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CN102589255A - 真空闪蒸节能型独立除湿系统 - Google Patents

真空闪蒸节能型独立除湿系统 Download PDF

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CN102589255A
CN102589255A CN2012100727445A CN201210072744A CN102589255A CN 102589255 A CN102589255 A CN 102589255A CN 2012100727445 A CN2012100727445 A CN 2012100727445A CN 201210072744 A CN201210072744 A CN 201210072744A CN 102589255 A CN102589255 A CN 102589255A
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CN
China
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water
vacuum chamber
vacuum
heat exchanger
heat
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Pending
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CN2012100727445A
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English (en)
Inventor
高文忠
吴武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Maritime University
Original Assignee
Shanghai Maritime University
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Publication date
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Abstract

本发明公开了真空闪蒸节能型独立除湿系统，包括集热换热系统和冷却水系统，其特征在于，所述集热换热系统包括热交换器，热交换器通过管道连接有换热器，所述第一水泵设置于集热换热系统的管道回路上，所述稀溶液箱通过溶液泵连接有换热器的一端，换热器的另一端连接有冷却水系统，所述冷却水系统包括设置在真空室内的冷却盘管，所述冷却盘管下方设置有一托水盘，真空室的出水端通过泄水阀连接有浓溶液箱，所述第二水泵抽取液体进入真空室内，该系统可以通过真空闪蒸的方法除去低浓度干燥剂溶液中的水，实现干燥剂的再生；冷却盘管位于真空室内的上方，水蒸气在其表面凝结后排出，可供船上船员日常使用；从而使整个装置具有节能效果。

