CN208332739U - 一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,所述制冷装置包括溴化锂储液器、热水储罐和用于对热水储罐进行加热的太阳能加热器,溴化锂储液器内设置有溴化锂溶液‑热水换热器,溴化锂溶液‑热水换热器两端与热水储罐相连接,太阳能加热器、热水储罐和溴化锂溶液‑热水换热器形成热水流道;所述制冷装置还包括蒸发器、冷凝水储罐,冷凝水储罐、蒸发器和溴化锂储液器依次连接;所述制冷装置还包括冷却塔和空气隙膜除湿器,空气隙膜除湿器与溴化锂储液器相连形成热水循环流道,与冷却塔相连形成冷水循环流道;空气隙膜除湿器内设置有冷凝板,热水循环流道和冷水循环流道分布于冷凝板两侧。该空气隙膜制冷装置具有低能耗、高制冷效率的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及膜式除湿及制冷领域,具体地,涉及一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置。
背景技术
据统计,我国的建筑能耗占全社会能源消耗的30%,其中空调能耗占建筑能耗的40%。因此建筑节能是保障我国能源安全的重要组成部分,关系到我国的能源安全和可持续发展。
近年来,随着膜材料的发展,基于膜除湿器的液体除湿技术得到较快的发展。在这种膜除湿器内,使用了选择透过膜将空气和除湿液隔开,选择透过膜可以防止除湿液中的溶质进入空气中,利用膜除湿器对除湿液进行减湿浓缩具有较好的除湿效果,还可以循环利用除湿液。
因此,很有必要设计一种基于膜除湿器的空调制冷装置以降低能耗,提高制冷效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,本实用新型提供的太阳能驱动的空气隙膜制冷装置低能耗、高制冷效率的特点。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,所述制冷装置包括溴化锂储液器、热水储罐和用于对热水储罐进行加热的太阳能加热器,所述溴化锂储液器内设置有溴化锂溶液-热水换热器,所述溴化锂溶液-热水换热器两端与热水储罐相连接,所述太阳能加热器、热水储罐和溴化锂溶液-热水换热器形成热水流道;所述制冷装置还包括蒸发器、冷凝水储罐,所述冷凝水储罐、蒸发器和溴化锂储液器依次连接;所述制冷装置还包括冷却塔和空气隙膜除湿器,所述空气隙膜除湿器与溴化锂储液器相连形成热水循环流道,与冷却塔相连形成冷水循环流道;所述空气隙膜除湿器内设置有冷凝板,所述热水循环流道和冷水循环流道分布于冷凝板两侧。
市面上的空调绝大部分是空气压缩式空调,相比空气压缩式空调,采用膜除湿器的制冷装置无需采用压缩机,对动力设备的要求少,同等制冷效果下消耗的能源大幅减少。本实用新型提供的空气隙膜制冷装置利用溴化锂有较强的吸水性,使水分蒸发吸收环境中的热量制冷。空气隙膜除湿器具有较高的填充度,可高效去除溴化锂溶液中的水分。本实用新型提供的空气隙膜制冷装置高效节能,结构简单。
本实用新型提供的制冷装置的制冷原理如下:
溴化锂储液罐中的溴化锂对水具有很强的吸收能力,会吸收水蒸气。冷凝水储罐中的冷凝水受溴化锂的吸引流经蒸发器,在蒸发器中吸收外界热量蒸发,对外界产生制冷效果,水蒸气进入溴化锂储液罐。空气隙膜除湿器的热水流道与溴化锂储液罐和溴化锂液泵相连,冷水流道与冷却塔和冷却水水泵相连。溴化锂溶液和冷却水在空气隙膜除湿器中形成逆流的状态,逆流具有较高的换热效果。溴化锂储液罐中的溴化锂吸收水蒸气被稀释,经由太阳能加热器、热水储罐和溴化锂溶液-热水换热器形成得热水流道加热,加热后的溴化锂溶液蒸气压高于冷却水,由于蒸气压压差,析出水蒸气进入空气隙膜除湿器进行减湿浓缩,水蒸气吸收冷却水的冷量冷凝,冷凝水进入冷凝水储罐,依次循环。
