专利名称：一种以热水作为驱动能源的溶液再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种暖通空调领域用的以热水作为驱动能源的溶液再生装置，属于能源领域。
背景技术：
目前北方地区大量的热电联产集中供热系统在夏季由于无热负荷而无法运行，使得电力负荷出现高峰的夏季热电联产发电设施反而停机，或者按纯发电模式低效运行。如果可以利用这部分热量驱动空调，既省下空调电耗，又可使热电联产电厂正常运行，增加发电能力。这样既可减缓夏季供电压力，又能提高能源利用率，是热电联产系统继续发展的关键。采用吸收式制冷，是解决途径之一。但热电联产长途输送热量的媒介是热水(80℃)，用热水为动力的吸收式制冷机能源利用率很低，COP通常不超过0.7。空调尖峰冷负荷往往又远高于供热尖峰热负荷，这使得空调瞬态耗热量和需要的热水循环量远高于供热，从而又带来热水输配系统的运行调节问题。
采用液体吸湿剂的溶液除湿空调系统是夏季利用上述热水作为驱动源进行空调的有效方式。溶液除湿空调系统在利用低品位热能、去除潜热负荷方面的优势以及可以净化处理空气的特点，近年来得到了较快的发展。溶液除湿空调系统通过较高浓度的溶液吸收湿空气中的水分，从而实现对空气的除湿处理过程。吸收水分后的溶液浓度降低，需要浓缩再生才能重新使用。当溶液的表面蒸汽压高于周围空气的水蒸气分压力时，溶液中的液态水变为气态进入空气中，溶液被浓缩再生，溶液的浓缩再生可以使用热水等低品位的热能。在溶液除湿空调系统中，主要消耗的能源为溶液浓缩再生的热能，另外消耗少量的电能用于溶液泵、风机等输配系统。传统的溶液再生方法多为单级装置，溶液的循环流量大，再生前后的溶液浓度差仅在2％左右，再生的效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种以热水作为驱动能源的溶液再生装置。
本发明提出的一种以热水作为驱动能源的溶液再生装置，其特征在于所述装置由分级再生器和热回收装置组成；所述分级再生器含有气液直接接触模块(1)、板式换热器(4)、溶液泵(5)组成；所述热回收装置含有回收排风热量的空气显热回收器(2)、回收流出再生装置的浓溶液的热量的板式换热器(3)。
在上述的溶液再生装置中，所述分级再生器共有四级，或采用其他级数，由气液直接接触模块(1)、板式换热器(4)、溶液泵(5)组成一级分级再生器。
在上述的溶液再生装置中，所述在每级再生器中，热水通过板式换热器(4)加热进入气液直接接触模块(1)喷淋的溶液，提高溶液的表面蒸汽压，提供溶液浓缩再生的热量；通过多级串接的方式，级间溶液与再生空气逆流进行传热传质，提高再生效率；所述热水以并联方式或者串连方式进入各级板式换热器(4)。
由于本发明提供的再生装置采用热水作为驱动能源，通过多级串接的方式，级间溶液与再生空气逆流流动进行热质交换，有效的实现了传质驱动力的均匀分布，提高了再生效率，为夏季高效利用热电联供系统的排热提供了条件。另外，对于溶液除湿空调系统而言，能量是以化学能而不是以热能的形式存在，所以其蓄能能力很大，而且在一般的存储条件下不会发生耗散、蓄能稳定，有利于系统的运行调节。
图1溶液再生装置原理图1(热水以并联形式进入各级板式换热器4)。
图2溶液再生装置原理图2(热水以串连形式进入各级板式换热器4)。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明参看图1与图2，本溶液再生装置包括气液直接接触模块1、空气显热回收器2、溶液-溶液板式换热器3；水-溶液板式换热器4、溶液泵5。在每级再生器中，热水通过板式换热器4加热进入气液直接接触模块1喷淋的溶液，提高溶液的表面蒸汽压，提供溶液浓缩再生的热量。通过多级串接的方式，级间溶液与再生空气逆流进行传热传质，提高再生效率。另外，再生装置中设有空气热回热器2与溶液热回收器3，以预热进入再生装置的空气与稀溶液，降低系统能耗。热水可以以并联方式(图1)或者串连方式(图2)进入各级板式换热器4。
该溶液再生装置由分级再生器和热回收装置组成。分级再生器由气液直接接触模块1、板式换热器4、溶液泵5组成，上述三个部件组成一级，图1所示共有四级，也可以采用其他级数。热回收装置由空气显热回收器2、板式换热器3组成，分别回收排风和流出再生装置的浓溶液的热量。
