專利名稱：改進(jìn)用于低濕應(yīng)用的干燥劑除濕裝備的性能的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用固體干燥材料去除空氣中或其它氣體中的濕氣的裝置。本發(fā)明具體涉及熱-再激活的干燥劑除濕機(jī)，該干燥劑除濕機(jī)利用含有固體干燥劑材料的旋轉(zhuǎn)陣列或轉(zhuǎn)輪連續(xù)對(duì)空氣或其它氣體除濕。本發(fā)明更具體地還涉及熱-再激活的干燥劑除濕機(jī)，該干燥劑除濕機(jī)需要以非常低的濕氣含量連續(xù)將空氣或其它氣體輸送到一個(gè)空間或處理作業(yè)，該低含量例如是每磅干空氣有0.1克水分(0.0143克水分/千克干空氣)或更少。在這些應(yīng)用場合中，盡可能多的干燥空氣通常要從該空間或處理作業(yè)經(jīng)除濕機(jī)返流再循環(huán)，以盡量減少除濕機(jī)上的水分負(fù)載。但通常需要一些來自更潮濕的來源的空氣例如外部空氣或周圍設(shè)備的空氣，以對(duì)上述空間或處理作業(yè)加壓來避免來自更潮濕周邊區(qū)域的空氣漏入上述空間或處理作業(yè)中，和/或補(bǔ)償需為室內(nèi)人員提供通風(fēng)空氣和/或帶走不希望有的蒸汽、煙霧或灰塵而從所述空間或處理作業(yè)耗掉的空氣。這種加壓/補(bǔ)償空氣要被干燥到與除濕機(jī)所輸送的其余空氣相同的非常低的濕度，并且盡管補(bǔ)充空氣部分通常占流過除濕機(jī)的總空氣流的很小比例，但其通常占了除濕機(jī)的除濕負(fù)載的大部分。在極端情況下，除濕機(jī)需要被設(shè)計(jì)用于應(yīng)對(duì)100%來自更潮濕區(qū)域的空氣，并仍要在同樣極低含水率下將其輸送至上述空間或處理作業(yè)中。盡管本申請(qǐng)描述了用于空氣除濕的裝置和方法，本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員應(yīng)該明白，用于除空氣以外的其它氣體的除濕的相同方法和類似設(shè)備都被包含在申請(qǐng)范圍之內(nèi)，該其它氣體為例如惰性氣體或天然氣。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，利用固體干燥劑對(duì)空氣除濕是眾所周知的。下文將描述利用干燥劑進(jìn)行空氣除濕的常見技術(shù)。圖1示出固體干燥劑除濕機(jī)的基本構(gòu)件。該除濕機(jī)包括具有陣列的轉(zhuǎn)動(dòng)件(常稱為輪1)，該陣列包含大量軸向布置的平行小通道，所以多股獨(dú)立氣流能穿過輪I而不會(huì)明顯交叉混合。該陣列的特征還在于含有粘附到通道壁上或作為所述通道壁的一體部分的大量吸附材料，如硅膠或分子篩或吸收材料如氯化鋰。這些吸著性材料通常被稱為干燥劑。該通道通常由帶有干燥劑的、平面狀和波紋狀基材的交錯(cuò)層形成。在當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r下，通常干燥陣列重量的80%是活性干燥劑。干燥劑材料具有親水性，因此能將接觸到的空氣中的水分去除。所以，潮濕氣流在通過陣列時(shí)能被除濕。一段時(shí)間后，干燥劑將已含有水。隨著干燥劑吸收水分，其親水能力降低，直到其不再能干燥空氣為止，此時(shí)干燥劑與流入的濕氣流達(dá)到相對(duì)濕度平衡。干燥劑吸收的水分必須被去除。要做到這一點(diǎn)，干燥劑輪I設(shè)有限定多個(gè)腔室或通風(fēng)室的殼體，以使兩股獨(dú)立氣流可以經(jīng)過所述輪I。該殼體配備有鄰近輪I表面的氣密封以有效避免氣流泄漏或交叉混合。