CN103140273A - 除湿器和除湿方法 - Google Patents

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Abstract

一种除湿器，该除湿器被构造用于在第一操作构造和第二操作构造之间交替循环。该除湿器包括：第一干燥床，该第一干燥床构造用于执行第一操作构造中的吸附并且用于执行在第二操作构造中的解吸附；和第二干燥床，该第二干燥床构造用于执行第一操作构造中的解吸附以及用于执行第二操作构造中的吸附。

Description

除湿器和除湿方法
技术领域
本申请涉及除湿器，并且特别地涉及干燥用的除湿器。
背景技术
在最近的几十年中，冷却和除湿在建筑物和工业中的利用率具有显著的增加。许多研究人员集中在研究利用再生能源和废热源的冷却循环的改进上。可替代地，已经引入旋转干燥轮(rotary desiccant wheel)用于对提供的空气除湿，以部分地移去潜在的热负荷。图1(现有技术)示出了设计用于商业建筑的干燥系统的典型实例。在处理侧，DW从处理空气(process air)中吸收湿气，从而导致对室外空气的除湿和加热。RR降低了处理空气的温度。离开RR的冷却且干燥的处理空气通过蒸发冷却器(evaporative cooler)EC1，蒸发冷却器将湿气增加到所述空气并将其温度进一步降低以提供用于调节空气的室内设计状态。来自于被调节空间的热风在其返回路径上通过EC2、RR、电热器和DW，从而形成DCS操作的再生侧(regeneration side)。来自被调节空间的空气的温度与湿度一起通过EC2降低。在RR中的热传递产生热的并且湿的再生气体，RR对EC2的产物操作。从RR排出的热空气在加热器中被进一步加热，以受控方式提供TR。通过进一步的吸湿，即增湿作用，以在操作周期的终点形成湿且被冷却了的空气，热且干燥的空气被用于旋转DW的再生。然而，旋转干燥轮的维护成本比较高。
发明内容
本申请公开了一种用于大气湿空气的除湿的除湿器，该除湿器使用低温余热(waste heat)驱动处理除去室外空气的湿气。热被供给到除湿器用于干燥剂的再生，所述干燥剂可用于在批次操作处理中执行除湿。除湿器的节能能够高达常规蒸汽压缩除湿器的25％。
所公开的除湿器几乎不使用运动部件。其包括多个干燥剂床，所述干燥剂床允许提供空气的水分含量的降低。假如低级热能源可用，这导致节约大量的电能。在电能价格较高的地方，以及在潜热百分比较高的地方或者在所需的空气露点是低的干燥剂除湿的地方，所公开的除湿器特别有效。
根据第一示例性方面，提供了一种除湿器，构造用于在第一操作构造和第二操作构造之间交替循环，该除湿器包括：第一干燥床，所述第一干燥床构造用于执行所述第一操作构造中的吸附以及用于执行所述第二操作构造中的解吸附；和第二干燥床，所述第二干燥床构造用于执行所述第一操作构造中的解吸附以及用于执行所述第二操作构造中的吸附。
除湿器可进一步包括流入通道和流出通道，其中第一干燥床被布置在第一流动通道中，所述第一流动通道位于所述流入通道和所述流出通道之间，并且其中所述第二干燥床被布置在第二流动通道中，所述第二流动通道位于所述流入通道和所述流出通道之间。
第一干燥床和第二干燥床每个均可包括热交换盘管(heatexchange coil)，所述热交换盘管构造用于允许流体从中通过。
所述除湿器可进一步包括冷却水供给源，所述冷却水供给源构造用于在所述第一操作构造中将冷却流体提供到所述第一干燥床的热交换盘管，以及用于在所述第二操作构造中将冷却流体提供到所述第二干燥床的热交换盘管。所述除湿器可进一步包括热流体供给源，所述热流体供给源构造用于在所述第一操作构造中将热流体提供到所述第二干燥床的热交换盘管以及在所述第二操作构造中将热流体提供到所述第一干燥床的热交换盘管。
第一干燥床和第二干燥床每个均可包括在“Z”构型中布置的多个吸附剂饼。
每个吸附剂饼包括热交换盘管的布置在两片金属网之间的一部分，并且其中热交换盘管的限定在两片金属网之间的所述部分周围的空隙的空间被填充硅胶。
除湿器可进一步包括设置在第一干燥床和流出通道之间的第一附加热交换盘管，并且进一步包括设置在第二干燥床和流出通道之间的第二附加热交换盘管。
