CN109764420A - 一种微波加热排湿装置及转轮除湿机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波加热排湿装置，安装在除湿转轮的排湿通道面，包括屏蔽电磁波的保温隔热室、电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头；电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头位于保温隔热室内，微波源发射头朝向除湿转轮，微波源模块控制微波源发射头发射微波加热量。本发明中微波加热排湿装置的选择性加热特点可对水分均匀加干燥，没有额外的热能损失，相应的容器不会发热，热效率高；固态微波源结合温度传感器和微波功率控制器实现恒温按比例控制微波加热量；采用三层电磁屏蔽设计，屏蔽电磁波的效果佳；微波加热排湿装置对转轮除湿机的除湿转轮的再生区排湿加热处理效率高，不产生的废气。本发明还公开了一种转轮除湿机。
Description
技术领域
本发明涉及转轮除湿技术领域，尤其涉及一种微波加热排湿装置及转轮除湿机。
背景技术
现有的转轮除湿机中分为干燥风道和排湿风道，除湿转轮在机体内的除湿段内部由密封***分为处理区域和再生区域，除湿转轮以5-12转/小时的速度缓慢旋转保证整个除湿为连续过程。当处理空气通过转轮的处理区域时，其中的水蒸汽被转轮中的吸湿介质所吸附，水蒸气发生相变并释放出潜热，转轮也因吸湿了一定的水份而逐渐趋向饱和；这时，处理空气因自身的水份减少和潜热释放而变成干的、热的空气。同时，在再生区域，另一路空气先经过再生加热器后，变成高温空气并穿过吸湿后的饱和转轮，使转轮中已吸附的水份蒸发，从而恢复了转轮的除湿能力；同时，再生空气因水份的蒸发而变成湿空气；之后再通过再生风机将湿空气排到室外。
现有的转轮除湿机中使用的再生加热器主要还是电热管加热、蒸汽盘管加热、燃气燃烧机加热等。也有少部分转轮除湿机中选用冷凝器进行加热，在该种除湿机中，干燥风道内可设置蒸发器，利用蒸汽压缩式制冷(可变频)***中空调压缩机压缩排出高温，高压的冷媒气体，经过的冷凝器冷凝放热用来对经过排湿风道的空气进行加热。
但是，无论采用上述何种加热装置应用于转轮除湿机中，都存在加热效率低、不环保等不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种微波加热排湿装置及转轮除湿机，其能解决现有加热效率低、不环保的问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种微波加热排湿装置，安装在除湿转轮的排湿通道面，包括屏蔽电磁波的保温隔热室、电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头；所述电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头位于所述保温隔热室内，所述微波源发射头朝向所述除湿转轮，所述微波源模块控制所述微波源发射头发射微波加热量。
进一步地，所述保温隔热室包括新风加热室和排风加热室，所述新风加热室、排风加热室分别位于所述除湿转轮的两侧，所述新风加热室、排风加热室分别安装有所述电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头。
进一步地，所述微波加热排湿装置还包括温度传感器、微波功率控制器，通过微波源发射头向除湿转轮进行微波加热，当达到设定温度时，温度传感器向所述微波功率控制器输出控制信号，微波功率控制器通过PID运算向所述微波源模块输出控制电压，再通过微波源模块控制所述微波源发射头发射微波加热量。
进一步地，所述微波源模块的数量根据微波加热功率配置，微波加热功率根据所需的排湿水量计算，按每千瓦微波功率每小时去水0.8～1.2公斤计算实际所需的微波功率大小。
