CN101915442A - 一种固体吸附除湿装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型固体吸附除湿装置，属热能利用和空调制冷领域，包括竖直风道、设置在其中的除湿基底、热源、冷源，除湿基底包括多根纵向排列的翅片管，与各翅片管纵向接触的多个平板型翅片，粘结在基底表面上的硅胶吸附质；热源与除湿基底相连构成热水回路；冷源与除湿基底相连构成冷水回路；该热水回路与冷水回路通过阀门的开合切换交替工作。本发明传热效率高，结构简单，易市场化，节能率高。能够使用太阳能、地热能。再生过程采用自然拔气，节省动力。

Description

一种固体吸附除湿装置
技术领域
本发明属热能利用和空调制冷领域，涉及一种固体吸附式除湿装置，尤其涉及一种太阳能为热源或地热能为热源的固体吸附式除湿技术。
背景技术
空气中的水汽就，即湿度与人体的热舒适度密切相关，当空气温度很高或很低时，过高的湿度会给人造成极大的不舒适，有些工艺过程，也需要干燥的环境，但目前尚无廉价商品化的装置，尤其是小型装置。采用热能吸收式制冷，不但需要冷却塔，投资高，设备复杂，而且占地多，浪费水。
现有的液体除湿机组，再生温度高，而且有腐蚀性，设备同样复杂昂贵。对于小型建筑是不经济的。
市场上现有的转轮式固体吸附除湿机组不但构造复杂，价格昂贵，而且再生温度高，需使用常规能源的蒸汽进行再生。
硅胶是一种吸湿性能好，早已被世人重视，且在某些领域已广泛应用的固体吸附质，因它价廉无毒。
1994年7月12日获得的专利(CN2172421Y)中所示的干燥装置中的吸附质是以填充状态置于外层保护料中，其传热杆是插在填充料中的电加热杆。
2008年2月27日专利(CN10113328A)所公开的一种“湿度调节装置”中提出的“吸附热交换器”是由铜制热交换管和铝制鳍片以交叉型构成的所谓交叉鳍片。这种热交换器通常用于空调领域，其鳍片与管子的接触面是圆环形，难于焊接连接，且相对鳍片面积较小。并且在这种鳍片表面上粘接吸附质，工艺上有较大难度。
1987年专利87108120A发明的一种冷却装置，它是将热、冷水管“埋设于”吸附质床(室)内，与之进行热交换获得加热再生或冷却吸附。该干燥床(室)是填充型的，因而与盘管的热交换的热阻很大，效率不高。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种固体吸附除湿装置，本发明具有传热效率高、结构简单、节能率高、再生温度低、易市场化的特点，还能够使用太阳能、地热能以及热电厂夏季梯级利用的热水等热源，再生过程采用自然拔气，节省动力。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：本装置包括竖直风道、设置在竖直风道中的除湿基底、热源、冷源，其特征在于，所述除湿基底包括多根纵向排列的翅片管，与各翅片管纵向接触的多个平板型翅片，粘结在基底上的硅胶吸附质，与所有翅片管的上端相连通的出水管和与所有翅片管的下端相连通的进水管；该出水管和进水管均为一端封闭、另一端带有阀门的管道；所述的竖直风道的上端开有带阀门的排汽口，竖直风道的侧壁的上、下部分别开有带阀门的出风口和进风口；所述的热源通过带有热水泵的管道分别与除湿基底的出水管和进水管的带有阀门的端口相连构成热水回路；所述的冷源通过带有冷水泵的管道也分别与除湿基底的出水管和进水管的带有阀门的端口相连构成冷水回路；该热水回路与冷水回路通过阀门的开合切换交替工作。
本发明装置的工作原理为：当热水回路开启时，进风口阀、出风口阀关闭，位于竖直风道上部的排汽口阀打开，在翅片管道内通过热源加热的热水，使被加热的硅胶吸附质中水汽由于比重轻从上部排气口排除从而使硅胶吸附质的吸附能力再生，之后排汽口阀关闭，翅片管道通过冷水，进风口阀和出风口阀开启，开启冷水回路，在翅片管道内通过冷源冷却的冷水使硅胶降温，具有了吸附能力，当湿空气从进风口进入并流过硅胶吸附质表面时，湿空气中的水汽被硅胶吸附质吸附，变成干冷的空气，从出风口排出，从而完成对湿空气的吸附除湿过程。
本发明的特点及有益效果：
本装置采用翅片管与平板型翅片沿管长方向设置，即纵向紧密结合的翅片管为基底，有承压能力，翅片管与冷热水回路相连，即翅片被管内的水加热和冷却，因而传热效率高，节能率高。
本装置使用硅胶为吸附质，再生温度要求低，吸附性能也好，所以利用太阳能和地热能大部分都可以满足再生要求。再生过程采用自然拔气，节省动力。
本发明具有构造简单，成本低，性能优良，无腐蚀性，易市场化的优点。
附图说明：
图1为本发明的构造示意图，其中，图1(a)为整体结构示意图，图1(b)为图1(a)的I-I向剖示图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体构造和实施做进一步说明，
图1为本发明的固体吸附除湿装置的结构及工作示意图，该装置主要包括由多个翅片23、多根翅片管24构成的基底；平板型翅片与各翅片管纵向接触(即翅片管子平板型翅片沿管长方向紧密结合)；多个粘接在基底表面上的硅胶粒22；热水进水管7和热水进水阀4，热水出水管6和热水出水阀1；冷水进水管8和冷水进水阀3，冷水出水管5和冷水出水阀2；竖直风道25，排汽口11，排汽口阀12，出风口13，出风口阀14，进风口15，进风口阀16，风机17；热水源R，冷水源L；热水泵9，冷水泵10；所述的热水进水管7是从热水源R的出水口19经热水泵9和热水进水阀4接至连通各翅片管下端的进水管26，所述的热水出水管6是从连通各翅片管上端的出水管27经热水出水阀1接到热水源R的进水口18，构成热水回路；所述的冷水进水管8是从冷水源L的出水口21经冷水泵10和冷水进水阀3接至连通各翅片管下端的进水管26，所述的冷水出水管5是从连通各翅片管上端的出水管27经冷水出水阀2接到冷水源L的进水口20，构成冷水回路；热水出水阀1和冷水出水阀2通过三通与出水管27相连，冷水进水阀3和热水进水阀4通过三通与进水管26相连；该热水回路与冷水回路通过阀门的开合切换交替工作。所述的竖直风道下侧装有进风口15和进风口阀16，上侧装有出风口13和出风口阀14，顶部装有排汽口11和排汽口阀12；所述的粘有硅胶粒22的基底是装在竖直风道25内的。根据上述的构造，热水可以从热水源R在热水泵9的作用下，通过翅片管24对它和硅胶粒22加热，之后回到热水源R；冷水可以从冷水源L在冷水泵10的作用下，通过翅片管24对它和硅胶粒22冷却，之后回到冷水源L。
具体实施吸附除湿的运行过程如下：由于硅胶吸附质在自然环境已经吸附一定的水分，所以本发明装置运行的第一步是再生过程，即开启热水进水阀4，热水出水阀1，开启热水泵9，热水从热水源R在热水泵9的作用下，通过热水进水管7，流经翅片管24，再经热水出水口6回到热源R。运行同时开启排汽口阀12，关闭进风口阀16，关闭出风口阀14，关闭风机17。由于硅胶粒22通过翅片被加热，又因为水汽比较轻，水汽从排气口11排除，硅胶粒22获得再生，完成再生的过程后；关闭热水进水阀4，关闭热水出水阀1，开启冷水进水阀3，开启冷水出水阀2，关闭热水泵9，开启冷水泵10，关闭排汽口阀12，开启进风口阀16，开启出风口阀14，开启风机17，冷水从冷水源L在冷水泵10的作用下通过冷水进水管8流经翅片管24，使硅胶粒22通过翅片被冷却，再经冷水出水管5回到冷水源L，由于被冷却的硅胶粒22具有吸附性能，在风机17作用下从进风口15进入的湿空气，其中的水汽被硅胶粒22吸附，而后从出风口13排出，从而使该气流被干燥。
上述装置各部件的具体实施方式详细说明如下：
本发明的基底中的每根翅片管的一个侧面或两个相对的侧面纵向紧密接触有平板型翅片，多个翅片、多根翅片管，根据需要可形成多排(如图1(b)所示，图中示出三排翅片管与管的两侧都固定有翅片管的结构)，所述的翅片管使用直径为8mm-6mm内径，0.1-0.15mm厚的紫铜管，所述的翅片采用110-130mm宽，0.2-0.3mm厚的紫铜板，并在其中间压槽将翅片管沿管长方向焊接。同一排的翅片之间留有少许间隔，各排之间两翅片管的中心间隔为23mm-25mm。
本装置的硅胶吸附质采用常规产品。
本装置的冷热水进水或出水阀可以采用常规的电动或手动截止阀；
本装置的风阀可以采用常规的步进电机控制的开关阀；
本装置的热源可采用家用的太阳能热水器产生的热水或太阳能热水工程产生的热水、地热能或冬季采暖的热水管网在夏季提取的热水。
本装置的冷源，可以采用各种热泵的高温冷水(本领域称温度在13°-16°的冷水)或地埋管中提取的冷水或井水等。
为了使湿空气能被连续干燥，在实际应用时可采用成对的上述装置，其中一个再生，另一个吸附，周期***替工作。

