一種吸溼溶液再生系統的製作方法

2023-10-05 12:49:39 4

本發明涉及太陽能熱利用領域，更具體地說，涉及一種吸溼溶液再生系統。

背景技術：

吸溼溶液即除溼溶液，在現代工農業及日常生活中應用較為廣泛，如溴化鋰溶液、氯化鋰溶液等。吸溼溶液在吸收水分的同時、使自身的濃度降低，得到吸溼溶液的稀溶液；而在實際的生活和生產中，為了使吸溼溶液得到循環利用，需要消耗一定的能量、使其吸收的水分蒸發，該過程即為吸溼溶液的再生。

吸溼溶液再生的能量通常由化石燃料、工業餘熱、太陽能提供，但在實際生產過程中，綜合經濟性、環保性、實用性等因素考慮，太陽能為吸溼溶液再生的最佳選擇。

現有技術中，吸溼溶液再生的太陽能集熱系統和溶液再生系統為相互獨立的設計，二者通過換熱器實現能量的交換，即介質在太陽能集熱器中加熱後、流至再生系統的換熱器中，以對吸溼溶液進行加熱、並使其水分蒸發，完成吸溼溶液的再生。但在該能量交換過程中，太陽能集熱系統和溶液再生系統的分體設計，不得不增加中間介質的換熱環節，使得換熱效率降低，不利於熱能的充分利用。

因此，如何簡化換熱過程，提高吸溼溶液再生的換熱效率並循環再利用，是現階段該領域亟待解決的難題。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種吸溼溶液再生系統，該系統簡化了換熱過程，提高了換熱效率，實現了吸溼溶液的循環再利用，解決了現階段該領域的難題。

一種吸溼溶液再生系統，包括：

真空集熱管；

溶液罐，所述溶液罐與所述真空集熱管相連，用於盛裝吸溼溶液，且所述溶液罐上設有排汽閥；

回流管，所述回流管的一端與所述真空集熱管相連，另一端與所述溶液罐相連，且所述真空集熱管、所述溶液罐、所述回流管能夠形成使所述吸溼溶液流動的閉合迴路，且所述閉合迴路上設有用於所述吸溼溶液進出的進液口和出液口，且所述進液口和所述出液口上分別設有進液閥和出液閥。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，還包括：

感應器，所述感應器用於檢測所述溶液罐中吸溼溶液的液面高度h；

液位控制器，所述液位控制器預設有h的最小值a和最大值b，且與所述進液閥和所述出液閥通訊連接；

時間控制器，所述時間控制器預設有自動關閉時間值t，且與所述液位控制器、所述進液閥和所述出液閥通訊連接；

當h≤a時，再生過程結束，所述液位控制器控制所述出液閥打開、並啟動所述時間控制器；當所述時間控制器啟動的時間等於t時，所述時間控制器停止工作、並控制所述出液閥關閉以及控制所述進液閥打開；當h≥b時，所述液位控制器控制所述進液閥關閉，再生過程開始。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，所述排汽閥設置在所述溶液罐的頂端。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，在豎直高度上，所述溶液罐高於所述真空集熱管。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，在豎直高度上，所述溶液罐高於所述回流管。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，所述進液閥設置在所述回流管的上端。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，所述出液閥設置在所述回流管的下端。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，所述真空集熱管為玻璃-金屬真空集熱管。

