專利名稱：太陽能－地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制冷與空調設備技術領域，尤其是一種太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)。
背景技術：
除濕是空調工程中的基本任務，通常采用的冷凝除濕方式對冷源溫度要求較高，容易對被處理空氣過冷而產生較大的冷熱抵消現(xiàn)象，能有效克服這一缺點的是溶液除濕系統(tǒng)，它以空氣與溶液表面的水蒸汽分壓差為推動力完成水蒸汽在溶液和空氣之間的轉移，從而實現(xiàn)空氣除濕和溶液再生的循環(huán)過程，因此不需要對空氣在露點溫度下進行除濕，避免了濕度控制和溫度控制的耦合，成為溫濕獨立控制系統(tǒng)的重要組成部分，在近年來得到廣泛應用和重視。
通常的溶液除濕系統(tǒng)采用非沸騰式再生，即溶液在常壓下靠表面蒸發(fā)完成再生過程，其缺點是再生過程中需要消耗很多熱量來加熱再生空氣，即使采用了再生空氣回熱器，熱損失仍然較大，是影響溶液除濕系統(tǒng)運行效率的一個重要因素，另外為了使再生過程的傳質勢差更大，對熱源的溫度要求也會較高。為了克服這些缺點，可在溶液除濕系統(tǒng)中采用沸騰式再生方式，即將溶液在常壓或真空狀態(tài)下加熱到其沸點，使其在沸騰狀態(tài)下完成再生過程，從而避免了對再生空氣的加熱和較大的傳質勢差，而且也不受環(huán)境狀態(tài)變化的影響。國內外學者和技術人員在沸騰式再生基礎上已提出了多種再生工藝，有的將沸騰式再生與非沸騰式再生相結合，有的將太陽能槽式集熱器和太陽能平板集熱再生器引入再生過程，有的采用雙效連接形式。這些系統(tǒng)的共同特點都是熱驅動，即驅動系統(tǒng)所需要的功全部由發(fā)生器輸入的熱能來承擔，從而使得對驅動熱源的溫度要求較高，另外這種熱驅動模式也無法對淺表層水源和土壤源中普遍存在的天然冷源進行利用，影響了其適用范圍，為此有必要開發(fā)一種能同時利用天然熱源和天然冷源來共同驅動系統(tǒng)，擴大低品位冷、熱源利用范圍的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰再生型溶液除濕系統(tǒng)，使其具有冷、熱聯(lián)合驅動的特點，可有效利用太陽能和地源能，增加其適用范圍。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰再生型溶液除濕系統(tǒng)，其具體實現(xiàn)方式如圖I所示，系統(tǒng)由除濕循環(huán)系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)、地埋管換熱系統(tǒng)組成；除濕循環(huán)系統(tǒng)包括除濕器、除濕器換熱器、除濕器溶液循環(huán)泵、節(jié)流閥、溶液泵、溶液換熱器、發(fā)生器、冷凝器、冷凝水箱、冷凝水泵、調節(jié)閥I和調節(jié)閥III ;所述除濕器從上之下依次設置有除濕液噴頭、新風通道和除濕器溶液槽，所述除濕器溶液槽內灌裝有除濕溶液；所述除濕器溶液槽上設置有溶液出口、濃溶液進口和稀溶液出口 ；所述除濕器換熱器內設有稀溶液通道和冷卻液通道，稀溶液通道的兩端分別設溶液進口和溶液出口 ；冷卻液通道的兩端分別設有進水口和出水口 ；所述溶液換熱器內設有稀溶液通道和濃溶液通道，稀溶液通道的兩端分別設稀溶液進口和稀溶液出口 ；濃溶液通道的兩端分別設濃溶液進口和濃溶液出口 ；所述發(fā)生器上設有濃溶液出口、稀溶液進口、熱源進口和熱源出口 ；所述冷凝器內設水蒸汽進口和冷凝水出口 ；冷凝器內還設有冷源管道，冷源管道的兩端分別設有進水口和出水口 ；所述地埋管換熱器上設有地埋管進水口和地埋管出水口，地埋管出水口上設有地埋管循環(huán)泵；所述冷凝水箱上設有冷凝水出口和冷凝水進口 ；所述除濕器溶液槽的溶液出口連接除濕器換熱器的溶液進口，除濕器換熱器的溶液出口通過除濕器溶液循環(huán)泵連接除濕器內的除濕液噴頭；所述除濕器溶液槽的稀溶液出口連接溶液換熱器的 稀溶液進口，溶液換熱器的稀溶液出口通過節(jié)流閥連接發(fā)生器的稀溶液進口，發(fā)生器的濃溶液出口連接溶液換熱器的濃溶液進口，溶液換熱器的濃溶液出口連接除濕器的濃溶液進口 ；發(fā)生器的水蒸汽出口連接冷凝器的水蒸汽進口，冷凝器的冷凝水出口連接冷凝水箱的冷凝水進口，冷凝水箱的冷凝水出口連接冷凝水泵；發(fā)生器的熱源進口連接太陽能集熱器的熱水出口，發(fā)生器的熱源出口連接熱水循環(huán)泵后，再連接至太陽能集熱器的熱水進口。