Description

真空闪蒸节能型独立除湿系统
技术领域
本发明涉及独立除湿技术领域，特别是利用真空闪蒸技术的独立除湿系统。
背景技术
除湿是工农业生产和人们日常生活中的常见问题，尤其在我国南方等高湿地区。在工业生产过程中，随着人们对空气、水源、食品、医药等品质要求的不断提高，生产环境中湿度的控制成为一个重要指标。在高湿环境下，湿气以及凝结的水滴会导致一些计量仪器、传感器等精密电子装置的准确性下降，甚至失效。环境湿度的变化会对纸张、木制品、纺织品等材料的形状及表面性状产生很大影响，对生产过程也会造成不良影响，因此这些部门都要对生产环境的湿度进行严格的规定。除工业应用外，除湿更重要的意义在于改善人们的生活环境。
首先，较高的湿度会是一些生物污染物，如真菌(包括霉菌)、细菌、病毒的生长、繁殖以及向空气和人体的传播速度加快，引起一些呼吸道疾病。室内较高的湿度与一定的温度也会加快非生物污染物的释放速度以及在建筑物表面的化学反应速度，这些都是病态建筑综合症的成因。
除湿的另一个重要意义在于为人体提供热舒适。在一定的温度下，降低湿度会使人体水分蒸发速率以及通过蒸发散发的热量增加，从而使人体感觉更加凉爽、干燥和舒服。西欧的一些研究结果表明，与人体热舒适相应的相对湿度应保持在40％-60％。
目前比较成熟的除湿技术有冷却式除湿、液体吸收式除湿、固体吸附式除湿、膜法除湿、HVAC(Heating，Ventilating and Air conditioning，采暖通风与空调)系统除湿以及在固体吸附式除湿基础上发展起来的转轮吸附式除湿等。
液体吸附式除湿的基本原理是利用液体干燥剂的表面的水蒸气分压低于湿空气中的水蒸气分压，在压力梯度的作用下将湿空气的水蒸气吸收到干燥剂中，直至双方的水蒸气分压达到平衡，吸收过程结束。液体干燥剂吸收水蒸汽后被稀释失去干燥能力，需要再生除去水分。
典型的液体吸收式除湿装置主要包括除湿器、再生器、蒸发冷却器、热交换器、泵等设备，图1为一个典型的液体吸收式除湿装置的工作流程图。液体吸收式除湿设备的处理量大，除湿效果好，而且液体干燥剂在吸收水蒸汽的同时，也可以吸收空气中的部分病菌、化学污染物等有害物质，对空气有一定的净化作用。液体吸收式除湿机整个过程最需要的就是干燥剂再生的热能，这些热能利用太阳能、工业废热等低品位的能源就能够满足，因此能耗较小。但相对于冷却式除湿设备，液体吸收式除湿设备体积较大，需要有气体和废热的排除，并需要定期保养，整个装置能效比也较低。
另外在液体吸收式除湿设备中液体溶液会腐蚀金属，并且如果溶液的流速不合适将产生飞沫，因此目前液体吸收式除湿技术主要应用在工业生产中，有待进一步开发在非工业领域的应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的提供真空闪蒸节能型独立除湿系统，利用真空闪蒸的方法除去干燥剂中的水分，有效提高干燥剂溶液浓度并降低干燥剂溶液温度，利用天然冷源冷却水蒸气以再利用，降低能耗，提高工作效率。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
真空闪蒸节能型独立除湿系统，包括集热换热系统和冷却水系统，所述集热换热系统包括热交换器1，热交换器1通过管道连接有换热器10，所述第一水泵2-1设置于集热换热系统的管道回路上，控制管道回路的通断；
所述稀溶液箱3通过溶液泵5连接有换热器10的一端，换热器10的另一端连接有冷却水系统，所述冷却水系统包括设置在真空室9内的冷却盘管6，所述冷却盘管6下方设置有一托水盘7，真空室9的出水端通过泄水阀13连接有浓溶液箱12，所述第二水泵2-2抽取液体进入真空室9内。
所述浓溶液箱12与稀溶液箱3之间设置有除湿器14。
所述换热器10进入真空室9内的管道顶端还设置有雾化喷淋器8。
所述真空室9的入口端设置有干燥器15，并通过真空泵4连接外部装置。
所述托水盘7还设置有凝结水箱11。
在真空泵4开启工作时，干燥剂稀溶液通过雾化喷淋器8向真空室9内喷淋，高压溶液经雾化器雾化，并在低压常温状态下吸热汽化为水蒸气，溶液失去水分成为浓溶液且温度迅速降低，在真空室9底部积聚后通过排水孔排出；冷却盘管6设置在真空室9内的上方，下部有一托水盘7，经冷却盘管6冷凝成水的水蒸气滴落回真空室9并积聚在托水盘7上，泄水阀13为常开阀，通过真空泵4的电源控制，真空泵4开启时关闭，真空泵4停止工作时打开排水，同时冷却盘管6还可以吸收真空室9内的热量，降低真空室9内温度，提高工作效率；
真空泵4前设有干燥器15，可吸收残余水蒸气，保证真空泵4的正常、安全运行。
本发明比现有液体除湿系统比较其优点在于：
1.干燥剂稀溶液通过真空闪蒸的方法去除水分，成为浓溶液，实现再生。
2.冷却盘管设置在真空室内，冷凝水蒸气的同时，还可以吸收真空室内部分热量，提高系统的工作效率，节能效果明显。
3.冷凝成水的水蒸气可用于船上的日常使用，为远洋航行提供方便。
