CN114791134B - 一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机及除湿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气处理设备技术领域，具体涉及一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机及除湿方法，所述除湿机包括沿新风流向通过管道依次连接的前预表冷器、前表冷器、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮再生的再生反吹风通道；所述再生反吹风通道、第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机形成再生送风通道；还包括再生旁通进风通道。本发明的有益效果在于：一方面通过低温的新风冷吹降温再生冷却区，快速恢复转轮吸湿性能，另一方面，升温所得的再生反吹风，降低了再生的耗能功率。

Description

一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机及除湿方法

技术领域

本发明涉及空气处理设备技术领域，具体涉及一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机及除湿方法。

背景技术

在空调领域当中，转轮除湿机是一个非常重要的分支，主要用在一些具有特殊空气要求的工业工程上。转轮除湿机主要部件是转轮，转轮表面涂覆有吸湿剂，且表面设置有蜂窝状多孔道，通过缓慢旋转转轮，可以吸附流过该转轮的湿空气中的水分，吸湿后的转轮经高温干燥气流烘吹，能使吸湿剂脱水再生。

转轮除湿机能迅速、简便而有效的降低空气湿度，可利用工业余热、废热、太阳能、天然气等低品位热能为再生能源，无环境污染，能耗低。广泛地应用于食品、医药、电子、电器、化工等有湿度要求的行业。

申请号为201210356505.2的中国发明专利一种双转轮超低露点除湿方法及其专用设备，其特征在于：本发明湿空气经过滤，表面冷却，进辅转轮吸湿区，除湿风机从回风口吸进回风与辅转轮吸温区来的空气混合进二级表面冷却器，进主转轮吸湿区，将温空气的水分吸收，经过滤器后排出；再生空气先经过滤，进换热器，经加热器，进再生区，使水分汽化，汽化所释放的热量通过安装的换热器，热量被回收利用，由再生风机经过滤器，进辅转轮再生区，吸湿后排向大气。

上述发明的除湿方法采用的双转轮除湿机，虽然再生余热有回收利用，但转轮再生还是要消耗大量的热能不够节能，而且其再生加热器为蒸汽加热器，蒸汽加热器加热后的蒸汽冷凝水的余热没有得到有效利用。上述发明的除湿转轮前使用一个表面冷却器，制冷效率COP (能量与热量之间的转换比率)不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机及除湿方法，通过低温冷吹快速恢复转轮吸湿性能，转轮除湿增效的同时，再配合回收显热，进一步降低再生能耗。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机，包括沿新风流向通过管道依次连接的前预表冷器、前表冷器、第一除湿转轮和第二除湿转轮；

所述第一除湿转轮包括第一转轮除湿区、第一转轮冷却区和第一转轮再生区；所述第二除湿转轮包括第二转轮除湿区、第二转轮冷却区和第二转轮再生区；

还包括沿再生风流向通过管道依次连接的第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机；

沿新风流向通过管道依次连接的前预表冷器、前表冷器、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮再生的再生反吹风通道；

所述再生反吹风通道、第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机形成再生送风通道；

还包括再生旁通进风通道，所述再生旁通进风通道的一端与第一转轮除湿区和中表冷器之间的管道连接，另一端连接蒸汽冷凝水换热器和第一再生风机之间的管道。

本发明的另一技术方案为提供一种使用上述回收显热且多方位节能型双转轮除湿机的除湿方法，包括：

除湿送风过程：待处理的空气在除湿送风通道沿着气流方向依次流经第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一除湿转轮、第一处理风机、中表冷器、第二过滤器、第二除湿转轮、后表冷、后加热、第二处理风机和第三过滤器，在处理风机的牵引下，送入生产车间；