第一附加热交换盘管可以构造用于在第一操作构造中使冷却流体从中通过和用于在第二操作构造中使热流体从中通过，并且其中第二附加热交换盘管构造用于在第一操作构造中使热流体从中通过和用于在第二操作构造中使冷却流体从中通过。
除湿器可进一步包括另外的热交换盘管，所述另外的热交换盘管设置在流出通道中用于冷却通过流出通道被引导到空气处理单元的空气。第一流动通道和第二流动通道可在流出通道的上游端处为开放地流体连通。
根据第二示例性方面，提供了除湿方法，所述方法包括：(a)所述除湿器的第一干燥床作为吸附床执行吸附并且所述除湿器的第二干燥床作为解吸附床执行解吸附；(b)所述第二干燥床作为所述吸附床执行吸附并且所述第一干燥床作为所述解吸附床执行解吸附；并且(c)从步骤(a)重复所述方法。
第一干燥床执行吸附作用可包括将进入的空气从流入通道引导到容纳第一干燥床的第一流动通道中，并且第二干燥床执行吸附作用可包括将进入的空气从流入通道引导到容纳第二干燥床的第二流动通道中。
第一干燥床执行吸附可包括使冷却流体通过第一干燥床的热交换盘管，第二干燥床执行解吸附可包括使热流体通过第二干燥床的热交换盘管，第二干燥床执行吸附可包括使冷却流体通过第二干燥床的热交换盘管，第一干燥床执行解吸附可包括使热流体通过第一干燥床的热交换盘管。
该方法可进一步包括将已通过所述吸附床的空气在所述空气被引导到空气处理单元之前附加冷却。
该方法可进一步包括将已通过吸附床的空气在所述空气被引导到解吸附床之前附加加热。
附图简述
现在将参考附图描述优选实施方式，其中：
图1(现有技术)是干燥轮除湿器的示意性管路和装置图及其运行曲线(operational curve)；
图2是除湿器的示例性实施方式的示意性侧向截面图；
图3是图2的除湿器的示意性透视图；
图4是图2的除湿器的示意性管路和装置图；
图5(a)、5(b)和5(c)分别是吸附剂饼的示意性侧视图、顶视图和透视图；
图6是图2的除湿器的干燥床的示例性构造的示意性透视图，该干燥床包括多个图5中的吸附剂饼；
图7是图2的除湿器中的气流的含湿量(humidity ratio)的曲线图；
图8是基于心理测量图表(psychometric chart)的除湿处理的曲线图；
图9是图2的除湿器两侧上的相对湿度分布曲线图；
图10是图2的除湿器的流出空气的温度分布的曲线图；
图11是示例性除湿方法的流程图；
图12是除湿器的可替代的示例性实施方式；和
图13是除湿器的另一可替代的示例性实施方式。
具体的优选实施方式
下面将参考图2至图13描述除湿器10和除湿方法100的示例性实施方式。
如图2和图3所示，除湿器10包括流入通道13、流出通道15和两个干燥床20、30。除湿器10构造用于在第一操作构造102和第二操作构造104之间交替循环。在任一时间，两个干燥床20、30中的一个作用为吸附床而两个干燥床20、30中的另一个同时作用为解吸附床。
在流入通道13的下游端处，流入通道13分离成为两个流动通道22、32。第一流动通道22容纳(house)第一干燥床20，而第二流动通道32容纳第二干燥床30。在一示例性实施方式中，通过将第一流动通道22定位在第二流动通道32之上，两个干燥床20、30布置成一个干燥床20在另一个干燥床30上面。可替代地，通过并排定位两个流动通道22、32，干燥床20、30可被并排布置。两个流动通道22、32会聚在流出通道15的上游端，两个流动通道22、32在流出通道15的上游端处彼此开放的流体连通。流入通道13、流出通道15和两个流动通道22、32优选地由镀锌钢构构造。
第一节气闸24设置在第一流动通道22中且位于流入通道13和第一干燥床20之间，使得打开该第一节气闸24允许空气从流入通道13直接流到第一流动通道22中，而闭合第一节气闸24阻止空气从流入通道13直接流到第一流动通道22中。类似地，第二节气闸34设置在第二流动通道中且位于流入通道13和第二干燥床30之间，使得打开第二节气闸34允许空气从流入通道13直接流到第二流动通道32中，而闭合第二节气闸34阻止空气从流入通道13直接流到第二流动通道32中。