作為對本發(fā)明的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)的改進所述冷凝器連接有調節(jié)閥III，所述調節(jié)閥III與地埋管循環(huán)泵連接，通過地埋管換熱系統(tǒng)、地埋管循環(huán)泵、調節(jié)閥III、冷凝器和地埋管換熱系統(tǒng)依次相連接后形成低品位冷源循環(huán)回路I ;所述冷凝器連接有調節(jié)閥IV，所述調節(jié)閥IV與外部冷卻水系統(tǒng)相連接，通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥IV、冷凝器和外部冷卻水系統(tǒng)依次相連接后形成常溫水循環(huán)回路I ;所述除濕器換熱器連接有調節(jié)閥II，所述調節(jié)閥II與外部冷卻水系統(tǒng)相連接，通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥II、除濕器換熱器和外部冷卻水系統(tǒng)依次相連接后形成常溫水循環(huán)回路II ;所述除濕器換熱器連接有調節(jié)閥I，所述調節(jié)閥I與地埋管循環(huán)泵連接，通過地埋管換熱系統(tǒng)、地埋管循環(huán)泵、調節(jié)閥I、除濕器換熱器和地埋管換熱系統(tǒng)依次相連接后形成低品位冷源循環(huán)回路II ;即除濕器換熱器2的進水分為兩路，其中一路即除濕器換熱器2的進水口通過調節(jié)閥I 15連接地埋管循環(huán)泵12 ;另外一路即除濕器換熱器2的進水口通過調節(jié)閥II 16連接外部冷卻水系統(tǒng)的出水口 ；除濕器換熱器2的出水分為兩路；其中一路即除濕器換熱器2的出水口連接地埋管換熱器11的地埋管進水口 ；另外一路即除濕器換熱器2的出水口連接外部冷卻水系統(tǒng)的進水口 ；冷凝器的進水分為兩路，其中一路即冷凝器的進水口通過調節(jié)閥III連接地埋管循環(huán)泵；另外一路即冷凝器的進水口通過調節(jié)閥IV連接外部冷卻水系統(tǒng)的出水口。冷凝器的出水分為兩路，其中一路即冷凝器的出水口連接地埋管換熱器的地埋管進水口 ；另外一路即冷凝器的出水口連接外部冷卻水系統(tǒng)的進水口。作為對本發(fā)明的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)的進一步改進所述系統(tǒng)的溶液為溴化鋰溶液，質量濃度范圍在45% 60%之間，太陽能熱水系統(tǒng)和地埋管換熱系統(tǒng)內的工質為水。作為對本發(fā)明的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)的進一步改進所述外部冷卻水系統(tǒng)為冷卻塔，其所提供的冷卻水為常溫冷卻水。做為對本發(fā)明的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)的進一步改進所述系統(tǒng)的除濕器在常壓下運行，發(fā)生器、冷凝器和冷凝水箱在負壓下運行。本發(fā)明所述的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)基礎上提出一種新的技術方案，可利用低品位熱源(如太陽能熱水系統(tǒng)提供)和低品位冷源(如地埋管換熱器系統(tǒng)提供)聯(lián)合驅動沸騰式再生過程，根據(jù)調節(jié)閥I、調節(jié)閥II、調節(jié)閥III和調節(jié)閥IV的開關情況不同，具有4種運行模式。