專利名稱：太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型太陽能除濕溶液再生裝置，尤其涉及一種太陽能空氣預(yù)處理 分級(jí)溶液集熱再生裝置。
背景技術(shù)：
在歌本哈根氣候大會(huì)上，我國政府提出到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值比2005年下 降40% _45%，建筑節(jié)能技術(shù)將是未來我國科學(xué)技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)。太陽能溶液除濕制冷技 術(shù)由于可以利用太陽能、工業(yè)廢熱等低溫?zé)嵩催M(jìn)行溶液再生，并具備蓄能特性，將是替代傳 統(tǒng)壓縮式制冷的重要技術(shù)。它的推廣應(yīng)用將極大降低現(xiàn)有建筑能耗水平，減少碳排放、緩解 大氣溫室效應(yīng)。太陽能作為一種完全清潔的可再生能源非常適合于在溶液除濕冷卻空調(diào)系統(tǒng)中 對(duì)溶液進(jìn)行再生，以便抵消溶液除濕過程增加水分，維持除濕溶液的循環(huán)運(yùn)行。在利用太陽 能對(duì)溶液進(jìn)行再生的過程中涉及太陽能集熱和溶液再生兩個(gè)技術(shù)問題，國內(nèi)外學(xué)者將太陽 能集熱和溶液再生功能集于一體構(gòu)建太陽能集熱/再生器，實(shí)驗(yàn)和理論驗(yàn)證這是一種高效 溶液再生裝置。但是我國南方高濕、低輻射天氣對(duì)太陽能溶液集熱/再生性能會(huì)產(chǎn)生很大 不利影響，因?yàn)樵谶@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(huì)降低太 陽能溶液再生效率。因此，在高濕地、低輻射地區(qū)，為保證太陽能溶液再生效率有必要對(duì)傳 統(tǒng)太陽能溶液直接集熱/再生裝置進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生裝置，傳統(tǒng)太 陽溶液集熱/再生裝置隨室外環(huán)境濕度和再生溶液濃度增加，其再生性能(水蒸發(fā)率)會(huì) 極大減弱，甚至出現(xiàn)再生功能失效現(xiàn)象。本方法提出一種在高濕、低太陽輻射天氣下，能實(shí) 現(xiàn)對(duì)高濃度溶液進(jìn)行有效再生。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，該裝置包括空氣循環(huán)回路和溶液循環(huán)回路，其特征是空 氣循環(huán)回路由風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)處理器、一級(jí)集熱/再生器、二級(jí)集熱/再生器、第一風(fēng)閥、第二 風(fēng)閥組成，空氣循環(huán)回路分為一級(jí)再生空氣回路和二級(jí)再生空氣回路，其中一級(jí)再生空氣 回路連接方式如下一級(jí)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(jí)集熱/再生器的空氣出口端b通過空氣風(fēng)管與風(fēng)機(jī)連接；二級(jí)再生空氣回路連接方式如 下空氣預(yù)處理器的空氣出口端d通過空氣風(fēng)管和第二風(fēng)閥與第一風(fēng)閥并聯(lián)后串聯(lián)連接二 級(jí)集熱/再生器的空氣輸入端f，二級(jí)集熱/再生器的空氣出口端g通過空氣風(fēng)管與風(fēng)機(jī)連 接；溶液循環(huán)回路由一級(jí)集熱/再生器、二級(jí)集熱/再生器、空氣預(yù)處理器、一級(jí)溶液熱交換 器、二級(jí)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(huán)回路分為一級(jí)再生溶液回路、二級(jí)再生溶液回路和預(yù) 