CN205481447U - 一种温度与湿度控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种温度与湿度控制装置，该装置包括依次连接的第一、第二新风空气冷却器、新风处理转轮、循环风处理表冷器、循环风处理转轮和循环风后表冷器，循环风后表冷器的出口通向待净化空间，并通过降温表冷器控制待净化空间的温度，第一新风空气冷却器、循环风后表冷器及降温表冷器的冷媒温度高于第二新风空气冷却器的冷媒温度，新风处理转轮的再生温度低于循环风处理转轮的再生温度。本实用新型由于对新鲜空气进行两级冷却并对新鲜空气进行吸附除湿处理，使进入循环风处理转轮的空气的湿度低，循环风处理转轮的再生风量下降，从而降低循环风处理转轮的再生能源消耗，同时本***采取两个温度的冷媒，使获得冷媒消耗的能源最低。

Description

一种温度与湿度控制装置

技术领域

本实用新型涉及空气处理领域，具体来说，涉及一种温度与湿度控制装置，尤其适用于低露点场合的温度与湿度控制。

背景技术

工业是国民经济的重要部分，如轻工业和重工业，很多工业过程对空气露点有严格的要求，如露点在0℃以下的条件下进行，锂离子电池生产过程对空气露点要求更为严格，要求在-40℃以下，这就对空气的处理提出了较高的要求。

控制特定场所空气的露点一般是通过控制该场所的空气温度和湿度来实现的，目前，将空气露点处理到0℃以下常用的方法是吸附转轮除湿，而露点要求越低，吸附转轮消耗的能量就越高。低露点的温度与湿度控装置主要的能源消耗在两个方面：(1)温度控制消耗大量的冷负荷，(2)转轮再生消耗大量的热能。降低温度与湿度控制装置运行的能耗主要有两个技术手段：一是提高产生冷量设备的制冷效率，二是降低转轮再生功率。

目前，最常用的提高制冷效率的方法就是提高制冷机的蒸发温度，研究表明，每当制冷机蒸发温度提高1℃，制冷机制冷效率提高2.3％左右，衡量制冷机制冷效率有一个基本参数叫能效比，定义为：产生的制冷量/电力消耗，这个值越大，制冷效率越高，如果普通制冷机产生7℃的冷冻水，能效比是4.5左右，但是如果产生12℃的冷冻水，能效比是7左右。降低转轮再生能源消耗的途径主要有两个途径，第一、研制低再生温度条件下工作的吸附转轮，第二，研究降低转轮进口空气含水量方法，使转轮吸水负荷下降，从而降低转轮再生风量。

至今，在新鲜空气除湿领域，国际、国内已经有商品化的可以在70℃左右温度条件下再生的低温再生转轮，用于新鲜空气除湿领域的转轮最多可以将空气含水量降低到1g/m3左右。降低低露点吸附转轮工作能源消耗的有效途径就是尽可能地降低进转轮时空气含水量，以便降低转轮再生风量。目前没有低温再生转轮可以将空气露点降低到-40℃以下，低露点温度与湿度控制装置普遍存在能量消耗高的问题。因此，如何降低低露点的温度和湿度控制的运行能量消耗，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

鉴于此，本实用新型提出一种温度与湿度控制装置，以解决低露点空间的温度和湿度控制问题，和/或，低露点空间温度和湿度控制的节能问题。

一方面，本实用新型提出的温度与湿度控制装置，包括依次连接的新风处理单元、湿度控制单元和温度控制与净化单元，所述新风处理单元包括依次连接的第一新风空气冷却器、第二新风空气冷却器和新风处理转轮，所述湿度控制单元包括依次连接的循环风处理表冷器、循环风处理转轮和循环风后表冷器，所述循环风后表冷器的出口通向待净化空间，所述温度控制与净化单元包括降温表冷器，所述降温表冷器用于控制待净化空间的温度，所述第一新风空气冷却器、循环风后表冷器及降温表冷器的冷媒温度高于所述第二新风空气冷却器的冷媒温度，所述新风处理转轮的再生温度低于所述循环风处理转轮的再生温度。

