本高新技术涉及一种基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统。
背景技术：
在制冷空调领域，现有研究针对溶液除湿和再生过程的性能提升进行了大量积极有益的探索。在溶液除湿/再生过程中，分别对应着空气中水分被吸收和溶液中水分汽化，伴随着水分进入/离开溶液的质量迁移，同时也发生水分相变潜热传递，导致溶液温度升高或降低，这一溶液热力学状态的变化进而会制约除湿/再生过程热质交换效率，且理论上水分质量迁移越大，其相变潜热带来对传质过程的反向抑制效应越明显。常规技术措施是通过设置内部换热管、采用冷源或热源(即内冷或内热)对这一问题进行改善，但并没有从根本上解决热质交换强化与溶液热力状态变化过程间的内在矛盾。此外，从再生或除湿过程单一角度进行改进，会对系统中其它过程及系统整体带来不容忽视的影响，需要从系统协同角度进行审视。
技术实现要素：
本高新技术的目的在于提供一种基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，该系统在对空气进行除湿实现空调作用的同时，也对溶液闪蒸再生排放的水蒸汽进行常温冷凝而获得淡水，从而实现能源的高效利用。
本高新技术的技术方案为：一种基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，包括由除湿器和闪蒸再生器组成的溶液除湿循环回路；所述除湿器内设有除湿填料，所述除湿填料的上部设有布液器，相变除湿液通过布液器喷洒在除湿填料上，湿空气通过风机从除湿器下部通入除湿器中；所述闪蒸再生器内包括冷凝管以及喷淋管，冷凝管通过管道与外部冷却水池形成冷却水循环回路；除湿后的干燥空气从除湿器上部的排气口排出，被稀释并吸热的相变除湿液通过连接管道进入闪蒸再生器中并通过闪蒸再生器内的喷淋管喷出，相变除湿液喷出瞬间闪蒸形成的蒸汽在冷凝管作用下形成液体并被集水盘收集；未闪蒸的相变除湿液进入溶液槽中，通过溶液泵送入除湿器中通过布液器喷洒出来再次进行除湿。
其中，所述闪蒸再生器通过真空泵与外部抽真空装置连接。
其中，所述闪蒸再生器包括通过隔板隔离的淡水制取区和溶液再生区，所述冷凝管位于淡水制取区，所述喷淋管位于溶液再生区，所述冷凝管下方设有集水盘，所述喷淋管下方设有浓溶液盘。
其中，所述集水盘通过管道与水槽连接，所述浓溶液盘通过管道与溶液槽连接。
其中，所述隔板的高度不低于喷淋管喷嘴至闪蒸再生器底板的垂直距离。
有益效果：本高新技术复合系统利用闪蒸再生器和以相变微胶囊除湿悬浮液为工作流体，在对空气进行除湿实现空调作用的同时，也对溶液闪蒸再生排放的水蒸汽进行常温冷凝而获得淡水，从而实现了空调溶液除湿与闪蒸淡水制取的有机结合；本高新技术复合系统能够实现除湿、再生这两个溶液热力过程所涉溶液-空气/水蒸气热质传递的协同强化，从而提高系统的整体能效，本高新技术复合系统对处于高湿气候、缺少淡水、缺乏能源供给的海洋岛礁开发建设有着重要的应用价值。
附图说明
图1为本高新技术复合系统的系统原理图；图1中实线表示相变除湿液流程，虚线表示淡水制取流程，点划线表示冷却水流程；
图2为本高新技术复合系统利用太阳能电池板供电的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本高新技术技术方案作进一步说明。