除濕溶液回路，一級(jí)再生溶液回路連接方式如下空氣預(yù)處理器的溶液出口端s通過一級(jí) 再生溶液管路和第二防腐溶液泵與一級(jí)溶液熱交換器的溶液入口端kl連接，一級(jí)溶液熱交換器的溶液出口端k2與一級(jí)集熱/再生器的溶液入口端ο連接，一級(jí)集熱/再生器的溶 液出口端r與一級(jí)溶液熱交換器的溶液入口端k3連接，一級(jí)溶液熱交換器的溶液出口端k4 通過一級(jí)再生溶液管路和第一防腐溶液泵與空氣預(yù)處理器的溶液入口端t連接；二級(jí)再生 溶液回路連接方式如下再生溶液槽通過二級(jí)再生溶液管路與二級(jí)溶液熱交換器的溶液入 口端hi連接，二級(jí)溶液熱交換器的溶液出口端h2通過二級(jí)再生溶液管路與二級(jí)集熱/再 生器的溶液入口端i連接，二級(jí)集熱/再生器的溶液出口端q通過二級(jí)再生溶液管路和第 三防腐溶液泵與二級(jí)溶液熱交換器的溶液入口端h3連接，二級(jí)溶液熱交換器的溶液出口 端h4通過二級(jí)再生溶液管路連接除濕溶液槽；預(yù)除濕溶液回路連接方式如下空氣預(yù)處理 器的溶液出口端u通過預(yù)除濕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(yù)除濕溶液管路的溶液輸出端w與空 氣預(yù)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(gòu)成一級(jí)集熱/再生器、二級(jí)集熱/再生器，低濃度溶液在 一級(jí)集熱/再生器內(nèi)再生，高濃度溶液在二級(jí)集熱/再生器內(nèi)再生?！?jí)集熱/再生器再生用空氣直接取自室外，二級(jí)集熱/再生器的再生用空氣來 自空氣預(yù)處理器和環(huán)境空氣的混合氣體，其預(yù)處理所需的溶液為從一級(jí)集熱/再生器出來 的低濃度溶液經(jīng)一級(jí)溶液熱交換器預(yù)冷后的溶液。通過改變第一風(fēng)閥、第二風(fēng)閥的開度以適應(yīng)室外太陽輻射強(qiáng)度及濕度條件的變 化，當(dāng)室外太陽輻射強(qiáng)度較弱、濕度大時(shí)關(guān)小第一風(fēng)閥、開大第二風(fēng)閥的開度以改善溶液再 生工況；反之，開大第一風(fēng)閥、關(guān)小第二風(fēng)閥的開度。本發(fā)明的技術(shù)效果是1、一、二級(jí)集熱/再生器分別實(shí)現(xiàn)了低、高兩種濃度溶液的 分級(jí)再生，利用一級(jí)集熱/再生器高效率再生對(duì)二級(jí)集熱/再生器低效率再生進(jìn)行補(bǔ)償；2、利用室外空氣對(duì)低濃度溶液進(jìn)行一級(jí)再生，然后用一級(jí)再生后的低濃度溶液對(duì) 室外空氣進(jìn)行預(yù)除濕，預(yù)除濕后的干燥空氣能實(shí)現(xiàn)高濃度溶液在二級(jí)集熱/再生器內(nèi)的有 效再生，提高了高濃度溶液的蓄能能力；3、本發(fā)明的太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱/再生裝置的突出優(yōu)勢(shì)是在高濕、低 太陽輻射條件下犧牲低濃度溶液再生的水蒸發(fā)率，達(dá)到提高高濃度溶液水蒸發(fā)率的效果， 特別適合我國南方高濕天氣地區(qū)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、一級(jí)集熱/再生器2、二級(jí)集熱/再生器3、空氣預(yù)處理器4、一級(jí)溶液熱 交換器5、二級(jí)溶液熱交換器6、風(fēng)機(jī)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(fēng)閥13、第二風(fēng)閥14、空氣風(fēng)管15、 一級(jí)再生溶液管路16、二級(jí)再生溶液管路17、預(yù)除濕溶液管路18、冷卻水管路19、除濕溶液 槽20、再生溶液槽
