使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法，屬于環(huán)境控制領(lǐng)域。其特征在于主要包括空氣處理系統(tǒng)和再生系統(tǒng)。其特征在于除濕系統(tǒng)由新風過濾器、新風換熱器、轉(zhuǎn)輪、加熱器和送風風機組成，其作用是將新風處理至要求的溫濕度并送入室內(nèi)；再生系統(tǒng)由再生風過濾器、再生風換熱器、轉(zhuǎn)輪和再生風機組成，其作用是將轉(zhuǎn)輪上吸附的水分去除，保持轉(zhuǎn)輪的除濕能力。與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)使用渦流管為為轉(zhuǎn)輪再生提供了熱源，同時為除濕段新風提供了冷卻效果，無需額外的熱源和冷源，具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、控制方便的優(yōu)點。
【專利說明】使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法，屬環(huán)境控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)空調(diào)將溫度和濕度結(jié)合在一起使用冷卻方式處理，造成了能源的浪費，故溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)成為目前的發(fā)展趨勢。作為濕度獨立處理的重要方式，轉(zhuǎn)輪除濕具有除濕能力強、除濕量大、不存在機器露點等優(yōu)點，在工廠、辦公樓等場合應(yīng)用潛力廣泛。但其再生過程所需熱量較多，通常需80-110°C再生溫度，一般通過電加熱或其他能源對轉(zhuǎn)輪進行再生，消耗能源較多，影響了其原本的節(jié)能效果，對轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的推廣大大不利。近年來，相關(guān)專利也提出了一些節(jié)能的方法，如專利ZL200710045901提出可利用低品位熱源的兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)裝置、專利ZL201210493803.6提出的基于太陽能熱回收的吸收式制冷與固體轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)、專利ZL201110206159.5提出的一種船用兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)等，這些技術(shù)雖然解決了再生能耗的問題，但系統(tǒng)可行度稍欠佳:可利用低品位熱源的兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)裝置將除濕置于降溫之前，導致制冷循環(huán)能耗過大；太陽能制冷與除濕系統(tǒng)成本過高，效率低下且不穩(wěn)定；船用兩級轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用面狹窄且結(jié)構(gòu)較龐大。在保證其制冷除濕性能的基礎(chǔ)上，降低能耗、保持系統(tǒng)的再生能力和持續(xù)運行能力是轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)設(shè)計必需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了節(jié)能性好、操作簡單、可靠性高的使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)及其空氣處理方法。
[0004]一種使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，其特征在于:包括新風過濾器、新風換熱器、轉(zhuǎn)輪的除濕段、加熱器和送風風機，其中新風過濾器的入口與室外環(huán)境相通，送風風機的出口與室內(nèi)環(huán)境相通，其中新風換熱器具有冷空氣入口、新風入口和新風出口，新風換熱器的新風入口和新風過濾器相連，新風換熱器的新風出口和轉(zhuǎn)輪的除濕段相連；上述再生系統(tǒng)依次包括再生風過濾器、再生風換熱器、轉(zhuǎn)輪的再生段、和再生風機，其中再生風過濾器的入口與室外環(huán)境相通，再生風機10的出口與室外環(huán)境相通，其中再生風換熱器具有熱空氣入口、再生風入口和再生風出口，再生風換熱器的再生風入口與再生風過濾器相連，再生分換熱器的再生風出口與轉(zhuǎn)輪的再生段相連。該系統(tǒng)還包括送風風機和渦流管制冷系統(tǒng)；上述渦流管制冷系統(tǒng)由若干渦流管并聯(lián)而成；渦流管制冷系統(tǒng)具有新風進氣口、冷氣出口、熱氣出口，其中新風進氣口與送風風機出口相連，冷氣出口與新風換熱器的冷空氣入口相連，熱氣出口與再生風換熱器的熱空氣入口相連。
