雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法

雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法

　　雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法

　　【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法，屬于環(huán)境控制領(lǐng)域。其特征在于主要包括空氣處理系統和再生系統。其特征在于除濕系統由新風(fēng)過(guò)濾器、一級蒸發(fā)器、一級轉輪、二級蒸發(fā)器、二級轉輪、加熱器和送風(fēng)風(fēng)機組成，其作用是將新風(fēng)處理至要求的溫濕度并送入室內；再生系統由再生風(fēng)過(guò)濾器、二級冷凝器、二級轉輪、一級冷凝器、一級轉輪和再生風(fēng)機組成，其作用是將轉輪上吸附的水分去除，保持轉輪的除濕能力。與現有的轉輪除濕系統相比，本系統采用雙級轉輪負擔濕負荷、單個(gè)轉輪的再生溫度低，且采用蒸發(fā)制冷循環(huán)為新風(fēng)提供了冷卻效果以及為轉輪再生提供熱源，具有溫濕度一體控制和節能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。

　　【專(zhuān)利說(shuō)明】雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法

　　【技術(shù)領(lǐng)域】

　　[0001]本發(fā)明涉及一種雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法，屬環(huán)境控制領(lǐng)域。

　　【背景技術(shù)】

　　[0002]轉輪除濕具有除濕能力強、除濕量大、不存在機器露點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在工廠(chǎng)、辦公樓等場(chǎng)合應用潛力廣泛。但其再生過(guò)程所需熱量較多，通常需80-110°C再生溫度，一般通過(guò)電加熱對轉輪進(jìn)行再生，消耗能源較多。而其相對于其他設備的節能特性，是其能否被廣泛使用的關(guān)鍵。近年來(lái)，如專(zhuān)利ZL提出可利用低品位熱源的兩級轉輪除濕空調裝置、專(zhuān)利ZL.6提出的基于太陽(yáng)能熱回收的吸收式制冷與固體轉輪除濕空調系統、專(zhuān)利ZL.5提出的一種船用兩級轉輪除濕空調系統等，這些技術(shù)雖然解決了溫濕度獨立控制問(wèn)題，但系統可行度稍欠佳:可利用低品位熱源的兩級轉輪除濕空調裝置將除濕置于降溫之前，導致制冷循環(huán)能耗過(guò)大；太陽(yáng)能制冷與除濕系統成本過(guò)高，效率低下且不穩定；船用兩級轉輪除濕空調系統應用面狹窄且結構較龐大。在保證制冷除濕性能的基礎上，降低能耗、提高系統的持續運行能力是轉輪除濕空調系統設計必需要解決的問(wèn)題。

　　【發(fā)明內容】

　　[0003]本發(fā)明提供了轉輪再生溫度低、節能性好、持續性和可靠性高的雙級再生轉輪除濕系統。

　　[0004]一種雙級再生轉輪除濕系統，其特征在于:包括空氣處理系統和再生系統；上述空氣處理系統依次包括新風(fēng)過(guò)濾器、一級蒸發(fā)器、一級轉輪的除濕段、二級蒸發(fā)器、二級轉輪的除濕段、加熱器和送風(fēng)風(fēng)機，其中新風(fēng)過(guò)濾器的入口與室外環(huán)境相通，送風(fēng)風(fēng)機的出口與室內環(huán)境相通；上述再生系統依次包括再生風(fēng)過(guò)濾器、二級冷凝器、二級轉輪的再生段、一級冷凝器、一級轉輪的再生段和再生風(fēng)機，其中再生風(fēng)過(guò)濾器的入口與室外環(huán)境相通，再生風(fēng)機的出口與室外環(huán)境相通。