第一種運行模式下，調節(jié)閥II和調節(jié)閥III打開，調節(jié)閥I和調節(jié)閥IV關閉，即引入除濕器換熱器的為常溫冷卻水，引入冷凝器的為從地埋管換熱器提供的低品位冷源；第二種運行模式下，調節(jié)閥II和調節(jié)閥IV打開，調節(jié)閥I和調節(jié)閥III關閉，即引入除濕器換熱器和冷凝器的都是常溫冷卻水，此時地埋管循環(huán)泵關閉，不提供低品位冷源；第三種運行模式下，調節(jié)閥I和調節(jié)閥IV打開，調節(jié)閥II和調節(jié)閥III關閉，即引入除濕器換熱器的為從地埋管換熱器提供的低品位冷源，引入冷凝器的為常溫冷卻水；第四種運行模式下，調節(jié)閥I和調節(jié)閥III打開，調節(jié)閥II和調節(jié)閥IV關閉，即引入除濕器換熱器和冷凝器的都為從地埋管換熱器提供的低品位冷源。本發(fā)明與傳統(tǒng)的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)相比，在結構上的主要區(qū)別是除濕器換熱器的進水口和出水口除了分別連接常溫冷卻水的進水口和出水口，還分別連接低品 位冷源的進口和出口；冷凝器的進水口和出水口除了分別連接常溫冷卻水的進水口和出水口，還連接低品位冷源的進口和出口 ；發(fā)生器熱源的進口和出口及冷凝器低品位冷源的進口和出口分別與太陽能集熱系統(tǒng)及地源換熱系統(tǒng)相連，使得系統(tǒng)能夠同時利用低品位冷源與低品熱源來進行驅動。本發(fā)明的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰再生型溶液除濕系統(tǒng)的采用沸騰式再生方式，分別利用太陽能和地源能驅動再生器、冷凝器、除濕器，具有熱源溫度要求不高、低品位熱源利用范圍廣、調節(jié)靈活、可行性強、混合驅動的特點，易于推廣應用。本發(fā)明與傳統(tǒng)的沸騰再生型溶液除濕系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點I、實現(xiàn)了利用低品位熱源和低品位冷源來共同驅動再生過程。系統(tǒng)運行時，低品位熱源輸入的熱量使得溶液中水分蒸發(fā)，實現(xiàn)溶液再生，低品位冷源提供的冷量則使得蒸發(fā)的水蒸汽在負壓狀態(tài)下變成冷凝水，使得再生過程能夠持續(xù)進行，其本質是低品位熱源和低品位冷源共同承擔將低壓水蒸汽轉化為冷凝水所需要的功，系統(tǒng)在總體上具有混合驅動的特點。2、具有更大的適用范圍。因為低品位冷源可承擔一部分驅動功，使得對低品位熱源的溫度水平要求降低，同時也對可資利用的低品位冷源進行了有效利用，擴大了系統(tǒng)對低品位冷、熱源的利用范圍，具有更好的適用性。3、選用太陽能和地源能作為低品位熱源和低品位冷源具有一定的相互補償作用。當太陽能利用不足時，熱源溫度降低，品位下降，但同時地源能的品位卻有所上升，在一定程度上補償了熱源品位的不足；當?shù)卦茨艹渥銜r，可利用低品位冷源驅動冷凝器和除濕器，降低對太陽能集熱系統(tǒng)的要求；另外，當太陽能充足時，則可降低對低品位冷源的要求，甚至完全按熱驅動方式運行。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細說明。圖I是本發(fā)明的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)的具體結構示意圖。
具體實施例方式實施實例I、圖I給出了一種太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)，包括除濕器I、除濕器換熱器2、除濕器溶液循環(huán)泵3、節(jié)流閥4、溶液泵5、溶液換熱器6、發(fā)生器7、冷凝器10、冷凝水箱13、冷凝水泵14、調節(jié)閥I 15、調節(jié)閥III17、太陽能熱水系統(tǒng)和地埋管換熱系統(tǒng)；太陽能熱水系統(tǒng)包括太陽能集熱器8和熱水循環(huán)泵9 ;地源能換熱系統(tǒng)包括地埋管換熱器11和地埋管循環(huán)泵12 ;除濕器I上設置有除濕液噴頭；除濕溶液依次通過除濕器I、溶液換熱器6、節(jié)流閥4、發(fā)生器7、溶液泵5、溶液換熱器6、除濕器I、除濕器換熱器2、除濕器溶液循環(huán)泵3和除濕液噴頭依次連接后形成除濕溶液循環(huán)回路；通過發(fā)生器7、冷凝器10、冷凝水箱13和冷凝水泵14依次連接后形成水蒸氣排放系統(tǒng)，即反應過程中產生的水蒸氣依次通過發(fā)生器7、冷凝器10、冷凝水箱13和冷凝水泵14后排出；通過太陽能集熱器8、發(fā)生器7、熱水循環(huán)泵9和太陽能集熱器8依次連接后形成低品位熱源循環(huán)回路，即太陽能集熱器8內的低品位熱源依次通過太陽能集熱器8、發(fā)生器7、熱水循環(huán)泵9和太陽能集熱器8后循環(huán)使用，以對發(fā)生器7內的溶液加熱；通過地埋管換熱器11、地埋管循環(huán)泵12、調節(jié)閥III 17、冷凝器10和地埋管換熱器11依次連接后形成低品位冷源循環(huán)回路I，即地埋管換熱器11內的冷源依次通過地埋管換熱器11、地埋管循環(huán)泵12、調節(jié)閥
III17、冷凝器10和地埋管換熱器11循環(huán)，以對冷凝器10內的溶液降溫；通過地埋管換熱器11、地埋管循環(huán)泵12、調節(jié)閥I 15、除濕器換熱器2和地埋管換熱器11依次連接后形成低品位冷源循環(huán)回路II，即地埋管換熱器11內的冷源依次通過地埋管換熱器11、地埋管循環(huán)泵12、調節(jié)閥I 15、除濕器換熱器2和地埋管換熱器11循環(huán)，以對除濕器換熱器2內的溶液降溫；通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥IV 18、冷凝器10和外部冷卻水系統(tǒng)依次相連接后形成常溫水循環(huán)回路I，即外部冷卻水系統(tǒng)內的冷卻水依次通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥
IV18、冷凝器10和外部冷卻水系統(tǒng)后循環(huán)，以對冷凝器10內的溶液降溫；通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥II 16、除濕器換熱器2和外部冷卻水系統(tǒng)依次相連接后形成常溫水循環(huán)回路II，即外部冷卻水系統(tǒng)內的冷卻水依次通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥II 16、除濕器換熱器2和外部冷卻水系統(tǒng)循環(huán)，以對除濕器換熱器2內的溶液降溫。具體描述如下以上所述的除濕器I內設有除濕液噴頭，在除濕液噴頭正下方設有新風通道和除濕器溶液槽(除濕器溶液槽在新風通道的正下方)；除濕器溶液槽上設有溶液出口、濃溶液進口和稀溶液出口。以上所述的除濕器換熱器2內設有稀溶液管道和冷卻液管道，稀溶液管道的兩端分別設溶液進口和溶液出口 ；冷卻液管道的兩端分別設有進水口和出水口。稀溶液在稀溶液管道內與冷卻液管道內的冷卻液可以進行熱交換。以上所述的溶液換熱器6內設有稀溶液通道和濃溶液通道，稀溶液通道的兩端分別設稀溶液進口和稀溶液出口 ；濃溶液通道的兩端分別設濃溶液進口和濃溶液出口。稀溶液在稀溶液通道內與濃溶液通道內的濃溶液可以進行熱交換。以上所述的發(fā)生器7上設有濃溶液出口、稀溶液進口、熱源進口和熱源出口 ；熱源進口和熱源出口通過熱源管道連接，通過熱源管道內的低品位熱源與發(fā)生器7內的稀溶液進行熱交換。以上所述的冷凝器10內設水蒸汽進口和冷凝水出口(即下文中的冷凝器10的水蒸汽進口和冷凝器10的冷凝水出口)；冷凝器10內還設有冷源管道，冷源管道的兩端分別設有進水口和出水口，通過冷源管道內的冷源與冷凝器10內的水蒸氣進行熱交換。以上所述的地埋管換熱器11上設有地埋管進水口和地埋管出水口，地埋管出水口上設有地埋管循環(huán)泵12，通過地埋管循環(huán)泵12可以導出地埋管換熱器11內的冷卻水。以上所述的冷凝水箱13上設有冷凝水出口(即下文中的冷凝水箱13的冷凝水出口)和冷凝水進口。除濕器I的溶液出口連接除濕器換熱器2的溶液進口，除濕器換熱器2的溶液出口通過除濕器溶液循環(huán)泵3連接除濕器I內的除濕液噴頭；以上所述的除濕器I的稀溶液出口連接溶液換熱器6的稀溶液進口，溶液換熱器6的稀溶液出口通過節(jié)流閥4連接發(fā)生器7的稀溶液進口，發(fā)生器7的濃溶液出口連接溶液換熱器6的濃溶液進口，溶液換熱器6的濃溶液出口連接除濕器I的濃溶液進口。