CN110397999A - 一种转轮除湿装置和转轮除湿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转轮除湿装置和转轮除湿系统。转轮除湿装置包括：转轮区域，所述转轮区域用于容置除湿转轮，所述转轮区域划分有隔离的处理区和再生区；再生进区域和再生出区域，所述再生进区域和再生出区域分别附接转轮区域的再生区的两侧，再生气体从再生进区域流经对应再生区的除湿转轮后从再生出区域流出；所述再生出区域内具有沿再生气体流动方向向下倾斜设置的倾斜气体通道。上述结构的转轮除湿装置能够使邻近进风口的倾斜气体通道保持干燥，提高除湿转轮的除湿性能。
Description
技术领域
本发明涉及除湿技术领域，尤其涉及一种转轮除湿装置和转轮除湿系统。
背景技术
现有的食品加工、粮食加工、化学品合成、印刷包装、半导体制造、电子元件、航空航天产品等很多行业的生产加工车间对生产环境的要求极高，特别是对环境温湿度均有严格的要求，不合格的环境温度和湿度将严重影响产品的质量和效果。工业上常用的空气除湿方法分为两大类：冷却法和化学法，采用转轮除湿机对空气进行除湿的方法是化学除湿法中应用较为广泛的方法。
转轮除湿机一般包括处理风系统、再生风系统和除湿转轮，转轮除湿机划分有处理区和再生区，处理风系统将待处理的空气输送至除湿转轮，流经除湿转轮的空气中的水汽被吸附在除湿转轮，进而排出干燥的空气，达到除湿的目的，除湿转轮旋转后，吸附水汽的除湿转轮在对应再生区处除去水汽，实现再生，从而不断地对空气进行除湿。
由于现有的转轮除湿材料受到一定技术限制，配套的除湿装置多为1:3分区(再生区与处理区的比例)。目前申请人研发出新的除湿转轮，配套除湿装置能达到1:4的分区，再生区与处理区占比减小至1:4，明显减小再生区的通过风量，再生加热器的能耗降低，达到节能的作用。同时也发现1:4除湿装置在转轮长时间运行后，再生出气体通道内部会有结露情况发生，再生出气体通道内部结露容易导致积水，积水倒灌，转轮的除湿材料吸附液态水后，使得靠近再生出气体通道一侧的转轮表面或更深处的水分脱附不彻底、不充分，严重影响除湿转轮的除湿效果。因此，1:4分区除湿装置的结露问题是一个亟待解决的重要问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种解决上述问题的转轮除湿装置。
本发明的目的之二在于提供一种包含上述转轮除湿装置的转轮除湿系统。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种转轮除湿装置，包括：
转轮区域，所述转轮区域用于容置除湿转轮，所述转轮区域划分有隔离的处理区和再生区；
再生进区域和再生出区域，所述再生进区域和再生出区域分别附接转轮区域的再生区的两侧，再生气体从再生进区域流经对应再生区的除湿转轮后从再生出区域流出；
所述再生出区域内具有沿再生气体流动方向向下倾斜设置的倾斜气体通道。
在一个实施例中，所述再生出区域划分有水平段，所述倾斜气体通道位于水平段上并具有进风口和出风口，所述倾斜气体通道的进风口邻近转轮区域的再生区，所述倾斜气体通道的出风口位于水平段上并向下倾斜设置。
在一个实施例中，所述再生出区域设有排水管，所述排水管连通倾斜气体通道以排出再生出区域内的积水。
在一个实施例中，所述再生出区域划分有水平段，所述倾斜气体通道位于水平段上并具有进风口和出风口，所述倾斜气体通道的进风口邻近转轮区域的再生区，所述倾斜气体通道的出风口位于水平段上，所述倾斜气体通道内设有集水槽，所述排水管连通所述集水槽的槽底。
在一个实施例中，所述再生出区域划分有水平段和竖直段，所述竖直段上设有竖直气体通道，所述倾斜气体通道位于水平段上并具有进风口和出风口，所述倾斜气体通道的进风口邻近转轮区域的再生区，所述倾斜气体通道的出风口连通出风口上方的竖直气体通道，所述倾斜气体通道内设有集水槽，所述排水管连通所述集水槽的槽底。
在一个实施例中，所述集水槽邻近倾斜气体通道的出风口。
在一个实施例中，所述倾斜气体通道的内壁和集水槽的槽壁设有疏水层。
