一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统及其运行方法

本发明涉及除湿系统，尤其是涉及一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统及其运行方法。

背景技术：

1、除湿转轮系统是一种高效的除湿设备，能够实现0℃以下的送风露点，通常用于需要精确控制湿度的环境，如实验室、制药厂、食品加工、电子制造等领域。

2、以锂电池生产制造为例，其车间环境要求送风露点低于-10℃。传统的转轮除湿系统是将转轮的2/3-3/4通道作为处理区，1/3-1/4通道作为再生区，处理区用来吸附流经的潮湿空气中的水分，再用高温干燥空气通过再生区，实现转轮的再生，这样可以使得整个转轮能够连续除湿。除湿转轮需要处理少量新风和大量回风，由于新风是来自环境的热湿空气，经过前表冷器冷却后仍然有较高的湿度，而回风则是来自生产车间环境，湿度极低，两者的直接混合将导致较大的湿度损失。此外，除湿转轮本身不断旋转，其处理区沿周向的除湿能力是不一样的，对处理区进行分区可以提升转轮的除湿效果。

3、中国专利cn117190338a公开了一种带热回收装置的多通道转轮除湿系统及其工作方法，将除湿转轮分成两个除湿单元和两个再生单元，仅仅利用一套转轮除湿系统实现了两级深度除湿。中国专利cn108253557a提供了一种多级分区转轮除湿系统及其运行方法，转轮分为预再生区、回风区和除湿区，利用预再生区对除湿转轮进行预热，利用回风区对除湿转轮进行预冷，以提高转轮的除湿能力并降低再生能耗。但是上述专利并未考虑到新风与回风较大的湿度差，未将新风和回风作分区处理，两者的直接混合导致较大的湿度损失。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统及其运行方法，以实现更好的除湿效果。

2、申请人在构思历程中认为：本发明通过将处理区划分为新风处理区和回风处理区，单独对新风和回风进行冷却除湿处理，处理后的两股风温湿度大致相同，减小了混合损失，同时更好地匹配了除湿转轮的除湿特性。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

4、一方面，本发明提供了一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，包括新风表冷器、回风表冷器、除湿转轮、处理侧风机、后表冷器、后加热器、再生加热设备、再生侧风机；

5、所述除湿转轮包括回风处理区、新风处理区和再生区；

6、所述回风表冷器及回风处理区构成回风处理流路；

7、所述新风表冷器及新风处理区构成新风处理流路；

8、回风和新风在分别流经回风处理区和新风处理区后混合，所述回风处理流路和新风处理流路汇合为处理侧流路，所述处理侧风机、后表冷器、后加热器设于所述处理侧流路上；

9、所述再生加热设备、再生区及再生侧风机构成再生侧流路，所述再生侧流路的流向为自再生加热设备穿过再生区至再生侧风机。

10、进一步的，所述回风处理区、新风处理区、再生区均为扇形分区；其中，所述回风处理区占除湿转轮的1/2，所述新风处理区占除湿转轮的1/4，所述再生区占除湿转轮的1/8～1/4。

11、进一步的，所述除湿转轮由外壳、轴心和位于壳体内的转轮除湿模块组成，所述外壳和所述转轮除湿模块绕所述轴心进行顺时针旋转，所述转轮除湿模块侧面由壳体包覆。

12、进一步的，所述的转轮除湿模块的表面设有干燥剂，所述干燥剂为硅胶、分子筛、金属氧化物、有机金属骨架中任一种或多种。

13、进一步的，所述的再生加热设备的热量来源为电加热、蒸汽加热、太阳能、热泵冷凝热、工业废热中的任一种。

14、进一步的，所述的再生加热设备将再生进风加热至100～150℃。

15、特别地，除湿转轮的新风处理区和回风处理区有位置要求。除湿转轮处理区不同位置的除湿能力不同，刚从再生区转入处理区的转轮干燥剂温度很高，此时并不发生除湿，回风处理区的空气主要用于冷却干燥剂，随后干燥剂温度降低，吸湿能力增强，此时向新风处理区通入湿负荷较高的新风以实现更好的除湿效果。所以沿着除湿转轮顺时针旋转，转轮区域依次是再生区-回风处理区-新风处理区-再生区。

16、在本发明的一个实施例中，所述除湿转轮系统将回风处理区一分为二，新风处理区设置在两个回风处理区之间，此时转轮的除湿能力最强。随着转轮的旋转，经过第一个回风处理区的回风湿度相对较低，干燥剂保持较好的除湿状态，由于新风的湿负荷较高，在转轮的除湿能力最强时处理，随着干燥剂不断吸湿并接近饱和，除湿能力有所降低，此时再设置湿负荷更低的回风经过第二个回风处理区，以实现空气与转轮的湿度匹配。所以沿着除湿转轮顺时针旋转，转轮区域依次是再生区-回风处理区-新风处理区-回风处理区-再生区。这样的布局可以实现连续的除湿操作以及除湿效率的最大化。

17、在本发明的一个实施例中，所述除湿转轮为带清理区的三区转轮，此时所述清理区和再生区均占除湿转轮的1/8。部分回风依次通过清理区、再生加热设备和除湿转轮再生区，对除湿转轮进行再生，由于回风湿度很低，所需的再生热量大幅减小。所以沿着除湿转轮顺时针旋转，转轮区域依次是再生区-清理区-新风处理区-回风处理区-再生区。清理区代替了上一个实施例中第一个回风处理区的作用，由于再生风更加干燥，三区转轮可以实现更深度的除湿。

