CN106786060B - 一种电力柜除湿装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电力柜除湿装置及其方法，除湿装置包括密闭柜体、除湿风机和除湿机构；所述除湿机构包括除湿通道、再生通道和至少三个同轴设置的除湿转轮。本发明提供的一种电力柜除湿装置，结构简单，能够有效去除电力柜内的湿气，并且具有节能、高效、方便的特点，从而保证了电力设备的顺利、安全稳定地运行。

Description

一种电力柜除湿装置及其方法

技术领域

本发明涉及除湿设备技术领域，尤其是涉及一种电力柜除湿装置及其方法。

背景技术

目前，电力柜是电力系统中的重要设施，其安全运行关乎各相关设备的正常运转，因此对其保护与检查也得到高度重视。若电力柜在潮湿环境下运行，对其安全带来隐患，当温度在30℃以上，空气相对湿度在80％以上时，则会引起凝露现象，凝露会造成电力设备接线端子腐蚀、降低绝缘性能而引起短路，造成不应有的停电事故和损失。

而常用解决方案是电力柜安装加热器，保证柜体内空气干燥，这样虽然降低了柜内湿度，但是会使柜体内温度升高，这对柜体内的仪表、元器件，导线、塑料件的可靠性和使用寿命都影响较大，为此需要一种高效的低温除湿机构，解决存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力柜除湿装置及其方法，以解决现有技术中存在的电力柜内湿度大影响设备正常运转的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种电力柜除湿装置，包括密闭柜体，所述密闭柜体包括出风口和进风口；

还包括：除湿风机和除湿机构；

所述除湿机构包括除湿通道、再生通道和至少三个同轴设置的除湿转轮；除湿转轮包括再生区域和除湿区域，除湿转轮的再生区域将所述再生通道截断；所述除湿区域将所述除湿通道截断；

所述密闭柜体的出风口通过管道和除湿风机与除湿通道的入口连通；

除湿通道的出口通过管路与所述密闭柜体的进风口连接；

密闭柜体内的冷却气体在除湿风机作用下进入除湿通道并经过所述除湿区域过滤除湿后返回所述密闭柜体内；

再生通道上设置有再生风机，再生通道内的气体流动方向与除湿通道的气体流动方向相同；

除湿通道包括其入口到所述除湿转轮之间的进气段、除湿转轮到除湿通道出口之间的出气段；

除湿通道在其进气段内设置有用于对所述冷却气体进行加热的预加热单元；预加热单元用于提高所述冷却气体的水份的不饱和度，从而降低上游除湿转轮对水分的吸收程度；

除湿转轮包括框架、包裹在框架外侧的疏水透气膜；除湿转轮在疏水透气膜的内侧设置有环形的空腔，空腔内填充有除湿剂；

至少三个所述除湿转轮间隔设置，相邻两个除湿转轮之间在除湿区域设置有除湿间隔腔；

相邻两个除湿转轮之间在再生区域设置有再生间隔腔；

除湿间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的第一除湿间隔腔和第二除湿间隔腔；

再生间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的第一再生间隔腔和第二再生间隔腔；

第一除湿间隔腔和第二再生间隔腔内均设置有再加热单元；第一除湿间隔腔内的再加热单元用于提高所述冷却气体的水份的不饱和度，从而降低第一除湿间隔腔下游除湿转轮对水分的吸收程度；

第二除湿间隔腔和第一再生间隔腔内设置有冷却单元；第一再生间隔腔内的冷却单元用于通过降低再生气流的温度而使水份溢出。

在再生区域，通过在上游设置冷却单元，从而分段式地溢出水份，从而逐渐降低再生气流的含水量；从而提高了进入下游的除湿转轮时再生气流的携带水分子的能力。

现有技术中，由于各个除湿转轮布置不合理，在除湿区域，上游的除湿转轮承担着70-80％的除湿工作，而下游的除湿转轮的除湿效率较低；而在再生区域，由于前端或上游的除湿转轮内的湿度较大，使得再生气流在经过前端的除湿转轮后其水分达到饱和后，能很难实现后端除湿转轮的再生，经过几个周期的除湿工作后，前端的除湿转轮中的除湿剂则始终处于一种湿度饱和的状态工作，由此，翻过来降低该轮的除湿效率。