該殼體還配備有使輪I持續(xù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，從而所述陣列交替暴露在處于殼體的不同區(qū)域中的兩股氣流下，該區(qū)域常被稱為扇區(qū)。氣流中的一股是被除濕的空氣，常被稱為處理空氣6。另一股氣流被加熱10以降低其相對(duì)濕度。這被稱為再激活或再生氣流8。當(dāng)已加熱的再激活氣流8通過輪I的再激活扇區(qū)3時(shí)，其加熱10載水干燥劑以使在處理扇區(qū)2被吸收的水從干燥劑中蒸發(fā)出并被再激活氣流9帶走。吸附劑如硅膠和分子篩的平衡相對(duì)濕度與吸濕量可以通過控制制造過程的化學(xué)性質(zhì)而適應(yīng)于各種不同的應(yīng)用場合。各種不同類型的吸附劑的一般特性已在2009ASHRAE基礎(chǔ)手冊(cè)中有所描述。圖2 (摘自ASHRAE基礎(chǔ)手冊(cè))示出了常用吸附劑的吸濕量與平衡相對(duì)濕度曲線的總體形狀。這些吸濕量與平衡相對(duì)濕度(R.H.)曲線通常稱為等溫線。對(duì)于低相對(duì)濕度應(yīng)用場合，通常使用類型I等溫線的干燥劑，因?yàn)槠淠苓m應(yīng)于在平衡相對(duì)濕度低于10%的條件下有效達(dá)到其所有吸附量。所以，類型I吸附劑非常適用于進(jìn)入除濕機(jī)的處理空氣處于低相對(duì)濕度的應(yīng)用，但是，該類型吸附劑也有兩個(gè)缺點(diǎn):1.吸附熱隨著平衡相對(duì)濕度的降低而升高，以至于在低的平衡相對(duì)濕度下，吸收每單位濕氣而排到處理空氣6中的熱量大幅增加。這通常會(huì)增加位于除濕機(jī)下游的處理空氣調(diào)節(jié)裝置的冷卻負(fù)載。此外，較高的吸附熱導(dǎo)致處理扇區(qū)2中媒介的溫度較高，降低了其對(duì)處理空氣6的除濕能力。2.再激活空氣8的相對(duì)濕度須降低至將干燥劑中的水分驅(qū)出，所以相比于不需要完全干燥的空氣7的應(yīng)用場合所要求的280F或更低溫度，再激活空氣8須被加熱到更高溫度，通常在300F到320F范圍內(nèi)。這增加再激活空氣8加熱所需要的能量，也提高留在再激活扇區(qū)3的干媒介的溫度?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，對(duì)于需要極低的供送空氣露點(diǎn)的處理，任何所需加壓/補(bǔ)償空氣6通常利用制冷來冷卻至40F-50F的溫度，以借助冷卻盤管13表面上的冷凝來除去盡可能多的水分。然后，通常被預(yù)冷的補(bǔ)償空氣6與處理循環(huán)空氣16混合，混合空氣12在進(jìn)入處理扇區(qū)2前被冷卻盤管14冷卻至40F-55F溫度，以增加其相對(duì)濕度并降低處理扇區(qū)2中的干燥劑的溫度，從而增大除濕機(jī)干燥能力。如前所述，干燥劑輪I實(shí)際上呈圓柱形。但為簡單起見，它示出為矩形，還示出了各不同的分區(qū)以及氣流方向。矩形內(nèi)的箭頭表明輪I的旋轉(zhuǎn)方向，即陣列經(jīng)過各不同分區(qū)的順序。借助于補(bǔ)償空氣和處理空氣的預(yù)冷，在典型的補(bǔ)償空氣組成中，進(jìn)入處理扇區(qū)2的空氣相對(duì)濕度是20%或更低。為獲得較低的處理空氣12的排出濕度7，再激活的導(dǎo)入空氣也可以在加熱前利用冷卻盤管11被預(yù)冷以降低其含濕率，以使加熱的再激活空氣8具有較低的相對(duì)濕度。離開再激活扇區(qū)3的干媒介的溫度通常將接近于再激活的流入空氣溫度(熱)，所以其平衡相對(duì)濕度比率很高，在該媒介首次旋轉(zhuǎn)至處理扇區(qū)2時(shí)不能非常有效地干燥空氣，直至處理空氣12冷卻了媒介，從而降低其平衡相對(duì)濕度比率。