CN102794087A - 高效节能冷冻式大型工业除湿装置 - Google Patents

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Abstract

公开一种可用于化工、医药、造船、制糖等行业空气干燥处理的高效、节能的大型工业除湿装置，属于空气干燥设备的新应用领域。本装置由热交换、蒸发器、气液分离器、冷凝热加热器和风机等组成。本发明改变了原除湿装置结构复杂、能耗高的缺点，通过热交换利用冷空气预冷及冷凝热加热器相结合的方法，达到高效、节能的空气除湿目的。

Description

高效节能冷冻式大型工业除湿装置
发明领域
本发明涉及空气净化领域的除湿装置制造，以及除湿装置中所含热交换器的制造。
背景技术
有关通过制冷系统使空气冷却除水的除湿装置很多，为了提高制冷系统的制冷效率，很多空气干燥及除湿设备采用在制冷系统前加上热交换装置，利用冷却除水后的冷干空气通过热交换将待处理的空气进行预冷却，可提高冷却效率，达到节约能耗的目的。但是传统的除湿机采用的热交换装置为管壳式换热器。管壳式换热器因制造成本高昂，换热面积小，所以往往用于小型除湿装置的制造中，一般空气的处理能力局限于18000m3/h以下。同时因换热面积小，在处理空气低密度空气(压力低于0.4MPa)时，换热效率很低。
因此在大风量(风量大于20000m3/h)、低密度(压力低于0.4MPa)的空气除湿时，工业上常采用转轮除湿机或分体式除湿机(通过制冷系统冷却水，再用冷却水给空气降温)的方式来处理空气。本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置为大风量、低密度空气提供了新的处理方式，特殊的换热装置、冷凝热加热器、高效的气液分离器的引入，组成了一个整体式的除湿装置、使得本装置简单实用，同时实现了高效节能的目的。
发明内容
本发明提供了一种高效节能冷冻式大型工业除湿装置。该装置包含有机壳、热交换器，冷却蒸发器，气液分离器，冷凝热加热器，风机和包含压缩机、蒸发器、冷凝器、调节间阀、膨胀阀等制冷系统。该装置工作时新风经除尘过滤网过滤后首先进入热交换器，利用除水后的冷冻干空气进行初次降温，使空气温度下降5-10℃。初次降温后的空气进入冷却蒸发器进行二次降温使其达到所需露点，而后将空气引入气液分离器，通过挡水板的作用，将水份聚集于集水槽排出装置外。去水后的空气进入热交换器升温，随后再进入冷凝热加热器进行进一步升温，最后通过风机送出。经过本装置处理后可得到干燥的常温空气。
本发明的除湿装置由于通过特殊的热交换器进行热交换，充分利用了除湿后的冷干空气的冷量，在得到同等露点的冷干空气时，可减小制冷机组耗能15-35％。
本发明中所指的热交换器为一板式换热器，系采用金属薄板材料焊接而成，其金属薄板两面分别通过冷热两种空气，使其充分进行热交换(图2)。为了得到足够交换面积的换热器，金属薄板采用多层排列，因其板的面积较大，板和板之间采用加强筋，既能提高换热器的结构强度，又起到气体导流作用(图3)。
本发明中冷凝热加热器的引入，能起到进一步的节能作用，一方面采用冷凝热加热器加热处理后的空气，在不需要较高温度的干燥空气时，可不用蒸汽加热或电加热装置，而是充分利用压缩机工作时间所产生的余热进行工作。另一方面利用冷干空气中的剩冷量对制冷系统中的制冷剂实行降温，也可以减小冷凝器的工作量，同时还能降低冷却水的用量。
本发明中的气液分离器是指冷却蒸发器和热交换器之间的一段空气通道，通道中装有丝用编织而成的挡水板，其作用为阻挡空气的流动，使其产生漩涡，使气流在通道中有一相当长停留时间，并在丝网的作用下使得气液充分分离。尽可能的除去水份。其丝网结构如(图4)。
本发明的除湿装置中在气液分离器底部带有集水槽，将气液分离器中所产生的水份收集于槽内并通过管道排出装置之外，其集水槽结构如(图5)所示。
本发明的除湿装置制冷系统中含有调节阀，用于调节制冷剂流向冷凝器和冷凝热加热器的流量。本调节阀的作用，使得出口处的空气温度在一定范围内(3-10℃)实行可调。
本发明的除湿装置中在机壳顶部带有除尘过滤网，能对进入的空气进行过滤，其过滤网的结构如(图6)。
附图说明
图1是本发明的高效节能除湿装置的整体配置示意图，其中包含有空气流程和制冷系统的工作流程。
图2是本发明装置中热交换器的工作示意图。
图3是本发明装置中热交换器的结构示意图。
图4是本发明装置中气液分离室内所用挡水板的结构示意图。
图5是本发明装置中气液分离室中集水槽41的示意图。
图6是本发明装置中的除尘过滤器网11的示意图。
具体实施方式
本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置的实施1
参照图1所示：本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置，由带有除尘过滤网(11)的外壳1、热交换器2、冷却蒸发器3、气液分离器4(含挡水板41，集水槽42)、冷凝热加热器5、风机6，组成空气流通通道。其空气依次通过除尘过滤网11，热交换器2，在空气经过热交换器进行初步冷却后，进入冷却蒸发器3，进一步冷却空气，使空气冷却到设计所需的露点温度，然后将含有水珠的冷空气送入高效气液分离室4，通过挡水板41的作用使空气中的水分下降到集水槽42中引出机体外。经过气液分离后的冷空气进入热交换器2中，经热交换器的作用升温后，空气再送入冷凝热加热器5进一步升温，最后通过风机6将除湿后的空气送往需要的用气部地点。
使用本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置处理空气时，空气经过热交换器的作用，可使湿热空气降温5-10℃。可以大量回收冷量，降低制冷压缩机耗能20-30％，同时利用冷凝热加热器对空气进行升温，可提高空气温度3-8℃。充分利用了制冷压缩机工作中产生的余热，也省却了电加热或蒸汽加热装置，可以进一步节省能源5-10％。
参照图1所示：本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置由压缩机72、冷凝器71、冷凝热加热器5、冷却蒸发器3、调节阀73、膨胀阀74组成制冷系统。冷媒经压缩机压缩后，送入冷凝器及通过调节阀分流部分到冷凝热加热器，降温后，经膨胀阀送入冷却蒸发器蒸发，再经管路回流到压缩机。
本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置实施2
参照图2，图3，本发明的一体式高效节能除湿装置中的热交换器2为一板式换热器，其工作原理如图2所示，冷热空气经过金属板的两边，由温度差异导致热量交换。为了达到大面积交换器的制作目的，本发明中的热交换器如图3所示，采用多层金属板焊接而成，同时在板间引入加强筋结构，提高热交换器的结构强度。
本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置实施3
参照图4：本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置中的挡水板是由多层金属丝网编织而成，其多孔结构既能对气流形成导流作用，又便于形成露珠，能很好的达到气液分离的目的。
本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置实施4
参照图5所示：装置中的集水槽42由金属板焊接而成，其底部带有排水管道。
本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置实施5
参照图6所示，本发明的高效节能冷冻式大型工业除湿装置中的除尘过滤网置于外壳的顶部，由多个单片过滤网拼装而成。每个单片过滤网由支架及无纺布组成。

