CN103759355A - 单转轮两级除湿复合式空调系统及工作方法 - Google Patents

单转轮两级除湿复合式空调系统及工作方法 Download PDF

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Abstract

一种单转轮两级除湿复合式空调系统，属于空气调节领域。主要包括：一级再生过滤器（1）、一级再生冷凝器（2）、一级再生辅助电加热器（3）、除湿段风机（4）、除湿段辅助电加热器（5）、除湿转轮（6）、二级蒸发器（7）、除湿段过滤器（8）、一级蒸发器（9）、二级再生风机（10）、一级再生风机（11）、二级再生辅助电加热器（12）、二级再生冷凝器（13）、二级再生过滤器（14）。蒸发器与冷凝器都是相对于蒸气压缩制冷循环系统的制冷剂来说的，图中略去了压缩机和膨胀阀。与现有的转轮除湿系统相比，本发明具有除湿效率高、结构紧凑、温湿度独立控制、节能效果显著等优点。

Description

单转轮两级除湿复合式空调系统及工作方法
技术领域
本发明涉及一种单转轮两级除湿复合式空调系统及方法，属于空气调节领域。
背景技术
在对建筑维护结构进行隔热保温和室内通风时，过去仅将空气温度作为主要的解决指标，而忽略了空气湿度对热环境的影响。随着经济的发展，人们生活水平的提高，对房间舒适性的要求越来越高，对温度、湿度进行控制的需求越来越强，空调的任务越来越繁重。传统的空调对房间显热负荷和潜热负荷的处理耦合进行，即通过冷水盘管将回风进行冷却处理的同时，实现露点除湿。为了除湿，必须将所有循环空气冷却到露点温度以下，除湿后，在进行加热，然后送往室内。这种先冷却后加热的处理方式造成了能源的极大浪费。
对于空气湿度的处理方法，目前已有很多种，单独的转轮除湿系统就是其一，但其只能控制湿度，无法控制温度。转轮除湿复合空调系统，将干燥剂除湿量大和蒸气压缩式制冷系统传热效果好的优点结合起来，由干燥剂转轮承担潜热负荷，压缩制冷系统承担显热负荷。
虽然近几年转轮除湿系统的研究取得了很大的进展，转轮除湿系统的设计也有相关的技术涌现，如专利ZL201210493803.6提出的基于太阳能热回收的吸收式制冷与固体转轮除湿空调系统、专利ZL201110206159.5提出的一种船用两级转轮除湿空调系统等，这些技术虽然解决了温湿度独立控制问题，但均没有考虑系统的可行性，太阳能制冷与除湿系统成本过高，效率低下且不稳定。船用两级转轮除湿空调系统应用面狭窄且结构较庞大。在保证良好的除湿性能的基础上，如何控制能耗，降低生产成本是转轮除湿空调系统设计必需要解决的问题。
发明内容  
本发明的目的是提供一种除湿效率高、温湿度独立控制、节能、结构紧凑的单转轮两级除湿复合式空调系统。
该系统由一个两级除湿系统、两个再生加热系统组成。上述除湿系统由除湿段过滤器、一级蒸发器、除湿转轮、二级蒸发器、除湿段辅助电加热器、除湿段风机组成；其中除湿段过滤器的入口与室外大气相通，除湿段过滤器的出口依次经过一级蒸发器、除湿转轮的第一除湿区、二级蒸发器、除湿转轮的第二除湿区、除湿段辅助电加热器与除湿段风机相连；上述第一再生加热系统由空气经一级再生过滤器、一级再生冷凝器、一级再生辅助电加热器、一级再生风机组成；其中一级再生过滤器的入口与室外大气相通，一级再生过滤器的出口依次经过一级再生冷凝器、一级再生辅助电加热器、除湿转轮的第一再生区与一级再生风机相连；上述第二再生加热系统由二级再生空气过滤器、二级再生冷凝器、二级再生辅助加热器、二级再生风机组成；其中二级再生空气过滤器的入口与室外大气相通，二级再生空气过滤器的出口依次经过二级再生冷凝器、二级再生辅助电加热器、除湿转轮的第二再生区与二级再生风机相连；一级再生冷凝器与一级蒸发器属于同一个蒸气压缩制冷循环；二级再生冷凝器与二级蒸发器属于同一个蒸气压缩制冷循环。
所述的单转轮两级除湿复合式空调系统的工作方法，其特征在于包括以下过程：
当系统开始工作时，除湿系统由除湿段风机从外界环境开始抽气，外部气流首先通过除湿段过滤器，除去空气中的杂质；其次通过一级蒸发器，冷却空气；再次进入除湿转轮，进行一级除湿；从转轮出来的空气会有一定的温升，再通入二级蒸发器进行热交换被冷却，进入转轮进行二级除湿送至室内；若温度较低则开启除湿段辅助电加热器调节空气温度再送至室内；
第一再生加热系统由一级再生风机从外界抽气，室外空气首先经过一级再生过滤器1，除去空气中的杂质，通过一级再生冷凝器被加热；若温度较低则开启一级再生辅助电加热器调节空气温度，热空气吸进转轮第一再生区后对其进行再生；
第二再生加热系统与第一再生加热系统类似，由二级再生风机提供动力，二级再生冷凝器提供热量，若温度较低则开启二级再生辅助电加热器12调节空气温度然后送至转轮第二再生区；
除湿转轮由电动马达带动旋转，这样除湿区与再生区不断替换，构成吸附除湿—加热再生循环；两个蒸气压缩制冷系统的动力由压缩机提供，空气的动力由3个风机提供。
除湿转轮等分为4个部分，两部分用于除湿，两部分用于再生。除湿段的冷却采用蒸气压缩制冷系统蒸发器的冷量，两个再生加热系统的热量来自蒸气压缩制冷系统的冷凝废热。充分结合固体吸附剂的吸湿特性和压缩循环制冷系统的控温特点，实现温湿度独立控制，相对于单独冷却除湿具有明显节能效果。
采用两级除湿系统，降低转轮需求的再生温度，相对于普通的单级转轮除湿系统更加节能，具有更好的除湿效果。
在一个转轮上实现两级除湿，比两轮两级除湿系统结构更紧凑。
附图说明
附图1为本发明的原理图；
附图1中的标号名称：1一级再生过滤器，2一级再生冷凝器，3一级再生辅助电加热器，4除湿段风机，5除湿段辅助电加热器，6除湿转轮，7二级蒸发器，8除湿段过滤器，9一级蒸发器，10二级再生风机，11一级再生风机，12二级再生辅助电加热器，13二级再生冷凝器，14二级再生过滤器。
具体实施方式
 如图1所示，本发明所述的一种单转轮两级除湿复合式空调系统，包括一级再生过滤器1、一级再生冷凝器2、一级再生辅助电加热器3、除湿段风机4、除湿段辅助电加热器5、除湿转轮6、二级蒸发器7、除湿段过滤器8、一级蒸发器9、二级再生风机10、一级再生风机11、二级再生辅助电加热器12、二级再生冷凝器13、二级再生过滤器14。
当系统开始工作时，除湿系统段由除湿段风机4从外界环境开始抽气，外部气流首先通过除湿段过滤器8，除去空气中的杂质；其次通过一级蒸发器9，冷却空气；再次进入除湿转轮6，进行一级除湿；从转轮出来的空气会有一定的温升，再通入二级蒸发器7进行热交换被冷却，进入转轮6进行二级除湿，若温度过低则开启除湿段辅助电加热器5调节空气温度至所需的要求送至室内。
第一再生加热系统由一级再生风机11从外界抽气，室外空气首先经过一级再生过滤器1，除去空气中的杂质，通过一级再生冷凝器2被加热，一级再生辅助加热器3可对再生温度达不到要求的空气再次加热，热的空气吸进转轮后对其进行再生过程。
第二再生加热系统与第一再生加热系统类似，由二级再生风机10提供动力，二级再生冷凝器13提供热量，二级再生辅助电加热器12按需开启加热温度过低的空气。
除湿转轮由电动马达带动旋转，这样除湿区与再生区不断替换，构成吸附除湿—加热再生循环。两个蒸气压缩制冷系统的动力由压缩机提供，空气的动力由3个风机提供。

