CN107036192A - 一种高效负压膜除湿器和高效除湿系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气湿度控制领域，特别涉及一种高效负压膜除湿器和高效除湿系统，负压膜除湿器包括选择透过膜，选择透过膜一侧是空气流道，另一侧是负压流道，负压流道与空气流道形成水蒸气压差使空气流道内空气的水蒸气透过膜流向负压流道，无需对溶液进行加热以及再生，降低了生产成本，实现高效的除湿，且空气流道设有挡片使空气流道分隔为细长流道，进一步提高除湿效率；该高效除湿系统由膜除湿器、全热交换器、风机、真空泵、真空调节阀、冷凝器、冷却器、水泵和水槽形成回路系统，不但除湿效果好，且能耗低。

Description

一种高效负压膜除湿器和高效除湿系统

技术领域

本发明涉及空气湿度控制领域，特别涉及一种高效负压膜除湿器和高效除湿系统。

背景技术

空气湿度是评价空气质量的重要指标，其对人们的生活和工业生产有较大的影响。研究发现，最适合人体的相对湿度为40-60％，过高的空气湿度会造成人产生不适感，诱发疾病，过高的空气湿度还会导致建筑物内部某些病毒和细菌的大量繁殖，因此，必要时，需要对空气进行除湿处理。

目前，常用的空气除湿方法包括冷却除湿、吸附除湿、吸收除湿和转轮除湿。冷却除湿是将湿空气冷却到露点温度以下，使空气中的水蒸气冷凝后从空气中脱除。该方法需将空气降至露点温度以下，除去水分后再升温至送风状态，能耗高。吸附除湿是利用某些固体吸附剂吸湿的方法来进行除湿。该方法的最大缺点是这些固体吸附剂再生困难，而且装置复杂，设备的体积比较庞大，造价也高。吸收除湿是利用某些具有吸湿性的溶液来吸收空气中的水分而达到除湿目的，除湿溶液再生容易，缺点是处理空气与除湿溶液直接接触，易引起空气夹带除湿溶液，进一步引起管道和设备的腐蚀。转轮除湿主要由特殊陶瓷纤维载体和活性硅胶复合而成的蜂窝状转轮构成，除湿效率高，温湿度控制范围大，经配套组合使用处理后空气露点可达-70℃以下，但缺点是价格非常昂贵。

上述除湿方法都存在一定的缺陷。而随着膜材料的发展，基于膜除湿器的液体除湿技术也得到较快的发展。在这种膜除湿器内，使用了选择透过膜将空气和除湿液隔开，膜能防止除湿液的液滴进入处理空气中，因此防止了传统填料式液体除湿器中遇到的腐蚀性除湿液的液滴夹带导致的严重危害，保证了空气不受除湿液的污染，提高了空气的品质。

目前，业内已经提出了诸多基于膜接触器技术的除湿系统，例如：公告号为CN205145936 U的中国发明专利公开了一种高效的膜除湿器，可实现空气和溶液的准逆流传热传质，具有较高除湿效率；公告号为CN101975421A的中国发明专利申请公开了一种热泵和液体除湿装置相结合的联合系统，其采用平行板式和中控纤维式膜组件作为除湿器和再生器，实现对空气的连续除湿。但是，这些膜除湿器都必须使用除湿溶液才能进行除湿，除湿溶液使用后还需进行再生才能循环使用以实现连续除湿，以致除湿系统结构复杂和造成设备体积大，并且，除湿溶液长期使用后需要更换，使得除湿的成本高。

发明内容

本发明的目的之一在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种利用负压而不需除湿溶液的膜除湿器，该膜除湿器具有除湿效果好、结构简单、成本较低的特点。

本发明的目的之二在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种使用上述负压膜除湿器的除湿系统，该除湿系统不但除湿效果好，且具有节能环保的优点。

