TW201807360A - 除濕設備之除濕劑濃度還原裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種除濕設備之除濕劑濃度還原裝置，係包含吸收塔、除濕劑預熱交換器、除濕劑加熱器、除濕劑濃溶液冷卻器、真空還原桶與文氏管真空抽射器、散熱塔等，該吸收塔之除濕劑灑水器噴出低溫高濃度的除濕劑，與室外空氣在吸收塔內蜂巢型反應床進行熱、質傳交換，而稀釋的除濕劑經除濕劑預熱交換器、除濕劑加熱器加熱，再被噴入低壓蒸餾真空還原桶內，稀釋的除濕劑液滴因為低真空壓力使水分汽化，進而使除濕劑濃度提高，高濃度除濕劑送至除濕劑預熱交換器，經除濕劑濃溶液冷卻器降溫再送至吸收塔，使除濕劑濃度還原完成除濕循環。

Description

除濕設備之除濕劑濃度還原裝置

本發明係關於除濕設備之除濕劑濃度還原裝置，尤指一種可將除濕劑濃度還原的裝置，該裝置係文氏管真空抽射器利用真空抽吸力降低密閉式真空還原桶內部的壓力，用以降低稀釋除濕劑的水蒸氣蒸發壓力及蒸發溫度，特別是使稀釋除濕劑所需的還原溫度降低，進而提高系統之熱效率，降低系統設備製造成本與運轉成本。

已知技術之空調系統液體除濕設備是具有吸收裝置、還原裝置、熱交換器、泵，運用泵輸送除濕溶液到吸收裝置內噴淋，除濕溶液的蒸氣壓力低於引入之室外濕空氣的蒸氣壓，兩者接觸時產生之熱效應，除濕溶液吸收室外濕空氣中的水分成為濃度較稀薄的稀溶液除濕劑，稀溶液除濕劑由泵輸送，經過加熱器被加熱，提高除濕溶液的溫度，藉以提高除濕溶液的蒸氣壓力，然後噴淋到還原裝置與室外濕空氣或室內排氣做熱交換，將吸收自吸收塔中濕空氣中的水分釋放到空氣中，還原除濕溶液的濃度，還原的環境是在正常大氣壓力之下進行，因此，被還原的稀溶液與室外濕空氣或室內排氣進行熱交換之前必須先被加熱，提高除濕劑的能階。加熱需求溫度依據使用除濕溶液種類而不同，一般設計，除濕溶液的還源需要被加熱溫度約80℃至120℃左右。熱源種類一般設計有蒸汽、太陽能、地熱、及壓縮機壓縮熱。例如2013年12月1日 International Journal Of Innovative Research Science Engineering And Technology ( IJIRSET )論述氯化鈣除濕劑除濕系統實驗分析。例如澳大利亞太陽能學會墨爾本2012年12月國際標準書碼( ISBN )：978-0-646-90071-1論述：太陽能驅動的液體除濕系統。例如 IRACST-Engineering Science And Technology ：國際期刊國際標準書碼( ISBN )液體除濕空調系統除濕溶液的再生。

已知之除濕空調系統有數項缺點。例如，除濕系統除濕劑對於濕空氣中的水分具有很強的吸收能力，同時對於金屬材料亦具有很強的腐蝕力。因此，設備、管路等元件的材料需選用非金屬材質或價格昂貴加工不易的鈦金屬，非金屬材質雖具有對於有機鹽類的耐腐蝕性，但是流體溫度與非金屬材質的耐壓成反比，溫度越高耐壓越低。已知化學除濕空調系統除濕劑的濃度再生還原的高溫度需求，致使系統設備因為溫度與壓力的關係運轉不穩定。已知之化學除濕空調系統除濕溶液的還原溫度需求高於一般空調熱泵產生的熱水溫度亦遠高於一般冷媒壓縮機產生之壓縮熱溫度，為了提高壓縮機冷媒高壓出口溫度，必須提高壓縮壓力，使壓縮機效率下降。最後，該已知技術之除濕劑還原裝置使除濕劑濃度還原後成為高溫之物體，仍然必須再投入能量降低物體之溫度，使系統整體熱效率降低。

