带辅助冷凝器的闭式再生除湿的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种带辅助冷凝器的闭式再生除湿机，包括：封闭的循环再生风道；设置在所述循环再生风道内的风机、蒸发器和冷凝器；部分地设置在所述循环再生风道内的除湿转轮；以及设置在所述循环再生风道之外的辅助冷凝器，该辅助冷凝器与所述冷凝器相连，其中，所述冷凝器设置在除湿转轮的空气入口处，而所述蒸发器设置在所述冷凝器的上游。本实用新型的闭式再生除湿机既能独立使用，也能与其它适合的除湿单元结合使用，因此其适用性非常宽泛。而且，与目前已有的开式或组合式除湿系统相比，能更精确地控制制冷系统的工作状态，使系统能稳定地运行，不会发生诸如系统过热之类的不利情况。
【专利说明】带辅助冷凝器的闭式再生除湿机
【技术领域】
[0001]本实用新型总的涉及工业用除湿机，特别是涉及一种闭式再生除湿机，更具体地说，涉及一种采用闭式风循环的热泵再生加热型除湿机。
【背景技术】
[0002]大气中含水造成的湿度影响着人们的生活环境，而且对物质的保存、工业生产中某些加工工艺过程、以及在低湿条件下运行的仪器仪表，都有着密切影响。特别是在一些对湿度要求严格的厂房和仓库，需要有低湿度的空调环境。一般空调系统所能达到的夏季室内相对湿度为60%?70%，而对湿度敏感的药品、糖果食品、电子工业等生产厂房或仓库，相对湿度要求应为30%?50%，这样用一般冷冻除湿系统就很难达到规定的参数要求。此时，已知可利用转轮除湿机的吸附干燥作用来进一步降低湿度，从而提高系统湿度控制的稳定性。在这种情况下，用转轮除湿机配合一般冷冻除湿设备，可得到理想的低湿效果。
[0003]目前市场上常用的除湿机主要有冷冻除湿机和转轮除湿机。冷冻除湿机是采用机械制冷的方法冷却空气，使空气温度低于露点温度而析出水分。当室内湿空气流经表冷器时，与其表面接触，由于表冷器表面温度低于湿空气的露点温度，空气中的水分冷却凝结成水滴，聚集于淋水盘内排出，与此同时，空气的温度和含湿量都能被降低，从而达到除湿的目的。然而，这种冷冻除湿机不能满足在湿度方面的更高要求，在对低湿要求的空气处理时，势必使表冷器的温度降得很低。但当表面温度低于零度时，冷却盘管容易结霜，从而使除湿能力下降，能耗增加，甚至于无法正常工作，很不经济。
[0004]有鉴于此，有人提出了将冷冻除湿和转轮除湿相结合的组合式除湿机。这种组合式除湿机利用了冷冻除湿和转轮除湿这两者的优点，即，前者在高温下除湿效率高，而后者在低温下除湿性能好，且除湿后有较高的温升从而能弥补冷冻除湿后空气温度较低的不足。然而，为了转轮的再生，这种传统的组合式除湿机需要使用会消耗大量电能的电加热器，这是除湿机的主要耗能部件。另外，在这种传统的组合式除湿机中，在主空气被干燥处理之后还需要后加热以升温至要求的温度。因此，这种传统的组合式除湿机需要消耗大量的高品质电能来产生热量，造成能源浪费并使运行费居高不下。
[0005]针对上述问题，本申请的发明人在CN101672502中提出了一种“热泵再生加热型节能除湿机的系统”。在该系统中，利用热泵系统对除湿转轮进行加热，代替了常规除湿机中利用电加热器或蒸汽加热的方式，可以明显减少耗电量。然而，CN101672502只提出了将这种热泵再生加热型节能除湿机的系统用于组合式除湿的情况，适用性不够强。另外，这种热泵再生加热型节能除湿机的系统在节能效果方面仍有进一步改善的余地。
【发明内容】
[0006]针对上述缺陷，本实用新型的主要目的在于，提供一种能更安全地运行且适用更广泛的闭式再生除湿机。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了一种闭式再生除湿机，包括:封闭的循环再生风道；设置在所述循环再生风道内的风机、蒸发器和冷凝器；部分地设置在所述循环再生风道内的除湿转轮；以及设置在所述循环再生风道之外的辅助冷凝器，该辅助冷凝器与所述冷凝器相连，其中，所述冷凝器设置在除湿转轮的空气入口处，而所述蒸发器设置在所述冷凝器的上游。