第一辅助节气闸26为第一干燥床20提供。当打开时，第一辅助节气闸26允许空气从第一流动通道22离开所述除湿器。类似地，第二辅助节气闸36为第二干燥床30提供。当打开时，第二辅助节气闸36允许空气从第二流动通道32离开所述除湿器。
两个干燥床20、30构造用于交替执行吸附功能和解吸附功能。在除湿器10的第一操作构造102中，第一干燥床20通过作用为吸附床执行吸附作用，而第二干燥床30通过作用为解吸附床执行解吸附作用。一般地，当第一干燥床20已经充满吸附的水蒸汽时，除湿器10切换103至第二操作构造104。然而，如果发现在第一操作构造102中的操作一些时间后，吸附的效率显著下降，则切换103可较早地发生。在除湿器10的第二操作构造104中，第二干燥床30通过作用为吸附床执行吸附，而第一干燥床20通过作用为解吸附床执行解吸附。当第二干燥床30已经充满吸附的水蒸汽或者当在第二操作构造104中的操作一些时间之后，吸附的效率被认为显著下降时，除湿器10切换105至第一操作构造102。在操作期间，由此，除湿器10在第一操作构造102和第二操作构造104之间交替循环。两个干燥床20、30每个均包括构造用于允许流体从中通过的热交换盘管。
在第一操作构造102中，空气在除湿器10中在由如图2和图4中所示的箭头指示的方向上移动。首先，新鲜空气或者外界空气通过流入通道13被吸到除湿器10中。这可通过在流入通道13的上游端处提供适当构造的风机12实现。进入的空气然后通过作用为吸附床的第一干燥床20。这以如下方式实现：打开第一节气闸24和闭合第二节气闸34，使得来自流入通道13的进入的空气仅被引导到第一流动通道22中，而被阻止直接进入到第二流动通道32中。第一辅助节气闸26也在第一操作构造102中被保持闭合。进入的空气中的水蒸汽由此被第一流动通道22中的第一干燥床20中的吸附剂吸收。在吸附期间，来自冷却流体供给源40的温度为约20℃至32℃的冷却流体70循环通过吸附床20以移除吸附的热。吸附剂的性能通过吸附床20中的吸附剂的温度来控制。典型地，离开吸附床20的空气可具有约34℃的温度和55％的相对湿度。在空气已经通过穿过吸附床20而被干燥后，所述空气从第一流动通道22穿过流出通道15到达空气处理单元或者AHU(未示出)，以被冷却至要求的温度。吸附的热可通过被重定向至热源，或者被用于其它应用诸如室内供暖系统被恢复。
当以第一操作构造102操作除湿器10时，第二干燥床30经历解吸附作用、被再生或被准备用于在除湿器10的下一循环中执行吸附作用。这是因为第二干燥床30可能已经充满水蒸汽，所述水蒸汽来自于以第二操作构造104操作的除湿器10的先前除湿周期。为了再生，来自热流体供给源50的约65℃至85℃的温度的热流体80循环通过第二干燥床30以加热第二干燥床30中的吸附剂，以使水蒸汽被从第二干燥床30中解吸附。循环的热流体80可通过任何适当手段加热，包括微波或通过使用其它热源，诸如工业废热、太阳热、地热或者电力或任意两种或更多种热源的任意组合。通过打开第二辅助节气闸36，离开第一流动通道22的少量空气进入第二流动通道32并且随后在已经通过第二干燥床30之后离开除湿器10。通过吹扫由第二干燥床30中的被加热的吸附剂所释放的水蒸汽，促进了第二干燥床30的解吸附处理。当完成解吸附处理时，第二干燥床30准备在除湿器10切换至第二操作构造104时再次执行吸附作用。
在第二操作构造104中，第一节气闸24闭合，而第二节气闸34打开。第一辅助节气闸26打开，而第二辅助节气闸36闭合。这样，来自流入通道13的进入的空气被引导到第二流动通道32中，以用于由第二干燥床30进行流体蒸汽的吸附。此外，离开第二流动通道32的一小部分经由打开的第一辅助节气闸26进入第一流动通道22、通过第一干燥床20并离开除湿器10。这促进了在第一干燥床20中的吸附剂的解吸附以便再生第一干燥床20。
由此，除湿器10通过控制第一和第二节气闸24、34的打开和闭合，控制第一和第二辅助节气闸26、36的打开和闭合，以及另外控制分别用于吸附床和解吸附床的冷却流体70和热流体80的循环，在第一操作构造102和第二操作构造104之间交替。
