CN220017570U - 热效率优化的除湿系统 - Google Patents
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Abstract
本申请揭示了一种热效率优化的除湿系统，两端分别连接到外部环境和内部环境，包括：除湿转轮；第一热泵系统包括第一蒸发器、第一压缩机和第一冷凝器；进风风道上设有进风风机；排风风道上设有排风风机和加热器；第二热泵系统包括第二蒸发器、第二压缩功能部和第二冷凝器功能部；第一蒸发器和第二蒸发器吸收空气中的低品位热能，于第一冷凝器和第二冷凝器功能部处释放出高品位热能，不仅降低了进风时空气的温度，有利于除湿处理区对空气的除湿效果，而且实现了能量的循环利用，完成了再生空气的加热，降低了能量的损耗，提高了除湿系统的热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及除湿装置结构领域，特别涉及一种热效率优化的除湿系统。
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。
转轮除湿机主要部件是转轮，转轮表面涂敷有吸湿剂，且表面设置有蜂窝状多孔道，转轮除湿过程中，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。而这个过程需要额外对再生空气进行加热，才能有效的将空气中的水分排出，这部分加热的热量，一般使用电加热的形式进行加热，使得再生空气的加热过程耗能较大，从而降低了整个除湿系统的热效率。
实用新型内容
本实用新型的主要目的为提供一种热效率优化的除湿系统，旨在解决转轮除湿过程中，再生空气的加热过程耗能较大，从而降低了整个除湿系统的热效率的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种热效率优化的除湿系统，两端分别连接到外部环境和内部环境，包括：
除湿转轮，包括高温再生区和除湿处理区；
第一热泵系统，包括第一蒸发器、第一压缩机和第一冷凝器，所述第一蒸发器、所述第一压缩机和所述第一冷凝器通过第一管道连接，其中，所述第一热泵系统内部设有用于热量传递的导热介质；
进风风道，上设有用于将空气从外部环境传送到内部环境的进风风机，其中，所述进风风道从近外部环境的方向先后穿过所述第一蒸发器和所述除湿处理区；
排风风道，上设有用于将空气从内部环境传送到外部环境的排风风机和加热器，其中，所述排风风道从近内部环境的方向先后穿过所述第一冷凝器、所述加热器和所述高温再生区；
第二热泵系统，包括第二蒸发器、第二压缩功能部和第二冷凝器功能部，所述第二蒸发器、所述第二压缩功能部和所述第二冷凝器功能部通过第二管道连接，所述第二热泵系统内部设有用于热量传递的导热介质；
其中，所述第二冷凝器功能部位于所述加热器的近内部环境侧，所述第二蒸发器位于所述除湿转轮近外部环境侧。
进一步地，所述第一热泵系统和所述第二热泵系统内的导热介质为异丁烷。
进一步地，所述高温再生区和所述除湿处理区均为扇形，且所述高温再生区和所述除湿处理区在所述除湿转轮上的占比比例为4：1。
进一步地，所述除湿处理区近外部环境侧设置有过滤网。
进一步地，所述除湿转轮为蜂巢除湿转轮。
进一步地，所述第二压缩功能部为所述第一压缩机。
进一步地，所述第二冷凝器功能部为所述第一冷凝器。
进一步地，所述第一蒸发器和所述第二蒸发器均为板式蒸发器。
进一步地，所述第一冷凝器和所述第二冷凝器功能部均为翅片式冷凝器。
本实用新型提供的热效率优化的除湿系统，进风风道上的第一蒸发器吸收外部环境中的空气中的低品位热能，排风风道上的第二蒸发器吸收排出到外部环境中的空气中的低品位热能，并通过第一压缩机和第二压缩功能部将吸收热能后的导热介质经过第一管道和第二管道分别传输至第一冷凝器和第二冷凝器功能部，于第一冷凝器和第二冷凝器功能部处释放出高品位热能，不仅降低了进风时空气的温度，有利于除湿处理区对空气的除湿效果，而且实现了能量的循环利用，完成了再生空气的加热，降低了能量的损耗，提高了除湿系统的热效率。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例热效率优化的除湿系统的示意图；
图2是本实用新型第一实施例热效率优化的除湿系统中除湿转轮的设置图；
图3是本实用新型第二实施例热效率优化的除湿系统的示意图；
图4是本实用新型第二实施例热效率优化的除湿系统中第一热泵系统和第二热泵系统的设置图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参照图1至4，本实用新型一实施例中，一种热效率优化的除湿系统，两端分别连接到外部环境和内部环境，包括：
除湿转轮100，包括高温再生区101和除湿处理区102；