[0008]较佳的是，所述冷凝器和所述蒸发器是一个制冷系统的一部分，所述制冷系统还包括:设置在所述循环再生风道之内或之外的压缩机和膨胀阀。
[0009]较佳的是，所述冷凝器和所述蒸发器是一个制冷系统的一部分，所述制冷系统包括依次连接在一个循环管路中的压缩机、所述冷凝器、所述辅助冷凝器、储液器、干燥过滤器、电磁阀、膨胀阀和所述蒸发器，其中，所述压缩机、所述储液器、所述干燥过滤器、所述电磁阀和所述膨胀阀设置在所述循环再生风道之内或之外。
[0010]较佳的是，还包括:设置在所述循环再生风道内且位于所述冷凝器和所述除湿转轮之间的辅助加热器。
[0011]较佳的是，还包括:形成为所述循环再生风道的支路的热回收风道。
[0012]较佳的是，所述除湿转轮包括热回收区、再生区和吸附区，所述热回收区设置在所述再生区和吸附区之间并对应于所述热回收风道。
[0013]较佳的是，所述除湿转轮的所述再生区、所述吸附区和所述热回收区之间的面积比例和分区形状都是可变的。
[0014]较佳的是，所述热回收风道的进风口设置在以下各位置之一:在所述蒸发器与过冷器之间、所述过冷器与冷凝器之间、或在所述除湿转轮的出风口至所述蒸发器之间。
[0015]较佳的是，所述辅助冷凝器通过冷却装置来控制。
[0016]本实用新型的闭式再生除湿机既能独立使用，也能与其它适合的除湿单元结合使用，因此其适用性非常宽泛。而且，与目前已有的开式或组合式除湿系统相比，能更精确地控制制冷系统的工作状态，使系统能稳定地运行，不会发生诸如系统过热之类的不利情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是根据本实用新型第一实施例的闭式再生除湿机的系统示意图；
[0018]图2是上述闭式再生除湿机的制冷(热泵)系统的连接示意图；
[0019]图3是根据本实用新型第二实施例的闭式再生除湿机的系统示意图；
[0020]图4是根据本实用新型第三实施例的闭式再生除湿机的系统示意图；以及
[0021]图5是第三实施例的闭式再生除湿机的转轮部分的示意图。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了根据本实用新型第一实施例的闭式再生除湿机，其主要包括:封闭的循环再生风道11 ;设置在循环再生风道11内的风机9、蒸发器7、冷凝器2 ;部分地设置在循环再生风道11内的除湿转轮8 ;以及设置在循环再生风道11之外的辅助冷凝器16，该辅助冷凝器16与冷凝器2相连。
[0023]封闭的循环再生风道11形成一个环形回路，空气在设置于循环再生风道内任一位置上的风机9的作用下经过蒸发器7、过冷器12和冷凝器2在循环再生风道11内循环，从而对除湿转轮8进行再生处理。冷凝器2设置在除湿转轮8的空气入口处，其利用冷凝热来加热再生进风以对转轮进行再生。在利用冷凝器2加热的同时，可借助辅助冷凝器16来控制和调级风道内的冷凝热和再生温度，从而控制系统稳定地运行。辅助冷凝器可通过冷却装置，例如水冷装置、风冷装置或其它任何合适的冷却装置来加以控制。蒸发器7设置在冷凝器2的上游，其利用蒸发所产生的的冷量对再生出来的热风进行除湿，除掉再生风中的水分。通过蒸发器7凝结的水分由排水口 71排出。
[0024]在第一实施例中，除湿转轮8是传统类型的，其包括再生区和吸附区。再生区设置在循环再生风道11内以受到再生处理，而吸附区设置在循环再生风道11外侧以接收需处理湿空气并吸附其中的水分。
[0025]如图2所示，在第一实施例中，用于本实用新型的闭式再生除湿机的制冷(热泵)系统包括依次连接在一个循环管路中的压缩机1、所述冷凝器2、所述辅助冷凝器16、储液器
