CN105485763A - 一种除湿方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种除湿方法和系统，除湿方法是基于系统实现，空气被除湿/再生单元除湿后，一部分空气作为产品空气，另一部分空气进入除湿/再生单元实现除湿剂的再生，外部热能输入提供再生所需要的能量；除湿/再生单元在除湿和再生两种状态间切换；其除湿剂再生过程中可以有加热，除湿过程中有冷却，除湿效率高，再生温度低，且即使环境空气湿度大时仍然可以采用较低再生温度再生，同时没有除湿液腐蚀性强、溶液泄露、空气中携带液体等缺点，和复杂的切换系统。通过本方法和系统，采用低品位的热能，包括太阳能等即可实现除湿制冷，具有效率高，系统简单，成本低等优点。

Description

一种除湿方法及系统
技术领域
本发明涉及一种利用除湿剂的除湿方法和系统。
背景技术
利用除湿剂的除湿的方法和系统主要为两种情况，其一为液体除湿，其二为固体除湿。液体除湿的优点是除湿剂再生过程中可以有加热，除湿过程中有冷却，这样导致除湿效率高，再生温度低，但液体除湿有除湿液腐蚀性强、溶液泄露、空气中携带液体等缺点。
固体除湿没有液体除湿的上面的问题，但固体除湿的除湿和再生的切换较复杂，主要有两种方式，一种是采用转轮转动的方式切换，二是固定除湿塔采用阀门切换。对于固体除湿转轮而言，由于转轮转动，除湿过程中一般不能冷却，再生过程中也不能加热，所以一般只能采取预冷却或预加热方式，这样导致除湿效率低，再生温度高。
对于液体除湿和固定除湿塔而言，虽然除湿剂再生过程中可以有加热，但当环境空气湿度较大时，其再生温度仍然较高。
发明内容
本发明针对上面的问题，提出了一种新的除湿剂除湿方法和系统，其除湿剂再生过程中可以有加热，除湿过程中有冷却，除湿效率高，再生温度低，且即使环境空气湿度大时仍然可以采用较低再生温度再生，同时没有除湿液腐蚀性强、溶液泄露、空气中携带液体等缺点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种除湿方法，空气被至少一个除湿/再生单元除湿后，一部分空气作为产品空气，另一部分空气进入至少一个除湿/再生单元实现除湿剂的再生，外部热能输入提供再生所需要的能量(可以在再生过程中提供，也可以在再生前提供)；除湿/再生单元在除湿和再生两种状态间切换，切换通过风机的状态的切换，或者通过风机状态的切换与阀门状态的切换共同来实现。
进一步地，除湿/再生单元对空气进行除湿过程中，有外界冷量的输入；或者在再生过程中，有外界热量的输入；或者，在除湿过程中有外界冷量的输入的同时，在再生过程中有热量的输入。
进一步地，在除湿过程中有外界冷量的输入的同时，在再生过程中有热量的输入，且除湿和再生切换时，外界热源和冷源同时切换。
进一步地，所述的除湿/再生单元为除湿剂芯体和换热器的组成体，或为表面附有除湿剂的换热器，或为除湿剂芯体、表面附有除湿剂的换热器、换热器中的两种或者三种的组合体。
一种除湿系统，系统含有两个除湿/再生单元、两个风机、外壳及切换系统；所述外壳上开有第一空气口、第二空气口和第三空气口，两个除湿/再生单元分别设置在第一空气口和第二空气口处，两个风机分别位于除湿/再生单元的内侧或外侧；所述切换系统包括两个风机切换开关和两个热能切换开关，所述两个风机切换开关分别与两个风机相连，两个热能切换开关分别与两个除湿/再生单元中的换热器相连。
进一步地，所述外壳上还开有第四空气口和第五空气口，第四空气口位于第一空气口一侧，第五空气口位于第二空气口的一侧，第一空气口、第二空气口均设置有进气阀门，第四空气口、第五空气口均设置有排气阀门。
进一步地，所述系统还包括两个辅助风机，两个辅助风机分别与两个风机串联。
进一步地，所述系统还包括一个或多个除湿/再生单元。
进一步地，所述的除湿/再生单元为除湿剂芯体和换热器的组合，或为表面附有除湿剂的换热器，或者为除湿剂芯体、表面附有除湿剂的换热器、换热器中的两种或者三种的组合体。
本发明的有益效果在于：本发明可以采用低品位的热能，包括太阳能等实现除湿制冷，具有效率高，系统简单，成本低等优点。
附图说明
图1为本发明基本原理模式一；
图2为本发明基本原理模式二；
图3为本发明第二种实现方式；
图4为本发明第三种实现方式；
图5为本发明第四种实现方式模式一；
图6为本发明第四种实现方式模式二；
图7为本发明第五种实现方式模式一；
