[发明专利]一种基于静电场界面强化的溶液除湿/再生器

说明书

本发明公开了一种基于静电场界面强化的溶液除湿/再生器，包括两个并行设置的壳体通道以及电源，壳体通道用于除湿溶液的通过；所述壳体通道为四面体结构，两个壳体通道之间相对的面均为金属多孔薄膜，其余三面均为有机玻璃；每个壳体通道中，与所述金属多孔薄膜相对面的有机玻璃上装嵌有金属丝；两个壳体通道之间通过平行设置的上挡板和下挡板连接，形成空气通道；所述电源的正极分别与两个壳体通道的金属多孔薄膜相连、负极分别与两个壳体通道的金属丝相连。该溶液除湿/再生器利用界面处外加静电场对盐溶液内离子的吸引以及对水分子的定向排列作用，改变了界面层内离子分布以及溶液表面张力，增强了水分子原有的迁移趋势，强化了传质效果。

技术领域

本发明属于溶液除湿技术领域，具体涉及一种基于静电场界面强化的溶液除湿/再生器。

背景技术

自20世纪50年代液体除湿空调系统的构想提出以来，溶液除湿系统得以被广泛研究和应用，主要涉及的应用领域有住宅、纺织、冷库抑霜、压缩空气干燥等。溶液除湿系统由除湿器和再生器组成。在除湿器中，水蒸气分压力较低的除湿溶液与待除湿空气接触，水蒸气分压差驱动空气中的水分向溶液中转移，达到降低空气含湿量的目的；在再生器中，水分子迁移方向与前者相反，达到提升除湿溶液浓度的目的。该技术能够高效利用可再生能源、废热及余热能源，实现在低品位热能的驱动下进行空气除湿，同时也能实现空气温、湿度的解耦处理，具有可观的节能应用前景。

溶液除湿系统中，空气与溶液的传热传质过程对整个系统的性能有着重要影响。当低品位热源温度较低时，再生速率也会降低，此时再生量和除湿量无法平衡匹配，这将严重影响到系统的稳定高效运作，因此需要额外的能耗进行辅助加热。另一方面，再生温度是影响再生性能的重要参数，再生温度越高，再生性能则越好，但过高的再生温度将会导致装置的材料发生形变，进而影响材料的尺寸及其机械强度，造成产品质量降低。通过强化除湿/再生器内部的溶液与空气的热湿传递，能够较大程度的减少再生能耗。

如何强化除湿和再生的传热传质过程是近年来研究的热点问题之一，尤其是外部物理场对气液传质的研究，如磁场、电场、超声场及超重力场等。其中，电场强化这一手段已被应用于物料干燥、气体吸收等方面，但用于溶液除湿领域的研究较少。同时，界面强化这一理论也得到了发展，研究较多的是基于太阳能的界面强化传热传质，由于加热界面薄层比加热整个溶液体相要容易很多，从而提高了能量的利用效率，而传质的行为本质也是发生在界面处，若把强化的聚焦点置于界面的薄层内将大幅提高传质的效率。此外，降膜装置内的空气流道很少出现扰动，空气的流态仍有较大的优化空间。

发明内容

为了改善溶液再生/除湿过程中气液传质不充分的缺点，减少传质间阻力，以强化溶液和空气间的水分迁移，同时减少能耗，本发明将静电场引入到除湿/再生器中，提供了一种基于静电场界面强化的溶液除湿/再生器。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于静电场界面强化的溶液除湿/再生器，包括两个并行设置的壳体通道以及电源，所述壳体通道用于除湿溶液的通过；

所述壳体通道为四面体结构，两个壳体通道之间相对的面均为金属多孔薄膜，其余三面均为有机玻璃；其中，每个壳体通道中，与所述金属多孔薄膜相对面的有机玻璃上装嵌有金属丝；

所述两个壳体通道之间通过平行设置的上挡板和下挡板连接，上挡板和下挡板之间形成空气通道；

所述电源的正极分别与两个壳体通道的金属多孔薄膜相连、负极分别与两个壳体通道的金属丝相连。

由于所述外加电源的正负极分别接于正极金属多孔薄膜和接地极U形金属丝，正极金属多孔薄膜和接地极金属丝之间形成电场，在界面处溶液中带电离子受正极金属丝的吸引或排斥，水分子的偶极取向也将趋向于定向排列。

本发明的装置利用界面处外加静电场对盐溶液内离子的吸引以及对水分子的定向排列作用，改变了界面层内离子分布以及溶液表面张力，增强了水分子原有的迁移趋势，强化了传质效果。该装置结构简单，具有较高的除湿/再生效率，且所需电源功率极小，能耗较低，具有较高的系统能效。