进一步地，所述微波源模块为固态微波源或磁控管。
进一步地，所述固态微波源或磁控管的加热微波频率为2450MHZ。
进一步地，所述电磁屏蔽组件包括电磁屏蔽网、孔板式电磁屏蔽挡板，所述电磁屏蔽网的厚度大于20mm，结构是可通风的低风阻金属过滤网型，所述孔板式电磁屏蔽挡板包括若干层孔板式电磁屏蔽格栅，每层的间距为15mm至40mm，每一片孔板表面开孔缝隙设计为：L＝12～1.2mm范围。
进一步地，所述微波加热排湿装置还包括空气导流罩，所述空气导流罩为圆弧形，与除湿转轮的排湿面密封连接。
一种转轮除湿机，包括机箱、除湿转轮，所述除湿转轮安装在所述机箱内，所述机箱内设有排湿风道和干燥风道；所述除湿转轮位于所述干燥风道内的部分为处理区，所述除湿转轮位于所述排湿风道的部分为再生区；还包括以上任一项所述的微波加热排湿装置，所述微波加热排湿装置安装在排湿风道内并用于对排湿风道内空气进行加热；所述微波加热排湿装置有两个，分别位于除湿转轮的再生区的两侧面。
进一步地，所述微波加热排湿装置的进风端与所述排湿风道的进风端之间设有预加热装置；预加热装置为冷凝加热器。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)微波加热均匀，微波能穿透物体内部里外同时加热，对水分子采用频率为2450MHZ，以每秒24亿5千万次的震荡，水分子之间互相摩擦产生热量，自己发热，在电磁场作用下，这些极性水分子从原来的随机分布状态转向按照电场的极性排列取向。在高频电磁作用下，这些取向按交变电磁场的变化而变化，这一过程致使水分子的运动和相互磨擦从而产生热量。此时交变电磁场的场能转化为介质内的热动能，使介质温度不断升高，由于微波作用于水分子，所以含水量高的部份，吸收微波功率多于含水量较低的部份。这种选择性加热的特点，可以做到均匀加热和均匀干燥，高效节能；此外微波加热没有额外的热能损失，相应的容器不会发热，所以热效率极高，无污染废气产生，且节约电能。
(2)固态微波源或磁控管发射微波源，尤其是固态微波源，高精度输出功率控制，高精准度控制热量，输出功率波动度小于3％，结合温度传感器和微波功率控制器实现采用恒温按比例控制微波加热量。
(3)微波加热排湿装置采用三层电磁屏蔽设计，保温隔热室采用电磁屏蔽设计，第二层为电磁屏蔽网进行电磁屏蔽，第三层采用孔板式电磁屏蔽挡板进行电磁屏蔽，其设计都经过多次试验，屏蔽电磁波的效果最佳。
(4)转轮除湿风机，由于微波加热排湿装置加热效率高，因而对转轮除湿机的除湿转轮的再生区排湿加热处理效率高，且在加热过程中，不产生的废气、残余物和烟尘，保持除湿转轮的洁净。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种微波加热排湿装置一较佳实施例的立体图；
图2为本发明一种微波加热排湿装置一较佳实施例的主视图；
图3为本发明一种微波加热排湿装置一较佳实施例的侧视图；
图4为本发明一种转轮除湿机第一实施例的立体图；
图5为本发明一种转轮除湿机第一实施例的主视图；
图6为本发明一种转轮除湿机第二实施例的立体图；
图7为本发明一种转轮除湿机第二实施例的主视图；
图8为本发明一种微波加热排湿装置一较佳实施例的电气控制流程示意图。
图中：10、微波加热排湿装置；111、排风加热室；112、新风加热室；121、电磁屏蔽网；122、孔板式电磁屏蔽挡板；13、固态微波源；131、微波源固定板；14、微波源发射头；15、温度传感器；16、空气导流罩；17、排风温度传感器；20、除湿转轮；30、机箱；31、排湿风道；311、再生新风阀；312、初效过滤器；313、排湿风机；314、冷媒式冷凝器；315、制冷压缩机；32、干燥风道；321、送风阀；322、循环送风机；323、进风阀；324、节流膨胀阀；325、冷媒式蒸发器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-8，一种微波加热排湿装置10，安装在除湿转轮20的排湿通道面，除湿转轮20的位于排湿转轮内的部分为再生区，通常将再生区的两面为排湿通道面，本发明提供的微波加热排湿装置10有两组，分别安装在再生区的两面。
