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

摘要

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，属于空调节能技术领域。本发明改变传统溶液除湿器结构，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。M形空气通道结构充分利用建筑空间，增加了气液接触反应时间，同时经超声波雾化的盐溶液颗粒提高了气液接触面积。本发明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，从而显著降低空调能耗。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种溶液除湿空调系统，尤其是一种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。属于空调节能技术领域。

背景技术：

除湿空调系统在为人类创造舒适工作和生活环境时，消耗了大量能源。研究表明，夏季空调的除湿能耗占整个空气处理能耗的20％-40％，由此，除湿系统节能在空调节能中具有举足轻重的地位。与传统冷却除湿空调相比，溶液除湿空调系统电耗仅为其25％，并且能够很好的利用太阳能、工业余热等低品位热源，系统设计和结构也非常灵活，既可以单独作为除湿设备，又可以与传统空调系统配合使用，有效降低其能耗；同时所使用的除湿溶液能有效去除空气污染物，提高室内空气品质。因此，溶液除湿空调以其巨大的优势在近年受到广泛的研究与应用。

除湿器是溶液除湿系统的核心部件，其结构是影响除湿性能的关键因素之一。通常要求除湿器具有的特点：1、固相阻力要小；2、填料比表面积要大。填料除湿器是目前应用最广泛的除湿器，国内外学者也在不断进行研究以改善其除湿性能。李惟毅等人在《液体除湿特性的实验研究》(太阳能学报，2000，21(4)：391-395)一文中提出一种波纹孔板规整填料，可以增加填料比表面积。Gandhidasan等人在《Evaluation of heat and mass transfer coefficients in agauze-type structured packing air dehumidifier operating with liquid desiccant》(InternationalJournal ofRefrigeration，2002，25(3)：330-339)一文中提出一种结构性填料，该填料用于空气除湿有较好的热质传递性能，并指出结构性填料有较小的压力降。但不可否认增加填料的比表面积，其固相阻力也相应增加。孙贺江等人在《空调用金属填料传热传质性能实验》(天津大学学报Vo1.38No.6Jun.2005)一文中也明确指出：“实验表明，填料的比表面积对填料的传热及传质性能影响比较大。但比表面积增大会导致填料阻力有明显增长，因此，不能一味地强调靠增加填料的比表面积来改善填料的热工性能。”

追求高的比表面积和小的固相阻力，使填料的加工难度变大、生产成本增加；同时为了提高综合除湿效率，采用多级填料除湿塔占用了较大的建筑空间。另外在已有技术中，申请号为200810041926.X，名称为基于超声波雾化技术的复合溶液除湿系统的发明专利，提出利用超声波技术将溶液雾化，并结合填料塔进行复合除湿，以改善除湿效果。但其仍然存在系统阻力大，结构复杂，空间占用大，除湿效率有限的缺点，因而填料除湿技术的进一步发展受到限制。

发明内容：

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提出一种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。

本发明是通过以下技术方案实现：本发明包括进风管、除湿空调箱、排风管、除雾装置、两台盐溶液雾化装置、超声波发生器、稀溶液槽、第一溶液泵、再生装置、浓溶液缸和第二溶液泵，其中除湿空调箱内部为多级M形空气通道。两台超声波盐溶液雾化装置是采用耐腐蚀合金材料加工而成，分别安装在除湿空调箱顶部。超声波发生器的信号输出端分别与两台超声波盐溶液雾化装置的信号接收端连接。进风管和排风管分别安装在除湿空调箱的上部两侧。进风管与待处理空气相通，除雾装置安装在排风管内部，排风管排出被处理空气。稀溶液槽位于除湿空调箱下面，除湿空调箱底部的3个溶液出口与稀溶液槽相通，除湿空调箱通过安装在稀溶液槽内的支架支撑。稀溶液槽出口通过第一溶液泵与再生装置进口连接，再生装置出口与浓溶液缸进口连接，浓溶液缸内盛有浓的盐溶液，其出口经第二溶液泵分别与两台超声波盐溶液雾化装置的进口连接。浓溶液采用氯化钙、氯化锂、溴化锂或其混合溶液。

超声波盐溶液雾化装置接收超声波发生器产生的超声波信号，将浓的盐溶液雾化成盐雾颗粒。在除湿空调箱内，待处理湿空气与盐溶液雾化颗粒充分接触，进行热质交换，盐溶液雾化颗粒吸收湿空气中的水分后变稀，逐渐沉降在除湿空调箱底部，进入稀溶液槽，稀溶液经再生装置再生成浓溶液，不断循环利用。用除雾装置去除未能沉降的液体颗粒后，将干空气送入空调房间。

本发明有益效果：由超声波产生的盐溶液雾化颗粒代替填料，除湿空调箱内固相阻力显著减小，同时盐溶液的雾化使得相同质量的溶液产生的比表面积大大增加，气液接触面积有效提升。另外M形空气通道充分利用建筑空间，有效延长了湿空气裹挟盐溶液雾化颗粒行进的路程，气液反应时间大大增加。本发明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，从而显著降低空调能耗。

附图说明：

图1是本发明超声波雾化溶液除湿空调系统的示意图：

图中1进风管，2除湿空调箱，3排风管，4除雾装置，5超声波盐溶液雾化装置，6超声波发生器，7稀溶液槽，8第一溶液泵，9再生装置，10浓溶液缸，11第二溶液泵。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施做进一步的描述：

如图1所示，本发明包括进风管1、除湿空调箱2、排风管3、除雾装置4、两台盐溶液雾化装置5、超声波发生器6、稀溶液槽7、第一溶液泵8、再生装置9、浓溶液缸10和第二溶液泵11，其中除湿空调箱2采用耐腐蚀PVC材料制成的立方体结构箱体，内部由耐腐蚀PVC材料的挡板隔成2～3级M形空气通道。两台超声波盐溶液雾化装置5是采用耐腐蚀合金材料加工而成，分别安装在除湿空调箱2顶部。超声波发生器6的信号输出端分别与两台超声波盐溶液雾化装置5的信号接收端连接。进风管1和排风管3分别安装在除湿空调箱2的上部两侧。进风管1与待处理空气相通，除雾装置4安装在排风管3内部，排风管3排出被处理空气。稀溶液槽7位于除湿空调箱2下面，除湿空调箱2底部的3个溶液出口与稀溶液槽7相通，除湿空调箱2通过安装在稀溶液槽7内的支架支撑。稀溶液槽7出口通过第一溶液泵8与再生装置9进口连接，再生装置9出口与浓溶液缸10进口连接，浓溶液缸10内盛有浓的盐溶液，其出口经第二溶液泵11分别与两台超声波盐溶液雾化装置5的进口连接。盐溶液采用氯化钙、氯化锂、溴化锂或其混合溶液。

除湿空调系统开始工作时，两台超声波盐溶液雾化装置5接收来自超声波发生器6产生的超声波信号，产生范围在44～47kHz的超声波震动，这种超声波震动将浓的盐溶液雾化成直径约30～50微米的盐雾颗粒，并送入除湿空调箱2内。待处理湿空气与盐溶液雾化颗粒在多级M形空气通道内充分接触，进行热质交换。雾化颗粒吸收水分后变稀，逐渐沉降在除湿空调箱2底部，进入稀溶液槽7。稀溶液经再生装置9再生成浓溶液后，由第二溶液泵11分别送入两台超声波盐溶液雾化装置5循环利用。被处理空气经除雾装置4去除未能沉降的液体颗粒后，由排风管3排出，得到空调房间所需的干空气。