CN1157896A

CN1157896A - 环蕊式去湿机

Info

Publication number: CN1157896A
Application number: CN 96114242
Authority: CN
Inventors: 霍继延; 王美蓉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 1997-08-27

Abstract

本发明是关于暖通空调工程中，解决空气去湿问题的一个机械装置。把几个装有许多亲水性的化学膜片，膜片间是楔形风道的环蕊，套装在一个固定在底板上的直立风管上，并可绕风管转动。另有一U形箱体也固装在同一底板上。箱体上部有盖板。环蕊侧面的一部分被包含在箱体内，另一部分面对外界空气。箱体内有加热器。开动机器，在盖板上引风机的抽吸下，外界空气通过环蕊上楔形风道而被去湿后送出；过一个时刻后，环蕊被转向180°，吸收了水分的膜片进入箱体内加热再生。刚才在箱体内的膜片此时开始吸湿。再过一个时刻后，机器又自动置换，不停地进行去湿，再生的工作循环。

Description

环蕊式去湿机

本发明是关于暖通空调工程中，解决空气去湿问题的一个新设计装置。它由一套机械与电子控制技术构成。

在目前的暖通空调工程的实际应用中，解决湿度调节问题时，常选用氯化锂转轮式去湿机。(详见《空气调节设计手册》P470页，电子工业部第十设计院编，中国建筑工业出版社出版)这种机器的核心部件是一个转轮。转轮轴向密布有Φ1.5～2.0mm的蜂窝孔。这种转轮需用专门的工艺及设备来生产。转轮用隔板分成吸湿，再生二个区。再生温度110°左右。工作时转轮沿一个方向慢慢转动，吸湿与再生同时进行。这种机器已有系列产品，它的实用性是不言而喻的，但也有以下几点可以考虑：

1，转轮生产工艺技术要求高，需专门的工装设备生产成型。这样产品的价位就高。仅就该类型的小型机而言，国内合资厂生产的200型机，售价已达24000元/台RMB。其它型号国内还没有生产，若进口产品，价位也在四位数美元以上。

2，因为转轮蜂窝孔Φ1.5～Φ2mm，转轮还有一定的轴向厚度。这样，气流的流动阻力就较大。而且空气流过孔洞的流态是层流状。这一点从传质传热的角度看，不是理想的结构。

3，蜂窝状孔洞热阻大。因为吸湿与再生在转轮上同时进行。对转轮的任一区块而言，当它在再生区再生时，蜂窝孔会把大量的热滞流其内。等它转动到下一个吸湿区吸湿时，残留的热就会夹随在被处理的空气中，引起较大的空气温升，且能耗较大。

4，转轮是机器的核心部件，它整体性强。若使用不慎损坏一处，就不好修复，可能就需更换，这样使用费用就偏高。

因而，采用相近的工作介质，设计一种性能价格比较好的机器就是一项有实际意义的工作。本发明的目的就是提供一种具有性能好，生产工艺简便，蕊体空气流动阻力小，传质传热效果好，使用维护方便的吸湿装置。本发明的基本原理如图1，图2所示，现详述如下：

将已制备好的吸湿膜剪制成一定(如65×85mm)大小的平膜片。再把它们直立的放置在一个环形盒内。两膜片之间用细丝网均匀的隔垫开，片片之间就形成了向外辐射状的，均匀的楔形风道。这个环形的盒称环蕊。它由(上，下)压板，衬圈，隔板等组成。对称的两隔板将装满的膜片分成两个不相连的半环区，装满膜片的环蕊如图3所示。再把若干个(4个)环蕊套装入一个直立的风管上，叠装一起。层层之间通过定位销相连。这样就形成一个整体的环蕊组。风管固装在一个底板上不动。风管侧面上密布着直径大小不同的孔。环蕊组的下部与已套装在风管上的齿轮组相连，齿轮组由减速电机驱动，可绕风管转动。这样就可带动环蕊组绕风管转动。另外一个U形的箱体也直立装在同一底板上。环蕊的一个侧面直接面对外界空气，另一个侧面则被U形箱体包含其内。U形箱体的侧面，环蕊组上的对称隔板，风管内的中隔板，底板，箱体的上盖板就一起组成一个相对封闭的腔体。如图2(A-A剖视)所示。