再生风处理过程：

新风流向第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮再生的再生反吹风；

所述第二转轮再生区仅使用上述再生反吹风进行转轮再生；

再生反吹风沿着再生反吹风通道、第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机后排出；

另一路再生进风：新风从第一转轮除湿区和中表冷器之间的管道送出，经蒸汽冷凝水换热器和第二再生加热器加热后，与再生反吹风一同对第一转轮再生区进行再生。

本发明的有益效果在于：1、本发明的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机使用时，部分新风会经过两级表冷器降温后，经过两个除湿转轮的再生冷却区进行反吹，一方面通过低温的新风冷吹降温再生冷却区，快速恢复转轮吸湿性能，另一方面，升温所得的再生反吹风加热到80℃作为第二除湿转轮的再生进风，降低了第二除湿转轮再生的耗能。

2、本发明还包括再生旁通进风通道，在第一除湿转轮再生加热前进行再生送风，使第二除湿转轮所用再生风量降低；一方面，第二除湿转轮的再生风量降低，所需的加热量减少，节约了能耗；另一方面，第二除湿转轮的再生反吹风的使用量减少，转轮上的需要的反吹区角度相对减小，相对的就增加转轮处理区的面积，增加了除湿转轮有效处理风量。

3、本发明第一除湿转轮的前表冷分为两级表冷，同等制冷量情况下相对于一级表冷节能20%左右。

4、本发明还对第一除湿转轮前的再生进风使用蒸汽冷凝水换热器进行预热，有效利用低品位的蒸汽冷凝水热源，使第一除湿转轮再生加热量可减少40%，降低了第一除湿转轮再生的耗能。本发明的蒸汽冷凝水来源可为：本发明转轮除湿机的再生加热器产生的蒸汽冷凝水；市政管网蒸汽冷凝水；生产线其他需要蒸汽的设备的蒸汽冷凝水等。

本发明上述回收显热且多方位节能型双转轮除湿机具有极高的节能效果，双转轮除湿机整体的运行费用显著地下降，达到节能降耗、低碳环保的目的。

附图说明

图1为本发明的具体实施例的一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机的整体结构示意图；

标号说明：

1、第一过滤器；2、前预表冷器；3、前表冷器；4、挡水板；5、第一除湿转轮；6、第一处理风机；7、中表冷器；8、第二过滤器；9、第二除湿转轮；10、后表冷；11、后加热；12、第二处理风机；13、第三过滤器；

14、第一再生加热器；15、第一再生风机；16、蒸汽冷凝水换热器；17、第二再生加热器；18、第二再生风机；

19、生产车间；20、再生旁通进风通道。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明提供一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机，包括沿新风流向通过管道依次连接的第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，

所述第一除湿转轮包括第一转轮除湿区、第一转轮冷却区和第一转轮再生区；所述第二除湿转轮包括第二转轮除湿区、第二转轮冷却区和第二转轮再生区；

还包括沿再生风流向通过管道依次连接的第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机；

沿新风流向通过管道依次连接的前预表冷器、前表冷器、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮再生的再生反吹风通道；

所述再生反吹风通道、第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机形成再生送风通道；

还包括再生旁通进风通道，所述再生旁通进风通道的一端与第一转轮除湿区和中表冷器之间的管道连接，另一端连接蒸汽冷凝水换热器和第一再生风机之间的管道。

本发明的有益效果在于：1、本发明的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机使用时，部分新风会经过两级表冷器降温后，经过两个除湿转轮的再生冷却区进行反吹，一方面通过低温的新风冷吹降温再生冷却区，快速恢复转轮吸湿性能，另一方面，升温所得的再生反吹风加热到80℃作为第二除湿转轮的再生进风，降低了第二除湿转轮再生的耗能。

2、本发明还包括再生旁通进风通道，在第一除湿转轮再生加热前进行再生送风，使第二除湿转轮所用再生风量降低；一方面，第二除湿转轮的再生风量降低，所需的加热量减少，节约了能耗；另一方面，第二除湿转轮的再生反吹风的使用量减少，转轮上的需要的反吹区角度相对减小，相对的就增加转轮处理区的面积，增加了除湿转轮有效处理风量。

