CN2744971Y

CN2744971Y - 基于膜的复合除湿设备

Info

Publication number: CN2744971Y
Application number: CN 200420095112
Authority: CN
Inventors: 张立志
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2014-11-15

Abstract

本实用新型提供一种基于膜的复合除湿设备，由膜交换器与二级除湿装置连接构成，所述二级除湿装置为转轮除湿装置、压缩除湿装置或液体吸收除湿装置。本实用新型克服了传统除湿技术不能回收排风余热余湿的缺点，并将二级除湿装置的空气处理过程移到低温低湿区，使空气出口状态的露点大幅降低，将排风余热余湿回收与低露点除湿有机结合起来，既节约能源，又可以实现空气的高效低露点除湿，可实现的形式多种多样，可使用于现有绝大部分需要除湿的场合，应用领域广。

Description

基于膜的复合除湿设备

技术领域

本实用新型涉及复合除湿技术，特别涉及基于膜的复合除湿设备。

背景技术

近年来，随着我国社会与经济的发展，人们生活水平不断提高，对居住环境的舒适性提出了更高的要求，其中对除湿的需求越来越强；在一些特殊的部门，如档案、烟草、军工、医药等，以及地下或半地下建筑内等场合根据不同用途，亦都有较高的除湿要求。空气调节包括温度与湿度的调节，其中除湿是一项高能耗工作，空气中的水蒸汽含量很少，每公斤空气中只含有几十克水蒸汽，但是由于水的汽化潜热很高，除湿的能耗要占到空调总能耗的20％～40％，因此研究开发节能的除湿技术，对全社会的能源与环境保护具有重要的意义。

目前的除湿方法包括压缩机冷冻法、液体吸收法和转轮吸附法，这几种方法的能耗都比较高，且不能回收排风中的余热和余湿。专利号为00227043.9的中国实用新型专利公开了一种转轮除湿技术，新风直接通过除湿转轮进行除湿，再生风机通过再生风道和除湿轮的1/4区与再生风出口相连通，再生加热器通过再生风道与除湿轮组件的再生区域相连通，这种技术中的排风余热余湿无法被利用，造成能源浪费。专利号为97214969.4的中国实用新型专利公开了一种家用循环液体吸湿剂空气除湿机，它主要在吸湿室中设有由若干片高吸水织物纵向排成的吸湿栅，其下部和上部分别为贮液槽和吸湿喷淋头，在浓缩室中设有若干电加热元件，其下部和上部分别设有浓缩槽和浓缩喷淋头，浓缩槽与贮液槽由回流管相通，这种除湿设备也没有利用室内排风中的余热余湿，而且这些除湿技术的能耗都比较高。2003年12月17日公告的CN2593094Y的中国实用新型专利公开的“带热回收的空气除湿冷却装置”可以实现排风热湿的连续回收，但它采用吸湿溶液连续循环的方式，虽然系统复杂，却不能达到深度除湿，除湿能力有限，不能实现低露点除湿。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种除湿效率高、既可实现排风余热余湿回收，又可实现新风低露点除湿，节能降耗效果明显的基于膜的复合除湿设备。

本实用新型的目的通过下述方案实现：本基于膜的复合除湿设备由膜交换器与二级除湿装置连接构成，所述二级除湿装置为转轮除湿装置、压缩冷冻除湿装置或液体吸收除湿装置。

所述膜交换器包括选择性透过膜或复合支撑液膜、新风流道、排风流道，在新风流道与排风流道之间设置有选择性透过膜或复合支撑液膜。

所述新风与室内排风的相对流动包括顺流、逆流、差流或混合流等方式。所述顺流是指新风与室内排风在膜两侧同方向流动；所述逆流是指新风与室内排风在膜两侧相反方向流动；所述差流是指新风与室内排风在膜两侧相对流动，两者的流动方向在空间形成一夹角α(0＜α＜90°)；所述混合流是指前述顺流、逆流、差流中任意两种方式的结合或三者的结合。

