CN108800726A - 一种除湿及融霜方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除湿及融霜方法和系统，本发明充分利用水蒸气冷凝热大于水变成霜的凝固热的特性，利用水蒸气冷凝热融霜，气体通过气体/冷却媒体换热器被除湿，气体/冷却流体换热器结霜，通过气体交替变化、气体/冷却流体换热器中冷却媒体交替变化，或气体与冷却流体均交替变化，实现除湿过程中产霜和融霜的动态平衡。本发明可实现深度除湿，处理后的空气的含湿量低至4g/kg干空气，甚至更低，同时可利用除湿冷凝热实现融霜，无结霜带来的各种问题；本发明也可以对于热泵蒸发器在线无干扰的高效融霜，实现各类热泵的连续运行，还可以对各种制冷空间，如冰箱内壁即物品的表面融霜。

Description

一种除湿及融霜方法和系统

技术领域

本发明涉及一种深度冷冻除湿方法，尤其涉及一种利用需除湿的气体自身的水蒸气冷凝热融霜的深度冷冻除湿方法，及利用水蒸气冷凝热对热泵蒸发器及冷却空间融霜的的方法。

背景技术

常规的冷冻除湿方法，除湿后的空气含湿量约为10g/kg干空气，极限除湿量一般不会小于8g/kg干空气，其主要原因是深度除湿后，易产生霜，而常规的除霜方法需要利用外界热源来融霜，导致除湿过程停止，冷热转换导致能耗增加，除湿效果受到影响，设备可靠性降低等。

因此，目前对于深度除湿，即小于10g/kg干空气的除湿，采用溶液或者固体除湿，这两者除湿，无论是设备体积，系统复杂程度，成本等与冷冻除湿相比，都有劣势，溶液还存在带液和腐蚀问题，而固体除湿，再生温度高，能耗大。

目前工业、商业及民用的人工环境调节及干燥等用除湿还主要采用冷冻除湿方法，由于除湿深度不够，单位气体的除湿量小，导致单位除湿量的处理气体量大，能耗高，因为处理气体量大时，除了除湿外，用于空气降温的能耗高，设备体积大，成本增加。

除湿干燥在人们生产生活过程中消耗能耗巨大，仅仅以家用空调，家用除湿机，家用干衣机为例，其能耗就十分巨大，工业，商业等领域的空调，除湿及干燥的能耗同样巨大。

因此对于普遍采用的冷冻除湿，急需找到一种深度除湿方法，同时没有结霜带来的各种问题。

目前的热泵，冬季制热时结霜问题严重影响热泵的制热效果，常规方法是采用四通阀切换的方法融霜，这导致热泵系统不能连续工作，其它各种融霜方法，系统复杂，如采用双蒸发器切换，能耗高，如采用电加热等。

冰箱等各种冷藏空间，表面结霜，目前的融霜方法不理想，也不能有效去除空间内房子的各种物品表面的霜，而只能消除冰箱内表面的的融霜

本发明提供的方法，利用水蒸气冷凝热融霜，可以实现热泵制冷机连续运行，可以快速实现融霜，同时可以消除冷藏空间内表面即物品表面的霜，能耗低，系统简单。

发明内容

本发明提供一种深度冷冻除湿方法及系统，可实现深度除湿，处理后的空气的含湿量低至4g/kg干空气，甚至更低，同时可利用除湿冷凝热实现融霜，无结霜带来的各种问题。

本发明提供一种融霜方法，利用水蒸气冷凝热融霜，可以实现热泵和制冷机连续运行，可以快速实现融霜，同时可以消除冷藏空间内表面即物品表面的霜，能耗低，系统简单。

本发明采用如下技术方案：一种除湿融霜方法，气体通过气体/冷却流体换热器被除湿，气体/冷却流体换热器结霜，利用水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对气体/冷却流体换热器进行融霜；通过气体交替变化、气体/冷却流体换热器中冷却流体交替变化，或气体与冷却流体均交替变化，实现除湿融霜过程中产霜和融霜的动态平衡。

进一步地，所述的气体的交替变化包括气体流过气体/冷却流体换热器的流程的交替变化，气体流量的交替变化及气体进入气体/冷却流体换热器的初始状态的交替变化；所述的冷却流体交替变化包括冷却流体在气体/冷却流体换热器中流程的交替变化，冷却流体流量的交替变化和冷却流体温度的交替变化。

一种融霜方法，

通过交替改变制冷空间内的气体中的水蒸气含量实现产霜和融霜的平衡，即：制冷空间在制冷时产霜；通过引入蒸汽至该制冷空间，或在该空间内采用电加热产生蒸汽，蒸汽冷凝，冷凝热使该制冷空间内的霜融化；融霜完成后，停止蒸汽，制冷空间产霜，经过一定时间后，再开始融霜。所述的制冷空间可以封闭空间，与外界无气体交换，也可以是开放空间，与外界有气体交换，