每组微波加热排湿装置10包括屏蔽电磁波的保温隔热室、电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头14、温度传感器15、微波功率控制器、空气导流罩16，温度传感器15为红外线温度传感器。
保温隔热室包括新风加热室112和排风加热室111。新风加热室112、排风加热室111分别位于除湿转轮20的两侧，在空气的流通方向上依次是新风加热室112、除湿转轮20、排风加热室111。
空气导流罩16为圆弧形，以便一端与除湿转轮20的再生区的排湿面密封连接，两个空气导流罩16分别位于新风加热室112、排风加热室111内。
在空气导流罩16的另一端固定安装有微波源固定板131，在微波源固定板131上固定安装有若干微波源模块、若干微波源发射头14、温度传感器15。微波源发射头14朝向除湿转轮20，微波源模块控制微波源发射头14向除湿转轮20发射微波加热量。
参考图1-3，具体地，本实施例的新风加热室112和排风加热室111分体制造，微波加热排湿装置10在除湿转轮20两面安装。新风加热室112和排风加热室111都是用双层金属制成的封闭屏蔽电磁波且具有保温隔热性能。新风加热室112中在顺气流方向分别安装电磁屏蔽网121和孔板式电磁屏蔽挡板122，防止电磁波泄漏，后面是空气导流罩16，与空气导流罩16固定连接的微波源固定板131上用螺丝紧固安装有对着除湿转轮20排湿面的固态微波源13、微波源发射头14。
微波源模块为固态微波源13或磁控管，固态微波源13或磁控管的常用频率为433MHZ，915MHZ，2450MHZ。经试验，在本实施例中选用固态微波源13对水分子的加热微波频率最佳为2450MHZ，在其他实施例中，不限定这一加热微波频率。
微波源模块的数量根据微波加热功率配置，微波加热功率根据所需的排湿水量计算，按每千瓦微波功率每小时去水0.8～1.2公斤计算实际所需的微波功率大小。
在新风加热室112和排风加热室111端部安装有电磁屏蔽组件。电磁屏蔽组件包括金属钢丝制成的电磁屏蔽网121和金属制成的孔板式电磁屏蔽挡板122。优选地，电磁屏蔽网121的厚度大于20mm，电磁屏蔽网121的结构是可通风的低风阻金属过滤网型。孔板式电磁屏蔽挡板122包括若干层孔板式电磁屏蔽格栅，每层的间距为15mm至40mm，每一片孔板表面开孔缝隙设计为：L＝12～1.2mm范围。
微波加热排湿装置10的控制原理：参考图8，微波源发射头14朝向除湿转轮20发射微波频率为2450兆赫的微波。进行对除湿转轮20表面温度加热到90-130℃，恒温控制由设置在新风加热室112和排风加热室111的温度传感器15控制在90-135℃范围，对水分恒温加热蒸发排湿处理，温度传感器15检测到除湿转轮20表面的温度，把温度变成0-10V或10-20mA控制信号输入到微波功率控制器进行PID运算，然后输出DC直流电源控制电压供电给,固态微波源13或磁控管控制微波源发射头14再发射一定功率微波加热除湿转轮20，如此循环工作。
一种转轮除湿机，参考4-7，包括机箱30、除湿转轮20、微波加热排湿装置10。
除湿转轮20安装在机箱30内。机箱30内设有排湿风道31和干燥风道32，排湿风道31的入风口处安装有再生新风阀311，再生新风阀311后安装有初效过滤器312，排湿风道31的出风口安装有排湿风机313，干燥风道32的进风口安装有进风阀323，干燥风道32的出风口安装有循环送风机322，而后安装送风阀321。
