧妙，能充足地利用太阳能资源。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：一种用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，包括内冷型除湿器、电渗析再生器和两级蒸发冷却机组，内冷型除湿器中溶液通道两端分别与电渗析再生器连接，构成液体循环通道；两级蒸发冷却机组与内冷型除湿器的气体通道连通。

进一步地，还包括太阳能光伏电池板，该太阳能光伏电池板的输出端与电渗析再生器连接。

进一步地，还包括蓄电池，连接在太阳能光伏电池板的输出端与电渗析再生器之间的线路上。

进一步地，在内冷型除湿器溶液出口与电渗析再生器之间的管路上设有稀溶液槽和溶液预处理器。

进一步地，溶液预处理器的进出管路上均设有阀门。

进一步地，内冷型除湿器的入口与电渗析再生器之间设有阀门。

进一步地，内冷型除湿器的空气出口处设有阻雾器。

进一步地，阻雾器为PVC人字形丝网。

本实用新型的工作原理为：

内冷型除湿器的稀溶液出口经稀溶液槽、溶液预处理器连接电渗析再生器，电渗析再生器对溶液进行浓缩，其出口连接浓溶液槽，浓溶液槽连接内冷型除湿器，从而构成一个溶液循环系统。

两级蒸发冷却机组连接内冷型除湿器，将大湿度的室外新风和需除湿的房间的空气混合后送入内冷型除湿器；与内冷型除湿器中浓溶液逆流，进行除湿，除湿后的风送回至两级蒸发冷却机组，从两级蒸发冷却机组间接段出来的空气再和蒸发冷却机组出来的空气混合后送入房间，房间的另一部分回风送入两级蒸发冷却机组作为二次风进行蒸发冷却。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型空气的冷负荷和湿负荷分开处理，有较高的能源利用效率，并提高了室内的舒适程度。

2、本实用新型使用太阳能光热技术和光伏技术，太阳能是一种清洁、可再生的环保能源。

3、本实用新型使用电渗析技术，电渗析技术具有能耗低、操作简便、使用寿命长、无污染等特点。

4、本实用新型使用氯化钙溶液，溶液的再生效果更好。

5、本实用新型溶液除湿系统不再受高温高湿环境的影响，节约了能源。

6、本实用新型整个设备各个部件构造简单，节省初投资，对于提高空调系统运行性能、 降低能源消耗、 提高室内空气品质、 优化城市能源结构等方面均有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型的结构与流程示意图；

图2为本实用新型内冷型除湿器示意图；

图3为本实用新型电渗析再生器示意图；

其中：1-室外新风；1＇-回风；2-内冷型除湿器；3-稀溶液槽；4-溶液泵；4＇-溶液泵；5-太阳能光伏电池板；6-溶液通道；7-溶液预处理器；8-阀门；8＇-阀门；8＇＇-阀门；9-电渗析再生器；10-蓄电池；11-浓溶液槽；12-两级蒸发冷却机组；13-房间；14-阀门；15-阀门；16-阴离子交换膜；17-阳离子交换膜；18-阳极；19-阴极；20-浓溶液室；21-淡化室；30-浓溶液；31-喷嘴；32-除湿后的空气；33-冷水出口；34-冷却管道；35-冷水进口；36-混合风； 37-稀溶液；38-阻雾器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示，一种与两级蒸发冷却机组配合使用的太阳能溶液除湿系统，新风 1和回风1＇的混合风被送入内冷型除湿器2。内冷型除湿器2连接稀溶液槽3，稀溶液槽3连接溶液通道6，溶液通道6连接溶液预处理器7，溶液预处理器7连接电渗析再生器9，电渗析再生器9分别连接蓄电池10和浓溶液槽11，浓溶液槽11连接内冷型除湿器2，从而构成一个溶液循环系统；除湿后的空气送入两级蒸发冷却机组12，从两级蒸发冷却机组12间接段出来的空气再和蒸发冷却机组12出来的空气混合后送入房间13，房间13的另一部分回风送入两级蒸发冷却机组12作为二次风进行蒸发冷却。