Claims (6)

1.高效节能冷冻式大型工业除湿装置，它含有带除尘过滤网(11)的机壳(1)，热交换器(2)，冷却蒸发器(3)，气液分离器(4)，挡水板(41)、集水槽(42)，冷凝热加热器(5)，风机(6)，以及一套含有压缩机(72)，蒸发器、冷凝器(71)，调节阀(73)，膨胀阀(74)的制冷装置(7)。
2.如权利要求1所述的高效节能冷冻式大型工业除湿装置，其特征是：热交换器(2)为一板式换热器，其换热器由多层金属薄板制成，为减少空气通过所产生的振动，其板和板之间含有加强筋。
3.如权利要求1所述的高效节能冷冻式大型工业除湿装置，其特征是：所说的制冷除湿装置，其冷凝装置由冷凝器(71)和冷凝热加热器(5)共同组成。
4.如权利要求1所述的高效节能冷冻式大型工业除湿装置，其特征是：蒸发冷却器和热交换之间设一气液分离器(4)，气液分离器内含有挡水板(41)，挡水板由丝网编织而成。气液分离器下部含有集水槽(42)。
5.如权利要求1所述的高效节能冷冻式大型工业除湿装置，其特征是：由制冷压缩机送出的高温高压制冷剂通过调节阀(73)送入冷凝器(71)和冷凝热加热器(5)冷却。
6.如权利要求1所述的高效节能冷冻式大型工业除湿装置，其特征是：机壳上部进气口带有除尘过滤网(11)。
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