優選的，所述的吸溼溶液再生系統，所述真空集熱管為直通式真空集熱管。

本發明提出的吸溼溶液再生系統，包括:真空集熱管；溶液罐，所述溶液罐與所述真空集熱管相連，用於盛裝吸溼溶液，且在所述溶液罐高於所述吸溼溶液的液面的部分設有排汽閥；回流管，所述回流管的一端與所述真空集熱管相連，另一端與所述溶液罐相連，且所述真空集熱管、所述溶液罐、所述回流管能夠形成使所述吸溼溶液流動的閉合迴路，且所述閉合迴路上設有用於控制所述吸溼溶液進出的進液閥和出液閥。使用時，打開排汽閥和進液閥，吸溼溶液從進液閥進入系統，並在真空集熱管、溶液罐、回流管中形成迴路；真空集熱管首先對進入其內部的吸溼溶液進行加熱，而後因真空集熱管內的吸溼溶液與未加熱的吸溼溶液存在密度差的作用，使吸溼溶液在真空集熱管、溶液罐、回流管形成的閉合迴路中流動，完成對系統中吸溼溶液的加熱；同時，吸溼溶液在加熱時產生的蒸汽從排汽閥排出，最終完成吸溼溶液的再生，再生的吸溼溶液從出液閥流出，循環再利用。該吸溼溶液再生系統的設計，直接使真空集熱管對吸溼溶液進行加熱，省去了換熱器的中間環節，簡化了換熱過程，提高了換熱效率，實現了吸溼溶液的循環再利用，解決了現階段該領域的難題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明具體實施方式中吸溼溶液再生系統的示意圖。