循环至两个干燥床20、30的热流体80和冷却流体70，优选地通过提供若干个利用可编程逻辑控制(PLC)控制的阀60来控制。阀60优选地是三通电磁阀(solenoid valve)。每个干燥床20、30仅需要设有单个流体入口23、33和单个流体出口25、35，因为在任一时刻仅冷却流体70或热流体80穿过每个干燥床20、30的热交换盘管。如图4所示，当以第一操作构造102操作除湿器10时，来自冷却塔40的冷却流体70用冷却流体泵42循环到作用为吸附床20的第一干燥床20。来自热流体箱50的热流体80用热流体泵52被循环到作用为解吸附床30的第二干燥床30。当除湿器10切换到以第二操作构造104操作时，阀60被切换使得来自冷却塔40的冷却流体70循环到作用为吸附床30的第二干燥床30，而来自热流体箱50的热流体80循环到作用为解吸附床20的第一干燥床20。优选地，水被用作冷却流体70以及热流体80，尽管可替代地或除水之外，还可以使用空气。
每个干燥床20、30优选地包括多个吸附剂饼90。在图5中示出了一示例性吸附剂饼90。安装在干燥床20、30中的饼90中的每一个，包括包括有翼片换热管(finned heat exchange tubes)的热交换盘管的一部分，在所述翼片换热管中，冷却流体70和热流体80根据除湿器是以上述的第一操作构造102还是以第二操作构造104操作而交替通过。所述翼片优选地由铝制成，而管优选地由铜制成。如图5中所示，每个吸附剂饼90包括布置在两片金属网92之间的热交换盘管94的一部分。热交换盘管94的限定在两片金属网92之间的所述部分周围的空隙的空间被填充吸附剂。
用于吸附剂饼90中的吸附剂的材料应该是吸水的多孔材料，该吸水的多孔材料具有高的比表面微孔面积。表面微孔面积优选地大于500m2/g。饼90的吸附剂的优选形式是硅胶。优选硅胶是因为硅胶的更大的微孔表面面积、对流体分子的极度亲合性和良好的吸湿能力。在50％～97％附近的相对湿度中，硅胶的性能通常要好于其它干燥材料。此外，它的再生温度在62℃～85℃范围内也是低的。本除湿器中使用的硅胶是日本的Fuji Silysia(富士硅)出产的RD 2060型。硅胶的优选形式的规格在下面的表格1中给出。
Figure BDA00001921528900081
表1  RD类型硅胶的规格
为防止硅胶的微球(bead)由于重力而掉落和不希望地在饼90的一侧处累积，金属网92片应是完全平坦的或保持拉紧抵靠热交换盘管94，从而确保在热交换盘管94周围不存在使硅胶的微球从它们的起始位置掉落的空间。
干燥床20、30的压降对于除湿器10的性能具有显著影响。已经发现，充分填塞了吸附剂的干燥床的压降相当高。相应地，除湿器10中的压降以如下方式被最小化：如图6中所示，以V形或“Z”构型将饼90安装在每个干燥床20、30中，以实现进入的空气的层流。这增大了干燥床20、30中的表面面积，从而使得在增强除湿性能的情况下使得除湿器10两端的压降最小化。
除湿器10的安装是简单的。流入通道13、流出通道15和流动通道22、32优选地被预制成，使得在现场仅需要安装干燥床20、30，其中干燥床20、30包括干燥饼90组件。除湿器10此外设计使得其便于在需要时容易维护。流动通道22、32构造成对准备更换或修理饼90可操作，所述饼形成干燥床20、30。两个干燥床20、30的饼30优选地被安放在彼此上以易于经由单个走道接近。至于干燥剂或吸附剂的耐用性，由于RD型硅胶的极其长的寿命，期望的更换时间是每十年一次。平均起来，RD型硅胶在认为其低效之前能够经历两千万次吸收-再生循环。
如图12所示，除设置在干燥床20、30中用于交替冷却和加热干燥床20、30的热交换盘管以外，附加的热交换盘管14、16可进一步分别设置在流动通道22、32中。所述附加的热交换盘管14在第一流动通道22中位于干燥床20和流出通道15之间，附加的热交换盘管16在第二流动通道32中位于干燥床30和流出通道15之间。所述附加的热交换盘管14、16用以使离开吸附床的空气在其通过AHU之前被进一步冷却，并用以加热通过解吸附床的空气。在第一操作构造102中，如图12所示，冷却流体通过所述设置在第一流动通道22中的附加的热交换盘管14，以使已经穿过作为吸附床操作的第一干燥床20的空气冷却。这样，降低了作用在AHU上的冷却负荷。同时，热流体穿过设置在第二流动通道32中的附加的热交换盘管16。这加热了穿过作用为解吸附床的第二干燥床30的空气。这样，由于通过使高温空气通过解吸附床30，更多的水蒸汽能够被从干燥床30中的干燥剂吸出，从而更有效地实现了解吸附作用。在第二操作构造104(未示出)中，冷却流体和热流体的流动被切换，使得热流体穿过第一流动通道22中的附加的热交换盘管14，而冷却流体穿过第二流动通道32中的附加的热交换盘管16。
