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一种溶液除湿蒸发冷水机及溶液除湿空调的制作方法

2023-09-13 12:29:49 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及蒸发冷却和热质交换领域,特别是涉及一种溶液除湿和间接蒸发冷却结合的溶液除湿蒸发冷水机及采用所述溶液除湿蒸发冷水机的溶液除湿空调。


背景技术:

2.蒸发冷却属于利用环境空气的干空气能的自然冷却方式,其中,露点(dew temperature)型间接蒸发冷却是通过在相互隔离的换热器的一个空间内,利用空气和水接触进行传热和传质,产生冷风和冷水,然后和换热器另外一个空间内的环境空气通过换热器壁进行显热交换,然后在填料表面进行直接蒸发获取冷风或冷水的过程。
3.对于数据中心的散热需求,露点型间接蒸发冷却可满足干燥地区例如中国西北的数据中心的夏季制冷需求,但是在其它地区夏季依然需要机械压缩制冷,才能达到数据中心it设备的温度要求。当环境空气温湿度比较高时,通过对空气进行除湿干燥,可降低露点,降低间接蒸发冷却的出水温度,这样就可以在夏季实现利用蒸发冷却的方式对数据中心it设备进行降温。
4.利用除湿溶液先对空气进行除湿,降低空气的露点温度,然后再进行蒸发冷却,即可得到所需温度的冷水。该类设备目前的研发集中在空气侧,除湿溶液浓缩还原使用太阳能或者热泵,因为浓缩需要的温度较高,造成热能利用效率偏低,整机效率相比传统空调设备没有明显的优势,并且设备庞大,投资维护成本高。
5.溶液除湿技术是利用包括太阳能、热泵、废热等的低价的热源来对除湿溶液进行浓缩,然后对空气除湿,再蒸发冷却获得冷空气或者冷水,是未来空调发展的方向,目前技术尚未成熟,主要是在研发太阳能空调和热泵溶液除湿空调,因其可以利用废热,所以前期研发出来的样机实测能效高于同等工作条件下的传统空调,但由于都是做的直接对空气处理的产品,设备体积庞大且处理能力低。


技术实现要素:

6.基于此,有必要提供一种溶液除湿蒸发冷水机及溶液除湿空调。
7.一种溶液除湿蒸发冷水机,包括溶液除湿单元、蒸发冷却单元及溶液浓缩再生单元;
8.所述溶液除湿单元用于采用除湿溶液的方式对进入所述溶液除湿蒸发冷水机的环境空气进行除湿处理;
9.所述蒸发冷却单元用于采用蒸发冷却的方式对空调循环水进行降温,得到冷水;
10.所述溶液浓缩再生单元用于将所述溶液除湿单元的对空气除湿处理后的浓度降低的除湿溶液,进行浓缩,再输送至所述溶液除湿单元循环利用。
11.上述溶液除湿蒸发冷水机,通过溶液浓缩再生单元重复利用除湿溶液,实现了溶液除湿和间接蒸发冷却结合的溶液除湿蒸发输出冷水效果,一方面降低了进入空气的湿度,从而降低了露点,进而间接地提升了蒸发冷却效果;另一方面除湿溶液可以循环利用,
整个溶液除湿蒸发冷水机只需补充循环水即可,方便易用,维护简单;再一方面由于采用冷水作为输出冷源,因此具有产品结构紧凑的优点,处理能力大幅提升。
12.进一步地,在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括空气过滤单元,所述空气过滤单元用于对进入所述溶液除湿蒸发冷水机内部的空气即环境空气进行过滤。
13.进一步地,在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括送风单元,所述送风单元用于将经过循环水以蒸发方式进行降温后的空气送出。
14.在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括空气过滤单元及送风单元,所述空气过滤单元用于对进入所述溶液除湿蒸发冷水机内部的空气进行过滤;所述送风单元用于将依次通过所述空气过滤单元、所述溶液除湿单元及所述蒸发冷却单元的空气送出。
15.在其中一个实施例中,所述溶液除湿单元包括溶液循环泵、溶液布液器、除湿填料结构、集液盘、溶液水箱及气液热交换器;
16.所述溶液循环泵与所述气液热交换器通过进液管道连通,所述气液热交换器与所述溶液布液器通过出液管道连通,所述进液管道还连通所述溶液水箱及所述溶液循环泵;
17.所述除湿填料结构邻近所述溶液除湿蒸发冷水机的空气入口或空气过滤单元设置,所述溶液布液器设置于所述除湿填料结构上方,所述溶液布液器用于向所述除湿填料结构布淋所述除湿溶液;
18.所述除湿填料结构设置于所述集液盘上方,所述集液盘用于汇集所述除湿填料结构中对空气进行除湿处理后的所述除湿溶液,并输送至所述溶液水箱。
19.在其中一个实施例中,所述蒸发冷却单元包括空调回水管道、空调供水管道、蒸发布水器、蒸发填料结构、集水盘、空调冷却水箱及补水阀;
20.所述空调回水管道连通所述蒸发布水器,所述空调供水管道连通所述空调冷却水箱;
21.所述蒸发填料结构设置于所述溶液除湿单元的除湿填料结构及气液热交换器之间,所述蒸发布水器设置于所述蒸发填料结构上方,所述蒸发布水器用于向所述蒸发填料结构布淋所述空调循环水;
22.所述蒸发填料结构位于所述集水盘上方,所述集水盘用于汇集所述蒸发填料结构中流出的、与经过所述溶液除湿单元后的空气以蒸发冷却方式进行降温后的冷水,输送至所述空调冷却水箱;
23.所述补水阀分别连通所述空调冷却水箱及外部水管,用于补充所述空调循环水。
24.在其中一个实施例中,所述溶液浓缩再生单元包括回收管道、再生管道、蒸发器、真空泵、冷凝结构、溶液浓缩循环泵和冷凝水箱;
25.所述回收管道的两端或进出口分别连通所述溶液除湿单元的溶液水箱及所述蒸发器;
26.所述再生管道连通所述溶液除湿单元的进液管道及溶液循环泵,还连通所述溶液浓缩循环泵及所述蒸发器;
