CN108826508B - 一种风路并联进风预冷立式除湿机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风路并联进风预冷立式除湿机，包括有壳体，壳体上设置有出风口、进风口，出风口处设置有风机；壳体内设置有至少两套除湿系统，除湿系统包括有顺序连接构成一供制冷剂循环的闭路系统的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器；各蒸发器一侧均并排设置有一错流换热器，蒸发器的进风和出风分别经过板式错流换热器的热流体通道、冷流体通道，蒸发器、错流式换热器和连接风道构成进风预冷高效除湿模块；多个进风预冷高效除湿模块竖向顺序排列布置在壳体内，多个进风预冷高效除湿模块的冷凝器并排布置在壳体顶部的出风口处；在风机的作用下，进风分成多个并联风路，分别流经多个进风预冷高效除湿模块后再流经所有的冷凝器，最后从出风口排出。

Description

一种风路并联进风预冷立式除湿机

技术领域

本发明涉及除湿装置设计技术领域，具体涉及一种风路并联进风预冷立式除湿机。

背景技术

为了提高除湿机的除湿能效比(SMFR)，即提高在指定工况下除湿量与耗电量的比值，通常在除湿机中设置一个中间换热器，利用蒸发器的低温出风对蒸发器高温进风进行“预冷”，以降低进入蒸发器的空气温度、提高空气相对湿度，从而降低流过蒸发器空气的“显热”负荷、提高空气中水蒸汽在蒸发器上冷凝所放出的“潜热”负荷、提高除湿机蒸发器的除湿量和除湿能效比。

制冷装置蒸发器的低温出风，是一种重要资源。除湿机作为一种制冷装置，将吸入蒸发器的空气温度降低到空气露点温度以下，使空气中水蒸汽凝结析出，从而实现除湿。待处理空气的相对湿度低，空气露点温度就越低，除湿机的蒸发温度必须更低才能从空气中滤除水蒸汽；而除湿机蒸发温度越低，压缩机吸气口的制冷剂气体压力就越低，制冷剂的质量流量就越低，蒸发器制冷量就减少；所以，这时候蒸发器的低温出风作为一种资源，就愈加珍贵。

如图1所示，为进风预冷高效除湿模块原理图。

在风机推动下，蒸发器的低温出风进入板式错流换热器的冷流体通道，与板式错流换热器热流体通道里的高温进风进行热交换：蒸发器的低温出风在冷流体通道里吸收热流体通道高温进风所释放的热量，温度升高，相对湿度降低，实现“预热”；而蒸发器的高温进风在热流体通道里将热量释放给冷流体通道的低温空气，温度降低，相对湿度提高甚至达到饱和甚至在热流体通道里产生冷凝水，实现“预冷”。

蒸发器高温进风经过预冷之后而形成的高相对湿度甚至饱和的空气，再进入蒸发器，则空气对蒸发器的“显热”负荷即通过降温而释放的热负荷明显减少、空气中水蒸汽在蒸发器上的冷凝“潜热”负荷即所谓“湿负荷”大幅度提高、蒸发器除湿量与除湿能效比(SMFR)相应大幅提高。

采用板式换热器，利用蒸发器低温出风对高温进风实施“预冷”，其技术意义就在于：将蒸发器低温出风在换热器BH冷风通道中的吸热量，转换成对蒸发器高温进风的制冷量，实现蒸发器进风与出风的“显热对冲”，即实现蒸发器热进风在预冷过程中放出的显热，和蒸发器冷出风在预热过程中吸收的显热的“对冲”；

这个显热对冲，在除湿和热泵烘干中意义重大：既实际有效地扩大了除湿系统“制冷量”从而提高了除湿量，可以创造出高达4L冷凝水/kwh除湿能效比新境界；又大幅度地回收水蒸汽潜热去预热蒸发器的低温出风、提高蒸发器出风的温度和干燥特性，从而有利于提高蒸发器出风成为循环干燥空气的品质。

