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一種非接觸式液體除濕方法及除濕器.pdf

作者:CEO 時(shí)間:2023-04-18

信息摘要:一種非接觸式液體除濕方法及除濕器技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及液體除濕技術(shù),特別涉及空調(diào)領(lǐng)域的非接觸式液體除濕方法及除濕器。背景技術(shù)近年來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們生活水平不斷提高,對(duì)居住環(huán)境的舒適性提出了更高的要

一種非接觸式液體除濕方法及除濕器.pdf

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  一種非接觸式液體除濕方法及除濕器技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及液體除濕技術(shù),特別涉及空調(diào)領(lǐng)域的非接觸式液體除濕方法除濕器。背景技術(shù)近年來(lái),隨著我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們生活水平不斷提高,對(duì)居住環(huán)境的舒適性提出了更高的要求,其中對(duì)除濕的需求越來(lái)越強(qiáng);在一些特殊的部門(mén),如檔案、煙草、**、醫(yī)藥等,以及地下或半地下建筑內(nèi)等場(chǎng)合根據(jù)不同用途,亦都有較高的除濕要求??諝庹{(diào)節(jié)包括溫度與濕度的調(diào)節(jié),其中,除濕是一項(xiàng)高能耗工作,空氣中的水蒸汽含量很少,每公斤空氣中只含有幾十克水蒸汽,但是由于水的汽化潛熱很高,除濕的能耗要占到空調(diào)總能耗的20%~40%,因此研究開(kāi)發(fā)節(jié)能的除濕技術(shù),對(duì)全社會(huì)的能源與環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。液體吸收除濕技術(shù)由于可以達(dá)到非常低的空氣露點(diǎn),可利用低溫?zé)嵩丛偕?,可利用鹽溶液蓄冷和蓄熱而得到空調(diào)技術(shù)的重視。但是液體除濕技術(shù)的固有缺點(diǎn)是除濕空氣會(huì)夾帶溶液中的鹽分,形成類(lèi)似海風(fēng)中的鹽霧,帶來(lái)居室、家具的腐蝕,對(duì)人體健康也有不良影響。就是這個(gè)原因,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和日本已經(jīng)禁止液體吸收除濕在民用空調(diào)中的應(yīng)用。要解決這個(gè)問(wèn)題,必須解決空氣夾帶鹽溶液中鹽分的問(wèn)題。目前的液體除濕器,采用除濕鹽溶液與處理空氣直接接觸的方式,進(jìn)行空氣除濕。除濕鹽溶液包括氯化鋰溶液、溴化鋰溶液、氯化鈣溶液等鹵素溶液。在空氣進(jìn)入除濕器除濕過(guò)程中,由于鹽溶液與空氣直接接觸,溶液中的鹽分會(huì)被夾帶到除濕空氣中,形成鹽霧,帶來(lái)腐蝕。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn),提供一種非接觸式液體除濕方法及除濕器,本發(fā)明既能實(shí)現(xiàn)高效除濕,又能避免空氣與鹽溶液直接接觸。具體技術(shù)方案如下:一種非接觸式液體除濕方法,將除濕鹽溶液與空氣之間用膜隔開(kāi),空氣流過(guò)膜一側(cè)表面時(shí),空氣中的水蒸汽會(huì)選擇性地穿過(guò)膜,到達(dá)膜的另一側(cè),然后被與膜接觸的除濕鹽溶液吸收,空氣得到干燥,實(shí)現(xiàn)除濕。上述除濕方法中,所述的膜可以是單層憎水膜,也可以是親水/憎水復(fù)合膜或多層膜。所述膜可以是微孔膜,也可以是致密膜。它能避免鹽溶液浸濕膜材料,又能保證水蒸汽穿過(guò)膜,被溶液吸收。所述膜可以做成中空纖維式,管式或平板式。