27.所述真空泵通过蒸气管及三通阀连通所述蒸发器及所述冷凝结构;
28.所述冷凝结构的换热盘管部分设置于所述蒸发器的内腔中,以接触所述内腔中的所述除湿溶液,所述除湿溶液中的部分水分蒸发后产生的蒸汽经过所述真空泵后部分进入
所述冷凝结构内,产生的冷凝水流入所述冷凝水箱;
29.所述内腔中的所述除湿溶液在失去所述部分水分后,在所述溶液浓缩循环泵作用下经所述再生管道进入所述进液管道。
30.在其中一个实施例中,所述溶液浓缩再生单元还包括节流阀,所述溶液水箱中的对空气除湿处理后的所述除湿溶液,经所述回收管道及所述节流阀后,进入所述蒸发器内;及/或;
31.所述真空泵为磁悬浮真空泵或气悬浮真空泵;及/或;
32.所述溶液除湿蒸发冷水机还包括支撑框架,所述蒸发器设置于所述支撑框架上;及/或;
33.所述溶液除湿蒸发冷水机还包括连接所述真空泵的控制单元,所述控制单元用于通过控制所述真空泵的工作负荷来控制所述内腔及所述溶液水箱中的所述除湿溶液的浓度,从而调整进行除湿处理后的空气的湿度以控制所述蒸发冷却单元的空调冷却水箱中的所述空调循环水的温度。
34.在其中一个实施例中,所述控制单元还连接所述节流阀,所述控制单元用于在所述溶液水箱中的所述除湿溶液蓄积至预定位置时,自动开启所述节流阀以将所述溶液水箱中的所述除湿溶液输送入所述蒸发器内,且在所述溶液水箱中的所述除湿溶液低于所述溶液水箱中的感应位时,自动关闭所述节流阀;及/或,
35.所述控制单元还连接所述蒸发冷却单元的补水阀,所述控制单元用于在所述空调冷却水箱中的所述空调循环水低于所述空调冷却水箱中的补水位时,自动开启所述补水阀,在所述空调冷却水箱中的所述空调循环水高于特定水位时,自动关闭所述补水阀;及/或,
36.所述控制单元还连接所述三通阀,用于通过控制设置在所述溶液浓缩再生单元的蒸汽管上的所述三通阀来调节进入所述冷凝结构的蒸汽量,从而调节所述除湿溶液的温度;及/或,
37.所述控制单元还连接所述溶液循环泵,用于通过控制所述溶液除湿单元中所述除湿溶液的流量,从而调节所述溶液除湿单元对所述环境空气的除湿能力或冷却能力;及/或,
38.所述控制单元还连接所述溶液除湿蒸发冷水机的送风单元,用于控制所述溶液除湿蒸发冷水机的制冷量;及/或,
39.所述控制单元还连接所述溶液浓缩再生单元的溶液浓缩循环泵,用于控制向所述溶液除湿单元输送经蒸发后的所述除湿溶液的流量。
40.在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括空气过滤单元、送风单元及壳体;
41.所述送风单元,所述溶液除湿单元的气液热交换器、除湿填料结构、集液盘与溶液水箱,以及所述蒸发冷却单元的蒸发填料结构、集水盘与空调冷却水箱均设置于所述壳体内;
42.所述溶液除湿单元的进液管道及出液管道至少部分设置于所述壳体内;
43.所述溶液浓缩再生单元的回收管道与所述再生管道,以及所述蒸发冷却单元的空调回水管道与空调供水管道部分设置于所述壳体内;
44.所述空气过滤单元设置于所述壳体的进风口处,所述送风单元的送风位置设置于所述壳体的出风口处。
45.在其中一个实施例中,所述蒸发冷却单元工作于横流模式,所述溶液除湿单元工作于逆流模式或横流模式,且所述溶液除湿单元的气液热交换器工作于横流模式。
46.在其中一个实施例中,一种溶液除湿空调,其包括空气调节组件及任一项所述溶液除湿蒸发冷水机,所述蒸发冷却单元所得到的冷水输送至所述空气调节组件,且所述蒸发冷却单元从所述空气调节组件回收水作为所述循环水。
附图说明
47.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为本技术所述的溶液除湿蒸发冷水机一实施例的结构示意图。
49.图2为本技术所述的溶液浓缩再生单元一实施例的结构示意图。
50.图3为本技术所述的溶液浓缩再生单元及支撑框架一实施例的结构示意图。
51.图4为本技术所述的溶液除湿单元一实施例的结构示意图。
52.图5为本技术所述的蒸发冷却单元一实施例的结构示意图。
53.图6为本技术所述的溶液除湿蒸发冷水机另一实施例的结构示意图。
54.图7为本技术所述的溶液除湿蒸发冷水机另一实施例的结构示意图。
55.图8为图7所示实施例的部分结构示意图。
56.图9为本技术所述的蒸发冷却单元的蒸发填料结构工作于横流模式的示意图。
57.图10为本技术所述的溶液除湿单元的除湿填料结构工作于横流模式的示意图。
58.图11为本技术所述的溶液除湿单元的除湿填料结构工作于逆流模式的示意图。
59.图12为本技术所述的溶液除湿单元的气液热交换器工作于横流模式的示意图。
60.附图标记:
61.空气过滤单元100、溶液除湿单元200、蒸发冷却单元300、溶液浓缩再生单元400、送风单元500、壳体600、支撑框架700、除湿溶液800、空调循环水900、进风口f1、出风口f2、进风方向f3、水流方向f4;
62.进液管道210、出液管道220、溶液循环泵230、溶液布液器240、除湿填料结构250、集液盘260、溶液水箱270、感应位271、检测件272、导线273、气液热交换器280、进液端d1、出液端d2;
63.空调回水管道310、空调供水管道320、空调冷却水循环泵330、蒸发布水器340、蒸发填料结构350、集水盘360、空调冷却水箱370、补水位371、补水阀380、进水口s1、出水口s2;
64.回收管道410、再生管道420、节流阀430、蒸发器440、输出端441、内腔442、真空泵480、三通阀451、冷凝结构460、溶液浓缩循环泵470、除沫器450、蒸气管481、冷凝水箱490、排水口491。
具体实施方式
