專利名稱：一種超重力液體吸收除濕與再生系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及液體吸收除濕與再生技術，具體是指一種超重力液體吸收除濕與再生系統。
背景技術：
液體除濕系統由于其環境友好、能耗低、在除濕的同時能起到凈化空氣的效果等優點，受到了廣泛的關注。傳統的液體除濕系統中，填料塔和內冷型除濕器的應用較為廣泛。由于填料塔是依靠重力作用而實現氣液接觸進行傳質，而重力場較弱，液膜流動較慢，氣液接觸面積較小，傳熱傳質過程緩慢，需較大接觸面積，因而這種設備體積龐大，空間利用率低，空氣處理量小，除濕效果較差，且又難以在交通工具和家庭居室中使用。內冷型除濕器在除濕過程中能帶走吸收過程中釋放的潛熱，能提高吸收效率，但是由于氣液接觸面積有限，效率提高不明顯。除濕后的溶液需要再生塔來再生，一般的除濕溶液以填料塔等設備進行再生，要提高系統效率，需增大表面積，必然同樣使管路系統較復雜，設備體積很龐大，而且再生能力也較差，造價也高。以上原因使傳統液體除濕系統的應用受到了一定的限制。雖然有一些除濕系統已用于建筑物，但是由于其體積龐大，在小型化方面的應用受到很大的限制。
在國內，1998年2月25日公告的CN1174312A的中國發明專利說明書提到利用液體除濕進行空氣蒸發冷卻調節的方法和設備，除濕器分為除濕通道和加濕冷卻通道，液體除濕方法為待除濕空氣流經除濕器的除濕通道的同時，冷卻空氣(室外空氣)在冷卻通道加濕冷卻，該設備利用干燥空氣的直接蒸發冷卻和間接蒸發冷卻調節空氣溫濕度，利用常壓下的沸騰蒸發與非沸騰蒸發聯合的二效再生方式實現除濕液的再生。2003年5月7日公告的CN1415909A中國發明專利申請公開說明書提到一種多級液體除濕方法，液體除濕分為兩級或兩級以上，每級的液體獨立循環，每級液體濃度均不同，但級與級之間存在溶液的單向遷移，即由溶液濃度高的級向濃度低的級遷移，溶液濃度最高的級由外界補充一定量的溶液，溶液濃度最稀的級向外界排出一定的溶液。待處理的空氣依次通過各級，采用噴淋或填料等方式被不斷的干燥，從而得到干燥空氣。該發明具有效率高，傳熱傳質面積小的特點。由于待處理的空氣可從同一級吸入，從同一級或不同級排出，也可從不同級吸入，從同一級或不同級排出，因此可以靈活地調節處理后空氣的濕度。以上這些系統構造復雜，除濕和再生的效率不高，并且維修也困難。
2003年11月5日公告的CN2584262Y的中國實用新型專利說明書提到的液體除濕系統中吸濕溶液的再生裝置，該發明包括具有外接風道的殼體、回熱器，填料，儲液槽和溶液泵，其結構特點在于在殼體內的進口處設置回熱器，在殼體內部的空腔內放置填料，填料的底部浸在溶液槽內，在溶液槽內的溶液液面上設置溶液泵。室外新風經回熱器后穿過浸濕的填料進行熱質交換，實現除濕劑的再生，該裝置無環境污染、可充分利用太陽能、減少傳熱環節、結構簡單、運行成本低廉、溶液的再生效率高。雖然這些系統相對傳統裝置再生效率有所提高，但是提高幅度非常有限。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的問題和不足，提供一種吸收除濕與再生效率較高，可實現設備小型化的超重力液體吸收除濕與再生系統。
本發明的目的通過下述方案實現本超重力液體吸收除濕與再生系統包括超重力吸收器、超重力再生器，所述超重力吸收器與室內空氣連通，所述超重力再生器與室外空氣連通，所述超重力吸收器、超重力再生器之間通過冷儲液槽、換熱器、再生加熱器、熱儲液槽、冷卻器相連接，所述超重力吸收器、超重力再生器還分別與室內風機、室外風機相連接。