發(fā)生器7的水蒸汽出口連接冷凝器10的水蒸汽進口，冷凝器10的冷凝水出口連接冷凝水箱13的冷凝水進口，冷凝水箱13的冷凝水出口連接冷凝水泵14。發(fā)生器7的熱源進口連接太陽能集熱器8的熱水出口，發(fā)生器7的熱源出口連接熱水循環(huán)泵9后，再連接至太陽能集熱器8的熱水進口。 除濕器換熱器2的進水分為兩路，其中一路即除濕器換熱器2的進水口通過調節(jié)閥I 15連接地埋管循環(huán)泵12;另外一路即除濕器換熱器2的進水口通過調節(jié)閥II 16連接外部冷卻水系統(tǒng)的出水口。除濕器換熱器2的出水分為兩路；其中一路即除濕器換熱器2的出水口連接地埋管換熱器11的地埋管進水口 ；另外一路即除濕器換熱器2的出水口連接外部冷卻水系統(tǒng)的進水口。冷凝器10的進水分為兩路，其中一路即冷凝器10的進水口通過調節(jié)閥III 17連接地埋管循環(huán)泵12 ;另外一路即冷凝器10的進水口通過調節(jié)閥IV 18連接外部冷卻水系統(tǒng)的出水口。冷凝器10的出水分為兩路，其中一路即冷凝器10的出水口連接地埋管換熱器11的地埋管進水口 ；另外一路即冷凝器10的出水口連接外部冷卻水系統(tǒng)的進水口。溴化鋰溶液的濃度選擇范圍可在45% 60%之間，除濕器換熱器2或冷凝器10所需的常溫冷卻水由外接外部冷卻水系統(tǒng)(可以為冷卻塔)提供，系統(tǒng)中除濕器I在常壓下運行，發(fā)生器7、冷凝器10和冷凝水箱13在負壓下運行。該系統(tǒng)在夏季除濕工況下使用，根據(jù)調節(jié)閥I 15、調節(jié)閥II 16、調節(jié)閥III 17和調節(jié)閥IV 18的開關情況不同，有4種運行模式運行，第一種運行模式下，調節(jié)閥II 16和調節(jié)閥III17打開，調節(jié)閥I 15和調節(jié)閥IV 18關閉，S卩引入除濕器換熱器的為常溫冷卻水，引入冷凝器的為從地埋管換熱器提供的低品位冷源。該模式的具體工作過程如下為了表述簡明，以下文章中，在除濕器溶液槽內的溶液濃度的溶液均簡稱稀溶液，在發(fā)生器7內反應后的溶液濃度的溶液均簡稱濃溶液。I、新風從除濕器I的新風進口進入除濕器I內，與從除濕器I上部噴淋下來的除濕溶液進行熱質交換，由于除濕溶液表面的飽和水蒸汽壓力低于空氣中的水蒸汽分壓力，使得新風中的部分水蒸汽向溶液表面轉移，實現(xiàn)了對新風的除濕；經(jīng)過熱質交換的新風從除濕器I的新風出口排出除濕器1，進入外部的溫度處理環(huán)節(jié)。除濕過程中水蒸汽冷凝產生的熱量由通過除濕器換熱器2的常溫冷卻水帶走，以維持除濕溶液溫度基本不變；2、除濕溶液吸收空氣中的水蒸汽后變稀，并進入除濕器溶液槽內；3、稀溶液再通過除濕器I的稀溶液出口和溶液換熱器6的稀溶液進口進入溶液換熱器6，吸收進入溶液換熱器6內的濃溶液(溶液換熱器6內的濃溶液為發(fā)生器7返回的濃溶液)的熱量后，溫度升高；
4、稀溶液再通過溶液換熱器6的稀溶液出口流出，經(jīng)過節(jié)流閥4降壓到發(fā)生器7的發(fā)生壓力后，通過發(fā)生器7的稀溶液進口進入發(fā)生器7 ；5、在發(fā)生器7中，稀溶液吸收由熱源進口引入的太陽能集熱器8產生的低品位熱源攜帶的熱量，在發(fā)生器7的發(fā)生壓力下沸騰蒸發(fā)，使稀溶液在發(fā)生器中濃縮，濃縮后變成濃溶液，濃溶液從發(fā)生器7的濃溶液出口流出，在發(fā)生器7中產生的水蒸汽從發(fā)生器7的水蒸汽出口流出。6、水蒸汽的處理6-1、發(fā)生器7中產生的水蒸汽從發(fā)生器7的水蒸汽出口經(jīng)冷凝器10的水蒸汽進口進入冷凝器10內，吸收由冷凝器10的冷源進口引 入的地埋管換熱器11產生的低品位冷源攜帶的冷量，水蒸汽的溫度降低到飽和點而冷凝為冷凝水，6-2、冷凝水從冷凝器10的冷凝水出口經(jīng)冷凝水箱13的冷凝水進口流入冷凝水箱13儲存。