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的太陽能空氣預(yù)處理分
4級(jí)溶液集熱/再生裝置包括空氣循環(huán)回路與溶液循環(huán)回路；空氣循環(huán)回路由風(fēng)機(jī)6、空氣預(yù) 處理器3、一級(jí)集熱/再生器1、二級(jí)集熱/再生器2、第一風(fēng)閥12、第二風(fēng)閥13組成，其流 程分為一級(jí)再生空氣回路和二級(jí)再生空氣回路。一級(jí)再生空氣回路連接方式如下室外空 氣通過第一空氣輸入端a進(jìn)入一級(jí)集熱/再生器1，一級(jí)集熱/再生器1的空氣出口端b通 過風(fēng)管14與風(fēng)機(jī)6連接，風(fēng)機(jī)6從空氣輸出端ρ將空氣排到環(huán)境。二級(jí)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(jìn)入系統(tǒng)，其中空氣預(yù)處理器3的 空氣出口端d通過風(fēng)管14和第二風(fēng)閥13與從第一風(fēng)閥12過來的環(huán)境空氣匯合后進(jìn)入二 級(jí)集熱/再生器2的空氣入口端f，二級(jí)集熱/再生器2的空氣出口端g通過風(fēng)管14與風(fēng) 機(jī)6連接；溶液循環(huán)回路由一級(jí)集熱/再生器1、二級(jí)集熱/再生器2、空氣預(yù)處理器3、一 級(jí)溶液熱交換器4、二級(jí)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(jí)再生溶液回路、 二級(jí)再生溶液回路和預(yù)除濕溶液回路。一級(jí)再生溶液回路連接方式如下空氣預(yù)處理器3 的溶液出口端s通過一級(jí)再生溶液管路15和第二防腐溶液泵8與一級(jí)溶液熱交換器4的 溶液入口端kl連接，一級(jí)溶液熱交換器4的溶液出口端k2與一級(jí)集熱/再生器1的溶液 入口端ο連接，一級(jí)集熱/再生器1的溶液出口端r與一級(jí)溶液熱交換器4的溶液入口端 k3連接，一級(jí)溶液熱交換器4的溶液出口端k4通過一級(jí)再生溶液管路15和第一防腐溶液 泵7與空氣預(yù)處理器3的溶液入口端t連接。二級(jí)再生溶液回路連接方式如下再生溶液 槽20通過二級(jí)再生溶液管路16與二級(jí)溶液熱交換器5的溶液入口端hi連接，二級(jí)溶液熱 交換器5的溶液出口端h2通過二級(jí)再生溶液管路16與二級(jí)集熱/再生器2的溶液入口端 i連接，二級(jí)集熱/再生器2的溶液出口端q通過二級(jí)再生溶液管路16和第三防腐溶液泵 9.與二級(jí)溶液熱交換器5的溶液入口端h3連接，二級(jí)溶液熱交換器5的溶液出口端h4通 過二級(jí)再生溶液管路16進(jìn)入除濕溶液槽19。預(yù)除濕溶液回路連接方式如下空氣預(yù)處理 器3的溶液出口端u通過預(yù)除濕溶液管路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(yù)除濕溶液管路17的 溶液輸出端w與空氣預(yù)處理器3連接；另外，冷卻水通過冷卻水入口端j3進(jìn)入溶液-水熱 交換器11，后經(jīng)過冷卻水出口端j4離開系統(tǒng)。 室外空氣直接進(jìn)入一級(jí)集熱/再生器1與其中的低濃度溶液(內(nèi)循環(huán)溶液)進(jìn)行 傳熱傳質(zhì)，吸收稀溶液中水分后排到室外環(huán)境，構(gòu)成一級(jí)再生空氣回路。二級(jí)再生空氣分別 來自空氣預(yù)處理器3和室外環(huán)境，兩者混合后進(jìn)入二級(jí)集熱/再生器2吸收其中高濃度溶 液(目的溶液)內(nèi)水分后排到室外，形成二級(jí)再生空氣回路。