雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法
雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)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(tǒng)和再生系統(tǒng)
。其特征在于除濕系統(tǒng)由新風過濾器
、一級蒸發(fā)器
、一級轉(zhuǎn)輪
、二級蒸發(fā)器、二級轉(zhuǎn)輪
、加熱器和送風風機組成
，其作用是將新風處理至要求的溫濕度并送入室內(nèi)；再生系統(tǒng)由再生風過濾器
、二級冷凝器
、二級轉(zhuǎn)輪、一級冷凝器
、一級轉(zhuǎn)輪和再生風機組成
，其作用是將轉(zhuǎn)輪上吸附的水分去除
，保持轉(zhuǎn)輪的除濕能力。與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)相比
，本系統(tǒng)采用雙級轉(zhuǎn)輪負擔濕負荷
、單個轉(zhuǎn)輪的再生溫度低
，且采用蒸發(fā)制冷循環(huán)為新風提供了冷卻效果以及為轉(zhuǎn)輪再生提供熱源
，具有溫濕度一體控制和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。
【專利說明】雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)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(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法
，屬環(huán)境控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)輪除濕具有除濕能力強、除濕量大、不存在機器露點等優(yōu)點
，在工廠、辦公樓等場合應(yīng)用潛力廣泛。但其再生過程所需熱量較多
，通常需80-110°C再生溫度，一般通過電加熱對轉(zhuǎn)輪進行再生
，消耗能源較多
。而其相對于其他設(shè)備的節(jié)能特性
，是其能否被廣泛使用的關(guān)鍵。近年來
，如專利ZL提出可利用低品位熱源的兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)裝置
、專利ZL.6提出的基于太陽能熱回收的吸收式制冷與固體轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)、專利ZL.5提出的一種船用兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)等
，這些技術(shù)雖然解決了溫濕度獨立控制問題
，但系統(tǒng)可行度稍欠佳:可利用低品位熱源的兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)裝置將除濕置于降溫之前，導(dǎo)致制冷循環(huán)能耗過大
；太陽能制冷與除濕系統(tǒng)成本過高
，效率低下且不穩(wěn)定；船用兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用面狹窄且結(jié)構(gòu)較龐大
。在保證制冷除濕性能的基礎(chǔ)上
，降低能耗、提高系統(tǒng)的持續(xù)運行能力是轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計必需要解決的問題
。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供了轉(zhuǎn)輪再生溫度低、節(jié)能性好
、持續(xù)性和可靠性高的雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)
。
[0004]一種雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)
，其特征在于:包括空氣處理系統(tǒng)和再生系統(tǒng)；上述空氣處理系統(tǒng)依次包括新風過濾器
、一級蒸發(fā)器
、一級轉(zhuǎn)輪的除濕段
、二級蒸發(fā)器
、二級轉(zhuǎn)輪的除濕段
、加熱器和送風風機
，其中新風過濾器的入口與室外環(huán)境相通，送風風機的出口與室內(nèi)環(huán)境相通
；上述再生系統(tǒng)依次包括再生風過濾器、二級冷凝器
、二級轉(zhuǎn)輪的再生段
、一級冷凝器、一級轉(zhuǎn)輪的再生段和再生風機
，其中再生風過濾器的入口與室外環(huán)境相通
，再生風機的出口與室外環(huán)境相通。
[0005]所述的雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的空氣處理方法
，其特征在于包括以下過程:空氣處理過程:室外新風首先經(jīng)過新風過濾器去除雜質(zhì)
，然后經(jīng)過一級蒸發(fā)器降低溫度提高相對濕度，再經(jīng)過一級蒸發(fā)器使空氣水蒸氣分壓力升高
，有利于在一級轉(zhuǎn)輪中更好的吸附除濕
；在一級轉(zhuǎn)輪的除濕段經(jīng)轉(zhuǎn)輪固體吸附除濕消除部分含濕量，此時由于轉(zhuǎn)輪中吸附劑吸濕放熱
，新風溫度有所升高
，經(jīng)過二級蒸發(fā)器降溫，隨后通過二級轉(zhuǎn)輪的除濕段將濕度降至室內(nèi)要求范圍內(nèi)送入室內(nèi)；若二級轉(zhuǎn)輪后的空氣溫度較低