优选地,所述空气隙膜除湿器为平板式膜除湿器或中空纤维膜管式膜除湿器。
优选地,所述空气隙膜除湿器由支撑板、密封胶圈、选择透过膜、密封胶圈、金属网、聚水胶圈、冷凝板、密封胶圈和支撑板依次组装而成。
优选地,所述选择透过膜为聚偏氟乙烯多孔膜。
优选地,所述中空纤维膜管式膜除湿器包括冷却水外管道、冷却水内管道和中空纤维膜管三种管道,所述冷却水内管道和中空纤维膜管之间通过空气隙隔开。
优选地,所述冷却水内管道和中空纤维膜管的数量均为多个。
优选地,一根冷却水内管道和一根中空纤维膜管构成一个排布单元;或,一根冷却水内管道和两根中空纤维膜管构成一个排布单元,各管道呈三角形式排列;或,一根冷却水内管道和四根中空纤维膜管构成一个排布单元,所述中空纤维膜管呈环形围绕所述冷却水内管道排列。
优选地,所述制冷装置还包括散热器,所述散热器两端与溴化锂储液器连接。散热器用于排出溴化锂吸收水蒸气所释放的相变潜热。
优选地,所述散热器与溴化锂储液器之间设置有溴化锂溶液液泵;所述太阳能加热器与热水储罐之间设置有液泵;所述溴化锂溶液-热水换热器与热水储罐之间设置有热水液泵;所述空气隙膜除湿器与溴化锂储液器之间设置有溴化锂液泵;所述空气隙膜除湿器与冷却塔之间设置有冷却水水泵。
优选地,所述冷凝水储罐与蒸发器之间设置有节流阀。冷凝水储罐中的冷凝水流经节流阀,在蒸发器中蒸发制冷,进入溴化锂储液罐,溴化锂吸收水蒸气。
与现有技术相比,本实用新型具有如下有益效果:
本实用新型提供的空气隙膜制冷装置利用溴化锂有较强的吸水性,使水分蒸发吸收环境中的热量制冷。空气隙膜除湿器具有较高的填充度,可高效去除溴化锂溶液中的水分。本实用新型提供的太阳能驱动的空气隙膜制冷装置低能耗、高制冷效率的特点。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置的示意图。
图2为本实用新型实施例1提供的平板式空气隙膜除湿器示意图。
图3为本实用新型实施例2提供的中空纤维管式空气隙膜除湿器的截面示意图。
图4为本实用新型实施例2提供的中空纤维管排布方式示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图来进一步说明本实用新型,但实施例并不对本实用新型做任何形式的限定。
实施例1
图1为本实用新型实施例1提供的一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置的示意图,如图1所示,所述制冷装置包括溴化锂储液器1、热水储罐7和用于对热水储罐7进行加热的太阳能加热器4,所述溴化锂储液器1内设置有溴化锂溶液-热水换热器8,所述溴化锂溶液-热水换热器8两端与热水储罐7相连接,所述太阳能加热器4、热水储罐7和溴化锂溶液-热水换热器8形成热水流道;所述制冷装置还包括蒸发器9、冷凝水储罐11,所述冷凝水储罐11、蒸发器9和溴化锂储液器1依次连接;所述制冷装置还包括冷却塔14和空气隙膜除湿器16,所述空气隙膜除湿器16与溴化锂储液器1相连形成热水循环流道,与冷却塔14相连形成冷水循环流道;所述空气隙膜除湿器16内设置有冷凝板13,所述热水循环流道和冷水循环流道分布于冷凝板13两侧。其中,所述冷凝水储罐11与蒸发器9之间设置有节流阀10。
溴化锂储液罐1中的溴化锂对水具有很强的吸收能力,会吸收水蒸气。冷凝水储罐11中的冷凝水受溴化锂的吸引流经节流阀10降压,在蒸发器9中吸收外界热量蒸发,对外界产生制冷效果,水蒸气进入溴化锂储液罐1。如图1所示,空气隙膜除湿器16的热水流道与溴化锂储液罐1和溴化锂液泵12相连,冷水流道与冷却塔14和冷却水水泵15相连。溴化锂溶液和冷却水在空气隙膜除湿器16中形成逆流的状态,逆流具有较高的换热效果。溴化锂储液罐1中的溴化锂吸收水蒸气被稀释,经由太阳能加热器4、热水储罐7和溴化锂溶液-热水换热器8形成得热水流道加热,加热后的溴化锂溶液蒸气压高于冷却水,由于蒸气压压差,析出水蒸气进入空气隙膜除湿器16进行减湿浓缩,水蒸气吸收冷却水的冷量冷凝,冷凝水进入冷凝水储罐,依次循环。