图13示出了除湿器10的又一示例性实施方式，其中另外的热交换盘管18被设置在流出通道15中。冷却流体总是循环通过所述另外的热交换盘管18，以使传送到AHU的被除湿空气冷却，从而进一步降低AHU上的负载。
对于某个范围的热流体80流入温度，在不同的相对湿度和空气流动速率下研究了除湿器10的性能。在本实验中，具有约95％的相对湿度RH在约32℃温度下的外界空气通过所述系统。图7表示流出空气的流出含湿量(outflow humidity ratio)。如图7所示，从外界空气或进入的空气除除湿气为约0.013kg湿气每单位质量的供应气体(kgDA)。该除去的水蒸汽的量降低了难以由AHU除去的潜热负荷。除湿处理在图8中示出，如所示出的，除湿器10除去了几乎50％的潜热负荷，由此在冷却器或AHU负荷中获得了节能。
流出干燥空气的相对湿度和温度的实验结果分别绘制在图9和图10中。发现流出空气的相对湿度是约60％。与现有技术的干燥轮系统相反，从图10能够看出，在本除湿器10中由于吸附处理引起的显热与潜热除去相比非常小，发现温升为约2℃。
此外，试验表明本除湿器10能够在75％的相对湿度和28℃的温度下执行空气的除湿，这是现有技术的旋转干燥轮无法实行的。
通过提供用于执行除湿处理的静态干燥床20、30，除设置用于控制冷却流体70和热流体80的循环的阀60之外，除湿器10在实际上不具有主要的移动机械部分。这导致了最小的维护费用并用极大地降低了设备损伤的可能性。除湿器10此外还利用了来自已通过吸附床的空气的废热来促进和增强在解吸附床中的干燥剂的再生，从而进一步降低了运转成本。
另外，与冒着将处理和干燥空气混合在一起的风险的常规系统不同，本除湿器10将两个气流隔离到两个分离的室或通道22、32，从而避免了明显热量的交换。本除湿器10的一个主要优点在于吸附床中的干燥剂或吸附剂的温度以如下方式被控制：使来自冷却塔40的冷却流体70循环以冷却吸附床。相比之下，现有技术中的旋转干燥轮设计没有提供轮冷却。吸附床的冷却提高了除湿器10的除湿性能。此外，由于操作期间的吸附床冷却，除湿空气的流出空气温度并不非常高，为大约32℃。由此，能够由AHU更有效地执行对流出气流的冷却。另外，解吸附床的再生通过使用来自流出气流的热流体或暖空气或使用两者执行。另外，本除湿器10针对可能要求的各种容量是可扩展的。
虽然在上述说明中已经描述了本发明的优选实施方式，本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的前提下，可在设计和构造细节方面做出许多变化和修改。例如，虽然在示例性实施方式中已经描述了仅一对干燥床20、30交替作用为吸附床和解吸附床，该除湿器10可另外地包括一对或更多对附加的干燥床，该附加的干燥床类似地在相同的第一操作构造102和相同的第二操作构造104中作用为吸附床和解吸附床，以用于增加效率。除硅胶之外或可替代硅胶，吸附剂此外可包括其它材料，诸如沸石或其它亲水的吸附剂。流入通道13也并不是严格地被需要，因为通过为两个流动通道22、32中的每一个提供风机，可以将进入的空气直接吸到两个流动通道22、32中的任一个中。

Claims (16)

1.一种除湿器，构造用于在第一操作构造和第二操作构造之间交替循环，所述除湿器包括：
第一干燥床，所述第一干燥床构造用于执行所述第一操作构造中的吸附以及用于执行所述第二操作构造中的解吸附；和
第二干燥床，所述第二干燥床构造用于执行所述第一操作构造中的解吸附以及用于执行所述第二操作构造中的吸附。