4.利用船舶发动机散发的大量废热加热干燥剂稀溶液，节能效果明显。
5.真空泵前设置干燥器，预防少量水分的渗入，保障真空泵运行安全。
附图说明
下面结合附图与实施案例进一步说明本发明。
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：
1.热交换器 2.水泵 3.稀溶液箱 4.真空泵 5.溶液泵 6.冷却盘管 7.托水盘8.雾化喷淋器 9.真空室 10.换热器 11.凝结水箱 12.浓溶液箱 13.泄水阀14.除湿器 15.干燥器
具体实施方式
结合附图，以下对发明的结构原理进一步详细描述。
本发明独立除湿系统参照附图2，本发明是在常规液体除湿系统上的创新，本发明主要包括：真空闪蒸节能型独立除湿系统，包括集热换热系统和冷却水系统，所述集热换热系统包括热交换器1，热交换器1通过管道连接有换热器10，所述第一水泵2-1设置于集热换热系统的管道回路上，控制管道回路的通断；
所述稀溶液箱3通过溶液泵5连接有换热器10的一端，换热器10的另一端连接有冷却水系统，所述冷却水系统包括设置在真空室9内的冷却盘管6，所述冷却盘管6下方设置有一托水盘7，真空室9的出水端通过泄水阀13连接有浓溶液箱12，所述第二水泵2-2抽取液体进入真空室9内。
所述浓溶液箱12与稀溶液箱3之间设置有除湿器14。
所述换热器10进入真空室9内的管道顶端还设置有雾化喷淋器8。
所述真空室9的入口端设置有干燥器15，并通过真空泵4连接外部装置。
所述托水盘7还设置有凝结水箱11。
本发明的泄水阀13为常开阀，控制电源为真空泵4启动电源即弱电；热交换器1位于发动机表面，第二水泵2-2抽取船底海水。
在开始工作前，第二水泵2-2启动，抽取船底海水，冷却盘管6处于低温状态；第一水泵2-1启动，集热换热系统处于工作状态；真空泵4启动，此时泄水阀13处于关闭状态。
通过真空计1观察真空室9内压力变化，真空泵4抽吸至接近极限状态时，溶液泵5开始抽取干燥剂稀溶液，稀溶液通过换热器10加热，并压入装在真空室9中上部的雾化喷淋器8，稀溶液在喷淋器中雾化，喷淋到真空室9内，水的沸点伴随着压力的下降而下降，在常温下吸热汽化，在没有外部热源的情况下，真空室9内温度急剧降低，溶液的内能在温度势的作用下由内向外转移，溶液温度下降并在真空室9底部积聚，通过排水孔排至浓溶液箱12。
利用真空闪蒸的方法达到了升高溶液浓度的目的，使干燥剂实现了再生。真空计显示真空室9内压力急剧上升，然后下降。真空室内的水蒸气及空气进入冷却盘管6，冷却盘管6为冷却盘管，表面温度低于该压力下对应的露点温度，水蒸气转变为液态水在其表面析出，并由重力作用流落汇集在真空室9内，冷却盘管6下端设有一托水盘7内，通过排水孔排至冷凝水箱11。
被吸入真空泵4的空气不可避免的会存在极少量的水分，在这部分空气进入真空泵4之前，设置了干燥器15，可以有效的吸收这部分残留的水分，保证进入真空泵4的全部是干空气，防止因吸收水蒸气引起真空泵4的润滑条件恶化和叶片的气蚀，缩短使用寿命，使真空泵安全运行。
当溶液充满浓溶液箱体12时，连接浓溶液箱体12和真空室9的泄水阀13自动关闭，随后箱体的排液(水)阀自动打开，排液(水)完毕后，排液(水)阀关闭，真空泵自动开启抽取箱体内气体，直到与真空腔内压力平衡时，连接两者的电磁阀重新开启，如此往复运行，实现溶液的连续再生。
以上显示和描述了发明的基本原理和主要特征和发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.真空闪蒸节能型独立除湿系统，包括集热换热系统和冷却水系统，其特征在于，所述集热换热系统包括热交换器(1)，热交换器(1)通过管道连接有换热器(10)，所述第一水泵(2-1)设置于集热换热系统的管道回路上，控制管道回路的通断；
所述稀溶液箱(3)通过溶液泵(5)连接有换热器(10)的一端，换热器(10)的另一端连接有冷却水系统，所述冷却水系统包括设置在真空室(9)内的冷却盘管(6)，所述冷却盘管(6)下方设置有一托水盘(7)，真空室(9)的出水端通过泄水阀(13)连接有浓溶液箱(12)，所述第二水泵(2-2)抽取液体进入真空室(9)内。
2.根据权利要求1所述的真空闪蒸节能型独立除湿系统，其特征在于，所述浓溶液箱(12)与稀溶液箱(3)之间设置有除湿器(14)。
3.根据权利要求1所述的真空闪蒸节能型独立除湿系统，其特征在于，所述换热器(10)进入真空室(9)内的管道顶端还设置有雾化喷淋器(8)。
4.根据权利要求1所述的真空闪蒸节能型独立除湿系统，其特征在于，所述真空室(9)的入口端设置有干燥器(15)，并通过真空泵(4)连接外部装置。
5.根据权利要求1所述的真空闪蒸节能型独立除湿系统，其特征在于，所述托水盘(7)还设置有凝结水箱(11)。
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