　　[0005]所述的雙級再生轉輪除濕系統的空氣處理方法，其特征在于包括以下過(guò)程:空氣處理過(guò)程:室外新風(fēng)首先經(jīng)過(guò)新風(fēng)過(guò)濾器去除雜質(zhì)，然后經(jīng)過(guò)一級蒸發(fā)器降低溫度提高相對濕度，再經(jīng)過(guò)一級蒸發(fā)器使空氣水蒸氣分壓力升高，有利于在一級轉輪中更好的吸附除濕；在一級轉輪的除濕段經(jīng)轉輪固體吸附除濕消除部分含濕量，此時(shí)由于轉輪中吸附劑吸濕放熱，新風(fēng)溫度有所升高，經(jīng)過(guò)二級蒸發(fā)器降溫，隨后通過(guò)二級轉輪的除濕段將濕度降至室內要求范圍內送入室內；若二級轉輪后的空氣溫度較低，無(wú)法達到室內送風(fēng)溫度，則可開(kāi)啟加熱器對空氣進(jìn)行加熱后由處理風(fēng)機送入室內；轉輪再生過(guò)程:室外新風(fēng)首先通過(guò)再生風(fēng)過(guò)濾器去除雜質(zhì)，隨后經(jīng)過(guò)二級冷凝器加熱升溫，升溫后的空氣經(jīng)過(guò)二級轉輪的再生段帶走二級轉輪吸附的水分，二級轉輪中吸附劑脫附吸熱，空氣溫度有所降低，此時(shí)經(jīng)過(guò)一級冷凝器加熱升溫，再為一級轉輪脫附后由再生風(fēng)機排出室外；在上述雙級再生轉輪除濕系統中，空氣處理過(guò)程和再生過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，確保轉輪一直具有吸濕能力，增加系統運行的持續性和可靠性。

　　[0006]本發(fā)明采用壓縮式制冷系統為轉輪除濕再生提供熱量，代替了電加熱的作用，同時(shí)給空氣降溫，達到了溫濕度一體處理的效果。此外，本發(fā)明使用了分級除濕分級再生的方式，將濕負荷分配在兩個(gè)轉輪上，降低了轉輪再生溫度，實(shí)現了能源的梯級利用，減少了能源損耗。相對于一般轉輪除濕系統節能效果顯著(zhù)、可靠性增強。

　　【專(zhuān)利附圖】

　　【附圖說(shuō)明】

　　[0007]圖1是雙級再生轉輪除濕系統示意圖；

　　圖2是一級轉輪除濕段和再生段分區示意圖；

　　圖3是二級轉輪除濕段和再生段分區示意圖；

　　圖1中的標號名稱(chēng):1、新風(fēng)過(guò)濾器，2、一級蒸發(fā)器，3、一級轉輪，4、二級蒸發(fā)器，5、二級轉輪，6、加熱器，7、送風(fēng)風(fēng)機，8、再生過(guò)濾器，9、二級冷凝器，10、一級冷凝器，11、再生風(fēng)機，12、一級轉輪的除濕段，13、一級轉輪的再生段，14、二級轉輪的除濕段，15、二級轉輪的再生段。

　　【具體實(shí)施方式】

　　[0008]如圖1所示，本發(fā)明中所述的雙級再生轉輪除濕系統，主要包括除濕系統和再生系統，上述除濕系統包括新風(fēng)過(guò)濾器1、一級蒸發(fā)器2、一級轉輪3的除濕段、二級蒸發(fā)器4、二級轉輪5的除濕段、加熱器6和送風(fēng)風(fēng)機7，其中新風(fēng)過(guò)濾器I與外界環(huán)境接觸，送風(fēng)風(fēng)機7將處理后的空氣送入室內；上述再生系統包括再生風(fēng)過(guò)濾器8、二級冷凝器9、二級轉輪5的再生段、一級冷凝器10、一級轉輪3的再生段和再生風(fēng)機11，其中再生風(fēng)過(guò)濾器8與外界環(huán)境接觸，再生風(fēng)機11將轉輪再生后的空氣排至環(huán)境中。一級蒸發(fā)器2和一級冷凝器10屬于同一壓縮蒸汽制冷循環(huán)；二級蒸發(fā)器4和二級冷凝器9屬于同一壓縮蒸汽制冷循環(huán)。圖中略去了壓縮機和膨脹閥。