作为如上所述的温度与湿度控制装置在一方面的改进，所述新风处理转轮的再生温度低于80℃，所述所述循环风处理转轮的再生温度高于110℃；

所述第一新风空气冷却器的冷媒温度不低于12℃，所述第二新风空气冷却器的冷媒温度不高于7℃。

作为如上所述的温度与湿度控制装置在一方面的改进，所述待净化空间的出口通过返回管道连通所述循环风处理转轮的进口。

作为如上所述的温度与湿度控制装置在一方面的改进，还包括温度控制与净化单元，所述温度控制与净化单元包括降温表冷器，所述降温表冷器的进口和出口连通所述待净化空间的不同位置。

本实用新型提出的温度与湿度控制装置，包括依次连接的新风处理单元、温度控制单元和温度控制与净化单元，新风处理单元包括依次连接的第一新风空气冷却器、第二新风空气冷却器和新风处理转轮，湿度控制单元包括依次连接的循环风处理表冷器、循环风处理转轮和循环风后表冷器，循环风后表冷器的出口通向待净化空间，温度控制与净化单元包括降温表冷器，降温表冷器用于控制待净化空间的温度，第一新风空气冷却器、循环风后表冷器及降温表冷器的冷媒温度高于第二新风空气冷却器的冷媒温度，新风处理转轮的再生温度低于循环风处理转轮的再生温度。

本实用新型的控制装置，优点如下：首先，由于利用第一新风空气冷却器和第二新风空气冷却器对新鲜空气进行两级冷却并通过新风处理转轮对新鲜空气进行除湿处理，处理后的空气湿度大幅下降，从而降低了进入循环风处理转轮的空气的湿度，因而循环风处理转轮的再生风量大幅下降，从而降低循环风处理转轮的再生能源消耗。其次，可以控制第二新风空气冷却器和循环风处理表冷器采用温度相对较低的冷媒，因此进入新风处理转轮和循环风处理转轮的空气温度低，新风处理转轮和循环风处理转轮的吸附性能好(说明：进转轮空气温度越低，转轮吸附性能越好)，这样，无论低温的新风处理转轮前的空气还是进高温的循环风处理转轮前的空气都被充分冷却，转轮的吸附能力被充分发挥。再次，进入新风处理转轮的新鲜空气利用廉价的低温实现再生，使进入循环风处理转轮的空气湿度大幅下降，从而使循环风处理转轮的再生风量下降，降低了循环风处理转轮的再生功率。最后，由于冷媒消耗比例最大的部分是第一新风空气冷却器、循环风后表冷器和降温表冷器，而三者均采用温度相对较高的冷媒，由于制造高温冷媒时制冷机效率高，因此，降低了整个装置的制冷能源消耗，节省了能源，同时本***采取两个温度的冷媒，使获得冷媒消耗的能源最低。

另外，采用双温、双转轮实现了低露点空间的温度与湿度控制要求，即，同时采取两种不同温度的冷媒控制温度，采取两种不同再生温度的转轮控制湿度，与常规的低露点温度与湿度控制装置相比较，可以节约运行成本。

在进一步的技术方案中，由于设置了返回管道，从而使待净化空间的空气形成循环流动，可以循环由温度控制单元对待净化空间内的空气进行温度和湿度控制，提高控制效率和控制质量。

在进一步的技术方案中，由于设置了温度控制与净化单元，可以对待净化空间的空气进行协同控制，提高控制效果。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例公开的一种温度与湿度控制装置的示意图；

附图中：

100新风处理单元；110第一新风空气冷却器；120第二新风空气冷却器；130新风处理转轮；131第一再生加热器；132第一再生风机；200温度控制单元；210循环风处理表冷器；220循环风处理转轮；221第二再生加热器；222第二再生风机；230循环风后表冷器；300待净化空间；400温度控制与净化单元；410降温表冷器；500返回管道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在本文中，“第一”、“第二”仅用于区分不同部件，不能作为部件本身的限定；“新风”是指从待净化空间300以外提取的空气。