但是，如此之好的进风预冷高效除湿技术，目前的普及率之低令人诧异，甚至我们很少能在目前市场上的除湿机中看到它的身影。

之所以如此，其中一个重要原因，是因为气-气板式错流换热器的换热系数低。

在自然对流条件下，气-气之间换热系数只有7W/(m²·℃)左右；

在采用强制通风的条件下，气-气板式错流换热器的换热系数也只有50W/(m²·℃)左右，相当于制冷剂氟利昂在蒸发器蒸发、在冷凝器中进行冷凝时的换热系数的1/100量级。

如此之低的气-气换热器的换热系数，使得利用蒸发器的低温出风对蒸发器高温进风进行“预冷”的气-气中间换热器(一般是板式错流换热器)，换热面积大、体积大，致使加入了中间板式换热器的除湿机，风道复杂、结构复杂、体积庞大、占地面积偏大，造成除湿机单位体积除湿量低、单位除湿量的设备成本高。

对于进风预冷高效除湿技术，如何扬长避短，既继承进风预冷提高蒸发器湿负荷的优点，又克服体积庞大、占地面积偏大、单位体积除湿量低、单位除湿量设备成本高的缺点，成为了除湿机技术领域的重要使命。

发明内容

针对背景技术中提出的技术问题，本发明提供了一种风路并联进风预冷立式除湿机，包括有壳体，所述壳体上设置有出风口、进风口，所述出风口处设置有风机；

所述壳体内设置有至少两套除湿系统，所述除湿系统包括有压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，所述压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器顺序连接构成一供制冷剂循环的闭路系统；各所述蒸发器一侧均并排设置有一错流换热器构成进风预冷高效除湿模块，所述蒸发器的进风和出风分别经过所述板式错流换热器的两换热通道即热流体通道、冷流体通道；

多个所述进风预冷高效除湿模块竖向顺序排列布置在所述壳体内，多个所述进风预冷高效除湿模块的冷凝器并排布置在所述壳体顶部的出风口处；在所述风机的作用下，进风分成多个并联风路，分别流经各个所述进风预冷高效除湿模块后再流经所有的所述冷凝器，最后从所述出风口排出。

较佳地，所述壳体内一侧设置有一竖向布置的进风通道，所述进风口设置在所述进风通道的底部，各所述进风预冷高效除湿模块的进风面与所述进风通道连通。

较佳地，所述进风通道呈下宽上窄的楔形通道。

较佳地，所述壳体内另一侧设置有一竖向布置的出风通道，各所述进风预冷高效除湿模块的出风面与所述出风通道连通。

较佳地，所述出风通道呈上宽下窄的楔形通道。

较佳地，所述进风预冷高效除湿模块相对于水平方向呈倾斜设置。

较佳地，所述进风预冷高效除湿模块倾斜角度范围为5°-15°。

较佳地，所述进风预冷高效除湿模块的下方设置有接水盘。

较佳地，所述蒸发器冷凝器采用翅片管换热器。

较佳地，所述风机相对于所述冷凝器倾斜设置。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本发明一种风路并联进风预冷立式除湿机，以进风预冷高效除湿模块为基本单元，采用多个进风预冷高效除湿模块竖向叠加、风路并联技术，使除湿机竖向发展、增加高度，既减少占地面积、提高除湿能力、提高除湿能效比，又扩大送风距离、促进大尺度空间的空气除湿对流效果。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为进风预冷高效除湿模块的结构示意图；

图2为实施例1中风路并联进风预冷立式除湿机的示意图；

图3为实施例2中风路并联进风预冷立式除湿机的示意图；

图4为实施例3中风路并联进风预冷立式除湿机的示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

本发明提供了一种风路并联进风预冷立式除湿机，包括有壳体，壳体上设置有出风口、进风口，出风口处设置有风机；壳体内设置有至少两套除湿系统，除湿系统包括有压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器顺序连接构成一供制冷剂循环的闭路循环系统；各蒸发器一侧均并排设置有一错流换热器，蒸发器的进风和出风通过连接通道分别经过错流换热器的热流体通道和冷流体通道，蒸发器、错流换热器与连接风道构成进风预冷高效除湿模块；多个进风预冷高效除湿模块竖向顺序排列布置在所述壳体内，多个进风预冷高效除湿模块的冷凝器并排布置在壳体顶部的出风口处；在风机的作用下，进风分成多个并联风路，分别流经各个进风预冷高效除湿模块后再流经所有的冷凝器，最后从出风口排出。