所述平板膜與無(wú)紡布粘在一起。一種非接觸式液體除濕器,包括殼體、空氣流道和鹽溶液流道,空氣流道和鹽溶液流道用膜隔開(kāi),膜置于殼體中,所述膜為選擇性透過(guò)膜,水蒸汽能穿過(guò)該膜但鹽分子和液體水不能穿過(guò)該膜。所述除濕器可以做成管殼式,也可以做成平板式。如果是管殼式,使用中空纖維或管式膜。如果是平板式,使用平板膜做壁面。所述選擇性透過(guò)膜包括高分子聚合物膜、無(wú)機(jī)分子篩膜、液膜。所述高分子聚合物膜包括醋酸纖維膜、聚乙烯醇膜、賽璐玢膜、藻酸膜、殼聚糖膜、芳香聚酰亞胺膜、聚丙烯腈膜、聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚砜膜、聚醚砜膜;所述無(wú)機(jī)分子篩膜包括沸石分子篩膜、硅膠膜;除濕鹽溶液包括氯化鋰溶液、溴化鋰溶液或氯化鈣溶液等鹵素溶液。上述的非接觸式液體除濕器中,所述膜為中空纖維式或管式膜時(shí),非接觸式液體除濕器為管殼式除濕器,包括殼體、中空纖維或管式膜、空氣進(jìn)口流道、空氣出口流道、鹽溶液進(jìn)口流道、鹽溶液出口流道、封頭和折流板。鹽溶液入口流道與殼體左端相連,鹽溶液出口流道與殼體右端相連,空氣進(jìn)口流道與殼體右下端的開(kāi)口相連,空氣出口流道與殼體左上側(cè)的開(kāi)口相連,殼體內(nèi)左右兩端處各設(shè)有封頭,該兩個(gè)封頭將殼體左右兩端堵起來(lái),封頭上開(kāi)多個(gè)孔,多根中空纖維式或管式膜分別通過(guò)這些孔穿過(guò)封頭,中空纖維式或管式膜被固定在殼體內(nèi)部;殼體中間還布置有折流板,折流板上也開(kāi)多個(gè)孔供中空纖維式或管式膜穿過(guò)。,折流板既能固定中空纖維或管式膜,又能將殼體隔成迂回腔體,使走殼程的流體與中空纖維或管式膜充分接觸。這種結(jié)構(gòu)類(lèi)似于管殼式換熱器。溶液走管程,空氣走殼程。也可以空氣走管程、溶液走殼程。上述的非接觸式液體除濕器中,所述膜為平板膜時(shí),該除濕器為板式除濕器,包括殼體、平板膜、封頭、空氣進(jìn)口流道、空氣出口流道、鹽溶液進(jìn)口流道、鹽溶液出口流道。平板膜與無(wú)紡布粘在一起,鹽溶液入口流道與殼體左側(cè)相連,鹽溶液出口流道與殼體右側(cè)相連,空氣進(jìn)口流道與殼體上端相連,空氣出口流道與殼體下端相連,由所述平板式膜和密封板做成的芯體置于殼體中;芯體由多層平板膜疊加而成,各層平板膜之間由隔板隔開(kāi)形成中空層,中空層中相對(duì)的兩側(cè)由密封板堵住,另外兩側(cè)開(kāi)口形成流道;所述多層平板膜形成交錯(cuò)排列的空氣流道和溶液流道,使空氣和溶液交叉流過(guò)空氣流道和溶液流道。一系列平板膜平行布置,形成一系列平行流道。鹽溶液和空氣分別間隔流過(guò)這些流道,進(jìn)行水分交換。封頭與流道側(cè)面二端相連,避免流體泄漏。為了強(qiáng)化除濕器除濕過(guò)程,及時(shí)帶走除濕過(guò)程釋放的熱量,本發(fā)明提出一種帶內(nèi)冷卻管的管式膜結(jié)構(gòu)。管式膜內(nèi)部布置一條塑料管或耐腐蝕管,里面通冷卻水,帶走冷卻管外鹽溶液吸濕過(guò)程釋放的熱量。本發(fā)明的非接觸式液體除濕器,結(jié)構(gòu)類(lèi)似于管殼式換熱器,中空纖維或管式膜內(nèi)部是管程,膜外部是殼程。處理空氣和鹽溶液分別流過(guò)膜二側(cè)的管程和殼程,空氣中的水蒸汽選擇性透過(guò)膜被鹽溶液吸收,實(shí)現(xiàn)空氣的除濕。也可將膜做成平板式一層層疊加起來(lái),形成平行板流道,處理空氣和溶液分別交錯(cuò)流過(guò)平板膜形成的流道,通過(guò)膜進(jìn)行水分交換,實(shí)現(xiàn)空氣除濕。這種方法有效杜絕了溶液中的鹽分被夾帶到空氣中,從而避免了腐蝕的發(fā)生。為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化除濕,在除濕器內(nèi)部的管式膜內(nèi)部布置冷卻管。本發(fā)明的非接觸式液體除濕器也可工作于再生模式,作為再生器使用。