一種采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，包括除濕器、與除濕器通過管道相連的溶液循環(huán)泵、與溶液循環(huán)泵通過管道相連的膜蒸發(fā)式溶液再生器、與蒸發(fā)式溶液再生器通過管道相連的溶液冷卻器，所述溶液冷卻器與除濕器通過管道相連，所述除濕器內(nèi)部設(shè)有一除濕器填料層。本實(shí)用新型是專用于添加納米膠囊的除濕溶液的除濕裝置，相對(duì)于傳統(tǒng)的內(nèi)冷型除濕裝置，本實(shí)用新型無需外加冷媒，可大量降低能耗，強(qiáng)化除濕過程和系統(tǒng)整體性能，且除濕液能夠循環(huán)使用，減少除濕成本，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)化，具有較好的市場(chǎng)前景和價(jià)值。
【專利說明】一種采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種除濕性能和系統(tǒng)整體性能得到強(qiáng)化和提升的溶液除濕循環(huán)，屬于溶液除濕技術(shù)范疇，空氣調(diào)節(jié)、空氣熱濕獨(dú)立處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]采用溶液除濕技術(shù)可采用低品位熱源實(shí)現(xiàn)空氣熱濕獨(dú)立處理，其在節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到公認(rèn)。加之其良好的環(huán)境可接受性、有助改善室內(nèi)空氣品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，溶液除濕系統(tǒng)以及基于溶液除濕技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)近年來得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]在溶液除濕過程中，被處理空氣中的水蒸汽分壓力與除濕溶液表面的水蒸汽分壓力之差是除濕過程的推動(dòng)力，伴隨空氣中水分被溶液吸收所放出的凝結(jié)熱會(huì)導(dǎo)致溶液溫度升高，溶液表面水蒸汽分壓力也相應(yīng)升高，除濕推動(dòng)力將會(huì)逐漸減弱?，F(xiàn)有技術(shù)中雖然采用內(nèi)冷型除濕結(jié)構(gòu)，可起到抑制除濕過程的溫升作用，但是現(xiàn)有的內(nèi)冷型除濕器均采用將外部冷媒送入除濕器對(duì)溶液進(jìn)行冷卻，存在以下不足:1)制造要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，冷卻盤管的設(shè)置使單位體積填料的熱質(zhì)交換面積減小，總除濕量受到限制；2)冷媒和溶液之間以顯熱交換方式發(fā)生熱量交換，一方面:要增強(qiáng)冷卻效果，必須采取增大冷媒流量、降低冷媒溫度或者對(duì)換熱器表面做傳熱強(qiáng)化處理等措施；另一方面:這些措施又會(huì)增大系統(tǒng)能耗，而且，冷媒的溫度過低又可能導(dǎo)致溶液結(jié)晶，限制了內(nèi)冷的效果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種采用相變納米膠囊溶液“自內(nèi)冷”的除濕裝置。
[0005]技術(shù)方案:為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種采用相變納米膠囊溶液“自內(nèi)冷”的除濕裝置，包括除濕器、與除濕器通過管道相連的溶液循環(huán)泵、與溶液循環(huán)泵通過管道相連的膜蒸發(fā)式溶液再生器、與蒸發(fā)式溶液再生器通過管道相連的溶液冷卻器，所述溶液冷卻器與除濕器通過管道相連，所述除濕器內(nèi)部設(shè)有一除濕器填料層，所述膜蒸發(fā)式溶液再生器內(nèi)設(shè)有一流通管，所述流通管由半透性材料制成。
[0007]進(jìn)一步地，所述溶液冷卻器出口端的管道分別與除濕器內(nèi)部的一組噴嘴相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述溶液循環(huán)泵進(jìn)口端和出口端分別設(shè)有一閥門。
[0009]進(jìn)一步地，所述膜蒸發(fā)式溶液再生器上分別設(shè)有一空氣進(jìn)口和空氣出口，所述空氣出口處設(shè)有一引風(fēng)機(jī)。
[0010]進(jìn)一步地，所述冷卻器上分別設(shè)有一冷卻液入口和冷卻液出口。
[0011]進(jìn)一步地，所述除濕器I上分別設(shè)有一除濕器空氣風(fēng)機(jī)進(jìn)口 Ic和除濕器空氣出口Id0