為更好地實現本發明，所述超重力吸收器包括殼體、轉軸、填料床，所述殼體設有進氣口、排氣口、進液口、排液口，所述排液口設置在殼體底部，且依次與所述冷儲液槽、換熱器的管程、再生加熱器連接，所述進液口依次與所述冷卻器、換熱器殼程、熱儲液槽連接，所述進氣口與所述室內風機連接，所述排氣口連接有蒸發冷卻器，所述蒸發冷卻器連接有噴淋水管，所述蒸發冷卻器的排氣口與室內空氣連通；所述填料床固定連接在轉軸內端，其內部設有填料、靜止液體分布器，所述靜止液體分布器與殼體進液口連接，所述轉軸外端連接有聯軸器，所述聯軸節與驅動裝置連接。
所述超重力再生器包括殼體、轉軸、填料床，所述殼體設有進氣口、排氣口、進液口、排液口，所述排液口設置在殼體底部，且與所述熱儲液槽連接，所述進液口與所述再生加熱器連接，所述進氣口與所述室外風機連接，所述排氣口與室外空氣連通；所述填料床固定連接在轉軸內端，其內部設有填料、靜止液體分布器，所述靜止液體分布器與殼體進液口連接，所述轉軸外端連接有聯軸器，所述聯軸器與驅動裝置連接。
所述冷儲液槽與換熱器之間、再生加熱器與超重力再生器之間、冷卻器與超重力吸收器之間，分別連接有溶液泵。
所述冷卻器連接有冷卻水管。
所述轉軸與空氣流經所述填料床的方向是平行的，空氣與液體在所述填料床內錯流接觸。
所述轉軸與空氣流經所述填料床的方向也可以是垂直的，空氣與液體在所述填料床內逆流接觸。
所述靜止液體分布器包括進液管、噴淋頭，所述噴淋頭與進液管連接，其設置在所述填料床的內腔內，且與填料相對。
所述填料是金屬絲網、泡沫金屬、陶瓷或板式填料。
所述液體為LiBr溶液、LiCl溶液、CaCl2溶液、三甘醇或它們的混合液。
在本超重力液體吸收除濕與再生系統中，超重力吸收器與超重力再生器可以同時采用相同的結構，即空氣與液體在填料床內都是錯流接觸或都是逆流接觸；也可以分別采用不同的結構，即空氣與液體在填料床內分別是逆流接觸或錯流接觸中的一種。
本發明工作時，其轉軸的轉速要求在1000轉/分以上，以實現超重力的狀態，使轉軸、填料床產生強大的離心力，極大地強化了氣液之間的微觀混合，使氣液膜變薄，傳質阻力減小，傳質系數比常規重力條件下提高一個數量級以上，從而使傳質效果得到顯著提高。
本發明的工作原理是(1)吸收除濕過程啟動驅動裝置與室內風機，通過聯軸器帶動轉軸轉動，待除濕空氣從所述超重力吸收器的進氣口進入，在空氣壓力強制作用下軸向穿過所述填料床的填料，所述液體從所述靜止液體分布器的進液管引入填料床的內腔，經所述噴淋頭淋灑到填料內緣，液體在所述填料床的離心力作用下向外甩出，并與該待除濕空氣錯流或逆流接觸，實現空氣的除濕。干燥空氣從所述超重力吸收器的排氣口排出，進入蒸發冷卻器，通過噴淋水管噴淋水霧，調節溫度和濕度達到空氣處理的要求后，送入室內進行利用；吸收除濕后被甩出的液體，變成稀釋液體，在殼體底部匯集后經排液口排出，進入所述冷儲液槽。
(2)液體升溫過程吸收除濕后的所述液體從所述冷儲液槽流出，通過所述溶液泵送入所述換熱器管程，與所述換熱器殼程內再生后的所述液體進行換熱，然后經過所述再生加熱器(該再生加熱器既可以使用電能、蒸汽等高品位能源，又可以使用太陽能、地熱能、余熱等低品位能源)進行加熱升高溫度，最后通過所述溶液泵送入所述超重力再生器的進液口。
(3)液體再生過程同時啟動驅動裝置與室外風機，通過聯軸器帶動轉軸轉動，室外空氣從所述超重力再生器的進氣口進入，在空氣壓力強制作用下軸向穿過所述填料床的填料，經加熱的所述液體從所述靜止液體分布器的進液管引入填料床的內腔，經所述噴淋頭淋灑到填料內緣，液體在所述填料床的離心力作用下向外甩出，并與室外空氣錯流或逆流接觸，液體中的水分被室外空氣帶走，實現液體的再生。夾帶水分的空氣從所述超重力再生器的排氣口排出到室外；再生后被甩出的液體，恢復為原來濃度，在殼體底部匯集后經排液口排出，進入所述熱儲液槽。