其中,所述制冷装置还包括散热器2,所述散热器2两端与溴化锂储液器1连接。溴化锂吸收水蒸气形成溴化锂溶液,不断输入的水蒸气会不断地释放出相变潜热。相变潜热会降低溴化锂对水蒸气的吸收效果,且提高溴化锂储液罐1内的压力,产生危险因素。散热器2用于排出相变潜热。
所述散热器2与溴化锂储液器1之间设置有溴化锂溶液液泵3;所述太阳能加热器4与热水储罐7之间设置有液泵5;所述溴化锂溶液-热水换热器8与热水储罐7之间设置有热水液泵6;所述空气隙膜除湿器16与溴化锂储液器1之间设置有溴化锂液泵12;所述空气隙膜除湿器16与冷却塔14之间设置有冷却水水泵15。
在本实施例中,所述空气隙膜除湿器16为平板式膜除湿器,图2为本实施例提供的平板式空气隙膜除湿器的示意图,如图所示,所述空气隙膜除湿器16由支撑板A1、密封胶圈B1、选择透过膜C、密封胶圈B2、金属网D、聚水胶圈E、冷凝板13、密封胶圈B3和支撑板A2依次组装而成。其中,所述选择透过膜C为聚偏氟乙烯多孔膜。密封胶圈B1内走热流体,密封胶圈B3内走冷流体。热流体与冷流体不直接接触,中间隔着选择透过膜C、金属网D、空气隙、冷凝板13。热流体与冷流体形成蒸气压压差,使热流体中的水蒸气透过选择透过膜C进入空气隙。空气隙中的水蒸气吸收冷流体传递给冷凝板13的冷量,冷凝成水流出。金属网D大幅度增加了水蒸气吸收冷量的面积,提高热流体的减湿浓缩效果。本实施例中,选择透过膜C采用的是聚偏氟乙烯多孔膜,其表面是一薄层液体硅胶或聚二甲基硅氧烷以增加膜的疏水性,这样就只允许水蒸气通过膜进行传递,而其它的气体和液体不能透过膜。
实施例2
本实施例提供的制冷装置与实施例1的区别是,本实施例中采用中空纤维膜管式膜除湿器。
图3为本实施例提供的中空纤维管式空气隙膜除湿器的截面示意图,如图所示,所述中空纤维膜管式膜除湿器包括冷却水外管道G、冷却水内管道H和中空纤维膜管I三种管道,所述冷却水内管道H和中空纤维膜管I之间通过空气隙J隔开。其中,所述冷却水内管道H和中空纤维膜管I的数量均为多个。热流体流经中空纤维膜管I内,冷却水流经多根冷却水内管道H内及环形的冷却水外管道G。热流体与冷却水形成逆流的状态。热流体与冷却水形成蒸气压压差,使热流体中的水蒸气透过中空纤维膜进入空气隙。水蒸气吸收冷却水的冷量,在冷却水内管道H的外壁及冷却水外管道G的内壁形成液滴,液滴汇集排出到中空纤维膜管式膜除湿器外。
如图4所示,中空纤维膜管式膜除湿器的内冷却水管道H和中空纤维膜管I的排布方式有多种,内冷却水管道H和中空纤维膜管I的排布很密集,取其中一个排布单元来看,排布方式可以是一对一纵向排列K、三角形排列L、四边形排列M。
以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述制冷装置包括溴化锂储液器(1)、热水储罐(7)和用于对热水储罐(7)进行加热的太阳能加热器(4),所述溴化锂储液器(1)内设置有溴化锂溶液-热水换热器(8),所述溴化锂溶液-热水换热器(8)两端与热水储罐(7)相连接,所述太阳能加热器(4)、热水储罐(7)和溴化锂溶液-热水换热器(8)形成热水流道;所述制冷装置还包括蒸发器(9)、冷凝水储罐(11),所述冷凝水储罐(11)、蒸发器(9)和溴化锂储液器(1)依次连接;所述制冷装置还包括冷却塔(14)和空气隙膜除湿器(16),所述空气隙膜除湿器(16)与溴化锂储液器(1)相连形成热水循环流道,与冷却塔(14)相连形成冷水循环流道;所述空气隙膜除湿器(16)内设置有冷凝板(13),所述热水循环流道和冷水循环流道分布于冷凝板(13)两侧。