图8为本发明第五种实现方式模式二；
图9为本发明第五种实现方式的变型；
图10为本发明第六种实现方式模式一；
图11为本发明第六种实现方式模式二；
图12为本发明第六种实现方式模式三；
图13和14为本发明第七种实现形式；
图中，外壳10、第一风机11、第一除湿剂芯体12、第一换热器13、第二风机11A、第二除湿剂芯体12A、第二换热器13A、第三除湿剂芯体12B，第三换热器13B、第一阀门14、第四阀门15、第二阀门14A、第五阀门15A、第一空气口100、第二空气口102、第三空气口101、第四空气口204、第五空气口205、第一辅助风机34、第二辅助风机34A、第三风机35、第三风机11B、第一除湿/再生换热器42、第二除湿/再生换热器42A、除湿剂43、第一冷源阀门441、第一热源阀门443、第二冷源阀门442、第二热源阀门444、第三冷源阀门445、第三热源阀门447、第四冷源阀门446、第四热源阀门448。
具体实施方式
如图1，图2所示，空气A的除湿通过两个除湿/再生单元进行交替除湿和再生，这里所述的除湿/再生单元为具有除湿剂且除湿剂能够再生的功能单元。第一除湿/再生单元由第一除湿剂芯体12和第一换热器13构成，第二除湿/再生单元由第二除湿剂芯体12A和第二换热器13A构成，两个除湿/再生单元在外壳10内并置于两侧，两侧设有第一空气口100和第二空气口102，外壳中部介于两个除湿/再生单元之间设有第三空气口101，第一风机11可设置于第一除湿/再生单元的任意一侧，图中为左侧，第二风机11A设置于第一除湿/再生单元的任意一侧，图中为右侧。
除湿系统1由两个除湿/再生单元，两个风机，外壳及切换系统构成。
图1中，第一风机11开启，第二风机11A停止，空气A在第一风机11驱动下，经过第一除湿/再生单元的第一除湿剂芯体12被除湿剂吸附或者吸收水蒸气得到除湿，再经过第一换热器13(第一换热器13为关闭状态)，被除湿后的空气分为两个部分，一部分空气A1作为产品空气经过空气口101供给有需要的场合，如房间，设备等，另一部分空气A2先经过第二除湿/再生单元的第二换热器13A，空气被加热，加热的空气再经过第二除湿剂芯体12A对芯体进行再生，空气降温后，再经过停止的第二风机11A排出。由于空气A2的含湿量低于空气A的含湿量，与直接采用空气A加热后对除湿剂芯体再生相比而言，空气A2加热的温度可以低。
第一除湿剂芯体12被饱和后，系统切换至图2的状态。
图2中，第二风机11A开启，第一风机11停止，空气A在第二风机11A驱动下，经过第二除湿/再生单元的第二除湿剂芯体12A被除湿剂吸附或者吸收水蒸气得到除湿，再经过第二换热器13A，空气被加热，被除湿、加热后的空气分为两个部分，一部分空气A1作为产品空气经过空气口101供给有需要的场合，如房间，设备等，另一部分空气A2先经过第一除湿/再生单元的第一换热器13(状态为关，不对空气进行加热)，再经过第一除湿剂芯体12对芯体进行再生，空气降温后排出，再经过停止的第一风机11排出。
除湿系统在图1和图2所示状态之间切换通过切换系统实现，所述切换系统包括两个风机切换开关和两个热能切换开关，所述两个风机切换开关分别与两个风机相连，两个热能切换开关分别与两个换热器相连。风机切换开关使风机在开启与停止两种状态之间切换。然后通过热能切换开关切换热能N的供给，从而使换热器在加热与不加热两种状态之间切换，如采用电加热，能量供给的开关即为电开关，如为蒸汽或者热水等加热，能量供给的开关即为蒸汽或者热水阀门。
图1，图2中的风机也可以是能够正反转的风机，风机在正反转两种状态间切换，即图1中，风机11正转，风机11A反转，图2中，第一风机11反转，第二风机11A正转。
图1和图2中的空气A一般为来自环境的空气，A2也排出至环境，由于环境的稀释能力，空气A和A2不会短路。
当环境的稀释能力有限，空气A不是环境空气时，可以考虑采用阀门切换，如图3所示。
图3与图1、图2不同在于，增加了两个空气口：第四空气口104和第五空气口105，外壳上共有五个空气口，即第一空气口100，第二空气口102，第三空气口101，第四空气口104，第五空气口105，第一空气口100设置第一阀门14，第四空气口104设置第四阀门15，第二空气口102设置第二阀门14A，第五空气口105设置第五阀门15A。