(4)液體降溫過程再生后的所述液體從所述熱儲液槽流出，進入所述換熱器的殼程與管程內吸收除濕后的所述液體進行換熱，然后進入冷卻器，通過冷卻水管內的冷水進一步降溫，最后通過所述溶液泵送入所述超重力吸收器的進液口，繼續進行吸收除濕過程。
當本系統連續工作時，這幾個過程是同時進行的，如上所述，便可較好完成整個吸收除濕與再生的過程。
本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果(1)空氣處理量大，可調節性強，效率高；本發明利用高速旋轉(轉速達1000～3000轉/分)的轉軸、填料床產生強大的離心力，使氣液傳質效果得到顯著提高，傳質系數比常規重力條件下提高一個數量級以上，達到0.5m/s以上，空氣處理量增大50％以上，效率可提高40％以上。
(2)結構簡單，成本低；本發明與傳統設備相比，占地面積和空間體積大幅度減小，設備重量較輕，設備體積可縮小60％以上，使整個液體吸收除濕與再生工藝系統實現小型化和室內化，大大降低了投資成本，裝置安全可靠，檢修方便，適用范圍更廣。
圖1是本發明超重力液體吸收除濕與再生系統的流程示意圖；圖2是圖1所示超重力吸收器的一種結構示意圖；圖3是圖1所示超重力再生器的一種結構示意圖；圖4是圖1所示超重力吸收器的另一種結構示意圖；圖5是圖1所示超重力再生器的另一種結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1圖1給出了本發明超重力液體吸收除濕與再生系統的流程示意圖，如圖1所示，本超重力液體吸收除濕與再生系統包括超重力吸收器2、超重力再生器5，超重力吸收器2與室內空氣連通，超重力再生器5與室外空氣連通，超重力吸收器2的排液口依次與冷儲液槽13、換熱器11的管程、再生加熱器10、超重力再生器5的進液口，超重力吸收器2的進液口依次與冷卻器8、換熱器11殼程、熱儲液槽7、超重力再生器5的排液口連接，冷卻器8連接有冷卻水管9，冷儲液槽13與換熱器11之間、再生加熱器10與超重力再生器5之間、冷卻器8與超重力吸收器2之間，分別連接有溶液泵12。超重力吸收器2的進氣口、超重力再生器5的進氣口還分別連接有室內風機1、室外風機6，超重力吸收器2的排氣口連接有蒸發冷卻器3，蒸發冷卻器3連接有噴淋水管4，蒸發冷卻器3的排氣口與室內空氣連通。
圖2給出了圖1所示超重力吸收器2的一種具體結構，如圖2所示，超重力吸收器2包括殼體2-14、轉軸2-15、填料床2-16，殼體設有進氣口2-14-1、排氣口2-14-2、進液口2-14-3、排液口2-14-4，排液口2-14-4設置在殼體2-14底部，轉軸2-15與空氣流經填料床2-16的方向是平行的，空氣與液體LiBr溶液在填料床2-16內錯流接觸，填料床2-16固定連接在轉軸2-15內端，其內部設有填料金屬絲網2-17、靜止液體分布器2-18，靜止液體分布器2-18與殼體進液口2-14-3連接，靜止液體分布器2-18包括進液管2-18-1、噴淋頭2-18-2，噴淋頭2-18-2與進液管2-18-1連接，其設置在填料床2-16的內腔內，且與填料金屬絲網2-17相對，轉軸2-15外端連接有聯軸器2-19，聯軸器2-19與驅動裝置連接。
圖3給出了圖1所示超重力再生器5的一種具體結構，如圖3所示，超重力再生器5包括殼體5-14、轉軸5-15、填料床5-16，殼體設有進氣口5-14-1、排氣口5-14-2、進液口5-14-3、排液口5-14-4，排液口5-14-4設置在殼體5-14底部，轉軸5-15與空氣流經填料床5-16的方向是平行的，空氣與液體LiBr溶液在填料床5-16內錯流接觸，填料床5-16固定連接在轉軸5-15內端，其內部設有填料金屬絲網5-17、靜止液體分布器5-18，靜止液體分布器5-18與殼體進液口5-14-3連接，靜止液體分布器5-18包括進液管5-18-1、噴淋頭5-18-2，噴淋頭5-18-2與進液管5-18-1連接，其設置在填料床5-16的內腔內，且與填料金屬絲網5-17相對，轉軸5-15外端連接有聯軸器5-19，聯軸器5-19與驅動裝置連接。