3、本发明第一除湿转轮的前表冷分为两级表冷，同等制冷量情况下相对于一级表冷节能20%左右。

4、本申请的再生风机和处理风机均设置为两个，正常工作时，余压可调性多，减少处理过程和再生过程的漏风现象，而且在其中一台再生风机出现故障时，另一台再生风机可以维持低负荷运转。

进一步的，上述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机具体包括沿新风流向通过管道依次连接的第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一除湿转轮除湿区、第一处理风机、中表冷器、第二过滤器、第二除湿转轮除湿区、后表冷、后加热、第二处理风机和第三过滤器。

由上描述可知，本申请的组合除湿系统设置第一过滤器，前预热器、前表冷器、挡水板等提高了转轮除湿效果。后表冷器和后加热器的设置使用户可调整新风双转轮除湿机的出风温度。上述三个过滤器分别用于新风过滤，二级转轮前过滤，送风口过滤，这样通过三级过滤，可使送风达到电子厂房等行业的洁净度要求。

进一步的，上述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机中，所述第一再生加热器和第二再生加热器为蒸汽加热器，所述蒸汽加热器的冷凝水通过管道连通蒸汽冷凝水换热器。

由上描述可知，本发明还对第一除湿转轮前的再生进风使用蒸汽冷凝水换热器进行预热，有效利用低品位的蒸汽冷凝水热源，使第一除湿转轮再生加热量可减少40%，进一步节约的能耗。本发明的蒸汽冷凝水来源可为：本发明转轮除湿机的再生加热器产生的蒸汽冷凝水和市政管网蒸汽冷凝水的组合。

进一步的，上述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机中，所述前预表冷器中设有11-16度的中温冰水，所述前表冷器中设有7-12度的普通冰水。

由上描述可知，本申请第一除湿转轮的前表冷分为两级表冷，前预冷使用中温冰水（11℃-16℃），二级前表冷使用普通冰水（7℃-12℃），相对于现有技术仅使用一级表冷并使用普通冰水（7℃-12℃），本申请在同等制冷量情况下节约耗电量20%。

进一步的，上述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机中，所述第一转轮冷却区占第一除湿转轮15-30度扇形区，所述第二转轮冷却区占第二除湿转轮15-30度扇形区。

由上描述可知，本申请的第一除湿转轮前的反吹进风为干燥的冷却空气，经过反吹区角度只需15-30度，相对减少了反吹的角度，有效增加转轮处理区的面积，增加转轮有效处理风量。

进一步的，上述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机中，所述第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一转轮除湿区、第一处理风机、中表冷器、第二过滤器、第二转轮除湿区、后表冷、后加热、第二处理风机和第三过滤器形成除湿送风通道；

所述再生反吹风通道的送风量为除湿送风通道的总风量的十三分之一。

由上描述可知，本申请的第二除湿转轮再生进风的进风量降低，原来是处理风量十分之一，现在是处理风量的十三分之一。其余所需再生风量，从第二除湿转轮再生加热前加入，采用再生旁通进风通道抽取中表冷前的风量，能耗降低20%。

进一步的，上述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机中，还包括与生产车间连通的第一回风管道，所述除湿送风通道连通生产车间，所述第一回风管道进气端连接生产车间，另一端连接所述第一转轮除湿区和第一处理风机之间的管道上。

进一步的，上述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机中，所述第一回风管道上设有风阀。

由上描述可知，本申请设有回风管道，需要大风量送风时，回风管路分别根据需求开启进而加大送风量，并降低第一除湿转轮的负荷。回风与经过第一转轮除湿区的新风混合后分为两路，一路经中表冷器后沿除湿送风通道到生产车间，另一路，经再生旁通进风通道，在第一转轮再生区进行再生加热前加入用于第一转轮再生区再生。

实施例1

请参照图1，一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机，包括沿新风流向通过管道依次连接的第一过滤器1，前预表冷器2、前表冷器3、挡水板4、第一除湿转轮5、第一处理风机6、中表冷器7、第二过滤器8、第二除湿转轮9、后表冷10、后加热11、第二处理风机12和第三过滤器13；