如图1～2所示，本高新技术基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，能将溶液除湿与淡水制取整合到一个系统中实现，溶液再生和淡水制取同时在低压闪蒸再生器中进行；本高新技术复合系统包括由除湿器19和闪蒸再生器14组成的溶液除湿循环回路；除湿器19内设有除湿填料1，除湿填料1的上部设有布液器15，相变除湿液通过布液器15喷洒在除湿填料1上，湿空气通过风机8从除湿器19下部进入除湿器19中；闪蒸再生器14内包括冷凝管9以及喷淋管3，冷凝管9通过管道与外部冷却水池形成冷却水循环回路；被除湿后的干燥空气从除湿器19上部的排气口排出，供空调用；被稀释并吸热的相变除湿液通过连接管道进入闪蒸再生器14中并通过闪蒸再生器14内的喷淋管3喷出，相变除湿液喷出瞬间闪蒸形成的蒸汽在冷凝管9作用下形成液体并被集水盘10收集；未闪蒸的相变除湿液进入溶液槽6中，通过溶液泵7送入除湿器19中通过布液器15喷洒出来再次进行除湿。
相变除湿液由相变微胶囊和除湿盐溶液构成；即本高新技术采用相变微胶囊除湿悬浮液(相变除湿液)作为工作流体。
闪蒸再生器14通过真空泵13与外部抽真空装置连接。闪蒸再生器14内的低压由真空泵13在系统运行前初步营造。本高新技术系统还包括plc控制箱，溶液泵7、溶液泵21、输出泵12和真空泵13分别通过电缆与plc控制箱连接。
闪蒸再生器14包括通过隔板16隔离的淡水制取区17和溶液再生区18，隔板的高度h不低于喷淋管3喷嘴至闪蒸再生器14底板的垂直距离h；冷凝管9位于淡水制取区17，喷淋管3位于溶液再生区18，冷凝管9下方设有集水盘10，喷淋管3下方设有浓溶液盘5；集水盘10通过管道与水槽11连接，水槽11通过输出泵12给外部进行淡水供应，浓溶液盘5通过管道与溶液槽6连接，溶液槽6通过溶液泵7与除湿器19内的布液器15连接。
本高新技术除湿填料1主要用于湿空气与相变除湿液的热质交换，湿空气将水分释放给相变除湿液变成干燥空气，相变除湿液吸收水分由浓溶液变成稀溶液。溶液除湿循环回路的低压闪蒸再生器主要由溶液再生区18工作，稀释后的稀相变除湿液在闪蒸再生器14中进行低压闪蒸，水分闪蒸成为水蒸气，溶液得以浓缩再生。淡水制取流程的低压闪蒸再生器主要由淡水制取区17工作，由稀相变除湿液中闪蒸出的水蒸气与冷凝管9管壁面接触，被冷凝成液态水汇集入集水盘10中，可用做生活淡水。
本高新技术复合系统还包括太阳能电池板20，太阳能电池板20通过逆变器21分别给系统中的各个泵(7，12，13)和风机8供电。
本高新技术复合系统溶液除湿循环过程为：由溶液泵7送出的浓相变除湿液与风机8送入的湿空气在除湿填料1中发生热质交换，由于湿空气中的水蒸汽分压力与除湿溶液表面的水蒸汽分压力之差产生了除湿过程的推动力，伴随空气中水分被相变除湿液吸收所放出的凝结热会导致溶液温度升高，溶液表面水蒸汽分压力也相应升高，相变除湿液的浓度逐渐降低变为稀溶液；稀释后的稀相变除湿液在除湿器19和闪蒸再生器14之间压差驱动下，由除湿器19底部经节流阀2进入闪蒸再生器14的溶液再生区18顶部的喷淋管3中，再由喷淋管3均匀喷淋在闪蒸再生器14内部，稀相变除湿液在闪蒸再生器14中进行低压闪蒸，水分闪蒸成为水蒸气，相变除湿液得以浓缩再生；闪蒸再生后的浓相变除湿液经浓溶液盘5进入溶液槽6中，再由溶液泵7输送到除湿器19中，如此周而复始地循环。湿空气由风机8从除湿器19下部进入，与除湿器19(除湿填料1)中的相变除湿液形成逆流流动状态，空气中的水分被相变除湿液吸收，得以除湿；被除湿后的干燥空气再经除湿器19顶部的排气口送入空调区域，用以空气调节。
本高新技术复合系统淡水制取流程为：溶液低压闪蒸再生过程中得到的水蒸气由闪蒸再生器14内的溶液再生区18转移至淡水制取区17，水蒸气与通有冷却水的冷凝管9管壁面接触，被冷凝成液态水经集水盘10汇集入水槽11中，再由输出泵12送入用户进行淡水供应。