为了强化气体循环，还可以包括气体循环管路，气体循环管路的两端与制冷空间相连，管路上还可以安装有风机。

一种新风深度除湿系统，含第一换热器和第二换热器和空气四通阀，第一换热器和第二换热器对新风进行除湿；空气四通阀转换新风的流向：先通过第一换热器，再通过第二换热器；或先通过第二换热器，再通过第一换热器；新风经换热器被冷却除湿，换热器结霜；除湿过程中水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对换热器进行融霜；通过空气四通阀的对新风的流向的转换，实现产霜和融霜的动态平衡；作为优选的方案，系统还含有回热器或预冷器或同时含有回热器或预冷器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与新风进行换热，以冷却新风，新风经冷却后，进入换热器；所述预冷器用于对新风进行预冷，新风经冷却后，进入换热器。

一种室内除湿系统，含换热器和风机，室内空气经风机引入到换热器进行冷却除湿，换热器结霜；除湿过程中水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对换热器进行融霜；通过以下一种或多种方式实现产霜和融霜平衡：利用风机切换风向，利用风机调节风量大小，改变换热器中冷却流体流程，改变冷却流体流量，改变冷却媒流温度；作为优选的方案，该系统还含有回热器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与待除湿的空气进行换热，以冷却待除湿的空气，以及加热除湿后的空气。

一种干燥用深度除湿热泵系统，包括冷凝器、节流阀、压缩机、蒸发器、第一风机和第二风机；所述热泵系统采用两路气流，其中主路气流用于对待除湿的干燥室进行除湿，冷凝器为主路气流进行加热，第一风机用于引导主路气流的流向；蒸发器用于对旁路气流进行除湿，第二风机用于引导旁路气流流向；主路气流流经干燥室后成为湿空气，一部分湿空气经过蒸发器进行除湿，另一部分湿空气与旁路气流中经蒸发器除湿的干空气混合，一起经过冷凝器加热后进入干燥室；冷凝器、节流阀、压缩机、蒸发器串联形成回路，旁路气流经蒸发器冷却除湿，换热器结霜；除湿过程中水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对换热器进行融霜；采用以下一种或多种方式实现除湿过程中产霜和融霜的动态平衡：风机切换风向，利用风机调节风量大小，改变换热器中冷却流媒体流程，改变冷却流媒体流量，改变冷却媒流体温度；作为优选的方案，该系统还含有回热器或预冷器或同时含有回热器或预冷器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与新风进行换热，以冷却新风，新风经冷却后，进入换热器；所述预冷器用于对新风进行预冷，新风经冷却后，进入换热器。

一种除湿热水复合系统，换热器、风机、水加热器、节流阀、压缩机；换热器、水加热器、节流阀、压缩机串联形成回路，回路中具有冷却流体；空气经风机引入换热器，被深度除湿，换热器结霜，利用水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对气体/冷却流体换热器进行融霜；除湿过程中，冷却流体得热，经过压缩机后，冷却流体至冷凝器加热水。通过以下一种或多种方式实现换热器除霜融霜平衡，通过风机切换风向，或通过风量大小变化，通过压缩机变频。作为优选的方案，该系统还含有回热器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与待除湿的空气进行换热，以冷却待除湿的空气，以及加热除湿后的空气。

一种融霜系统，利用水蒸气的冷凝热对换热器进行融霜；融霜系统含蒸汽发生装置、水槽及外壳，换热器位于水槽上方，蒸汽发生装置为位于水槽内的电热器或位于换热器下方的蒸汽输入管，蒸汽发生装置、水槽以及换热器均位于壳体内；产霜和融霜的动态平衡通过如下两个交替过程来实现，第一过程，空气进入换热器，被冷却除湿，换热器结霜；换热器中的冷却流体得热；第二个过程，蒸汽发生装置在换热器下方产生热蒸汽，热蒸汽从下往上通过换热器，水蒸气冷凝变成水，霜得热融化水，水沿换热器表面落入水槽，冷却流体也得热，空气从换热器上部排出后，再从下部进入换热器。作为优选方案，换热器侧面还有可开合的百叶，第一个过程开，第二个过程关。

一种融霜系统，利用水蒸气的冷凝热对换热器进行融霜；含第一换热器、第二换热器、蒸汽发生装置、水槽和壳体，第一换热器、第二换热器、蒸汽发生装置、水槽和换热器均位于壳体内；第一换热器和第二换热器位于水槽上方，组成V字形状，蒸汽发生装置为位于水槽内的电热器或位于换热器下方的蒸汽输入管，产霜和融霜的动态平衡通过如下两个交替过程来实现，第一过程，空气进入换热器，被冷却除湿，换热器结霜；换热器中冷却流体得热；第二个过程，蒸汽发生装置在换热器下方产生热蒸汽，热蒸汽从下往上通过换热器，水蒸气冷凝变成水，霜得热融化水，水沿换热器表面落入水槽，冷却流体也得热，空气从换热器上部排出后，再从下部进入换热器；作为优选方案，壳体进出口还有可开合的百叶，第一个过程开，第二个过程关。

