[发明专利]双级太阳能溶液膜式再生装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能、蓄能装置制造的技术领域，涉及一种结合了太阳能光伏/光热技术、膜再生技术的太阳能溶液膜式再生装置。

背景技术

国家中长期科技发展规划纲要中明确指出我国已进入快速城镇化时期，实现城镇化和城市协调发展，对科技提出迫切需求。因此应将“建筑节能与绿色建筑”作为优先主题，重点研究开发建筑节能技术与设备和节能建材与绿色建材等。

空气除湿是制冷空调和环境热湿控制的关键。目前的除湿技术主要包括冷冻法除湿、液体吸湿剂除湿、固体吸附剂除湿、膜法除湿及压力除湿等。在众多除湿系统中，溶液除湿制冷系统（LDCS）是一种基于液体吸湿剂除湿技术的极具潜力的新型空调方式。

对于溶液除湿制冷系统，目前广泛采用的溶液再生方式是热能再生方式（TH）。再生过程中所需的热能可以从温度相对较低（100℃以下）的热源获得，因此这种再生方式可以使用可再生能源，例如太阳能、地热能、工业余热、废热等。太阳能是一种节能环保、具有显著社会经济效益的可再生能源，然而，太阳能溶液热再生方式却严重依赖于周围环境的状况，在高温或高湿的气候条件下，仅使用太阳能溶液热再生方式对溶液进行再生后得到的除湿溶液将不能满足除湿的需求。另一方面，太阳能是一种间歇、不连续的可再生能源，使用太阳能溶液热再生方式将不足以满足制冷空调和环境热湿控制的稳定需求。因此，为了保证太阳能溶液除湿制冷系统在高温高湿气候条件下运行的稳定性，有必要寻找一种新的溶液再生流程。

发明内容

技术问题：本发明提供一种可提高太阳能光伏电池发电效率、降低能耗、提高除湿溶液再生效果的双级太阳能溶液膜式再生装置。

技术方案：本发明的双级太阳能溶液膜式再生装置，包括第一溶液槽、第二溶液槽、第三溶液槽、太阳能光伏电池、调节阀、第一防腐溶液泵、第二防腐溶液泵、一级膜再生器、二级膜再生器和蓄电池，太阳能光伏电池上设置有冷却盘管，一级膜再生器设置有一级再生室、一级稀释室、一级阳极室、一级阴极室、阳离子交换膜和阴离子交换膜，二级膜再生器设置有二级再生室、二级稀释室、二级阳极室、二级阴极室、阳离子交换膜和阴离子交换膜，一级膜再生器和二级膜再生器的正负极并联后与蓄电池的正负极连接；

第一溶液槽的输出接口通过第一防腐溶液泵与冷却盘管的输入接口连接，冷却盘管的输出接口同时与一级再生室的输入接口和一级稀释室的输入接口连接，其中冷却盘管的输出接口与一级稀释室之间通过调节阀连接，一级稀释室的输出接口与第三溶液槽的输入接口连接，一级再生室的输出接口同时与二级再生室的输入接口和二级稀释室的输入接口连接，一级阳极室和一级阴极室的输出接口汇合后与第二溶液槽的输入接口连接，第二溶液槽的输出接口通过第二防腐溶液泵同时与二级阳极室和二级阴极室的输入接口连接，二级阳极室的输出接口与一级阳极室的输入接口连接，二级阴极室的输出接口与一级阴极室的输入接口连接，二级再生室的输出接口用于与溶液除湿空调系统中浓溶液储液槽的输入接口连接，第一溶液槽上设置有两个输入接口，其中一个输入接口用于与溶液除湿空调系统中稀溶液储液槽的输出接口连接，另一个输入接口与二级稀释室的输出接口连接。

本发明中，一级膜再生器和二级膜再生器中，在正极和负极之间设置有n个阴离子交换膜和n+1个阳离子交换膜，其中n为自然数，阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列并与正负极平行设置，将膜再生器分割为再生室、稀释室、阳极室和阴极室。

本发明装置的工作流程包括溶液流程1和溶液流程2。

太阳能光伏电池工作时产生的电流引入蓄电池中进行存储，蓄电池中存储的电能用以对一级膜再生器和二级膜再生器进行驱动。在一级膜再生器和二级膜再生器中，在正极和负极之间设置有n个阴离子交换膜和n+1个阳离子交换膜，其中n为自然数，阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列并与正负极平行设置，将膜再生器分割为再生室、稀释室、阳极室和阴极室。在电场作用下，一级膜再生器和二级膜再生器中的阴阳离子分别向阳极（正极）和阴极（负极）进行迁移。在迁移过程中，阴阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜，并分别被阳离子交换膜和阴离子交换膜阻止迁移。这个过程造成一级再生室和二级再生室中溶液的浓度有所提高，而一级稀释室和二级稀释室中溶液的浓度有所降低。