6-3、冷凝水箱13中設置高低水位裝置，由高低水位裝置控制冷凝水泵14的運行和停止，當冷凝水箱13中的水達到設定高水位時，冷凝水泵啟動，將冷凝水箱13中的冷凝水加壓到常壓排出；當冷凝水位達到冷凝水箱13的低水位時，冷凝水泵14停止。7、濃溶液的運行過程7-1、發(fā)生器7中的濃溶液從發(fā)生器7的濃溶液出口流出，通過溶液泵5加壓到常壓后通過溶液換熱器6的濃溶液進口進入溶液換熱器6，與來自除濕器I的稀溶液進行熱交換，放出熱量，7-2、溫度降低后經(jīng)過溶液換熱器6的濃溶液出口從除濕器I的濃溶液進口進入除濕器I的除濕器溶液槽內(濃溶液與除濕液噴頭噴出的溶液混合后稀釋成稀溶液)。7-3、稀溶液通過除濕器I的溶液出口經(jīng)除濕器換熱器2的溶液進口進入到除濕器換熱器2內；外部冷卻水系統(tǒng)提供的常溫冷卻水經(jīng)調節(jié)閥II通過除濕器換熱器進水口進入除濕器換熱器2內，對除濕器換熱器2內的稀溶液降溫后，從除濕器換熱器出水口口回到外部冷卻水系統(tǒng)。7-4、在除濕器換熱器2內，稀溶液經(jīng)過冷卻后，經(jīng)過除濕器溶液循環(huán)泵3后進入除濕液噴頭內，再次噴淋。8、低品位熱源的運行過程8-1、低品位熱源從發(fā)生器7的熱源進口引入發(fā)生器7內，加熱發(fā)生器7內的稀溶液后再從發(fā)生器7的熱源出口引出，重新回到太陽能集熱器8內(稀溶液被加熱后，水蒸氣蒸發(fā)，變成濃溶液)。9、低品位冷源的運行過程9-1、地埋管換熱器11提供的低品位冷源通過地埋管循環(huán)泵12加壓后，經(jīng)調節(jié)閥
III17和冷凝器進水口進入到冷凝器10內，冷卻冷凝器10內的水蒸氣后，溫度降低，經(jīng)過冷凝器10的冷凝器出水口，再通過地埋管換熱器進水口進入到地埋管換熱器11內。系統(tǒng)運行時，除濕器I為常壓，發(fā)生器7、冷凝器10和冷凝水箱13為負壓，該模式為冷、熱聯(lián)合驅動，熱驅動端為發(fā)生器，冷驅動端為冷凝器，適合于同時有充足的太陽能和地源能可資利用的情況。第二種運行模式下，調節(jié)閥II 16和調節(jié)閥IV 18打開，調節(jié)閥I 15和調節(jié)閥III 17關閉，即引入除濕器換熱器2和冷凝器10的都是常溫冷卻水，此時地埋管循環(huán)泵12關閉，不提供低品位冷源，其余部分與第一種運行模式完全相同。該模式中，常溫冷卻水經(jīng)調節(jié)閥IV 18和冷凝器10的進水口進入冷凝器10，冷卻冷凝器10中的水蒸汽后再從冷凝器10出水口引出，重新回到外部卻水供應系統(tǒng)(冷卻塔)中。其余與實施實例I完全相同，該模式為熱驅動，驅動端為發(fā)生器7，適合于只有充足的太陽能可資利用的情況。
第三種運行模式下，調節(jié)閥I 15和調節(jié)閥IV 18打開，調節(jié)閥II 16和調節(jié)閥III 17關閉，即引入除濕器換熱器2的為從地埋管換熱器11提供的低品位冷源，引入冷凝器10的為常溫冷卻水，其余部分與第一種運行模式完全相同。該模式中，地埋管換熱器11提供的低品位冷源通過地埋管循環(huán)泵12導出，再通過調節(jié)閥I 15后，從除濕器換熱器2的進水口引入，冷卻通過除濕器換熱器2的稀溶液后，再從除濕器換熱器2的出水口經(jīng)地埋管換熱器進水口進入地埋管換熱器11內。常溫冷卻水經(jīng)調節(jié)閥IV 18和冷凝器10的進水口進入冷凝器10，冷卻冷凝器10中的水蒸汽后，再從冷凝10的出水口引出，重新回到位于外部冷卻水系統(tǒng)(冷卻塔)中。其余與實施實例I完全相同，該模式為冷、熱聯(lián)合驅動，熱驅動端為發(fā)生器，冷驅動端為除濕器，適合于同時有充足的太陽能和地源能可資利用的情況。在第四種運行模式下，調節(jié)閥I 15和調節(jié)閥III 17打開，調節(jié)閥II 16和調節(jié)閥
