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

　　【專利摘要】本發明涉及一種雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法，屬于環境控制領域。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過濾器、一級蒸發器、一級轉輪、二級蒸發器、二級轉輪、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；再生系統由再生風過濾器、二級冷凝器、二級轉輪、一級冷凝器、一級轉輪和再生風機組成，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、單個轉輪的再生溫度低，且采用蒸發制冷循環為新風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保的優點。

　　【專利說明】雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及一種雙級再生轉輪除濕系統及其空氣處理方法，屬環境控制領域。

　　【背景技術】

　　[0002]轉輪除濕具有除濕能力強、除濕量大、不存在機器露點等優點，在工廠、辦公樓等場合應用潛力廣泛。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輪進行再生，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鍵。近年來，如專利ZL提出可利用低品位熱源的兩級轉輪除濕空調裝置、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輪除濕空調系統、專利ZL.5提出的一種船用兩級轉輪除濕空調系統等，這些技術雖然解決了溫濕度獨立控制問題，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，導致制冷循環能耗過大；太陽能制冷與除濕系統成本過高，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題。

　　【發明內容】

　　[0003]本發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過濾器、一級蒸發器、一級轉輪的除濕段、二級蒸發器、二級轉輪的除濕段、加熱器和送風風機，其中新風過濾器的入口與室外環境相通，送風風機的出口與室內環境相通；上述再生系統依次包括再生風過濾器、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機，其中再生風過濾器的入口與室外環境相通，再生風機的出口與室外環境相通。

　　[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程:空氣處理過程:室外新風首先經過新風過濾器去除雜質，然后經過一級蒸發器降低溫度提高相對濕度，再經過一級蒸發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轉輪固體吸附除濕消除部分含濕量，此時由于轉輪中吸附劑吸濕放熱，新風溫度有所升高，經過二級蒸發器降溫，隨后通過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，無法達到室內送風溫度，則可開啟加熱器對空氣進行加熱后由處理風機送入室內；轉輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器去除雜質，隨后經過二級冷凝器加熱升溫，升溫后的空氣經過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，此時經過一級冷凝器加熱升溫，再為一級轉輪脫附后由再生風機排出室外；在上述雙級再生轉輪除濕系統中，空氣處理過程和再生過程同時進行，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，同時給空氣降溫，達到了溫濕度一體處理的效果。此外，本發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輪上，降低了轉輪再生溫度，實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、可靠性增強。

　　【專利附圖】

　　【附圖說明】

　　[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:1、新風過濾器，2、一級蒸發器，3、一級轉輪，4、二級蒸發器，5、二級轉輪，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。

　　【具體實施方式】

　　[0008]如圖1所示，本發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過濾器1、一級蒸發器2、一級轉輪3的除濕段、二級蒸發器4、二級轉輪5的除濕段、加熱器6和送風風機7，其中新風過濾器I與外界環境接觸，送風風機7將處理后的空氣送入室內；上述再生系統包括再生風過濾器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的再生段和再生風機11，其中再生風過濾器8與外界環境接觸，再生風機11將轉輪再生后的空氣排至環境中。一級蒸發器2和一級冷凝器10屬于同一壓縮蒸汽制冷循環；二級蒸發器4和二級冷凝器9屬于同一壓縮蒸汽制冷循環。圖中略去了壓縮機和膨脹閥。

　　[0009]空氣處理過程:新風首先經過新風過濾器I去除雜質，然后經過一級蒸發器2降低溫度提高相對濕度，在一級轉輪3的除濕段經轉輪固體吸附除濕消除部分含濕量，此時由于轉輪3中吸附劑吸濕放熱，新風溫度有所升高，再經過二級蒸發器4降溫，隨后通過二級轉輪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后的空氣無法達到室內送風溫度，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。

　　[0010]轉輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器8去除雜質，隨后經過二級冷凝器9加熱升溫，升溫后的空氣經過二級轉輪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，此時經過一級冷凝器10加熱升溫，再為一級轉輪3脫附后由再生風機11排出室外。

　　[0011]系統具體運行時，處理系統和再生系統同時工作，空氣處理過程和轉輪再生過程同時進行。空氣處理過程中，新風經過過濾器I去除含有的粉塵等雜質，避免轉輪內部通道被堵塞；去除雜質后在一級蒸發器2中降低溫度提高相對濕度，提高了水蒸氣分壓力，促進了轉輪3的除濕效果；在轉輪3除濕段除濕后經二級蒸發器4消除因固體吸濕劑吸濕產生的熱量，在此基礎上通過二級轉輪5將濕度調整到室內所需范圍，此時若溫度滿足要求，則直接通過處理風機7送入室內；若不滿足要求，則使用加熱器6加熱后送入室內。轉輪再生過程中，同樣使用室外新風作為空氣源，新風經過過濾器8過濾雜質，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的再生段進行脫附；該過程完成后高濕度空氣由再生風機11排至環境中。

　　[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，此時轉輪再生溫度適中；在實際應用中當對系統除濕風量要求較大時除濕段

　　12和再生段13面積之比可調整為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，在實際應用中當對系統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。此時轉輪再生溫度適中；在實際應用中當對系統除濕風量要求較大時除濕段14和再生段15面積之比可調整為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]與以前的轉輪除濕方法相比，雙級再生轉輪除濕系統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過濾器(I)、一級蒸發器(2)、一級轉輪(3)的除濕段、二級蒸發器(4)、二級轉輪(5)的除濕段、加熱器(6)和送風風機(7)，其中新風過濾器(I)的入口與室外環境相通，送風風機(7)的出口與室內環境相通；上述再生系統依次包括再生風過濾器(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)的再生段和再生風機(11)，其中再生風過濾器(8)的入口與室外環境相通，再生風機(11)的出口與室外環境相通。

　　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程:空氣處理過程:室外新風首先經過新風過濾器(I)去除雜質，然后經過一級蒸發器(2)降低溫度提高相對濕度，再經過一級蒸發器(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)的除濕段經轉輪固體吸附除濕消除部分含濕量，此時由于轉輪(3)中吸附劑吸濕放熱，新風溫度有所升高，經過二級蒸發器(4)降溫，隨后通過二級轉輪(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，無法達到室內送風溫度，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；轉輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器(8)去除雜質，隨后經過二級冷凝器(9)加熱升溫，升溫后的空氣經過二級轉輪(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，此時經過一級冷凝器(10)加熱升溫，再為一級轉輪(3)脫附后由再生風機(11)排出室外；在上述雙級再生轉輪除濕系統中，空氣處理過程和再生過程同時進行，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

　　【公開日】2014年3月26日申請日期:2013年12月19日優先權日:2013年12月19日

　　【發明者】蔣彥龍,王瑜,王剛,黃龍,韓建軍申請人:南京航空航天大學