[发明专利]相变吸附空气除湿装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气除湿装置，特别涉及一种相变吸附空气除湿装置。

背景技术

空气的温、湿度是空调过程需要控制的两个重要参数，除湿能耗占空调系统能耗的20％-40％；传统的冷却除湿法供水温度低，冷机效率低，除湿后空气温度低，为达到送风状态点还需要再热，导致不可逆损失严重。于是人们发展了温、湿度分离控制技术，即空气中的水蒸汽由专门的除湿系统去除，空调系统只负担处理空气的显热。一般将这类除湿系统分为溶液除湿系统、固定床吸附除湿系统和转轮吸附式除湿系统三大类，它们都属于平衡分离过程。其中，固定床吸附除湿系统具有系统简单、容易实施、运动部件少、气固热质交换充分、不可逆损失小的特点，具有较大的应用价值。固定床吸附除湿系统可分为内冷型和绝热型两类。内冷型系统的特点是在吸附床中装设冷却盘管，带走吸附潜热及再生过程产生的热量；它具有体积小、可连续运行的优点，但是缺点是系统构造复杂、运转部件较多。绝热型系统内部不设冷却盘管，其又分为连续工作模式和间隙工作模式两种。当连续工作时，采用两床切换操作，一个床再生时另一个床除湿；其缺点是再生时系统蓄积了大量热能，切换到除湿模式后，大部分蓄积的热量将由被处理空气承担，并使其出口温度大幅增加，加重了后续环节的处理负担。当为间隙工作时，吸附剂需要经常性更换和单独再生，而且由于没有内冷作用，吸附过程产生的吸附热将逐渐使床层温度升高，从而降低了吸附剂和空气之间的水蒸气势差，最终影响除湿效果。由此可见，被处理空气出口温度高和除湿效果低是绝热型固定吸附床的两大主要缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种除湿效果好、且能保证被处理空气出口温度低的相变吸附空气除湿装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种相变吸附空气除湿装置，包括内设空腔的相变吸附反应器，相变吸附反应器的顶部开口和底部开口均与空腔相连通；顶部开口分别与被处理空气出风管和再生空气进风管密封相连，底部开口分别与被处理空气进风管和再生空气出风管密封相连；再生空气进风管的另一端与再生空气加热器相连，再生空气加热器上分别设有热媒进管和热媒出管；内冷通风管路位于所述空腔内，所述内冷通风管路的进口和出口均穿过相变吸附反应器的侧壁与外界相连通。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的改进：空腔内填充由吸附剂和相变材料的颗粒组成的混合物。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：相变材料的相变温度为常温。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：在被处理空气出风管、再生空气进风管、被处理空气进风管、再生空气出风管、热媒进管和热媒出管上分别设有截止阀。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：内冷通风管路的进口和出口与相变吸附反应器的侧壁均为密封相连。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：内冷通风管路的出口位于进口的上方。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：进口上设有与进口活动相连的保温隔热门I，出口上设有与出口活动相连的保温隔热门II。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：内冷通风管路为Z型。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：相变材料可选用树脂胶囊封装成颗粒的石腊/高密度聚乙烯的定型相变蓄能材料；吸附剂可选用硅胶。

作为本发明的相变吸附空气除湿装置的进一步改进：再生空气加热器为由太阳能集热系统提供热量的加热器。

本发明的相变吸附空气除湿装置，可克服传统绝热型固定吸附除湿系统的被处理空气温度高和除湿度效果低的缺点。本发明通过在吸附剂中添加一定量的常温相变材料，可以吸收部分反应过程中所放出的水蒸汽吸附潜热，使相变吸附反应器内的温度较为稳定，从而提高相变吸附反应器的除湿效果；同时相变材料还可以对被处理空气进行冷却，防止其过热。在相变吸附反应器内设置的内冷通风管路，在相变吸附反应器的冷却过程中，打开位于其进出口的保温门则能形成自然通风通路；在热压作用下，外界冷空气进入位于相变吸附反应器空腔中的内冷通风管路，并通过内冷通风管路的管壁与相变吸附反应器进行显热交换，逐渐降低空腔中的温度，使吸附剂重新具有吸附能力；在夜间环境温度较低时，相变材料则变为固态，重新蓄冷。因此，空腔内设置内冷通风管路的意义不仅在于完成整个工作循环，关键是使得本发明的除湿装置具有了充分利用环境空气显热冷量的能力。