进一步地，系统还含有蓄能器及转换阀门，蓄能器和蒸发器通过阀门连接，第一过程中，蓄能器蓄热；第二个过程中，制热系统的冷却流体部分或全部通过蓄能器，蓄能器放热，冷却流体从蓄能器取热，冷却流体在换热器中部分得热或不得热。

所谓的冷却流体包括氟利昂或者防冻液等

本发明的有益效果在于：本发明具有单位气体除湿量大，处理气体流量小，融霜效果好，融霜快，设备体积小，能耗低，设备成本低，可靠性高，设备简单等优点，可广泛应用于工业，商业及民用领域的空调热泵，包括家用小型空调和热泵热水器；除湿，包括小型和大型除湿机；干燥，包括家用干衣机等，冷冻冷藏，如冰箱等具有巨大的节能潜力。

附图说明

图1为本发明方法基本原理图一；

图2为本发明方法基本原理图二；

图3为本发明方法基本原理图三；

图4为本发明方法基本原理图四；

图5为本发明方法基本原理图五；

图6为带压缩机的原理图；

图7为带回热器的原理图；

图8为带回热器的风流切换图一；

图9为带回热器的风流切换图二；

图10为带回热器和预冷器的原理图；

图11为带预冷器的原理图；

图12为回热器带旁通阀的原理图；

图13为引入冷凝热融霜的原理图；

图14为新风深度除湿系统；

图15为带回热器的新风深度除湿系统；

图16为带预冷器的新风深度除湿系统；

图17为为带回热器和预冷器的新风深度除湿系统；

图18为室内风深度除湿系统；

图19为带回热器的室内风深度除湿系统；

图20为干燥用深度除湿热泵系统；

图21为带回热器的干燥用深度除湿热泵系统；

图22为干燥用深度除湿热泵系统风流切换一；

图23为干燥用深度除湿热泵系统风流切换二；

图24为回热器带有阀门的干燥用深度除湿热泵系统；

图25为除湿热水复合系统；

图26为现有新风除湿流程；

图27为现有除湿机流程。

图28为第一种融霜系统图；

图29为有第二风机的融霜系统图；

图30为有百叶的融霜系统图；

图31为有第二风机和百叶的融霜系统图；

图32为第二种融霜系统图；

图33为有第二风机的第二种融霜系统图；

图34为有百叶的第二种融霜系统图；

图35为有第二风机和百叶的第二种融霜融霜系统图

图36为带有蓄能器的融霜系统图；

图37为本发明融霜方法原理图；

图38为带有风机强化流动的融霜方法原理图。

具体实施方式

深度冷冻除湿过程的能量平衡如下：

Q＝H+h+q

即制冷量Q等于水蒸气冷凝热H，加上水变成霜的凝固热h，再加上空气降温的显热q；

常规的冷冻除湿除霜是引入外界热源，即中断制冷除湿，外界输入热量除霜；本发明不中断制冷除湿，且充分利用水蒸气冷凝热大于水变成霜的凝固热的特性，即在融霜过程中，利用水蒸气冷凝热融霜，其能量平衡如下：

H+q＝Q+h,

一般说来空气显热很少，可忽略，等式则为

H＝Q+h,

即水蒸气冷凝热H等于水的凝固热h加上制冷量q，除湿的同时融霜，同时减小制冷量。

本发明在除湿过程中，通过气体交替变化或冷却流体交替变化或处理气体与冷却流体均交替变化，实现除湿过程中产霜和融霜的平衡。这样一种平衡不仅需要能量平衡的变化，还要有温度场的变化，产生足够的传热温差。

所述的气体的交替变化包括处理气体流过气体/冷却流体换热器的流程，如流向的交替变化，气体流量的交替变化即气体进入气体/冷却流体换热器的初始状态的交替变化；所述的冷却流体交替变化包括冷却流体在气体/冷却流体换热器中流向的交替变化，冷却流体流量的交替变化和冷却流体温度的变化。

气体/冷却流体换热器一般为管翅式换热器。

如图1所示，气体A，如空气，可通过风机2实现气流换向，从而实现换热器1内温度场的变化及能量平衡的变化，双向风机或者两个风机切换均可实现气流换向，或者通过阀门实现换向，如图7所示，在气流换向的同时，也可使冷却流体R换向，如图2、图3所示。

除了方向的改变，还可采用改变气体流量的方法，如变化风机2的风量，如在融霜时加大风量，也可通过泵3或者压缩机等改变冷却流体的流量，除了改变冷却流体的流量，还可改变冷却流体的温度，如图5所示，通过阀门Fr5和泵10改变进入到换热器1的冷却流体的温度。

