CN111372670A

CN111372670A - 节能型除湿转子及包括其的除湿器

Info

Publication number: CN111372670A
Application number: CN201880075240.4A
Authority: CN
Inventors: 李贤宰; 李承吉
Original assignee: Enbion Inc
Current assignee: Enbion Inc
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-07-03
Also published as: KR20190062090A; KR20190062153A; KR102136290B1; CN111372669A; KR102177063B1

Abstract

本发明涉及一种在吸附并浓缩流入空气中的湿气的同时，有效处理湿气的除湿转子及包括其的除湿器。本发明提供一种除湿转子，其特征在于，浓缩流入空气中的水分，并且包括：除湿部件，形成用于吸附并浓缩脱附流入空气的水分的多个功能区域；以及驱动部，使所述除湿部件相对所述流入空气旋转，其中，所述多个功能区域包括：吸附区域、脱附区域以及冷却区域，所述冷却区域的面积大于所述脱附区域的面积。根据本发明，可提供一种通过将除湿部件的能量回收最大化，使脱附能量最小化的除湿转子及包括其的除湿器。

Description

节能型除湿转子及包括其的除湿器

技术领域

本发明涉及一种处理空气中的湿气的装置，更具体地，涉及一种在吸附并浓缩湿气的同时，有效处理湿气的除湿转子及包括其的除湿器。

背景技术

在现有的除湿器中，为了吸附和脱附水分，使用如图1所示的圆筒形除湿部件10。参照图1，将由陶瓷纤维、玻璃纤维以及金属材料组成的板弯曲并成型为蜂巢状后，通过镀覆硅凝胶或沸石等除湿剂来组成除湿部件。在操作时，除湿部件10包括吸附区域12、脱附区域14以及冷却区域16等按功能划分的多个区域，但是在现有的吸附浓缩装置中，没有对脱附区域14和冷却区域16的面积进行技术性考虑。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的发明人发现组成现有的除湿部件的功能区域的面积会影响除湿装置的能量回收效率。因此，本发明的目的在于，提供一种能够优化能量回收效率的除湿转子及包括其的除湿器。

(二)技术方案

为了解决所述技术问题，本发明提供一种除湿转子，其特征在于，用于浓缩流入空气中的水分，并且包括：除湿部件，形成用于吸附并浓缩脱附流入空气的水分的多个功能区域；以及驱动部，使所述除湿部件相对所述流入空气旋转，其中，所述多个功能区域包括：吸附区域、脱附区域以及冷却区域，所述冷却区域的面积大于所述脱附区域的面积。

此时，所述冷却区域的面积与所述脱附区域的面积比为1.05:1至3:1，更优选地，所述冷却区域的面积与所述脱附区域的面积比为1.1:1至3:1。另外，此时，所述冷却区域与所述脱附区域的面积比优选为1.5以下，所述吸附区域的面积与所述脱附区域的面积比优选为3:1至30:1。

在本发明中，所述除湿转子还可以包括加热装置，所述加热装置用于加热流入所述除湿部件的脱附区域的气体。

在本发明中，所述除湿部件还可以包括：前端部部件，位于所述流入空气流入侧；以及后端部部件，位于所述流入空气流出侧。此时，所述前端部部件可以包含高吸水性除湿剂，所述后端部部件可以包含在相对低的湿度中也可以去除水分的吸水性除湿剂。此时，优选地，所述前端部部件包含从包含硅凝胶、硅酸盐气凝胶以及超吸水性高分子的组中选择的至少一种除湿剂作为主要成分，所述后端部部件包含亲水性沸石。

在本发明中，所述脱附空气可以流入所述后端部部件。

为了解决所述另一技术问题，本发明提供一种除湿器，其特征在于，包括用于吸附并浓缩流入空气中的水分的除湿转子，其中，所述除湿转子包括：除湿部件，形成用于吸附并浓缩脱附流入空气中的水分的多个功能区域；以及驱动部，使所述除湿部件相对所述废气旋转，其中，所述多个功能区域包括：吸附区域、脱附区域以及冷却区域，所述冷却区域的面积大于所述脱附区域的面积。

(三)有益效果

根据本发明，可提供一种通过将除湿部件的能量回收最大化，使脱附能量最小化的除湿转子及包括其的除湿器。本发明不仅适用于大规模的设备，还适用于小型的家庭用除湿器，因此可以节能。

