[發明專利]基于減壓膜蒸餾再生的多級露點蒸發冷卻除濕系統

有效

• 申請號: 201810469089.4
• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108954575B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 周君明;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F24F3/14
• 分類號: F24F3/14
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

1.基于減壓膜蒸餾再生的多級露點蒸發冷卻除濕系統，其特征在于：包括太陽能PV/T組件（1），所述的太陽能PV/T組件將產生的電流引入蓄電池（2）中儲存，蓄電池（2）分別與循環溶液泵（3）和真空泵（14）相連；所述的太陽能PV/T組件（1）的溶液出口與循環溶液泵（3）的入口連接，太陽能PV/T組件（1）的溶液入口與冷凝器（11）的管程出口相連接；所述的循環溶液泵（3）的出口與減壓膜蒸餾再生器（4）管程入口相連接，減壓膜蒸餾再生器（4）的管程出口與熱交換器（5）殼程入口相連，減壓膜蒸餾再生器（4）的殼程出口與冷凝器（11）的殼程入口相連；所述的熱交換器（5）殼程出口與濃溶液儲液罐（6）的入口相連，濃溶液儲液罐（6）的出口連接多級露點蒸發冷卻除濕器（8）上方的噴淋裝置；所述的多級露點蒸發冷卻除濕器（8）的空氣入口與風機（16）相連，水泵（15）連接多級露點蒸發冷卻除濕器（8）中的水噴淋裝置；所述的多級露點蒸發冷卻除濕器（8）下方托盤的出口與稀溶液泵（9）的入口連接，稀溶液泵（9）的出口連接稀儲液罐（10）的入口，稀儲液罐（10）的出口與熱交換器（5）的管程入口相連，熱交換器（5）的管程出口連接冷凝器（11）的管程入口，所述的冷凝器（11）的殼程出口連接氣液分離器（12）的入口，并且氣液分離器（12）的出口分別與真空泵（14）和儲水器（13）相連。

2.根據權利要求1所述的基于減壓膜蒸餾再生的多級露點蒸發冷卻除濕系統，其特征在于：所述的多級露點蒸發冷卻除濕器（8）是由三級露點蒸發冷卻除濕器組成，每一級露點蒸發冷卻除濕器是由2個熱回收器（17）、2個干通道（18）、2個濕通道（19）、一個送風通道（20）、2個回風通道（21）組成，并以送風通道（20）為軸對稱分布。

3.根據權利要求2所述的基于減壓膜蒸餾再生的多級露點蒸發冷卻除濕系統，其特征在于：所述的多級露點蒸發冷卻除濕器（8）的工作方式是：新風分別進入熱回收器（17）和送風通道（20），熱回收器（17）中預冷后的一次空氣送入到干通道內（18）被低溫壁面冷卻，冷卻后的空氣由干通道（18）末端間隙進入濕通道（19），二次空氣在濕通道（19）內進行蒸發冷卻帶走通道表面的熱量，蒸發冷后的二次空氣進入熱回收器（17）對一次空氣進行預冷，二次空氣排入到回風通道（21）中，并帶走上一級干通道壁面的溫度，所述的送風通道（20）中，溶液沿壁面從上往下流入送風通道（20），新風空氣由下往上流動，空氣與壁面溶液進行熱質交換，空氣被除濕和降溫后流入下一級露點蒸發冷卻除濕。

4.利用權利要求1所述的基于減壓膜蒸餾再生的多級露點蒸發冷卻除濕系統進行除濕的方法，其特征在于：

1）啟動濃溶液泵，溶液除濕模塊開啟，濃溶液從濃溶液儲液罐中流入多級露點蒸發冷卻除濕器中的送風通道上方噴淋裝置，啟動水泵，水泵將自來水送入到多級露點蒸發冷卻除濕器中的濕通道上方噴淋裝置；

2）啟動風機（16），風機（16）將室外新風送入到多級露點蒸發冷卻除濕器（8）入口，室外新風分別進入熱回收器（17）和送風通道（20）中，熱回收器（17）中預冷后的一次空氣送入到干通道（18）內，一次空氣在干通道（18）內被低溫壁面冷卻，冷卻后的空氣由干通道（18）末端間隙進入濕通道（19）成為二次空氣，二次空氣在濕通道（19）內進行蒸發冷卻帶走通道表面的熱量，蒸發冷后的二次空氣進入熱回收器（17）對一次空氣進行預冷，二次空氣送入到回風通道（21）中并排出除濕器；

3）室外新風進入到送風通道（20）中，新風空氣由下往上流動；另外，濃溶液泵（7）將濃溶液送露點蒸發冷卻除濕器（8）上方噴淋裝置，濃溶液沿壁面從上往下流入送風通道（20），空氣與溶液進行熱質交換，除濕過程產生的熱量被濕通道（19）壁面帶走，空氣被除濕和降溫后流入下一級露點蒸發冷卻除濕，濃溶液吸收水分后變成稀溶液被稀溶液泵（9）送入到稀溶液儲液罐（10）中儲存。

5.利用權利要求1所述的基于減壓膜蒸餾再生的多級露點蒸發冷卻除濕系統進行再生的方法，其特征在于：包括下述步驟：

1）太陽能PV/T模塊開啟，太陽能PV/T組件（1）將太陽能輻射能分別轉換為電能和熱能，產生的電能被儲存在蓄電池（2）中，用于驅動循環溶液泵（3）和真空泵（14），啟動循環溶液泵（3），所述太陽能PV/T組件（1）溶液通道開啟，稀溶液流入太陽能PV/T組件（1）中；啟動真空泵（14），溶液減壓膜蒸餾再生模塊開啟，太陽能PV/T組件（1）加熱后的溫度較高的稀溶液流入減壓膜蒸餾再生器（4）管程中，真空泵（14）在減壓膜蒸餾再生器（4）殼程中營造負壓環境，增加了膜組件兩側水蒸氣分壓力差，稀溶液中的水分在膜的內側汽化，產生的水蒸氣通過膜孔擴散到真空側，溶液經過減壓膜蒸餾再生器（4）后濃縮溶液濃度升高，高濃度溶液經過熱交換器（5）降溫后流入濃溶液儲液罐（6）儲存；

2）啟動濃溶液泵（7），蒸發冷卻除濕模塊開啟，濃溶液從濃溶液儲液罐（6）中流入多級露點蒸發冷卻除濕器（8）中，濃溶液和被處理空氣在多級露點蒸發冷卻除濕器（8）中進行熱質交換，達到空氣除濕降溫的目的，濃溶液吸收水分后變成稀溶液被稀溶液泵（9）送入到稀溶液儲液罐（10）中儲存；

3) 啟動循環溶液泵（3）和真空泵（14）時，潛熱回收模塊也開啟，稀溶液從稀溶液儲液罐（10）中流出，經過熱交換器（5）進行預熱，預熱后的稀溶液流入冷凝器（12）的管程中，真空泵（14）使減壓膜蒸餾再生器（4）中產生的水蒸氣流入到冷凝器（11）的殼程中，水蒸氣在冷凝器（11）殼程中冷凝，冷凝水和空氣均流入氣液分離器（12）中分離，空氣被真空泵（14）排出，冷凝水流入儲水箱（13）中收集，冷凝釋放的潛能加熱稀溶液，溫度升高后的稀溶液流入太陽能PV/T組件（1）中進一步加熱升溫，形成溶液循環的過程。