太陽能空氣預處理分級溶液集熱再生裝置的製作方法

2023-04-22 16:00:46

專利名稱：太陽能空氣預處理分級溶液集熱再生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型太陽能除溼溶液再生裝置，尤其涉及一種太陽能空氣預 處理分級溶液集熱再生裝置。
背景技術：
在歌本哈根氣候大會上，我國政府提出到2020年單位國內生產總值比2005年下 降40% _45%，建築節能技術將是未來我國科學技術研發的重點。太陽能溶液除溼製冷技 術由於可以利用太陽能、工業廢熱等低溫熱源進行溶液再生，並具備蓄能特性，將是替代傳 統壓縮式製冷的重要技術。它的推廣應用將極大降低現有建築能耗水平，減少碳排放、緩解 大氣溫室效應。太陽能作為一種完全清潔的可再生能源非常適合於在溶液除溼冷卻空調系統中 對溶液進行再生，以便抵消溶液除溼過程增加水分，維持除溼溶液的循環運行。在利用太陽 能對溶液進行再生的過程中涉及太陽能集熱和溶液再生兩個技術問題，國內外學者將太陽 能集熱和溶液再生功能集於一體構建太陽能集熱/再生器，實驗和理論驗證這是一種高效 溶液再生裝置。但是我國南方高溼、低輻射天氣對太陽能溶液集熱/再生性能會產生很大 不利影響，因為在這種天氣中高濃度溶液再生的溫度必須保持在較高水平，這樣會降低太 陽能溶液再生效率。因此，在高溼地、低輻射地區，為保證太陽能溶液再生效率有必要對傳 統太陽能溶液直接集熱/再生裝置進行改進。
發明內容本實用新型的目的在於提供了一種太陽能空氣預處理分級溶液集熱再生裝置，傳 統太陽溶液集熱/再生裝置隨室外環境溼度和再生溶液濃度增加，其再生性能(水蒸發率) 會極大減弱，甚至出現再生功能失效現象。本方法提出一種在高溼、低太陽輻射天氣下，能 實現對高濃度溶液進行有效再生。本實用新型是這樣來實現的，該裝置包括空氣循環迴路和溶液循環迴路，其特徵 是空氣循環迴路由風機、空氣預處理器、一級集熱/再生器、二級集熱/再生器、第一風閥、 第二風閥組成，空氣循環迴路分為一級再生空氣迴路和二級再生空氣迴路，其中一級再生 空氣迴路連接方式如下一級集熱/再生器的上下端分別開有空氣輸入端a和空氣出口端 b，一級集熱/再生器的空氣出口端b通過空氣風管與風機連接；二級再生空氣迴路連接方 式如下空氣預處理器的空氣出口端d通過空氣風管和第二風閥與第一風閥並聯後串聯連 接二級集熱/再生器的空氣輸入端f，二級集熱/再生器的空氣出口端g通過空氣風管與風 機連接；溶液循環迴路由一級集熱/再生器、二級集熱/再生器、空氣預處理器、一級溶液熱 交換器、二級溶液熱交換器、溶液_水熱交換器、第一防腐溶液泵、第二防腐溶液泵、第三防 腐溶液泵、第四防腐溶液泵組成，溶液循環迴路分為一級再生溶液迴路、二級再生溶液迴路 和預除溼溶液迴路，一級再生溶液迴路連接方式如下空氣預處理器的溶液出口端s通過 一級再生溶液管路和第二防腐溶液泵與一級溶液熱交換器的溶液入口端kl連接，一級溶液熱交換器的溶液出口端k2與一級集熱/再生器的溶液入口端ο連接，一級集熱/再生器 的溶液出口端r與一級溶液熱交換器的溶液入口端k3連接，一級溶液熱交換器的溶液出口 端k4通過一級再生溶液管路和第一防腐溶液泵與空氣預處理器的溶液入口端t連接；二級 再生溶液迴路連接方式如下再生溶液槽通過二級再生溶液管路與二級溶液熱交換器的溶 