3、干燥过滤器4、电磁阀5、膨胀阀6和所述蒸发器7。冷凝器2、过冷器12和蒸发器7需设置在封闭的循环再生风道11中，辅助冷凝器16需设置在封闭的循环再生风道11之外，而制冷回路的其余构件则是可以设置在该循环再生风道11内，也可以设置在循环再生风道外侧的其它位置。
[0026]根据本实用新型第一实施例的闭式再生除湿机的工作过程如下。
[0027]首先，利用冷凝器2所产生的冷凝热替代传统的电加热或蒸汽加热的方式来加热再生空气，也就是通过冷凝器2进行加热，使空气的温度达到再生温度的要求。设置在循环再生风道11之外并与冷凝器2相连的辅助冷凝器16能借助例如水冷或风机等手段来加以控制，从而对循环再生风道11内的空气温度进行控制。接着，被加热后的高温空气进入除湿转轮8的再生区，对除湿转轮8进行再生，使除湿转轮8上已吸收水分的吸附剂在高温空气的作用下解吸释放出来，从而使吸附剂得以再生，水分随空气排出。此时，热风的含湿量增加，当通过蒸发器7时，高温空气中的水分经蒸发器7冷却而凝结，形成水珠，从排水口 71排出。最后，被降温的冷风在风机9的作用下又回到冷凝器2，重新开始循环。
[0028]本实用新型的这种闭式再生除湿机可以独立使用，也可以与其它除湿单元(例如冷冻除湿机)相结合地使用，适用广泛。
[0029]另外，辅助冷凝器16可用于调节风道内的冷凝热和再生温度，从而控制系统稳定地运行，不会发生系统过热的不利情况。
[0030]图3示出了根据本实用新型第二实施例的闭式再生除湿机，其主要包括:封闭的循环再生风道11 ;设置在循环再生风道11内的风机9、蒸发器7和冷凝器2 ;部分地设置在循环再生风道11内的除湿转轮8 ;设置在循环再生风道11之外的辅助冷凝器16，该辅助冷凝器16与冷凝器2相连；以及设置在循环再生风道11内并位于冷凝器2和除湿转轮8之间的辅助加热器15。
[0031]S卩，在前述第一实施例的基础上，在循环再生风道11内的冷凝器2和除湿转轮8之间设置了辅助加热器15，该辅助加热器可例如为小功率的电加热器。
[0032]封闭的循环再生风道11形成一个环形回路，空气在设置于循环再生风道内任一位置上的风机9的作用下经过蒸发器7、冷凝器2和辅助加热器15在循环再生风道11内循环，从而对除湿转轮8进行再生处理。冷凝器2设置在除湿转轮8的空气入口处，其利用冷凝热来加热再生进风以对转轮进行再生。可借助辅助冷凝器16来控制和调级风道内的冷凝热和再生温度，从而控制系统稳定地运行。在利用冷凝器2加热的同时，如需要的话，也可用辅助加热器15对再生进风进行辅助加热。蒸发器7设置在冷凝器2的上游，其利用蒸发所产生的的冷量对再生出来的热风进行除湿，除掉再生风中的水分。通过蒸发器7凝结的水分由排水口 71排出。
[0033]与第一实施例一样，该第二实施例中的除湿转轮8也采用传统类型。
[0034]根据本实用新型第二实施例的闭式再生除湿机的工作过程如下。
[0035]首先，利用冷凝器2所产生的冷凝热替代传统的电加热或蒸汽加热的方式来加热再生空气，也就是通过冷凝器2进行加热，使空气的温度达到再生温度的要求。设置在循环再生风道11之外并与冷凝器2相连的辅助冷凝器16能借助例如水冷或风机等手段来加以控制，从而对循环再生风道11内的空气温度进行控制。另外，在利用冷凝器2加热的同时，辅助加热器15也能对再生进风进行辅助加热。接着，被加热后的高温空气进入除湿转轮8的再生区，对除湿转轮8进行再生，使除湿转轮8上已吸收水分的吸附剂在高温空气的作用下解吸释放出来，从而使吸附剂得以再生，水分随空气排出。此时，热风的含湿量增加，当通过蒸发器7时，高温空气中的水分经蒸发器7冷却而凝结，形成水珠，从排水口 71排出。最后，被降温的冷风在风机9的作用下又回到冷凝器2，重新开始循环。
[0036]由于在冷凝器2和除湿转轮8之间加设了辅助加热器，这样可以对冷凝器2进行调节和补充，确保再生空气能升温至所需的温度，更有利于除湿转轮的再生。