實施例2如圖1所示，本發明超重力液體吸收除濕與再生系統的流程與實施例1所述的流程相同。
圖4給出了圖1所示超重力吸收器2的另一種具體結構，如圖4所示，超重力吸收器2包括殼體2-20、轉軸2-21、填料床2-22，殼體2-20設有進氣口2-20-1、排氣口2-20-2、進液口2-20-3、排液口2-20-4，排液口2-20-4設置在殼體2-20底部，轉軸2-21與空氣流經填料床2-22的方向是垂直的，空氣與液體LiCl溶液在填料床2-22內逆流接觸，填料床2-22固定連接在轉軸2-21內端，其內部設有填料泡沫金屬2-23、靜止液體分布器2-24，靜止液體分布器2-24與殼體進液口2-20-3連接，靜止液體分布器2-24包括進液管2-24-1、噴淋頭2-24-2，噴淋頭2-24-2與進液管2-24-1連接，其設置在填料床2-22的內腔內，且與填料泡沫金屬2-23相對，轉軸2-21外端連接有聯軸器2-25，聯軸器2-25與驅動裝置連接。
圖5給出了圖1所示超重力再生器5的另一種具體結構，如圖5所示，超重力吸收器5包括殼體5-20、轉軸5-21、填料床5-22，殼體5-20設有進氣口5-20-1、排氣口5-20-2、進液口5-20-3、排液口5-20-4，排液口5-20-4設置在殼體5-20底部，轉軸5-21與空氣流經填料床5-22的方向是垂直的，空氣與液體LiCl溶液在填料床5-22內逆流接觸，填料床5-22固定連接在轉軸5-21內端，其內部設有填料泡沫金屬5-23、靜止液體分布器5-24，靜止液體分布器5-24與殼體進液口5-20-3連接，靜止液體分布器5-24包括進液管5-24-1、噴淋頭5-24-2，噴淋頭5-24-2與進液管5-24-1連接，其設置在填料床5-22的內腔內，且與填料泡沫金屬5-23相對，轉軸5-21外端連接有聯軸器5-25，聯軸器5-25與驅動裝置連接。
實施例3如圖1所示，本發明超重力液體吸收除濕與再生系統的流程與實施例1相同。
如圖2所示，超重力吸收器2的結構與實施例1中超重力吸收器2所述的結構相同，其中填料2-17是陶瓷，液體是CaCl2溶液。
如圖5所示，超重力再生器5的結構與實施例2中超重力再生器6所述的結構相同，其中填料5-23是陶瓷，液體是CaCl2溶液。
實施例4如圖1所示，本發明超重力液體吸收除濕與再生系統的流程與實施例1相同。
如圖4所示，超重力吸收器2的結構與實施例2中超重力吸收器2所述的結構相同，其中填料2-23是板式填料，液體是三甘醇。
如圖3所示，超重力再生器5的結構與實施例1中超重力再生器6所述的結構相同，其中填料5-17是板式填料，液體是三甘醇。
實施例5如圖1所示，本發明超重力液體吸收除濕與再生系統的流程與實施例1相同。
如圖4所示，超重力吸收器2的結構與實施例2中超重力吸收器2所述的結構相同，其中填料2-23是金屬絲網，液體是LiBr溶液、LiCl溶液的混合液。
如圖3所示，超重力再生器5的結構與實施例1中超重力再生器5所述的結構相同，其中填料5-17是泡沫金屬，液體是CaCl2溶液、三甘醇的混合液。
如上所述，便可較好地實現本發明一種超重力液體吸收除濕與再生系統。
權利要求