图4通过阀门Fr1、Fr2,Fr3,Fr4的开闭对冷却流体R在换热器11，和12中的流程经行改变，可选择全闭或者全开；Fr1、Fr3开，Fr2,,Fr4闭，或Fr1、Fr3闭，Fr2,,Fr4开。

图6中换热器1连接有压缩机7，节流阀8及冷凝器9，可选择对压缩机变频改变温度场和能量平衡，或同时选择气流换向。

由于深度除湿导致气体流量大幅度减少，可以方便增加回热装置，图7中增加回热器4，采用气体阀门F1、F2、F3、F4实现气流换向，两种流向如图8、图9所示。气体阀门F1、F2、F3、F4也可采用一个四通阀来实现，见CN201410180010.8使气体装置内气流交替反向的方法及装置及CN201410033312.2多页阀、流体切换多页阀及其制作方法。也可将换热器与回热器4复合，见CN201410181734.4热交换结构。

图7通过换向实现动态平衡，图12还增加了回热器旁路阀门F5，还可以选择通过旁路或不通过旁路的切换改变进入换热器1的状态点。图10在图7的基础上增加了预冷器5，图11将图10中的回热器4去掉，图10和图11的系统可以通过调整预冷效果改变进入换热器1的状态点，图13在图6的基础上在换热器1中置于换热管9A，9A与压缩机的冷凝器9并联，可在需要快速除霜时通过阀门(图中未显示)将冷凝热引入。

图37为融霜基本原理图，空间20为制冷空间，制冷元件置于壁上或者放置在空间内，图中未显示，空间内有物品21，空间壁22的内侧即物品21的表面都会产霜，融霜时，将蒸汽Z通入，蒸汽冷凝将霜融化产生水W排出，水W通过电热蒸汽发生器23产生蒸汽再送入空间，融霜时提供给该空间的制冷可选择不变或者减小；融霜完成后，蒸汽输入停止，制冷系统制冷产霜。

所述的制冷空间可以封闭空间，与外界无气体交换，也可以是开放空间，与外界有气体交换，图中显示为封闭空间。

图38增加了有利气体循环的管路24，可以依靠冷热气体的密度差循环，即在20内，水蒸汽及空气由于热力作用向上被逐渐冷却，在上部，重的冷气体在通过管路24下降。也可以采用风机25强化流动。

图14为新风深度除湿系统100，含换热器101、102、空气四通阀103、压缩机104、节流阀105，冷凝器106，新风A1的方向通过103的转换，交替以先通过101，再通过102的顺序，或先通过102，再通过101的顺序进行除湿变为A2。冷凝器106可以为风冷，也可以为水冷。

图15为新风深度除湿系统110，在图14的基础上增加了回热器117，系统含换热器111、112、空气四通阀113、压缩机114、节流阀115，冷凝器116，新风A1经过回热后变为A2，A2通过113的转换，交替以先通过111，再通过112的顺序，或先通过112，再通过111的顺序进行除湿,变为A3，A3再经过新风A1的回热后变为A4。

图16为新风深度除湿系统120，在图14的基础上增加了预冷器127，系统含换热器121、122、空气四通阀123、压缩机124、节流阀125，冷凝器126，新风A1经过预冷后变为A2，A2通过123的转换，交替以先通过121，再通过122的顺序，或先通过122，再通过121的顺序进行除湿变为A3。

图17为新风深度除湿系统130，在图14的基础上增加了回热器137、预冷器138，系统含换热器131、132、空气四通阀133、压缩机134、节流阀135，冷凝器136，新风A0经过预冷后变为A1，A1经过回热后变为A2，A2通过113的转换，交替以先通过111，再通过112的顺序，或先通过112，再通过111的顺序进行除湿变为A3，A3再经过回热后变为A4。

图18为室内循环风深度除湿系统200，含换热器201，压缩机202，冷凝器203，节流阀204，以及风机205，可通过风机换向实现除霜融霜平衡，也可通过风量变化来实现，还可以通过压缩机变频来实现。

图19为带回热器的室内循环风深度除湿系统210，含换热器211、211，回热器213、压缩机214，冷凝器216，节流阀215，以及风机217，空气A1经过回热后变为A2，A2通过113的转换，交替以先通过111，再通过112的顺序，或先通过112，再通过111的顺序进行除湿变为A3，A3再经过回热后变为A4,可通过风机切换换向。

除了通过风机换向实现除霜融霜平衡，也可通过风量变化来实现，还可以通过压缩机变频来实现。

图20为带深度除湿的热泵干燥系统310，含冷凝器311、节流阀312、压缩机313、蒸发器314、风机316、风机317等，主风路MA，旁风路SA，MA中，来自干燥室的湿空气MA1与来自旁风路的干空气SA4混合变为MA2，再经过冷凝器311加热MA3，再经过干燥室变为MA1。

