CN109065980A - 蓄电池除湿装置及除湿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池除湿装置，其包括消氢组件、转轮除湿组件和冷却组件；消氢组件用于对蓄电池室内的氢气进行清除；转轮除湿组件用于对蓄电池室内的空气进行连续除湿；冷却组件用于将蓄电池室内的消氢、除湿后的空气进行冷却。本发明还提供一种蓄电池除湿方法。本发明能对蓄电池室的氢气进行清除，又对蓄电池室进行除湿。

Description

蓄电池除湿装置及除湿方法
技术领域
本发明涉及除湿领域，具体涉及一种蓄电池除湿装置及除湿方法。
背景技术
蓄电池是潜艇的重要组成，为确保安全，通常将蓄电池设计成密闭舱室。蓄电池工作时发热，引起电解液蒸发，造成蓄电池室内湿度较高，易引起蓄电池室内的设备、结构腐蚀，使电缆绝缘性降低。为确保安全，通常定期进行蓄电池室通风，与外界较干燥空气进行交换，或利用空调进行除湿。
当潜艇在水面或码头时，通风除湿方式受环境影响较大，若遇大雾、潮湿天气，通风效果很差。空调除湿会消耗大量电能，潜艇航行时电能宝贵，频繁利用空调进行蓄电池室除湿大量消耗电能，且将蓄电池室的有害气体扩散至舱内，不利于舱室环境控制和人员健康。
现有除湿系统采用制冷除湿，利用采用氟利昂直接制冷，将换热器表面温度降低至需要除湿的空气的露点温度以下，析出水分达到除湿目的。蓄电池在快速充放电工况，散热量大，由此引起的电解液蒸发量较大，通常需要将循环空气的绝对含湿量处理到7g/kg干空气左右，才能维持蓄电池室的环境维持湿度在50％左右。常规的制冷除湿方式一般仅可将空气处理到12℃左右，此时换热器后面的含湿量约为8.3g/kg干空气；处理到7g/kg干空气的状态需要将空气冷却到9.5℃，此时制冷系统蒸发温度会在2℃左右，换热器表面有可能结霜堵塞气流通道。
同时，为了确保蓄电池室的安全，需要对蓄电池工作释放的氢气进行净化，清除过程中需要采用电加热，同时氢气净化过程也会释放热量，净化后的高温空气，通常在150℃左右，这部分高温空气需要利用冷却水进行冷却。
因此，我们迫切需要一种装置既能对蓄电池室的氢气进行清除，又对蓄电池室进行除湿。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蓄电池除湿装置及除湿方法，该除湿装置及除湿方法能对蓄电池室的氢气进行清除，又对蓄电池室进行除湿。
本发明所采用的技术方案是：
一种蓄电池除湿装置，其包括
消氢组件，用于对蓄电池室内的氢气进行清除；
转轮除湿组件，用于对蓄电池室内的空气进行连续除湿；
冷却组件，用于将蓄电池室内的消氢、除湿后的空气进行冷却至指定温度，用于保障蓄电池室温度处于安全范围。
按上述方案，所述消氢组件利用热催化的方式完成蓄电池室空气中氢气的清除。
按上述方案，所述转轮除湿组件包括蜂窝状转轮、位于蜂窝状转轮上的干燥剂和用于使蜂窝状转轮转动的驱动装置。转轮除湿的原理是将干燥剂集成于蜂窝状转轮上，利用干燥剂本身的微孔吸附水分子，使得空气中的水份减少，湿度降低、温度升高。同时，蜂窝状转轮不停地缓慢转动，在再生侧，利用高温低湿空气使干燥剂中的水分脱附出来；为了保障不断循环，反复工作，实现连续除湿，需要有连续的高温热源，该高温热源由消氢组件出口出来的再生风量提供)。
本发明还提供一种采用上述蓄电池除湿装置进行蓄电池除湿的方法，其包括：
设蓄电池室循环总风量为1，其中，除湿风量为x，再生风量为1-x，
除湿风量x，来自蓄电池室温度为t1、湿度为d1，经过转轮除湿组件除湿后，温度升高至t2、湿度降低至d2，随后进入消氢组件完成消氢，消氢组件出口的空气温度约为150℃，最后通过冷却组件冷却至t1后返回蓄电池室；
再生风量1-x，来自蓄电池室温度为t1、湿度为d1，直接进入消氢组件，完成消氢后温度为150℃，随后进入除湿转轮，吸收水分，温度降低至t3，湿度升高至d3，最后进入转轮除湿组件，由于冷却温度大大低于湿度d3对应的饱和温度，因此大量水份凝结，出口的空气温度降低至t1，湿度降低至d‘，返回蓄电池室。
按上述方案，为了达到更好的除湿效果，需要满足d2＜d‘，湿度d‘的饱和温度约为35℃，湿度d2对应的饱和温度最低可达到10℃左右；冷却组件的冷却水温约为30℃。
按上述方案，将送回蓄电池室的风量继续进行上述循环，以进一步降低蓄电池室的湿度。
上述方案中除湿风量与再生风量的分配比例存在最佳值，最佳值随消氢组件出口温度及转轮除湿能力而变化，需要根据实际实验测量结果确定。
本发明的有益效果在于：
利用蓄电池室空气净化流程(消氢时)的热能，进行蓄电池室除湿，节能又环保；
采用转轮除湿的方式，不需要制冷系统，即可将蓄电池室内的空气处理到很低的露点温度，并通过合理的分配除湿风量以及再生风风量的比例，达到最佳除湿量的配置；
由于除湿风量经过转轮除湿组件除湿后，温度升高，可有效降低消氢组件负荷，还可降低整个装置的运行能耗；
将消氢、除湿、冷却功能集成在一起，可连续运行；