参见图1，一方面，本实施例示出了一种温度与湿度控制装置，包括依次连接的新风处理单元100、湿度控制单元200和温度控制与净化单元400，新风处理单元100包括依次连接的第一新风空气冷却器110、第二新风空气冷却器120和新风处理转轮130，温度控制单元200包括依次连接的循环风处理表冷器210、循环风处理转轮220和循环风后表冷器230，循环风后表冷器230的出口通向待净化空间300，温度控制与净化单元400包括降温表冷器410，降温表冷器410用于控制待净化空间300的温度，待净化空间300可以为制造加工车间，第一新风空气冷却器110、循环风后表冷器230及降温表冷器410的冷媒温度高于第二新风空气冷却器120的冷媒温度，新风处理转轮130的再生温度低于循环风处理转轮220的再生温度，因此，相比而言，第一新风空气冷却器110是高温冷媒空气冷却器，第二新风空气冷却器120是低温冷媒空气冷却器，新风处理转轮130作为新鲜空气处理转轮是低再生温度的新风处理转轮，循环风处理转轮220是高再生温度的循环风处理转轮。需要说明的是，第一新风空气冷却器110、第二新风空气冷却器120的冷媒可以是冷冻剂和冷冻水，新风处理转轮130和循环风处理转轮220的再生温度即为各自转轮的再生加热器的出口的空气温度。通过该温度与湿度控制装置，首先，由于利用第一新风空气冷却器110和第二新风空气冷却器120对新鲜空气进行两级冷却并通过新风处理转轮130对新鲜空气进行除湿处理，处理后的空气湿度大幅下降，从而降低了进入循环风处理转轮220的空气的湿度，因而循环风处理转轮220的再生风量大幅下降，从而降低循环风处理转轮220的再生能源消耗。其次，可以控制第二新风空气冷却器120和循环风处理表冷器210采用温度相对较低的冷媒，因此进入新风处理转轮130和循环风处理转轮220的空气温度低，新风处理转轮130和循环风处理转轮220的吸附性能好(说明：进转轮空气温度越低，转轮吸附性能越好)，这样，无论低温的新风处理转轮130前的空气还是进高温的循环风处理转轮220前的空气都被充分冷却，转轮的吸附能力被充分发挥。再次，进入新风处理转轮130的新鲜空气利用廉价的低温实现再生，使进入循环风处理转轮220的空气湿度大幅下降，从而使循环风处理转轮220的再生风量下降，降低了循环风处理转轮220的再生功率。最后，在进一步的技术方案中，由于冷媒消耗比例最大的部分是第一新风空气冷却器110、循环风后表冷器230和降温表冷器410，而三者均采用温度相对较高的冷媒，由于制造高温冷媒时制冷机效率高，因此，降低了整个装置制造冷媒的能源消耗，节省了能源，同时本***采取两个温度的冷媒，使获得冷媒消耗的能源最低。

上述方案中，优选地，循环风处理表冷器210的冷却介质是温度不高于7℃的冷媒(如制冷剂或者冷冻水)，循环风后表冷器230的冷却介质是温度不低于12℃的冷媒。

上述技术方案中，优选地，该温度与湿度控制装置还包括第一再生加热器131和第一再生风机132，新风处理转轮130包括再生转轮处理区和再生转轮再生区，第二新风空气冷却器120的出口连通再生转轮处理区的进口，再生转轮处理区的出口连通循环风处理转轮220的进口，第一再生加热器131的出口连通再生转轮再生区的进口，再生转轮再生区的出口连通第一再生风机132。

上述技术方案中，优选地，该温度与湿度控制装置还包括第二再生加热器221和第二再生风机222，循环风处理转轮220包括除湿转轮处理区、除湿转轮冷却区和除湿转轮再生区，除湿转轮处理区和除湿转轮冷却区的进口同时连通再生转轮处理区的出口，除湿转轮处理区的出口连通待净化空间300的进口，除湿转轮冷却区的出口连通第二再生加热器221的进口，第二再生加热器221的出口连通除湿转轮再生区的进口，除湿转轮再生区的出口连通第二再生风机222的进口，第一再生加热器131出口的空气温度低于第二再生加热器221出口的空气温度。