本发明通过上述加热单元和冷却单元的布设方式，有效提高了下游除湿转轮的除湿效率，从而重复利用各个转轮中除湿剂的吸附能力。

进一步地，所述出气段内设置有再冷却单元。

进一步地，所述进气段内设置有热交换器，所述热交换器的进气口与所述再生通道的出口连接，再生通道内的气体通过热交换器与所述冷却气体换热后经热交换器的出气口排出。

进一步地，所述热交换器设置在所述预加热单元的上游。

进一步地，所述再生通道内在所述除湿转轮的上游设置有加热装置，再生通道内的气体经加热后吹过除湿转轮的再生区域。

进一步地，所述疏水透气膜为中空纤维膜和平板膜。疏水透气膜为液体不能通过，而气体如水蒸气可以透过的膜体。

进一步地，所述疏水透气膜的由PP,PTFE等材料制成。

进一步地，所述第一再生间隔腔底部设置有集水槽，集水槽底部设置有排水孔。

进一步地，所述电力柜除湿装置包括4个所述除湿转轮，所述除湿间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的两个所述第一除湿间隔腔和一个所述第二除湿间隔腔；

再生间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的两个所述第一再生间隔腔和一个所述第二再生间隔腔。

进一步地，所述电力柜除湿装置还包括控制器，所述控制器分别与加热单元、冷却单元、风机连接。

进一步地，所述电力柜除湿装置还包括湿度传感器，所述湿度传感器与所述控制器电连接。

进一步地，所述密闭柜体内的冷却气体为氮气。

进一步地，所述再生通道和所述除湿通道内设置有与所述控制器连接的温度传感器。

进一步地，所述除湿间隔腔和所述再生间隔腔内设置有与所述控制器连接的温度传感器。

进一步地，所述除湿剂的制备原料包括异丙基丙烯酰胺凝胶、无水乙醇和硅酸钠。

进一步地，所述除湿剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将异丙基丙烯酰胺凝胶加入交联剂、引发剂、催化剂等溶于无水乙醇中进行交联引发；

第二步：待溶解充分后，通氮气保护加入硅酸钠，充分溶解后加入强酸在60℃恒温水浴中反应24h；

第三步：用去离子水浸渍，间隔7-12小时后更换去离子水，除去未反应单体，生成温敏材料成品。

异丙基丙烯酰胺凝胶加入交联剂、引发剂反应后生成反开关纳米材料，生成的反开关纳米材料和硅酸钠反应生成温敏材料。根据除湿环境及性价比，确定反开关纳米材料和硅酸钠的比例范围，该比例范围在1:2至1:20之间都可以。

进一步地,所述的交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为偶氮二异丁腈，催化剂为异丙醇，强酸为氢氟酸。

本发明还公开一种采用上述电力柜除湿装置对柜体进行除湿的方法。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种电力柜除湿装置，结构简单，能够有效去除电力柜内的湿气，并且具有节能、高效、方便的特点，从而保证了电力设备的顺利、安全稳定地运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电力柜除湿装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电力柜除湿装置中除湿机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电力柜除湿装置中4个除湿转轮间隔设置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电力柜除湿装置中除湿通道内设置热交换器时的结构示意图；

附图标记：

10-密闭柜体； 11-出风口；

12-进风口； 13-除湿风机；

14-湿度传感器； 20-除湿机构；

21-除湿通道； 21a-进气段；

21b-出气段； 22-再生通道；

23-除湿转轮； 23a-除湿区域；

23b-再生区域； 24-除湿剂；

25-再生间隔腔； 25a-第二再生间隔腔；

25b-第一再生间隔腔； 26-除湿间隔腔；

26a-第二除湿间隔腔； 26b-第一除湿间隔腔；

30-预加热单元； 31-加热装置；

32-再冷却单元； 33-再加热单元；

34-冷却单元； 35-热交换器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。

如图1-3所示，本实施例提供的一种电力柜除湿装置，包括密闭柜体10、除湿风机13和除湿机构20；

密闭柜体10包括出风口11和进风口12；

除湿机构20包括除湿通道21、再生通道22和至少三个同轴设置的除湿转轮23；除湿转轮23包括再生区域23b和除湿区域23a，除湿转轮23的再生区域23b将再生通道22截断；除湿区域23a将除湿通道21截断；