此外，從媒介上去除以將其冷卻的熱量被轉(zhuǎn)移到了處理空氣12，這增加了位于除濕機(jī)下游的處理空氣調(diào)節(jié)裝置的冷負(fù)載。總體而言，其效果是降低了除濕機(jī)的除濕能力和增加了空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需的冷卻量。目前有很多方法用于解決這些問題，提高除濕機(jī)的除濕能力并降低處理空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷卻需求?，F(xiàn)有已知的是使用至少一個(gè)附加扇區(qū),通常叫做干燥劑除濕機(jī)的氣洗(purge)扇區(qū)。美國專利5667560和2993563，美國專利公開文本2009-044555和日本專利公開文本006-00032，英國專利GB890790，和美國專利5242473和5659974都披露了在干燥劑除濕機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)氣洗扇區(qū)的使用。
圖4示出具有至少一個(gè)附加扇區(qū)(目前廣泛使用的)的干燥劑除濕機(jī)的基本配置。該附加扇區(qū)通常被稱為氣洗扇區(qū)。在此基本結(jié)構(gòu)中，第三股氣流(通常稱為氣洗空氣18)在再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間按順序地穿過輪I。氣洗氣流的方向通常與處理氣流12的方向相同且與再激活氣流20方向相反。該氣洗空氣源18可能是處理循環(huán)空氣16或其它來源的空氣、如通過用于再激活/補(bǔ)償空氣6的預(yù)冷盤管13的空氣的一部分。氣洗空氣18將留在再激活扇區(qū)3的熱媒介在其進(jìn)入處理扇區(qū)2前冷卻，以使其排出較少熱量至處理空氣，這減小了下游的處理空氣調(diào)節(jié)裝置的冷負(fù)載。進(jìn)入處理扇區(qū)2的較冷媒介也提高其除濕效果。氣洗空氣18在通過輪I時(shí)被加熱且通常被用作再激活的導(dǎo)入空氣的至少一部分，減少再激活10所需的熱量輸入。此外，氣洗空氣18可稍作除濕，減少再激活的流入空氣20的濕度并進(jìn)一步增強(qiáng)了除濕機(jī)的性能?，F(xiàn)有技術(shù)中，在多個(gè)不同配置的一個(gè)或多個(gè)氣洗扇區(qū)的使用提高了除濕性能是眾所周知的。圖5示出當(dāng)前用于提高干燥劑除濕機(jī)的除濕性能和能效的另一配置，該裝置包含閉合回路式氣洗。在該裝置中，扇區(qū)順序依次是處理2/氣洗-17a/再激活3/氣洗-17b。用獨(dú)立風(fēng)扇25讓氣洗空氣24、23在兩個(gè)氣洗扇區(qū)之間的閉合回路中循環(huán)。氣洗空氣24在離開除濕機(jī)扇區(qū)3的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)2之前將其預(yù)冷并利用回收熱以在離開除濕機(jī)扇區(qū)2的媒介進(jìn)入到處理扇區(qū)3之前將其預(yù)熱。在某些情況下可以使用不止一個(gè)閉合的氣洗回路，例如為解決處理作業(yè)2與再激活氣流8之間的高氣壓差，或者為避免在干燥劑單元或陣列的某些部分中結(jié)霜時(shí)。通常只使用一個(gè)氣洗回路，因?yàn)槎鄠€(gè)氣洗回路造成尺寸、成本和復(fù)雜性增加。這種配置實(shí)現(xiàn)了與圖4所示配置基本相同的目的，但無需用作氣洗空氣的其它空氣源。日本專利公開號(hào)59-130521，英國專利GB0890790，國際申請(qǐng)公開文本W(wǎng)02009/090492A2、美國專利 US5659974、美國專利 US2993563 和 US7101414B2 是上述配置的典型例子。