一种用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统的制作方法

本实用新型涉及两级蒸发冷却机组技术领域，具体的说是一种用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统。

背景技术：

蒸发冷却空调具有较低的运行和设备成本，能降低温室气体和CFC的排放量，因此被称为“绿色空调”。空调的能耗在建筑能耗里面占的比例很大，在我国的南方地区，空调使用长达半年左右，因此需要探索一种新型的节能空调。在南方地区干湿球温差小，由蒸发冷却空调处理后的空气湿度很大，因此需要和除湿系统结合在一起。对于溶液除湿系统，由于在改善室内空气品质、利用低温余热、高效蓄能等方面优点突出，所以已经引起广泛的关注，并逐渐应用于工程实践中。但它还存在一些缺点。一方面，溶液的再生、除湿的驱动力是溶液表面的水蒸气压力与周围空气的水蒸气压力差，但在高温高湿地区，比如说广州，空气湿度太大，水蒸气压力差减小，再生及除湿传质效果会大打折扣。另一方面，虽然太阳能光热除湿系统需要的热源温度较低，可以利用低品味能源，但是受到热源温度低的影响，溶液再生浓度和效率不高。然而，采用太阳能光伏技术的溶液除湿系统可以很好的避免这些缺点，不再受高温高湿环境的影响，节约了能源，提高了除湿系统的效率。此系统主要由内冷型除湿器、电渗析再生器、两级蒸发冷却机组等组成。

溶液除湿器的早期研究主要集中在填料喷淋塔式溶液除湿器上，因为它具有结构简单和比表面积大等优点。但由于在除湿的过程中溶液的温度会升高，使其除湿效率不能令人满意。20世纪90年代以来，内冷型除湿器受到了人们的普遍关注。内冷型除湿器采用冷水盘管或冷却空气（都不与除湿溶液直接接触）将除湿过程中释放出的潜热带走。绝热型除湿器虽具有诸多优点，但与内冷型除湿器相比较，其被处理空气沿程压力损失大、风机和溶液泵耗功大、传质强度弱，而且不具备蓄能的条件。因此，内冷型除湿器更适合于太阳能溶液除湿空调系统。

采用太阳能光伏技术的溶液除湿系统是用电动势作为驱动力的一种除湿技术，它的再生方式是用电渗析堆积层作为溶液再生器。电渗析技术是膜分离技术的一种，它是将选择性离子交换膜交替平行排列在两个电极之间，通过光伏发电技术让两个电极带电并在电极之间形成电势差，溶液中的阴阳离子在电势的驱动力下向各自的方向移动并分别被阳离子交换膜和阴离子交换膜所阻挡；电极之间形成浓溶液室和淡化室。 电渗析技术具有能耗低、操作简便、使用寿命长、无污染等特点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供提出一种用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统，结构新颖巧妙，能充足地利用太阳能资源。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统，包括内冷型除湿器2、稀溶液槽3、溶液通道6、溶液预处理器7、一级电渗析再生器9、二级电渗析再生器9＇、浓溶液槽11、两级蒸发冷却机组12、房间13和太阳能光伏电池板5，内冷型除湿器2、稀溶液槽3、溶液通道6、溶液预处理器7、一级电渗析再生器9、二级电渗析再生器9＇、浓溶液槽11依次串联，浓溶液槽11还连接内冷型除湿器2构成溶液循环系统，两级蒸发冷却机组12分别连接内冷型除湿器2和房间13，从两级蒸发冷却机组12出来的空气进入房间13后，房间13的一部分回风进入两级蒸发冷却机组12作为二次风进行蒸发冷却，房间13还连接内冷型除湿器2的进风口，太阳能光伏电池板5安装在溶液通道6上。

进一步，两级蒸发冷却机组12包括直接段和间接段，直接段和间接段之间设置有阀门15，间接段连接内冷型除湿器2，直接段连接房间13。

进一步，溶液通道6与溶液预处理器7之间设置有阀门8＇＇，内冷型除湿器2与浓溶液槽11之间设置有阀门8＇，溶液预处理器7与一级电渗析再生器9之间设置有阀门8。

进一步，还包括蓄电池，蓄电池的输入端连接太阳能光伏电池板5的输出端，输出端分别连接一级电渗析再生器9和二级电渗析再生器9＇。

进一步，内冷型除湿器2采用耐腐蚀的不锈钢材料制成，内部装有冷却管，管内冷水为自来水管所供应自来水，顶部装有喷嘴，下侧壁设有冷水进口35，上侧壁设有冷水出口33，空气出口处还设置有阻雾器，阻雾器为PVC人字形丝网。