本发明的目的之一，通过以下技术方案实现：

一种高效负压膜除湿器，包括选择透过膜，选择透过膜一侧是空气流道，另一侧是负压流道。

其中，空气流道设有挡片使空气流道分隔为至少两条的细长流道，各条细长流道连成一条串联流道。

其中，有至少两个空气流道和至少两个负压流道，各个空气流道与各个负压流道相互平行且以一个空气流道-一个负压流道的方式层叠交替排布，形成直四菱柱。

其中，空气流道和负压流道二者均包括进口和出口，空气流道进口和出口分别开设于所述直四菱柱的相对侧面上，负压流道进口和出口开设于所述直四菱柱的另外相对侧面上。

其中，空气流道进口设于面朝空气流入面方向的左、右两侧当中的一侧，空气流道出口设于面朝空气流入面方向的左、右两侧当中的另一侧。

其中，空气流道进口宽度与其出口宽度相等，该宽度a与空气流道长度L的比值是a:L=1:10。

其中，所述细长流道的宽度b与所述空气流道长度L的比值是b:L=1:10。

为实现上述发明目的之二，提高以下技术方案：

一种高效除湿系统，包括除湿器，该除湿器是上述负压膜除湿器。

其中，还包括第一引风机、全热交换器、真空泵、真空调节阀、冷凝器、水槽、水泵、冷却器、第二引风机，空气被第一引风机引入全热交换器预冷预除湿处理，接着进入膜除湿器，膜除湿器的空气流道出口连接冷却器，膜除湿器的负压流道出口连接真空泵和负压进口连接真空调节阀，真空泵的出口依次连接冷凝器、水槽，水槽与冷却器相连，高湿的负压气体从真空泵出来，经过冷凝器冷凝为水后流到水槽，水槽通过水泵将冷凝水抽到冷却器以冷却空气，从而供用户使用；用户室内排风又通过第二引风机引入全热交换器以用于预处理空气。

其中，全热交换器设有与第一引风机的出风口连通的空气腔和与用户室内排风连通的排气腔，空气腔与排气腔之间是透湿膜，排气腔中低温低湿的室内排风通过透湿膜对空气腔中高温高湿的空气进行预降温预除湿处理。

有益效果：

（1）本发明提供的一种负压膜除湿器，包括选择透过膜，选择透过膜一侧是空气流道，另一侧是负压流道，由于负压流道的负压与空气流道的空气压不同产生气压差，压力差使空气流道待除湿空气中的水蒸气透过选择透过膜并进入负压流道，达到去除空气流道中水蒸气的目的。与现有技术相比，该负压膜除湿器不需除湿液即可除湿，从而无需再生处理除湿溶液，简化了除湿系统结构，大大降低了除湿成本。此外，该负压膜除湿器中的负压流道设为细长流道，延长了空气的停留时间，提高了除湿效果。

（2）本发明一种高效除湿系统，待除湿的空气先经全热交换器预冷预除湿，再进入本发明的负压膜除湿器进行二级除湿，而负压膜除湿器使用真空泵抽真空以形成负压，同时负压流道的中高湿的负压气体随真空泵出来后进入冷凝器形成冷却水，冷却水对从空气流道出来的空气冷却，该冷却且被除湿的空气作为送风供给用户使用。与现有技术相比，该除湿系统使用了上述负压膜除湿器，具有使用上述压膜除湿器的优点，且该除湿系统充分利用用户排风以供全热交换器预冷预除湿待除湿的空气以及把除去的高湿水蒸气用于冷凝空气，构成了节能环保的系统。

附图说明

图1是本发明的实施例一的负压膜除湿器的结构示意图。

图2是本发明的实施例一的负压膜除湿器的俯视示意图。

图3是本发明的实施例二的除湿系统的线路结构图。

附图标记：

选择透过膜——1；空气流道——2、空气流道进口——201、空气流道出口——202；负压流道——3、负压流道进口——301、负压流道出口——302；细长流道——4；挡片——5；密封条——6；

第一引风机——8；第二引风机——9；全热交换器——10；真空调节阀——11；膜除湿器——12；真空泵——13；冷凝器——14；水槽——15；水泵——16；冷却器——17；第一侧面——71；第二侧面——72；第三侧面——73；第四侧面——74；室内——18。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的具体描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

本实施例的膜除湿器，如图1所示，包括多层选择透过膜1等间距平行叠放，在每层选择透过膜1一侧使用密封条6围设成空气流道2，另一侧同样使用密封条6围设成负压流道3，以形成平行且相互交替的空气流道2和负压流道3的膜除湿器，该膜除湿器呈直四菱柱，该直四菱柱的膜除湿器优选为长方体的膜除湿器，如图2所示，空气流道2内设置了挡片5将空气流道2分成多条迂回连通的细长流道4，细长流道4使待除湿空气在空气流道2中的停留时间延长，从而强化传热传质，且挡片5能撑开流道以防止流道形变，确保除湿效果。

如图1所示，密封条6在各选择透过膜1间的周边密封并预留进、出口，面朝空气流入面方向，空气流道进口设于右侧，空气流道出口设于左侧，具有为，上述长方体的膜除湿器的侧面沿顺时针方向依次为第一侧面71、第二侧面72、第三侧面73和第四侧面74，空气流道进口201开设于第一侧面71靠近第四侧面74的一端，空气流道出口202开设于第三侧面73靠近第二侧面72的一端，使得空气流道进口和出口位于长方形的对角线上，应用时，待除湿空气由空气流道进口201进入除湿器，沿着细长流道4流动且水蒸气不断透过膜流向负压流道3，变成干燥空气后从空气流道出口202流出，水蒸气从负压流道3流出。负压流道进口301开设于第二侧面72，负压流道出口302开设于第四侧面74，从而形成负压气体的流动方向，这样使空气流道2的空气流动方向与负压流道3的负压气体流动方向形成逆流，提高传热效率。