一級(jí)再生溶液回路是一種裝 置內(nèi)循環(huán)，其循環(huán)的低濃度溶液在一級(jí)集熱/再生器1、空氣預(yù)處理器3、一級(jí)溶液熱交換器 4及一級(jí)再生溶液管路15之中反復(fù)流動(dòng)。二級(jí)再生溶液回路是一個(gè)外接管回路，從外部再 生溶液槽20出來的需再生的高濃度溶液先經(jīng)二級(jí)溶液熱交換器5預(yù)熱升溫后進(jìn)入二級(jí)集 熱/再生器2中，之后經(jīng)由二級(jí)溶液熱交換器5預(yù)冷，回到外部除濕溶液槽19中。預(yù)除濕 溶液回路也是一種裝置內(nèi)循環(huán)，它是在空氣預(yù)處理器3內(nèi)部循環(huán)，從空氣預(yù)處理器3的下部 儲(chǔ)液槽中出來的預(yù)除濕溶液經(jīng)過第四防腐溶液泵10加壓進(jìn)入溶液-水熱交換器11降溫， 之后流入預(yù)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(dòng)與其中預(yù)除濕空氣 進(jìn)行接觸，吸收預(yù)除濕空氣中水分。將集熱器和再生器組合構(gòu)成一級(jí)集熱/再生器1、二級(jí) 集熱/再生器2，低濃度溶液在一級(jí)集熱/再生器1內(nèi)再生，高濃度溶液在二級(jí)集熱/再生
5器2內(nèi)再生。一級(jí)集熱/再生器1再生用空氣直接取自室外，二級(jí)集熱/再生器2的再生用 空氣來自空氣預(yù)處理器3和環(huán)境空氣的混合氣體，其預(yù)處理所需的溶液為從一級(jí)集熱/再 生器1出來的低濃度溶液經(jīng)一級(jí)溶液熱交換器4預(yù)冷后的溶液。通過改變第一風(fēng)閥12、第 二風(fēng)閥13的開度以適應(yīng)室外太陽輻射強(qiáng)度及濕度條件的變化，當(dāng)室外太陽輻射強(qiáng)度較弱、 濕度大時(shí)關(guān)小第一風(fēng)閥12、開大第二風(fēng)閥13的開度以改善溶液再生工況；反之，開大第一 風(fēng)閥12、關(guān)小第二風(fēng)閥13的開度。
權(quán)利要求
一種太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生裝置，該裝置包括空氣循環(huán)回路和溶液循環(huán)回路，其特征是空氣循環(huán)回路由風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)處理器、一級(jí)集熱/再生器、二級(jí)集熱/再生器、第一風(fēng)閥、第二風(fēng)閥組成，空氣循環(huán)回路分為一級(jí)再生空氣回路和二級(jí)再生空氣回路，其中一級(jí)再生空氣回路連接方式如下一級(jí)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(jí)集熱/再生器的空氣出口端b通過空氣風(fēng)管與風(fēng)機(jī)連接；二級(jí)再生空氣回路連接方式如下空氣預(yù)處理器的空氣出口端d通過空氣風(fēng)管和第二風(fēng)閥與第一風(fēng)閥并聯(lián)后串聯(lián)連接二級(jí)集熱/再生器的空氣輸入端f，二級(jí)集熱/再生器的空氣出口端g通過空氣風(fēng)管與風(fēng)機(jī)連接；溶液循環(huán)回路由一級(jí)集熱/再生器、二級(jí)集熱/再生器、空氣預(yù)處理器、一級(jí)溶液熱交換器、二級(jí)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(huán)回路分為一級(jí)再生溶液回路、二級(jí)再生溶液回路和預(yù)除濕溶液回路，一級(jí)再生溶液回路連接方式如下空氣預(yù)處理器的溶液出口端s通過一級(jí)再生溶液管路和第二防腐溶液泵與一級(jí)溶液熱交換器的溶液入口端k1連接，一級(jí)溶液熱交換器的溶液出口端k2