盡管在圖5中未示出，但氣洗回路可被強(qiáng)制通風(fēng)至除濕機(jī)殼體中的特殊通風(fēng)室以及氣洗再循環(huán)風(fēng)扇25，該風(fēng)扇定位成在殼體的扇區(qū)之間形成有利的靜壓平衡，由此任何可能在腔室或扇區(qū)間出現(xiàn)的空氣泄漏都很少或不會(huì)對(duì)除濕機(jī)的整體性能造成影響。氣洗回路中的氣流可以為任一方向，這取決于應(yīng)用場合的特性。美國專利4701189示出很多具有與處理和/或再激活氣流相連通的氣洗循環(huán)的配置。即便伴隨圖4和圖5 (以及引用專利)所述的性能增強(qiáng)，除濕機(jī)仍然不能在濕度十分低的情況下輸送空氣。圖6示出另一種目前常用的配置，其利用串聯(lián)的兩個(gè)除濕機(jī)來應(yīng)對(duì)某些應(yīng)用場合所需要的高補(bǔ)償/加壓空氣比例和/或非常低的濕度。在這些配置中，單獨(dú)的除濕機(jī)被用來預(yù)處理加壓/補(bǔ)償空氣31并減小下游的工作除濕機(jī)的濕度負(fù)載。當(dāng)該配置大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，一個(gè)除濕機(jī)通常要為用于多個(gè)空間或處理空氣除濕機(jī)的加壓/補(bǔ)償和再激活空氣26預(yù)除濕。日本專利公開號(hào)64-071821和美國專利5167679、7207123B2和7217313B2都是利用串聯(lián)的兩個(gè)除濕機(jī)的系統(tǒng)的示例。上述概念已經(jīng)眾所周知且利用串聯(lián)的兩個(gè)輪I的其它配置也被普遍使用。現(xiàn)有技術(shù)的顯著缺點(diǎn)在于所提供的系統(tǒng)的復(fù)雜性，且增加了相應(yīng)的能量損耗。這些缺點(diǎn)都體現(xiàn)需要一種不僅功能有效且也成本節(jié)約的系統(tǒng)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，使干燥劑單元能將干燥空氣供送至一個(gè)空間或處理作業(yè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)于上述現(xiàn)有技術(shù)的能源效率。本發(fā)明的另一目的是，相比于前述的現(xiàn)有技術(shù)，使具有單個(gè)輪的干燥劑單元能將更干燥的空氣供送至具有高達(dá)100%外部空氣比例的處理作業(yè)。本發(fā)明的再一個(gè)目的是，使干燥劑單元能利用單個(gè)干燥劑輪在濕度低至-70F或以下的露點(diǎn)情況下將100%的外部空氣或氣體供送到需要空氣或氣體的處理作業(yè)中。本發(fā)明的另一個(gè)目的是用簡單便宜地構(gòu)造且易于控制的單元和殼體的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上述的性能目標(biāo)。


圖7是本發(fā)明的示意圖，其在整個(gè)說明書中可稱為“干氣洗”，配置用于對(duì)再循環(huán)處理空氣16與補(bǔ)償/加壓空氣36的混合氣體除濕。圖7a是如圖7所示的本發(fā)明的示意圖，除了在再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間依序加入氣洗扇區(qū)17外。離開氣洗扇區(qū)37的空氣被用作再激活流入空氣20的至少一部分