[0037]图4示出了根据本实用新型第三实施例的闭式再生除湿机，其主要包括:封闭的循环再生风道11 ;设置在循环再生风道11内的风机9、蒸发器7、冷凝器2 ;部分地设置在循环再生风道11内的除湿转轮8 ;设置在循环再生风道11之外的辅助冷凝器16，该辅助冷凝器16与冷凝器2相连；设置在循环再生风道11内并位于冷凝器2和除湿转轮8之间的辅助加热器15 ;以及形成为循环再生风道11的支路的热回收风道10。
[0038]S卩，在前述第二实施例的基础上，增设了形成为循环再生风道11的支路的热回收风道10。
[0039]封闭的循环再生风道11形成一个环形回路，空气在设置于循环再生风道内任一位置上的风机9的作用下经过蒸发器7和冷凝器2在循环再生风道11内循环，从而对除湿转轮8进行再生处理。冷凝器2设置在除湿转轮8的空气入口处，其利用冷凝热来加热再生进风以对转轮进行再生。在利用冷凝器2加热的同时，可借助辅助冷凝器16来控制和调级风道内的冷凝热和再生温度，从而控制系统稳定地运行。如需要的话，也可用辅助加热器15对再生进风进行辅助加热。蒸发器7设置在冷凝器2的上游，其利用蒸发所产生的的冷量对再生出来的热风进行除湿，除掉再生风中的水分。通过蒸发器7凝结的水分由排水口71排出。
[0040]在该实施例中，热回收风道10的进风口设置在除湿转轮8的上游侧，具体地位于循环再生风道11的在蒸发器7与过冷器12之间的位置上，而热回收风道10的出风口位于除湿转轮8的下游侧。应理解的是，热回收风道10的进风口的具体位置是可变的，也可以设置在过冷器12与冷凝器2之间，或者设置在除湿转轮8的出风口至蒸发器7之间的任一位置。
[0041]如图8所示，除湿转轮8沿箭头R的方向转动，其包括热回收区81、再生区82和吸附区83。再生区82和吸附区83类似于传统转轮除湿机中的相应区域，即，再生区82设置在循环再生风道11内以受到再生处理，而吸附区设置在循环再生风道11外侧以接收需处理湿空气并吸附其中的水分。与以往不同的是，除湿转轮8还包括设置在再生区82和吸附区83之间的热回收区81，该热回收区81对应于(或者说是对准)前述热回收风道10。应理解的是，热回收区81、再生区82和吸附区83是随着除湿转轮8的转动而不断变化的。另夕卜，再生区82、吸附区83和热回收区11之间的面积比例大小、分区形状等不受限制，也就是说，这些都是可变的。
[0042]根据本实用新型第三实施例的闭式再生除湿机的工作过程如下。
[0043]首先，利用冷凝器2所产生的冷凝热替代传统的电加热或蒸汽加热的方式来加热再生空气，也就是通过冷凝器2进行加热，使空气的温度达到再生温度的要求。设置在循环再生风道11之外并与冷凝器2相连的辅助冷凝器16能借助例如水冷或风机等手段来加以控制，从而对循环再生风道11内的空气温度进行控制。在利用冷凝器2加热的同时，辅助加热器15也对再生进风进行辅助加热。接着，被加热后的高温空气进入除湿转轮8的再生区82，对除湿转轮8进行再生，使除湿转轮8上已吸收水分的吸附剂在高温空气的作用下解吸释放出来，从而使吸附剂得以再生，水分随空气排出。此时，热风的含湿量增加，当通过蒸发器7时，高温空气中的水分经蒸发器7冷却而凝结，形成水珠，从排水口 71排出。最后，被降温的一部分冷风在风机9的作用下又回到冷凝器2，重新开始循环；与此同时，另一部分冷风进入热回收通道10，对再生后较高温度的热回收区81进行预冷(即热回收)，而后再回到主要的循环再生风道11。
[0044]实践中，除湿转轮8的再生区82的温度较高(例如达到大约80°C )，而吸附区83的温度较低(例如10°c左右)，由于在两者之间加设了一个热回收区81(在热回收通道10所引入的冷风的作用下，其温度能达到例如大约15°C)，因而能从再生区82的高温更加迅速地降温至吸附区83所需的低温，从而显著提升吸附效果，进而提高除湿转轮8的吸湿能力。
[0045]另外，由于在冷凝器2和除湿转轮8之间加设了辅助加热器，这样可以对冷凝器2进行调节和补充，确保再生空气能升温至所需的温度，更有利于除湿转轮的再生。