其中，除湿系统的套数可根据具体需要进行设计，可以为两套，也可为三套等，此处不做限制。

本发明提供的风路并联进风预冷立式除湿机，以进风预冷高效除湿模块为基本单元，采用多个进风预冷高效除湿模块竖向叠加、风路并联技术，使除湿机竖向发展、增加高度，既减少占地面积、提高除湿能力、提高除湿能效比，又扩大送风距离、促进大尺度空间的空气除湿对流效果。

下面就具体实施例作进一步的说明：

实施例1

参照图2，在本实施例中除湿机包括有一壳体1，壳体1为一立式矩形壳体。当然，在其他实施例中壳体1的形状并不局限于图2中所示，也可根据具体情况进行调整，此处不做限制。

在本实施例中，壳体1内包括有两套除湿系统，分别为第一除湿系统和第二除湿系统；第一除湿系统包括有顺序连接的压缩机4a、蒸发器5a、节流装置7a、冷凝器3a，第二除湿系统包括有顺序连接的压缩机4b、蒸发器5b、节流装置7b、冷凝器3b；其中，蒸发器5a的右侧进风面上并排设置有错流换热器6a形成第一进风预冷高效除湿模块，蒸发器5b的右侧进风面上并排设置有错流换热器6b形成第二进风预冷高效除湿模块。

在本实施例中，第一进风预冷高效除湿模块、第二进风预冷高效除湿模块竖向排列布置壳体1内；冷凝器3a、冷凝器3b并列横置于第二进风预冷高效除湿模块的上方。进风分成并联的两路进风，一路进风流经第一进风预冷高效除湿模块进行降温除湿后流向冷凝器3a、冷凝器3b，另一路进风流经第二进风预冷高效除湿模块进行降温除湿后流向冷凝器3a、冷凝器3b；两路被降温除湿后的空气再经过冷凝器3a、冷凝器3b的加热变成高温干燥空气，在风机2的作用下从壳体顶部的出风口101排出。

在本实施例中，第一进风预冷高效除湿模块的下方设置有接水盘8a，第二进风预冷高效除湿模块的下方设置有接水盘8b。湿空气流经第一进风预冷高效除湿模块、第二进风预冷高效除湿模块被降温析出水分，流入到接水盘8a、接水盘8b内被收集起来排出。

在本实施例中，冷凝器3a、冷凝器3b具体采用翅片管换热器；冷凝器3a、冷凝器3b可一体制成，也可为两独立的翅片管换热器，只要保证其内部具有两独立的供制冷剂循环的通道即可。

在本实施例中，错流换热器6a、错流换热器6b，采用板式错流换热器。

在本实施例中，风机2相对于冷凝器3a、冷凝器3b倾斜设置；本实施例将风机2倾斜设置，从而使得出风口倾斜向上，可以把除湿之后的干燥空气送得更远，满足大尺度空间的除湿要求。

本实施例提供的风路并联进风预冷立式除湿机，两套以上除湿系统可以单套除湿系统独自运行，也可以多套除湿系统同步运行，其工作原理为：

在单套除湿系统运行时，风机2运行在风机2吸风口形成负压区，壳体1外部空气历经单套除湿系统的板式错流换热器的热流体通道、蒸发器、板式错流换热器的冷流体通道、冷凝器，到达风机吸风口。壳体1外部空气，进入单套除湿系统板式错流换热器的热流体通道被冷流体通道的蒸发器低温出风所降温“预冷”，预冷之后空气温度降低、相对湿度增加；预冷之后的空气，再进入蒸发器进一步降温除湿、滤除水蒸汽，成为低温饱和空气；低温饱和空气再进入单套除湿系统板式错流换热器的冷流体通道，在单套除湿系统冷流体通道中吸收热流体通道高温进风的热量被“预热”；被预热之后的空气，再流向冷凝器被“再热”成为干燥空气；再热之后的干燥空气被风机吸入，经风机升压之后排往远方，开始下一个循环；

