[發明專利]一種基于膜蒸餾和電滲析的空調除濕溶液再生系統

在審

• 申請號: 201710483515.5
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107261848A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 孫博;趙善國;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01D61/36
• 分類號: B01D61/36;B01D61/42;C02F1/44;C02F1/469;H02J7/35
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 李倩

技術領域

本發明涉及一種基于膜蒸餾和電滲析的空調除濕溶液再生系統，屬于空調設備技術領域。

背景技術

空調能源需求的逐漸增加以及環境氣候的日益變化是目前建筑領域面臨的重大挑戰之一。為減少全球能源消耗及溫室氣體排放，高效、節能、環保的技術在建筑中的應用顯得至關重要。

溫濕度獨立控制空調系統作為一種較為節能的空調系統，目前已被廣泛的研究。該空調系統中的除濕過程常采用溶液除濕方式，其中溶液再生過程是溶液除濕過程一個重要環節。傳統的溶液再生方式常依賴于周圍環境，在高溫高濕環境下再生效率較低，且再生過程涉及相變，能耗較高。另外傳統的溶液再生過程存在氣體帶液問題，將會對環境產生不利的影響。

膜分離技術被認為是21世紀最有前途和最有發展前景的重大高新技術之一，近幾十年來已經得到了快速的發展，并廣泛的應用于各種領域。膜蒸餾過程無需將溶液加熱至沸點，操作溫度低，可以利用太陽能等低品位熱源；電滲析過程利用離子交換膜的選擇透過性，實現溶液的稀釋和濃縮，且過程能耗低，可充分利用太陽能產生的電量。膜分離過程效率高，不涉及相變，能耗較低，且不會對環境產生不利的影響。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種基于膜蒸餾和電滲析的空調除濕溶液再生系統，該系統能充分利用太陽能從而減少不可再生能源的消耗，并在高溫高濕環境下仍能實現除濕溶液的穩定再生，且不對環境產生不利的影響。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：

一種基于膜蒸餾和電滲析的空調除濕溶液再生系統，包括溶液循環回路、熱交換循環回路和冷交換循環回路；

其中，所述溶液循環回路包括用于盛放除濕后稀溶液的稀溶液槽、電滲析器、用于盛放待除濕濃溶液的濃溶液槽、熱水熱交換器以及膜蒸餾器；稀溶液槽的出口與電滲析器的濃溶液室入口連接，電滲析器的濃溶液室出口通過溶液泵I與濃溶液槽的入口連接；膜蒸餾器暖側出口a與電滲析器的稀溶液室入口連接，電滲析器的稀溶液室出口與通過溶液泵II與熱水熱交換器的溶液入口a連接，熱水熱交換器的溶液出口b與膜蒸餾器暖側入口b連接；

所述熱交換循環回路包括太陽能集熱器和熱水熱交換器；太陽能集熱器的出口與熱水熱交換器的熱水入口c連接，熱水熱交換器的熱水出口d通過熱水泵與太陽能集熱器的入口連接；

所述冷交換循環回路包括冷卻水熱交換器和膜蒸餾器；所述冷卻水熱交換器中含有冷源；冷卻水熱交換器的出口與膜蒸餾器冷側入口c連接；膜蒸餾器冷側出口d通過冷卻水泵與冷卻水熱交換器的入口連接。

其中，將膜蒸餾器和電滲析器耦合成溶液再生裝置。

其中，所述溶液循環回路中還包括為電滲析器提供電能的蓄電池，蓄電池一端連接太陽能集熱器，另一端分別連接電滲析器的陰極和陽極。

其中，所述溶液循環回路中還包括極水泵，電滲析器通過極水泵進行極水循環，極水循環為閉路循環，用于冷卻(電滲析器)電極并起著導電作用。

其中，所述膜蒸餾器為直接接觸式平板膜組件。

其中，所述除濕溶液為LiCl溶液或CaCl₂溶液。

其中，所述電滲析器中采用低濃差擴散率和低水滲透率的離子交換膜，用于高濃度下溶液濃縮。

與現有技術相比，本發明技術方案具有的有益效果為：

首先，本發明除濕溶液再生系統將膜蒸餾與電滲析技術結合，不僅實現了太陽能光電和光熱的綜合利用，提高了系統的經濟性；同時，在溶液再生過程中采用膜分離技術，不會出現氣體帶液的問題，能夠提高系統的環保性；最后，本發明除濕溶液再生系統在高溫高濕的環境下，仍能實現穩定高效的再生率。

附圖說明

圖1為本發明基于膜蒸餾和電滲析的空調除濕溶液再生系統的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的技術方案做進一步說明，但是本發明要求保護的范圍并不局限于此。