圖1中：

真空集熱管—1、溶液罐—2、排汽閥—3、回流管—4、進液閥—5、出液閥—6、液位控制器—7、時間控制器—8。

具體實施方式

本具體實施方式的核心在於提供一種吸溼溶液再生系統，該系統簡化了換熱過程，提高了換熱效率，實現了吸溼溶液的循環再利用，解決了現階段該領域的難題。

以下，參照附圖對實施例進行說明。此外，下面所示的實施例不對權利要求所記載的發明內容起任何限定作用。另外，下面實施例所表示的構成的全部內容不限於作為權利要求所記載的發明的解決方案所必需的。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，可以包括：真空集熱管1、溶液罐2、回流管4。其中，真空集熱管1將太陽能轉化為熱能、傳遞給集熱管內的吸溼溶液；溶液罐2用於盛裝吸溼溶液，且在該溶液罐2高於其內部吸溼溶液的液面的部分設有排汽閥3，用於排出吸溼溶液再生過程中產生的水汽；回流管4的一端與真空集熱管1相連，另一端與溶液罐2相連，且真空集熱管1、溶液罐2、回流管4三者能夠形成閉合迴路、且吸溼溶液在再生過程中能夠在該閉合迴路中自然流動；並且，在該閉合迴路上還可以設有進液口和出液口，且進液口和出液口上分別設有用於控制吸溼溶液進出的進液閥5和出液閥6。具體請詳見圖1。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，使用時，打開排汽閥3和進液閥5，吸溼溶液從進液閥5進入系統，並在真空集熱管1、溶液罐2、回流管4中形成迴路；真空集熱管1首先對進入其內部的吸溼溶液進行加熱，而後因真空集熱管1內的吸溼溶液與未加熱的吸溼溶液存在密度差的作用，使吸溼溶液在真空集熱管1、溶液罐2、回流管4形成的閉合迴路中流動，直至將吸溼溶液加熱完畢；與此同時，吸溼溶液在加熱時產生的蒸汽從排汽閥3排出，最終完成吸溼溶液的再生，再生的吸溼溶液從出液閥6流出，循環再利用。該吸溼溶液再生系統的設計，直接使真空集熱管1對吸溼溶液進行加熱，省去了換熱器的中間環節，簡化了換熱過程，提高了換熱效率，實現了吸溼溶液的循環再利用，解決了現階段該領域的難題。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，為了提高本系統的智能化，使其在非人工控制的狀態下能夠順利實現吸溼溶液的再生、以及再循環，本系統還可以設有感應器、液位控制器7、時間控制器8。其中，感應器用於檢測溶液罐2中吸溼溶液的液面高度，可以用h表示；液位控制器7與傳感器通訊連接，且預設有h的最小值a和最大值b，並且，液位控制器7與進液閥5和出液閥6通訊連接，能夠控制進液閥5和出液閥6的開閉；時間控制器8與液位控制器7、進液閥5、出液閥6通訊連接，能夠控制進液閥5和出液閥6的開閉，且預設有自動關閉時間值t。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，實際操作時，當h≤a時，再生過程結束，液位控制器7控制出液閥6打開、並啟動時間控制器8，此時，吸溼溶液從出液閥6排出、時間控制器8開始計時；當時間控制器8開啟的時間等於t時，時間控制器8自動關閉，同時控制出液閥6關閉、以及控制進液閥5打開，此時，再生吸溼溶液排放完畢，待再生的吸溼溶液從進液閥5進入系統，當h≥b時，液位控制器7控制進液閥5關閉，吸溼溶液進入再生環節；並進入下一個循環周期。由以上過程可知，在沒有人工輔助的前提下，本吸溼溶液再生系統能夠獨立完成吸溼溶液的再生和再循環的過程，且能夠根據液面的位置，自動控制吸溼溶液進出的節奏；該設計，能夠滿足不同的太陽光輻射對吸溼溶液的換熱，完全實現了智能自動化。具體請詳見圖1。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，為了使吸溼溶液再生過程中生成的水汽順利排出，可以將排汽閥3設置在溶液罐2的頂端；該設置，充分滿足氣體上升的原理，並使水汽從溶液罐2的頂端排出。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，為了進一步使進入本系統的吸溼溶液順利的形成閉合循環的液流，並迎合熱溶液上升、冷溶液下降的原理，可以將真空集熱管1和回流管4設置在溶液罐2的下部，即在豎直高度上，溶液罐2高於真空集熱管1和回流管4，以便系統內部的吸溼溶液更加順利的流動。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，為了使太陽光線與真空集熱管1正交、即90°夾角，以最大化的吸收太陽光；在實際設計時，可以根據不同的使用環境具體設計，如真空集熱管1與地面的夾角可以根據當地所在的緯度而定，並以二者的夾角比當地緯度大10°左右為益。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，為了方便吸溼溶液的進入和流出，可以分別將進液閥5和出液閥6設置在再生系統的上端和下端；在實際的設計時，為了在不破壞真空集熱管1和溶液罐2本身結構的前提下，可以將進液閥5和出液閥6分別設置在回流管4的上端和下端，以便吸溼溶液順利的流入和流出本系統。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，為了提高真空集熱管1的換熱性能，方便設計，可以選擇直通式的玻璃-金屬真空集熱管1；當然，實際的設計時，在起到同等作用的前提下亦可以選擇其他的真空集熱管，以為吸溼溶液的再生提供能量。

本具體實施方式提供的吸溼溶液再生系統，進液閥5、出液閥6可以為電磁閥，排汽閥3可以為機械閥、亦可以為電磁閥。

實施例一：

基於以上吸溼溶液再生系統，設計再生能力為12kg/h的溴化鋰溶液作為吸溼溶液，在採用15根真空集熱管、將溴化鋰溶液的濃度從50％提升到60％的過程中，溴化鋰溶液的溫度最高可以達到126℃。

實施例二：

基於以上吸溼溶液再生系統，設計再生能力為25kg/h的溴化鋰溶液作為吸溼溶液，在採用30根真空集熱管、將溴化鋰溶液的濃度從50％提升到60％的過程中，溴化鋰溶液的溫度最高可以達到135℃，系統的熱效率約為57％，光照充足的情況下，全天可再生的溴化鋰溶液約為150kg-200kg。

實施例三：

基於以上吸溼溶液再生系統，設計再生能力為50kg/h的氯化鋰溶液作為吸溼溶液，在採用60根真空集熱管、將氯化鋰溶液的濃度從50％提升到60％的過程中，氯化鋰溶液的溫度最高可以達到132℃，系統的熱效率約為53％，光照充足的情況下，全天可再生的氯化鋰溶液約為300kg-390kg。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。