[0012]本實(shí)用新型在使用時(shí)，先在除濕溶液中添加相變材料納米膠囊，并使其在溶液中均勻分散，將分散好的溶液噴淋在除濕器填料層表面對(duì)空氣進(jìn)行除濕，除濕過程水蒸汽的凝結(jié)熱可被封裝于膠囊內(nèi)的相變材料吸收，由于相變時(shí)的等溫吸熱特性，除濕過程溶液的溫升得到抑制，可在除濕器中實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的“自內(nèi)冷”除濕，除濕后溶液濃度降低，納米膠囊中的相變材料吸收水蒸氣凝結(jié)熱而變?yōu)橐合?，稀溶液?jīng)溶液循環(huán)泵輸送至膜蒸發(fā)式溶液再生器的半透膜通道，稀溶液中部分水分經(jīng)半透膜滲出，溶液濃度重新升高，同時(shí)，由于溶液再生器中的空氣流動(dòng)促使膜外壁的水分蒸發(fā)產(chǎn)生冷卻作用，溶液和相變材料被初步冷卻，之后再進(jìn)入溶液冷卻器中進(jìn)一步冷卻，使納米膠囊中的相變材料重新凝固，含有相變納米膠囊的濃溶液由除濕器進(jìn)口重新進(jìn)入除濕器，由此構(gòu)成除濕循環(huán)。
[0013]將相變溫度為2(T30°C的相變材料封裝于高分子材料囊壁中，形成相變納米膠囊，將其均勻分散到除濕溶液中形成懸浮液，在除濕、再生和冷卻的過程中，相變材料發(fā)生固液兩相的轉(zhuǎn)化，但納米膠囊的形態(tài)和分散性不發(fā)生變化，可保證相變材料隨溶液流動(dòng)被循環(huán)使用。
[0014]在除濕溶液中的添加相變材料納米膠囊，由于相變材料的等溫相變特性，可吸收除濕過程中水蒸氣凝結(jié)放出的熱量，降低和抑制除濕溶液溫升，可不改變現(xiàn)有的絕熱型除濕器的結(jié)構(gòu)，不需在除濕器中通入外部冷媒，即可實(shí)現(xiàn)溶液“自內(nèi)冷”除濕過程，使溶液在整個(gè)除濕過程保持較強(qiáng)的除濕能力，從而有效提高除濕效率。此外，在除濕溶液中添加相變納米膠囊還可能改變?nèi)芤旱牟糠治镄詤?shù)，例如粘度、表面張力、導(dǎo)熱系數(shù)等，這些參數(shù)對(duì)溶液降膜流動(dòng)和熱質(zhì)交換會(huì)產(chǎn)生影響，進(jìn)而促進(jìn)“自內(nèi)冷”效應(yīng)，提高除濕效率。
[0015]添加相變納米膠囊的溶液膜蒸發(fā)式再生不采用加熱的方式，而是采用半透膜為分離介質(zhì)，溶液中只有水組分可透過膜壁，相變納米膠囊和鹽組分不可透過，可達(dá)到將除濕溶液濃縮再生的目的，避免了加熱再生方法可能造成相變納米膠囊發(fā)生破裂的問題，從而可循環(huán)使用添加相變納米膠囊的除濕溶液。此外，空氣由再生裝置底部引入自下而上流動(dòng)，促使半透膜外壁上滲透出的水分蒸發(fā)，還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)溶液和相變材料的冷卻，吸收半透膜通道內(nèi)部溶液和相變材料的熱量，使除濕后處于液相的相變材料放熱重新凝固，減少了在相變材料冷卻環(huán)節(jié)的能耗，對(duì)系統(tǒng)整體性能起到促進(jìn)作用。
[0016]有益效果:本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]將相變材料封裝于納米膠囊中并添加到除濕溶液中，相變材料可在等溫條件下吸收水蒸汽凝結(jié)熱，抑制和降低除濕過程的溶液溫升，無需在除濕器中通入外部冷媒，即可實(shí)現(xiàn)“自內(nèi)冷”溶液除濕過程，使溶液保持較強(qiáng)的除濕能力，提高除濕過程和系統(tǒng)整體性能，改變了現(xiàn)有技術(shù)中只專注對(duì)外部冷媒改進(jìn)的技術(shù)偏見，簡(jiǎn)化了除濕裝置，降低了裝置成本，節(jié)省了大量能耗。
[0018]本實(shí)用新型是專用于添加納米膠囊的除濕溶液的除濕裝置，相對(duì)于傳統(tǒng)的的內(nèi)冷型除濕裝置，本實(shí)用新型無需外加冷媒，可大量降低能耗，強(qiáng)化除濕過程和系統(tǒng)整體性能，且除濕液能夠循環(huán)使用，減少除濕成本，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)化，具有較好的市場(chǎng)前景和價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中有:除濕器1，閥門2，溶液循環(huán)泵3，閥門4，膜蒸發(fā)式溶液再生器5，溶液冷卻器6 ;除濕器濃溶液輸入端la，除濕器稀溶液輸出端lb，除濕器空氣風(fēng)機(jī)進(jìn)口 lc，除濕器空氣出口 ld，除濕器溶液噴嘴le，除濕器填料層If，溶液循環(huán)泵溶液輸入端3a，溶液循環(huán)泵溶液輸出端3b，膜蒸發(fā)式溶液再生器稀溶液輸入端5a，膜蒸發(fā)式溶液再生器半透膜通道5b，膜蒸發(fā)式溶液再生器濃溶液輸出端5c，膜蒸發(fā)式溶液再生器空氣進(jìn)口 5d，膜蒸發(fā)式溶液再生器空氣引風(fēng)機(jī)出口 5e，溶液冷卻器溶液進(jìn)口 6a，溶液冷卻器溶液出口 6b，溶液冷卻器冷卻水進(jìn)口 6c，溶液冷卻器冷卻水出口 6d。