[0005]所述的使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的空氣處理方法，其特征在于包括以下過程:渦流管制冷系統(tǒng)工作過程:室外氣源經(jīng)送風風機驅(qū)動進入渦流管制冷系統(tǒng)同時產(chǎn)生冷空氣和熱空氣，冷空氣經(jīng)渦流管制冷系統(tǒng)的冷氣出口到達新風換熱器，為空氣處理系統(tǒng)中的新風冷卻；熱空氣經(jīng)渦流管制冷系統(tǒng)的熱氣出口到達再生風換熱器，加熱再生系統(tǒng)中由外界進入至轉(zhuǎn)輪再生段前的空氣；空氣處理過程:室外新風首先經(jīng)過新風過濾器去除雜質(zhì)，然后經(jīng)過新風換熱器降低溫度提高相對濕度，使空氣水蒸氣分壓力升高，有利于在轉(zhuǎn)輪中更好的吸附除濕；在轉(zhuǎn)輪的除濕段經(jīng)轉(zhuǎn)輪固體吸附除濕，若轉(zhuǎn)輪后的空氣溫度較低，無法達到室內(nèi)送風溫度，則開啟加熱器對空氣進行加熱后由送風風機送入室內(nèi)；轉(zhuǎn)輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器去除雜質(zhì)，隨后經(jīng)過再生風加熱升溫，升溫后的空氣經(jīng)過轉(zhuǎn)輪的再生段帶走轉(zhuǎn)輪吸附的水分后由再生風機排出室外；在上述使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中，空氣處理過程和再生過程同時進行，確保轉(zhuǎn)輪一直具有吸濕能力，增加系統(tǒng)運行的持續(xù)性和可靠性。
[0006]本發(fā)明專利充分利用了渦流管的制冷和制熱效果，給渦流管制冷系統(tǒng)提供穩(wěn)定氣源即可同時提供冷空氣和熱空氣，利用此特性使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)可同時為轉(zhuǎn)輪除濕再生提供熱量和給處理段空氣降溫，節(jié)約了單獨的冷源和熱源，提高了能源利用率，相對于其他轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)約能源、操作簡便、易于維護等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)示意圖；
圖2是轉(zhuǎn)輪中除濕段為和再生段示意圖；
圖3是渦流管制冷箱結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中的標號名稱:1、送風風機，2、渦流管制冷箱，2-1.新風進氣口，2-2.熱氣出口，2-3.冷氣出口，3、新風過濾器，4、新風換熱器，5、轉(zhuǎn)輪，6、加熱器，7、送風風機，8、再生過濾器，9、再生風換熱器，10、再生風機，11.轉(zhuǎn)輪除濕段，12.轉(zhuǎn)輪再生段。
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，本發(fā)明中所述的使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，主要包括空氣處理系統(tǒng)、再生系統(tǒng)和渦流管制冷系統(tǒng)。
[0009]上述空氣處理系統(tǒng)包括新風過濾器3、新風換熱器4、轉(zhuǎn)輪5的除濕段、加熱器6和送風風機7，其中新風過濾器3與外界環(huán)境接觸，送風風機7將處理后的空氣送入室內(nèi)；上述再生系統(tǒng)包括再生風過濾器8、再生風換熱器9、轉(zhuǎn)輪5的再生段和再生風機10，其中再生風過濾器8與外界環(huán)境接觸，再生風機10將轉(zhuǎn)輪再生后的空氣排至環(huán)境中；上述渦流管制冷系統(tǒng)包括送風風機I和渦流管制冷箱2，其中送風風機I的一端與外界環(huán)境接觸，另一端與渦流管制冷箱的進氣段相連，渦流管制冷箱的冷氣出口與新風換熱器4相連，熱氣出口與再生風換熱器9相連。
[0010]空氣處理過程:新風首先經(jīng)過新風過濾器3去除雜質(zhì)，然后經(jīng)過新風換熱器4降低溫度提高相對濕度，在轉(zhuǎn)輪5的除濕段經(jīng)轉(zhuǎn)輪固體吸附除濕將濕度降至室內(nèi)要求范圍內(nèi)送入室內(nèi)；若轉(zhuǎn)輪5后的空氣無法達到室內(nèi)送風溫度，則可開啟加熱器6對空氣進行加熱后由處理風機7送入室內(nèi)。
[0011]轉(zhuǎn)輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器8去除雜質(zhì)，隨后經(jīng)過再生風換熱器9加熱升溫，升溫后的空氣經(jīng)過轉(zhuǎn)輪5的再生段帶走轉(zhuǎn)輪5吸附的水分后由再生風機10排出室外。[0012]渦流管制冷過程:室外空氣由送風風機I送入渦流管制冷箱2，在渦流管的作用下冷空氣和熱空氣同時生成，冷空氣通入新風換熱器4為空氣處理過程中空氣降溫，熱空氣通入再生過濾器8為再生過程中的再生風加熱。
[0013]系統(tǒng)具體運行時，處理系統(tǒng)和再生系統(tǒng)同時工作，空氣處理過程和轉(zhuǎn)輪再生過程同時進行。