在单套除湿系统运行时，由于冷凝器通风量没有减少而冷凝器热负荷降低，并且由于两套除湿系统的冷凝器管路错排而使单套除湿系统冷凝器的实际有效散热面积扩大，所以出现冷凝温度降低、冷凝压力降低、冷凝器末端制冷液过冷度提高、制冷剂在蒸发器蒸发吸热量大、除湿能效比提高的良好效果。

在两套除湿系统同步运行时，两只压缩机、两套进风预冷板式换热器和两只蒸发器同时工作，空气处理量大，整机除湿量大；

在两套除湿系统同步运行时，风机首先运行，在风机吸风口形成负压区，拉动除湿机外部空气历经双系统的板式错流换热器的热流体通道、双系统蒸发器、双系统板式错流换热器的冷流体通道、双系统冷凝器，到达风机吸风口。除湿机外部空气，进入双系统板式错流换热器的热流体通道被冷流体通道中的蒸发器低温出风所降温“预冷”，预冷之后空气温度降低、相对湿度增加；预冷之后的空气，再进入双系统蒸发器进一步降温除湿、滤除水蒸汽，成为低温饱和空气；低温饱和空气再进入双系统板式错流换热器的冷流体通道，在双系统冷流体通道中吸收热流体通道中高温进风的热量被“预热”；被预热之后的空气，再流向双系统冷凝器被“再热”成为干燥空气；再热之后的干燥空气被风机吸入，经风机升压之后排往远方，开始下一个循环。

当然，在其他实施例中除湿系统也可为三套、四套乃至更多套，此处不做限制；三套、四套乃至更多套的进风预冷高效除湿模块竖向叠加、风路并联立式除湿机的工作原理，与两套进风预冷高效除湿模块竖向叠加、风路并联立式除湿机的工作原理相同。

本发明提供的风路并联预冷立式除湿机，采用多个进风预冷高效除湿模块竖向叠加、风路并联技术，使除湿机竖向发展、增加高度，具有如下有益之处：

1.结构优化、占地减少、单位除湿量设备成本降低

本发明一种风路并联预冷立式除湿机，既保留了“进风预冷高效除湿”的特点，又克服了背景技术中述及的进风预冷高效除湿机的“结构复杂、体积庞大、占地面积偏大、单位体积除湿量低、单位除湿量的设备成本高”等等不足；

本发明一种风路并联预冷立式除湿机，整机占地面积较小，整机单位占地面积除湿量大；本发明提高了除湿机单位占地面积的除湿能力，提高了空间利用系数；同时还减少了单机上的离心风机、钣金件、控制器等等零部件，单位除湿量的设备成本大幅降低；

2.扩大了除湿机送风距离，促进了大尺度空间的空气对流效果

本发明一种风路并联预冷立式除湿机，进风预冷高效除湿模块并联叠加、竖向发展、增加高度，吸风口位于机器中低部，出风口位于机器顶部，吸风口与出风口竖向距离扩大，送风距离扩大，有利于消除送风盲区、通风死角，改善大尺度空间的空气对流，特别适用于大尺度的车间、仓库、机房、大厅、大型地下掩体等等空间的除湿；