由于干燥过程往往是动态过程，干燥室的产湿量变小，后期干燥往往需要温度更高，含湿量更小的空气，可以通过降低主风量的空气实现，即MA3空气更干更热，同时MA2更干，即SA4更干，SA1也更干。

旁风路SA为深度除湿系统，可通过风机切换或者阀门(图中未显示)改变风流方向，也可通过风机调节风量，来自MA的空气SA1经过蒸发器深度除湿变为SA2返回MA，当有霜产生时，其融霜采用以下任意一种或几种组合：即风机切换风向，利用风机调节风量大小，改变换热器中冷却流体流程，改变冷却流体流量，改变冷却流体温度，当因为负荷变化无霜产生，上述切换和改变无需进行。

图21的系统在图20的基础上增加了回热器305，来自MA的部分空气SA1经过回热器305被冷却，变为SA2,再经过蒸发器304深度除湿变为SA3,再经过回热器加热变为SA4返回MA，图22，图23表示风流的切换，图22为一个方向，图23为另一个方向，两者交替切换。

图24中回热器305或带有旁通阀Fr6,可通过阀门改变进入蒸发器304的空气状态。

图20至图24所示的深度除湿热泵可广泛用于各类干燥系统，一个典型的应用是干衣机。

图25为一种除湿热水复合系统400，含换热器401，风机403，冷凝器(水加热器)405、节流阀404，压缩机406及回热器402，空气A1被深度除湿，但降温极小，即A1通过回热器402先被预冷变为A2，然后通过换热器401被深度除湿变为A3，再通过回热器被加温变为A4，除湿的热量通过压缩机提升，在冷凝器加热水，即低温水LW被加热到HW,以下一种或多种方式实现除霜融霜平衡，通过风机切换风向，或通过风量大小变化，通过压缩机变频。

为了简单，也可以不用回热器，这样对室内温度有影响。图25所示系统可以在室内温度几乎没有影响的情况下除湿，制取热水。

图25所示的系统，特别适合既有除湿要求，又有热水要求的场合，如卫生间、淋浴间，厨房等。

图28为第一种融霜系统500，利用水蒸气的冷凝热对换热器501进行融霜；含蒸汽电热器502，水槽504，及外壳505，电热器(蒸汽发生装置)、水槽以及换热器均位于外壳505内，以实现空气的循环；换热器位于水槽上方，蒸汽电热器位于水槽内，换热器501的空气通过固定在壳体上第一风机503引入，除湿产霜和融霜的动态平衡通过如下两个交替过程来实现，第一过程，第一风机503驱动气体A通过换热器被冷却除湿，并产霜，冷却流体得热，第二个过程，第一风机停止，电热器加热水槽中的水产生蒸汽，热蒸汽依靠密度差驱动向上，并带动空气B向上，通过换热器501，水蒸气冷凝变成水，霜得热融化水，冷却流体也得热，水沿换热器表面落入水槽，水再被加热产生蒸汽，空气从换热器上部排出后，再从下部进入换热器。

图29与图28的区别在于，增加了第二风机506，可强化气体流动，其它与图28相同，系统520含换热器501，蒸汽电热器502，水槽504，第一风机503及外壳505，第二风机506及其固定框507，第二风机506位于换热器上方，并采用固定框507固定在换热器上。

图30与图28的区别在于，增加了可开合的百叶508，可强化气体流动，其它与图28相同，系统530含换热器501，蒸汽电热器502，水槽504，第一风机503及外壳505，可开合百叶508，百叶508位于换热器侧面。在上述的第一个过程开，第二个过程关。

图31在图28的基础上增加了第二风机506和百叶508，其它与图28相同，系统540含换热器501，蒸汽电热器502，水槽504，第一风机503，第二风机506，外壳505，可开合百叶508，百叶508位于换热器侧面。在上述的第一个过程开，第二个过程关。

图28至31的系统，可用于深度除湿机，也可用于各种空调热泵。

用于热泵时，换热器501为热泵室外机的换热器，即热泵系统的蒸发器。空气A和B均为室外空气。

电热器的功率等于空调器的制冷量(制热量减去压缩机耗电量)加上霜融化的热量，即H＝Q+h。

为了减少蒸汽电热器的功率，可考虑通过压缩机变频，在第二个过程时降低频率，减少蒸发器的得热量。

事实上，该系统融霜时间(既上述第一过程)一般为30秒-90秒，依据不同气候条件，融霜间隔(即上述第一过程)一般为30分钟-90分钟，即使不降低频率，也就是不减少蒸发电热器功率，其耗电量也很小，这主要是由本系统的快速融霜相关。