IV18關閉，即引入除濕器換熱器2和冷凝器10的都為從地埋管換熱器11提供的低品位冷源，其余部分與第四種運行模式完全相同。該模式中，地埋管換熱器11提供的低品位冷源通過地埋管循環(huán)泵12后分為兩路一路通過調節(jié)閥III17通過冷凝器10的進水口進入冷凝器10內，冷卻冷凝器10中的水蒸汽后，再從冷凝器10的出水口經(jīng)地埋管換熱器11的地埋管進水口回到地埋管換熱器11內；另一路，從地埋管換熱器11的地埋管出水口通過地埋管循環(huán)泵12導出的低品位冷源在經(jīng)過調節(jié)閥I 15后，從除濕器換熱器2的進水口引入，冷卻通過除濕器換熱器2的稀溶液后，再從除濕器換熱器2的出水口引出，經(jīng)地埋管換熱器11的地埋管進水口進入地埋管換熱器11內。其余與實施實例I完全相同，該模式為冷、熱聯(lián)合驅動，熱驅動端為發(fā)生器，冷驅動端為除濕器和冷凝器，適合于地源能比太陽能更充裕的情況。實施實例I中第一種運行模式與傳統(tǒng)溶液除濕系統(tǒng)的熱力計算參數(shù)見表1，計算在相同比較基礎下進行，包括環(huán)境溫度、換熱器效能、換熱溫差和空氣-溶液比等。實施實例I相比傳統(tǒng)溶液除濕系統(tǒng)，對驅動熱源的溫度要求下降了 6. 6°C，因為它采用了冷、熱聯(lián)合驅動模式運行，此時，熱驅動端為發(fā)生器7，冷驅動端為冷凝器10，輸入系統(tǒng)的低溫冷卻水承擔了一部分除濕所需要的功，因而降低了對熱驅動端的溫度要求，但同時增加了對冷驅動端的溫度要求。從表I還可得知，實施實例I的再生過程不需要與再生空氣直接接觸，因此大大減少了加熱再生空氣所消耗的熱量，所以盡管增加了冷驅動端的耗冷量，但總體效率仍比傳統(tǒng)溶液除濕系統(tǒng)高8%。在實際運行過程中，實施實例I還可以根據(jù)情況通過改變發(fā)生器7的壓力來調整驅動熱源和驅動冷源的溫度以增加系統(tǒng)的適應性，即當驅動冷源溫度較低時，可進一步降低發(fā)生器7的壓力，當驅動熱源溫度較高時，則可提高發(fā)生器7的壓力。實施實例I中的其余三種運行模式具有和第一種運行模式相似的性能特點和調節(jié)方式。
以上所述的實施實例中，由低品位熱源和低品位冷源共同驅動系統(tǒng)，因此可綜合考慮具體的使用條件與要求、技術經(jīng)濟性能等因素合理確定系統(tǒng)的設計參數(shù)，包括發(fā)生器7的壓力、除濕溫度、溶液濃度、放氣范圍等。表I夏季工況下的熱力計算比較表
權利要求
1.太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)；其特征是包括除濕器(I)、除濕器換熱器(2)、除濕器溶液循環(huán)泵(3)、節(jié)流閥(4)、溶液泵(5)、溶液換熱器(6)、發(fā)生器(7 )、冷凝器(IO )、冷凝水箱(13 )、冷凝水泵(14 )、調節(jié)閥I (15 )、調節(jié)閥III (17 )、太陽能熱水系統(tǒng)和地埋管換熱系統(tǒng)； 所述太陽能熱水系統(tǒng)包括太陽能集熱器(8)和熱水循環(huán)泵(9)； 所述地源能換熱系統(tǒng)包括地埋管換熱器(11)和地埋管循環(huán)泵(12)； 所述除濕器(I)內從上至下依次設置有除濕液噴頭、新風通道和除濕器溶液槽，所述除濕器溶液槽內設置有除濕溶液； 所述除濕器溶液槽上設置有溶液出口、濃溶液進口和稀溶液出口 ； 所述除濕器換熱器(2)內設有稀溶液通道和冷卻液通道，稀溶液通道的兩端分別設溶液進口和溶液出口 ；冷卻液通道的兩端分別設有進水口和出水口 ； 所述溶液換熱器(6)內設有稀溶液通道和濃溶液通道，稀溶液通道的兩端分別設稀溶液進口和稀溶液出口 ；濃溶液通道的兩端分別設濃溶液進口和濃溶液出口 ； 所述發(fā)生器(7)上設有濃溶液出口、稀溶液進口、熱源進口和熱源出口 ； 所述冷凝器(10)內設水蒸汽進口和冷凝水出口 ；冷凝器(10)內還設有冷源管道，冷源管道的兩端分別設有進水口和出水口； 所述地埋管換熱器(11)上設有地埋管進水口和地埋管出水口，地埋管出水口上設有地埋管循環(huán)泵(12); 所述冷凝水箱(13)上設有冷凝水出口和冷凝水進口 ； 所述除濕器溶液槽的溶液出口連接除濕器換熱器(2)的溶液進口，除濕器換熱器(2)的溶液出口通過除濕器溶液循環(huán)泵(3)連接除濕器(I)內的除濕液噴頭；所述除濕器溶液槽的稀溶液出口連接溶液換熱器(6)的稀溶液進口，溶液換熱器(6)的稀溶液出口通過節(jié)流閥(4)連接發(fā)生器(7)的稀溶液進口，發(fā)生器(7)的濃溶液出口連接溶液換熱器(6)的濃溶液進口，溶液換熱器(6 )的濃溶液出口連接除濕器(I)的濃溶液進口 ； 發(fā)生器(7 )的水蒸汽出口連接冷凝器(10 )的水蒸汽進口，冷凝器(10 )的冷凝水出口連接冷凝水箱(13)的冷凝水進口，冷凝水箱(13)的冷凝水出口連接冷凝水泵(14)； 發(fā)生器(7 )的熱源進口連接太陽能集熱器(8 )的熱水出口，發(fā)生器(7 )的熱源出口連接熱水循環(huán)泵(9 )后，再連接至太陽能集熱器(8 )的熱水進口。