　　[0009]空氣處理過(guò)程:新風(fēng)首先經(jīng)過(guò)新風(fēng)過(guò)濾器I去除雜質(zhì)，然后經(jīng)過(guò)一級蒸發(fā)器2降低溫度提高相對濕度，在一級轉輪3的除濕段經(jīng)轉輪固體吸附除濕消除部分含濕量，此時(shí)由于轉輪3中吸附劑吸濕放熱，新風(fēng)溫度有所升高，再經(jīng)過(guò)二級蒸發(fā)器4降溫，隨后通過(guò)二級轉輪5的除濕段將濕度降至室內要求范圍內送入室內；若二級轉輪5后的空氣無(wú)法達到室內送風(fēng)溫度，則可開(kāi)啟加熱器6對空氣進(jìn)行加熱后由處理風(fēng)機7送入室內。

　　[0010]轉輪再生過(guò)程:室外新風(fēng)首先通過(guò)再生風(fēng)過(guò)濾器8去除雜質(zhì)，隨后經(jīng)過(guò)二級冷凝器9加熱升溫，升溫后的空氣經(jīng)過(guò)二級轉輪5的再生段帶走二級轉輪5吸附的水分，二級轉輪5中吸附劑脫附吸熱，空氣溫度有所降低，此時(shí)經(jīng)過(guò)一級冷凝器10加熱升溫，再為一級轉輪3脫附后由再生風(fēng)機11排出室外。

　　[0011]系統具體運行時(shí)，處理系統和再生系統同時(shí)工作，空氣處理過(guò)程和轉輪再生過(guò)程同時(shí)進(jìn)行?？諝馓幚磉^(guò)程中，新風(fēng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾器I去除含有的粉塵等雜質(zhì)，避免轉輪內部通道被堵塞；去除雜質(zhì)后在一級蒸發(fā)器2中降低溫度提高相對濕度，提高了水蒸氣分壓力，促進(jìn)了轉輪3的除濕效果；在轉輪3除濕段除濕后經(jīng)二級蒸發(fā)器4消除因固體吸濕劑吸濕產(chǎn)生的熱量，在此基礎上通過(guò)二級轉輪5將濕度調整到室內所需范圍，此時(shí)若溫度滿(mǎn)足要求，則直接通過(guò)處理風(fēng)機7送入室內；若不滿(mǎn)足要求，則使用加熱器6加熱后送入室內。轉輪再生過(guò)程中，同樣使用室外新風(fēng)作為空氣源，新風(fēng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾器8過(guò)濾雜質(zhì)，在二級冷凝器9中被加熱后送入二級轉輪5的再生段，促進(jìn)其脫附；在一級冷凝器10中吸熱恢復較高的再生溫度，從而對一級轉輪3的再生段進(jìn)行脫附；該過(guò)程完成后高濕度空氣由再生風(fēng)機11排至環(huán)境中。

　　[0012]如圖2所示，一級轉輪3中除濕段為12，再生段為13，除濕段12和再生段13面積之比為1:1，此時(shí)轉輪再生溫度適中；在實(shí)際應用中當對系統除濕風(fēng)量要求較大時(shí)除濕段

　　12和再生段13面積之比可調整為3:1，但此時(shí)所需的再生溫度較高，能耗增大。即所述一級轉輪3中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1，具體由實(shí)際情況確定。

　　[0013]如圖3所示，二級轉輪5中除濕段為14，再生段為15，除濕段14和再生段15面積之比為1:1，在實(shí)際應用中當對系統除濕風(fēng)量要求較大時(shí)除濕段14和再生段15面積之比也可為3:1。此時(shí)轉輪再生溫度適中；在實(shí)際應用中當對系統除濕風(fēng)量要求較大時(shí)除濕段14和再生段15面積之比可調整為3:1，但此時(shí)所需的再生溫度較高，能耗增大。即所述二級轉輪5中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1，具體由實(shí)際情況確定。