图3中第一阀门14开，第四阀门15关，第二阀门14A关，第五阀门15A开，空气A经过第一阀门14进入，A2经过第五阀门15A排出。第一风机11开，第二风机11A关。
图3也可以切换到另一种状态，第四阀门15开，第一阀门14关，第五阀门15A关，第一阀门14A开，空气A经过阀门第一阀门14A进入，A2经过第四阀门15排出。第二风机11A开，第一风机11关。
图3中空气A和A2可以完全分开。
图3为本发明的第二种系统，系统也由两个除湿/再生单元，两个风机，外壳及切换系统构成。
图4为本发明的第三种系统，系统与系统唯一不同在于，系统中还包括两个辅助风机，即第一辅助风机34和第二辅助风机34A，其中第一辅助风机34与第一风机11串联，第二辅助风机34A与第二风机11A串联。
图4中，第一风机11开，第二辅助风机34关，第二风机11A关，第二辅助风机34A开。图4可以切换到第一风机111关，第二辅助风机34开，第二风机11A开，第二辅助风机34A关。
图13和14中，将图3中的第一风机11和第二风机11A用一个第三风机35替代，安装在101口，常开，不需切换，只需切换第一辅助风机34和第二辅助风机34A。
图1，图2中，除湿/再生单元由除湿剂芯体和换热器构成，图5，图6中，除湿/再生单元由除湿/再生换热器构成，所谓的除湿/再生换热器(42、42A)是在普通的空气换热器的空气换热表面附有除湿剂43，包括硅胶、分子筛、具有除湿功能的盐、离子交换树脂、或者它们的复合体。所谓的空气换热器选自管式换热器，或者管翅式换热器，管内可以是水、其他液体、氟利昂等，管外是空气。
图5、图6为本发明的第四种系统，系统包括第一除湿/再生换热器42和第二除湿/再生换热器42A，第一风机11和第二风机11A，外壳10，外壳10上有第一空气口100、第二空气口102和第三空气口101，第一除湿/再生换热器42的一端连接有第一冷源阀门441和第一热源阀门443，另一端连接有第二冷源阀门442和第二热源阀门444，第二除湿/再生换热器42A的一端连接第三冷源阀门445和第三热源阀门447，另一端连接有第四冷源阀门446和第四热源阀门448。
图5中，第一风机11开，第二风机11A关，第一冷源阀门441和第二冷源阀门442开，第一热源阀门443和第二热源阀门444关，第三冷源阀门445和第四冷源阀门446关，第三热源阀门447和第四热源阀门448开，第一除湿/再生换热器42输入制冷流体为除湿提供冷量C，第二除湿/再生换热器42A输入制热流体为再生提供热量H。
空气A经过第一除湿/再生换热器42被除湿，除湿后的空气分为两个部分，A1作为产品空气，A2经过第二除湿/再生换热器42A对除湿剂43再生，然后排出。
与图1相比，由于除湿过程中有冷量输入，再生过程中有热量输入，其除湿效率高，再生温度低。图1中，只是对再生前的空气预先加热，要求再生温度高。
图6切换为第一除湿/再生换热器42为再生状态，第二除湿/再生换热器42A为除湿状态。相应的阀门和风机的状态也进行切换。
图7、图8中的系统包含两个第一除湿/再生单元和两个第二除湿/再生单元，其中，第一除湿/再生单元含有两个第一除湿剂芯体12和两个第一换热器13，第二除湿/再生单元含有两个第二除湿剂芯体12A和两个第二换热器13A，第一换热器13和第二换热器13A可以是表面附有除湿剂的除湿/再生换热器，或者表面没有除湿剂的换热器。除湿芯体和换热器交错排列。
两个第一换热器13的一端均连接有第一冷源阀门441和第一热源阀门443，另一端均连接有第二冷源阀门442和第二热源阀门444，两个第二换热器13A的一端均连接第三冷源阀门445和第三热源阀门447，另一端均连接有第四冷源阀门446和第四热源阀门448。其中第一冷源阀门441、第二冷源阀门442、第三冷源阀门445、第四冷源阀门446为控制冷源输入的阀门，第一热源阀门443、第二热源阀门444、第三热源阀门447、第四热源阀门448为控制热源输入的阀门。
图7中，441、442开，443、444关，445、446开，447、448关。冷量C输入第一除湿/再生单元除湿，热量H输入第二除湿/再生单元再生。
图8中，冷量C输入第二除湿/再生单元除湿，热量H输入第一除湿/再生单元再生。相应的阀门和风机均需要切换。
图7，图8中的组合是一种典型情况，还可以其他的情况，如可以有多于两个的除湿剂芯体，图中为两个。
图9与图7不同在于，两个换热器中冷却或者加热流体串联，即两个第一除湿剂芯体12串联，两个第二除湿剂芯体12A串联。