上述技术方案中，优选地，第一再生加热器131出口的空气温度低于80℃，如75℃、70℃等等，第二再生加热器221出口的空气温度高于110℃，如115℃、120℃；

第一新风空气冷却器110的冷媒温度不低于12℃，如13℃、15℃，第二新风空气冷却器120的冷媒温度不高于7℃，如6℃、5℃。

上述技术方案中，优选地，待净化空间300的出口通过返回管道500连通循环风处理转轮220的进口。由于设置了返回管道500，从而使待净化空间300的空气形成循环流动，可以循环由温度控制单元100对待净化空间300内的空气进行温度和湿度控制，提高控制效率和控制质量。

上述技术方案中，优选地，降温表冷器410的进口和出口连通待净化空间300的不同位置。由于设置了温度控制与净化单元400，可以对待净化空间300的空气进行协同控制，提高控制效果。优选地，降温表冷器410的冷却介质是温度不低于12℃的冷媒，例如制冷剂或者冷冻水。

通过上述的方案，由于第一新风空气冷却器110、循环风后表冷器230以及降温表冷器410消耗的冷量之和远远大于第二新风空气冷却器120与循环风处理表冷器210消耗的冷量之和，而获得高温冷媒消耗的能源远远小于获得低温冷媒消耗的能源，因此，本装置比单一低温冷媒的温度与湿度控制***大幅度节约能源。

应用案例，某电池装配车间，电池装配车间体积：3360m³，人数：22人，要求控制温度：23±3℃，露点：≦-40℃。按照常规设计送进车间的干燥空气流量等于：37240m³/h,再生空气流量等于：12400m³/h,而第一新风空气冷却器110、循环风后表冷器600以及车间的降温冷却器410消耗的冷量之和等于：817KW。按照常规设计再生加热器的加热功率等于：415千瓦，而依据7C冷冻水制冷机制冷效率4.5计算，制冷功率817KW的制冷机，电功率输入等于：182千瓦。

采取本实用新型技术方案后，由于进高温循环风处理转轮220的空气湿度下降，再生空气流量变为：7448m³/h,由此，循环风处理转轮220再生加热器功率等于：250千瓦，另外，采取12℃冷冻水，而依据12C冷冻水制冷机制冷效率7计算，制冷功率817KW的制冷机，电功率输入等于：117千瓦。

采取本实用新型技术方案后，温度与湿度控制装置节约的电功率等于：230千瓦。

假设低露点温度与湿度控制装置每天运行24小时，每年运行330天，装置全年节省的电力等于：1822300千瓦时，节能效益非常明显。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种温度与湿度控制装置，包括依次连接的新风处理单元(100)、湿度控制单元(200)和温度控制与净化单元(400)，其特征在于，所述新风处理单元(100)包括依次连接的第一新风空气冷却器(110)、第二新风空气冷却器(120)和新风处理转轮(130)，所述湿度控制单元(200)包括依次连接的循环风处理表冷器(210)、循环风处理转轮(220)和循环风后表冷器(230)，所述循环风后表冷器(230)的出口通向待净化空间(300)，所述温度控制与净化单元(400)包括降温表冷器(410)，所述降温表冷器(410)用于控制待净化空间(300)的温度，所述第一新风空气冷却器(110)、循环风后表冷器(230)及降温表冷器(410)的冷媒温度高于所述第二新风空气冷却器(120)的冷媒温度，所述新风处理转轮(130)的再生温度低于所述循环风处理转轮(220)的再生温度。

2.根据权利要求1所述的温度与湿度控制装置，其特征在于，所述新风处理转轮(130)的再生温度低于80℃，所述循环风处理转轮(220)的再生温度高于110℃；

所述第一新风空气冷却器(110)、循环风后表冷器(230)及降温表冷器(410)的冷媒温度不低于12℃，所述第二新风空气冷却器(120)的冷媒温度不高于7℃。