所述选择性透过膜包括高分子聚合物膜、无机分子筛膜、液膜。所述高分子聚合物膜包括三醋酸纤维膜、聚乙烯醇膜、赛璐玢膜、藻酸膜、壳聚糖膜、芳香聚酰亚胺膜、聚丙烯腈膜、聚四氟乙烯膜；所述无机分子筛膜包括沸石分子筛膜、硅胶膜；所述液膜由卤素盐溶液或有机吸湿溶液构成。

所述复合支撑液膜包括液膜、多孔支撑体、皮层，液膜固定在多孔支撑体中，在固定了液膜的多孔支撑体二侧分别形成皮层。

所述转轮除湿装置包括除湿转轮(由氯化锂、硅胶、氯化钙等吸湿固体组成)、加热器、热交换器、再生风机、电动机、皮带、新风风机，电动机通过皮带与除湿转轮相连接(也可以在除湿转轮外设有齿轮，电动机通过齿轮组与除湿转轮相连接进行传动)，所述除湿转轮的再生区进、出口通过管道分别与加热器和再生风出口相连，所述除湿转轮的除湿区进、出口通过管道分别与新风风机和热交换器相连。由膜交换器来的新风通过除湿转轮，进行深度除湿，除湿转轮在电动机和皮带或齿轮带动下不停旋转，在吸湿区和再生区之间循环转动；除湿转轮吸湿饱和后旋转到再生区，由热空气进行加热再生，在加热器加热再生空气前，再生空气同除湿空气在热交换器中进行热交换，完成整个过程。

所述压缩冷冻除湿装置包括压缩机、冷凝器、风扇、储液器、膨胀阀、蒸发器，压缩机通过管道与两个并联的冷凝器连接，其中一个冷凝器与风扇相对设置，由风扇驱动的外界空气冷却，另一个冷凝器与蒸发器相对设置，由蒸发器来的除湿空气冷却，两个冷凝器通过管道与储液器连接，储液器与膨胀阀相连接，膨胀阀通过管道与蒸发器连接。由膜交换器来的新风流经蒸发器时，进行冷冻除湿；制冷剂在压缩机驱动下，同时流经二个并联的冷凝器，在冷凝器中冷凝，进入储液器，然后通过膨胀阀进行节流，然后进入蒸发器，完成制冷剂的循环。

所述液体吸收除湿装置包括吸收器、蒸发冷却器、冷储液器、水冷却器、储水箱、水泵、溶液热交换器、再生器、热储液器、溶液泵，所述吸收器通过管道与冷储液器相连接，冷储液器与溶液热交换器相连接，溶液热交换器同时连接到再生器上；溶液热交换器的另一组进、出口分别与溶液泵和水冷却器相连接；再生器与热储液器相连，热储液器再连接到溶液泵上，水冷却器同时与吸收器相连接，蒸发冷却器与储水箱及水泵相连接。所述液体吸湿剂包括氯化锂溶液、溴化锂溶液、氯化钙溶液、三甘醇溶液。由膜交换器来的新风流经吸收器，在吸收器中与吸湿溶液接触，进行除湿。除湿后的空气流经蒸发冷却器，喷水降温，达到合适的温度与湿度后供使用；吸湿溶液吸湿后，变成稀溶液，进入冷储液器，然后在溶液热交换器中升温后进入再生器中，在再生器的加热盘管的作用下进行再生；再生后的浓溶液进入热储液器，在溶液泵驱动下，再流经溶液热交换器和水冷却器，温度降低后进入吸收器去完成一个新的循环。

利用上述设备实现的基于膜的复合除湿方法包括下述步骤——将新风与室内排风通过膜进行热湿交换，交换后的室内排风被排放掉，新风的温度和湿度降低后，再进一步送到二级除湿装置进行深度除湿。

前述基于膜的复合除湿方法及装置可应用于空调制冷、食品、化工等除湿领域；对家用空调、中央空调、仓库、厂房、医院等环境的空气进行除湿。

本实用新型的作用原理是：由于先用膜法进行了初步除湿，湿空气的湿度得到降低，膜交换器后面二级除湿装置的入口空气湿度与温度有效降低，在焓湿图上的空气处理过程由高温高湿区向低温低湿区移动，可以使二级除湿装置的工作区域远离除湿饱和点，可以达到深度除湿，且能耗降低，除湿性能得到大幅提高。

