CN101216200B - 过饱和蒸汽除湿方法及实施该方法的转轮除湿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种过饱和蒸汽除湿方法。该方法包括：(1)将待干燥的空气引入除湿装置中，并使空气穿过除湿装置的除湿转轮(1)；(2)对由除湿装置中的除湿转轮屏蔽罩(2)所覆盖的、涂敷于除湿转轮的吸湿剂载体上的吸湿剂进行局部封闭式的短时大幅度升温加热；(3)加热过程中产生的过饱和水蒸汽在除湿转轮屏蔽罩(2)中冷凝；(4)将冷凝在除湿转轮屏蔽罩(2)中的冷凝水排出。通过对吸湿剂载体上的吸湿剂进行局部封闭式的短时大幅度升温加热，使屏蔽罩(2)所覆盖的区域内形成过饱和蒸汽，并使该蒸汽在屏蔽罩(2)上冷凝成液态水，由此，需设置另外设置对蒸汽的冷凝系统。
Description
技术领域
本发明涉及空气调节领域，特别涉及一种过饱和蒸汽除湿方法及实施该方法的转轮除湿装置。
背景技术
现有的转轮除湿机的结构具有一个以规定的速度不断转动的蜂窝除湿转轮——它是除湿机中吸附水份的关键部件。该转轮一般由复合耐热材料制成的波纹状基材所构成，在波纹状的基材上载有吸湿剂。这样，波纹形状为待干燥的空气和吸湿剂提供了充分的相互接触面积。同时，由具有高度密封性能制成的固定于除湿转轮两侧的屏蔽罩将除湿转轮分为两个区域，一个为处理待干燥空气的270°的处理扇形区域，另一个为对吸湿剂进行干燥再生的90°的加热扇形区域。在对空气进行除湿处理时，把待干燥的空气通过风机或输送装置从该处理扇形区域的一端送入除湿转轮中，待干燥的空气与吸湿剂充分接触，空气中的水蒸汽被吸湿剂所吸附。随后，已干燥的空气从该处理扇形区域的另一端送出。由于除湿转轮以一定的速度不断转动，当除湿转轮吸附了水份的区域转动到对吸湿剂进行干燥再生的加热扇形区域内时，由输送装置通入由屏蔽罩所覆盖的加热扇形区域内的干、热空气把吸湿剂中吸附的水份带走，产生的湿空气从除湿转轮的另一端排出后进入到冷却系统，湿空气中的水蒸汽在冷却系统中冷凝为水后排出。被干、热空气干燥后的吸湿剂恢复了吸湿功能，重又转入处理扇形区域内对待干燥空气中的水份进行吸附，如此不断循环。
在此过程中，对吸湿剂进行干燥再生后产生的湿空气处于饱和或不饱和状态，需要设置单独的冷却系统来对湿空气进行降温，以使其中的水蒸汽达到过饱和而冷凝。设置冷却系统使得整个装置的结构较复杂且体积较大，制造成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过饱和蒸汽除湿方法及用于实施该方法的转轮除湿转轮装置，利用瞬时高热使吸湿剂中所含的水份迅速大量蒸发，在局部环境空间中产生高密度的过饱和水蒸汽，所述过饱和水蒸汽可以在空气的微扰、尘埃以及固体屏蔽的作用下自行凝结，而无需另外设置对蒸汽的冷凝系统。
本申请中所谓“从里向外”是指：从吸湿剂与吸湿剂载体接触部分指向吸湿剂与外部空气接触部分的方向。本申请中所谓的“再生”是指：吸湿剂经加热蒸发其所吸收的水份后再次具有吸湿能力的过程。
为实现上述目的，根据本发明提供过饱和蒸汽除湿方法，所述方法包括：
(1)将待干燥的空气引入除湿装置中，并使空气穿过除湿装置的除湿转轮；
(2)对由除湿装置中的除湿转轮屏蔽罩所覆盖的、涂敷于除湿转轮上的吸湿剂进行局部封闭式的短时大幅度升温加热；
(3)加热过程中产生的水蒸汽在除湿转轮屏蔽罩中达到过饱和而冷凝；
(4)将冷凝在除湿转轮屏蔽罩中的冷凝水排出。
在本发明的一实施方式中，所述除湿转轮上选用电阻率高的金属材料制成的电加热带作为吸湿剂载体，给所述电加热带通电，使其在短时间内急剧升温，从而对其上涂敷的吸湿剂内的水份进行从内向外的加热。由于根据本发明的方法是使吸湿剂载体瞬时急剧升温，所以这种加热方式完全不同于现有技术中的用热风从外向内地对吸湿剂进行加热的方式。根据本发明的方法，可以在非常短的时间内由内而外地对吸湿剂进行加热，所以加热效率高，能量损失小。
在本发明的其它一种实施方式中，所述除湿转轮还可选用电磁的良导体作为吸湿剂载体，通过对所述电磁良导体施加高频电磁场使其升温，从而对其上涂敷的吸湿剂进行短时间大幅度加热。