液入口端hi連接，二級溶液熱交換器的溶液出口端h2通過二級再生溶液管路與二級集熱/ 再生器的溶液入口端i連接，二級集熱/再生器的溶液出口端q通過二級再生溶液管路和 第三防腐溶液泵與二級溶液熱交換器的溶液入口端h3連接，二級溶液熱交換器的溶液出 口端h4通過二級再生溶液管路連接除溼溶液槽；預除溼溶液迴路連接方式如下空氣預處 理器的溶液出口端u通過預除溼溶液管路和第四防腐溶液泵與溶液-水熱交換器的溶液入 口端jl連接，溶液_水熱交換器的溶液出口端j2通過預除溼溶液管路的溶液輸出端w與 空氣預處理器連接；冷卻水管路的入口端j3連接溶液-水熱交換器，溶液_水熱交換器再 連接冷卻水管路的出口端j4。將集熱器和再生器組合構成一級集熱/再生器、二級集熱/再生器，低濃度溶液在 一級集熱/再生器內再生，高濃度溶液在二級集熱/再生器內再生。—級集熱/再生器再生用空氣直接取自室外，二級集熱/再生器的再生用空氣來 自空氣預處理器和環境空氣的混合氣體，其預處理所需的溶液為從一級集熱/再生器出來 的低濃度溶液經一級溶液熱交換器預冷後的溶液。通過改變第一風閥、第二風閥的開度以適應室外太陽輻射強度及溼度條件的變 化，當室外太陽輻射強度較弱、溼度大時關小第一風閥、開大第二風閥的開度以改善溶液再 生工況；反之，開大第一風閥、關小第二風閥的開度。本實用新型的技術效果是1、一、二級集熱/再生器分別實現了低、高兩種濃度溶液 的分級再生，利用一級集熱/再生器高效率再生對二級集熱/再生器低效率再生進行補償；2、利用室外空氣對低濃度溶液進行一級再生，然後用一級再生後的低濃度溶液對 室外空氣進行預除溼，預除溼後的乾燥空氣能實現高濃度溶液在二級集熱/再生器內的有 效再生，提高了高濃度溶液的蓄能能力；3、本實用新型的太陽能空氣預處理分級溶液集熱/再生裝置的突出優勢是在高 溼、低太陽輻射條件下犧牲低濃度溶液再生的水蒸發率，達到提高高濃度溶液水蒸發率的 效果，特別適合我國南方高溼天氣地區。

圖1為本實用新型的結構示意圖。在圖中，1、一級集熱/再生器2、二級集熱/再生器3、空氣預處理器4、一級溶液 熱交換器5、二級溶液熱交換器6、風機7、第一防腐溶液泵8、第二防腐溶液泵9、第三防 腐溶液泵10、第四防腐溶液泵11、溶液-水熱交換器12、第一風閥13、第二風閥14、空 氣風管15、一級再生溶液管路16、二級再生溶液管路17、預除溼溶液管路18、冷卻水管路 19、除溼溶液槽20、再生溶液槽
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的技術方案作進一步的描述，本實用新型的太陽能空氣預處理分級溶液集熱/再生裝置包括空氣循環迴路與溶液循環迴路；空氣循環迴路由風機 6、空氣預處理器3、一級集熱/再生器1、二級集熱/再生器2、第一風閥12、第二風閥13組 成，其流程分為一級再生空氣迴路和二級再生空氣迴路。一級再生空氣迴路連接方式如下 室外空氣通過第一空氣輸入端a進入一級集熱/再生器1，一級集熱/再生器1的空氣出口 端b通過風管14與風機6連接，風機6從空氣輸出端ρ將空氣排到環境。