本溶液再生装置的工作原理如下如图1所示，再生空气(可使用室外新风)首先经过空气-空气显热换热器2被预热后，依次通过气液直接接触模块A、B、C、D与高温溶液接触，空气的湿度沿程不断增加，最后高温高湿的空气经过空气-空气显热换热器2回收热量后排出室外。
需要再生的稀溶液(级间溶液)首先进入板式换热器3被预热后，依次通过气液直接接触模块D、C、B、A，级间溶液的流动方向与再生空气的流动方向相反，溶液的浓度在此过程中不断增大，最后浓溶液从气液直接接触模块A排出，再经过板式换热器3预热另一侧的稀溶液后，直接供给除湿器使用或者蓄存起来备用。
在每级再生器内，进入该级再生器的级间溶液先与气液直接接触模块1底部液槽内的溶液混合后，在溶液泵5的驱动下，级内溶液从模块底部流入板式换热器4被另一侧的热水加热，然后经过气液直接接触模块1的布液装置流下浸湿填料，高温溶液在填料中与再生空气接触进行热量和质量的交换，溶液中的水分进入再生空气中，浓缩后的溶液回到模块1底部的液槽中，部分溶液流入下一级再生器内继续浓缩再生。在每级再生器内，溶液与空气的传热传质过程要求有较大的级内喷淋溶液量，而系统匹配则要求较小的溶液流量。该装置每一级内的喷淋溶液量较大，而在级间流动的溶液量较小，通过多级串联方式协调了这一矛盾，使得整个再生过程的效率更高，再生前后的溶液浓度差接近10％。
级间溶液在气液直接接触模块A的浓度最高、模块D的浓度最低，因此经过板式换热器4加热后的喷淋溶液在模块A的表面蒸汽压最低、在模块D的表面蒸汽压最高；而再生空气在模块A的湿度最低、水蒸气分压力最低，在模块D的湿度最高、水蒸气分压力最大；因此，级间溶液与再生气流呈逆流流动，可以使得溶液与再生空气的传质驱动力(水蒸气分压力差)较为均匀，从而可以减少不可逆损失，提高再生效率。
本再生装置也可以采用图2所示的流程，与图1流程的差异在于热水的流动方式不同，在图1中热水以并联方式进入各级板式换热器4，而图2中热水则以串联的方式依次进入模块D、C、B、A对应的板式换热器4。图2所示的热水串连布置方式，经过热水加热后，模块D喷淋溶液的温度最高、浓度最低，因而喷淋溶液的表面蒸汽压最高；模块A喷淋溶液的表面蒸汽压最低。由于再生空气在模块D中的湿度最高、水蒸气分压力最大，在模块A的水蒸气分压力最低，因而图2所示的热水串连的布置方式，可以使得溶液与再生空气在各级再生器中的传热传质驱动力更为均匀。
权利要求
1.一种以热水作为驱动能源的溶液再生装置，其特征在于所述装置由分级再生器和热回收装置组成；所述分级再生器含有气液直接接触模块(1)、板式换热器(4)、溶液泵(5)组成；所述热回收装置含有回收排风热量的空气显热回收器(2)、回收流出再生装置的浓溶液的热量的板式换热器(3)。
2.按照权利要求1所述的溶液再生装置，其特征在于所述分级再生器共有四级，或采用其他级数，由气液直接接触模块(1)、板式换热器(4)、溶液泵(5)组成一级分级再生器。
3.按照权利要求1或2所述的溶液再生装置，其特征在于所述在每级再生器中，热水通过板式换热器(4)加热进入气液直接接触模块(1)喷淋的溶液，提高溶液的表面蒸汽压，提供溶液浓缩再生的热量；通过多级串接的方式，级间溶液与再生空气逆流进行传热传质，提高再生效率；所述热水以并联方式或者串连方式进入各级板式换热器(4)。
全文摘要
本发明涉及一种以热水作为驱动能源的溶液再生装置，属于能源领域。其特征在于所述装置由分级再生器和热回收装置组成；所述分级再生器含有气液直接接触模块、板式换热器、溶液泵组成；所述热回收装置含有回收排风热量的空气显热回收器、回收流出再生装置的浓溶液的热量的板式换热器。由于采用热水作为驱动能源，通过多级串接的方式，级间溶液与再生空气逆流流动进行热质交换，有效的实现了传质驱动力的均匀分布，提高了再生效率，为夏季高效利用热电联供系统的排热提供了条件。另外，对于溶液除湿空调系统而言，能量是以化学能而不是以热能的形式存在，所以其蓄能能力很大，而且在一般的存储条件下不会发生耗散、蓄能稳定，有利于系统的运行调节。
文档编号F25B35/00GK1862150SQ200610012260
公开日2006年11月15日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者江亿, 刘晓华, 陈晓阳, 谢晓云, 刘拴强, 易晓勤 申请人:清华大学, 北京华创瑞风空调科技有限公司