[0046]以下将通过一个实例具体说明本实用新型在节能方面的效果。
[0047]为了便于比较，选择典型的处理空气流量为12000m3/h的转轮除湿机进行分析。要求出风露点Td ( 13±3°C，当环境进风为18°C、相对湿度85%时，除湿量为34kg/h。
[0048]本实用新型采用Danfoss品牌，型号为VSH088的涡旋变频压缩机为制冷系统的压缩机。对于本实用新型的采用辅助冷凝器的闭式再生除湿机，实验和计算的结果表明:采用本实用新型的除湿机，比传统开式再生风系统的除湿机节能88%，比采用CN101672502的“热泵再生加热型节能除湿机的系统”的除湿机节能29.1%，节能效果非常显著。而且，由于能借助辅助冷凝器来调节风道内的温度，本实用新型的除湿机的运行非常稳定，从未出现过系统温度过高的不利情况。
[0049]虽然以上结合几个较佳的实施例对本实用新型的结构、原理和效果进行了描述，但应该理解的是，本领域的普通技术人员应该可以在以上揭示内容的基础上作出各种等同的变型和改动，因此，本实用新型的保护范围不应限于以上具体描述的内容，而是应由所附权利要求书来限定。
【权利要求】
1.一种闭式再生除湿机，其特征在于，包括: 封闭的循环再生风道(11); 设置在所述循环再生风道(11)内的风机(9 )、蒸发器(7 )和冷凝器(2 ); 部分地设置在所述循环再生风道(11)内的除湿转轮(8);以及设置在所述循环再生风道(11)之外的辅助冷凝器(16)，该辅助冷凝器(16)与所述冷凝器(2)相连， 其中，所述冷凝器(2 )设置在除湿转轮(8 )的空气入口处，而所述蒸发器(7 )设置在所述冷凝器(2)的上游。
2.如权利要求1所述的闭式再生除湿机，其特征在于，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(7)是一个制冷系统的一部分，所述制冷系统还包括:设置在所述循环再生风道(11)之内或之外的压缩机(I)和膨胀阀(6 )。
3.如权利要求1所述的闭式再生除湿机，其特征在于，所述冷凝器(2)和所述蒸发器(7)是一个制冷系统的一部分，所述制冷系统包括依次连接在一个循环管路中的压缩机(1)、所述冷凝器(2)、所述辅助冷凝器(16)、储液器(3)、干燥过滤器(4)、电磁阀(5)、膨胀阀(6 )和所述蒸发器(7 )，其中，所述压缩机(I)、所述储液器(3 )、所述干燥过滤器(4 )、所述电磁阀(5 )和所述膨胀阀(6 )设置在所述循环再生风道(11)之内或之外。
4.如权利要求1所述的闭式再生除湿机，其特征在于，还包括:设置在所述循环再生风道(11)内且位于所述冷凝器(2)和所述除湿转轮(8)之间的辅助加热器(15)。
5.如权利要求4所述的闭式再生除湿机，其特征在于，还包括:形成为所述循环再生风道(11)的支路的热回收风道(10)。
6.如权利要求5所述的闭式再生除湿机，其特征在于，所述除湿转轮(8)包括热回收区(81)、再生区(82)和吸附区(83)，所述热回收区(81)设置在所述再生区(82)和吸附区(83)之间并对应于所述热回收风道(IO )。
7.如权利要求6所述的闭式再生除湿机，其特征在于，所述除湿转轮(8)的所述再生区(82)、所述吸附区(83)和所述热回收区(11)之间的面积比例和分区形状都是可变的。
8.如权利要求5所述的闭式再生除湿机，其特征在于，所述热回收风道(10)的进风口设置在以下各位置之一:在所述蒸发器(7)与过冷器(12)之间、所述过冷器(12)与冷凝器(2)之间、或在所述除湿转轮(8)的出风口至所述蒸发器(7)之间。
9.如以上任一项权利要求所述的闭式再生除湿机，其特征在于，所述辅助冷凝器(16)通过冷却装置来控制。
【文档编号】B01D53/06GK203518069SQ201320608615
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】赵惠麟 申请人:赵惠麟