图7、图8与图9代表第五种系统。
图10，图11和图12代表本发明的第六种系统，与图1、图2不同，第六种系统含有三个除湿/再生单元，即第一除湿/再生单元含第一除湿剂芯体12，第一换热器13，第二除湿/再生单元含第二除湿剂芯体12A，第二换热器13A，第三除湿再生单元含第三除湿剂芯体12B，第三换热器13B。有三个风机，即第一风机11，第二风机11A，第三风机11B。外壳10上有四个空气口100、101、102和103。
图10中，第一风机11、第二风机11A开，第三风机11B关，第一换热器12、第二换热器12A关，第三换热器12B开，空气A1、A2经过第一和第二除湿/再生单元被除湿，除湿后的空气分成两部分，空气A3作为产品空气，另一部分空气经过第三除湿/再生单元对除湿剂芯体进行再生，然后排出。
图11中，第一风机11、第三风机11B开，第二风机11A关，第一换热器13、第三换热器13B关，第二换热器13A开，空气A1、A4经过第一和第三除湿/再生单元被除湿，除湿后的空气分成两部分，空气A3作为产品空气，另一部分空气经过第二除湿/再生单元对除湿剂芯体进行再生，然后排出。
图12中，第二风机11A、第三风机11B开，第一风机11关，第二换热器13A、第三换热器13B关，第一换热器13开，空气A2、A4经过第二和第三除湿/再生单元被除湿，除湿后的空气分成两部分，空气A3作为产品空气，另一部分空气经过第一除湿/再生单元对除湿剂芯体进行再生，然后排出。

Claims (9)

1.一种除湿方法，其特征在于：空气被至少一个除湿/再生单元除湿后，一部分空气作为产品空气，另一部分空气进入至少一个除湿/再生单元实现除湿剂的再生，外部热能输入提供再生所需要的能量(可以在再生过程中提供，也可以在再生前提供)；除湿/再生单元在除湿和再生两种状态间切换，切换通过风机的状态的切换，或者通过风机状态的切换与阀门状态的切换共同来实现。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：除湿/再生单元对空气进行除湿过程中，有外界冷量的输入；或者在再生过程中，有外界热量的输入；或者，在除湿过程中有外界冷量的输入的同时，在再生过程中有热量的输入。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在除湿过程中有外界冷量的输入的同时，在再生过程中有热量的输入，且除湿和再生切换时，外界热源和冷源同时切换。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的除湿/再生单元为除湿剂芯体和换热器的组成体，或为表面附有除湿剂的换热器，或为除湿剂芯体、表面附有除湿剂的换热器、换热器中的两种或者三种的组合体。
5.一种除湿系统，其特征在于，系统含有两个除湿/再生单元、两个风机、外壳及切换系统；所述外壳上开有第一空气口、第二空气口和第三空气口，两个除湿/再生单元分别设置在第一空气口和第二空气口处，两个风机分别位于除湿/再生单元的内侧或外侧；所述切换系统包括两个风机切换开关和两个热能切换开关，所述两个风机切换开关分别与两个风机相连，两个热能切换开关分别与两个除湿/再生单元中的换热器相连。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述外壳上还开有第四空气口和第五空气口，第四空气口位于第一空气口一侧，第五空气口位于第二空气口的一侧，第一空气口、第二空气口均设置有进气阀门，第四空气口、第五空气口均设置有排气阀门。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括两个辅助风机，两个辅助风机分别与两个风机串联。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一个或多个除湿/再生单元。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述的除湿/再生单元为除湿剂芯体和换热器的组合，或为表面附有除湿剂的换热器，或者为除湿剂芯体、表面附有除湿剂的换热器、换热器中的两种或者三种的组合体。
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