专利名称：一种多能互补驱动的除湿空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种除湿空调系统，尤其涉及一种多能互补驱动的除湿空调系统，属于建筑节能工程应用技术领域。
背景技术：
溶液除湿技术是采用具有除湿功能的盐溶液(如LiCl、CaCl2, LiBr等)为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性对空气湿度进行调节与控制。盐溶液与空气中的水蒸气分压力差是二者进行水分传递的驱动势，当溶液的表面蒸汽压低于空气中的水蒸气分压力时，溶液吸收空气中的水分，空气被除湿；反之，溶液中的水分进入空气中，溶液被浓缩再生，空气被加湿。与转轮等固体除湿方式相比，溶液除湿技术具有如下优势1).节能高效。溶液除湿过程容易被冷却，从而实现等温的除湿过程，使得不可逆损失减小，可以达到较高的热力学完善性。2).形式灵活。由于液体具有流动性，采用液体除湿的传热传质设备比较容易实现，几何构造相对简单，且便于和建筑墙体协调布置。3).良好的储能特性便于不稳定可再生能源及废热驱动的除湿空调系统稳定运行。经对现有技术的文献检索发现，中国专利(申请)号为CN200910185026. 7，名称为一种热泵驱动的溶液除湿空调装置，该发明所述的溶液除湿空调装置包括溶液除湿组件、空气处理系统组件、制冷组件和热泵组件。由于利用热泵排热对溶液进行再生，空调除湿系统能效有一定提高，但除湿溶液对常规金属(如铁、铝、铜)具有强腐蚀性，故热泵冷凝器和溶液直接接触将大大缩短系统的使用寿命。中国专利(申请)号为CN200820160676. 7，名称为利用膜式再生器的溶液除湿空调设备，公开了一种利用膜式再生器的溶液除湿空调设备，溶液除湿空调设备的溶液再生采用离子交换膜，将稀溶液中的正负离子分开收集后混合形成新的浓溶液，离子交换膜的引入实现除湿溶液常温再生，避免了高温再生导致的大量能量损失，但利用离子交换膜进行除湿溶液再生需要消耗电能，而且存在很大的安全隐患。中国专利(申请)号为CN201010587750. 5，名称为利用超声雾化技术的多级M形空气通道溶液除湿空调系统，该系统采用多级M形空气通道代替除湿填料，利用超声波技术对盐溶液进行雾化，待处理湿空气在除湿空调箱内与雾化盐溶液颗粒充分接触，进行热质交换，较之传统填料式除湿空调系统，最大的优点在于建筑空间利用率大，系统阻力小，同时增大气液接触处面积和气液反应时间，提高溶液除湿效率，但利用超声波雾化除湿溶液对空气进行除湿，会增加被处理空气带液问题，使室内空气品质恶化，不仅影响室内电器设备正常运行，还有可能对人体身体健康产生负面影响。
发明内容
为克服已有技术的不足和缺陷，本发明设计一种多能互补驱动的除湿空调系统，以太阳能作为除湿溶液的再生热源，同时利用超声波雾化效应，将除湿液雾化成微米级小液滴，大幅度增加除湿液和再生空气之间的接触面积，有效提高除湿液再生的效率；系统的除湿器采用中空纤维反渗透膜，彻底消除了由被处理空气带液(溶液分子)导致的腐蚀性和对人体健康产生的潜在危害性；利用风能发电为除湿空调系统中所有动力设备提供电源，从而实现除湿系统不需要或较少得消耗人工电能。 为实现上述目的，本发明提供了一种多能互补驱动的除湿空调系统一种多能互补驱动的除湿空调系统，包括房间内隔墙(1)，房间墙体(2)，中空纤维丝膜(3)，室内回风口，室内循环风机(5)，风力发电机￠)，蓄电池(7)，太阳能集热器(8)，换热器(9)，超声波雾化器(10)，超声波发生器(11)，溶液再生器(12)，蓄能池(18)，集液池(19)，溶液循环泵
(20)，回液泵(21)；所述房间内隔墙⑴和房间墙体(2)形成空气通道，内置中空纤维丝膜(3)，房间内隔墙(I)下方开有室内回风口(4)，房间内隔墙(I)上方装有室内循环风机(5);换热器(9)的热流体通道进、出口分别和太阳能集热器⑶的热水出口和进口相连，换热器(9)的冷流体通道进口同时与液循环泵(20)出口及回液泵(21)出口相连。进一步地，所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，还包括A阀门(22)，B阀门
(23)，C 阀门(24)，D 阀门(25)，E 阀门(26)，F 阀门(27)；在所述溶液循环泵(20)和所述回液泵(21)出口管道上分别设置E阀门(26)和F阀门(27);所述换热器(9)的冷流体通道出口同时与所述超声波雾化器(10)进液口及所述蓄能池(18)进液口相连，并在连接管道上分别设置所述B阀门(23)和所述C阀门(24)；所述蓄能池(18)进液口同时还与所述溶液再生器(12)底部的出液口相连，连接管道上设置所述A阀门(22)，所述蓄能池(18)出液口同时与所述溶液循环泵(20)进口及所述中空纤维丝膜(3)的进液口相连，在所述中空纤维丝膜(3)的进液管道上设置所述D阀门(25)。
优选地，所述溶液再生器(12)由雾化室(13)，进风口(14)，挡液板(15)，除雾器
(16)和排风机(17)组成。所述溶液再生器(12)的进风口(14)位于所述雾化室(13)容器壁底部，所述超声波雾化器(10)位于所述雾化室(13)中央，其喷雾头高于所述进风口(14)，在所述溶液再生器(12)的出风口处按空气流动方向依次安装有所述挡液板(15)，除雾器(16)和排风机
(17)。进一步地，所述集液池(19)进液口和出液口分别通过管道与所述中空纤维丝膜
(3)的出液口及所述回液泵(21)进口相连；所述风力发电机(6)的电输出端和所述蓄电池
(7)的电输入端相连接。优选地，所述超声波雾化器(10)选用的频率范围为20_200kHz。进一步地，所述换热器(9)、溶液再生器(12)、蓄能池(18)、挡液板(15)、除雾器
(16)、集液池(19)、溶液循环泵(20)、回液泵(21)、A阀门(22)、B阀门(23)、C阀门(24)、D阀门(25)、E阀门(26)和F阀门(27)以及所有连接管道均要求对除湿剂溶液具有很好的抗腐蚀性能。优选地，所述换热器(9)还要求具有良好的换热性能。优选地，所述A阀门(22)、B阀门(23)、C阀门(24)和D阀门(25)均为截止阀，E阀门(26)和F阀门(27)为止回阀。进一步地，所述蓄电池(7)的电输出端分别与所述室内循环风机(5)、排风机、超声波发生器(11)、溶液循环泵(20)及回液泵(21)的电输入端相连，所述超声波发生器(11)电输出端和所述超声波雾化器(10)电输入端相连。
本发明的一种多能互补驱动的除湿空调系统利用太阳能加热对除湿溶液进行再生，溶液再生装置采用超声波雾化强化再生，在相同再生温度条件下，可有效缩减溶液再生装置的尺寸，提高除湿溶液循环利用效率；溶液除湿装置采用中空纤维反渗透膜，彻底杜绝了被处理空气带液(溶液分子)的潜在问题，如腐蚀性、人体影响等；将中空纤维反渗透膜布置在通风墙体中，增加了被处理空气和中空纤维反渗透膜之间的接触面积和接触时间，有效提高中空纤维反渗透膜除湿效率，同时还有效利用了建筑空间；利用风能发电为除湿空调系统中的所有耗电设备供电，包括超声波发生器，风机和水泵。本发明的一种多能互补驱动的除湿空调系统充分利用可再生能源，春夏高湿季节可满足建筑室内除湿要求，冬季可为建筑供暖，特别适合于气候潮湿、冬冷夏热地区，将产生显著的社会效益和经济效益。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明的一个较佳实施例的一种多能互补驱动的除湿空调系统结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明包括房间内隔墙1，房间墙体2，中空纤维丝膜3，室内回风口4，室内循环风机5，风力发电机6，蓄电池7，太阳能集热器8，换热器9，超声波雾化器IO，超声波发生器11，溶液再生器12，蓄能池18，集液池19，溶液循环泵20，回液泵21，A阀门22，B阀门23，C阀门24，D阀门25，E阀门26，F阀门27，其中，溶液再生器12由雾化室13，进风口 14，挡液板15，除雾器16和排风机17组成。房间内隔墙I和房间墙体2形成空气通道，内置中空纤维丝膜3，房间内隔墙I下方开有室内回风口 4，房间内隔墙I上方装有室内循环风机5 ;溶液再生器12的进风口 14位于雾化室13容器壁底部，超声波雾化器10位于雾化室13中央，其喷雾头高于进风口 14，在溶液再生器12的出风口处按空气流动方向依次安装有挡液板15，除雾器16和排风机17 ；换热器9的热流体通道进、出口分别和太阳能集热器8的热水出口和进口相连，换热器9的冷流体通道进口同时与液循环泵20出口及回液泵21出口相连，在液循环泵20和回液泵21出口管道上分别设置E阀门26和F阀门27 ;换热器9的冷流体通道出口同时与超声波雾化器10进液口及蓄能池18进液口相连，并在连接管道上分别设置B阀门23和C阀门24 ;蓄能池18进液口同时还与溶液再生器12底部的出液口相连，连接管道上设置A阀门22，蓄能池18出液口同时与溶液循环泵20进口及中空纤维丝膜3的进液口相连，在中空纤维丝膜3的进液管道上设置D阀门25 ;集液池19进液口和出液口分别通过管道与中空纤维丝膜3的出液口及回液泵21进口相连；风力发电机6的电输出端和蓄电池7的电输入端相连接，蓄电池7的电输出端分别与室内循环风机5、排风机17、超声波发生器11、溶液循环泵20及回液泵21的电输入端相连，超声波发生器11电输出端和超声波雾化器10电输入端相连。超声波雾化器10选用的频率范围为20-200kHz。换热器9、溶液再生器12、蓄能池18、挡液板15、除雾器16、集液池19、溶液循环泵20、回液泵21、A阀门22、B阀门23、C阀门24、D阀门25、E阀门26和F阀门27以及所有连接管道均要求对除湿剂溶液具有很好的抗腐蚀性能，换热器9同时还要求具有良好的换热性能。A阀门22、B阀门23、C阀门24和D阀门25均为截止阀，E阀门26和F阀门27为止回阀。室内湿空气在室内循环风机5的作用下从室内回风口 4进入墙体夹层，和其中的中空纤维丝膜3充分接触后，又回流至室内。在春夏高湿季节，A阀门22、B阀门23和D阀门25均打开，C阀门24关闭，室内循环风机5、排风机17、超声波发生器11、溶液循环泵20和回液泵21同时运行，蓄能池18底部浓度较高的除湿溶液在重力的作用下流入中空纤维丝膜3，使中空纤维丝膜3外表面具有一定的除湿性能，然后流入集液池19，集液池19中的除湿液在回液泵21的作用下经流换热器9，被加热后送至超声波雾化器10，然后在超声波雾化器10作用下形成雾化液滴，再生空气在排风机17的作用下由进风口 14进入雾化室13，与除湿溶液雾化液滴充分接触后，依次通过挡液板15和除雾器16，然后排至室外，除湿溶液雾化液滴在重力作用下不断下沉至溶液再生器12底部形成浓度较高的除湿溶液，然后流入蓄能池18，蓄能池18上部部分除湿溶液在溶液循环泵20作用下经流换热器9，被超声波雾化器10再次雾化再生，而蓄能池18底部浓度较高的除湿溶液在重力的作用下流入中空纤维丝膜3，对室内空气进行除湿，如此循环。在冬季寒冷季节，室内不需要除湿，此时，C阀门24和D阀门25均打开，A阀门22和B阀门23关闭，室内循环风机5、溶液循环泵20和回液泵21运行，排风机17和超声波发生器11关闭，蓄能池18中的部分除湿液在溶液循环泵20的作用下直接送至换热器9被循环加热，其余部分除湿液流入中空纤维丝膜3，对室内的空气进行加热后流至集液池19，然后由回液泵21送至换热器9被加热后，又重新回到蓄能池18中，如此循环。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
权利要求
1.一种多能互补驱动的除湿空调系统，其特征在于，包括房间内隔墙(1)，房间墙体(2)，中空纤维丝膜(3)，室内回风口(4)，室内循环风机(5)，风力发电机(6)，蓄电池(7)，太阳能集热器(8)，换热器(9)，超声波雾化器(10)，超声波发生器(11)，溶液再生器(12)，蓄能池(18)，集液池(19)，溶液循环泵(20)，回液泵(21)；所述房间内隔墙(I)和房间墙体(2)形成空气通道，内置所述中空纤维丝膜(3)，所述房间内隔墙(I)下方开有所述室内回风口(4)，所述房间内隔墙(I)上方装有所述室内循环风机(5);所述换热器(9)的热流体通道进、出口分别和所述太阳能集热器(8)的热水出口和进口相连，所述换热器(9)的冷流体通道进口同时与所述液循环泵(20)出口及所述回液泵(21)出口相连。
2.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，还包括A阀门(22)，B阀门(23)，C 阀门(24)，D 阀门(25)，E 阀门(26)，F 阀门(27)；在所述溶液循环泵(20)和所述回液泵(21)出口管道上分别设置E阀门(26)和F阀门(27);所述换热器(9)的冷流体通道出口同时与所述超声波雾化器(10)进液口及所述蓄能池(18)进液口相连，并在连接管道上分别设置所述B阀门(23)和所述C阀门(24)；所述蓄能池(18)进液口同时还与所述溶液再生器(12)底部的出液口相连，连接管道上设置所述A阀门(22)，所述蓄能池(18)出液口同时与所述溶液循环泵(20)进口及所述中空纤维丝膜(3)的进液口相连，在所述中空纤维丝膜(3)的进液管道上设置所述D阀门 (25)。
3.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述溶液再生器(12)由雾化室(13)，进风口(14)，挡液板(15)，除雾器(16)和排风机(17)组成。
4.如权利要求3所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述溶液再生器(12)的进风口(14)位于所述雾化室(13)容器壁底部，所述超声波雾化器(10)位于所述雾化室(13)中央，其喷雾头高于所述进风口(14)，在所述溶液再生器(12)的出风口处按空气流动方向依次安装有所述挡液板(15)，除雾器(16)和排风机(17)。
5.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述集液池(19)进液口和出液口分别通过管道与所述中空纤维丝膜(3)的出液口及所述回液泵(21)进口相连；所述风力发电机(6)的电输出端和所述蓄电池(7)的电输入端相连接。
6.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述超声波雾化器(10) 选用的频率范围为20-200kHz。
7.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述换热器(9)、溶液再生器(12)、蓄能池(18)、挡液板(15)、除雾器(16)、集液池(19)、溶液循环泵(20)、回液泵 (21)、A阀门(22)、B阀门(23)、C阀门(24)、D阀门(25)、E阀门(26)和F阀门(27)以及所有连接管道均要求对除湿剂溶液具有很好的抗腐蚀性能。
8.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述换热器(9)还要求具有良好的换热性能。
9.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述A阀门(22)、B阀门 (23)、C阀门(24)和D阀门(25)均为截止阀，E阀门(26)和F阀门(27)为止回阀。
10.如权利要求1所述的多能互补驱动的除湿空调系统，其中，所述蓄电池(7)的电输出端分别与所述室内循环风机(5)、排风机(17)、超声波发生器(11)、溶液循环泵(20)及回液泵(21)的电输入端相连 ，所述超声波发生器(11)电输出端和所述超声波雾化器(10) 电输入端相连。
全文摘要
本发明公开了一种多能互补驱动的除湿空调系统，包括房间内隔墙，房间墙体，中空纤维丝膜，室内回风口，室内循环风机，风力发电机，蓄电池，太阳能集热器，换热器，超声波雾化器，超声波发生器，溶液再生器，蓄能池，集液池，溶液循环泵，回液泵，以及如干阀门，其中，溶液再生器由雾化室，进风口，挡液板，除雾器和排风机组成。本发明以太阳能作为除湿溶液的再生热源，利用超声波雾化效应提高除湿液再生的效率，利用中空纤维反渗透膜彻底解决溶液除湿系统的空气带液问题，利用风能发电为除湿空调系统运行供电，实现系统驱动能源的多元化。本发明的除湿空调系统春夏高湿季节可满足建筑室内除湿要求，冬季可为建筑供暖，特别适合于气候潮湿、冬冷夏热地区，将有显著的社会效益和经济效益。
文档编号F24F5/00GK103047724SQ20131001175
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者姚晔, 陈静, 郭海新 申请人:上海交通大学, 上海开思拓节能技术有限公司