本發明之主要目的在於提供一種除濕設備之除濕劑濃度還原裝置，藉此設計，改善昔之除濕劑濃度還原後成為高溫之物體，使系統整體熱效率降低之缺點，為達成前揭目的，需要發展一熱效率高、成本低，運轉可靠之化學除濕空調裝置，將傳統空調的降溫與除濕分開，空調系統除濕所需的低溫高耗能由除濕劑取代，使空調送風溫度提高；利用文氏管真空抽射器製造真空，使除濕劑濃度還原桶內壓力成為真空狀態，將已經加熱稀釋的除濕劑噴淋到還原桶內，稀釋的除濕劑液滴在真空狀態之下，真空壓力越低，除濕劑的沸點及蒸汽壓力越低，水分吸收除濕劑本身的熱量蒸發為水蒸氣，水蒸氣被文氏管真空抽射器抽出還原桶，使除濕劑濃度還原，同時真空還原桶內濃溶液的溫度會因為提供除濕劑液滴蒸發所需之蒸發熱，使得除濕劑溶液溫度降低，達到濃縮除濕劑進入吸收塔前的降溫需求。

本發明該吸收塔之除濕劑灑水器噴出低溫高濃度的除濕劑，與室外空氣在吸收塔內蜂巢型反應床進行熱、質傳交換，而稀釋的除濕劑經除濕劑預熱交換器、除濕劑加熱器加熱後，再被噴入真空還原桶內的蒸發反應床，除濕劑液滴的水分子在真空狀態下吸收汽化所需的蒸發潛熱而汽化為水蒸氣，水蒸氣經由除霧濾器以改變水蒸氣運動方向，分離、過濾水蒸氣與液滴，文氏管真空抽射器不斷抽出真空還原桶內所產生的水蒸氣，以維持還原桶內之真空壓力，經過低壓、蒸發、冷卻之除濕劑流到真空還原桶底部之容置空間後，再被除濕泵送至除濕劑預熱交換器、除濕劑濃溶液冷卻器降溫後噴淋到吸收塔完成循環。

1‧‧‧吸收塔

2‧‧‧蜂巢型反應床

3‧‧‧除濕劑灑水器

4‧‧‧再生泵

5‧‧‧逆止閥

6‧‧‧除濕劑濃溶液冷卻器

7‧‧‧除濕劑預熱交換器

8‧‧‧除濕劑加熱器

9‧‧‧除濕泵

10‧‧‧真空還原桶

11‧‧‧低液位開關

12‧‧‧運轉液位開關

13‧‧‧液位過高開關

14‧‧‧蒸發反應床

15‧‧‧除霧器

16‧‧‧真空逆止閥

17‧‧‧文氏管真空抽射器

18‧‧‧水泵

19‧‧‧浮球開關

20‧‧‧液位控制開關

21‧‧‧蜂巢型散熱反應床

22‧‧‧散熱塔灑水器

23‧‧‧散熱風扇

24‧‧‧散熱塔

25‧‧‧送風機

26‧‧‧冷媒壓縮機

27‧‧‧冷媒膨脹閥

28‧‧‧溶液噴嘴

　 第一圖係本發明除濕設備之除濕劑濃度還原裝置之剖視圖

　 第二圖係本發明配合既有之空調熱水與冰水系統圖

　 第三圖係本發明配合既有之熱泵系統圖

　 第四圖係本發明配合直接銜接壓縮機系統圖

為令本發明之技術手段能夠更完整且清楚的揭露，茲請一併參閱所附圖式及圖號，並詳細說明如下:

首先，請參閱第一圖至第二圖所示，本發明係有關於一種除濕設備之除濕劑還原裝置，該最佳裝置係包含一組吸收塔(1)、一除濕劑預熱交換器(7)、一除濕劑加熱器(8)、一組或數組真空還原桶(10)、一組或一組以上文氏管真空抽射器(17)及一組散熱塔(24)、一除濕劑濃溶液冷卻器(6)等，該吸收塔(1)內至少設有一種蜂巢型反應床(2)，其上設有除濕劑灑水器(3)及送風機(25)，蜂巢型反應床(2)下設有一容置空間，該空間用以容納稀釋除濕劑溶液。

除濕劑預熱交換器(7)之外部通道係連接至吸收塔(1)內之容置空間，該除濕劑預熱交換器(7)將從吸收塔(1)進入之稀釋除濕劑先行加溫；除濕劑加熱器(8)係連接除濕劑預熱交換器(7)之另一外部通道，該除濕器加熱器(8)係產生熱能，將加溫稀釋的除濕劑加熱。