如图1所示，空气流道进口201宽度与空气流道出口202宽度相等，该宽度a与流道长度L的比值：a/L=0.1，该宽度的进、出口既能防止空气漏出空气流道2，又可保证加大的空气流量；细长流道4的宽度b与流道长度L的比值：b/L=0.1，这样一方面保证细长流道的数目，另一方面避免流道太小而降低除湿效率。

本实施例中，选择透过膜1采用的是聚偏氟乙烯多孔膜，其表面是一薄层液体硅胶或聚二甲基硅氧烷以增加膜的疏水性，这样就只允许水蒸气通过膜进行传递，而其它的气体和液体不能透过膜。

实施例二

如图3所示，一种除湿系统，包括除湿器12、全热交换器10、第一风机8、第二风机9、真空泵13、真空调节阀11、冷凝器4、冷却器17、水泵16和水槽15，其中，除湿器12是实施例一所述的除湿器。全热交换器10设有空气腔和排气腔，空气腔和排气腔之间透湿膜，室外高温高湿的新鲜空气经过第一风机8引进全热交换器10的空气腔，而室内低温低湿的排气连接全热交换器10的排气腔，因此，空气腔中高温高湿的新鲜空气对排气腔内低温低湿的排气传热传质，使新鲜空气被预除湿预除热。全热交换器10中的空气腔通往除湿器12的空气流道2，膜除湿器12的负压流道进口301连接真空调节阀11和其负压流道出口302连接真空泵13，真空泵13从负压流道3里抽真空并用真空调节阀11调节到所需的真空度，这样使负压流道3与空气流道2形成蒸气压差，使空气流道2中的水蒸气通过选择透过膜流向负压流道3，负压流道3有高湿的负压气体，实现高效的除湿效果。空气流道出口202连接冷却器14，除湿的新鲜空气经冷却器后提供到室内。真空泵13的出口依次与冷凝器14和水槽15相连，高湿的负压气体经过冷凝器14从而冷凝为水后流到水槽15，水泵16与水槽15相连，将冷凝水抽到冷却器17以冷却新鲜空气，最后排出冷凝水。室内18的排气又通过第二引风机9引入全热交换器10的排气腔，这样一方面排出室内18低温低湿的排气，另一方面使排气在全热换热器10中预处理室外的新鲜空气。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种高效负压膜除湿器，其特征在于：包括选择透过膜，选择透过膜一侧是空气流道，另一侧是负压流道。

2.根据权利要求1所述的一种高效负压膜除湿器，其特征在于：空气流道设有挡片把空气流道分隔为至少两条的细长流道，各条细长流道连成一条串联流道。

3.根据权利要求1所述的一种高效负压膜除湿器，其特征在于：有至少两个空气流道和至少两个负压流道，各个空气流道与各个负压流道相互平行且以一个空气流道-一个负压流道的方式层叠交替排布，形成直四菱柱。

4.根据权利要求3所述的一种高效负压膜除湿器，其特征在于：空气流道和负压流道二者均包括进口和出口，空气流道进口和出口分别开设于所述直四菱柱的相对侧面上，负压流道进口和出口分别开设于所述直四菱柱的另外相对侧面上。

5.根据权利要求4所述的一种高效负压膜除湿器，其特征在于：空气流道进口设于面朝空气流入面方向的左、右两侧当中的一侧，空气流道出口设于面朝空气流入面方向的左、右两侧当中的另一侧。

6.如权利要求4所述的一种高效负压膜除湿器，其特征在于：空气流道进口宽度与其出口宽度相等，该宽度a与空气流道长度L的比值是a:L=1:10。

7.如权利要求1所述的一种高效负压膜除湿器，其特征在于：所述细长流道的宽度b与所述空气流道长度L的比值是b:L=1:10。

8.一种高效除湿系统，包括除湿器，其特征是：所述除湿器是权利要求1~7任一项所述的负压膜除湿器。

9.根据权利要求8所述的一种高效除湿系统，其特征是：还包括第一引风机、全热交换器、真空泵、真空调节阀、冷凝器、水槽、水泵、冷却器、第二引风机，空气被第一引风机引入全热交换器预冷预除湿处理，接着进入膜除湿器，膜除湿器的空气流道出口连接冷却器，膜除湿器的负压流道出口连接真空泵和负压流道进口连接真空调节阀，真空泵的出口依次连接冷凝器、水槽，水槽与冷却器相连，高湿的负压气体从真空泵出来，经过冷凝器冷凝为水后流到水槽，水槽通过水泵将冷凝水抽到冷却器以冷却空气，从而供用户使用；用户室内排风又通过第二引风机引入全热交换器以用于预处理空气。

10.如权利要求9所述的一种高效除湿系统，其特征是：全热交换器设有与第一引风机的出风口连通的空气腔和与用户室内排风连通的排气腔，空气腔与排气腔之间是透湿膜，排气腔中低温低湿的室内排风通过透湿膜对空气腔中高温高湿的空气进行预降温预除湿处理。