空气处理装置的制作方法

本实用新型涉及电器领域，具体而言，涉及一种空气处理装置。

背景技术：

目前已知的空气湿度控制方式有冷凝除湿、固体吸附式除湿、电化学除湿、溶液吸收式除湿、膜除湿等，其中溶液除湿系统由于可以利用低品位能源进行溶液的再生，除湿效率高，没有液态水凝结并且可以很高效、低损耗地将电能等能源以化学能的方式大量储存在浓溶液中，因此备受湿负荷大的场合青睐。

常见的溶液除湿系统，占用空间大，需要一个或多个溶液泵提供浓溶液和稀溶液之间循环的动力以维持吸湿和溶液再生过程，泵能耗和噪声都比较大。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种空气处理装置，以至少解决溶液除湿系统比较复杂且能耗大的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种空气处理装置，所述空气处理装置包括第一膜溶液组件、第二膜溶液组件、冷凝器和加热部，所述第一膜溶液组件、所述第二膜溶液组件、所述冷凝器和所述加热部通过封闭通路连接，其中：所述第一膜溶液组件，用于利用流经所述第一膜溶液组件的溶液对经过所述第一膜溶液组件的空气进行处理；所述第二膜溶液组件，所述第二膜溶液组件在所述封闭通路中的位置低于所述第一膜溶液组件在所述封闭通路中的位置，所述第二膜溶液组件用于利用流经所述第二膜溶液组件的溶液对经过所述第二膜溶液组件的空气进行处理；所述加热部，连接在所述第一膜溶液组件的底端和所述第二膜溶液组件的底端之间，用于对所述封闭通路中预填充的溶液进行加热；所述冷凝器，连接在所述第一膜溶液组件的顶端和所述第二膜溶液组件的顶端之间，用于对所述封闭通路中预填充的溶液进行冷凝。

可选地，所述加热部包括：第一加热组件，所述第一加热组件的顶端与所述第一膜溶液组件的底端相连接；第二加热组件，所述第二加热组件的顶端与所述第二膜溶液组件的底端相连接，所述第一加热组件的底端和所述第二加热组件的底端相连接。

可选地，所述第一加热组件和所述第二加热组件为以下任意一种加热组件：半导体热电堆、太阳能、热泵和电加热器。

可选地，所述加热部在所述通路中的位置低于所述冷凝器在所述通路中的位置。

可选地，所述空气处理装置还包括：

全热交换器，与所述第一膜溶液组件和所述第二膜溶液组件相连接，用于向所述第一膜溶液组件和所述第二膜溶液组件送风。

可选地，所述空气处理装置还包括：

储液罐，连接在所述加热部的底端，用于存储溶液，增大系统容积，提高运行稳定性。

可选地，所述封闭通路中溶液的高度至少高于所述加热部在所述封闭通路中的高度。

可选地，所述储液罐与所述封闭通路的连接点为所述空气处理装置的最低点。

可选地，所述封闭通路为真空状态。

通过加热部对封闭通路中的溶液进行加热，使溶液成为气液混合的两相溶液，在封闭通路中压力差使两相溶液流通到第一膜溶液组件或者第二膜溶液组件中进行加湿或者除湿处理(两相溶液流通到第一膜溶液组件还是第二膜溶液组件中，取决于当前是加湿模式运行还是除湿模式运行)。在这个过程中，通过封闭通路中的压力差使得通路中的溶液可以流动到不同的膜溶液组件中吸收水分或者释放水分，无需泵来推送溶液的流动，简化了系统结构，解决了现有技术中溶液除湿系统比较复杂且能耗大的技术问题，达到了简化系统结构，解决系统能耗的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的除湿状态下的空气处理装置的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的加湿状态下的空气处理装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种空气处理装置的实施例。图1是根据本实用新型实施例的除湿状态下的空气处理装置的示意图。图2是根据本实用新型实施例的加湿状态下的空气处理装置的示意图。图1和图2的结构相同，区别在于封闭通路的溶液流向与空气通路的空气流向不同。

该空气处理装置包括一个封闭的溶液循环通路以及两个空气通路，新风与回风经过一个全热交换器进行热湿回收后分别进入不同的膜溶液接触器进行除湿或加湿。溶液循环通路包括两个膜溶液组件(包括如图1和图2所示的第一膜溶液组件101和第二膜溶液组件102)，一个半导体热电堆，一个电加热器，一个冷凝器105，一个储液罐106及连接通路与阀门。第一膜溶液组件101上部通过的通路与冷凝器105顶部相连，冷凝器105下部有一个过滤器，过滤器通过通路与第二膜溶液组件102上部相连，第二膜溶液组件102下部有一个过滤器108，过滤器108通过凹型通路与第一膜溶液组件101下部相连，凹形通路靠近第二膜溶液组件102的一段通路与电加热器表面接触，凹形通路靠近第一膜溶液组件101的一段通路穿过放置的半导体热电堆左侧的翅片，半导体热电堆右侧与第二膜溶液组件102外壁接触，凹形通路位于两个膜溶液组件之间的水平段有一个三通阀，分别与第一膜溶液组件101、第二膜溶液组件102、储液罐106相连，储液罐106置于系统外侧，高度应不低于第二膜溶液组件102顶端高度，用来增大系统容积，提高运行稳定性。本实施例不限定通路的放置方向