沿风管的轴向，在上盖板中心孔处接一个引风机。箱体上盖板的侧面设有一个排风口，排风口处接一个小排风机。箱体的内侧面上对称装有两主加热器，底板上装有4个辐助加热器。在箱体侧面与每层环蕊之间都设有导热板。开启电源，外界空气就被引风机抽吸，流经环蕊组内楔形的风道，空气中的水份就被化学膜片吸收，再进入风管沿轴向上升最后被风机送出，这个过程为空气去湿。与此同时，腔体内的主，辐加热器工作，热气流沿环蕊内膜片间的楔形风道上升，汽化以前存留在膜片上的水份并带走。此时，小排风机间断地工作，不断将湿气排出，这个过程为膜再生。一个时刻之后，环蕊内面对外界空气的那部份膜片，它的含水量就达到一定量；包含在腔体内的另一部份膜片，它的含水量也基本去净。这时按照已设定的程序，电机带动齿轮组—环蕊组一起绕风管转动180°后停止。这样就把环蕊上两个侧面上的膜片相互置换了。刚才吸湿部份此时被加热再生；刚才再生部份此时开始吸湿，如此这样连续循环下去。

本发明的吸湿纸膜制成一种平的膜片形式(如65×85mm)。这种几何形式的膜片，从实际制做工艺讲，是很简单的。它只要通过剪切，浸渍，烘干等若干流程就可完成成型。因而，就大大的降低了生产成本。另外将膜片装入膜盒(环蕊)的工艺也很简单。通过实验与计算确定的环蕊大小，它可装入的膜片数量是一个定量。装配时，只要按量装入，再稍做固定就完成了。每两竖立的膜片之间，夹垫装一小片细丝网，这样膜片就自然地在圆环内形成一个个楔形的风道。如此的组合结构，装配工艺不仅仅有生产成本低的优点，更对机器的长期使用维护带来方便。如果机器长期使用了一个时期，难免一些细小的灰尘等附着在膜片表面上，或膜片某处受损。若不及时处理这样的问题，机器的整体性能就受到影响。那么，这个结构与装配方式，就可方便的地从机器内取出受污或受损的膜片，清洁或更换它们。

本发明的环蕊组是由若干(3～4)个环蕊组成。每个环蕊都是圆环形结构。因而膜片的填装量是很大的。这种装入的方式，形成的传质面积也不是一个小量。若环蕊外径为Φ300mm，内径为Φ150mm，楔形风道内出口处缝隙为1.00mm，那么通过计算可知：每1.00M³的膜片，也可达100M²以上的传质面积。另均匀装入的膜片间因细丝网的支撑，自然地形成了一个个楔形的风道。如图4所示。细丝的夹垫不仅仅起支撑作用，同时能影响流经每一个风道的气流的流态，起强化传质的积极作用。因而，在气流流经膜片表面进行传质(气体中的水份被膜中的化学物质吸收)时，气流边界层对传质效果的影响就弱一些，而气流自身的动量就起了较大的作用。这一点，比气流穿过平直的圆柱管形风道时，单位面积的传质效果好是显然的。因上述两方面的有利原因，从对机器全面性能出发，就可把膜片设计的稍小点，但仍能总体上保证了机器具有较好的去湿效果。

本发明的环蕊套装在风管上，外界空气在引风机的抽吸作用下，从一个半环形的侧面进入膜片间的楔形风道后，而全体汇入风管中。由于半环形侧面的迎风面积大，又有许许多多地小楔形风道供气流通过。就使得外界空气汇入风管的过程较为畅通。因而机器可获得较大的循环风量，而付出的阻力损失却小，伴生的机器噪音也可低一些。

本发明的风管组件是由一竖直的风管，中隔板，法兰等组成。如图5所示。风管的径向表面上，均布着不同直径的圆孔。为保证风机抽吸空气时，外界空气均匀地进入环蕊组的每一个楔形风道，风管迎向外界的侧表面上，自下而上，稠密地，均匀地分布了许多圆孔。风管下部的孔径较大，上部的较小。孔径从Φ6～Φ4.8mm自下而上递减。同理，风管面向U型箱体的那个侧表面上，也均布了许多孔，但孔的数量不及对面的1/5。风管中间的中隔板将风管分成两个互不连通的管路。中隔板为夹层结构，内填充保温材料。这样可有效地隔阻再生时，热量向风管的传导，减低因此而对空气温升的影响。风管侧面向外的孔，可把通过膜片中每个楔形风道的气流，全体地汇入引风机。向内的孔，可保证在箱体内加热器加热汽化膜片上水份时，向箱体内通入一定量的空气，以加强传热过程。

尽管在本设计中，膜片的装入量很大。但为了节约能源，本发明对膜片的再生，采用了相对密闭腔体内焖烤的技术方式。

含有一定水量的膜片随环蕊转入腔体后，主辐加热器联合工作，可将腔内温度升至100°左右。由于被加热烘烤的膜片呈一个半环形体。加热器分成主加器与辐加热器。两主加热器对称装在U形箱体两边的内侧面上。辐加热器装在底板上。这样的布置，可大体实现这个半环形受热体，各受热面温度均匀。另外，U型箱体在竖直方向，每个环层间都设有一个导热板。导热板可使腔体内的热流只能沿环蕊内膜片间的楔形风道向上升浮。而不能在箱壁与环蕊的空间旁路上升。同时，U型箱体的三个内表面上，都衬装了反射率很高的箔料，以阻止热能的散失。夹带汽化水份的热流上升至腔体上部与上盖板之间的空间汇集，由排湿气风机从排湿孔中排出。排湿风机的工作方式为间歇式。当它停止时，热流在腔体内各向流动，扩散，焖烤。这样可加快膜内水份的汽化。当它抽吸时，热流在膜片之间向上窜流，加快了水汽的排出。