65.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进,因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
66.需要说明的是,当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
67.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
68.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触,或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
69.除非另有定义,本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
70.本技术公开了一种溶液除湿蒸发冷水机,其包括以下实施例的部分结构或全部结构;即,所述溶液除湿蒸发冷水机包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在本技术一个实施例中,一种溶液除湿蒸发冷水机,包括溶液除湿单元、蒸发冷却单元及溶液浓缩再生单元;所述溶液除湿单元用于采用除湿溶液的方式对进入所述溶液除湿蒸发冷水机的环境空气进行除湿处理;所述蒸发冷却单元用于采用蒸发冷却的方式对空调循环水进行降温,得到冷水;所述溶液浓缩再生单元用于将所述溶液除湿单元的对空气除湿处理后的浓度降低的除湿溶液,进行浓缩,再输送至所述溶液除湿单元循环利用。上述溶液除湿蒸发冷水机,通过溶液浓缩再生单元重复利用除湿溶液,实现了溶液除湿和间接蒸发冷却结合的溶液除湿蒸发输出冷水效果,一方面降低了进入空气的湿度,从而降低了露点,进而间接地提升了蒸发冷却效果;另一方面除湿溶液可以循环利用,整个溶液除湿蒸发冷水机只需补充循环水即可,方便易用,维护简单;再一方面由于采用冷水作为输出冷源,因此具有产品结构紧凑的优点,处理能力大幅提升。
71.进一步地,在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括空气过滤单元,所述空气过滤单元用于对进入所述溶液除湿蒸发冷水机内部的空气即环境空气进行过滤。在其中一个实施例中,一种溶液除湿蒸发冷水机如图1所示,其包括空气过滤单元100、溶液除湿单元200、蒸发冷却单元300、溶液浓缩再生单元400及送风单元500;其中,所述空气过
滤单元100用于对进入所述溶液除湿蒸发冷水机内部的空气进行过滤;所述溶液除湿单元200用于采用溶液除湿的方式对进入所述溶液除湿蒸发冷水机的环境空气进行除湿处理;所述蒸发冷却单元300用于采用蒸发冷却的方式对空调循环水900进行降温,得到冷水;所述溶液浓缩再生单元400用于将所述溶液除湿单元200的对空气除湿处理后浓度降低的除湿溶液800,进行浓缩,再输送至所述溶液除湿单元200循环利用;所述送风单元500用于将依次通过所述空气过滤单元100、所述溶液除湿单元200及所述蒸发冷却单元300的空气送出。所述送风单元500在出风口f2处对外送风,使外部空气从进风口f1处,经所述空气过滤单元100进入所述溶液除湿蒸发冷水机内部,到达所述溶液除湿单元200处。本实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括送风单元500,所述送风单元500用于将经过空调循环水900以蒸发方式进行降温后的空气送出。各实施例中,进风口f1及出风口f2可以集成于安装环境,亦可设置为单独的结构件,还可集成设置于其他结构例如壳体上。进一步地,在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括进风结构,所述进风结构用于将外部空气送至所述空气过滤单元100处,且经所述空气过滤单元100入所述溶液除湿蒸发冷水机内部,到达所述溶液除湿单元200处。这样的设计,在炎热环境,有利于提升进入空气量,配合所述溶液除湿单元200及所述溶液浓缩再生单元400除湿除水后,有利于提升所述蒸发冷却单元300的蒸发冷却效果;尤其是对于数据中心,因为it设备工作时,出风温度较高,因为可利用的自然冷源时间也较久,所以溶液除湿蒸发冷水机在高温区工作时更能发挥其优势,有利于作为溶液除湿空调使用。
72.所述空气过滤单元100用于对进入其内部的空气进行过滤,即进入所述溶液除湿蒸发冷水机的空气经所述空气过滤单元100进行过滤;在其中一个实施例中,所述空气过滤单元100为空气滤网或者包含有所述空气滤网的结构件等。在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括送风单元500,所述送风单元500用于将空气在对空调循环水900以蒸发方式进行降温后送出,即所述送风单元500用于将经过空调循环水900以蒸发方式进行降温后的空气送出,亦即所述送风单元500用于将制备冷水后的空气送出,具体地,对空调循环水900以蒸发方式进行降温后得到冷水及高湿度空气,所述送风单元500将所述高湿度空气送出。在其中一个实施例中,所述送风单元500为风机或者包含有所述风机的结构件等。所述送风单元500配合所述空气过滤单元100,有利于增加进入所述溶液除湿蒸发冷水机内部在所述溶液除湿单元200处进行除湿处理空气量。
73.所述溶液除湿单元200用于采用除湿溶液800对在所述空气过滤单元100中过滤后的空气进行除湿处理;即对进入所述溶液除湿蒸发冷水机种的经过了过滤的空气进行除湿处理。在其中一个实施例中,所述除湿溶液800可采用现有溶液除湿技术的溶液,例如溴化锂、氯化锂、氯化钙、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、丙二醇、丙三醇等溶液,只需适合所述溶液浓缩再生单元400浓缩除水安全使用即可。
74.所述蒸发冷却单元300用于采用经过所述溶液除湿单元200除湿处理后的空气,对空调循环水900以蒸发方式进行降温,得到所需温度的冷水;即对空调循环水900进行蒸发冷却,得到用于输出的冷却水,采用所述冷却水进行外部降温;由于水的比热容远大于空气的比热容,例如在标准状态下,水的比热容为4200焦耳每千克摄氏度,空气的比热容为1400焦耳每千克摄氏度,因此在散热降温方面结合传导散热方式,相对于空气调节方式具有更佳降温效果。
75.所述溶液浓缩再生单元400用于将对空气除湿处理后的所述除湿溶液800,进行浓缩,输送至所述溶液除湿单元200循环利用;所述溶液浓缩再生单元400是本技术的重点,本技术各实施例所述溶液除湿蒸发冷水机在使用过程中只需补充空调循环水900即可,正是由于所述溶液浓缩再生单元400的巧妙设计,将对空气除湿处理后的所述除湿溶液800进行浓缩,以减少其中的水分,恢复所述除湿溶液800的浓度,而且该浓度是可控的,尤其是配合真空泵可以准确控制所述除湿溶液800的浓度;即通过所述溶液浓缩再生单元400的作用,能够控制所述除湿溶液800的浓度,从而有效除湿地调整空气的相对湿度,进而降低露点,最终提升蒸发冷却效果,即控制所述蒸发冷却单元300中的所述空调循环水900的出水温度,在此过程中除湿溶液可以循环利用,整个溶液除湿蒸发冷水机只需补充循环水即可,方便易用,维护简单,可应用于各种需要冷水降温的场合,例如商务大厦、数据机房等。
76.在其中一个实施例中,所述溶液浓缩再生单元400如图2所示,其包括回收管道410、再生管道420、蒸发器440、真空泵480、冷凝结构460、溶液浓缩循环泵470和冷凝水箱490;本实施例中,所述真空泵480设置于所述蒸发器440外,所述溶液浓缩再生单元400还包括连通所述真空泵480的除沫器450,所述除沫器450可设置于所述蒸发器440内亦可设置于所述蒸发器440外,所述除沫器450、所述真空泵480及所述冷凝结构460通过蒸气管481顺序连通,本实施例中,所述除沫器450设置于所述蒸发器440内。可以理解的是,冷凝结构460例如冷凝盘管,以及除沫器450均可作为所述蒸发器440的一个组件,即所述蒸发器440可包括所述冷凝结构460及所述除沫器450。所述真空泵480可以为透平机。所述蒸发器440包括管壳式换热器及板式换热器,图2所示为管壳式换热器中的满液式蒸发器,在实际应用中还可以采用管壳式换热器中的降膜式蒸发器,亦可采用板式换热器。
77.本实施例中,所述溶液浓缩再生单元400还包括设置于所述真空泵480及所述冷凝结构460之间的三通阀451,所述三通阀451的第一端连接所述真空泵480,第二端连接所述冷凝结构460,第三端连通冷凝水箱490的冷凝水;所述溶液除湿蒸发冷水机或所述溶液浓缩再生单元400用于通过控制所述三通阀451的连通状态,以控制所述蒸发器440的内腔442中的所述除湿溶液800的温度及浓度,在所述内腔442通过所述三通阀451连通所述冷凝结构460的状态下,所述除湿溶液800的蒸发水分进入所述冷凝结构460;在所述内腔442通过所述三通阀451连通外部空气的状态下,所述除湿溶液800的蒸发水分进入冷凝水箱490;三通阀451的阀门开得越大,湿气水分释放到冷凝水箱490中越多,对应所述除湿溶液800的溶液温度就越低。在其中一个实施例中,所述三通阀451的第三端直接连通外部空气或者排水管道,这样,所述除湿溶液800的蒸发水分直接进入外部空气或者排水管道;进一步地,在其中一个实施例中,配合具有控制模块的实施例,所述控制模块连接所述三通阀451,通过控制所述三通阀451的连通状态及连通比例,以控制所述真空泵480的工作负荷,从而控制所述内腔442及所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800的浓度,进而根据所述除湿溶液800的浓度调整进行除湿处理的空气的湿度,最后以蒸发方式控制所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900的出水温度,其余实施例以此类推,不做赘述。其它实施例中,所述控制模块还可分别连接所述三通阀451及所述真空泵480。对于具有除沫器450的实施例,所述三通阀451设置于所述除沫器450及所述冷凝结构460之间。这样的设计,由于所述除湿溶液800的浓度可控,因此所述溶液除湿蒸发冷水机内部的空气的相对湿度可控,从而降低露点,进而起到提升蒸发冷却作用的效果,因此可以调整所述空调冷却水箱370中的所述空调循环
水900的出水温度。
78.结合图4,在其中一个实施例中,所述溶液除湿单元200包括溶液循环泵230、溶液布液器240、除湿填料结构250、集液盘260、溶液水箱270及气液热交换器280;所述溶液循环泵230与所述气液热交换器280通过进液管道210连通,所述气液热交换器280与所述溶液布液器240通过出液管道220连通,所述进液管道210还连通所述溶液水箱270及所述溶液循环泵230;所述除湿填料结构250邻近所述溶液除湿蒸发冷水机的空气入口或空气过滤单元100设置,所述溶液布液器240设置于所述除湿填料结构250上方,所述溶液布液器240用于向所述除湿填料结构250布淋所述除湿溶液800;所述除湿填料结构250设置于所述集液盘260上方,所述集液盘260用于汇集所述除湿填料结构250中对空气进行除湿处理后的所述除湿溶液800,并输送至所述溶液水箱270。在其中一个实施例中,所述回收管道410分别连通所述溶液除湿单元200的溶液水箱270及所述蒸发器440;即所述回收管道410的两端或进出口分别连通所述溶液除湿单元200的溶液水箱270及所述蒸发器440,例如所述回收管道410的一端连通所述溶液水箱270,另一端连通所述蒸发器440;所述再生管道420连通所述溶液除湿单元200的进液管道210及溶液循环泵230,还连通所述溶液浓缩循环泵470及所述蒸发器440;例如,所述再生管道420、所述溶液循环泵230、所述溶液除湿单元200的进液管道210顺序连通,所述再生管道420、所述溶液浓缩循环泵470、所述蒸发器440顺序连通。本实施例中,所述再生管道420连通所述蒸发器440底部的输出端441。在其中一个实施例中,所述蒸发冷却单元300工作于横流模式,所述溶液除湿单元200工作于逆流模式或横流模式,且所述溶液除湿单元200的气液热交换器280工作于横流模式。其中,横流模式为进风方向与水流的方向成直角,逆流模式为进风方向和水流的方向相反。在其中一个实施例中,如图9所示,所述蒸发冷却单元300的蒸发填料结构350工作于横流模式,水流方向f4与进风方向f3成直角;在其中一个实施例中,如图10所示,所述溶液除湿单元200的除湿填料结构250工作于横流模式,水流方向f4与进风方向f3成直角;在其中一个实施例中,如图11所示,所述溶液除湿单元200的除湿填料结构250工作于逆流模式,水流方向f4与进风方向f3相反;在其中一个实施例中,如图12所示,所述溶液除湿单元200的气液热交换器280工作于横流模式,水流方向f4与进风方向f3成直角。其余实施例以此类推,不做赘述。
79.所述真空泵480设置于所述蒸发器440的内腔442外,且所述真空泵480通过蒸气管481连通所述冷凝结构460;在其中一个实施例中,所述真空泵480通过蒸气管481及三通阀451连通所述蒸发器440及所述冷凝结构460;对于具有除沫器450的实施例,所述除沫器450通过蒸气管481顺序连通所述真空泵480及所述冷凝结构460;或者,所述除沫器450通过蒸气管481顺序连通所述真空泵480、所述三通阀451及所述冷凝结构460。
80.所述冷凝结构460至少部分设置于所述蒸发器440的内腔442中,以接触所述蒸发器440内的所述除湿溶液800,所述除湿溶液800中的部分水分经所述真空泵480进入所述冷凝结构460内,冷却后进入所述冷凝水箱490;所述蒸发器440的内腔442中的所述除湿溶液800在失去所述部分水分后,在所述溶液浓缩循环泵470作用下经所述再生管道420进入所述进液管道210。对于具有除沫器450的实施例,所述内腔442中的除湿溶液800蒸发出来的水分,顺序经所述真空泵480及所述除沫器450进入所述冷凝结构460中。进一步地,所述冷凝结构460包括冷凝管道、冷凝盘管及冷凝回路。所述冷凝结构460的作用是将蒸发出来的所述除湿溶液800中的部分水分排出。进一步地,所述除湿溶液800中的部分水分经所述真
空泵480进入所述冷凝结构460内,冷却后进入所述冷凝水箱490,同时使所述蒸发器440内的所述除湿溶液800升温。这样的设计,充分利用了蒸发能量,使其部分回归所述蒸发器440内以加热所述除湿溶液800,避免了能量浪费及致使外部环境的温度上升,有利于提升所述除湿溶液800的温度,从而提升对于降低空气的相对湿度的作用;而且如上所述,通过蒸发除去所述除湿溶液800中的部分水分,有利于控制所述除湿溶液800的浓度,从而控制例如降低空气的相对湿度,进而控制例如降低露点,最终提升蒸发冷却效果。
81.进一步地,所述冷凝水箱490设有排水口491,用于通过所述排水口491排出冷凝水。进一步地,所述排水口491通过排水管道连通所述蒸发冷却单元300的补水阀380及空调冷却水箱370,用于将排出的所述冷凝水输送至所述空调冷却水箱370中。这样的设计,在空气湿度亦即相对湿度合适的状况下,无需对外排水,直接将所述冷凝水输送至所述空调冷却水箱370中实现循环再利用;在其他实施例中,还可以在所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900低于所述空调冷却水箱370中的补水位371时,自动将所述冷凝水输送至所述空调冷却水箱370中;在所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900高于特定水位时,自动排出多余的所述冷凝水。
82.在其中一个实施例中,如图2所示,所述溶液浓缩再生单元400还包括节流阀430,所述溶液水箱270中的对空气除湿处理后的所述除湿溶液800,经所述回收管道410及所述节流阀430后,进入所述蒸发器440内;在其中一个实施例中,所述真空泵480为磁悬浮真空泵或气悬浮真空泵;在其中一个实施例中,所述溶液浓缩再生单元400还包括节流阀430,所述溶液水箱270中的对空气除湿处理后的所述除湿溶液800,经所述回收管道410及所述节流阀430后,进入所述蒸发器440内;且所述真空泵480为磁悬浮真空泵或气悬浮真空泵。其余实施例以此类推,不做赘述。相对于太阳能或者热泵进行提升所述除湿溶液800的浓度,即去除其中的部分水分,磁悬浮真空泵或气悬浮真空泵具有较高的能效比,在试制机中可达太阳能或者热泵能效的10倍以上,有利于实现露点型间接蒸发冷却和溶液除湿蒸发冷却的无缝对接,在数据中心使用可充分利用自然冷源。
83.在其中一个实施例中,如图3所示,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括支撑框架700,所述蒸发器440设置于所述支撑框架700上。所述支撑框架700可以采用不锈钢或者铝合金制得,从成本考虑所述支撑框架700可以仅包括多个分离设置的支撑件。采用所述支撑框架700,有利于使所述蒸发器440的输出端441位于所述蒸发器440的底部,以便于输出浓缩再生的所述除湿溶液800。
84.在其中一个实施例中,如图4所示,所述溶液除湿单元200包括进液管道210、出液管道220、溶液循环泵230、溶液布液器240、除湿填料结构250、集液盘260、溶液水箱270及气液热交换器280;所述再生管道420、所述进液管道210、所述气液热交换器280、所述出液管道220及所述溶液布液器240顺序连通,所述进液管道210还连通所述溶液水箱270及所述溶液循环泵230;结合图2,所述再生管道420通过进液端d1连通所述进液管道210,所述溶液水箱270通过出液端d2连通所述回收管道410。本实施例中,所述进液管道210的一端连通所述气液热交换器280,所述进液管道210的另一端通过所述溶液循环泵230连通所述进液端d1及所述溶液水箱270,用于在所述溶液循环泵230的作用下将所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800输送至所述气液热交换器280。对于具有所述送风单元500的实施例,所述气液热交换器280邻近所述送风单元500设置。
85.所述除湿填料结构250邻近所述空气过滤单元100设置,即所述除湿填料结构250位于所述空气过滤单元100的进风方向的另一侧,以使外部空气经所述空气过滤单元100过滤后在所述除湿填料结构250处进行除湿处理。所述溶液布液器240设置于所述除湿填料结构250上方,所述溶液布液器240用于向所述除湿填料结构250布淋所述除湿溶液800,亦可以喷洒或滴加等方式施加所述除湿溶液800;所述除湿溶液800的除湿作用可参照传统技术,在此从略。
86.所述除湿填料结构250设置于所述集液盘260上方,所述集液盘260用于汇集所述除湿填料结构250将空气进行除湿处理后的所述除湿溶液800,并输送至所述溶液水箱270,此时所述除湿溶液800由于吸收了水分,浓度下降,如果浓度降到一定程度还继续采用则对空气的吸湿能力下降,因此在浓度下降时,例如低于某一阈值时,需采用所述溶液浓缩再生单元400将对空气除湿处理后的所述除湿溶液800,进行浓缩,去其水分,使其再生,能够被重复利用。
87.本实施例中,所述溶液除湿单元200还包括溶液循环泵230,所述溶液循环泵230连通所述进液管道210,以将所述除湿溶液800泵入所述进液管道210且输送至所述气液热交换器280、所述出液管道220及所述溶液布液器240。进一步地,所述进液管道210还连通所述溶液水箱270。这样当所述除湿溶液800的浓度下降不大,还可重复使用时,例如使用环境的空气湿度较低时,所述溶液循环泵230直接从所述溶液水箱270将所述除湿溶液800泵入所述进液管道210及所述气液热交换器280等,此时无需所述溶液浓缩再生单元400工作,有利于节约能耗。
88.进一步地,在其中一个实施例中,所述溶液水箱270设有感应位271,所述节流阀430还用于在所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800低于所述感应位271时,自动关闭。进一步地,结合图4及图6,所述节流阀430还通过导线273连接所述溶液水箱270中的检测件272,用于在所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800蓄积至预定位置时,自动开启以将所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800输送入所述蒸发器440内。在其中一个实施例中,所述检测件272采用电阻配合传感器实现。这样的设计,有利于避免所述溶液水箱270满溢,从而保证了所述溶液水箱270的使用安全。
89.在其中一个实施例中,如图5所示,所述蒸发冷却单元300包括空调回水管道310、空调供水管道320、蒸发布水器340、蒸发填料结构350、集水盘360、空调冷却水箱370及补水阀380;所述空调回水管道310连通所述蒸发布水器340,所述空调供水管道320连通所述空调冷却水箱370;所述蒸发填料结构350设置于所述除湿填料结构250及所述气液热交换器280之间且位于除湿处理后的空气中,所述蒸发布水器340设置于所述蒸发填料结构350上方,所述蒸发布水器340用于向所述蒸发填料结构350布淋所述空调循环水900,亦可以喷洒或滴加等方式施加所述空调循环水900;施加方式包括但不限于滴落、缓流及喷淋等。本实施例中,所述蒸发冷却单元300还包括空调冷却水循环泵330,所述空调回水管道310通过所述空调冷却水循环泵330与所述蒸发布水器340连通,所述空调冷却水循环泵330用于通过所述空调回水管道310将使用后的冷水泵入所述蒸发布水器340以作为循环水重复利用。所述空调回水管道310设有进水口s1以连通外部进水管道,所述空调供水管道320设有出水口s2以连通外部出水管道。
90.所述蒸发填料结构350位于所述集水盘360上方,所述集水盘360用于汇集所述蒸