二級再生空氣回 路連接方式如下室外空氣分別從空氣輸入端c和空氣輸入端e進入系統，其中空氣預處理 器3的空氣出口端d通過風管14和第二風閥13與從第一風閥12過來的環境空氣匯合後 進入二級集熱/再生器2的空氣入口端f，二級集熱/再生器2的空氣出口端g通過風管 14與風機6連接；溶液循環迴路由一級集熱/再生器1、二級集熱/再生器2、空氣預處理器 3、一級溶液熱交換器4、二級溶液熱交換器5、溶液-水熱交換器11、第一防腐溶液泵7 ；第 二防腐溶液泵8 ；第三防腐溶液泵9 ；第四防腐溶液泵10組成，其流程分為一級再生溶液回 路、二級再生溶液迴路和預除溼溶液迴路。一級再生溶液迴路連接方式如下空氣預處理器 3的溶液出口端s通過一級再生溶液管路15和第二防腐溶液泵8與一級溶液熱交換器4的 溶液入口端kl連接，一級溶液熱交換器4的溶液出口端k2與一級集熱/再生器1的溶液 入口端ο連接，一級集熱/再生器1的溶液出口端r與一級溶液熱交換器4的溶液入口端 k3連接，一級溶液熱交換器4的溶液出口端k4通過一級再生溶液管路15和第一防腐溶液 泵7與空氣預處理器3的溶液入口端t連接。二級再生溶液迴路連接方式如下再生溶液 槽20通過二級再生溶液管路16與二級溶液熱交換器5的溶液入口端hi連接，二級溶液熱 交換器5的溶液出口端h2通過二級再生溶液管路16與二級集熱/再生器2的溶液入口端 i連接，二級集熱/再生器2的溶液出口端q通過二級再生溶液管路16和第三防腐溶液泵 9與二級溶液熱交換器5的溶液入口端h3連接，二級溶液熱交換器5的溶液出口端h4通過 二級再生溶液管路16進入除溼溶液槽19。預除溼溶液迴路連接方式如下空氣預處理器3 的溶液出口端u通過預除溼溶液管路17和第四防腐溶液泵10與溶液-水熱交換器11的 溶液入口端jl連接，溶液_水熱交換器11的溶液出口端j2通過預除溼溶液管路17的溶 液輸出端w與空氣預處理器3連接；另外，冷卻水通過冷卻水入口端j3進入溶液-水熱交 換器11，後經過冷卻水出口端j4離開系統。 室外空氣直接進入一級集熱/再生器1與其中的低濃度溶液(內循環溶液)進行 傳熱傳質，吸收稀溶液中水分後排到室外環境，構成一級再生空氣迴路。二級再生空氣分別 來自空氣預處理器3和室外環境，兩者混合後進入二級集熱/再生器2吸收其中高濃度溶 液(目的溶液)內水分後排到室外，形成二級再生空氣迴路。一級再生溶液迴路是一種裝 置內循環，其循環的低濃度溶液在一級集熱/再生器1、空氣預處理器3、一級溶液熱交換器 4及一級再生溶液管路15之中反覆流動。二級再生溶液迴路是一個外接管迴路，從外部再 生溶液槽20出來的需再生的高濃度溶液先經二級溶液熱交換器5預熱升溫後進入二級集 熱/再生器2中，之後經由二級溶液熱交換器5預冷，回到外部除溼溶液槽19中。預除溼 溶液迴路也是一種裝置內循環，它是在空氣預處理器3內部循環，從空氣預處理器3的下部 儲液槽中出來的預除溼溶液經過第四防腐溶液泵10加壓進入溶液-水熱交換器11降溫， 之後流入預處理器上部的布液槽中，布液槽中溶液靠自身重力下行流動與其中預除溼空氣 進行接觸，吸收預除溼空氣中水分。將集熱器和再生器組合構成一級集熱/再生器1、二級 集熱/再生器2，低濃度溶液在一級集熱/再生器1內再生，高濃度溶液在二級集熱/再生器2內再生。一級集熱/再生器1再生用空氣直接取自室外，二級集熱/再生器2的再生用 空氣來自空氣預處理器3和環境空氣的混合氣體，其預處理所需的溶液為從一級集熱/再 生器1出來的低濃度溶液經一級溶液熱交換器4預冷後的溶液。通過改變第一風閥12、第 二風閥13的開度以適應室外太陽輻射強度及溼度條件的變化，當室外太陽輻射強度較弱、 溼度大時關小第一風閥12、開大第二風閥13的開度以改善溶液再生工況；反之，開大第一 風閥12、關小第二風閥13的開度。