考虑降低功率，主要是可以减少系统装机容量。

图32为第二种融霜系统600，利用水蒸气的冷凝热对第一换热器601，第二换热器602进行融霜；含蒸汽电热器603，水槽604，壳体606，第一换热器、第二换热器、电热器(蒸汽发生装置)、水槽和换热器均位于壳体内第一换热器和第二换热器成V字形状，位于水槽上方，蒸汽电热器位于水槽内，第一换热器601，第二换热器602通过固定在壳体上的第一风机605引入空气，除湿产霜和融霜的动态平衡通过如下两个交替过程来实现，第一过程，第一风机驱动气体A通过换热器被冷却除湿，并产霜，冷却流体得热，第二个过程，第一风机停止，电热器加热水槽中的水产生蒸汽，热蒸汽依靠密度差驱动向上，并带动空气B向上，通过换热器，水蒸气冷凝变成水，霜得热融化水，冷却流体也得热，水沿换热器表面落入水槽，水再被加热产生蒸汽，空气从换热器上部排出后，再从下部进入换热器。

图33与图32的区别在于，增加了第二风机609，可强化气体流动，其它与图32相同，系统620含换热器601,602，蒸汽电热器603，水槽604，第一风机605及外壳606，第二风机609及其其固定框，第二风机609位于换热器中间，并采用固定框固定在水槽上。

图34与图32的区别在于，增加了可开合的百叶607、608，可强化气体流动，其它与图32相同，系统630含换热器601、602，蒸汽电热器603，水槽604，第一风机605及外壳606，可开合百叶607、608，百叶607、608位于壳体进出口。在上述的第一个过程开，第二个过程关。

图35在图32的基础上增加了第二风机609和百叶607、608，其它与图32相同，系统640含换热器601、602，蒸汽电热器603，水槽604，第一风机605，第二风机609，外壳606，百叶607、608位于壳体进出口。在上述的第一个过程开，第二个过程关。

第二种系统主要用于空调热泵，包括热泵热水器。

与第一种系统相比，第二种系统主要用于较大的系统，如多联机的室外机。

其它与第一种系统相同。如也可采用变频降低电热器功率。

上述第一和第二种系统，均可通过增加蓄能器，在降低电热器功率的同时，不影响冷却流体的得热量，即用于热泵制热时，不影响制热量。如图36所示，在图29基础上增加了蓄能器，系统550含换热器501，蒸汽电热器502，水槽504，第一风机503及外壳505，第二风机506及其固定框507，蓄能器508，阀门509、510，蓄能器通过阀门与换热器501相连，第一个过程蓄能器蓄能，第二个过程，通过阀门的转换，冷却流体部分或全部通过蓄能器，蓄能器放热，冷却流体从蓄能器取热，冷却流体在换热器中部分得热或不得热。

蓄能器的蓄热过程，可以采用电加热，也可以采用热能输入。

热能可以采用外界热源，如太阳能等；当该系统用于热泵时，也可以采用热泵本身的产生的热量。

该系统能够快速融霜，融霜时间(既上述第一过程)一般为30秒-90秒，依据不同气候条件，融霜间隔(即上述第一过程)一般为30分钟-90分钟，由于融霜时间短，蓄能器的蓄能量极小，以一个3kW的热泵而言，蓄能量也只有15-75Wh,所以蓄能材料极少，可以采用盐液或者相变材料，材料量约为0.3-2kg,同时由于蓄能时间长，蓄能的功率极小，即使采用电加热，其功率约为30W-50W，如果用于热泵时采用热泵本身的热，对热泵的影响也可忽略。

由于换热器中冷却流体不得热或者得热很小，蒸汽电热器功率也很小，考虑冷却流体在第二过程全部通过蓄能器，蒸汽电热器产生的蒸汽也只需要克服霜变成水的冷凝热和换热器管内留存的冷却流体的蒸发热，同样对于一个3kW的热泵而言，考虑霜量为0.05-0.1kg,大约为15Wh.蒸汽电热器功率约为500W-1000W。