2.根据权利要求1所述的除湿器，进一步包括流入通道和流出通道，其中所述第一干燥床被布置在第一流动通道中，所述第一流动通道位于所述流入通道和所述流出通道之间，并且所述第二干燥床布置在第二流动通道中，所述第二流动通道位于所述流入通道和所述流出通道之间。
3.根据权利要求1或2所述的除湿器，其中所述第一干燥床和所述第二干燥床每个均包括热交换盘管，所述热交换盘管构造用于允许流体流过所述热交换盘管。
4.根据权利要求3所述的除湿器，进一步包括冷却水供给源，所述冷却水供给源构造用于在所述第一操作构造中将冷却流体提供至所述第一干燥床的所述热交换盘管，以及用于在所述第二操作构造中将冷却流体提供至所述第二干燥床的所述热交换盘管。
5.根据权利要求4所述的除湿器，进一步包括热流体供给源，所述热流体供给源构造用于在所述第一操作构造中将热流体提供至所述第二干燥床的所述热交换盘管，以及用于在所述第二操作构造中将热流体提供至所述第一干燥床的所述热交换盘管。
6.根据前述权利要求中任一项所述的除湿器，其中所述第一干燥床和所述第二干燥床每个均包括以“Z”构型布置的多个吸附剂饼。
7.当权利要求6引用权利要求3至5中任一项时，根据权利要求6所述的除湿器，其中每个吸附剂饼包括被布置在两片金属网之间的热交换盘管的一部分，并且其中，在热交换盘管的限定在所述两片金属网之间的所述部分周围的空隙的空间被填充硅胶。
8.根据权利要求2所述的或当权利要求3至7中任一项在引用权利要求2时所述的除湿器，进一步包括设置在所述第一干燥床和所述流出通道之间的第一附加热交换盘管，并且进一步包括设置在所述第二干燥床和所述流出通道之间的第二附加热交换盘管。
9.根据权利要求8所述的除湿器，其中所述第一附加热交换盘管构造用于在所述第一操作构造中使冷却流体从中通过和用于在所述第二操作构造中使热流体从中通过，并且其中所述第二附加热交换盘管构造用于在所述第一操作构造中使热流体从中通过和用于在所述第二操作构造中使冷却流体从中通过。
10.根据权利要求2所述的或者根据权利要求3至9中任一项在引用权利要求2时所述的除湿器，进一步包括另外的热交换盘管，所述另外的热交换盘管设置在所述流出通道中用于冷却通过所述流出通道被引导到空气处理单元的空气。
11.根据权利要求2所述的或者根据权利要求3至10中任一项在引用权利要求2时所述的除湿器，其中所述第一流动通道和所述第二流动通道在所述流出通道上游端处为开放的流体连通。
12.一种除湿的方法，所述方法包括：
(a)所述除湿器的第一干燥床作为吸附床执行吸附并且所述除湿器的第二干燥床作为解吸附床执行解吸附；
(b)所述第二干燥床作为所述吸附床执行吸附并且所述第一干燥床作为所述解吸附床执行解吸附；并且
(c)从步骤(a)重复所述方法。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一干燥床执行吸附包括将进入的空气从流入通道引入到容纳所述第一干燥床的第一流动通道中，并且其中所述第二干燥床执行吸附包括将进入的空气从流入通道引入到容纳所述第二干燥床的第二流动通道中。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述第一干燥床执行吸附包括使冷却流体通过所述第一干燥床的热交换盘管，其中所述第二干燥床执行解吸附包括使热流体通过所述第二干燥床的热交换盘管，其中所述第二干燥床执行吸附包括使冷却流体通过所述第二干燥床的热交换盘管，并且其中所述第一干燥床执行解吸附包括使热流体通过所述第一干燥床的热交换盘管。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，进一步包括将已通过所述吸附床的空气在所述空气被引导到空气处理单元之前附加冷却。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，进一步包括将已通过吸附床的空气在所述空气被引导到解吸附床之前附加加热。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104129253A (zh) * 2013-05-01 2014-11-05 福特环球技术公司 具有多个吸附器的气候控制系统及控制方法