实施例2

参照图3，本实施例是在实施例1的基础上进行的调整。

在本实施例中壳体内设置有三套除湿系统，分别为第一除湿系统、第二除湿系统、第三除湿系统；第一除湿系统包括有顺序连接的压缩机4a、蒸发器5a、节流装置7a、冷凝器3a，第二除湿系统包括有顺序连接的压缩机4b、蒸发器5b、节流装置7b、冷凝器3b，第三除湿系统包括有顺序连接的压缩机4c、蒸发器5c、节流装置7c、冷凝器3c；其中，蒸发器5a的右侧进风面上并排设置有错流换热器6a形成第一进风预冷高效除湿模块，蒸发器5b的右侧进风面上并排设置有错流换热器6b形成第二进风预冷高效除湿模块，蒸发器5c的右侧进风面上并排设置有错流换热器6c形成第三进风预冷高效除湿模块。

在本实施例中，第一进风预冷高效除湿模块、第二进风预冷高效除湿模块、第三进风预冷高效除湿模块竖向排列布置壳体1内；冷凝器3a、冷凝器3b、冷凝器3c并列横置于第三进风预冷高效除湿模块的上方。进风分成并联的三路进风，一路进风流经第一进风预冷高效除湿模块进行降温除湿后流向冷凝器3a、冷凝器3b、冷凝器3c，一路进风流经第二进风预冷高效除湿模块进行降温除湿后流向冷凝器3a、冷凝器3b、冷凝器3c，一路进风流经第三进风预冷高效除湿模块进行降温除湿后流向冷凝器3a、冷凝器3b、冷凝器3c；三路被降温除湿后的空气再经过冷凝器3a、冷凝器3b、冷凝器3c的加热变成高温干燥空气，在风机2的作用下从壳体顶部的出风口101排出。

在本实施例中，第一进风预冷高效除湿模块的下方设置有接水盘8a，第二进风预冷高效除湿模块的下方设置有接水盘8b，第三进风预冷高效除湿模块的下方设置有接水盘8c。

本实施例中，三套除湿系统的具体结构形式以及工作原理均可参照实施例1中的描述，此处不再赘述。

本实施例在以上结构的基础上，对第一进风预冷高效除湿模块、第二进风预冷高效除湿模块、第三进风预冷高效除湿模块的进风、出风做进一步的限定，具体的：

参照图3，本实施例中壳体1内一侧设置有一竖向布置的进风通道103，进风口102设置在进风通道103的底部，三个进风预冷高效除湿模块的进风面与进风通道103连通；壳体内另一侧设置有一竖向布置的出风通道，各所述进风预冷高效除湿模块的出风面与所述出风通道连通。

进一步的，进风通道103呈下宽上窄的楔形通道；本实施例通过对进风通道103形状的限定，在气流沿着进风通道103上行过程中一边向左侧配风一边向上收窄，风道中各个气流截面的通风面积与该断面实际风量相匹配，风量大时通风面积大，风量小时通风面积小，从而保证了三个进风预冷高效除湿模块的进风速度一样；

进一步的，出风通道呈上宽下窄的楔形通道。在气流上行过程中一边接收右侧来风一边向上加宽，风道中各个气流截面的通风面积与该断面实际风量相匹配，风量小时通风面积小，风量大时通风面积大，从而保证了三个进风预冷高效除湿模块的出风速度一样。

当然，上述出风通道、进风通道的设计方案同样适用于具有两套除湿系统或者三套以上除湿系统的除湿机使用，此处不做限制。

本实施例三个进风预冷高效除湿模块竖向叠加风道并联并且进出风道组成楔形结构立式除湿机，采用1个下宽上窄的进风楔形通道、1个下窄上宽的出风楔形通道与3个进风预冷高效除湿模块竖向组合叠加风路并联技术，使除湿机竖向发展、增加高度，具有如下有益之处：

1.风道结构设计特点鲜明，气流局部阻力小，气动特性优良

本发明三个进风预冷高效除湿模块竖向叠加风道并联并且进出风道组成楔形结构立式除湿机，其由边板和进风预冷高效除湿模块组合而成的下宽上窄的进风楔形通道、下窄上宽的出风楔形通道中各个气流截面的通风面积与该断面实际风量相匹配，风量小时通风面积小，风量大时通风面积大，气流局部阻力小，气动特性优良；