除湿转轮20位于干燥风道32内的部分为处理区，除湿转轮20位于排湿风道31的部分为再生区。两组微波加热排湿装置10安装在转轮再生区的两面上，新风加热室112和排风加热室111位于排湿风道31内，微波加热排湿装置10安装在排湿风道31内并用于对排湿风道31内空气进行加。
参考图6-7，在第二实施例中的转轮除湿机与第一实施例相比增加了预加热装置，微波加热排湿装置10的进风端与排湿风道31的进风端之间设有预加热装置；预加热装置为冷媒式冷凝器314，冷媒式冷凝器314可选用现有技术中的冷凝加热装置，冷凝加热装置还包括冷媒式蒸发器325，由制冷压缩机315提供冷媒压缩循环动力，通过节流膨胀阀324节流装置，利用制冷压缩机315压缩排出高温，高压的冷媒气体，经过的冷媒式冷凝器314冷凝放热用来对经过排湿风道31的空气进行加热。具体原理本领域技术人员可由现有技术中获知，因而在此处不在赘述。
转轮除湿机的工作原理是：空气经进风阀323进入干燥风道32内，进入前冷水表冷器，在循环送风机322的作用下，通过除湿转轮20的处理区时，其中的水蒸汽被除湿转轮20中的吸湿介质所吸附，水蒸气同时发生相变，并释放出潜热，除湿转轮20也因吸湿了一定的水份而逐渐趋向饱和；这时，处理空气因自身的水份减少和潜热释放而变成干的、热的空气，此过程是等焓除湿，再经后冷水表冷器进一步等湿降温处理经送风阀321送进室内。同时，由于除湿转轮20不断地转动循环，室外再生风可经排湿风道31的进风端处的再生新风阀311进入，而后经初效过滤器312过滤后进入排湿风道31，在排湿风机313的作用下，再生空气先经过微波加热排湿装置10，变成高温空气(一般为100-130度)并穿过吸湿后的除湿转轮20的再生区，使除湿转轮20中已吸附的水份蒸发，从而恢复了除湿转轮20的除湿能力；同时，再生空气因水份的蒸发而变成湿空气由排湿风道31的出风端排出。由于微波加热排湿装置10加热效率高，因而对转轮除湿机的除湿转轮20的再生区排湿加热处理效率高，且在加热过程中，不产生的废气、残余物和烟尘，保持除湿转轮20的洁净。
优选地，如图1-8所示，为了保证微波加热排湿装置10的正常工作，避免除湿转轮20表面的温度长期工作温度过高导致加热装置故障，本微波加热排湿装置10还设有排风温度传感器17，必须由微波功率控制器要与排湿风机313连锁开停机，先开排湿风机313然后才能启动微波功率控制器来控制固态微波源或磁控管，进而控制微波发射头来发射微波功率。停机顺序是：先停微波功率控制器后停固态微波源或磁控管，进而控制微波发射头来发射微波功率。最后停排湿风机313。
在上述方案的基础上，为了实现微波加热排湿装置10能够正常运行时，防止微波外泄，进一步保证防止电磁波泄漏和控制微波加热转轮除湿面的热量。还做如下具体措施。
设计了三层防电磁波泄漏：
第一层：利用电磁波多次反射损耗，金属平板的导电率和磁导率越高，金属平板厚度越厚，其屏蔽电磁波的效果越好。利用电磁波的在箱体内壁的反射损耗，由于空气和屏蔽金属内板的电磁波阻抗不同，使到入射的电磁波产生反射作用和吸收作用，使到电磁波能量衰减很多。采用结构是机箱30采用密闭的双层镀锌板夹层50mm厚度的隔热绝缘防火棉，其中镀锌板厚度大于1.5mm厚。
第二层：进入金属平板内的电磁波在屏蔽的金属内部传播时，由于衰减而产生的吸收作用于金属板的厚度有关。金属平板厚度越厚，其屏蔽电磁波的效果越好。
采用结构为：在固态微波源13或磁控管后面安装可通风的金属钢丝制成的电磁屏蔽网121，电磁屏蔽网121的厚度大于20mm，结构是可通风的低风阻金属过滤网型。
第三层：利用电磁波经过缝隙屏蔽结构原理。尽量缩短缝隙长度，使到缝隙与电磁波涡流垂直。直接衰减电磁波，一般设计缝隙的长度：
L＝λ/10～λ/100
其中：缝隙的长度L，λ为电磁波长。屏蔽金属挡板板的缝隙与电磁波产生涡流垂直作用，使到电磁波能量衰减很多。