　 該真空還原桶(10)係連接除濕劑加熱器(8)之另一外部通道，真空還原桶(10)係由塑膠及各種非金屬材質製作，做為形成真空的容器，其內設有除霧器(15)、溶液噴嘴(28)、一個以上之液位開關(11) (12) (13)、蒸發反應床(14)及蒸發反應床(14)下設有一容置空間，真空還原桶(10)上連接至文氏管真空抽射器(17)，其下之容置空間接至除濕劑預熱交換器(7)、除濕劑濃溶液冷卻器(6)，最後接至吸收塔(1)；除濕劑濃溶液冷卻器(6)係設於真空還原桶(10)、除濕劑預熱交換器(7)通道後，用以將高濃度的除濕劑冷卻。

文氏管真空抽射器(17)係連接於真空還原桶(10)上的外部通道，做為真空還原桶(10)內真空產生來源；以及一組散熱塔(24)係定位連接至文氏管真空抽射器(17)，該散熱塔(24)係用以蒸發抽自於真空還原桶(10)中之水蒸氣，內設有蜂巢型散熱反應床(21)，其上面設有散熱塔灑水器(22)及散熱風扇(23)，蜂巢型散熱反應床(21)下設有液位控制開關(20)、浮球開關(19)，並設有一容置空間，液位控制開關(20)提供散熱風扇(23)起動與停止之信號來源，節省散熱風扇之耗電。

本發明蜂巢型反應床(2)、蒸發反應床(14)及蜂巢型散熱反應床(21)，係由60公分以上反應高度製作的芳綸紙(Aramid paper)有機纖維，形成角度約45度之波浪形並交叉重疊成為立體狀，用來增加除濕劑與空氣間之反應接觸面積，藉由上述而形成本發明之除濕設備除濕劑還原裝置。

本發明除濕設備之除濕劑濃度還原裝置，該吸收塔(1)之除濕劑灑水器(3)噴灑出低溫高濃度的除濕劑，與室外空氣在吸收塔(1)內蜂巢型反應床(2)進行熱、質傳交換，低溫的除濕劑吸收空氣中的水分同時降低空氣的溫度，產生的乾燥空氣由送風機(25)送至室內，而稀釋的除濕劑經由再生泵(4)、逆止閥(5)送至除濕劑預熱交換器(7)內預熱，經除濕劑加熱器(8)加熱。

　 當已被加熱稀釋的除濕劑被噴入真空還原桶(10)內，稀釋的除濕劑在蒸發反應床(14)進行，以增加單位體積的反應接觸面積與反應時間，該文氏管真空抽射器(17)利用真空抽吸力降低密閉式真空還原桶(10)內部的壓力，用以降低稀釋除濕劑的水蒸氣蒸發壓力及蒸發溫度，特別是使稀釋除濕劑所需的還原溫度降低，稀釋除濕劑液滴的水分子在低真空壓力狀態下吸收汽化所需的蒸發潛熱而汽化為水蒸氣，水蒸氣經由除霧器(15)以改變水蒸氣運動方向，分離、過濾水蒸氣與液滴，文氏管真空抽射器(17)不斷抽出真空還原桶(10)內所產生的水蒸氣，以維持真空還原桶(10)內部之真空壓力，液滴經過低壓、蒸發、冷卻之除濕劑溶液流到真空還原桶(10)底部之容置空間後，進而使除濕劑濃度提高。

因為濃縮後除濕劑的溫度會因為提供除濕劑液滴蒸發所需之蒸發熱，使得除濕劑溫度降低，當溫度較低之高濃度除濕劑高於運轉液位開關，即由除濕泵(9)、逆止閥(5)送至除濕劑預熱交換器(7)，經除濕劑濃溶液冷卻器(6)降溫需求而達到節能目的，最後噴淋到吸收塔(1)與室外空氣進行熱、質交換完成系統再循環。