在一个实施例中，所述疏水层是有机硅烷聚合物疏水涂层或含氟聚合物疏水涂层。
在一个实施例中，所述转轮区域的再生区与处理区的面积比等于1：4。
一种转轮除湿系统，所述转轮除湿系统包括上述的转轮除湿装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
通过将再生出区域的倾斜气体通道设置为沿再生气体流动方向向下倾斜，潮湿气体在倾斜气体通道内结露后会沿着向下倾斜的倾斜气体通道流向再生出区域的出风口，避免积水倒灌，减少邻近进风口的倾斜气体通道内的积水，使邻近进风口的倾斜气体通道保持干燥，转轮的除湿材料不再吸附液态水，进而使除湿转轮的靠近再生出区域一侧的转轮表面或更深处的水分脱附更彻底、更充分，大大提高除湿转轮的除湿性能。
附图说明
图1是本发明实施例的转轮除湿系统的结构示意图。
图2是本发明一个实施例的1:4转轮除湿装置和再生出区域的连接示意图。
图3是本发明一个实施例的转轮区域和再生出区域的局部截面示意图。
图4是本发明另一实施例的1:4转轮除湿装置和再生出区域的连接示意图。
图5是本发明另一实施例的转轮区域和再生出区域的局部截面示意图。
图中：1、转轮除湿系统；10、转轮除湿装置；11、转轮区域；111、除湿转轮；12、处理进区域；13、处理出区域；14、再生进区域；15、再生出区域；151、倾斜气体通道；152、进风口；153、出风口；154、疏水层；155、排水管；156、集水槽；157、竖直气体通道；16、转轮驱动机构；20、第一初效过滤器；30、处理风机；40、第二初效过滤器；50、再生加热器；60、再生风机。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。图中箭头方向表示气体流动方向。
参照图1至图3，本发明的转轮除湿系统1用于除去气体(如空气)中的水分，转轮除湿系统1包括转轮除湿装置10，还包括第一初效过滤器20、处理风机30、第二初效过滤器40、再生加热器50和再生风机60。
转轮除湿装置10包括转轮区域11、处理进区域12和处理出区域13、再生进区域14和再生出区域15，转轮区域11用于容置除湿转轮111，除湿转轮111是转轮除湿系统1的核心部件，转轮区域11划分有隔离的处理区和再生区。其中，处理进区域12和处理出区域13分别附接转轮区域11的处理区的两侧，再生进区域14和再生出区域15分别附接转轮区域11的再生区的两侧。
转轮除湿装置10还可以包括转轮夹持机构、链齿座(未示出)、链条(未示出)、链轮(未示出)、转轮驱动机构16，转轮驱动机构16例如是电机。其中，转轮夹持机构用于将除湿转轮111夹持住，环形的链齿座设置在除湿转轮111的外包板的外圆上，环形的链条安装在链齿座上，链条与链轮啮合传动，链轮安装在转轮驱动机构16的输出轴上，在转轮驱动机构16的驱动下，链轮和链条带动转轮区域11转动，实现对气体的除湿。
处理进区域12的两端分别连接第一初效过滤器20和转轮区域11的处理区，第一初效过滤器20用于对待除湿的气体进行过滤，除去待除湿的气体中的粉尘、PM2.5等固体污染物，防止其进入转轮区域11，避免影响除湿转轮111的除湿性能。处理出区域13的两端分别连接转轮区域11的处理区和处理风机30，在处理风机30的作用下，待除湿的气体(例如来自室内)经第一初效过滤器20和处理进区域12流向转轮区域11的除湿转轮111，经除湿转轮111除湿后成为干燥气体，干燥气体经处理出区域13并由处理风机30排向指定的空间(例如室内)。
第二初效过滤器40连接再生加热器50，第二初效过滤器40用于对再生气体进行过滤，除去再生气体中的粉尘、PM2.5等固体污染物，防止其进入再生加热器50和转轮区域11，避免影响再生加热器50的加热性能和除湿转轮111的除湿性能。再生进区域14的两端分别连接再生加热器50和转轮区域11的再生区，再生出区域15的两端分别连接转轮区域11的再生区和再生风机60，在再生风机60的作用下，再生气体经第二初效过滤器40并由再生加热器50加热后形成干燥的热气体(例如70-160℃)，干燥的热气体经再生进区域14流向转轮区域11的再生区，对对应再生区的除湿转轮111的吸附材料进行加热和再生后成为潮湿气体，潮湿气体从转轮区域11的再生区流出后经再生出区域15并由再生风机60排向指定的空间(例如室外)。
