[发明专利]超低露点环境的多级空气深度除湿装置

说明书

本发明公开了一种超低露点环境的多级空气深度除湿装置，包括沿室外新风方向依次设置的第一风机、初效过滤器、中效过滤器和第一表冷器、设置于所述第一表冷器后方的溶液除湿系统、第一新风支路、第二新风支路、第三新风支路、第一回风支路、第二回风支路。溶液除湿循环的冷热源由一个独立的蒸汽压缩式制冷循环提供；两级转轮除湿的再生热源使用另一蒸汽压缩式制冷循环的冷凝热，同时采用电加热的形式来弥补冷凝热的不足，该蒸汽压缩式制冷循环的蒸发冷量提供给空气‑蒸发器，用于空气的冷却。经该装置处理后，送风的含湿量可以低至0.01g/kg。

技术领域

本发明涉及一种能够为工业建筑提供超低湿环境的空气深度除湿和制冷装置，综合应用了冷凝除湿、溶液除湿和转轮除湿等技术，属于空气调节系统设计与制造技术领域。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，工业生产的产品种类在不断增多，工厂车间的分工越来越明确，因此对于生产环境的温湿度要求也越来越高。精确的温湿度控制在很大程度上决定着产品质量，并且对生产机械设备的稳定运行、工人的身体健康有很大影响。一些特殊的工业场合，对于环境湿度的要求非常苛刻，以锂离子电池的生产为例，其生产车间要求室内温度在20～25℃范围、相对湿度则仅为2％，室内的含湿量仅为0.3～0.4g/kg。常规的空调系统或者空气处理机组基本无法满足这些特殊场合的空气湿度处理需求，只能依靠除湿能力更强的工业除湿设备。

目前市场上采用最多的工业除湿设备是冷冻式除湿机组。冷冻式除湿机组以蒸汽压缩式制冷循环为基础，以较低的蒸发温度运行，当外界潮湿空气进入其蒸发器时，空气中的水分会被冷凝析出，从而达到除湿效果。该类机组易于操作、运行可靠稳定，并且设备体积小、安装和维护便捷，然而其除湿能力较弱，特别是深度除湿能力不足，以及能耗较大的缺点限制了其进一步在对深度要求特别极限的特殊工业场合进行应用。因为在冷冻除湿机运行时，蒸汽压缩式制冷循环的蒸发温度必须低于进入蒸发器空气的露点温度，才能保证除湿过程的进行；但是对于锂离子电池车间之类要求空气相对湿度在2％以下的场合，此时环境空气的露点温度在-25℃以下，要想达到空气参数的控制，冷冻除湿机组的蒸发温度就必须远低于此时空气的露点温度。而这种情况下，蒸汽压缩式制冷循环的效率很低，整个除湿机的能耗会非常大，导致使用成本大幅提高。另外，采用冷冻除湿机处理后的空气温度同样非常低，要满足送风要求必须进行再热处理，需要额外的再生设备，这又导致了空调系统的投入和能耗进一步升高。所以，常规的冷冻除湿机并不适用于超低湿环境需求的工业工艺生产场合。

近些年，采用非露点除湿方法的溶液除湿和转轮除湿技术开始在工业生产领域得到了应用。溶液除湿空调机组中，除湿溶液可以直接吸附空气中的水分，而稀溶液则利用低位热源进行再生，这类空调系统的最大优点是节能效果显著，制冷温度不需要很低，只需要满足显热负荷的处理要求即可，另外溶液除湿过程还伴随着热量的释放，因此空气被除湿降温后温度也能满足送风需求。而然这类溶液除湿机组的除湿能力有限，单级的除湿机组不能满足深度除湿的需求，必须采用多级的形式才能应用于低湿环境的控制，这就导致设备占用空间大，成本投入过高，并且除湿溶液的再生消耗也将大幅增加。所以很难依靠单独的溶液除湿设备来满足超低湿工业工艺生产的需求。与溶液除湿的特点不同，除湿转轮的吸附能力很强，对于低湿度区间的湿空气仍然有很强的除湿能力，因此转轮除湿设备非常适用于低湿环境的控制。然而转轮除湿过程中往往伴随着热量的释放，空气被除湿的同时会有较大的温升，过高的送风温度也不能满足建筑内环境温度的需求。并且对高湿度区间的湿空气进行处理时，由于除湿转轮的再生能耗消耗很大，使得其经济性大幅降低。空气参数调节不灵活和经济性较差的缺陷是限制转轮除湿设备单独运行的最重要因素。

综上所述，必须综合考虑各类除湿技术的优缺点，才能设计出满足特殊工业领域的超低湿环境控制要求的空调处理系统，并且达到节能环保的要求。

发明内容