在本发明的另外一种实施方式中，所述除湿转轮还可选用耐热的非金属材料作为吸湿剂载体，利用微波对吸湿剂所吸附的水份进行直接加热，使之短时间内大幅升温。
根据本发明的方法，对承载着吸湿剂的吸湿剂载体进行加热，从而对涂敷于其外的吸湿剂或吸湿剂内的水份进行从内向外的加热。这种加热方式的优点在于有效地利用了热能，使其基本上全部用于对吸湿剂上的水份进行加热，不会像现有技术中热风加热那样，一部分热风的热能未对吸湿剂进行加热就携带着热能散失掉。
又由于是从内向外进行加热，热能损失较少，所以可以在短时间内进行急剧加热，从而充分蒸发吸湿剂中的水份。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于实施上述方法的除湿转轮装置，该装置具有除湿转轮和设置于所述除湿转轮两侧的屏蔽罩，所述除湿转轮被可转动地支承在所述屏蔽罩之间，所述除湿转轮上设有涂敷有吸湿剂的吸湿剂载体。
根据本发明，所述除湿转轮由分区框架分隔为四个相同的扇形部分。所述吸湿剂载体设置在所述扇形部分内。
根据本发明，所述的吸湿剂载体为丝状、编织网状、带状、多孔状材料。
所述屏蔽罩设置在除湿转轮的两侧，除湿转轮可相对该屏蔽罩旋转，且该屏蔽罩呈四分之一圆的扇形状。
所述屏蔽罩为平滑的薄壁。所述屏蔽罩由导热性良好的材料制成。
本发明通过利用瞬时高热使吸湿剂中所含的水份迅速大量蒸发，在屏蔽罩形成的封闭空间内形成过饱和水蒸气，并且该高密度的过饱和水蒸汽可以在空气的微扰、尘埃以及固体屏蔽的作用下自行凝结，从而省略了对蒸汽的冷却系统，简化了装置的构造，使得装置的体积大大减小，并且降低了制造成本。
附图说明
图1示意性地示出了本发明的转轮除湿装置。
具体实施方式
图1中示出了本发明的转轮除湿装置，该装置具有除湿转轮1和设置于所述除湿转轮两侧的屏蔽罩2，由电机(未示出)驱动所述除湿转轮1在所述屏蔽罩2之间相对屏蔽罩2转动。蜂窝状的除湿转轮1包括四个相同的圆心角为90°的扇形部分4、5、6、7，所述扇形部分4、5、6、7上分别设有独立的涂敷有吸湿剂的吸湿剂载体3。该吸湿剂载体3呈带状，设置方式为盘绕和/或联结。屏蔽罩2呈四分之一圆的扇形，设置在除湿转轮1的两侧，大小比除湿转轮1的圆心角为90°的加热扇区略大，相对所述除湿转轮1而言，屏蔽罩2的位置固定，即，所述除湿转轮1可在屏蔽罩2的内侧旋转。屏蔽罩2是由导热性良好材料制成的薄的板状部件。
此外，吸湿剂载体3的设置方式并不限于图1所示的方式，也可以是在单个扇形部分内的一部分设有吸湿剂载体3。
下面结合图1对利用本发明的转轮除湿装置实现根据本发明的方法的工作原理进行说明。
在本发明的上述实施方式中，吸湿剂载体3选用电阻率高金属材料制成的电加热带。如图1所示，当转轮除湿装置工作时，电机驱动除湿转轮以一定的速度朝一个方向转动，例如向逆时针方向转动(如图中空心箭头所示)。通过风机或其它输送装置把待干燥的空气从一侧(这里所提及的一侧是指，除湿转轮1的沿轴向的一侧)送入除湿转轮1上未被屏蔽罩2覆盖的270°处理扇形区域中，该输送方向在图中以箭头a表示。在待干燥空气通过该未被屏蔽罩2覆盖的区域时，待干燥的空气与吸湿剂充分接触，其中的水份被吸湿剂吸附。因此，在该空气穿过除湿转轮1，到达除湿转轮1的另一侧时，其被除湿剂吸收了水份而成为干燥的空气。随着除湿转轮1的转动，当吸附了水份的扇形区域(例如扇形区域7)转入屏蔽罩2所覆盖的加热扇区时，对设于该扇形区域(例如扇形区域7)内的作为吸湿剂载体3的电加热带通电，使电热带在短时间内温度迅速上升，由此，涂敷于电加热带上的吸湿剂被电加热带加热，吸湿剂内的水份在短时间内迅速蒸发。在这里，一般使电加热带的温度在10s～20s内升温到90℃＜t＜100℃。