2.根據(jù)權利要求I所述的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)，其特征是所述冷凝器(10)連接有調節(jié)閥IIK17)，所述調節(jié)閥IIK17)與地埋管循環(huán)泵(12)連接，通過地埋管換熱系統(tǒng)(11)、地埋管循環(huán)泵(12)、調節(jié)閥IIK17)、冷凝器(10)和地埋管換熱系統(tǒng)(11)依次相連接后形成低品位冷源循環(huán)回路I ; 所述冷凝器(10)連接有調節(jié)閥IV (18)，所述調節(jié)閥IV (18)與外部冷卻水系統(tǒng)相連接，通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥IV (18)、冷凝器(10)和外部冷卻水系統(tǒng)依次相連接后形成常溫水循環(huán)回路I; 所述除濕器換熱器(2)連接有調節(jié)閥II (16)，所述調節(jié)閥II (16)與外部冷卻水系統(tǒng)相連接，通過外部冷卻水系統(tǒng)、調節(jié)閥II (16)、除濕器換熱器(2)和外部冷卻水系統(tǒng)依次相連接后形成常溫水循環(huán)回路II ； 所述除濕器換熱器(2)連接有調節(jié)閥I (15)，所述調節(jié)閥I (15)與地埋管循環(huán)泵(12)連接，通過地埋管換熱系統(tǒng)(11)、地埋管循環(huán)泵(12)、調節(jié)閥I (15)、除濕器換熱器(2)和地埋管換熱系統(tǒng)(11)依次相連接后形成低品位冷源循環(huán)回路II。
3.根據(jù)權利要求2所述的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)，其特征是所述外部冷卻水系統(tǒng)為冷卻塔。
4.根據(jù)權利要求3所述的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)，其特征是所述除濕器(I)在常壓下運行，發(fā)生器(7)、冷凝器(10)和冷凝水箱(13)在負壓下運行。
5.根據(jù)權利要求4所述的太陽能一地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)，其特征是所述除濕溶液為溴化鋰溶液，除濕溶液的質量濃度范圍在45% 60%之間，太陽能熱水系統(tǒng)和地埋管換熱系統(tǒng)內的工質為水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能－地源能聯(lián)合驅動的沸騰式再生型溶液除濕系統(tǒng)；包括除濕器和除濕器換熱器等組件；除濕器分別和除濕器換熱器與溶液換熱器連接，除濕器換熱器與液循環(huán)泵連接，液循環(huán)泵與除濕器連接，溶液換熱器分別和節(jié)流閥與溶液泵連接，節(jié)流閥與溶液泵均與發(fā)生器連接；在除濕器內設置有除濕溶液，除濕溶液依次通過除濕器、溶液換熱器、節(jié)流閥、發(fā)生器、溶液泵、溶液換熱器、除濕器、除濕器換熱器、除濕器溶液循環(huán)泵3和除濕液噴頭依次連接后形成除濕溶液循環(huán)回路；再通過太陽能熱水系統(tǒng)和發(fā)生器連接形成熱源回路，地埋管換熱系統(tǒng)分別與冷凝器和除濕器換熱器連接，形成各自的冷源回路。
文檔編號F24F3/14GK102853485SQ20121037669
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者王厲, 駱菁菁 申請人:浙江理工大學