與一級(jí)集熱/再生器的溶液入口端o連接，一級(jí)集熱/再生器的溶液出口端r與一級(jí)溶液熱交換器的溶液入口端k3連接，一級(jí)溶液熱交換器的溶液出口端k4通過一級(jí)再生溶液管路和第一防腐溶液泵與空氣預(yù)處理器的溶液入口端t連接；二級(jí)再生溶液回路連接方式如下再生溶液槽通過二級(jí)再生溶液管路與二級(jí)溶液熱交換器的溶液入口端h1連接，二級(jí)溶液熱交換器的溶液出口端h2通過二級(jí)再生溶液管路與二級(jí)集熱/再生器的溶液入口端i連接，二級(jí)集熱/再生器的溶液出口端q通過二級(jí)再生溶液管路和第三防腐溶液泵與二級(jí)溶液熱交換器的溶液入口端h3連接，二級(jí)溶液熱交換器的溶液出口端h4通過二級(jí)再生溶液管路連接除濕溶液槽；預(yù)除濕溶液回路連接方式如下空氣預(yù)處理器的溶液出口端u通過預(yù)除濕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j1連接，溶液 水熱交換器的溶液出口端j2通過預(yù)除濕溶液管路的溶液輸出端w與空氣預(yù)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生裝置，其特征是將集熱 器和再生器組合構(gòu)成一級(jí)集熱/再生器(1)、二級(jí)集熱/再生器(2)，低濃度溶液在一級(jí)集 熱/再生器(1)內(nèi)再生，高濃度溶液在二級(jí)集熱/再生器(2)內(nèi)再生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生裝置，其特征是一級(jí)集 熱/再生器(1)再生用空氣直接取自室外，二級(jí)集熱/再生器(2)的再生用空氣來自空氣 預(yù)處理器(3)和環(huán)境空氣的混合氣體，其預(yù)處理所需的溶液為從一級(jí)集熱/再生器(1)出 來的低濃度溶液經(jīng)一級(jí)溶液熱交換器(4)預(yù)冷后的溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生裝置，其特征是通過改 變第一風(fēng)閥(12)、第二風(fēng)閥(13)的開度以適應(yīng)室外太陽輻射強(qiáng)度及濕度條件的變化，當(dāng)室 外太陽輻射強(qiáng)度較弱、濕度大時(shí)關(guān)小第一風(fēng)閥(12)、開大第二風(fēng)閥(13)的開度以改善溶液 再生工況；反之，開大第一風(fēng)閥(12)、關(guān)小第二風(fēng)閥(13)的開度。
全文摘要
一種太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱再生裝置，該裝置包括空氣循環(huán)回路和溶液循環(huán)回路，本發(fā)明的技術(shù)效果是1、利用一級(jí)集熱/再生器高效率再生對(duì)二級(jí)集熱/再生器低效率再生進(jìn)行補(bǔ)償；2、利用室外空氣對(duì)低濃度溶液進(jìn)行一級(jí)再生，然后用一級(jí)再生后的低濃度溶液對(duì)室外空氣進(jìn)行預(yù)除濕，預(yù)除濕后的干燥空氣能實(shí)現(xiàn)高濃度溶液在二級(jí)集熱/再生器內(nèi)的有效再生，提高了高濃度溶液的蓄能能力；3、本發(fā)明的太陽能空氣預(yù)處理分級(jí)溶液集熱/再生裝置的突出優(yōu)勢(shì)是在高濕、低太陽輻射條件下犧牲低濃度溶液再生的水蒸發(fā)率，達(dá)到提高高濃度溶液水蒸發(fā)率的效果，特別適合我國南方高濕天氣地區(qū)。
文檔編號(hào)F24F5/00GK101900389SQ201010248628
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者張小松, 彭冬根 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)