權利要求1. 一種太陽能空氣預處理分級溶液集熱再生裝置，該裝置包括空氣循環迴路和溶液循 環迴路，其特徵是空氣循環迴路由風機、空氣預處理器、一級集熱/再生器、二級集熱/再生 器、第一風閥、第二風閥組成，空氣循環迴路分為一級再生空氣迴路和二級再生空氣迴路， 其中一級再生空氣迴路連接方式如下一級集熱/再生器的上下端分別開有空氣輸入端a 和空氣出口端b，一級集熱/再生器的空氣出口端b通過空氣風管與風機連接；二級再生空 氣迴路連接方式如下空氣預處理器的空氣出口端d通過空氣風管和第二風閥與第一風閥 並聯後串聯連接二級集熱/再生器的空氣輸入端f，二級集熱/再生器的空氣出口端g通 過空氣風管與風機連接；溶液循環迴路由一級集熱/再生器、二級集熱/再生器、空氣預處 理器、一級溶液熱交換器、二級溶液熱交換器、溶液_水熱交換器、第一防腐溶液泵、第二防 腐溶液泵、第三防腐溶液泵、第四防腐溶液泵組成，溶液循環迴路分為一級再生溶液迴路、 二級再生溶液迴路和預除溼溶液迴路，一級再生溶液迴路連接方式如下空氣預處理器的 溶液出口端s通過一級再生溶液管路和第二防腐溶液泵與一級溶液熱交換器的溶液入口 端kl連接，一級溶液熱交換器的溶液出口端k2與一級集熱/再生器的溶液入口端ο連接， 一級集熱/再生器的溶液出口端r與一級溶液熱交換器的溶液入口端k3連接，一級溶液熱 交換器的溶液出口端k4通過一級再生溶液管路和第一防腐溶液泵與空氣預處理器的溶液 入口端t連接；二級再生溶液迴路連接方式如下再生溶液槽通過二級再生溶液管路與二 級溶液熱交換器的溶液入口端hi連接，二級溶液熱交換器的溶液出口端h2通過二級再生 溶液管路與二級集熱/再生器的溶液入口端i連接，二級集熱/再生器的溶液出口端q通 過二級再生溶液管路和第三防腐溶液泵與二級溶液熱交換器的溶液入口端h3連接，二級 溶液熱交換器的溶液出口端h4通過二級再生溶液管路連接除溼溶液槽；預除溼溶液迴路 連接方式如下空氣預處理器的溶液出口端u通過預除溼溶液管路和第四防腐溶液泵與溶 液_水熱交換器的溶液入口端jl連接，溶液_水熱交換器的溶液出口端j2通過預除溼溶 液管路的溶液輸出端w與空氣預處理器連接；冷卻水管路的入口端j3連接溶液-水熱交換 器，溶液_水熱交換器再連接冷卻水管路的出口端j4。
專利摘要一種太陽能空氣預處理分級溶液集熱再生裝置，該裝置包括空氣循環迴路和溶液循環迴路，本實用新型的技術效果是1、利用一級集熱/再生器高效率再生對二級集熱/再生器低效率再生進行補償；2、利用室外空氣對低濃度溶液進行一級再生，然後用一級再生後的低濃度溶液對室外空氣進行預除溼，預除溼後的乾燥空氣能實現高濃度溶液在二級集熱/再生器內的有效再生，提高了高濃度溶液的蓄能能力；3、本實用新型的太陽能空氣預處理分級溶液集熱/再生裝置的突出優勢是在高溼、低太陽輻射條件下犧牲低濃度溶液再生的水蒸發率，達到提高高濃度溶液水蒸發率的效果，特別適合我國南方高溼天氣地區。
文檔編號F24F3/14GK201779790SQ201020285929
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者張小松, 彭冬根 申請人:南昌大學