，無法達到室內(nèi)送風溫度
，則可開啟加熱器對空氣進行加熱后由處理風機送入室內(nèi)；轉(zhuǎn)輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器去除雜質(zhì)
，隨后經(jīng)過二級冷凝器加熱升溫
，升溫后的空氣經(jīng)過二級轉(zhuǎn)輪的再生段帶走二級轉(zhuǎn)輪吸附的水分，二級轉(zhuǎn)輪中吸附劑脫附吸熱
，空氣溫度有所降低
，此時經(jīng)過一級冷凝器加熱升溫，再為一級轉(zhuǎn)輪脫附后由再生風機排出室外
；在上述雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中
，空氣處理過程和再生過程同時進行，確保轉(zhuǎn)輪一直具有吸濕能力
，增加系統(tǒng)運行的持續(xù)性和可靠性
。
[0006]本發(fā)明采用壓縮式制冷系統(tǒng)為轉(zhuǎn)輪除濕再生提供熱量，代替了電加熱的作用
，同時給空氣降溫
，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轉(zhuǎn)輪上，降低了轉(zhuǎn)輪再生溫度
，實現(xiàn)了能源的梯級利用
，減少了能源損耗。相對于一般轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)節(jié)能效果顯著
、可靠性增強
。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)示意圖；
圖2是一級轉(zhuǎn)輪除濕段和再生段分區(qū)示意圖
；
圖3是二級轉(zhuǎn)輪除濕段和再生段分區(qū)示意圖
；
圖1中的標號名稱:1、新風過濾器
，2
、一級蒸發(fā)器，3
、一級轉(zhuǎn)輪
，4、二級蒸發(fā)器
，5
、二級轉(zhuǎn)輪
，6、加熱器
，7
、送風風機，8
、再生過濾器
，9、二級冷凝器
，10
、一級冷凝器，11
、再生風機
，12、一級轉(zhuǎn)輪的除濕段
，13
、一級轉(zhuǎn)輪的再生段，14
、二級轉(zhuǎn)輪的除濕段
，15、二級轉(zhuǎn)輪的再生段
。
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示
，本發(fā)明中所述的雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，主要包括除濕系統(tǒng)和再生系統(tǒng)
，上述除濕系統(tǒng)包括新風過濾器1
、一級蒸發(fā)器2、一級轉(zhuǎn)輪3的除濕段
、二級蒸發(fā)器4
、二級轉(zhuǎn)輪5的除濕段、加熱器6和送風風機7
，其中新風過濾器I與外界環(huán)境接觸，送風風機7將處理后的空氣送入室內(nèi)
；上述再生系統(tǒng)包括再生風過濾器8
、二級冷凝器9、二級轉(zhuǎn)輪5的再生段
、一級冷凝器10
、一級轉(zhuǎn)輪3的再生段和再生風機11，其中再生風過濾器8與外界環(huán)境接觸
，再生風機11將轉(zhuǎn)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]空氣處理過程:新風首先經(jīng)過新風過濾器I去除雜質(zhì)
，然后經(jīng)過一級蒸發(fā)器2降低溫度提高相對濕度，在一級轉(zhuǎn)輪3的除濕段經(jīng)轉(zhuǎn)輪固體吸附除濕消除部分含濕量
，此時由于轉(zhuǎn)輪3中吸附劑吸濕放熱
，新風溫度有所升高，再經(jīng)過二級蒸發(fā)器4降溫
，隨后通過二級轉(zhuǎn)輪5的除濕段將濕度降至室內(nèi)要求范圍內(nèi)送入室內(nèi)
；若二級轉(zhuǎn)輪5后的空氣無法達到室內(nèi)送風溫度，則可開啟加熱器6對空氣進行加熱后由處理風機7送入室內(nèi)
。
[0010]轉(zhuǎn)輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器8去除雜質(zhì)
，隨后經(jīng)過二級冷凝器9加熱升溫，升溫后的空氣經(jīng)過二級轉(zhuǎn)輪5的再生段帶走二級轉(zhuǎn)輪5吸附的水分
，二級轉(zhuǎn)輪5中吸附劑脫附吸熱
，空氣溫度有所降低，此時經(jīng)過一級冷凝器10加熱升溫
，再為一級轉(zhuǎn)輪3脫附后由再生風機11排出室外
。
[0011]系統(tǒng)具體運行時，處理系統(tǒng)和再生系統(tǒng)同時工作
，空氣處理過程和轉(zhuǎn)輪再生過程同時進行
。空氣處理過程中
，新風經(jīng)過過濾器I去除含有的粉塵等雜質(zhì)
，避免轉(zhuǎn)輪內(nèi)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
，促進了轉(zhuǎn)輪3的除濕效果；在轉(zhuǎn)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(chǔ)上通過二級轉(zhuǎn)輪5將濕度調(diào)整到室內(nèi)所需范圍
，此時若溫度滿足要求，則直接通過處理風機7送入室內(nèi)
；若不滿足要求
，則使用加熱器6加熱后送入室內(nèi)。轉(zhuǎn)輪再生過程中
，同樣使用室外新風作為空氣源
，新風經(jīng)過過濾器8過濾雜質(zhì)，在二級冷凝器9中被加熱后送入二級轉(zhuǎn)輪5的再生段
，促進其脫附
；在一級冷凝器10中吸熱恢復(fù)較高的再生溫度
，從而對一級轉(zhuǎn)輪3的再生段進行脫附；該過程完成后高濕度空氣由再生風機11排至環(huán)境中
