[發明專利]除濕系統及除濕方法

有效

• 申請號: 201580067455.8
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN107003078B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 羅杰·菲利普·戴維斯
• 申請（專利權）人: 英德科斯控股私人有限公司
• 主分類號: F28D17/00
• 分類號: F28D17/00;F24F3/14
• 代理公司: 11262 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張瑞;鄭霞

本發明涉及一種除濕系統和除濕方法，并且具體涉及一種用于使用干燥劑涂布的流體?空氣熱交換器來控制過程或位置中的空氣濕度的系統和方法。干燥劑材料在吸附循環期間在環境溫度下或高于環境溫度下吸附水分，并且所得到的空氣流與供應空氣的濕度相比具有降低的濕度。然后干燥劑材料可以在再生循環期間通過添加加熱流體穿過熱交換器而被干燥，以通過添加汽化潛能驅使水回到蒸汽狀態。干燥劑材料可以在吸附循環期間通過添加冷卻流體穿過熱交換器而被冷卻以將溫度保持在足以使水蒸氣從空氣流中除去的范圍內。

發明領域

本發明涉及一種除濕系統和除濕方法，并且具體涉及一種用于使用干燥劑涂布的流體-空氣熱交換器來控制過程或位置中的空氣濕度的系統和方法。

發明背景

眾所周知，空調系統必須設計成改變供應空氣的溫度和濕度，以在受調節的空間中達到指定的熱條件。通常，受調節的空間內的濕蒸汽產生是適度的，并且因此，空調系統上的大部分潛熱能負荷在將供應(或新鮮)空氣的濕度降低至指定范圍時產生，而不是在從空間內的再循環空氣流中除去水蒸氣時產生。

例如，在建筑物中，除了必須添加或移除顯熱以保持指定的內部建筑物溫度外，還可能需要從進入建筑物的空氣中除去過量的水蒸氣，以保持指定的內部濕度范圍。這種顯熱和濕度控制通常形成空調和通風系統的一部分。

進入所居住的建筑物(其可包括住宅建筑物和商業建筑物等)的通風空氣的通常的指定范圍在22℃至23℃的范圍內，并且相對濕度通常在50％至65％的范圍內。該相對濕度對應于每千克空氣9.73g至13.4g水(絕對濕度)之間的范圍。

當外部條件為熱和潮濕時(例如，33℃和90％的相對濕度)，濕度比大約為35.4g水/kg空氣。如果通過除去顯熱將這種空氣轉移到一定位置并冷卻到較低的指定的溫度范圍，則當空氣冷卻并且然后隨著進一步冷卻而發生冷凝時，相對濕度可能達到100％。在這個例子中，當外部空氣被冷卻至指定的內部溫度時，必須從每千克空氣中除去多達20g的水，以便在23℃下產生55％的指定相對濕度。

存在各種已知的用于對過程或位置內的空氣進行除濕的技術。一種方法是通過熱冷凝(thermal condensation)，其涉及使空氣抽吸穿過冷表面。隨著空氣冷卻并且相對濕度達到100％，空氣中的水蒸氣凝結為液體水滴。例如，風扇可以將潮濕的空氣抽吸在保持在11℃或低于11℃的冷凝盤管上。冷凝盤管導致空氣中的一些水蒸氣冷凝，留下最大濕度比為9.9g/kg空氣的空氣。然后將空氣再加熱到適于供應到受調節空間的溫度，例如再加熱至大約18℃。

然而，這種方法需要大量的機械能，該機械能通常是從電能轉換而來的。這種機械能被用于操作逆向蘭金循環熱泵(reverse Rankine cycle heat pump)，該逆向蘭金循環熱泵必須在冷凝盤管中提供冷卻至11℃或低于11℃溫度的制冷劑流體，以實現小于9.9g水/kg空氣的絕對濕度(對應于在受調節空間中在22℃下約50％的指定相對濕度)。當供應空氣被冷卻至大約11℃時，這種冷卻供應空氣的方法導致大量的顯冷卻負荷，以及在該溫度下冷凝來自供應空氣的水蒸氣所需的潛能負荷。這種潛能組分隨環境濕度而變化。例如，除去20g的水蒸氣需要除去大約45,000J的潛能。這是1000m²的辦公空間的通常的峰值需求，表示每千平方米通風空間多達45kW的連續潛冷卻負荷。供應空氣溫度降低到低于12℃，且然后再加熱到指定的最終供應空氣溫度。要冷卻空氣并然后再加熱空氣需要另外的顯熱能。