18、另一方面，本发明还提供了一种如上所述的新风-回风分区处理的除湿转轮系统的运行方法，包括如下步骤：

19、s1、通过除湿转轮吸附新风和回风中的水分，然后送入处理侧流路；

20、s2、通过再生侧流路对除湿转轮进行再生。

21、进一步的，s1中所述的处理侧流路的空气流程为：在处理侧风机的驱动下，引入的新风进入新风处理流路，依次流经新风表冷器和除湿转轮的新风处理区进行除湿和冷却；引入的回风进入回风处理流路，依次流经回风表冷器和除湿转轮的回风处理区，用于冷却转轮并进行除湿；经过除湿转轮的新风和回风混合后流经后表冷器和后加热器，满足送风温度后送入应用场景中。

22、进一步的，s2中所述的再生侧流路的空气流程为：在再生侧风机的驱动下，引入的再生进风流经再生加热设备，随后进入除湿转轮的再生区实现转轮再生，形成再生排风，被排入大气环境中。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、(1)本发明提供的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，通过将除湿转轮处理区分为新风处理区和回风处理区，分别对二者进行单独的冷却、除湿处理，新风和回风流经除湿转轮后，两股风的湿度相当，大大减小了湿度损失。

25、(2)本发明的分区处理设计允许除湿转轮系统能够更精确地控制空气湿度，以获取更好的除湿效果；除湿转轮的不同区域可以针对不同的湿度负荷进行优化，使得转轮保持较高的除湿效率，满足不同应用场景的需求。

技术特征：

1.一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，其特征在于，包括新风表冷器(2)、回风表冷器(4)、除湿转轮(5)、处理侧风机(6)、后表冷器(7)、后加热器(8)、再生加热设备(11)、再生侧风机(12)；

2.根据权利要求1所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，其特征在于，所述回风处理区(5-a1)、新风处理区(5-a2)、再生区(5-b)均为扇形分区；

3.根据权利要求1所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，其特征在于，所述除湿转轮(5)包括1/2的回风处理区(5-a1)、1/4的新风处理区(5-a2)、1/4的再生区(5-b)，其中，所述新风处理区(5-a2)将回风处理区(5-a1)分割为均等的两部分，沿着转轮顺时针旋转方向，转轮分区依次为再生区(5-b)-回风处理区(5-a1)-新风处理区(5-a2)-回风处理区(5-a1)-再生区(5-b)。

4.根据权利要求1所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，其特征在于，所述除湿转轮(5)由外壳、轴心和位于壳体内的转轮除湿模块组成，所述外壳和所述转轮除湿模块绕所述轴心进行顺时针旋转，所述转轮除湿模块侧面由壳体包覆。

5.根据权利要求4所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，其特征在于，所述的转轮除湿模块的表面设有干燥剂，所述干燥剂为硅胶、分子筛、金属氧化物、有机金属骨架中任一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，其特征在于，所述的再生加热设备(11)的热量来源为电加热、蒸汽加热、太阳能、热泵冷凝热、工业废热中的任一种，所述的再生加热设备(11)将再生进风(10)加热至100～150℃。

7.根据权利要求1所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统，其特征在于，所述除湿转轮(5)包括1/2的回风处理区(5-a1)、1/4的新风处理区(5-a2)、1/8的再生区(5-b)以及1/8的清理区(5-c)，沿着转轮顺时针旋转方向，转轮分区依次为再生区(5-b)-清理区(5-c)-新风处理区(5-a2)-回风处理区(5-a1)-再生区(5-b)。

8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的新风-回风分区处理的除湿转轮系统的运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统的运行方法，其特征在于，s1中所述的处理侧流路的空气流程为：在处理侧风机(6)的驱动下，引入的新风(1)进入新风处理流路，依次流经新风表冷器(2)和除湿转轮(5)的新风处理区(5-a2)进行除湿和冷却；引入的回风(3)进入回风处理流路，依次流经回风表冷器(4)和除湿转轮(5)的回风处理区(5-a1)，用于冷却转轮(5)并进行除湿；经过除湿转轮(5)的新风(1)和回风(3)混合后流经后表冷器(7)和后加热器(8)，满足送风温度后送入应用场景中。

10.根据权利要求8所述的一种新风-回风分区处理的除湿转轮系统的运行方法，其特征在于，s2中所述的再生侧流路的空气流程为：在再生侧风机(12)的驱动下，引入的再生进风(10)流经再生加热设备(11)，随后进入除湿转轮(5)的再生区(5-b)实现转轮再生，形成再生排风(13)，被排入大气环境中。

技术总结
本发明涉及一种新风‑回风分区处理的除湿转轮系统及其运行方法。除湿转轮分为回风处理区、新风处理区和再生区，综合考虑了低露点应用场景下新风、回风的混合损失以及转轮自身的除湿特性，通过将转轮处理区分为新风处理区和回风处理区，分别对新风和回风进行冷却除湿，待二者达到几乎相同的温湿度再混合，大大减小了混合损失。此外，回风处理区布置在新风处理区之前，用于冷却刚从再生区转入处理区的高温干燥剂，以提高新风处理区的除湿能力。与现有技术相比，本发明除湿转轮各分区特定的位置关系很好地匹配了转轮的除湿特性，提高了转轮的除湿能力。

技术研发人员：张春路,王志宇,成家豪
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5