Claims (2)

1.一种单转轮两级除湿复合式空调系统，其特征在于：由一个两级除湿系统、两个再生加热系统组成；
上述除湿系统由除湿段过滤器（8）、一级蒸发器（9）、除湿转轮（6）、二级蒸发器（7）、除湿段辅助电加热器（5）、除湿段风机（4）组成；其中除湿段过滤器（8）的入口与室外大气相通，除湿段过滤器（8）的出口依次经过一级蒸发器（9）、除湿转轮（6）的第一除湿区、二级蒸发器（7）、除湿转轮（6）的第二除湿区、除湿段辅助电加热器（5）与除湿段风机（4）相连；
上述第一再生加热系统由空气经一级再生过滤器（1）、一级再生冷凝器（2）、一级再生辅助电加热器（3）、一级再生风机（11）组成；其中一级再生过滤器（1）的入口与室外大气相通，一级再生过滤器（1）的出口依次经过一级再生冷凝器（2）、一级再生辅助电加热器（3）、除湿转轮（6）的第一再生区与一级再生风机（11）相连；
上述第二再生加热系统由二级再生空气过滤器（14）、二级再生冷凝器（13）、二级再生辅助加热器（12）、二级再生风机（10）组成；其中二级再生空气过滤器（14）的入口与室外大气相通，二级再生空气过滤器（14）的出口依次经过二级再生冷凝器（13）、二级再生辅助电加热器（12）、除湿转轮（6）的第二再生区与二级再生风机（10）相连；
一级再生冷凝器（2）与一级蒸发器（9）属于同一个蒸气压缩制冷循环；二级再生冷凝器（13）与二级蒸发器（7）属于同一个蒸气压缩制冷循环。
2.根据权利要求1所述的单转轮两级除湿复合式空调系统的工作方法，其特征在于包括以下过程：
当系统开始工作时，除湿系统由除湿段风机（4）从外界环境开始抽气，外部气流首先通过除湿段过滤器（8），除去空气中的杂质；其次通过一级蒸发器（9），冷却空气；再次进入除湿转轮（6），进行一级除湿；从转轮出来的空气会有一定的温升，再通入二级蒸发器（7）进行热交换被冷却，进入转轮（6）进行二级除湿送至室内；若温度较低则开启除湿段辅助电加热器（5）调节空气温度再送至室内；
第一再生加热系统由一级再生风机（11）从外界抽气，室外空气首先经过一级再生过滤器（1），除去空气中的杂质，通过一级再生冷凝器（2）被加热；若温度较低则开启一级再生辅助电加热器3调节空气温度，热空气吸进转轮第一再生区后对其进行再生；
第二再生加热系统与第一再生加热系统类似，由二级再生风机（10）提供动力，二级再生冷凝器（13）提供热量，若温度较低则开启二级再生辅助电加热器（12）调节空气温度然后送至转轮第二再生区；
除湿转轮由电动马达带动旋转，这样除湿区与再生区不断替换，构成吸附除湿—加热再生循环；两个蒸气压缩制冷系统的动力由压缩机提供，空气的动力由3个风机提供。
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