所述第一除湿转轮5包括第一转轮除湿区、第一转轮冷却区和第一转轮再生区；所述第二除湿转轮9包括第二转轮除湿区、第二转轮冷却区和第二转轮再生区；

还包括沿再生风流向通过管道依次连接的第一再生加热器14、第二转轮再生区、第一再生风机15、蒸汽冷凝水换热器16、第二再生加热器17、第一转轮再生区和第二再生风机18；

沿新风流向通过管道依次连接的第一过滤器1，前预表冷器2、前表冷器3、挡水板4、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮9再生的再生反吹风通道；

所述再生反吹风通道、第一再生加热器14、第二转轮再生区、第一再生风机15、第二再生加热器17、第一转轮再生区和第二再生风机18形成再生送风通道；

还包括再生旁通进风通道20，所述再生旁通进风通道20的一端与第一转轮除湿区和中表冷器7之间的管道连接，另一端连接蒸汽冷凝水换热器16和第一再生风机15之间的管道。

所述第一再生加热器14和第二再生加热器17为蒸汽加热器。所述蒸汽加热器的冷凝水通过管道连通蒸汽冷凝水换热器。

所述前预表冷器2中设有11-16度的中温冰水，所述前表冷器3中设有7-12度的低温冰水。

所述第一转轮冷却区占第一除湿转轮5的15度扇形区，所述第二转轮冷却区占第二除湿转轮9的15度扇形区。

所述第一过滤器1，前预表冷器2、前表冷器3、挡水板4、第一转轮除湿区、第一处理风机6、中表冷器7、第二过滤器8、第二转轮除湿区、后表冷10、后加热11、第二处理风机12和第三过滤器13形成除湿送风通道；

所述再生送风通道的送风量为除湿送风通道的总风量的十三分之一。

还包括与生产车间19连通的第一回风管道，所述除湿送风通道连通生产车间19，所述第一回风管道进气端连接生产车间19，另一端连接所述第一转轮除湿区和第一处理风机6之间的管道上。

本实施例提供的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机的除湿方法：

1、除湿送风过程：

待处理的空气在除湿送风通道沿着气流方向依次流经第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一除湿转轮、第一处理风机、中表冷器、第二过滤器、第二除湿转轮、后表冷、后加热、第二处理风机和第三过滤器，在处理风机的牵引下，送入生产车间。

2、再生风处理过程

新风流向第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮再生的再生反吹风；

所述第二转轮再生区仅使用上述再生反吹风进行转轮再生；

（1）再生反吹风沿着再生反吹风通道、第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机后排出。

（2）另一路再生进风：新风从第一转轮除湿区和中表冷器之间的管道送出，经蒸汽冷凝水换热器和第二再生加热器加热后，与再生反吹风一同对第一转轮再生区进行再生。

上述回收显热且多方位节能型双转轮除湿机中：

1、本发明第一除湿转轮的前表冷分为两级表冷，前预冷使用中温冰水（11℃-16℃），二级前表冷使用普通冰水（7℃-12℃）；中温冰水温度11℃-16℃制冷机COP值6.5；正常温度7℃-12℃制冷机COP值5；现有技术就使用一个前表冷，使用普通冰水（7℃-12℃）。例如在新风量为7300m3/h（为可变量）时，本申请表冷耗能与现有技术的表冷耗能相比，其结果如下表1所示；

表1

由上表1可知，本申请使用二级表冷相比于现有技术使用一级表冷，在同等制冷量情况下节约耗电量20%。

2、本发明处理区风量可为30000CMH，本发明技术方案改进前，双转轮除湿机的再生风量是处理区风量的十分之一需要3000CMH，本发明现在将第二除湿转轮的再生风量由3000CMH减为2300 CMH，其余700CMH的再生风量在第一除湿转轮再生加热前加入（采用再生旁通进风通道抽取中表冷前的风量，降低中表冷的制冷能耗，现有技术的再生风为经过中间表冷后抽取）；第二除湿转轮的再生风量的加热量减少百分比=(3000-2300)/3000=23%。