上述第一和第二种系统，其蒸气也可以通过蒸汽输入管(蒸汽发生装置的另一种形式)从外界输入，而不使用电加热产生蒸汽。

实施例1

实施例1A，常规除湿新风机组空气处理，如图26所示；

目前常规的冷冻除湿处理新风的新风机组，一般将新风处理到S:15℃,10g/kg,40.4kJ/kg。

假定室内状态为：26℃,12g/kg,56.7kJ/kg；新风状态点为：F:35℃,60％,90.2kJ/kg；

新风量为400m3/h，制冷量为：6.64kW，净除湿量为：0.96kg/h；蒸发温度为7.5℃，冷凝温度为50℃，压缩机COP约为3.8；

压缩机耗电约为1.75kW，风机耗电考虑为0.45kW，总耗电为2.2kW。

实施例1B，采用图15所示带回热器的除湿新风机组；

经过换热器除湿将空气处理到A3:1.5℃,4g/kg,11.5kJ/kg,

假定室内状态为：26℃,12g/kg,56.7kJ/kg

新风状态点为：A1:35℃,60％,90.2kJ/kg

由于处理空气含湿量低，同样的净除湿量，新风量为常规机组的1/4，即100m3/h，由于风量减少，装置体积小，易于布置热回收。

A1经过热回收被冷却除湿变为A2：23℃,16.7g/kg,65.4kJ/kg

A2再经过换热器变为A3；

A3再经过回热被加热变为A4：26℃,4g/kg,36.3kJ/kg；

制冷量为：1.4kW，净除湿量为：0.96kg/h。

假定蒸发温度为-5℃，冷凝温度为50℃，压缩机COP约为2.2，压缩机耗电约为0.61kW，风机耗电考虑为0.15kW，总耗电为0.76kW。

实施例1C，采用图14无回热器的除湿新风机组；

经过换热器除湿将空气处理到A2:1.5℃,4g/kg,11.5kJ/kg；

假定室内状态为：26℃,12g/kg,56.7kJ/kg；

新风状态点为：A1:35℃,60％,90.2kJ/kg；

由于处理空气含湿量低，同样的净除湿量，新风量为100m3/h，即使不不考虑热回收，其与常规机组相比仍节能，数据如下：

制冷量为：2.0kW,净除湿量为：0.96kg/h；

假定蒸发温度为-5℃，冷凝温度为50℃，压缩机COP约为2.2；

压缩机耗电约为0.91kW；风机耗电考虑为0.15kW，总耗电为1.06kW

综合上面情况可以看出，本发明的除湿方法，因为可以大量减少新风，大大减少装置能耗和体积。

实施例2

实施例2A，常规室内除湿机；

目前常规的除湿机，流程如图27所示，一般将空气除湿到M:15.5℃,10.5g/kg,42kJ/kg,将空气加热到状态点S:40℃,10.5g/kg,67kJ/kg；

设计室内状态为：R:27℃,60％,13.4g/kg，61.4kJ/kg；

假定新风量为600m3/h，制冷量为：3.9kW,除湿量为：2.1kg/h；

假定蒸发温度为7.5℃，冷凝温度为50℃，压缩机COP约为3.8；

压缩机耗电约为1kW；风机耗电考虑为0.3kW，总耗电为1.3kW。

实施例2B，采用图19所示的除湿机组；

经过换热器将空气除湿到A3:1.5℃,4g/kg,11.5kJ/kg,然后将空气经热回收达到状态点A4:20℃,4g/kg,30.3kJ/kg；

设计室内状态为：A1:27℃,60％,13.4g/kg，61.4kJ/kg；

经热回收后被冷却变为：A2:15.8℃,10.6g/kg,42.6kJ/kg,

由于处理后空气含湿量低，同样的净除湿量，风量为185m3/h，制冷量为：1.9kW,除湿量为：2.1kg/h；

假定蒸发温度为-5℃，冷凝温度为45℃，压缩机COP约为2.7；

压缩机耗电约为0.7kW；风机耗电考虑为0.2kW，总耗电为0.9kW。

因此采用本发明的方法，可以大大降低除湿机能耗和设备体积。

Claims (10)

1.一种除湿方法，其特征在于，气体通过气体/冷却流体换热器被除湿，气体/冷却流体换热器结霜，利用水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对气体/冷却流体换热器进行融霜；通过气体交替变化、气体/冷却流体换热器中冷却流体交替变化，或气体与冷却流体均交替变化，实现除湿融霜过程中产霜和融霜的动态平衡。

2.根据权利要求1所示的方法，其特征在于，所述的气体的交替变化包括气体流过气体/冷却流体换热器的流程的交替变化，气体流量的交替变化及气体进入气体/冷却流体换热器的初始状态的交替变化；所述的冷却流体交替变化包括冷却流体在气体/冷却流体换热器中流程的交替变化，冷却流体流量的交替变化和冷却流体温度的交替变化。

3.一种融霜方法，其特征在于，通过交替改变制冷空间内的气体中的水蒸气含量实现产霜和融霜的平衡，即：制冷空间在制冷时产霜；通过引入蒸汽至该制冷空间，或在该空间内采用电加热产生蒸汽，蒸汽冷凝，冷凝热使该制冷空间内的霜融化；融霜完成后，停止蒸汽，制冷空间产霜，所述的制冷空间可以封闭空间，与外界无气体交换，也可以是开放空间，与外界有气体交换。作为优选方案，还包括气体循环管路，气体循环管路的两端与制冷空间相连，管路上还可以安装有风机。

4.一种新风深度除湿系统，其特征在于，含第一换热器和第二换热器和空气四通阀，第一换热器和第二换热器对新风进行除湿；空气四通阀转换新风的流向：先通过第一换热器，再通过第二换热器；或先通过第二换热器，再通过第一换热器；新风经换热器被冷却除湿，换热器结霜；除湿过程中水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对换热器进行融霜；通过空气四通阀的对新风的流向的转换，实现产霜和融霜的动态平衡；作为优选的方案，系统还含有回热器或预冷器或同时含有回热器或预冷器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与新风进行换热，以冷却新风，新风经冷却后，进入换热器；所述预冷器用于对新风进行预冷，新风经冷却后，进入换热器。