Claims (3)

1.一种固体吸附除湿装置，包括竖直风道、设置在竖直风道中的除湿基底、热源、冷源，其特征在于，所述除湿基底包括多根纵向排列的翅片管，与各翅片管纵向接触的多个平板型翅片，粘结在基底表面上的硅胶吸附质，与所有翅片管的上端相连通的出水管和与所有翅片管的下端相连通的进水管；该出水管和进水管均为一端封闭、另一端带有阀门的管道；所述的竖直风道的上端开有带阀门的排汽口，竖直风道的侧壁的上、下部分别开有带阀门的出风口和进风口；所述的热源通过带有热水泵的管道分别与除湿基底的出水管和进水管的带有阀门的端口相连构成热水回路；所述的冷源通过带有冷水泵的管道也分别与除湿基底的出水管和进水管的带有阀门的端口相连构成冷水回路；该热水回路与冷水回路通过阀门的开合切换交替工作。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述与各翅片管纵向接触的多个平板型翅片为每根翅片管的一个侧面或两个相对的侧面纵向接触有平板型翅片。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热源采用家用太阳能热水器产生的热水或太阳能热水工程产生的热水、地热能或冬季采暖的热水管网在夏季提取的热水之任一种；所述冷源采用热泵的高温冷水或地埋管中提取的冷水或井水。
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