第一热泵系统200，包括第一蒸发器201、第一压缩机202和第一冷凝器203，所述第一蒸发器201、所述第一压缩机202和所述第一冷凝器203通过第一管道204连接，其中，所述第一热泵系统200内部设有用于热量传递的导热介质；
进风风道300，上设有用于将空气从外部环境传送到内部环境的进风风机301，其中，所述进风风道300从近外部环境的方向先后穿过所述第一蒸发器201和所述除湿处理区102；
排风风道400，上设有用于将空气从内部环境传送到外部环境的排风风机401和加热器402，其中，所述排风风道400从近内部环境的方向先后穿过所述第一冷凝器203、所述加热器402和所述高温再生区101；
第二热泵系统500，包括第二蒸发器501、第二压缩功能部和第二冷凝器功能部，所述第二蒸发器501、所述第二压缩功能部和所述第二冷凝器功能部通过第二管道502连接，所述第二热泵系统500内部设有用于热量传递的导热介质；
其中，所述第二冷凝器功能部位于所述加热器402的近内部环境侧，所述第二蒸发器501位于所述除湿转轮100近外部环境侧。
现有技术中，转轮除湿机主要部件是转轮，转轮表面涂敷有吸湿剂，且表面设置有蜂窝状多孔道，转轮除湿过程中，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。而这个过程需要额外对再生空气进行加热，才能有效的将空气中的水分排出，这部分加热的热量，一般使用电加热的形式进行加热，使得再生空气的加热过程耗能较大，从而降低了整个除湿系统的热效率。
本实用新型中，进风风机301开始工作，将空气通过进风风道300先后穿过第一蒸发器201和除湿处理区102从外部环境传送到内部环境，外部环境中的空气通过第一蒸发器201时，第一蒸发器201内部的导热介质开始吸收外部环境中的空气中的低品位热能，并通过第一压缩机202将吸收热能后的导热介质经过第一管道204传输至第一冷凝器203，于第一冷凝器203处释放出高品位热能；经过第一蒸发器201的空气温度降低，然后通过除湿处理区102，除湿处理区102吸附空气中的水份，实现除湿效果，经由进风风道300将处理完成的空气排放入内部环境，第一热泵系统200上设置有第一膨胀阀205，第二热泵系统500上设置有第二膨胀阀503，膨胀阀对导热介质起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中导热介质的数量，可根据实际使用实时调节，提高系统的适用性。
同时，排风风机401开始工作，将空气通过排风风道400先后穿过第一冷凝器203、第二冷凝器功能部、高温再生区101和第二蒸发器501从内部环境传送到外部环境，内部环境中的空气通过第一冷凝器203和第二冷凝器功能部时，吸收第一冷凝器203和第二冷凝器功能部释放出的高品位热能进行预热，再通过加热器402实现加热效果，经过加热后的再生空气通过高温再生区101，完成除湿转轮100的脱附再生，然后经过第二蒸发器501，第二蒸发器501内部的导热介质开始吸收再生空气中的低品位热能，并通过第二压缩功能部将吸收热能后的导热介质经过第二管道502传输至第二冷凝器功能部，于第二冷凝器功能部处释放出高品位热能，实现热量的循环利用，提高了除湿系统整体的热效率。最后经由排风风道400排出至外部环境。
综上，进风风道300上的第一蒸发器201吸收外部环境中的空气中的低品位热能，排风风道400上的第二蒸发器501吸收排出到外部环境中的空气中的低品位热能，并通过第一压缩机202和第二压缩功能部将吸收热能后的导热介质经过第一管道204和第二管道502分别传输至第一冷凝器203和第二冷凝器功能部，于第一冷凝器203和第二冷凝器功能部处释放出高品位热能，不仅降低了进风时空气的温度，有利于除湿处理区102对空气的除湿效果，而且实现了能量的循环利用，完成了再生空气的加热，降低了能量的损耗，提高了除湿系统的热效率。
在一个实施例中，所述第一热泵系统200和所述第二热泵系统500内的导热介质为异丁烷。
异丁烷是一种性能优异的新型烃类制冷剂。源自天然成分，不破坏臭氧层，无温室效应，环保。其特点是蒸发潜热大，冷却能力强；流动性能好，输送压力低，功耗低。
在一个实施例中，所述高温再生区101和所述除湿处理区102均为扇形，且所述高温再生区101和所述除湿处理区102在所述除湿转轮100上的占比比例为4：1。
高温再生区101和除湿处理区102均为扇形，且高温再生区101和除湿处理区102在除湿转轮100上的占比比例为4：1，即高温再生区101为角度为288度的扇形区域，除湿处理区102为角度为72度的扇形区域，高温再生区101和除湿处理区102采用此比例进行分布，在保证除湿转轮100的除湿效果的同时，尽可能的增大了高温再生区101的面积，充分利用了再生空气中的热能，降低了能量损耗。