附图说明

图1是现有的除湿转子的平面图。

图2是模拟示出根据本发明的一个实施例的除湿转子的侧视图。

图3是模拟示出根据本发明的一个实施例的除湿部件的图。

图4是模拟示出根据本发明的另一实施例的除湿部件的图。

最佳实施方式

下面，参照附图对本发明进行详细说明。

参照图2，除湿转子100包括除湿部件和驱动部。

所述除湿转子100设置有多个分离的气体流路。如图所示，例如，设置有适当的流路以提供：流入气流①，穿过内部的除湿部件；脱附气流③，用于脱附浓缩于除湿部件的水分；以及冷却气流②，用于冷却除湿部件中脱附后被加热的区域。为此，所述除湿转子100中可以设置有适当的气体流入口、气体流出口以及壳体。另外，在本发明中，穿过除湿部件的多个流路通过适当的密封装置来分离和/或划分，以防止被彼此之间的气流干扰。例如，可以将硅树脂、耐热性高分子、金属或陶瓷材料设置在所述壳体与除湿部件之间，从而将在各个流路中流动的气流分离和划分。图2示意性地示出除湿转子的吸附区域A、冷却区域C以及脱附区域D被分离划分。

另一方面，如图2所示，通过冷却区域C的气流②可以在经过脱附装置200被额外地加热后流入到脱附区域D。本发明的脱附装置200可以作为除湿转子100的部分结构来实现，也可以实现为分离的独立结构。

图2示出在气体流路①、②、③中气流的示例性方向，本发明并不限定于此。在各流路的气流中至少一个可以具有与附图示出的方向相反的方向。但是，优选地，在本发明中，流入气流①和脱附气流③为彼此相反的方向。

图3是模拟示出根据本发明的一个实施例的除湿部件110的图。

首先，图3的(a)是除湿部件110的侧视图，(b)是主视图。如图所示，除湿部件110可以具有预定厚度。当然，本发明并不限定于此。

另外，所述除湿部件110可以包括驱动部，其用于旋转所述除湿部件。在本发明中，所述驱动部可以通过各种方式来实现。例如，可使用直连式驱动装置和传送带或链条来实现。其中，在使用传送带或链条时，所述驱动部可以由链条和链轮组成。为此，所述除湿部件的外周面可以设置有包覆外周面的圆筒形金属框架，并且在所述框架上形成有包括与链条啮合的多个突起的齿轮结构。此时，链条的运动从除湿部件的外围开始传递，从而使除湿部件以旋转轴130为中心进行转动。当然，与其不同地，在本发明中，所述驱动部也可以以通过旋转旋转轴130来旋转除湿部件100的方式实现。

在本发明中，所述除湿部件110在具有吸附功能的同时，还起到作为热交换介质的作用。为此，所述除湿部件110可以由具有蓄热性和气体吸附性的适宜材料来形成。一般，除湿部件在弯曲陶瓷纤维、玻璃纤维、堇青石或者铝或防锈金属板而形成的支撑体母材上使用吸水力优异的除湿剂进行镀覆。所述除湿部件110所使用的水分除湿剂可以是在由如硅凝胶、A型沸石、氧化铝-硅酸盐(aluminum oxide-silicate)或者硅酸钛(titaniumsilicate)/钛-硅酸铝(titanium-aluminum silicate)的硅酸盐气凝胶、超吸水性聚合物组成的组中选择的至少一种。

另外，所述除湿部件可以作为充电式来使用，其通过使用球状除湿剂、无定型除湿剂、缸型除湿剂以及蜂巢型除湿剂来实现，或者也可以使用蜂巢形状的除湿部件，其通过使用弯曲、挤压以及板型除湿剂来成型层叠型除湿剂，从而提高通气性和接触面积。

参照图3的(b)，对应于图2中说明的气体流路，可将除湿部件部分划分为多个区域，并且可通过上述的密封装置隔开或分离所述区域。

在本发明中，除湿部件110包括多个区域。所述多个区域可以根据实际垂直于气流的方向的面积来规定，其中，所述气流是参照图1来说明的流过流路①、②、③的气流。例如，区域的面积可根据垂直于除湿转子轴方向的截面积来规定。

所述多个区域包括功能区域，例如，水分吸附区域A、脱附区域D以及冷却区域C。优选地，在本发明中，所述水分吸附区域A的面积可以占据所述除湿部件110的整个面积的40％至90％。

在现有的除湿转子中，水分吸附区域A具有大于脱附区域D或冷却区域C的区域面积。另外，一般，现有设计中的脱附区域D和冷却区域C具有相同的区域面积，在部分情况下，也会存在脱附区域D大于冷却区域C的情况。