8。這將進(jìn)一步改善該單元的除濕性能和能效。圖8是本發(fā)明的示意圖，配置成對(duì)需要100%外界空氣34用于補(bǔ)償/加壓的處理作業(yè)的空氣除濕，即沒有空氣是來自空間或處理作業(yè)的再循環(huán)。圖8a是如圖8所不的不意圖，除了在再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間依序加入氣洗扇區(qū)17外。這將改善該單元的除濕性能和能效。圖9是本發(fā)明的示意圖，配置成對(duì)空氣或其它氣體16除濕，其中，處理空氣7被與外界/環(huán)境空氣34隔離，該外界/環(huán)境空氣34在被加熱10和經(jīng)過再激活扇區(qū)3之前在OSA扇區(qū)33中被預(yù)除濕。該處理空氣可能是從一處理作業(yè)再循環(huán)得到的空氣或其它氣體，或者是來自于另一來源的空氣或氣體或者是上述兩者的混合氣體。需要注意的是該處理空氣或氣體可以任一方向的通過處理扇區(qū)。本發(fā)明的上述示意圖是配置來應(yīng)對(duì)完全獨(dú)立于再激活空氣和外界/環(huán)境空氣扇區(qū)的處理空氣，其為利用用于再激活的環(huán)境空氣給惰性氣體(例如低氧含量處理空氣)除濕提供機(jī)會(huì)。圖9a是如圖9所述的本發(fā)明的示意圖，除了在再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間依序加入氣洗扇區(qū)17外，以便改進(jìn)該單元的除濕性能和能效。氣洗空氣37可以再循環(huán)8形成再激活的流入空氣20的一部分，降低再激活所需的供熱10。圖10是類似于圖9的本發(fā)明示意圖，除了有兩個(gè)處理扇區(qū)依序加在再激活扇區(qū)之后且處理空氣是依序通過兩個(gè)處理空氣扇區(qū)以獲得改善的除濕性能外。需要注意的是，該處理空氣或氣體可以在通過再激活扇區(qū)后以任一順序且相對(duì)于再激活和外界氣流以任一方向通過兩個(gè)處理扇區(qū)。圖1Oa是如圖10所述的本發(fā)明的示意圖，除了在再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間依序加入氣洗扇區(qū)17外，從而改善該單元的除濕性能和能效。氣洗空氣37可以再循環(huán)8形成再激活的流入空氣20的一部分，降低再激活所需的供熱10。圖1la是本發(fā)明的示意圖，其配置有兩個(gè)再激活扇區(qū)3和40，允許不同熱源10和41用于每個(gè)再激活氣流20和42，并且也配置成對(duì)來自空間或處理作業(yè)再循環(huán)空氣或氣體16和已在外界空氣扇區(qū)33中被除濕的補(bǔ)償/加壓空氣進(jìn)行除濕。圖1lb是類似于圖1la的本發(fā)明示意圖，除了其配置成將100%外界空氣或氣體供送至空間或處理作業(yè)7。圖1lc是類似于圖1la的本發(fā)明示意圖，除了其配置成在單個(gè)處理扇區(qū)2中對(duì)獨(dú)立空氣或氣流16進(jìn)行除濕外。該處理空氣或氣流可以是來自環(huán)境，可以來自空間或處理作業(yè)的再循環(huán)空氣或氣體或者其任意混合氣體。圖1ld是類似于圖1la的本發(fā)明的示意圖，除了其配置有兩個(gè)處理扇區(qū)2和44以對(duì)兩次穿過輪的處理空氣或氣體進(jìn)行除濕外。該處理空氣或氣體可以是來自環(huán)境，可以來自處理作業(yè)的再循環(huán)空氣或氣體或者其任意混合氣體。需要明白的是，圖1la至圖1ld中的再激活氣流20和42無需來自同一來源，例如，再激活扇區(qū)I的空氣或氣體可以是來自環(huán)境且再激活扇區(qū)2的空氣或氣體來自預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)33。圖12是具有類型II特性的干燥劑的等溫線圖，即在低相對(duì)濕度下有良好但有限的吸濕能力和在中等和高的相對(duì)濕度下有良好的吸濕能力。