除湿转轮111内填充有吸附材料，吸附材料例如选自硅胶、分子筛、活性氧化铝、氯化锂等吸附物质。除湿转轮11的再生区112与处理区111的面积比小于等于1：4，例如两者面积比是1：5、1：6或1：7，本实施例中，转轮区域11的再生区与处理区的面积比等于1：4，转轮区域11的再生区和处理区均为扇形，转轮区域11的再生区的扇形角是72°，转轮区域11的处理区的扇形角是288°。与现有的再生区和处理区的面积比例是1：3相比，本实施例的再生区和处理区的面积比例等于1：4，极大缩小了再生区的通过风量，能有效减小再生加热器50的能耗。
具体地说，根据如下公式：
P＝ρ×Q×(t2-t1)/η/3600；
Q＝V.πd2/4×3600×x；
其中，Q：风量(m3/h)；ρ-空气密度(Kg/m3)；t1-未加热前空气温度(℃)；t2-加热后空气温度(℃)；η-加热器效率(％)；V-风速(m/s)；d-转轮直径(m)；x-再生区面积占整圆的比例。
从上述公式可以看出，通过减小再生区面积占比能够有效减小再生加热器50的能耗P。
参照图3，再生出区域15内具有沿再生气体流动方向向下倾斜设置的倾斜气体通道151，再生出区域15的倾斜气体通道151与水平面的夹角可以小于90°，例如是85°、80°或75°。本实施例的再生出区域15划分有水平段，倾斜气体通道151位于水平段上。倾斜气体通道151具有进风口152和出风口153，倾斜气体通道151的进风口152邻近转轮区域11的再生区。再生风对对应再生区的除湿转轮111进行再生后成为潮湿气体，潮湿气体从倾斜气体通道151的进风口152进入倾斜气体通道151，潮湿气体在倾斜气体通道151内结露后会沿着向下倾斜的倾斜气体通道151流向出风口153，避免积水倒灌，减少邻近进风口152的倾斜气体通道151内的积水，使邻近进风口152的倾斜气体通道151保持干燥，转轮的除湿材料不再吸附液态水，进而使靠近再生出区域15一侧的转轮表面或更深处的水分脱附更彻底、更充分，大大提高除湿转轮111的除湿性能。
作为优选方案，再生出区域15的倾斜气体通道151的内壁设有疏水层154，疏水层154可以覆盖倾斜气体通道151的内壁，潮湿气体在倾斜气体通道151内结露后很难附着在疏水层154上，有利于结露快速流向再生出区域15的出风口153和减少结露在邻近再生出区域15的进风口152处的停留，进而减少对除湿转轮111表面除湿效果的影响。疏水层154可以通过在倾斜气体通道151的内壁喷涂疏水材料形成，也可以通过粘贴方式将疏水层154结合在倾斜气体通道151的内壁上，疏水层154优选是有机硅烷聚合物疏水涂层或含氟聚合物疏水涂层，含氟聚合物疏水涂层例如是聚四氟乙烯层以及其他氟代的聚合物疏水涂层，上述材料的疏水层154与结露的附着力小，尤其适用于再生出区域15内结露的排出。
图3中，倾斜气体通道151的出风口153位于水平段上并向下倾斜设置，该结构的优点在于，倾斜气体通道151内的结露沿着向下倾斜的倾斜气体通道151流向出风口153后，能够从向下倾斜的出风口153直接排出，避免积水堆积在再生出区域15内和长时间影响转轮区域11表面的除湿效果。
参照图3，在一替换实施例中，再生出区域15设有排水管155，排水管155连通倾斜气体通道151，倾斜气体通道151内的积水通过排水管155向外排出。本实施例中，倾斜气体通道151内设有集水槽156，集水槽156优选邻近倾斜气体通道151的出风口153，集水槽156的槽壁优选设有疏水层154，排水管155连通集水槽156的槽底，倾斜气体通道151内的结露沿着向下倾斜的倾斜气体通道151流向集水槽156并汇集，再经排水管155排出。该结构的优点在于，倾斜气体通道151的出风口153仅用于排风，倾斜气体通道151内的结露能够通过排水管155排出至指定位置。集水槽156的径向截面可以是三角形或弧形。