即，空气处理装置包括第一膜溶液组件101、第二膜溶液组件102、冷凝器105和加热部(包括半导体热电堆和电加热器)，第一膜溶液组件101、第二膜溶液组件102、冷凝器105和加热部通过封闭通路连接，其中：

第一膜溶液组件101，用于利用流经第一膜溶液组件的溶液对经过第一膜溶液组件的空气进行处理；

第二膜溶液组件102，第二膜溶液组件用于利用流经第二膜溶液组件的溶液对经过第二膜溶液组件的空气进行处理；

加热部，连接在第一膜溶液组件的底端和第二膜溶液组件的底端之间，用于对封闭通路中预填充的溶液进行加热；

冷凝器105，连接在第一膜溶液组件的顶端和第二膜溶液组件的顶端之间，用于对封闭通路中预填充的溶液进行冷凝。

本实施例中，通过加热部对封闭通路中的溶液进行加热，使溶液成为气液混合的两相溶液，在封闭通路中压力使两相溶液流通到第一膜溶液组件或者第二膜溶液组件中进行加湿或者除湿处理(两相溶液流通到第一膜溶液组件还是第二膜溶液组件中，取决于当前是加湿模式运行还是除湿模式运行)。在这个过程中，通过封闭通路中的压力差使得通路中的溶液可以流动到不同的膜溶液组件中吸收水分或者释放水分，无需泵来推送溶液的流动，简化了系统结构，解决了现有技术中溶液除湿系统比较复杂且能耗大的技术问题，达到了简化系统结构，解决系统能耗的技术效果。

可选地，所述加热部在所述通路中的位置低于所述冷凝器在所述通路中的位置。加热部包括：第一加热组件，第一加热组件的顶端与第一膜溶液组件的底端连通；第二加热组件，第二加热组件的顶端与第二膜溶液组件的底端连通，第一加热组件的底端和第二加热组件的底端连通。

加热部可以是一个加热组件，也可以同时包括第一加热组件和第二加热组件。在加热部是一个加热组件情况下，该加热组件可以设置在图1和图2所示的第一加热组件104所在的位置，在除湿时加热第一膜溶液组件下部连接的管道内的溶液，在加湿时加热第二膜溶液组件处的管道内的溶液。

在加热部包括第一加热组件和第二加热组件的情况下，在加湿状态和除湿状态可以控制两个加热组件一个开启，另外一个关闭。

所述第一加热组件和所述第二加热组件为以下任意一种加热组件：半导体热电堆、太阳能、热泵和电加热器。由于本实施例所采用的溶液的沸点比较低，在40-50℃之间，不需要太多的热量就能达到沸点，因此，可以采用半导体热电堆、太阳能、热泵和电加热器来对溶液进行加热。

可选地，第一加热组件104为半导体热电堆，封闭通路靠近第一膜溶液组件101底端的一段通路穿过放置的半导体热电堆左侧的翅片，半导体热电堆右侧与第二膜溶液组件的外壁接触，用于对封闭通路中流入第一加热组件的溶液进行加热。

半导体热电堆可以选择采用左侧加热还是右侧加热。例如，在除湿状态下，选择左侧的翅片加热，右侧不加热，即左热右冷。在加湿状态下，选择右侧加热，左侧翅片不加热。需要说明的是，本实施例的半导体热电堆的设置方式并不限于左侧翅片，右侧与第二膜溶液组件的外壁接触，也可以不完全接触，或者左右位置相反的设置。

可选地，第二加热组件103为电加热器，设置在封闭通路中靠近第二膜溶液组件底端的一段通路上，用于对封闭通路中流入第二加热组件的溶液进行加热。

可选地，空气处理装置还包括：全热交换器109，与第一膜溶液组件101和第二膜溶液组件102相连接，用于向第一膜溶液组件101和第二膜溶液组件102送风。

以下结合图1和图2对本实施例进行说明。

在图1所示的除湿运行状态下，此状态下电加热器(第二加热组件103)关闭。半导体热电堆(第一加热组件104)打开，半导体热电堆的左侧为热侧，右侧为冷侧。左侧通路内的稀溶液被半导体热电堆的热端加热，沸腾。两相溶液流体向上流经第一膜溶液组件的中空纤维膜管内，水分子通过第一膜溶液组件的膜壁被再生空气110带走到室外112。随后进入冷凝器105降温，冷凝。浓溶液随后向下经过第二膜溶液组件的中空纤维膜管内，管外流过的新风111中的水分子通过第二膜溶液组件膜壁被浓溶液吸收，达到干燥状态送往室内113，同时浓溶液被稀释。随后通过与半导体热电堆热侧加热，再进入第一膜溶液组件释放水分进行浓缩，完成循环。