密闭柜体10的出风口11通过管道和除湿风机13与除湿通道21的入口连通；

除湿通道21的出口通过管路与密闭柜体10的进风口12连接；

密闭柜体10内的冷却气体在除湿风机13作用下进入除湿通道21并经过除湿区域23a过滤除湿后返回密闭柜体10内；

再生通道22上设置有再生风机(未示出)，再生通道22内的气体流动方向与除湿通道21的气体流动方向相同；

除湿通道21包括其入口到除湿转轮23之间的进气段21a、除湿转轮23到除湿通道21出口之间的出气段21b；

除湿通道21在其进气段21a内设置有用于对冷却气体进行加热的预加热单元30；

除湿转轮23包括框架、包裹在框架外侧的疏水透气膜；除湿转轮23在疏水透气膜的内侧设置有环形的空腔，空腔内填充有除湿剂24；

至少三个除湿转轮23间隔设置，相邻两个除湿转轮23之间在除湿区域23a设置有除湿间隔腔26；

相邻两个除湿转轮23之间在再生区域23b设置有再生间隔腔25；

除湿间隔腔26包括沿气体流动方向依次设置的第一除湿间隔腔26b和第二除湿间隔腔26a；

再生间隔腔25包括沿气体流动方向依次设置的第一再生间隔腔25b和第二再生间隔腔25a；

第一除湿间隔腔26b和第二再生间隔腔25a内均设置有再加热单元33；

第二除湿间隔腔26a和第一再生间隔腔25b内设置有冷却单元34。

出气段21b内设置有再冷却单元32。

使用时，预热加热单元30对冷却气体进行加热，使得冷却气体内的水分子更加活跃从而可以穿透疏水透气膜进入除湿转轮23内的空腔，进而被除湿剂24捕捉。

而在再生通道内，加热装置31将通道内的气体加热的温度高于除湿通道内的气体温度，该通道内的热气流吹过除湿转轮，用于还原和再生除湿剂，使得水分子脱离除湿剂并被热气流带走。

而第一再生间隔腔25b内设置有冷却单元34则使得再生通道内的气体温度骤降，使得部分水分子变为液体水，进而被疏水透气膜截留；第一再生间隔腔25b的底部设置有集水槽(未示出)，集水槽底部设置有排水孔，可利用泵体及时吸走集水槽内的积水。

除湿通道内，设置在上游的三个除湿转轮之间设置有再加热单元33，有利于促使部分水分子穿透过前方的除湿转轮进而后面除湿转轮内，从而使得除湿剂的使用效率更加均匀，同时也提高了整个除湿机构的除湿效果。

除湿通道内，最后一个除湿转轮间隔中设置有冷却单元34，则可以有效降低气体问题，使得最后残存的部分水分子冷凝后成为液态水，液态水被疏水透气膜有效节流。

第二再生间隔腔25a内设置有再加热单元33，用于再次加热再生通道内的气体，使得该气体的温度高于除湿剂的脱水温度，从而保证最后一个除湿转轮内的除湿剂保持较为干爽的状态；当该除湿转轮转动，除湿区域和再生区域轮换，从而保证该转轮的除湿区域内的除湿剂保持不饱和状态，进而彻底和充分吸收冷却气体中的水分子。

如图4所示，进气段21a内设置有热交换器35，热交换器35的进气口与再生通道22的出口连接，再生通道22内的气体通过热交换器35与电力柜流出的冷却气体换热后经热交换器35的出气口排出。

热交换器35优选地设置在预加热单元30的上游。

再生通道22内在除湿转轮23的上游设置有加热装置31，再生通道22内的气体经加热后吹过除湿转轮23的再生区域23b，用于除湿剂24的还原再生。

其中，疏水透气膜可以为中空纤维膜和平板膜。疏水透气膜为液体不能通过，而气体如水蒸气可以透过的膜体。疏水透气膜的由PP,PTFE等材料制成。

电力柜除湿装置还可以设置控制器(未示出)，控制器分别与加热单元、冷却单元、风机连接。再生通道22和除湿通道21内设置有与控制器连接的温度传感器(未示出)。

密闭柜体10内设置有湿度传感器14，湿度传感器14与控制器电连接。控制器根据湿度传感器14和温度传感器的反馈结果控制加热单元、冷却单元、风机工作。

而密闭柜体10内的冷却气体优选地为氮气。从而可以有效降低密闭柜体10内气体的含水率。从而减少除湿机构的工作频率。

除湿间隔腔和再生间隔腔内设置有与控制器连接的温度传感器。

除湿剂24的制备原料包括异丙基丙烯酰胺凝胶、无水乙醇和硅酸钠。

除湿剂24的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将异丙基丙烯酰胺凝胶加入交联剂、引发剂、催化剂等溶于无水乙醇中进行交联引发；