本高新技术复合系统采用相变微胶囊除湿悬浮液(相变除湿液)为工作流体。在除湿过程中，相变微胶囊发生固-液相变，吸收除湿过程中由于水分凝结进入溶液中而释放的热量，从而缓解因溶液温升导致除湿能力下降的问题，实现溶液“自内冷”，有利于除湿过程。在低压闪蒸再生过程中，相变微胶囊内部相变材料发生液-固转变而释放热量，不仅可缓解闪蒸过程中液体温度降低的趋势，强化闪蒸再生，无需传统再生过程的加热能耗；而且水分从相变除湿液中闪蒸这一传质过程伴随吸热，相变除湿液在得以重新浓缩的同时温度也下降，这非常有利于相变微胶囊内部囊芯材料的凝固，节省了采用外部冷媒对除湿液及微胶囊进行后续冷却降温的能耗，低压闪蒸同时实现了对除湿液降温及囊芯液-固相变。
技术特征：
1.一种基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，其特征在于：包括由除湿器和闪蒸再生器组成的溶液除湿循环回路；所述除湿器内设有除湿填料，所述除湿填料的上部设有布液器，相变除湿液通过布液器喷洒在除湿填料上，湿空气通过风机从除湿器下部通入除湿器中；所述闪蒸再生器内包括冷凝管以及喷淋管，冷凝管通过管道与外部冷却水池形成冷却水循环回路；除湿后的干燥空气从除湿器上部的排气口排出，被稀释并吸热的相变除湿液通过连接管道进入闪蒸再生器中并通过闪蒸再生器内的喷淋管喷出，相变除湿液喷出瞬间闪蒸形成的蒸汽在冷凝管作用下形成液体并被集水盘接收；未闪蒸的相变除湿液进入溶液槽中，通过溶液泵送入除湿器中通过布液器喷洒出来再次进行除湿。
2.根据权利要求1所述的基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，其特征在于：所述闪蒸再生器通过真空泵与外部抽真空装置连接。
3.根据权利要求1所述的基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，其特征在于：所述闪蒸再生器包括通过隔板隔离的淡水制取区和溶液再生区，所述冷凝管位于淡水制取区，所述喷淋管位于溶液再生区，所述冷凝管下方设有集水盘，所述喷淋管下方设有浓溶液盘。
4.根据权利要求3所述的基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，其特征在于：所述集水盘通过管道与水槽连接，所述浓溶液盘通过管道与溶液槽连接。
5.根据权利要求3所述的基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，其特征在于：所述隔板的高度不低于喷淋管喷嘴至闪蒸再生器底板的垂直距离。
技术总结
本高新技术公开了一种基于闪蒸再生的溶液除湿及淡水制取复合系统，包括由除湿器和闪蒸再生器组成的溶液除湿循环回路；除湿器内设有除湿填料，除湿填料的上部设有布液器，相变除湿液通过布液器喷洒在除湿填料上，湿空气通过风机从除湿器下部进入除湿器中；闪蒸再生器内包括冷凝管和喷淋管，冷凝管通过管道与外部冷却水池形成冷却水循环回路；除湿后的干燥空气从除湿器上部的排气口排出，被稀释并吸热的相变除湿液通过连接管道进入闪蒸再生器中并通过闪蒸再生器内的喷淋管喷出，相变除湿液喷出瞬间闪蒸形成的蒸汽在冷凝管作用下形成液体并被集水盘收集；未闪蒸的相变除湿液进入溶液槽中，通过溶液泵送入除湿器中通过布液器喷洒出来再次进行除湿。
技术开发人、权利持有人：董红林;牛晓峰;夏芮峰;王丹丹;高鹏;段地长;何旭