CN104128074A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 王新建 一种压缩空气干燥吸附系统
CN107906028A (zh) * 2016-09-29 2018-04-13 （株）恩艾思进 供冷暖模块及鼓风机

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2883058A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Antecy B.V. Device for adsorption/desorption temperature swing reaction
US10041692B2 (en) 2013-02-26 2018-08-07 Carrier Corporation Regeneration air mixing for a membrane based hygroscopic material dehumidification system
US10350547B2 (en) 2013-12-03 2019-07-16 Antecy B.V. Moisture swing carbon dioxide enrichment process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2051604B (en) * 1979-05-16 1983-04-07 Anderberg E Gas dryer/dehumidifier
JP2005185891A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Mitsubishi Chemicals Corp 除湿装置および除湿装置用の吸着材
CN1301147C (zh) * 2002-07-31 2007-02-21 株式会社西部技研 吸附式除湿机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG82589A1 (en) * 1998-12-10 2001-08-21 Univ Singapore A regenerative adsorption process and multi-reactor regenerative adsorption chiller

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2051604B (en) * 1979-05-16 1983-04-07 Anderberg E Gas dryer/dehumidifier
CN1301147C (zh) * 2002-07-31 2007-02-21 株式会社西部技研 吸附式除湿机
JP2005185891A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Mitsubishi Chemicals Corp 除湿装置および除湿装置用の吸着材

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104129253A (zh) * 2013-05-01 2014-11-05 福特环球技术公司 具有多个吸附器的气候控制系统及控制方法
CN104129253B (zh) * 2013-05-01 2018-04-27 福特环球技术公司 具有多个吸附器的气候控制系统及控制方法
CN104128074A (zh) * 2014-07-28 2014-11-05 王新建 一种压缩空气干燥吸附系统
CN104128074B (zh) * 2014-07-28 2015-12-09 王新建 一种压缩空气干燥吸附系统
CN107906028A (zh) * 2016-09-29 2018-04-13 （株）恩艾思进 供冷暖模块及鼓风机

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