此外，屏蔽罩2一般是由导热性良好且可降低热辐射的材料制成。由于屏蔽罩2的导热性良好，因此屏蔽罩2所自身的温度与外部环境温度接近。此时，被电加热带在短时间内迅速加热而使水份从吸湿剂上蒸发出来，然后该蒸发出来的水份会在屏蔽罩2所围成的空间内形成高密度的水蒸汽，进而在屏蔽罩2内形成过饱和水蒸气。这些水蒸气在接触到接近室温的屏蔽罩2时，会在屏蔽罩2上迅速凝结为液态水，随后在重力的作用下，从与屏蔽罩2相连的管路或通道(未示出)排出。此外，由于屏蔽罩2具有防热辐射的功能，因此可避免屏蔽罩2内的热量向屏蔽罩2外空间的辐射。同时，由于屏蔽罩2还阻挡了屏蔽罩2内部空气与外部的环境空气间产生的对流，因此避免了因内外空气对流导致屏蔽罩2内的热量大量散失，所以该屏蔽罩2可有利地减少热能的流失，因此可以以更少的能量消耗使吸湿剂上的水份的汽化。除湿转轮1在屏蔽罩2内经过瞬间大幅升温后，吸湿剂所吸收的水份被充分蒸发，使吸湿剂重新具有吸收水份的能力，该处理可称为吸湿剂的再生处理，即，使吸湿剂恢复了吸湿能力。换言之，所述吸湿剂被进行了再生处理。经过再生处理的吸湿剂在从屏蔽罩2内转出后可以继续吸附被进入除湿转轮1的待干燥空气内的水份。通过反复地进行上述吸湿剂的再生处理，可以实现对环境空气的持续除湿。
〔其它实施方式〕
在本发明的其它一种实施方式中，选用电磁的良导体作为吸湿剂载体3，同时，通过在屏蔽罩2内产生高频电磁场来对该吸湿剂载体3进行加热。此外，可用例如电磁感应线圈来产生高频电磁场，此时，电磁感应线圈可设于屏蔽罩2外，但也可以设于屏蔽罩2内，但为了防止电磁感应线圈的损坏，优选将其设于屏蔽罩2外。
当吸附了水份的扇区转入屏蔽罩2内侧的区域时，通过电磁感应线圈产生的高频电磁场的作用下，电磁良导体内部会产生无数大的小的涡流，使电磁良导体开始发热。因此，作为吸湿剂载体3的电磁良导体会在短时间内温度迅速上升，从而对涂敷于其上的吸湿剂进行加热。在这里，加热时间和升温温度均与上述实施方式相同，可以在10s～20s的时间内使吸湿剂温度上升到90℃＜t＜100℃。此外，除吸湿剂载体3和使吸湿剂载体3发热的部分之外，其他部分均与上述实施方式相同，因此，就本实施方式的除湿转轮装置的工作原理而言，除了对吸湿剂载体3进行加热的方式与上述实施方式不同之外，其它的工作原理均与本发明的第一实施方式相同，因此，此处不再赘述。
在本发明的另一种实施方式中，选用耐热的非金属材料作为吸湿剂载体3，并且屏蔽罩2内设有磁控管。当吸附了水份的扇区转入屏蔽罩2内时，在磁控管所发射的微波的作用下，吸湿剂内所吸附的水份自身迅速升温而蒸发。这里所说的迅速升温，也是与上述实施方式相同的10s～20s的时间内。此外，本实施方式的除加热部分之外的工作原理均与上述的实施方式相同，因此，此处也不再赘述。
Claims (10)
1.一种过饱和蒸汽除湿方法，包括：
(1)将待干燥的空气引入除湿装置中，并使空气穿过除湿装置的除湿转轮(1)；
(2)涂敷于设在除湿转轮上的吸湿剂载体(3)上的吸湿剂吸附水分并进入由除湿装置中的除湿转轮屏蔽罩(2)所覆盖的区域时，对该吸湿剂内的水分进行局部封闭式的短时大幅度升温加热；
(3)加热过程中产生的水蒸汽在除湿转轮屏蔽罩(2)内达到过饱和而冷凝；
(4)将冷凝在除湿转轮屏蔽罩(2)中的冷凝水排出。
2.根据权利要求1所述的过饱和蒸汽除湿方法，其特征在于，所述除湿转轮(1)选用金属材料制成的电加热带作为吸湿剂载体(3)。
3.根据权利要求1所述的过饱和蒸汽除湿方法，其特征在于，所述除湿转轮(1)选用电磁的良导体作为吸湿剂载体(3)。
4.根据权利要求1所述的过饱和蒸汽除湿方法，其特征在于，所述除湿转轮(1)选用耐热的非金属材料作为吸湿剂载体(3)。
5.一种用于实施权利要求1至4中任意一项所述方法的除湿转轮装置，具有除湿转轮(1)和设置于所述除湿转轮两侧的屏蔽罩(2)，所述除湿转轮(1)被可转动地支承在所述屏蔽罩(2)之间，其特征在于，所述除湿转轮(1)上设有涂敷有吸湿剂的吸湿剂载体(3)。
6.如权利要求5所述的除湿转轮装置，其特征在于，所述除湿转轮(1)由分区框架分隔为四个相同的扇形部分(4，5，6，7)，所述吸湿剂载体(3)设置在所述扇形部分(4，5，6，7)内。
7.如权利要求6所述的除湿转轮装置，其特征在于，所述的吸湿剂载体(3)为丝状、编织网状、带状、多孔状材料。