进一步，一级电渗析再生器9和二级电渗析再生器9＇分别包括电极板、离子交换膜组，离子交换膜组包括n个阴离子交换膜和n+1个阳离子交换膜，阴离子交换膜和阳离子交换膜交替平行排列在正极板和负极板之间，将电渗析再生器分为阳极室22、浓溶液室20、淡化室21、阴极室23，浓溶液室20和淡化室21分别与溶液预处理器7连接，经溶液预处理器（7）首次处理的再生溶液分别进入一级电渗析再生器（9）的淡化室（21）和浓溶液室（20），之后一级电渗析再生器（9）中稀释后的稀溶液进入第一溶液槽（24），并将一次浓缩的溶液送入二级电渗析再生器(9＇)的浓溶液室（20＇）和淡化室（21＇），二级电渗析再生器（9＇）浓溶液室（20＇）中二次再生的溶液进入浓溶液槽（11），并且淡化室（21＇）中稀释的稀溶液流入稀溶液槽（3）。

进一步，还包括第二溶液槽25，第二溶液槽25内装有极液，第二溶液槽25的出口分别连接二级电渗析再生器9＇的阳极室22＇和阴极室23＇，第二溶液槽25的入口分别连接一级电渗析再生器9的阳极室22和阴极室23，二级电渗析再生器9＇的阳极室22＇连接一级电渗析再生器9的阳极室22，二级电渗析再生器9＇的阴极室23＇连接一级电渗析再生器9的阴极室23，第二溶液槽25内的极液通过溶液泵4＇＇加压流入二级电渗析再生器9＇的阳极室22＇和阴极室23＇。

优选的，浓溶液槽11和稀溶液槽3采用耐腐蚀材料制成。

进一步，稀溶液槽3与溶液通道之间安装有水泵4，溶液预处理器7与一级电渗析再生器9之间安装有水泵4＇。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型空气的冷负荷和湿负荷分开处理，有较高的能源利用效率，并提高了室内的舒适程度。

2、本实用新型使用太阳能光热技术和光伏技术，太阳能是一种清洁、可再生的环保能源。

3、本实用新型使用电渗析技术，电渗析技术具有能耗低、操作简便、使用寿命长、无污染等特点。

4、本实用新型使用氯化钙溶液，溶液的再生效果更好。

5、本实用新型溶液除湿系统不再受高温高湿环境的影响，节约了能源。

6、本实用新型整个设备各个部件构造简单，节省初投资，对于提高空调系统运行性能、 降低能源消耗、 提高室内空气品质、 优化城市能源结构等方面均有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统的结构流程图；

图2为本实用新型用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统的内冷型除湿器示意图；

图3为本实用新型用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统的电渗析再生器示意图；

其中：1-室外新风；1＇-回风；2-内冷型除湿器；3-稀溶液槽；4-溶液泵；4＇-溶液泵；4＇＇-溶液泵；5-太阳能光伏电池板；6-溶液通道；7-溶液预处理器；8-阀门；8＇-阀门；8＇＇-阀门；9-电渗析再生器；9＇-电渗析再生器；10-蓄电池；11-浓溶液槽；12-两级蒸发冷却机组；13-房间；14-阀门；15-阀门；16-阴离子交换膜；17-阳离子交换膜；18-阳极板；19-阴极板；20-浓溶液室；20＇-浓溶液室；21-淡化室；21＇-淡化室；22-阳极室；22＇-阳极室；23-阴极室；23＇-阴极室；24-第一溶液槽；25-第二溶液槽；30-浓溶液；31-喷嘴；32-除湿后的空气；33-冷水出口；34-冷却管道；35-冷水进口；36-混合风； 37-稀溶液；38-阻雾器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示，本实用新型为一种用于两级蒸发冷却机组的双级太阳能溶液除湿系统，包括内冷型除湿器2、稀溶液槽3、溶液通道6、溶液预处理器7、一级电渗析再生器9、二级电渗析再生器9＇、浓溶液槽11、两级蒸发冷却机组12、房间13和太阳能光伏电池板5，内冷型除湿器2、稀溶液槽3、溶液通道6、溶液预处理器7、一级电渗析再生器9、二级电渗析再生器9＇、浓溶液槽11依次串联，浓溶液槽11还连接内冷型除湿器2构成溶液循环系统，太阳能光伏电池板5安装在溶液通道6上，太阳能光伏电池板5的输出端连接蓄电池的输入端，蓄电池的输出端分别连接一级电渗析再生器9和二级电渗析再生器9＇。