本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:將空氣與鹽溶液隔離,既保證水蒸汽穿透膜,被溶液吸收,又能避免鹽溶液中的鹽分被夾帶到空氣中,帶來(lái)腐蝕和污染。解決了溶液除濕的弊端。內(nèi)冷卻管式膜強(qiáng)化了除濕過(guò)程和再生過(guò)程,提高了系統(tǒng)性能。附圖說(shuō)明圖1是具體實(shí)施方式中選擇性透過(guò)膜為中空纖維或管式膜時(shí)除濕器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1所示除濕器中的中空纖維膜結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1所示除濕器工作于再生模式,作為再生器使用的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是具體實(shí)施方式中擇性透過(guò)膜為平板式膜時(shí)除濕器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4所示除濕器的芯體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是帶內(nèi)冷卻管的管式膜結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是采用膜除濕器與再生器的液體除濕系統(tǒng)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述,但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1中空纖維或管式膜除濕器結(jié)構(gòu)如圖1所示,由圖1可見(jiàn),膜除濕器由除濕鹽溶液(如氯化鋰溶液、溴化鋰溶液等)入口流道1與殼體3左端相連,除濕鹽溶液出口流道5與殼體3右端相連,除濕空氣進(jìn)口流道6與殼體3右下端的開(kāi)口相連,除濕空氣出口流道2與殼體3左上側(cè)的開(kāi)口相連。封頭4置于殼體內(nèi)兩端,將殼體左右兩端堵起來(lái),它上面開(kāi)多個(gè)孔,多個(gè)中空纖維或管式膜8通過(guò)這些孔穿過(guò)封頭4,被固定在殼體內(nèi)部。管子中的流體稱(chēng)為管程,管子外的流體稱(chēng)為殼程。殼體中間布置折流板7,它上面也開(kāi)多個(gè)孔,中空纖維或管式膜穿過(guò)這些孔,固定起來(lái)。在折流板作用下,殼體中的流體蜿蜒流動(dòng),與膜充分接觸。由上述設(shè)備實(shí)現(xiàn)的膜除濕方法為:將空氣通過(guò)除濕空氣入口流道6送入除濕器殼程,在折流板7作用下蜿蜒前進(jìn),最后通過(guò)除濕空氣出口流道2排出。在前進(jìn)過(guò)程中,空氣與管程中的鹽溶液進(jìn)行水分交換,被干燥,最后流出的是除濕后的空氣。濃的除濕鹽溶液通過(guò)除濕溶液入口流道1進(jìn)入除濕器管程,在流動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)中空纖維或管式膜表面,與管外濕空氣進(jìn)行水分交換,吸收空氣中的水分后通過(guò)除濕溶液出口流道5排出,成為稀溶液。上述實(shí)施方案中,除濕溶液也可走殼程,除濕空氣也可走管程。圖1所述的中空纖維或管式膜的結(jié)構(gòu)如圖2所示。膜8中間有孔道9,溶液通過(guò)孔道9流動(dòng),形成管程。實(shí)施例2本發(fā)明的中空纖維或管式膜除濕器也可作為再生器使用。結(jié)構(gòu)如圖3所示,由圖3可見(jiàn),作為再生器使用時(shí),再生鹽溶液(如氯化鋰溶液、溴化鋰溶液等)入口流道13與殼體3右下端相連,再生鹽溶液出口流道11與殼體3左上端相連,再生空氣進(jìn)口流道10與殼體3左側(cè)相連,再生空氣出口流道12與殼體3右側(cè)相連。封頭4置于殼體內(nèi)兩端,將殼體二側(cè)封堵起來(lái),它上面開(kāi)多個(gè)孔,中空纖維或管式膜8穿過(guò)封頭4的開(kāi)孔,被固定在殼體內(nèi)部。