2.根据权利要求1所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述空气隙膜除湿器(16)为平板式膜除湿器或中空纤维膜管式膜除湿器。
3.根据权利要求2所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述空气隙膜除湿器(16)由支撑板(A1)、密封胶圈(B1)、选择透过膜(C)、密封胶圈(B2)、金属网(D)、聚水胶圈(E)、冷凝板(13)、密封胶圈(B3)和支撑板(A2)依次组装而成。
4.根据权利要求3所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述选择透过膜(C)为聚偏氟乙烯多孔膜。
5.根据权利要求2所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述中空纤维膜管式膜除湿器包括冷却水外管道(G)、冷却水内管道(H)和中空纤维膜管(I)三种管道,所述冷却水内管道(H)和中空纤维膜管(I)之间通过空气隙(J)隔开。
6.根据权利要求5所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述冷却水内管道(H)和中空纤维膜管(I)的数量均为多个。
7.根据权利要求6所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,一根冷却水内管道(H)和一根中空纤维膜管(I)构成一个排布单元;或,一根冷却水内管道(H)和两根中空纤维膜管(I)构成一个排布单元,各管道呈三角形式排列;或,一根冷却水内管道(H)和四根中空纤维膜管(I)构成一个排布单元,所述中空纤维膜管(I)呈环形围绕所述冷却水内管道(H)排列。
8.根据权利要求1所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述制冷装置还包括散热器(2),所述散热器(2)两端与溴化锂储液器(1)连接。
9.根据权利要求8所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述散热器(2)与溴化锂储液器(1)之间设置有溴化锂溶液液泵(3);所述太阳能加热器(4)与热水储罐(7)之间设置有液泵(5);所述溴化锂溶液-热水换热器(8)与热水储罐(7)之间设置有热水液泵(6);所述空气隙膜除湿器(16)与溴化锂储液器(1)之间设置有溴化锂液泵(12);所述空气隙膜除湿器(16)与冷却塔(14)之间设置有冷却水水泵(15)。
10.根据权利要求1所述太阳能驱动的空气隙膜制冷装置,其特征在于,所述冷凝水储罐(11)与蒸发器(9)之间设置有节流阀(10)。
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Cited By (2)
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CN108507224A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-07 | 东莞理工学院 | 一种太阳能驱动的空气隙膜制冷装置 |
CN111412686A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-14 | 华中科技大学 | 一种热管耦合的太阳能空气制水设备 |
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