第二步：待溶解充分后，通氮气保护加入硅酸钠，充分溶解后加入强酸在60℃恒温水浴中反应24h；

第三步：用去离子水浸渍，间隔7-12小时后更换去离子水，除去未反应单体，生成温敏材料成品。

异丙基丙烯酰胺凝胶加入交联剂、引发剂反应后生成反开关纳米材料，生成的反开关纳米材料和硅酸钠反应生成温敏材料。根据除湿环境及性价比，确定反开关纳米材料和硅酸钠的比例范围，该比例范围在1:2至1:20之间都可以。

交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，引发剂为偶氮二异丁腈，催化剂为异丙醇，强酸为氢氟酸。

本发明提供的一种电力柜除湿装置，结构简单，能够有效去除电力柜内的湿气，并且具有节能、高效、方便的特点，从而保证了电力设备的顺利、安全稳定地运行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电力柜除湿装置，包括密闭柜体，所述密闭柜体包括出风口和进风口；其特征在于，还包括：除湿风机和除湿机构；

所述除湿机构包括除湿通道、再生通道和至少三个同轴设置的除湿转轮；除湿转轮包括再生区域和除湿区域，除湿转轮的再生区域将所述再生通道截断；所述除湿区域将所述除湿通道截断；

所述密闭柜体的出风口通过管道和除湿风机与除湿通道的入口连通；

除湿通道的出口通过管路与所述密闭柜体的进风口连接；

密闭柜体内的冷却气体在除湿风机作用下进入除湿通道并经过所述除湿区域过滤除湿后返回所述密闭柜体内；

再生通道上设置有再生风机，再生通道内的气体流动方向与除湿通道的气体流动方向相同；

除湿通道包括其入口到所述除湿转轮之间的进气段、除湿转轮到除湿通道出口之间的出气段；

除湿通道在其进气段内设置有用于对所述冷却气体进行加热的预加热单元；预加热单元用于提高所述冷却气体的水份的不饱和度，从而降低上游除湿转轮对水分的吸收程度；

除湿转轮包括框架、包裹在框架外侧的疏水透气膜；除湿转轮在疏水透气膜的内侧设置有环形的空腔，空腔内填充有除湿剂；

至少三个所述除湿转轮间隔设置，相邻两个除湿转轮之间在除湿区域设置有除湿间隔腔；

相邻两个除湿转轮之间在再生区域设置有再生间隔腔；

除湿间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的第一除湿间隔腔和第二除湿间隔腔；

再生间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的第一再生间隔腔和第二再生间隔腔；

第一除湿间隔腔和第二再生间隔腔内均设置有再加热单元；第一除湿间隔腔内的再加热单元用于提高所述冷却气体的水份的不饱和度，从而降低第一除湿间隔腔下游除湿转轮对水分的吸收程度；

第二除湿间隔腔和第一再生间隔腔内设置有冷却单元；第一再生间隔腔内的冷却单元用于通过降低再生气流的温度而使水份溢出。

2.根据权利要求1所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述出气段内设置有再冷却单元。

3.根据权利要求1所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述进气段内设置有热交换器，所述热交换器的进气口与所述再生通道的出口连接，再生通道内的气体通过热交换器与所述冷却气体换热后经热交换器的出气口排出。

4.根据权利要求3所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述热交换器设置在所述预加热单元的上游。

5.根据权利要求1所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述再生通道内在所述除湿转轮的上游设置有加热装置，再生通道内的气体经加热后吹过除湿转轮的再生区域。

6.根据权利要求1所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述第一再生间隔腔底部设置有集水槽，集水槽底部设置有排水孔。

7.根据权利要求1所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述电力柜除湿装置包括4个所述除湿转轮，所述除湿间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的两个所述第一除湿间隔腔和一个所述第二除湿间隔腔；

再生间隔腔包括沿气体流动方向依次设置的两个所述第一再生间隔腔和一个所述第二再生间隔腔。

8.根据权利要求1所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述电力柜除湿装置还包括控制器，所述控制器分别与加热单元、冷却单元、风机连接；所述电力柜除湿装置还包括湿度传感器，所述湿度传感器与所述控制器电连接。

9.根据权利要求1所述的电力柜除湿装置，其特征在于，所述除湿剂的制备原料包括异丙基丙烯酰胺凝胶、无水乙醇和硅酸钠。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的电力柜除湿装置对柜体进行除湿的方法。