参照图4和图5，在另一实施例中，本申请的方案还可以应用在再生风机60位于转轮除湿装置10上方的结构中。
具体而言，再生出区域15划分有水平段和竖直段，竖直段上设有竖直气体通道157并用于连接再生风机60，倾斜气体通道151位于水平段上并具有进风口152和出风口153，倾斜气体通道151的进风口152邻近转轮区域11的再生区，倾斜气体通道151的出风口153连通出风口153上方的竖直气体通道157，潮湿气体从转轮区域11的再生区流出后依次经倾斜气体通道151和竖直气体通道157流向再生风机60。
倾斜气体通道151内设有集水槽156，集水槽156优选邻近倾斜气体通道151的出风口153，排水管155连通集水槽156的槽底。倾斜气体通道151内的结露沿着向下倾斜的倾斜气体通道151流向集水槽156并汇集，潮湿气体也会在竖直气体通道157内结露，竖直气体通道157的管壁优选不设置保温层，不设保温层能够使潮湿气体流在竖直气体通道157内加速结露，竖直气体通道157内的结露在重力作用下汇集到邻近出风口153的集水槽156内，再经排水管155排出。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种转轮除湿装置，包括：
转轮区域，所述转轮区域用于容置除湿转轮，所述转轮区域划分有隔离的处理区和再生区；
再生进区域和再生出区域，所述再生进区域和再生出区域分别附接转轮区域的再生区的两侧，再生气体从再生进区域流经对应再生区的除湿转轮后从再生出区域流出；
其特征在于，所述再生出区域内具有沿再生气体流动方向向下倾斜设置的倾斜气体通道。
2.根据权利要求1所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述再生出区域划分有水平段，所述倾斜气体通道位于水平段上并具有进风口和出风口，所述倾斜气体通道的进风口邻近转轮区域的再生区，所述倾斜气体通道的出风口位于水平段上并向下倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述再生出区域设有排水管，所述排水管连通倾斜气体通道以排出再生出区域内的积水。
4.根据权利要求3所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述再生出区域划分有水平段，所述倾斜气体通道位于水平段上并具有进风口和出风口，所述倾斜气体通道的进风口邻近转轮区域的再生区，所述倾斜气体通道的出风口位于水平段上，所述倾斜气体通道内设有集水槽，所述排水管连通所述集水槽的槽底。
5.根据权利要求3所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述再生出区域划分有水平段和竖直段，所述竖直段上设有竖直气体通道，所述倾斜气体通道位于水平段上并具有进风口和出风口，所述倾斜气体通道的进风口邻近转轮区域的再生区，所述倾斜气体通道的出风口连通出风口上方的竖直气体通道，所述倾斜气体通道内设有集水槽，所述排水管连通所述集水槽的槽底。
6.根据权利要求4或5所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述集水槽邻近倾斜气体通道的出风口。
7.根据权利要求4或5所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述倾斜气体通道的内壁和集水槽的槽壁设有疏水层。
8.根据权利要求7所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述疏水层是有机硅烷聚合物疏水涂层或含氟聚合物疏水涂层。
9.根据权利要求1所述的转轮除湿装置，其特征在于，所述转轮区域的再生区与处理区的面积比等于1：4。
10.一种转轮除湿系统，其特征在于，所述转轮除湿系统包括权利要求1至9任意一项所述的转轮除湿装置。
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