圖13是示出了當(dāng)輪I旋轉(zhuǎn)經(jīng)過OSA扇區(qū)時(shí)，隨時(shí)間變化，吸附波如何穿過本發(fā)明的OSA (加壓/補(bǔ)償空氣)扇區(qū)33的曲線圖。圖14是示出了當(dāng)輪I旋轉(zhuǎn)經(jīng)過處理空氣扇區(qū)時(shí)，隨時(shí)間變化，吸附波如何穿過本發(fā)明的處理空氣扇區(qū)2的曲線圖。圖15是示出了當(dāng)輪I旋轉(zhuǎn)經(jīng)過再激活扇區(qū)時(shí)，隨時(shí)間變化，吸附波如何穿過本發(fā)明的再激活扇區(qū)3的曲線圖。圖16是示出了供送的處理空氣露點(diǎn)和再激活空氣熱需求量之間的大體關(guān)系曲線圖，且其還示出了利用本發(fā)明增加補(bǔ)償空氣比率對(duì)再激活空氣熱需求量的大體影響。圖17a和圖17b是本發(fā)明的示意圖，其示出需要極干燥的空氣的應(yīng)用場合例如鋰電池生產(chǎn)的典型性能，該應(yīng)用場合需要生產(chǎn)空間維持在-40F露點(diǎn)(0.555克水/磅空氣)。標(biāo)準(zhǔn)供送空氣條件是-70F露點(diǎn)(0.073克水/磅空氣)或更低。圖17a示出設(shè)計(jì)用于應(yīng)對(duì)15%的加壓/補(bǔ)償空氣和來自生產(chǎn)區(qū)域的85%的再循環(huán)空氣的單元的性能，這是這些應(yīng)用場合常見的。圖17b示出極端情況下的性能，其中除濕機(jī)須以-70F露點(diǎn)供送100%的外界空氣。在本領(lǐng)域目前的狀態(tài)下，本發(fā)明是唯一能以-70F露點(diǎn)或更低供送100%外界空氣的實(shí)
田悲晉
/tj目.ο圖17c和圖17d是本發(fā)明的示意圖，示出塑料樹脂干燥的典型性能，另一常見應(yīng)用場合需要非常干的空氣(大約-70F露點(diǎn))供送至樹脂料斗。示出了本發(fā)明的兩種不同配置。在這些應(yīng)用中，處理空氣為在實(shí)踐中盡量接近100%的再循環(huán)空氣。圖17c示出具有如圖9所示的配置的本發(fā)明單元的性能，即有單個(gè)處理空氣扇區(qū)。圖17d示出具有如圖10所示的配置的本發(fā)明單元的性能，即有兩個(gè)處理空氣扇區(qū)。如圖所示，兩種配置提供了優(yōu)越的性能。圖17d所示出的配置明顯更節(jié)能，而圖17d中的配置將更小且建造成本較低。
具體實(shí)施例方式圖7是配置成對(duì)來自低濕度空間或處理作業(yè)的返流(或再循環(huán))空氣16與用于加壓/補(bǔ)償?shù)耐饨缈諝?6的混合氣進(jìn)行除濕的本發(fā)明示意圖。在干燥劑輪內(nèi)的箭頭表明輪I旋轉(zhuǎn)經(jīng)過多個(gè)扇區(qū)的順序，即其依序旋轉(zhuǎn)經(jīng)過再激活扇區(qū)3、處理扇區(qū)2和外界空氣33 (或預(yù)調(diào)節(jié))扇區(qū)，然后回到再激活扇區(qū)3。圖7a與圖7類似。除了圖7a中在再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間依序加入氣洗扇區(qū)17。該氣洗扇區(qū)在離開再激活扇區(qū)的干燥劑媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，改善該單元的除濕性能并降低從再激活到處理扇區(qū)的再激活熱轉(zhuǎn)移量。氣洗排出空氣37可再循環(huán)以形成再激活供給空氣20的一部分，降低再激活的熱需求量10并進(jìn)一步改善除濕機(jī)的整體能效。