在一个实施例中，所述除湿处理区102近外部环境侧设置有过滤网。
在除湿处理区102近外部环境侧设置有过滤网，通过过滤网对外部环境输入的空气进行初步过滤，避免外部环境输入的空气中粉尘等颗粒物含量过多，堵塞除湿转轮100，影响除湿转轮100的除湿效果。
在一个实施例中，所述除湿转轮100为蜂巢除湿转轮。
除湿转轮100为蜂巢除湿转轮，蜂巢除湿转轮空气除湿露点较为稳定，且使用寿命长。
参照图3至4，在一个实施例中，所述第二压缩功能部为所述第一压缩机202。
第一压缩机202与第二压缩功能部为同一个压缩机，实现第一热泵系统200和第二热泵系统500之间的联通，降低了整体安装、维护的复杂程度，便于第一热泵系统200和第二热泵系统500之间的热量交换，避免热量损耗。
在一个实施例中，所述第二冷凝器功能部为所述第一冷凝器203。
第一冷凝器203和第二冷凝器功能部为同一个冷凝器，简化了系统结构，有利于高品位热能的释放，可以对再生空气进行更好的预热。
在一个实施例中，所述第一蒸发器201和所述第二蒸发器501均为板式蒸发器。
板式蒸发器体积小，结构紧凑，且换热效率高，便于更好的吸收低品位热能。
在一个实施例中，其特征在于，所述第一冷凝器203和所述第二冷凝器功能部均为翅片式冷凝器。
翅片式冷凝器不易结霜，延长化霜周期，能够有效降低能耗，且使用寿命较长。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种热效率优化的除湿系统，两端分别连接到外部环境和内部环境，其特征在于，所述除湿系统包括：
除湿转轮(100)，包括高温再生区(101)和除湿处理区(102)；
第一热泵系统(200)，包括第一蒸发器(201)、第一压缩机(202)和第一冷凝器(203)，所述第一蒸发器(201)、所述第一压缩机(202)和所述第一冷凝器(203)通过第一管道(204)连接，其中，所述第一热泵系统(200)内部设有用于热量传递的导热介质；
进风风道(300)，上设有用于将空气从外部环境传送到内部环境的进风风机(301)，其中，所述进风风道(300)从近外部环境的方向先后穿过所述第一蒸发器(201)和所述除湿处理区(102)；
排风风道(400)，上设有用于将空气从内部环境传送到外部环境的排风风机(401)和加热器(402)，其中，所述排风风道(400)从近内部环境的方向先后穿过所述第一冷凝器(203)、所述加热器(402)和所述高温再生区(101)；
第二热泵系统(500)，包括第二蒸发器(501)、第二压缩功能部和第二冷凝器功能部，所述第二蒸发器(501)、所述第二压缩功能部和所述第二冷凝器功能部通过第二管道(502)连接，所述第二热泵系统(500)内部设有用于热量传递的导热介质；
其中，所述第二冷凝器功能部位于所述加热器(402)的近内部环境侧，所述第二蒸发器(501)位于所述除湿转轮(100)近外部环境侧。
2.根据权利要求1所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述第一热泵系统(200)和所述第二热泵系统(500)内的导热介质为异丁烷。
3.根据权利要求1所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述高温再生区(101)和所述除湿处理区(102)均为扇形，且所述高温再生区(101)和所述除湿处理区(102)在所述除湿转轮(100)上的占比比例为4：1。
4.根据权利要求3所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述除湿处理区(102)近外部环境侧设置有过滤网。
5.根据权利要求1所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述除湿转轮(100)为蜂巢除湿转轮。
6.根据权利要求1所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述第二压缩功能部为所述第一压缩机(202)。
7.根据权利要求1所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述第二冷凝器功能部为所述第一冷凝器(203)。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述第一蒸发器(201)和所述第二蒸发器(501)均为板式蒸发器。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的热效率优化的除湿系统，其特征在于，所述第一冷凝器(203)和所述第二冷凝器功能部均为翅片式冷凝器。
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