其中浓溶液槽11和稀溶液槽3，均为耐腐蚀的材料制成；两级蒸发冷却机组12包括直接段和间接段，直接段和间接段之间设置有阀门15，间接段连接内冷型除湿器2，直接段连接房间13；溶液预处理器7采用耐腐蚀的不锈钢材料制成，溶液预处理器7顶部装有喷嘴，内部装有填料。除湿后的空气送入两级蒸发冷却机组12，两级蒸发冷却机组12包括直接段和间接段，直接段和间接段之间设置有阀门15，间接段连接内冷型除湿器2，直接段连接房间13，从两级蒸发冷却机组12出来的空气进入房间13后，房间13的一部分回风进入两级蒸发冷却机组12作为二次风进行蒸发冷却，房间13还连接内冷型除湿器2的进风口作为回风1＇与新风1一起组成混合风进入内冷型除湿器2。

其中，溶液通道6与溶液预处理器7之间设置有阀门8＇＇，内冷型除湿器2与浓溶液槽11之间设置有阀门8＇，溶液预处理器7与一级电渗析再生器9之间设置有阀门8，阀门8用于调节进入一级电渗析再生器浓溶液室和淡化室的溶液流量，阀门14用于调节回风量，阀门15用于调节从两级蒸发冷却机组12间接段出来的风量。

如附图2所示，内冷型除湿器2采用耐腐蚀的不锈钢材料制成，内部装有冷却管道和阻雾器，管内冷水为自来水，内冷型除湿器内顶部装有喷嘴31，下侧壁设有冷水进口35，上侧壁设有冷水出口33，所述内冷型除湿器2与两级蒸发冷却机组12直接连接，内冷型除湿器2空气出口设有阻雾器，阻雾器为PVC人字形丝网。

内冷型除湿器2是这样实现除湿的：内冷型除湿器2中除湿剂溶液从顶部喷嘴31喷入，需要去湿处理的湿空气从下部进入，两者形成逆流，由于此时除湿剂浓溶液30表面的水蒸气分压力小于被处理空气的水蒸气分压力，水蒸气从湿空气向除湿溶液传递，空气湿度下降，空气水蒸气分压力降低，同时溶液浓度减小，溶液表面的水蒸气分压升高，直至二者分压力相等，完成除湿过程，处理后的空气从内冷型除湿器上部送入两级蒸发冷却机组。除湿溶液浓度降低成为稀溶液37，从底部流入稀溶液槽3。内冷型除湿器内有冷却管道，管内通入自来水以此提高除湿溶液的效率。

一级电渗析再生器9和二级电渗析再生器9＇使用电渗析技术，附图3为电渗析再生器的示意图，电渗析再生器由电极板、离子交换膜组成，正负极之间设有n个阴离子交换膜和n+1个阳离子交换膜，n是自然数，阴离子交换膜和阳离子交换膜交替平行排列在正负极之间，将电渗析再生器分为浓溶液室、淡化室、阳极室、阴极室。一级电渗析再生器9与溶液预处理器7直接连接。在溶液再生过程中，溶液预处理器7将首次处理的再生溶液送入一级电渗析再生器，一路进入浓溶液室20，一路进入淡化室21，一级电渗析再生器9的淡化室中稀释的稀溶液进入第一溶液槽24另作它用，一级电渗析再生器9的浓溶液室20中一次再生后的溶液则分成两路分别进入二级电渗析再生器9＇的浓溶液室20＇和淡化室21＇，二级电渗析再生器9＇的浓溶液室中二次再生的溶液进入浓溶液槽进行储存；而二级电渗析再生器9＇的淡化室20＇中的稀溶液流入稀溶液槽3，从而构成一个闭式循环。

电渗析再生器再生溶液的过程中，第二溶液槽25中的极液在溶液泵4＇＇的加压作用下分为两路分别流入二级电渗析再生器9＇＇中的阳极室22＇和阴极室23＇,二级电渗析再生器9＇＇的阳极室22＇中的极液流入一级电渗析再生器9的阳极室22,而二级电渗析再生器9＇＇的阴极室23＇中的极液则流入一级电渗析再生器9的阴极室23,之后一级电渗析再生器9的阳极室22和阴极室23中的极液汇合后流入第二溶液槽25,从而形成一个闭式循环。

上述风机为变频调速风机，水泵为循环溶液泵。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。