。
[0012]如圖2所示
，一級轉(zhuǎn)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
，此時轉(zhuǎn)輪再生溫度適中；在實際應(yīng)用中當對系統(tǒng)除濕風量要求較大時除濕段
12和再生段13面積之比可調(diào)整為3:1
，但此時所需的再生溫度較高
，能耗增大。即所述一級轉(zhuǎn)輪3中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1
，具體由實際情況確定
。
[0013]如圖3所示，二級轉(zhuǎn)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，在實際應(yīng)用中當對系統(tǒng)除濕風量要求較大時除濕段14和再生段15面積之比也可為3:1
。此時轉(zhuǎn)輪再生溫度適中
；在實際應(yīng)用中當對系統(tǒng)除濕風量要求較大時除濕段14和再生段15面積之比可調(diào)整為3:1，但此時所需的再生溫度較高
，能耗增大
。即所述二級轉(zhuǎn)輪5中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1，具體由實際情況確定
。
[0014]與以前的轉(zhuǎn)輪除濕方法相比
，雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)集成了對送風溫度的處理，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(jié)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(tǒng)冗余度
。
【權(quán)利要求】
1.一種雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)
，其特征在于:包括空氣處理系統(tǒng)和再生系統(tǒng)；上述空氣處理系統(tǒng)依次包括新風過濾器(I)
、一級蒸發(fā)器(2)
、一級轉(zhuǎn)輪(3)的除濕段、二級蒸發(fā)器(4)
、二級轉(zhuǎn)輪(5)的除濕段、加熱器(6)和送風風機(7)
，其中新風過濾器(I)的入口與室外環(huán)境相通
，送風風機(7)的出口與室內(nèi)環(huán)境相通
；上述再生系統(tǒng)依次包括再生風過濾器(8)、二級冷凝器(9)
、二級轉(zhuǎn)輪(5)的再生段
、一級冷凝器(10)、一級轉(zhuǎn)輪(3)的再生段和再生風機(11)
，其中再生風過濾器(8)的入口與室外環(huán)境相通
，再生風機(11)的出口與室外環(huán)境相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)
，其特征在于:所述一級轉(zhuǎn)輪(3)中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1
。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，其特征在于:所述二級轉(zhuǎn)輪(5)中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1
。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的空氣處理方法
，其特征在于包括以下過程:空氣處理過程:室外新風首先經(jīng)過新風過濾器(I)去除雜質(zhì)，然后經(jīng)過一級蒸發(fā)器(2)降低溫度提高相對濕度
，再經(jīng)過一級蒸發(fā)器(2)使空氣水蒸氣分壓力升高
，有利于在一級轉(zhuǎn)輪(3)中更好的吸附除濕；在一級轉(zhuǎn)輪(3)的除濕段經(jīng)轉(zhuǎn)輪固體吸附除濕消除部分含濕量
，此時由于轉(zhuǎn)輪(3)中吸附劑吸濕放熱
，新風溫度有所升高，經(jīng)過二級蒸發(fā)器(4)降溫
，隨后通過二級轉(zhuǎn)輪(5)的除濕段將濕度降至室內(nèi)要求范圍內(nèi)送入室內(nèi)
；若二級轉(zhuǎn)輪(5)后的空氣溫度較低，無法達到室內(nèi)送風溫度
，則可開啟加熱器(6)對空氣進行加熱后由處理風機(7)送入室內(nèi)
；轉(zhuǎn)輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器(8)去除雜質(zhì)，隨后經(jīng)過二級冷凝器(9)加熱升溫
，升溫后的空氣經(jīng)過二級轉(zhuǎn)輪(5)的再生段帶走二級轉(zhuǎn)輪(5)吸附的水分
，二級轉(zhuǎn)輪(5)中吸附劑脫附吸熱，空氣溫度有所降低
，此時經(jīng)過一級冷凝器(10)加熱升溫
，再為一級轉(zhuǎn)輪(3)脫附后由再生風機(11)排出室外；在上述雙級再生轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中
，空氣處理過程和再生過程同時進行
，確保轉(zhuǎn)輪一直具有吸濕能力，增加系統(tǒng)運行的持續(xù)性和可靠性
。
【文檔編號】F24F13/28GKSQ
【公開日】2014年3月26日申請日期:2013年12月19日優(yōu)先權(quán)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
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