1.一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于包括超重力吸收器、超重力再生器，所述超重力吸收器與室內空氣連通，所述超重力再生器與室外空氣連通，所述超重力吸收器、超重力再生器之間通過冷儲液槽、換熱器、再生加熱器、熱儲液槽、冷卻器相連接，所述超重力吸收器、超重力再生器還分別與室內風機、室外風機相連接。
2.按權利要求1所述一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于所述超重力吸收器包括殼體、轉軸、填料床，所述殼體設有進氣口、排氣口、進液口、排液口，所述排液口設置在殼體底部，且依次與所述冷儲液槽、換熱器的管程、再生加熱器連接，所述進液口依次與所述冷卻器、換熱器殼程、熱儲液槽連接，所述進氣口與所述室內風機連接，所述排氣口連接有蒸發冷卻器，所述蒸發冷卻器連接有噴淋水管，所述蒸發冷卻器的排氣口與室內空氣連通；所述填料床固定連接在轉軸內端，其內部設有填料、靜止液體分布器，所述靜止液體分布器與殼體進液口連接，所述轉軸與空氣流經所述填料床的方向是平行或垂直的，空氣與液體在所述填料床內錯流或逆流接觸，所述轉軸外端連接有聯軸器，所述聯軸器與驅動裝置連接。
3.按權利要求1所述一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于所述超重力再生器包括殼體、轉軸、填料床，所述殼體設有進氣口、排氣口、進液口、排液口，所述排液口設置在殼體底部，且與所述熱儲液槽連接，所述進液口與所述再生加熱器連接，所述進氣口與所述室外風機連接，所述排氣口與室外空氣連通；所述填料床固定連接在轉軸內端，其內部設有填料、靜止液體分布器，所述靜止液體分布器與殼體進液口連接，所述轉軸與空氣流經所述填料床的方向是平行或垂直的，空氣與液體在所述填料床內錯流或逆流接觸，所述轉軸外端連接有聯軸器，所述聯軸節與驅動裝置連接。
4.按權利要求1所述一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于所述冷儲液槽與換熱器之間、再生加熱器與超重力再生器之間、冷卻器與超重力吸收器之間，分別連接有溶液泵。
5.按權利要求1所述一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于所述冷卻器連接有冷卻水管。
6.按權利要求2或3所述一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于所述靜止液體分布器包括進液管、噴淋頭，所述噴淋頭與進液管連接，其設置在所述填料床的內腔內，且與填料相對。
7.按權利要求2或3所述一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于所述填料是金屬絲網、泡沫金屬、陶瓷或板式填料。
8.按權利要求2或3所述一種超重力液體吸收除濕與再生系統，其特征在于所述液體為LiBr溶液、LiCl溶液、CaCl2溶液、三甘醇或它們的混合液。
全文摘要
本發明提供一種超重力液體吸收除濕與再生系統，包括超重力吸收器、超重力再生器，超重力吸收器與室內空氣連通，超重力再生器與室外空氣連通，超重力吸收器、超重力再生器之間連接有冷儲液槽、換熱器、再生加熱器、熱儲液槽、冷卻器，超重力吸收器、超重力再生器還分別連接有室內風機、室外風機。超重力吸收器、超重力再生器可為錯流式或逆流式。本系統結構簡單，成本低，安全可靠，檢修方便，可調節性強，傳質系數達到0.5m/s以上，空氣處理量增大50％以上，效率可提高40％以上，體積相對現有系統可縮小60％以上，適用范圍更廣。
文檔編號F24F3/12GK1683056SQ20051003312
公開日2005年10月19日 申請日期2005年2月4日 優先權日2005年2月4日
發明者張立志, 項輝 申請人:華南理工大學