在不降低蓄电池室温度的情况下，可有效进行除湿。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明蓄电池除湿方法的基本原理图；
图2为蓄电池除湿方法的工作流程图；
图3为蜂窝状转轮的正面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1-图3，一种蓄电池除湿装置，其包括消氢组件、转轮除湿组件和冷却组件。消氢组件利用热催化的方式对蓄电池室空气中的氢气进行清除。转轮除湿组件用于对蓄电池室内的空气进行连续除湿；其包括蜂窝状转轮、位于蜂窝状转轮上的干燥剂和用于使蜂窝状转轮转动的驱动装置。冷却组件用于将蓄电池室内的消氢、除湿后的空气进行冷却至指定温度，用于保障蓄电池室温度处于安全范围。
转轮除湿组件的蜂窝状转轮连续旋转，常温、高湿的除湿风与高温、低湿的再生风交替通过蜂窝状转轮的不同区域，常温、高湿空气通过蜂窝状转轮后，蜂窝状转轮上的干燥剂吸收水分，使空气湿度降低，温度升高。高温、低湿的再生空气通过蜂窝状转轮，释放热量并吸收蜂窝状转轮中的水分，使湿度升高而温度降低。
图3为蜂窝状转轮的正面示意图，其中，1/4为再生区，3/4为除湿区。蜂窝状转轮的反面与正面对称。
本实施例中，消氢组件、转轮除湿组件和冷却组件均可在市面上直接采购，制作非常方便。
一种采用上述蓄电池除湿装置进行蓄电池除湿的方法，其包括：
a)初始状态
除湿状态下，蓄电池室内蓄电池工作放热，电解液蒸发，蓄电池室空气温度升高、湿度增大；
b)除湿流程
来自蓄电池室的总风量为1，其中，除湿风量x＝0.72、再生风量1-x＝0.28；
初始温度t1＝30℃、湿度d1＝22.96g/kg(相对湿度85％)的空气经过转轮除湿组件除湿后，温度升高至t2＝56.9℃、湿度降低至d2＝15.66g/kg，随后进入消氢组件加热并清除氢气；
经过消氢反应后，消氢组件出口的空气温度约为150℃，湿度仍为d2＝15.66g/kg；最后通过冷却组件冷却至t1＝30℃后返回蓄电池室；
c)再生流程
来自蓄电池室的总风量为1，其中，再生风量1-x＝0.28
初始温度t1＝30℃、湿度d1＝22.96g/kg的空气直接进入消氢组件加热并清除氢气，经过消氢反应后，消氢组件出口的空气温度为150℃，湿度为d2＝22.96g/kg；
消氢后的高温空气，进入转轮除湿组件再生，吸收转轮除湿组件中的水份，经再生后空气温度降低至t3＝48.7℃，湿度升高至d3＝53.17g/kg(相对湿度约80％)；
再生后的高湿度空气，经过冷却组件，冷却至30℃，并返回蓄电池室；冷却过程中，由于30℃时的饱和湿度为27.19g/kg，远远低于d3＝53.17g/kg，因此在冷却过程中有大量水汽被冷凝析出，达到除湿目的；
d)除湿结束
经过上述流程后，经过除湿流程的空气与经过再生流程的空气在蓄电池室混合，混合后的温度为30℃，湿度为：
d＝0.72×15.66+0.28×27.19＝18.81g/kg，对应的相对湿度为69％。
以上为一次再生除湿过程，实际消氢过程为连续循环过程，经过多次循环后，湿度将进一步降低，满足舱室湿度控制要求。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种蓄电池除湿装置，其特征在于：包括
消氢组件，用于对蓄电池室内的氢气进行清除；
转轮除湿组件，用于对蓄电池室内的空气进行连续除湿；
冷却组件，用于将蓄电池室内的消氢、除湿后的空气进行冷却。
2.根据权利要求1所述的蓄电池除湿装置，其特征在于：所述消氢组件利用热催化的方式完成蓄电池室空气中氢气的清除。
3.根据权利要求1所述的蓄电池除湿装置，其特征在于：所述转轮除湿组件包括蜂窝状转轮、位于蜂窝状转轮上的干燥剂和用于使蜂窝状转轮转动的驱动装置。
4.一种蓄电池除湿方法，其特征在于：所述方法采用权利要求1-3中任一所述的蓄电池除湿装置进行除湿，具体包括：
设蓄电池室循环总风量为1，其中，除湿风量为x，再生风量为1-x，
除湿风量x，来自蓄电池室温度为t1、湿度为d1，经过转轮除湿组件除湿后，温度升高至t2、湿度降低至d2，随后进入消氢组件完成消氢，消氢组件出口的空气温度为150℃，最后通过冷却组件冷却至t1后返回蓄电池室；
再生风量1-x，来自蓄电池室温度为t1、湿度为d1，直接进入消氢组件，完成消氢后温度为150℃，随后进入除湿转轮，吸收水分，温度降低至t3，湿度升高至d3，最后进入转轮除湿组件，由于冷却温度大大低于湿度d3对应的饱和温度，因此大量水份凝结，出口的空气温度降低至t1，湿度降低至d‘，返回蓄电池室。
5.根据权利要求4所述的蓄电池除湿方法，其特征在于： d2＜d‘，湿度d‘的饱和温度为35℃，湿度d2对应的饱和温度最低可达到10℃；冷却组件的冷却水温为30℃。
6.根据权利要求4所述的蓄电池除湿方法，其特征在于：将送回蓄电池室的风量继续进行上述循环，以进一步降低蓄电池室的湿度。
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