但是，如图所示，本发明的特征在于，所述冷却区域C大于脱附区域D。优选地，在本发明中具有以下关系：水分吸附区域面积>冷却区域面积>脱附区域面积。优选地，在本发明中，冷却区域面积/脱附区域面积之比可以是1.05以上或1.1以上或1.2以上。另外，可以将所述面积比的上限限制在1.5、2.0或3.0。超过其的过度的面积比对能量回收效率的增加没有实质性的影响，因此，不利于经济性。

以上，对除湿部件110由一段除湿部件组成的情况进行了说明，但是在本发明中，除湿部件110可以被设计为各种形态。

具体实施方式

图4是模拟示出根据本发明的另一实施例的转子采用多段除湿部件的情况的图。

首先，如图4的(a)所示，除湿部件110由2个部件形成，包括：前端部部件110A，位于流入空气路径上的前端部；以及后端部部件110B，位于流入空气路径上的后端部。所述前端部部件110A和后端部部件110B使用彼此不同组成的除湿剂，从而可以分别执行不同的功能。

例如，前端部部件110A优选包括如硅凝胶、氧化铝-硅酸盐(aluminum oxide-silicate)或者硅酸钛(titanium silicate)/钛-硅酸铝(titanium-aluminum silicate)的硅酸盐气凝胶、如超吸水性聚合物的高吸水性材料的除湿剂。另一方面，后端部部件110B的除湿剂可以使用在相对低的湿度中也具有高除湿效率的除湿材料，如亲水性沸石(A型沸石)。通过所述结构，前端部部件通过如硅凝胶等高吸水性材料来去除大量的水分，尽管后端部部件对去除水分量的贡献较少，但是能够将通过除湿部件的空气以低湿度状态排放。

如上所述，在多级除湿部件中，优选地，使脱附气流流入后端部部件110B并通过前端部部件110A流出。

图4的(b)示出前端部除湿部件和后端部除湿部件的厚度与上述说明的(a)不同的情况。前端部除湿部件110A可以具有比后端部除湿部件110B更薄的厚度。

另外，以上说明的多级除湿部件结构具有可以仅更换部分结构而不需要更换整个除湿部件的优点。

下面，对包括参照图2来说明的除湿转子的除湿器的例子进行更详细的说明。

在本发明的一个实施例中，除湿器包括除湿转子100和脱附装置200。

参照图5，从排放源流入的空气中的水分在通过除湿转子100时，被吸附在除湿转子100的除湿部件110的除湿剂。优选地，除湿转子100是可根据流入的恶臭和挥发性有机化合物的浓度来调节旋转速度的转子方式的除湿装置。在本实施例中，所述除湿转子100可以以2～20rph的旋转速度旋转。

如上所述，排放源的空气中含有的水分流入到所述除湿转子100，并且在吸附区域A中被吸附在吸附部件110。随着转子的旋转，吸附水分的除湿部件110进入脱附区域B，并通过脱附空气来脱附。此时，脱附气体的使用流量低于吸附废气。优选地，所述脱附气体流量为吸附气体流量的1/3～1/30。所述脱附气体经过脱附装置200，以易于脱附脱附区域的除湿部件的污染成分。

在本发明中，所述脱附装置200可以使用如燃烧器、加热器、微波或等离子等加热装置，或者使用如超声波振动子等振动装置。当然，本发明并不限定于此，本发明可使用各种脱附装置，但优选使用加热器，以大约100℃以上的高温加热脱附空气。

在脱附区域中，经过脱附的除湿部件110处于以大约100℃以上的高温加热的状态，为了下一次的吸附，需要对其进行冷却。为此，在冷却区域C中提供冷却气体(空气)。例如，所述冷却气体可以是外部空气，并且如图所示，也可以是排放源的空气。此时，排放源的空气可以从流入气流中分离。当然，也可以使用它们的混合气体。通过冷却区域C的气体因与除湿部件的热交换而被加热至高温。因此，如图所示，为了从冷却区域流出侧气体中回收热能，可以将流出侧气体作为脱附气体的来源来提供。

假设从排放源流入的流入空气具有相同的温度，则冷却区域的出口温度、脱附区域的入口温度以及脱附区域的出口温度会根据吸附区域、脱附区域以及冷却区域的面积大小来发生变化。