发填料结构350中与除湿后的空气以蒸发方式进行降温后的冷水,即汇集所述蒸发填料结构350中流出的、与经过所述溶液除湿单元200后的空气以蒸发冷却方式进行降温后的冷水,输送至所述空调冷却水箱370;亦即采用空调循环水900配合除湿后的空气,以蒸发方式对循环水进行降温后,得到冷水,并将冷水输送至所述空调冷却水箱370;所述补水阀380分别连通所述空调冷却水箱370及外部水管,用于补充所述空调循环水900。由于蒸发损耗,因此补充所述空调循环水900是必需的。进一步地,所述空调冷却水箱370设有补水位371,所述补水阀380还用于在所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900低于所述空调冷却水箱370中的补水位371时,自动开启;自动开启包括自动开启特定时长及自动开启至所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900高于特定水位。这样的设计,有利于自动补水,避免浪费人力。
91.进一步地,在其中一个实施例中,如图6所示,所述蒸发填料结构350邻近所述除湿填料结构250设置;所述蒸发填料结构350设置于所述气液热交换器280及所述除湿填料结构250之间,且所述送风单元500邻近所述气液热交换器280设置。这样的设计,有利于利用高温的所述除湿溶液800形成较高温度的空气环境,提升所述蒸发填料结构350的蒸发效果。
92.在其中一个实施例中,如图7所示,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括壳体600;所述空气过滤单元100设置于所述壳体600的进风口处,所述送风单元500的送风位置设置于所述壳体600的出风口处;所述溶液除湿单元200设置于所述壳体600内;所述蒸发冷却单元300至少部分设置于所述壳体600内;所述溶液浓缩再生单元400至少部分设置于所述壳体600外或者所述溶液浓缩再生单元400至少部分设置于所述壳体600内。当所述溶液除湿蒸发冷水机安装于特定环境时,例如具有一定的密封空间以供所述溶液除湿单元200、所述蒸发冷却单元300及所述送风单元500传送经所述空气过滤单元100过滤后的空气,则可以不用所述壳体600;当形成一个完整的产品而非解决方案时,则可以采用所述壳体600形成相对独立的部分结构,配合管道实现除湿溶液800及空调循环水900的输入与输出,所述溶液浓缩再生单元400可以全部或者部分设置于所述壳体600外,通过回收管道410及再生管道420连通所述溶液除湿单元200。所述管道包括进液管道210、出液管道220、空调回水管道310、空调供水管道320、回收管道410及再生管道420等。
93.在其中一个实施例中,如图8所示,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括壳体600;所述送风单元500、所述气液热交换器280、所述除湿填料结构250、所述集液盘260、所述溶液水箱270、所述蒸发填料结构350、所述集水盘360及所述空调冷却水箱370均设置于所述壳体600内;所述进液管道210及所述出液管道220至少部分设置于所述壳体600内;所述回收管道410、所述再生管道420、所述空调回水管道310及所述空调供水管道320部分设置于所述壳体600内;所述空气过滤单元100设置于所述壳体600的进风口f1处,所述送风单元500的送风位置设置于所述壳体600的出风口f2处。进一步地,所述溶液布液器240、所述蒸发布水器340、所述补水阀380及/或所述溶液循环泵230亦设置于所述壳体600内。
94.为了便于实现自动控制,在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机还包括控制单元;所述控制单元连接所述真空泵480,所述控制单元用于通过控制所述真空泵480的工作负荷来控制所述内腔442及所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800的浓度,从而调整进行除湿处理后的空气的湿度以控制所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900的
温度。在其中一个实施例中,所述控制单元还连接所述节流阀430,所述控制单元用于在所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800蓄积至预定位置时,自动开启所述节流阀430以将所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800输送入所述蒸发器440内,且在所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800低于所述溶液水箱270中的感应位271时,自动关闭所述节流阀430;及/或,所述控制单元连接所述补水阀380,所述控制单元用于在所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900低于所述空调冷却水箱370中的补水位371时,自动开启所述补水阀380,在所述空调冷却水箱370中的所述空调循环水900高于特定水位时,自动关闭所述补水阀380;及/或,所述控制单元还连接所述溶液浓缩再生单元400的溶液浓缩循环泵470,用于控制向所述溶液除湿单元200输送经蒸发后的所述除湿溶液800的流量。在其中一个实施例中,所述控制单元还连接所述三通阀451,用于通过控制设置在所述溶液浓缩再生单元400的蒸汽管481上的所述三通阀451来调节进入所述冷凝结构460的蒸汽量,从而调节所述除湿溶液800的温度;及/或,所述控制单元还连接所述溶液循环泵230,用于通过控制所述溶液除湿单元200中所述除湿溶液800的流量,从而调节所述溶液除湿单元200对所述环境空气的除湿能力或冷却能力;及/或,所述控制单元还连接所述溶液除湿蒸发冷水机的送风单元500,用于控制所述溶液除湿蒸发冷水机的制冷量;及/或,所述控制单元还连接所述溶液浓缩再生单元400的溶液浓缩循环泵470,用于控制向所述溶液除湿单元200输送经蒸发后的所述除湿溶液800的流量。所述控制单元还连接所述溶液浓缩循环泵470,用于控制所述溶液浓缩再生单元400的工作状态以向所述溶液水箱270输送经蒸发后的所述除湿溶液800。这样的设计,有利于自动化控制所述溶液除湿蒸发冷水机及精确控制所需温度的冷水,确保散热降温效果。