2.结构优化、占地减少、单位除湿量设备成本降低

本发明三个进风预冷高效除湿模块竖向叠加风道并联并且进出风道组成楔形结构立式除湿机，既保留了“进风预冷高效除湿”的特点，又克服了背景技术中述及的进风预冷高效除湿机的“结构复杂、体积庞大、占地面积偏大、单位体积除湿量低、单位除湿量的设备成本高”等等不足；

本发明三个进风预冷高效除湿模块竖向叠加风道并联并且进出风道组成楔形结构立式除湿机，整机占地面积较小，整机单位占地面积除湿量大；提高了除湿机单位占地面积的除湿能力，提高了空间利用系数；同时还减少了单机上的离心风机、钣金件、控制器等等零部件，单位除湿量的设备成本降低；

3.扩大了除湿机送风距离，促进了大尺度空间的空气对流效果

本发明三个进风预冷高效除湿模块竖向叠加风道并联并且进出风道组成楔形结构立式除湿机，3只进风预冷高效除湿模块并联叠加、竖向发展、增加高度，吸风口位于机器底部，出风口位于机器顶部，吸风口与出风口竖向距离扩大，送风距离扩大，有利于消除送风盲区、通风死角，改善大尺度空间的空气对流，特别适用于大尺度的车间、仓库、机房、大厅、大型地下掩体等等空间的除湿。

实施例3

参照图4，本实施例是在实施例1或实施例2的基础上进行的调整。

在本实施例中，各个进风预冷高效除湿模块相对于水平方向呈倾斜设置；进一步的，进风预冷高效除湿模块倾斜角度范围为5°～15°。

本实施例将进风预冷高效除湿模块自竖直方向逆时针偏转5°～15°的结构创新设计，使高湿度条件下板式错流换热器热流体通道中的进风在冷流体通道中蒸发器低温出风的吸热过程中所产生的冷凝水在重力作用下流向蒸发器下方的集水槽，解决了进风预冷过程中产生的冷凝水的收集与排放问题。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (8)

1.一种风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，包括有壳体，所述壳体上设置有出风口、进风口，所述出风口处设置有风机；

所述壳体内设置有至少两套除湿系统，所述除湿系统包括有压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，所述压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器顺序连接构成一供制冷剂循环的闭路系统；各所述蒸发器一侧均并排设置有一错流换热器，所述蒸发器的进风和出风分别经过所述错流换热器的热流体通道、冷流体通道，所述错流换热器、蒸发器、连接风道构成进风预冷高效除湿模块；

多个所述进风预冷高效除湿模块竖向顺序排列布置在所述壳体内，多个所述进风预冷高效除湿模块的冷凝器并排布置在所述壳体顶部的出风口处；在所述风机的作用下，进风分成多个并联风路，分别流经各个所述进风预冷高效除湿模块后再流经所有的所述冷凝器，最后从所述出风口排出；

所述壳体内一侧设置有一竖向布置的进风通道，所述进风口设置在所述进风通道的底部，各所述进风预冷高效除湿模块的进风面与所述进风通道连通；所述进风通道呈下宽上窄的楔形通道。

2.根据权利要求1所述的风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，所述壳体内另一侧设置有一竖向布置的出风通道，各所述进风预冷高效除湿模块的出风面与所述出风通道连通。

3.根据权利要求2所述的风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，所述出风通道呈上宽下窄的楔形通道。

4.根据权利要求1或3所述的风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，所述进风预冷高效除湿模块相对于水平方向呈倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，所述进风预冷高效除湿模块倾斜角度范围为5°-15°。

6.根据权利要求4所述的风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，所述进风预冷高效除湿模块的下方设置有接水盘。

7.根据权利要求1所述的风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，所述蒸发器、冷凝器采用翅片管换热器。

8.根据权利要求1所述的风路并联进风预冷立式除湿机，其特征在于，所述风机相对于所述冷凝器倾斜设置。