在图2所示的加湿运行状态下，此状态电加热在预热阶段打开，运行时关闭(由于电加热的能耗比较大，可以在运行时通过半导体热电堆加热)。半导体热电堆打开，左侧为冷侧，右侧为热侧。右侧通路内的稀溶液首先被电加热器表面加热，然后被半导体热电堆的热端加热，沸腾。混合两相流体向上流经第二膜溶液组件102的中空纤维膜管内，水分子通过第二膜溶液组件102的膜壁进入管外侧的新风111中，完成对新风的加湿，并输送到室内113。随后进入冷凝器105降温，冷凝。浓溶液随后经过第一膜溶液组件101的中空纤维膜管内，中空纤维膜管管外流过的供湿气115(如图2所示)中的水分子通过第一膜溶液组件101的膜壁被浓溶液吸收，被排出室外112，同时浓溶液被稀释，再向下经过半导体热电堆冷端。随后再被第二加热组件103加热，再进入第二膜溶液组件102进行浓缩，完成循环。

其中，再生空气110和供湿气115可以为室内排风或者新风与室内排风的混合气。

可选地，空气处理装置还包括：储液罐106，连接在加热部的底端，用于存储溶液。储液罐中存储了溶液，储液罐中的溶液与通路中的溶液相同，主要是为了确保溶液量提高可靠性，且提高系统运行的稳定性。

可选地，封闭通路为真空状态，内部填充溶液，但是无需把封闭通路填满溶液，为了使得封闭通路中的溶液可以被加热部加热，封闭通路中溶液的高度至少高于加热部在封闭通路中的高度。

可选地，储液罐与封闭通路的连接点为空气处理装置的最低点107。溶液循环结构应保证一定高度差，储液罐与溶液通路用三通阀连接，在外形结构上最低点107处应为溶液循环低点，在该最低点107设有压力传感器、温度传感器、浓度传感器、流量计等。冷凝器105应位于溶液循环高处，第一加热组件的冷侧不限于风冷、水冷等冷却形式，结构可以为板式、管壳式等。第一膜溶液组件和第二膜溶液组件不限于中空纤维膜结构，还可以是板式纤维膜结构等。

可选地，溶液可以为一定浓度的LiCl溶液、CaCl2溶液、LiBr溶液等在真空下沸点为40-80℃的溶液及其混合物。

在对上述空气处理装置进行控制时，可以根据上述最低点107处压力判断系统内溶液高度H，溶液浓度q。溶液高度需满足高于加热部所在的位置；除湿运行启动溶液浓度需满足吸收空气中水分的最低浓度，加湿运行启动溶液浓度需小于释放水分的最高浓度；除湿状态时直接启动半导体热电堆，加湿状态时同时启动电加热器和半导体热电堆，待循环流量稳定后，关闭电加热。

在停机时，首先半导体热电堆断电，冷凝器继续工作一段固定时间，或者直到系统温度稳定。

设定新风出口湿度RH1。除湿运行状态时，若检测到供风湿度RH持续t1时长大于RH1，增大再生空气流量，避免出风的湿度过大，如果持续t1+Δt时长大于RH1，减小供电功率，使得空气处理装置的系统循环减慢，或者反之减小再生空气流量，以保证出风口的湿度满足设定的湿度要求。加湿状态运行时，若检测到供风湿度RH持续t2时长小于RH1，增大供湿气流量，持续t2+Δt时长小于RH1，减小供电功率，反之减小供湿气流量。

在正常运行中，流量稳定，溶液浓度稳定。若系统压力升高/降低速度高于预设压力值，加热装置停机；若系统压力高于一较低设定值P1，增大冷凝器冷侧流量；若系统压力高于保护值P2，增大冷凝器冷侧流量并降低加热功率，以减小系统压力；若系统压力高于阈值P3，停机。

在正常运行中，流量稳定，系统压力稳定。除湿状态下，若溶液浓度低于q1，增大再生空气流量，使得容易浓度增大；若溶液浓度高于q2，减小再生空气流量，以避免浓度过高；若溶液浓度高于q3，关闭再生空气供气风机，不再去除溶液中的水分。加湿状态下，若溶液浓度低于q1，减小供湿气流量，以避免溶液浓度过低；若溶液浓度高于q2，且处于加湿状态，增大供湿气流量；若溶液浓度高于q3，停机。上述q1、q2和q3为系统预先设置的浓度值。

在正常运行中，压力稳定，溶液浓度稳定。若流量小于最低流量值，可能发生堵塞，停机检查过滤器；若流量大于最高流量值，减小供电功率。

紧急保护：储液罐上部设有安全阀，当系统内压力大于最大压力值时自动打开泄压。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。