95.下面再给出一个具体应用的实施例,一种溶液除湿蒸发冷水机,其采用磁悬浮真空泵或气悬浮真空泵提供真空及热源,进行除湿溶液800的浓缩再生,所述溶液除湿蒸发冷水机在冬季模式可只靠间接蒸发冷却来对空调的空调循环水900降温,当间接蒸发冷却达不到所需水温时,溶液除湿单元200启动运行,开始对进入设备的外部空气进行除湿处理,外部空气湿度降低后,露点温度大幅降低,在后段的蒸发冷却过程即可得到所需温度的冷水。所述溶液除湿蒸发冷水机包括空气滤网、溶液除湿单元200、蒸发冷却单元300、溶液浓缩再生单元400、风机、控制单元、壳体600及支撑框架700;所述溶液除湿单元200包括溶液布液器240、除湿填料结构250、集液盘260、溶液水箱270、溶液循环泵230、气液热交换器280;所述蒸发冷却单元300包含蒸发填料结构350、蒸发布水器340、集水盘360、空调冷却水箱370、补水阀380;所述溶液浓缩再生单元400包含节流阀430、蒸发器440、真空泵480、冷凝盘管、溶液浓缩循环泵470,所述溶液浓缩再生单元400放置在所述壳体600外部的所述支撑框架700上;所述空气滤网位于所述壳体600的进风口f1,所述风机位于所述壳体600的出风口f2。本实施例中,采用空气滤网作为空气过滤单元100,采用风机作为送风单元500。所述溶液除湿蒸发冷水机在所述溶液浓缩再生单元400工作时,通过调整所述真空泵480的工作负荷来调整所述溶液除湿蒸发冷水机的空调冷却水箱370的出水温度;所述溶液除湿蒸发冷水机的所述溶液除湿单元200工作时,所述溶液除湿蒸发冷水机的所述溶液水箱270通过所述节流阀430调节所述溶液水箱270中的所述除湿溶液800的液位。
96.在其中一个实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机包含空气过滤单元100、溶液除湿单元200、蒸发冷却单元300及溶液浓缩再生单元400,所述溶液除湿蒸发冷水机工作时,外
部空气先经过空气过滤单元100对空气进行过滤净化,然后通过溶液除湿单元200对空气进行除湿处理,再通过蒸发冷却单元300对空调的空调循环水900降温,得到所需温度的冷水。所述溶液浓缩再生单元400工作时,真空泵480高速转动产生真空,蒸发器440内除湿溶液800中的水蒸发,水蒸气进入真空泵480,出来的高温水蒸气通过蒸气管481被输送至冷凝结构460例如冷凝盘管凝结为水,凝结过程释放出的热量用于对蒸发器440内的除湿溶液800进行加热;这样即可实现露点型间接蒸发冷却和溶液除湿蒸发冷却的无缝对接,以在数据中心使用为例,除了在冬季和过渡季节可大幅利用自然冷源,夏季可利用溶液除湿蒸发模式对空调的空调循环水900降温,不但成本可大幅降低,综合能效也高于常规冷冻水系统;且所述溶液浓缩再生单元400的设计有利于除湿溶液800的再生循环利用。
97.各实施例中,所述溶液除湿蒸发冷水机的工作模式有夏季模式、过渡季模式及冬季模式;在所述夏季模式运行时,所述溶液除湿蒸发冷水机的所述溶液除湿单元200、所述溶液浓缩再生单元400、所述蒸发冷却单元300同时工作,所述溶液除湿蒸发冷水机工作于溶液除湿蒸发冷却模式;在所述冬季模式运行时,所述溶液除湿蒸发冷水机的所述溶液除湿单元200及所述溶液浓缩再生单元400不工作,仅所述蒸发冷却单元300工作,所述溶液除湿蒸发冷水机工作于直接蒸发冷却模式;在所述过渡季模式运行时,所述溶液除湿蒸发冷水机的所述溶液除湿单元200、所述蒸发冷却单元300同时工作,所述溶液浓缩再生单元400不工作,所述溶液除湿蒸发冷水机工作于间接蒸发冷却模式。在所述过渡季模式运行时,根据需求及实际状况,所述溶液浓缩再生单元400亦可间歇地工作。
98.在其中一个实施例中,一种溶液除湿空调,其包括任一实施例所述溶液除湿蒸发冷水机,在其中一个实施例中,一种溶液除湿空调,其包括空气调节组件及任一实施例所述溶液除湿蒸发冷水机,所述蒸发冷却单元300所得到的冷水输出至所述空气调节组件,且所述蒸发冷却单元300从所述空气调节组件回收水作为所述空调循环水900。在其中一个实施例中,所述蒸发冷却单元300从所述空气调节组件回收使用后的所述冷水作为所述空调循环水900。在其中一个实施例中,所述空气调节组件为末端空调例如换热器等。这样的设计,通过溶液浓缩再生单元重复利用除湿溶液,实现了溶液除湿和间接蒸发冷却结合的溶液除湿蒸发输出冷水效果,一方面降低了进入空气的湿度,从而降低了露点,进而间接地提升了蒸发冷却效果;另一方面除湿溶液可以循环利用,整个溶液除湿蒸发冷水机只需补充循环水即可,方便易用,维护简单;再一方面由于采用冷水作为输出冷源,因此具有产品结构紧凑的优点,处理能力大幅提升。
99.需要说明的是,本技术的其它实施例还包括,上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的溶液除湿蒸发冷水机及溶液除湿空调。
100.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
101.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。
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