本实用新型相对现有技术具有如下的优点及效果：(1)将排风余热余湿回收与低露点除湿有机结合起来，既节约能源，又实现高效低露点除湿，相对于现有的单一除湿技术，其除湿效率提高40％，除湿能耗降低20％。(2)实现形式多样，便于因地制宜，结合具体的利用场合；充分利用热、电、气、太阳能等多种形式的能源。(3)适用范围广；本实用新型可使用于现有绝大部分需要除湿的的场合，应用领域较广，可产生良好的经济效益，市场前景较好。

附图说明

图1是本实用新型基于膜的复合除湿设备的结构示意图。

图2是图1所述设备中的膜交换器的结构示意图。

图3是本实用新型基于膜的复合除湿设备的另一结构的示意图。

图4是本实用新型基于膜的复合除湿设备的再一结构的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

本实用新型的具体结构如图1所示，由图1可见，本基于膜的复合除湿设备由膜交换器2与压缩冷冻除湿装置连接构成，所述膜交换器的结构如图2所示，包括选择性透过膜或复合支撑液膜12、新风管道1、排风管道3，在新风管道1与排风管道3之间设置选择性透过膜或复合支撑液膜12；所述压缩冷冻除湿装置包括压缩机4、冷凝器5、10、风扇6、9、储液器7、膨胀阀8、蒸发器11，压缩机4通过管道与两个并联的冷凝器5、10相连接，其中一个冷凝器5与风扇6相对设置，由风扇6驱动的外界空气冷却，另一个冷凝器10与蒸发器11相对设置，由蒸发器11来的除湿空气冷却，两个冷凝器5、10通过管道与储液器7相连接，储液器7与膨胀阀8相连接，膨胀阀8通过管道与蒸发器11连接。

由上述设备实现的基于膜的复合除湿方法为：将新风与室内排风通过膜交换器2中的膜12进行热湿交换，交换后的室内排风被排放掉，新风的温度和湿度降低后，再进一步送到压缩冷冻除湿装置进行深度除湿；由膜交换器2送来的新风流经蒸发器11时，空气温度降低，其中含有的水蒸汽结露冷凝并析出，进行冷冻除湿；制冷剂在压缩机4驱动下，流经并联的两个冷凝器5、10，在冷凝器5、10中冷凝后进入储液器7，然后通过膨胀阀8进行节流，再进入蒸发器11，完成制冷剂的循环。

本基于膜的复合除湿方法及设备可应用于家庭、办公室、宾馆等场合。

实施例2

本实用新型的另一结构形式如图3所示，由图3可见，本基于膜的复合除湿设备由膜交换器2与液体吸收除湿装置连接构成，所述膜交换器2的结构同实施例1(见图2)；所述液体吸收除湿装置包括吸收器13、蒸发冷却器14、冷储液器15、水冷却器16、储水箱17、水泵18、溶液热交换器19、再生器20、热储液器21、溶液泵22，所述吸收器13通过管道与冷储液器15相连接，冷储液器15与溶液热交换器19相连接，溶液热交换器19同时连接到再生器20上，再生器20内有加热盘管23；溶液热交换器19的另一组进、出口分别与溶液泵22和水冷却器16相连接；再生器20与热储液器21相连，热储液器21再连接到溶液泵22上，水冷却器16同时与吸收器13相连接，蒸发冷却器14与储水箱17及水泵18相连接。水冷却器16设有冷却水进口管24与冷却水出口管25。储水箱17设有补水管27。

由上述设备实现的基于膜的复合除湿方法为：由膜交换器2来的新风流经吸收器13，在吸收器13中与吸湿溶液接触，进行除湿。除湿后的空气流经蒸发冷却器14，喷水降温，达到合适的温度与湿度后经干燥风出口管26供用户使用；吸湿溶液吸湿后，变成稀溶液，进入冷储液器15，然后在溶液热交换器19中升温后进入再生器20中，在再生器20的加热盘管23的作用下进行再生；再生后的浓溶液进入热储液器21，在溶液泵22驱动下，再流经溶液热交换器19和水冷却器16，温度降低后进入吸收器13去完成一个新的循环。