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0022]一種采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，包括除濕器1、與除濕器I通過管道相連的溶液循環(huán)泵3、與溶液循環(huán)泵3通過管道相連的膜蒸發(fā)式溶液再生器5、與蒸發(fā)式溶液再生器5通過管道相連的溶液冷卻器6，所述溶液冷卻器6與除濕器I通過管道相連，所述除濕器I內(nèi)部設(shè)有一除濕器填料層If，所述膜蒸發(fā)式溶液再生器5內(nèi)設(shè)有一流通管，所述流通管由半透性材料制成，所述溶液冷卻器6出口端6b的管道分別與除濕器I內(nèi)部的一組噴嘴Ie相連，所述溶液循環(huán)泵3進(jìn)口端3a和出口端3b分別設(shè)有一閥門2和閥門4，所述膜蒸發(fā)式溶液再生器5上分別設(shè)有一空氣進(jìn)口 5d和空氣出口 5e，所述空氣出口處5e設(shè)有一引風(fēng)機(jī)，所述冷卻器6上分別設(shè)有一冷卻水入6c 口和冷卻水出口 6d，所述除濕器I上分別設(shè)有一除濕器空氣風(fēng)機(jī)進(jìn)口 Ic和除濕器空氣出口 Id。
[0023]如圖1所示，除濕器I中被除濕空氣由除濕器I的風(fēng)機(jī)進(jìn)口 Ic進(jìn)入，由除濕器I的空氣出口 Id排出；除濕溶液經(jīng)除濕器I的溶液噴嘴Ie均勻噴淋在填料If表面，呈膜狀向下流動(dòng)，納米膠囊中的相變材料吸收水蒸氣凝結(jié)熱而變?yōu)橐合?，稀溶液從輸出端Ib經(jīng)溶液循環(huán)泵溶液輸入端3a進(jìn)入溶液循環(huán)泵3，經(jīng)溶液循環(huán)泵溶液輸入端3b輸送至膜蒸發(fā)式溶液再生器5的半透膜通道，稀溶液中部分水分經(jīng)半透膜滲出，溶液濃度重新升高，同時(shí)，由于溶液再生器5中的空氣流動(dòng)促使膜外壁的水分蒸發(fā)產(chǎn)生冷卻作用，溶液和相變材料被初步冷卻，之后再進(jìn)入溶液冷卻器6中通過冷卻水的輸入進(jìn)一步冷卻，使納米膠囊中的相變材料重新凝固，含有相變納米膠囊的濃溶液由除濕器進(jìn)口 Ia重新進(jìn)入除濕器，由此構(gòu)成除濕循環(huán)。；再生空氣由膜蒸發(fā)式溶液再生器5的空氣進(jìn)口 5d引入，由膜蒸發(fā)式溶液再生器5的空氣引風(fēng)機(jī)出口 5e排出；冷卻水由溶液冷卻器6冷卻水進(jìn)口 6c引入，由溶液冷卻器6冷卻水出口 6d引出，再由噴嘴Ie進(jìn)入除濕器I中完成除濕循環(huán)。
[0024]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，其特征在于:包括除濕器(I)、與除濕器(I)通過管道相連的溶液循環(huán)泵(3 )、與溶液循環(huán)泵(3 )通過管道相連的膜蒸發(fā)式溶液再生器(5)、與蒸發(fā)式溶液再生器通(5)過管道相連的溶液冷卻器(6)，所述溶液冷卻器(6)與除濕器(I)通過管道相連，所述除濕器(I)內(nèi)部設(shè)有一除濕器填料層(lf)，所述膜蒸發(fā)式溶液再生器(5 )內(nèi)設(shè)有一流通管，所述流通管是由半透性材料制成的流通管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，其特征在于:所述溶液冷卻器(6)出口端(6b)的管道分別與除濕器⑴內(nèi)部的一組噴嘴(Ie)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，其特征在于:所述溶液循環(huán)泵(3)進(jìn)口端(3a)和出口端(3b)分別設(shè)有一閥門(2，4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，其特征在于:所述膜蒸發(fā)式溶液再生器(5)上分別設(shè)有一空氣進(jìn)口(5d)和空氣出口(5e)，所述空氣出口(5e)處設(shè)有一引風(fēng)機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，其特征在于:所述冷卻器(6)上分別設(shè)有一冷卻水入口(6c和冷卻水出口(6d)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用相變納米膠囊的溶液除濕和再生裝置，其特征在于:所述除濕器(I)上分別設(shè)有一除濕器空氣風(fēng)機(jī)進(jìn)口(Ic)和除濕器空氣出口(Id)。
【文檔編號(hào)】B01D53/26GK203737080SQ201320867766
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】牛曉峰, 邱雯琳, 李星 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)