采用结构为：孔板式电磁屏蔽挡板122包括若干层孔板式电磁屏蔽格栅，每层的间距为15mm至40mm，每一片孔板表面开孔缝隙设计为：L＝12～1.2mm范围。
本发明结构合理严谨，微波加热排湿装置10的选择性加热特点可以做到对水分均匀加热和均匀干燥，高效节能，没有额外的热能损失，相应的容器不会发热，所以热效率极高，无污染废气产生，且节约电能；固态微波源13高精度输出功率控制，高精准度控制热量，输出功率波动度小于3％，结合温度传感器15和微波功率控制器实现采用恒温按比例控制微波加热量；采用三层电磁屏蔽设计，其设计都经过多次试验，屏蔽电磁波的效果最佳；由于微波加热排湿装置10加热效率高，因而对转轮除湿机的除湿转轮20的再生区排湿加热处理效率高，且在加热过程中，不产生的废气、残余物和烟尘，保持除湿转轮20的洁净。
以上，所有的实施方式仅为本发明的优选实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种微波加热排湿装置，安装在除湿转轮的排湿通道面，其特征在于：包括屏蔽电磁波的保温隔热室、电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头；所述电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头位于所述保温隔热室内，所述微波源发射头朝向所述除湿转轮，所述微波源模块控制所述微波源发射头发射微波加热量。
2.如权利要求1所述的微波加热排湿装置，其特征在于：所述保温隔热室包括新风加热室和排风加热室，所述新风加热室、排风加热室分别位于所述除湿转轮的两侧，所述新风加热室、排风加热室分别安装有所述电磁屏蔽组件、微波源模块、微波源发射头。
3.如权利要求2所述的微波加热排湿装置，其特征在于：所述微波加热排湿装置还包括温度传感器、微波功率控制器，通过微波源发射头向除湿转轮进行微波加热，当达到设定温度时，温度传感器向所述微波功率控制器输出控制信号，微波功率控制器通过PID运算向所述微波源模块输出控制电压，再通过微波源模块控制所述微波源发射头发射微波加热量。
4.如权利要求3所述的微波加热排湿装置，其特征在于：所述微波源模块的数量根据微波加热功率配置，微波加热功率根据所需的排湿水量计算，按每千瓦微波功率每小时去水0.8～1.2公斤计算实际所需的微波功率大小。
5.如权利要求4所述的微波加热排湿装置，其特征在于：所述微波源模块为固态微波源或磁控管。
6.如权利要求5所述的微波加热排湿装置，其特征在于：所述固态微波源或磁控管的加热微波频率为2450MHZ。
7.如权利要求1所述的微波加热排湿装置，其特征在于：所述电磁屏蔽组件包括电磁屏蔽网、孔板式电磁屏蔽挡板，所述电磁屏蔽网的厚度大于20mm，结构是可通风的低风阻金属过滤网型，所述孔板式电磁屏蔽挡板包括若干层孔板式电磁屏蔽格栅，每层的间距为15mm至40mm，每一片孔板表面开孔缝隙设计为：L＝12～1.2mm范围。
8.如权利要求2所述的微波加热排湿装置，其特征在于：所述微波加热排湿装置还包括空气导流罩，所述空气导流罩为圆弧形，与除湿转轮的排湿面密封连接。
9.一种转轮除湿机，包括机箱、除湿转轮，所述除湿转轮安装在所述机箱内，所述机箱内设有排湿风道和干燥风道；所述除湿转轮位于所述干燥风道内的部分为处理区，所述除湿转轮位于所述排湿风道的部分为再生区；其特征在于：还包括权利要求1至8任一项所述的微波加热排湿装置，所述微波加热排湿装置安装在排湿风道内并用于对排湿风道内空气进行加热；所述微波加热排湿装置有两个，分别位于除湿转轮的再生区的两侧面。
10.如权利要求9所述的一种转轮除湿机，其特征在于：所述微波加热排湿装置的进风端与所述排湿风道的进风端之间设有预加热装置；预加热装置为冷凝加热器。
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