本基于膜的复合除湿方法及设备可应用于仓库、图书馆、饭店、工业部门等场合，适合大型系统。

实施例3

本实用新型的再一结构形式如图4所示，由图4可见，本基于膜的复合除湿设备由膜交换器2与转轮除湿装置连接构成，所述膜交换器2的结构同实施例1(见图2)；所述转轮除湿装置包括除湿转轮35(由氯化锂、硅胶、氯化钙等吸湿固体组成)、加热器29、热交换器30、再生风机31、电动机33、皮带34、新风风机36、再生风进口管32、再生风出口管28、干燥风出口管26。电动机33通过皮带34与除湿转轮35相连接(也可以在除湿转轮外设有齿轮，电动机33通过齿轮组与除湿转轮35相连接进行传动)，所述除湿转轮35的再生区进、出口通过管道分别与加热器29和再生风出口管28相连，所述除湿转轮35的除湿区进、出口通过管道分别与新风风机36和热交换器30相连。

由上述设备实现的基于膜的复合除湿方法为：将新风与室内排风通过膜交换器2中的膜12进行热湿交换，交换后的室内排风被排放掉，新风的温度和湿度降低后，再进一步送到转轮除湿装置进行深度除湿；除湿转轮35在电动机33和皮带34或齿轮带动下不停旋转，在吸湿区和再生区之间循环转动；除湿转轮35吸湿饱和后旋转到再生区，由热空气进行加热再生，在加热器29加热再生空气前，再生空气同除湿空气在热交换器30中进行热交换，完成整个过程。

本基于膜的复合除湿方法及设备可应用于别墅、家庭、饭店等场合。

Claims

1、一种基于膜的复合除湿设备，其特征在于：由膜交换器与二级除湿装置连接构成，所述二级除湿装置为转轮除湿装置、压缩冷冻除湿装置或液体吸收除湿装置。

2、根据权利要求1所述的基于膜的复合除湿设备，其特征在于：所述膜交换器包括选择性透过膜或复合支撑液膜、新风流道、排风流道，在新风流道与排风流道之间设置有选择性透过膜或复合支撑液膜。

3、根据权利要求2所述的基于膜的复合除湿设备，其特征在于：所述新风流道、排风流道在空间形成一夹角α，其范围为0＜α＜90°。

4、根据权利要求2所述的基于膜的复合除湿设备，其特征在于：所述复合支撑液膜包括液膜、多孔支撑体、皮层，液膜固定在多孔支撑体中，在固定了液膜的多孔支撑体二侧分别形成皮层。

5、根据权利要求1所述的基于膜的复合除湿设备，其特征在于：所述转轮除湿装置包括除湿转轮、加热器、热交换器、再生风机、电动机、皮带、新风风机，电动机通过皮带与除湿转轮相连接，或在除湿转轮外设有齿轮，电动机通过齿轮组与除湿转轮相连接，所述除湿转轮的再生区进、出口通过管道分别与加热器和再生风出口相连，所述除湿转轮的除湿区进、出口通过管道分别与新风风机和热交换器相连。

6、根据权利要求1所述的基于膜的复合除湿设备，其特征在于：所述压缩冷冻除湿装置包括压缩机、冷凝器、风扇、储液器、膨胀阀、蒸发器，压缩机通过管道与两个并联的冷凝器连接，其中一个冷凝器与风扇相对设置，另一个冷凝器与蒸发器相对设置，两个冷凝器通过管道与储液器连接，储液器与膨胀阀相连接，膨胀阀通过管道与蒸发器连接。

7、根据权利要求1所述的基于膜的复合除湿设备，其特征在于：所述液体吸收除湿装置包括吸收器、蒸发冷却器、冷储液器、水冷却器、储水箱、水泵、溶液热交换器、再生器、热储液器、溶液泵，所述吸收器通过管道与冷储液器相连接，冷储液器与溶液热交换器相连接，溶液热交换器同时连接到再生器上；溶液热交换器的另一组进、出口分别与溶液泵和水冷却器相连接；再生器与热储液器相连，热储液器再连接到溶液泵上，水冷却器同时与吸收器相连接，蒸发冷却器与储水箱及水泵相连接。吸收器与蒸发冷却器之间通过风管连接。