管子中的流體稱(chēng)為管程,管子外的流體稱(chēng)為殼程。殼體中間布置折流板7,它上面也開(kāi)許多孔,中空纖維或管式膜穿過(guò)這些孔,每個(gè)纖維穿過(guò)一個(gè)孔,固定起來(lái)。在折流板作用下,殼體中的流體蜿蜒流動(dòng),與膜充分接觸。由上述設(shè)備實(shí)現(xiàn)的膜再生方法為:將稀鹽溶液通過(guò)再生鹽溶液入口流道13送入再生器殼程,在折流板7作用下蜿蜒前進(jìn),最后通過(guò)再生鹽溶液出口流道11排出,成為濃溶液。在前進(jìn)過(guò)程中,再生鹽溶液與管程中的再生空氣進(jìn)行水分交換,被干燥,最后流出的是干燥再生后的濃溶液。再生空氣通過(guò)再生空氣入口流道10進(jìn)入再生器管程,在流動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)中空纖維或管式膜表面,與管外稀溶液進(jìn)行水分交換,吸收溶液中的水分后通過(guò)再生空氣出口流道12排出。上述實(shí)施方案中,再生溶液也可走管程,再生空氣也可走殼程。實(shí)施例3本發(fā)明的平板式膜除濕器的結(jié)構(gòu)如圖4所示,由圖4可見(jiàn),本發(fā)明的平板膜除濕器和再生器由鹽溶液(如氯化鋰溶液、溴化鋰溶液等)入口流道14與殼體3左側(cè)相連,鹽溶液出口流道16與殼體3右側(cè)相連,空氣進(jìn)口流道15與殼體3上端相連,空氣出口流道18與殼體3下端相連。平行板膜做成的芯體17置于殼體3中。芯體的結(jié)構(gòu)如圖5所示,芯體由多層平板膜疊加而成,各層平板膜之間由隔板隔開(kāi)形成中空層,中空層中相對(duì)的兩側(cè)由密封板20堵塞,防止流體泄漏,另外兩側(cè)開(kāi)口形成流道;平行板膜形成交錯(cuò)排列的空氣流道和溶液流道,空氣和溶液交叉流過(guò)空氣流道和溶液流道。由上述設(shè)備實(shí)現(xiàn)的膜除濕方法為:將鹽溶液通過(guò)鹽溶液入口流道14送入除濕器,將空氣通過(guò)空氣入口流道15送入除濕器,溶液和空氣在芯體的流道中交錯(cuò)流動(dòng),在流動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行水分交換??諝庵械乃直蝗芤何?,達(dá)到除濕的目的。當(dāng)入口溶液為稀溶液時(shí),溶液將自身的水分傳遞給空氣,此時(shí)工作模式為再生器模式。所述平板膜粘貼在無(wú)紡布上,堅(jiān)固耐用,可承受壓力。實(shí)施例4本發(fā)明帶內(nèi)冷卻管的管式膜結(jié)構(gòu)如圖6所示??梢?jiàn),在管式膜內(nèi)部流道9中,設(shè)置一條冷卻管21,它是塑料管或其他耐腐蝕管,冷卻管21通冷水,帶走膜8外面溶液除濕時(shí)產(chǎn)生的熱量,起到強(qiáng)化除濕的目的。它可以代替所述圖1中的中空纖維或管式膜。實(shí)施例5圖7是采用膜除濕器與再生器的液體除濕系統(tǒng)流程圖??梢?jiàn),膜除濕器22與溶液儲(chǔ)液器23相連,溶液儲(chǔ)液器23與24溶液冷卻器相連,溶液冷卻器24與溶液熱交換器27相連。膜除濕器22也與溶液熱交換器27相連,溶液熱交換器27與加熱器26和再生器25相連。由上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的液體除濕方法為:濃鹽溶液儲(chǔ)液器23來(lái)的鹽溶液流過(guò)膜除濕器22,將空氣中的水分去除,吸收水分的鹽溶液成為稀溶液,進(jìn)入溶液熱交換器27吸熱,溫度升高后,在加熱器26中進(jìn)一步加熱,再進(jìn)入膜再生器25中再生,將溶液中的水分脫除,變成濃溶液,濃溶液先進(jìn)入溶液熱交換器27中降溫,然后進(jìn)入溶液冷卻器24中進(jìn)一步降溫,最后進(jìn)入濃溶液儲(chǔ)液器23中,完成一個(gè)循環(huán)。

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