所述内冷型除湿器2采用耐腐蚀的不锈钢材料制成，内部装有冷却管道和阻雾器，管内冷水为自来水，内冷型除湿器内顶部装有喷嘴31，下侧壁设有冷水进口35，上侧壁设有冷水出口33，所述内冷型除湿器2与两级蒸发冷却机组12直接连接，除湿后的空气送入两级蒸发冷却机组12，从两级蒸发冷却机组12间接段出来的空气再和蒸发冷却机组12出来的空气混合后送入房间13。内冷型除湿器2出口设有阻雾器，阻雾器为PVC人字形丝网。

溶液通道6与溶液预处理器7相接的管路上设有阀门8＇＇， 溶液预处理器7与电渗析再生器9相接的管路上设有阀门8，浓溶液进入内冷型除湿器2的管路上设有阀门8＇，房间的回风管道与内冷型除湿器相接的管路上设有阀门14，两级蒸发冷却机组12间接段的管道与房间的送风管道相接的管路上设有阀门15。通过阀门8调节进入电渗析再生器浓溶液室和淡化室的溶液流量，通过阀门14调节回风量，通过阀门15调节从两级蒸发冷却机组12间接段出来的风量。

在溶液除湿过程中，内冷型除湿器2中除湿剂溶液从顶部喷嘴31喷入，需要去湿处理的湿空气从下部进入，两者形成逆流，由于此时除湿剂浓溶液30表面的水蒸气分压力小于被处理空气的水蒸气分压力，水蒸气从湿空气向除湿溶液传递，空气湿度下降，空气水蒸气分压力降低，同时溶液浓度较小，溶液表面的水蒸气分压升高，直至二者分压力相等，完成除湿过程，处理后的空气从除湿器上部送入两级蒸发冷却机组。除湿溶液浓度降低成为稀溶液37，从底部流入稀溶液槽3。内冷型除湿器内有冷却管道，管内通入自来水以此提高除湿溶液的效率。

所述稀溶液槽3位于内冷型除湿器2的正下方，作为稀溶液暂时储存的容器，并由溶液泵4将稀溶液37送入溶液通道6。

电渗析再生器9由电极板、离子交换膜组成，正负极之间设有n个阴离子交换膜和n+1个阳离子交换膜，n是自然数，所述阴离子交换膜和阳离子交换膜交替平行排列在正负极之间，将电渗析再生器分为浓溶液室、淡化室。所述电渗析再生器9与溶液预处理器7直接连接。在溶液再生过程中，溶液预处理器7将已经得到初步再生的稀溶液37送入电渗析再生器，一路进入浓溶液室，一路进入淡化室，进入浓溶液室中的溶液进一步再生到所需浓度，然后进入浓溶液槽进行储存；进入淡化室中的溶液为浓溶液室中的溶液提供可传递的质子。

所述溶液预处理器7采用耐腐蚀的不锈钢材料制成，溶液预处理器7顶部装有喷嘴。

所述蒸发冷却机组，为两级蒸发冷却机组，以空气的走向为参考方向，两级蒸发冷却机组包括间接段和直接段。所述浓溶液槽和稀溶液槽，均为耐腐蚀的材料制成。所述风机为变频调速风机。所述水泵为循环溶液泵。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：包括内冷型除湿器、电渗析再生器和两级蒸发冷却机组，内冷型除湿器中溶液通道两端分别与电渗析再生器连接，构成液体循环通道；两级蒸发冷却机组与内冷型除湿器的气体通道连通。

2.如权利要求1所述用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：还包括太阳能光伏电池板，该太阳能光伏电池板的输出端与电渗析再生器连接。

3.如权利要求2所述用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：还包括蓄电池，连接在太阳能光伏电池板的输出端与电渗析再生器之间的线路上。

4.如权利要求1所述用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：在内冷型除湿器溶液出口与电渗析再生器之间的管路上设有稀溶液槽和溶液预处理器。

5.如权利要求1所述用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：溶液预处理器的进出管路上均设有阀门。

6.如权利要求1所述用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：内冷型除湿器的入口与电渗析再生器之间设有阀门。

7.如权利要求1所述用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：内冷型除湿器的空气出口处设有阻雾器。

8.如权利要求7所述用于两级蒸发冷却机组的太阳能溶液除湿系统，其特征在于：阻雾器为PVC人字形丝网。