8.如权利要求5所述的除湿转轮装置，其特征在于，所述屏蔽罩(2)呈四分之一圆的扇形状。
9.如权利要求5所述的除湿转轮装置，其特征在于，所述屏蔽罩(2)为平滑的薄壁。
10.如权利要求5所述的除湿转轮装置，其特征在于，所述屏蔽罩(2)由导热性良好并且可反射电磁辐射的材料制成。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Beijing YADU air purification technology Co.,Ltd. Assignor: Beijing Yadu Air Pollution Improvement Technology Co.,Ltd. Contract record no.: 2010990000779 Denomination of invention: Supersaturated steam dehumidifying method and runner dehumidifier implementing the method Granted publication date: 20100602 License type: Exclusive License Open date: 20080709 Record date: 20100925 |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SUZHOU YADU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO Free format text: FORMER OWNER: BEIJING YADU CONTROL OF AIR POLLUTION TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20120423 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 102200 CHANGPING, BEIJING TO: 215159 SUZHOU, JIANGSU PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120423 Address after: Su Fu Lu Guangfu town Suzhou city Jiangsu province 215159 No. 18-2 Patentee after: SUZHOU YADU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 102200, B228, Zhongxing Road, 10 Changping District science and Technology Park, Beijing Patentee before: Beijing Yadu Air Pollution Improvement Technology Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Wuzhong District Suzhou city Jiangsu province 215128 Bridge Road No. 111 Patentee after: YADU TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD. Address before: Su Fu Lu Guangfu town Suzhou city Jiangsu province 215159 No. 18-2 Patentee before: SUZHOU YADU ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100602 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |