CN103406000A - 利用低温不饱和空气进行除湿的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用低温不饱和空气进行除湿的方法和装置，装置包括除湿装置、预冷装置、外壳和隔板，隔板将外壳分隔为再生通道和除湿通道，除湿装置的再生侧置于再生通道内，除湿装置的除湿侧和预冷装置均置于预冷装置内。低温不饱和空气通过除湿装置的再生侧对除湿剂进行再生，被处理空气先通过预冷装置被冷却至饱和状态，再通过除湿装置的除湿侧被除湿，低温不饱和空气和被处理空气逆流；本发明利用低温不饱和空气，包括空调回风的排风，进行除湿，本发明具有节能、高效、方便，简单等特点。

Description

利用低温不饱和空气进行除湿的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种利用低温不饱和空气进行除湿的方法和装置，尤其涉及一种利用空调环境的排出的回风对新风进行除湿的方法和装置。
背景技术
常用的除湿方法有冷冻除湿（液体除湿）、固体除湿等，两者均需以电或者热等高品位能源驱动，低温不饱和空气如空调干燥的排风等虽为低品位能源，但固体除湿剂或液体除湿剂的再生可以使用低温干燥的空气再生，目前低温不饱和空气尚未得到有效地用于除湿。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用低温不饱和空气进行除湿的方法和装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种利用低温不饱和空气进行除湿的方法，该方法具体为：低温不饱和空气通过除湿装置的再生侧，对除湿剂进行再生，被处理空气先通过预冷装置被冷却至饱和状态，再通过除湿装置的除湿侧被除湿，低温不饱和空气和被处理空气逆流。
进一步地，所述的除湿装置为除湿转轮、整体除湿膜或分离式除湿膜，所述除湿膜为疏水透气膜。
进一步地，所述的除湿膜的溶液侧与外界有溶液交换，即补充浓溶液，排出稀溶液。
进一步地，所述低温不饱和空气在进入除湿装置之前先被加热。
进一步地，所述的除湿过程对被处理空气进行冷却，或所述的再生过程对低温不饱和空气进行加热，或同时对除湿过程的被处理空气进行冷却，对再生过程的低温不饱和空气进行加热。
进一步地，所述的低温不饱和空气为室内回风，被处理空气为室外新风,所述的室外新风在进入预冷装置之前是先经过全热回收装置与已经过除湿装置除湿侧的回风进行全热交换。
一种实现上述方法的装置，包括除湿装置、预冷装置、外壳和隔板，隔板将外壳分隔为再生通道和除湿通道，除湿装置的再生侧置于再生通道内，除湿装置的除湿侧和预冷装置均置于预冷装置内。低温不饱和空气通过除湿装置的再生侧对除湿剂进行再生，被处理空气先通过预冷装置被冷却至饱和状态，再通过除湿装置的除湿侧被除湿，低温不饱和空气和被处理空气逆流, 除湿装置为除湿转轮或整体式膜除湿装置。
一种实现上述方法的装置，包括除湿装置、预冷装置、再生通道的外壳、除湿通道的外壳、溶液箱、泵和溶液管道；除湿装置为分离式膜除湿装置，其再生侧于位于再生通道内，除湿侧位于除湿通道内，两者通过管道相连，管道上装有泵和溶液箱，泵驱动溶液循环，预冷装置位于除湿装置的除湿侧的上游，被处理空气先经过预冷装置被冷却至饱和状态，再通过除湿装置的除湿侧被除湿，低温不饱和空气与被处理空气逆流。
进一步地，所述的再生通道的上游有加热装置。
进一步地，所述的除湿通道的上游和再生通道的下游装有全热回收装置，所述的低温不饱和空气为回风，被处理空气为新风，新风与经过除湿装置的除湿侧的回风进行全热交换。
本发明的有益效果是，本发明利用低温不饱和空气，包括空调回风的排风，进行除湿，本发明具有节能、高效、方便，简单等特点。
附图说明
图1为本发明利用除湿转轮的基本原理示意图；
图2为本发明利用整体式除湿膜液体除湿的基本原理示意图；
图3为本发明利用分离式除湿膜液体除湿的基本原理示意图；
图4为本发明的基本原理对应的焓湿图；
图5为本发明利用分离式式除湿膜液体除湿并带有浓溶液补充的基本原理示意图；
图6为本发明利用整体除湿膜液体除湿的另一种实现方式示意图；
图7为利用回风实现新风除湿的原理图；
图8为图7对应的焓湿图；
图9为利用回风实现新风除湿并带有辅助加热器的原理图；
图10为图9对应的焓湿图；
图11为利用回风实现新风除湿和全热回收的原理图；
图12为图11对应的焓湿图；
图13为利用回风实现新风除湿和显热回收的原理图；
图14为图13对应的焓湿图；
图15为利用回风实现新风除湿和全热回收与显热回收的原理图；
图16为图15对应的焓湿图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。
实施例1
如图1所示，本发明利用低温不饱和空气进行除湿的装置包括除湿装置10、预冷装置20、外壳30和隔板40，隔板40将外壳30分隔为再生通道33和除湿通道34，除湿装置10的再生侧11置于再生通道33内，除湿装置10的除湿侧12和预冷装置20均置于预冷装置20内。低温不饱和空气A1通过除湿装置10的再生侧11对除湿剂进行再生，被处理空气A3先通过预冷装置20被冷却至饱和状态A4，再通过除湿装置10的除湿侧12被除湿变为A5，低温不饱和空气A1和被处理空气A3逆流。
除湿装置10可以是公知的除湿转轮，也可以是膜除湿装置。膜除湿装置中的膜为疏水透气膜，即液体不能通过膜，而气体如水蒸气可以透过膜。常用的疏水透气膜有中空纤维膜和平板膜。膜材料包括PP, PTFE 等。
实施例2
如图2所示，除湿装置10采用整体式膜除湿装置，溶液L在膜内侧，空气在膜外侧，膜除湿装置的除湿侧12和再生侧11的溶液是连通的，溶液通过扩散或密度不同实现溶液的交换。空气的过程与实施例1相比区别在于，在除湿装置10的再生侧11的膜与膜之间增加了加热元件100，在除湿装置10的除湿侧12的膜与膜之间增加了冷却元件90；即对除湿侧而言，有冷却元件90对空气进行冷却，对再生侧而言，有加热元件100对空气进行加热，图中同时有冷却元件90和加热元件100，也可以只有冷却元件90或只有加热元件100。图2中溶液在膜内侧，也可以在膜的外侧。
实施例3
如图3所示，除湿装置10采用分离式除湿膜，该实施例中，利用低温不饱和空气进行除湿的装置还包括泵53和溶液箱50，除湿装置10的再生侧11、除湿装置10的除湿侧12、泵53和溶液箱50通过管道54连接成闭合环路。
溶液循环依靠泵53驱动。
实施例4
如图5所示，与实施例4的区别在于，溶液管道中还加装了溶液换热器55，进出除湿装置10的再生侧11的管道经溶液换热器55换热。同时溶液箱50上安装浓溶液补充管52和稀溶液排出管51。这样当再生能力不够时，可以由外界补充浓溶液。
图4为本发明基本原理（实施例1-4）对应的焓湿图，由于上述除湿过程完全逆流，只要A1 的相对湿度小于A5 的相对湿度， A2 的相对湿度小于A4 的相对湿度，除湿和再生过程就能实现，这也是低温不饱和空气能够作为能源驱动空气除湿的原因。
实施例5
如图6所示，与实施例2的区别在于，除湿侧12没有冷却元件，但再生侧11上具有加热元件100，图中为换热管，通入了被处理空气A3作为热源来加热再生过程中的低温不饱和空气A1，同时对被处理空气A3进行预冷。
实施例6
如图7所示，该实施例与实施例1的空气处理过程相同，由于空调环境的回风的排风往往是不饱和且低温的空气，没有得到有效利用，图7中利用空调房间排风R作为再生空气来处理新风F。
图8为图7对应的空气处理焓湿图。
实施例7
如图9所示，该实施例的装置中，在再生通道33内安装一加热器60，在回风R进入除湿装置10的再生侧11前先对其加热，即由加热器60完成加热，加热主要是针对回风本身并不干燥，如空调系统刚启动时，或者空调环境特殊情况除湿负荷加大情况，需得到比普通情况下更干燥的空气等情况。
图10为图9对应的空气处理焓湿图。
实施例8