[0014]如圖2所示，轉(zhuǎn)輪5中除濕段為11，再生段為12，除濕段11和再生段12面積之比為1:1，在實際應(yīng)用中當對系統(tǒng)除濕風量要求較大時除濕段11和再生段12面積之比也可為3:1。此時轉(zhuǎn)輪再生溫度適中；在實際應(yīng)用中當對系統(tǒng)除濕風量要求較大時除濕段11和再生段12面積之比可調(diào)整為3:1，但此時所需的再生溫度較高，能耗增大。與以前的轉(zhuǎn)輪除濕方法相比，使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)無需額外的熱源對再生風進行加熱，也無需額外的冷源對處理風進行降溫，達到節(jié)能的目的；且安裝緊湊，調(diào)節(jié)簡單，僅需外界穩(wěn)定的風量即可完成轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的工作過程。
[0015]渦流管制冷箱2結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中2-1為新風進氣口，與送風風機I相連；2_2為冷氣出口，與新風換熱器4相連；2-3為熱氣出口，與再生風換熱器9相連。制冷箱2中渦流管排列方式為多根并聯(lián)，具體數(shù)目由轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)所在地熱負荷決定。
【權(quán)利要求】
1.一種使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，其特征在于: 包括空氣處理系統(tǒng)、再生系統(tǒng)和渦流管制冷系統(tǒng)； 上述空氣處理系統(tǒng)依次包括新風過濾器(3)、新風換熱器(4)、轉(zhuǎn)輪(5)的除濕段、加熱器(6)和送風風機(7)，其中新風過濾器(3)的入口與室外環(huán)境相通，送風風機(7)的出口與室內(nèi)環(huán)境相通，其中新風換熱器(4)具有冷空氣入口、新風入口和新風出口，新風換熱器(4)的新風入口和新風過濾器(3)相連，新風換熱器(4)的新風出口和轉(zhuǎn)輪(5)的除濕段相連； 上述再生系統(tǒng)依次包括再生風過濾器(8)、再生風換熱器(9)、轉(zhuǎn)輪(5)的再生段、和再生風機(10)，其中再生風過濾器(8)的入口與室外環(huán)境相通，再生風機(10)的出口與室外環(huán)境相通，其中再生風換熱器(9)具有熱空氣入口、再生風入口和再生風出口，再生風換熱器(9)的再生風入口與再生風過濾器(8)相連，再生分換熱器(9)的再生風出口與轉(zhuǎn)輪(5)的再生段相連； 該系統(tǒng)還包括送風風機(I)和渦流管制冷系統(tǒng)(2);上述渦流管制冷系統(tǒng)(2)由若干渦流管并聯(lián)而成；渦流管制冷系統(tǒng)(2)具有新風進氣口、冷氣出口、熱氣出口，其中新風進氣口與送風風機(I)出口相連，冷氣出口與新風換熱器(4)的冷空氣入口相連，熱氣出口與再生風換熱器(9)的熱空氣入口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)輪(5 )中除濕段和再生段的面積比值為1:1一3:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)輪(5)中除濕段和再生段的面積比值為1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的空氣處理方法，其特征在于包括以下過程: 渦流管制冷系統(tǒng)工作過程:室外氣源經(jīng)送風風機(I)驅(qū)動進入渦流管制冷系統(tǒng)(2)同時產(chǎn)生冷空氣和熱空氣，冷空氣經(jīng)渦流管制冷系統(tǒng)(2)的冷氣出口到達新風換熱器(4)，為空氣處理系統(tǒng)中的新風冷卻；熱空氣經(jīng)渦流管制冷系統(tǒng)(2)的熱氣出口到達再生風換熱器(9)，加熱再生系統(tǒng)中由外界進入至轉(zhuǎn)輪再生段前的空氣； 空氣處理過程:室外新風首先經(jīng)過新風過濾器(3)去除雜質(zhì)，然后經(jīng)過新風換熱器(4)降低溫度提高相對濕度，使空氣水蒸氣分壓力升高，有利于在轉(zhuǎn)輪(5)中更好的吸附除濕；在轉(zhuǎn)輪(5)的除濕段經(jīng)轉(zhuǎn)輪固體吸附除濕，若轉(zhuǎn)輪(5)后的空氣溫度較低，無法達到室內(nèi)送風溫度，則開啟加熱器(6)對空氣進行加熱后由送風風機(7)送入室內(nèi)； 轉(zhuǎn)輪再生過程:室外新風首先通過再生風過濾器(8)去除雜質(zhì)，隨后經(jīng)過再生風(9)加熱升溫，升溫后的空氣經(jīng)過轉(zhuǎn)輪(5)的再生段帶走轉(zhuǎn)輪(5)吸附的水分后由再生風機(11)排出室外； 在上述使用渦流管冷卻及再生的轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)中，空氣處理過程和再生過程同時進行，確保轉(zhuǎn)輪一直具有吸濕能力，增加系統(tǒng)運行的持續(xù)性和可靠性。
【文檔編號】F24F3/14GK103727606SQ201310742359
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】蔣彥龍, 王瑜, 黃龍, 王剛, 韓建軍 申請人:南京航空航天大學