[发明专利]一种低温余热驱动的溶液除湿系统及方法

说明书

一种低温余热驱动的溶液除湿系统及方法，涉及溶液除湿、余热制冷技术领域。该系统包括再生器、溶液泵、溶液换热器、一级冷却器、一级吸湿塔、二级冷却器、余热制冷单元、二级吸湿塔、再生加热器、送风回热器和排风回热器。余热的高温部分提供溶液再生过程所需热量，余热的低温部分用以提供余热制冷过程所需热量，实现对余热的梯级利用。再生器产生的室温下的高浓度盐溶液，在一级吸湿塔对湿空气进行初步除湿，然后一级吸湿塔出口的中间浓度盐溶液被余热制冷机组降温，进入二级吸湿塔，完成对初步除湿后空气的深度除湿。本发明对低温余热进行了梯级利用，与常规表冷式除湿相比，可以达到相同的除湿效果，主要消耗低温热量，大幅减少了电能消耗。

技术领域

本发明涉及余热利用、能源技术领域，是一种集成了溶液除湿、余热制冷、余热利用等关键单元技术的溶液除湿系统及方法。

背景技术

经济迅猛发展促使能源消耗与日俱增。目前我国建筑能耗已经达到社会总能耗的1/4以上，空调系统约占建筑能耗的50％-70％，其中除湿负荷约占30％-40％。随着人民生活水平提高和我国城市住宅公共建筑建设的发展，民用建筑能耗呈不断上升的趋势，传统以电除湿的空调系统必然给电力供应带来巨大的压力。在能源压力下必须寻求新的解决方案。

在工业生产中，使用着各种窑炉，如回转窑、加热炉、转炉、反射炉、沸腾焙烧炉等。这些窑炉都耗用大量的燃料，它们的热效率都很低，一般只有30％左右，而被高温烟气、高温炉渣、高温产品等带走的热量却达到40％-60％，其中可利用的余热在冶金方面约占燃料消耗量的三分之一，机械、玻璃、造纸等方面占15％以上。

传统空调技术对于空气除湿的处理方式是采用表冷器降温除湿，要求将空气的温度冷却到很低。24℃的空气中水蒸气露点温度为14℃，为了有很好的除湿效果，冷水温度要低于7℃，而制冷剂的蒸发温度要低于2～5℃。而溶液除湿技术是将除湿过程和降温过程独立开来，先将新风冷却至30℃，即先用常温状态下的浓溶液去除湿，然后再冷却至18℃，进一步对湿空气吸湿干燥。相比之下，溶液除湿技术所需冷源温度更高，节约能源消耗量，且能分别通过调节溶液的流量与温度来独立地控制送风的湿度和温度。但目前溶液除湿仍然以电力驱动为主，利用工业余热或来自可再生能源的低温热量满足除湿需求具有重要的节能潜力和应用前景。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种低温余热驱动的溶液除湿系统及方法，通过采用集成了溶液除湿、余热制冷等关键单元技术，大幅减小了溶液除湿过程对电力的消耗。该方法通过集成了余热制冷设备，体现出了“梯级利用”的用能思想，进一步提升了系统的除湿性能和热力性能。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供了一种低温余热驱动的溶液除湿系统，该系统包括再生器1、溶液泵2、溶液换热器3、一级冷却器4、一级吸湿塔5、二级冷却器6、余热制冷单元7、二级吸湿塔8、再生加热器9、送风回热器10和排风回热器11，其中：

再生器1分为溶液侧和空气侧，溶液侧出口与溶液泵2入口相连接，溶液泵2出口与溶液换热器3浓溶液入口相连接，溶液换热器3浓溶液出口与一级冷却器4溶液侧入口相连接，一级冷却器4溶液出口与一级吸湿塔5溶液侧入口相连接，一级吸湿塔5溶液侧出口与二级冷却器6溶液入口相连接，二级冷却器6溶液出口与二级吸湿塔8溶液侧入口相连接，二级吸湿塔溶液侧8出口与溶液换热器3稀溶液侧入口相连接，溶液换热器3稀溶液侧出口与再生加热器9溶液侧入口相连接，再生加热器9溶液侧出口与再生器1溶液侧入口相连接，盐溶液从而实现一个工质循环；

送风回热器10新风出口与一级吸湿塔5空气侧入口相连接，一级吸湿塔5空气侧出口与二级吸湿塔空气侧入口相连接，二级吸湿塔8空气侧出口与送风回热器10送风侧入口相连接；排风回热器11新风出口与再生器1空气侧入口相连接，再生器1空气侧出口与排风回热器11排风侧入口相连接，空气侧从而实现一个工质循环；