由于本发明设计了环蕊组为直立式结构，装在底板和箱体侧面上加热器产生的热能，它会自然的上浮。所以，尽管有若干个环蕊，排湿气的风机不仅可间歇式的工作。而且它的功率，风量很小就可满足要求。它的能力大小可根椐腔体内情况调节，而不用与吸湿风量相连系。

本发明设计的环蕊组，环与环相叠装时，自然在环与环之间就形成了一个半环形间隔。当吸湿膜被加热，焖烤，再生时，热流可在此处均匀后再进入膜间的楔形风道；而当排湿气风机抽吸时，风道内的湿汽可较快的抽吸出来。若环蕊的外径Φ300mm，内径Φ150mm时，这个间隔10～15mm左右。

按照本发明的基本原理而实现的原理样机BJ-III去湿机，它的结构如图1所示。环蕊组每25min转动一次(180°)，排湿风机间歇式地工作。主加热器的功率大小可调。引风机为连续工作。所有这些，都通过一个专用控制电路来实现。

它的结构与测试性能如下；

环蕊 4层

装膜量 640片

每片几何尺寸 85×65mm

每片吸水量 1.5g/25min

循环风量 200～220M³/h

环蕊工作间隔 1/25min

再生加热功率 1.36～1.5kw

再生风量 30M³/h

再生风机工作方式间歇式

机器去湿量 0.8～1.2kg/h (18℃ R.H 65～70％)

机器外形尺寸 500×400×800mm

这个机器的每台生产成本约2500～2800元RMB，售价可在5000～5500元。它的价位不足同类进口产品的1/4，但性能与进口产品不相上下。它可广泛地用在一些需要调节空气湿度的地方。显然，按此原理，还可设计制造不同型号的机器，以满足不同的需要。

说明书附图图1，环蕊式去湿机侧视结构图

1，引风机

2，上盖板

3，环蕊组

4，齿轮组

5，减速电机

6，底板

7，风管

8，导热板

9，箱体图2，环蕊式去湿机A-A剖视图

7，风管

10，膜片

11，中隔板

12，隔板

13，主加热器

14，辐加热器图3，环蕊俯视结构图

15，(上，下)压板

10，膜片

12，隔板

16，衬圈

17，螺钉图4，楔形风道结构原理图

11，中隔板

7，风管

10，膜片

18，细丝网图5，风管侧视结构图

11，中隔板

7，风管

19，法兰

Claims

1，一种环蕊式去湿机是由环蕊，竖直风管，U形箱体，上盖板，底板，加热器，等组成。它的特征在于：

(1)装载膜片的环形盒称为环蕊，若干个环蕊套入直立的风管中叠装在一起，它的一个侧面对外界空气，另一个侧面被包含在U形箱体内。

(2)竖直风管固装底板中央上，它的侧表面上均布有许多孔。孔稠密的侧面面向朝外，孔少的侧面朝U形箱体。

(3)U箱体与风管装在同一底板上，它的上部有上盖板。上盖板的中央孔设有一个引风机，上盖板的侧面开一排湿气孔。

(4)二主加热器对称装在U形箱体的内侧面上，若干个辐加热器装在底板上。

(5)在U箱体内表面与环蕊组之间，每在两环蕊的上下间隔处，都设有一个导热板。

2，根椐权利1所述的环蕊式去湿机，其特征在于：

(1)环蕊由(上，下)压板，隔板，衬圈等组成。二隔板对称布置。(上，下)压板上均匀地布有许多孔。

(2)膜片在环蕊内直立按装，每俩膜片间夹垫一小细丝网片。

(3)风管侧表面上的孔径大小不一。孔径由下向上递减。

(4)风管中央设有一个隔板，隔板为夹层结构。隔板将风管分成二个不连通的管路。

3，根椐权利1所述的环蕊式去湿机，其特征在于：

(1)U形箱体为夹层结构，中间填充保温材料。

(2)U形箱体三个内表面都衬垫箔类反射材料。

4，根椐权利1所述的环蕊式去湿机，其特征在于：

(1)膜片的再生方式为焖烤式。

(2)排湿气风机的工作方式为间歇式。

5，根椐权利1所述的环蕊式去湿机，其特征在于：它整体为立式结构。