3、再生反吹风通道出来2300 CMH的80℃再生反吹风，所述再生反吹风经过第一再生加热器（蒸汽加热器）加热到130℃后，流经第二除湿转轮的再生区后降温至45℃；

此时，第一除湿转轮的再生区前设有蒸汽冷凝水换热器，45℃的再生风和再生旁通进风通道的中表冷前的风量，由蒸汽冷凝水换热器加热到75℃（现有技术没有蒸汽冷凝水换热器的情况下，使用再生加热器从45℃加热到120℃），再用第二再生加热器从75℃加热到120℃，减少加热温度30℃，第一除湿转轮再生加热量减少百分比=（（120-45）-（120-75））/(120-45)=40%。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种回收显热且多方位节能型双转轮除湿机，其特征在于，包括沿新风流向通过管道依次连接的前预表冷器、前表冷器、第一除湿转轮和第二除湿转轮；

所述第一除湿转轮包括第一转轮除湿区、第一转轮冷却区和第一转轮再生区；所述第二除湿转轮包括第二转轮除湿区、第二转轮冷却区和第二转轮再生区；

还包括沿再生风流向通过管道依次连接的第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机；

沿新风流向通过管道依次连接的前预表冷器、前表冷器、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮再生的再生反吹风通道；

所述再生反吹风通道、第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机形成再生送风通道；

还包括再生旁通进风通道，所述再生旁通进风通道的一端与第一转轮除湿区和中表冷器之间的管道连接，另一端连接蒸汽冷凝水换热器和第一再生风机之间的管道；

所述第一再生加热器和第二再生加热器为蒸汽加热器，所述蒸汽加热器的冷凝水通过管道连通蒸汽冷凝水换热器；

具体包括沿新风流向通过管道连接的第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一除湿转轮除湿区、第一处理风机、中表冷器、第二过滤器、第二除湿转轮除湿区、后表冷、后加热、第二处理风机和第三过滤器；

所述第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一转轮除湿区、第一处理风机、中表冷器、第二过滤器、第二转轮除湿区、后表冷、后加热、第二处理风机和第三过滤器形成除湿送风通道；

所述再生反吹风通道的送风量为除湿送风通道的总风量的十三分之一；

所述前预表冷器中设有11-16度的中温冰水，所述前表冷器中设有7-12度的低温冰水。

2.根据权利要求1所述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机，其特征在于，所述第一转轮冷却区占第一除湿转轮15-30度扇形区，所述第二转轮冷却区占第二除湿转轮15-30度扇形区。

3.根据权利要求1所述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机，其特征在于，还包括与生产车间连通的第一回风管道，所述除湿送风通道连通生产车间，所述第一回风管道进气端连接生产车间，另一端连接所述第一转轮除湿区和第一处理风机之间的管道上。

4.根据权利要求3所述的回收显热且多方位节能型双转轮除湿机，其特征在于，所述第一回风管道上设有风阀。

5.一种使用权利要求1所述回收显热且多方位节能型双转轮除湿机的除湿方法，其特征在于，包括：

除湿送风过程：待处理的空气在除湿送风通道沿着气流方向依次流经第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一除湿转轮、第一处理风机、中表冷器、第二过滤器、第二除湿转轮、后表冷、后加热、第二处理风机和第三过滤器，在处理风机的牵引下，送入生产车间；

再生风处理过程：

新风流向第一过滤器，前预表冷器、前表冷器、挡水板、第一转轮冷却区和第二转轮冷却区，其形成用于第二除湿转轮再生的再生反吹风；

所述第二转轮再生区仅使用上述再生反吹风进行转轮再生；

再生反吹风沿着再生反吹风通道、第一再生加热器、第二转轮再生区、第一再生风机、蒸汽冷凝水换热器、第二再生加热器、第一转轮再生区和第二再生风机后排出；

另一路再生进风：新风从第一转轮除湿区和中表冷器之间的管道送出，经蒸汽冷凝水换热器和第二再生加热器加热后，与再生反吹风一同对第一转轮再生区进行再生。

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