[發明專利]一種低溫余熱驅動的溶液除濕系統及方法

有效

• 申請號: 201610137413.3
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105737285B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 韓巍;金紅光;蘇博生
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F24F3/14
• 分類號: F24F3/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種低溫余熱驅動的溶液除濕系統及方法，涉及溶液除濕、余熱制冷技術領域。該系統包括再生器、溶液泵、溶液換熱器、一級冷卻器、一級吸濕塔、二級冷卻器、余熱制冷單元、二級吸濕塔、再生加熱器、送風回熱器和排風回熱器。余熱的高溫部分提供溶液再生過程所需熱量，余熱的低溫部分用以提供余熱制冷過程所需熱量，實現對余熱的梯級利用。再生器產生的室溫下的高濃度鹽溶液，在一級吸濕塔對濕空氣進行初步除濕，然后一級吸濕塔出口的中間濃度鹽溶液被余熱制冷機組降溫，進入二級吸濕塔，完成對初步除濕后空氣的深度除濕。本發明對低溫余熱進行了梯級利用，與常規表冷式除濕相比，可以達到相同的除濕效果，主要消耗低溫熱量，大幅減少了電能消耗。

技術領域

本發明涉及余熱利用、能源技術領域，是一種集成了溶液除濕、余熱制冷、余熱利用等關鍵單元技術的溶液除濕系統及方法。

背景技術

經濟迅猛發展促使能源消耗與日俱增。目前我國建筑能耗已經達到社會總能耗的1/4以上，空調系統約占建筑能耗的50％-70％，其中除濕負荷約占30％-40％。隨著人民生活水平提高和我國城市住宅公共建筑建設的發展，民用建筑能耗呈不斷上升的趨勢，傳統以電除濕的空調系統必然給電力供應帶來巨大的壓力。在能源壓力下必須尋求新的解決方案。

在工業生產中，使用著各種窯爐，如回轉窯、加熱爐、轉爐、反射爐、沸騰焙燒爐等。這些窯爐都耗用大量的燃料，它們的熱效率都很低，一般只有30％左右，而被高溫煙氣、高溫爐渣、高溫產品等帶走的熱量卻達到40％-60％，其中可利用的余熱在冶金方面約占燃料消耗量的三分之一，機械、玻璃、造紙等方面占15％以上。

傳統空調技術對于空氣除濕的處理方式是采用表冷器降溫除濕，要求將空氣的溫度冷卻到很低。24℃的空氣中水蒸氣露點溫度為14℃，為了有很好的除濕效果，冷水溫度要低于7℃，而制冷劑的蒸發溫度要低于2～5℃。而溶液除濕技術是將除濕過程和降溫過程獨立開來，先將新風冷卻至30℃，即先用常溫狀態下的濃溶液去除濕，然后再冷卻至18℃，進一步對濕空氣吸濕干燥。相比之下，溶液除濕技術所需冷源溫度更高，節約能源消耗量，且能分別通過調節溶液的流量與溫度來獨立地控制送風的濕度和溫度。但目前溶液除濕仍然以電力驅動為主，利用工業余熱或來自可再生能源的低溫熱量滿足除濕需求具有重要的節能潛力和應用前景。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的是提供一種低溫余熱驅動的溶液除濕系統及方法，通過采用集成了溶液除濕、余熱制冷等關鍵單元技術，大幅減小了溶液除濕過程對電力的消耗。該方法通過集成了余熱制冷設備，體現出了“梯級利用”的用能思想，進一步提升了系統的除濕性能和熱力性能。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明提供了一種低溫余熱驅動的溶液除濕系統，該系統包括再生器1、溶液泵2、溶液換熱器3、一級冷卻器4、一級吸濕塔5、二級冷卻器6、余熱制冷單元7、二級吸濕塔8、再生加熱器9、送風回熱器10和排風回熱器11，其中：

再生器1分為溶液側和空氣側，溶液側出口與溶液泵2入口相連接，溶液泵2出口與溶液換熱器3濃溶液入口相連接，溶液換熱器3濃溶液出口與一級冷卻器4溶液側入口相連接，一級冷卻器4溶液出口與一級吸濕塔5溶液側入口相連接，一級吸濕塔5溶液側出口與二級冷卻器6溶液入口相連接，二級冷卻器6溶液出口與二級吸濕塔8溶液側入口相連接，二級吸濕塔溶液側8出口與溶液換熱器3稀溶液側入口相連接，溶液換熱器3稀溶液側出口與再生加熱器9溶液側入口相連接，再生加熱器9溶液側出口與再生器1溶液側入口相連接，鹽溶液從而實現一個工質循環；

送風回熱器10新風出口與一級吸濕塔5空氣側入口相連接，一級吸濕塔5空氣側出口與二級吸濕塔空氣側入口相連接，二級吸濕塔8空氣側出口與送風回熱器10送風側入口相連接；排風回熱器11新風出口與再生器1空氣側入口相連接，再生器1空氣側出口與排風回熱器11排風側入口相連接，空氣側從而實現一個工質循環；