真空還原桶(10)內之水蒸氣由除霧器(15)上之出口送出，經真空逆止閥(16)到文氏管真空抽射器(17)與水混合，由散熱塔(24)內之灑水器(22)噴出到蜂巢型散熱反應床(21)與室外空氣進行熱、質傳交換，產生的水蒸氣由散熱風扇(23)送至室外，冷卻水流至散熱塔(24)底，冷卻水到達一定高度經散熱塔(24)外部之水泵(18)、逆止閥(5)流至文氏管真空抽射器(17)，一散熱塔(24)調節真空還原桶(10)的溫度與水位的調節，運用水分的蒸發調節水溫與水位。

本發明之效果與熱泵產生的熱水加熱除濕劑(請參照第三圖所示)，或直接使用冷媒壓縮機(26)的壓縮熱直接加熱除濕劑(請參照第四圖所示)，可有效運用回收熱加熱除濕劑，運用於除濕劑的還原，熱泵設備冷媒膨脹閥(27)的蒸發熱做為除濕劑降溫冷卻，降低空調送風溫度，使空調系統設備能將空氣除濕、過濾、調節、溫度控制等各種需求功能合為一體促使設備熱效率提高，設備運轉可靠度增加，降低設備製造成本。本發明除濕設備之除濕劑濃度還原裝置可廣泛應用於各種無機醇類除濕劑之濃度還原。例如乙二醇、三甘醇等，與有機鹽類除濕劑之濃度還原。例如氯化鈣、氯化鋰、溴化鋰等。本發明除濕劑濃度還原系統的熱源可廣泛的使用工業製程的廢熱、蒸氣的凝結水、熱泵熱水、太陽能熱水為除濕劑的還原所需的熱源。

本發明設計簡單且實用性高，頗具經濟上之利用價值，由簡易之設計形成本發明除濕設備之除濕劑濃度還原裝置，綜上所述，上述實施例僅用以舉例本發明，在不離本發明精神之範圍內，熟悉此項技藝者所作之各種變化、修飾與應用均包括於本發明之範疇，本發明除濕設備之除濕劑濃度還原裝置藉由上述，顯已符合實用性、新穎性及進步性之要件，爰依法提出發明專利之申請。

Claims (5)

1. 一種除濕設備之除濕劑濃度還原裝置，包含： 一組吸收塔，其內至少設有一種蜂巢型反應床，蜂巢型反應床上 設有除濕劑灑水器及送風機，其下設有一容置空間，該空間用以 容納稀釋除濕劑溶液； 一除濕劑預熱交換器，其外部通道係連接至吸收塔內之容置空間，該除濕劑預熱交換器將從吸收塔進入之稀釋除濕劑先行加溫； 一除濕劑加熱器，其連接除濕劑預熱交換器之另一外部通道，該除濕器加熱器係產生熱能，將加溫稀釋的除濕劑加熱； 一組或數組真空還原桶，其係連接除濕劑加熱器之另一外部通道，做為形成真空的容器，其內設有蒸發反應床及蒸發反應床下設有一容置空間； 一除濕劑濃溶液冷卻器，其係設於真空還原桶、除濕劑預熱交換器通道後，用以將高濃度的除濕劑冷卻； 一組或一組以上文氏管真空抽射器，係連接於真空還原桶上的外部通道，做為真空還原桶內真空產生來源；以及 一組散熱塔，其係定位連接至文氏管真空抽射器，該散熱塔用以蒸發抽自於真空還原桶中之水蒸氣，內設有蜂巢型散熱反應床，其上面設有散熱塔灑水器及散熱風扇，蜂巢型散熱反應床下設有液位控制開關、浮球開關，並設有一容置空間，藉由上述而形成本發明之除濕設備之除濕劑還原裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之除濕設備之除濕劑還原裝置，其中蜂巢型反應床、蒸發反應床及蜂巢型散熱反應床，係由60公分以上反應高度製作的芳綸紙(Aramid paper)有機纖維，形成角度約45度之波浪形並交叉重疊成為立體狀，用來增加除濕劑與空氣間之反應接觸面積。
3. 如申請專利範圍第1項所述之除濕設備之除濕劑還原裝置，其中除濕劑係為固體化合物、水與任何化合物之水溶液。
4. 如申請專利範圍第1項所述之除濕設備之除濕劑還原裝置，其中真空還原桶內部進一步設有除霧器、溶液噴嘴、一個以上之液位開關的排列及控制。
5. 如申請專利範圍第1項所述之除濕設備之除濕劑還原裝置，其中真空還原桶係由塑膠及各種非金屬材質製作。