根据吸附区域、脱附区域以及冷却区域的面积，计算脱附区域和冷却区域的出入口的气体温度和回收热量。表1是在计算中所设定的吸附区域面积：脱附区域面积：冷却区域面积之比，表2是计算结果。具体的计算条件如下。

-转子旋转速度(RPH)＝4

除湿部件厚度：500mm

-除湿部件直径：3.5m

-冷却气体流量＝脱附气体流量＝120NCMM(Nm³/m}

-排放源流入废气温度：40℃

-冷却入口温度：40℃

[表1]

编号	吸附：脱附：冷却面积比
		#1	8:1:1
#2	8:1:1.01
		#3	8:1:1.05
#4	8:1:1.1
		#5	8:1:1.2
#6	8:1:1.5
		#7	8:1:2
#8	7:1:3

[表2]

其中，冷却回收热是指在冷却区域的除湿部件通过冷却气体来回收的热量，脱附热是指脱附所需的热量，额外热是指为了脱附而需要额外施加的热量，即(脱附热-冷却回收热)。额外热百分比是额外热和冷却回收率之比，是指将#1作为100时的相对值。另外，回收率是表示冷却回收率/脱附热的百分比的值。

从表2可知，在#3的情况下，随着冷却区域的面积增加5％左右，回收率会大约增加4％，并且当冷却区域面积比脱附区域大50％时，可获得超过85％的回收率。即，可通过增加冷却区域与脱附区域的面积之比，使回收热量大幅增加。

参照图2说明的本发明的除湿器还可以包括浓缩排放的气体处理装置。所述浓缩气体处理装置可以是利用冷却和加压的凝缩回收装置，或者是使用除湿剂和吸收剂的浓缩回收装置。

工业实用性

本发明可用于除湿器。

Claims

1.一种除湿转子，其特征在于，用于浓缩流入空气中的水分，并且包括：

除湿部件，形成用于吸附并浓缩脱附流入空气的水分的多个功能区域；以及驱动部，使所述除湿部件相对所述流入空气旋转，其中，

所述多个功能区域包括：吸附区域、脱附区域以及冷却区域，

所述冷却区域的面积大于所述脱附区域的面积。

2.根据权利要求1所述的除湿转子，其特征在于，

所述冷却区域的面积与所述脱附区域的面积比为1.05:1至3:1。

3.根据权利要求2所述的除湿转子，其特征在于，

所述冷却区域的面积与所述脱附区域的面积比为1.1:1至3:1。

4.根据权利要求2或3所述的除湿转子，其特征在于，

所述冷却区域与所述脱附区域的面积比为1.5以下。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的除湿转子，其特征在于，

所述吸附区域的面积与所述脱附区域的面积比为3:1至30:1。

6.根据权利要求1所述的除湿转子，其特征在于，还包括加热装置，

所述加热装置用于加热流入所述除湿部件的脱附区域的气体。

7.根据权利要求1所述的除湿转子，其特征在于，

所述除湿部件还包括：

前端部部件，位于所述流入空气流入侧；以及

后端部部件，位于所述流入空气流出侧。

8.根据权利要求7所述的除湿转子，其特征在于，

所述前端部部件包含从包含硅凝胶、硅酸盐气凝胶以及超吸水性高分子的组中选择的至少一种除湿剂作为主要成分，

所述后端部部件包含亲水性沸石。

9.根据权利要求7所述的除湿转子，其特征在于，

所述前端部部件和所述后端部部件中的至少一个可替换。

10.一种除湿器，其特征在于，包括用于浓缩流入空气中的水分的除湿转子，其中，

所述除湿转子包括：

除湿部件，形成用于吸附并浓缩脱附流入空气中的水分的多个功能区域；以及

驱动部，使所述除湿部件相对所述废气旋转，其中，

所述冷却区域的面积大于所述脱附区域的面积。

11.根据权利要求10所述的除湿器，其特征在于，

所述冷却区域的面积与所述脱附区域的面积比为1.05:1至3:1。

12.根据权利要求11所述的除湿器，其特征在于，

所述冷却区域与所述脱附区域的面积比为1.5以下。

13.根据权利要求10所述的除湿器，其特征在于，

向所述除湿部件的冷却区域提供从所述流入空气中分离的分离气体或外部气体。

14.根据权利要求10所述的废气处理系统，其特征在于，

通过所述除湿部件的冷却区域的气体流入到所述脱附区域。

15.根据权利要求10所述的除湿器，其特征在于，包括加热装置，