　　[0014]與以前的轉輪除濕方法相比，雙級再生轉輪除濕系統集成了對送風(fēng)溫度的處理，安裝空間更小更靈活；且充分利用了冷凝熱代替電加熱，達到節能的目的；此外分級的方式也更有效地利用了能源并提高了系統冗余度。

　　【權利要求】

　　1.一種雙級再生轉輪除濕系統，其特征在于:包括空氣處理系統和再生系統；上述空氣處理系統依次包括新風(fēng)過(guò)濾器(I)、一級蒸發(fā)器(2)、一級轉輪(3)的除濕段、二級蒸發(fā)器(4)、二級轉輪(5)的除濕段、加熱器(6)和送風(fēng)風(fēng)機(7)，其中新風(fēng)過(guò)濾器(I)的入口與室外環(huán)境相通，送風(fēng)風(fēng)機(7)的出口與室內環(huán)境相通；上述再生系統依次包括再生風(fēng)過(guò)濾器(8)、二級冷凝器(9)、二級轉輪(5)的再生段、一級冷凝器(10)、一級轉輪(3)的再生段和再生風(fēng)機(11)，其中再生風(fēng)過(guò)濾器(8)的入口與室外環(huán)境相通，再生風(fēng)機(11)的出口與室外環(huán)境相通。

　　2.根據權利要求1所述的雙級再生轉輪除濕系統，其特征在于:所述一級轉輪(3)中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1。

　　3.根據權利要求1所述的雙級再生轉輪除濕系統，其特征在于:所述二級轉輪(5)中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1。

　　4.根據權利要求1所述的雙級再生轉輪除濕系統的空氣處理方法，其特征在于包括以下過(guò)程:空氣處理過(guò)程:室外新風(fēng)首先經(jīng)過(guò)新風(fēng)過(guò)濾器(I)去除雜質(zhì)，然后經(jīng)過(guò)一級蒸發(fā)器(2)降低溫度提高相對濕度，再經(jīng)過(guò)一級蒸發(fā)器(2)使空氣水蒸氣分壓力升高，有利于在一級轉輪(3)中更好的吸附除濕；在一級轉輪(3)的除濕段經(jīng)轉輪固體吸附除濕消除部分含濕量，此時(shí)由于轉輪(3)中吸附劑吸濕放熱，新風(fēng)溫度有所升高，經(jīng)過(guò)二級蒸發(fā)器(4)降溫，隨后通過(guò)二級轉輪(5)的除濕段將濕度降至室內要求范圍內送入室內；若二級轉輪(5)后的空氣溫度較低，無(wú)法達到室內送風(fēng)溫度，則可開(kāi)啟加熱器(6)對空氣進(jìn)行加熱后由處理風(fēng)機(7)送入室內；轉輪再生過(guò)程:室外新風(fēng)首先通過(guò)再生風(fēng)過(guò)濾器(8)去除雜質(zhì)，隨后經(jīng)過(guò)二級冷凝器(9)加熱升溫，升溫后的空氣經(jīng)過(guò)二級轉輪(5)的再生段帶走二級轉輪(5)吸附的水分，二級轉輪(5)中吸附劑脫附吸熱，空氣溫度有所降低，此時(shí)經(jīng)過(guò)一級冷凝器(10)加熱升溫，再為一級轉輪(3)脫附后由再生風(fēng)機(11)排出室外；在上述雙級再生轉輪除濕系統中，空氣處理過(guò)程和再生過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，確保轉輪一直具有吸濕能力，增加系統運行的持續性和可靠性。

　　【文檔編號】F24F13/28GKSQ

　　【公開(kāi)日】2014年3月26日申請日期:2013年12月19日優(yōu)先權日:2013年12月19日

　　【發(fā)明者】蔣彥龍,王瑜,王剛,黃龍,韓建軍申請人:南京航空航天大學(xué)