如图9所示，该实施例在实施例6的基础上在再生通道33内增加一全热回收装置70，这也是本发明巧妙之处，常规的回风利用方式是利用回风和新风的全热回收，减少新风负荷，但并不能把新风处理到低于室内回风的含湿量，本发明利用回风再生，可以将新风最终处理到低于回风的含湿量，同时由于再生过程是近等焓的过程，所以经过再生过程的回风还可以利用与新风进行全热回收，回风实现了两个目的，即使得最终处理的新风低于室内空气的含湿量，又实现了全热回收，减少了新风负荷。
图12 为图11 对应的焓湿图。
实施例9
如图13所示，该实施例在实施例6的基础上增加了显热回收装置80，这样既对新风F预冷，又加热回风，提高其再生能力。
图14 为图13对应的焓湿图。
实施例10
如图15所示，该实施例在实施例6的基础上增加了全热回收装置70，既提高了回风的再生能力，又实现了全热回收。
图16为图15对应的焓湿图。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用低温不饱和空气进行除湿的方法，其特征在于，该方法具体为：低温不饱和空气通过除湿装置的再生侧，对除湿剂进行再生，被处理空气先通过预冷装置被冷却至饱和状态，再通过除湿装置的除湿侧被除湿，低温不饱和空气和被处理空气逆流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的除湿装置为除湿转轮、整体除湿膜或分离式除湿膜，所述除湿膜为疏水透气膜。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的除湿膜的溶液侧与外界有溶液交换，即补充浓溶液，排出稀溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低温不饱和空气在进入除湿装置之前先被加热。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的除湿过程对被处理空气进行冷却，或所述的再生过程对低温不饱和空气进行加热，或同时对除湿过程的被处理空气进行冷却，对再生过程的低温不饱和空气进行加热。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的低温不饱和空气为室内回风，被处理空气为室外新风,所述的室外新风在进入预冷装置之前是先经过全热回收装置与已经过除湿装置除湿侧的回风进行全热交换。
7.一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括除湿装置、预冷装置、外壳和隔板，隔板将外壳分隔为再生通道和除湿通道，除湿装置的再生侧置于再生通道内，除湿装置的除湿侧和预冷装置均置于预冷装置内；低温不饱和空气通过除湿装置的再生侧对除湿剂进行再生，被处理空气先通过预冷装置被冷却至饱和状态，再通过除湿装置的除湿侧被除湿，低温不饱和空气和被处理空气逆流, 除湿装置为除湿转轮或整体式膜除湿装置。
8.一种实现权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括除湿装置、预冷装置、再生通道的外壳、除湿通道的外壳、溶液箱、泵和溶液管道；除湿装置为分离式膜除湿装置，其再生侧于位于再生通道内，除湿侧位于除湿通道内，两者通过管道相连，管道上装有泵和溶液箱，泵驱动溶液循环，预冷装置位于除湿装置的除湿侧的上游，被处理空气先经过预冷装置被冷却至饱和状态，再通过除湿装置的除湿侧被除湿，低温不饱和空气与被处理空气逆流。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述的再生通道的上游有加热装置。
10.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述的除湿通道的上游和再生通道的下游装有全热回收装置，所述的低温不饱和空气为回风，被处理空气为新风，新风与经过除湿装置的除湿侧的回风进行全热交换。
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