5.一种室内除湿系统，其特征在于，含换热器和风机，室内空气经风机引入到换热器进行冷却除湿，换热器结霜；除湿过程中水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对换热器进行融霜；通过以下一种或多种方式实现产霜和融霜平衡：利用风机切换风向，利用风机调节风量大小，改变换热器中冷却流体流程，改变冷却流体流量，改变冷却媒流温度；作为优选的方案，该系统还含有回热器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与待除湿的空气进行换热，以冷却待除湿的空气，以及加热除湿后的空气。

6.一种干燥用深度除湿热泵系统，其特征在于，包括冷凝器、节流阀、压缩机、蒸发器、第一风机和第二风机；所述热泵系统采用两路气流，其中主路气流用于对待除湿的干燥室进行除湿，冷凝器为主路气流进行加热，第一风机用于引导主路气流的流向；蒸发器用于对旁路气流进行除湿，第二风机用于引导旁路气流流向；主路气流流经干燥室后成为湿空气，一部分湿空气经过蒸发器进行除湿，另一部分湿空气与旁路气流中经蒸发器除湿的干空气混合，一起经过冷凝器加热后进入干燥室；冷凝器、节流阀、压缩机、蒸发器串联形成回路，旁路气流经蒸发器冷却除湿，换热器结霜；除湿过程中水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对换热器进行融霜；采用以下一种或多种方式实现除湿过程中产霜和融霜的动态平衡：风机切换风向，利用风机调节风量大小，改变换热器中冷却流体流程，改变冷却流体流量，改变冷却流体温度；作为优选的方案，该系统还含有回热器或预冷器或同时含有回热器或预冷器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与新风进行换热，以冷却新风，新风经冷却后，进入换热器；所述预冷器用于对新风进行预冷，新风经冷却后，进入换热器。

7.一种除湿热水复合系统，其特征在于，包括换热器、风机、水加热器、节流阀、压缩机；换热器、水加热器、节流阀、压缩机串联形成回路，回路中具有冷却流体；空气经风机引入换热器，被深度除湿，换热器结霜，利用水蒸气冷凝成水所产生的冷凝热对气体/冷却流体换热器进行融霜；除湿过程中，冷却流体得热，经过压缩机后，冷却流体至冷凝器加热水。通过以下一种或多种方式实现换热器除霜融霜平衡，通过风机切换风向，或通过风量大小变化，通过压缩机变频。作为优选的方案，该系统还含有回热器，所述回热器用于利用被换热器冷却除湿后的空气与待除湿的空气进行换热，以冷却待除湿的空气，以及加热除湿后的空气。

8.一种融霜系统，其特征在于，利用水蒸气的冷凝热对换热器进行融霜；融霜系统含蒸汽发生装置、水槽及外壳，换热器位于水槽上方，蒸汽发生装置为位于水槽内的电热器或位于换热器下方的蒸汽输入管，蒸汽发生装置、水槽以及换热器均位于壳体内；产霜和融霜的动态平衡通过如下两个交替过程来实现，第一过程，空气进入换热器，被冷却除湿，换热器结霜；换热器中的冷却流体得热；第二个过程，蒸汽发生装置在换热器下方产生热蒸汽，热蒸汽从下往上通过换热器，水蒸气冷凝变成水，霜得热融化水，水沿换热器表面落入水槽，冷却流体也得热，空气从换热器上部排出后，再从下部进入换热器。作为优选方案，换热器侧面还有可开合的百叶，第一个过程开，第二个过程关。

9.一种融霜系统，其特征在于，利用水蒸气的冷凝热对换热器进行融霜；含第一换热器、第二换热器、蒸汽发生装置、水槽和壳体，第一换热器、第二换热器、蒸汽发生装置、水槽和换热器均位于壳体内；第一换热器和第二换热器位于水槽上方，组成V字形状，蒸汽发生装置为位于水槽内的电热器或位于换热器下方的蒸汽输入管，产霜和融霜的动态平衡通过如下两个交替过程来实现，第一过程，空气进入换热器，被冷却除湿，换热器结霜；换热器中冷却流体得热；第二个过程，蒸汽发生装置在换热器下方产生热蒸汽，热蒸汽从下往上通过换热器，水蒸气冷凝变成水，霜得热融化水，水沿换热器表面落入水槽，冷却流体也得热，空气从换热器上部排出后，再从下部进入换热器；作为优选方案，壳体进出口还有可开合的百叶，第一个过程开，第二个过程关。

10.根据权利要求8或9所述系统，其特征在于，系统还含有蓄能器及转换阀门，蓄能器和蒸发器通过阀门连接，第一过程中，蓄能器蓄热；第二个过程中，制热系统的冷却流体部分或全部通过蓄能器，蓄能器放热，冷却流体从蓄能器取热，冷却流体在换热器中部分得热或不得热。