圖8是本發(fā)明的另一示意圖，其配置成處理100%外界空氣34并且也以-70F或更低的露點(diǎn)將空氣供送到處理作業(yè)。請(qǐng)注意，通過適合的平衡緩沖機(jī)構(gòu)，該裝置能被制成整個(gè)除濕機(jī)僅有單個(gè)風(fēng)扇39。本發(fā)明具有三個(gè)在現(xiàn)有技術(shù)中尚未發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特裝置特性，該特性為:1.該除濕機(jī)包含兩個(gè)扇區(qū)來處理待除濕空氣，如圖7所示，第一除濕扇區(qū)2依序緊接在再激活扇區(qū)3之后，從而進(jìn)入除濕扇區(qū)2的干燥劑有非常低的平衡相對(duì)濕度，因此能產(chǎn)生非常干燥的空氣7。進(jìn)入該扇區(qū)的空氣的大部分通常為來自空間或處理作業(yè)的已非常干燥的再循環(huán)空氣16，用于處理作業(yè)如鋰電池制造的循環(huán)空氣16的干燥程度是低至0.5克/磅空氣或更低。2.第二除濕扇區(qū)33依序緊接在第一除濕扇區(qū)2之后。其通常應(yīng)對(duì)補(bǔ)償/加壓空氣34，該空氣是來自外界或來自周圍設(shè)備的較濕空氣。該空氣在進(jìn)入除濕機(jī)前通常經(jīng)過制冷的冷卻盤管35來降低其溫度并通過冷凝被除去盡可能多的水分。因此，該空氣在進(jìn)入第二除濕扇區(qū)33時(shí)通常處于高的相對(duì)濕度下。這樣，該除濕機(jī)成為“一體的雙單元結(jié)構(gòu)”，其中第一個(gè)扇區(qū)2將非常干燥的空氣7供送到處理作業(yè)并且第二扇區(qū)33在較高相對(duì)濕度下承擔(dān)大部分除濕負(fù)載，從而大幅度改善除濕和再激活過程的熱效率。3.所有的或者至少一部分供應(yīng)到再激活扇區(qū)3的空氣來自于從OSA扇區(qū)33離開的已除濕空氣36，從而加熱10后進(jìn)入再激活扇區(qū)36的空氣處于非常低相對(duì)濕度下，并因此離開再激活扇區(qū)3的干燥劑陣列是近乎無水的。正如圖7和圖8所示，同向地穿過輪I的處理氣流和再激活的氣流7和9使殼體能更簡單且更便宜地構(gòu)建。為了使處理流7與再激活空氣9反向流動(dòng)，殼體需要包括附加的管道并可能附加的風(fēng)扇。事實(shí)上，按圖8和8a所示意性示出的系統(tǒng)示出了應(yīng)對(duì)100%外界空氣34的單元可以為整個(gè)單元僅構(gòu)津單個(gè)風(fēng)扇39。在再激活扇區(qū)3中，干燥劑被干燥至基本無水的狀態(tài)。圖9示出了本發(fā)明的另一種配置，其中處理空氣或氣流16完全獨(dú)立于其它氣流，并且外界空氣扇區(qū)33僅被用來對(duì)供應(yīng)到再激活扇區(qū)3的供給空氣20除濕。通過這種布置形式，干燥劑在再激活扇區(qū)3被干燥至近乎無水狀態(tài)，從而處理扇區(qū)2能產(chǎn)生更干燥的空氣。該處理空氣可以是自一處理作業(yè)再循環(huán)的空氣或其它氣體，或來自其它來源的空氣或氣體，或者上述兩者的混合氣體。需要注意的是，該處理空氣或氣體可以沿任一方向通過該處理扇區(qū)。本發(fā)明的上述示意圖配置成獨(dú)立于再激活空氣和外界/環(huán)境空氣扇區(qū)地應(yīng)對(duì)處理空氣，其提供了利用用于再激活的環(huán)境空氣給惰性氣體(例如低氧含量的處理空氣)除濕的機(jī)會(huì)。
圖9a是與圖9所示同樣的配置，但是氣洗扇區(qū)17被依序加入到再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間用來冷卻離開再激活扇區(qū)3的熱媒介，改善了該單元的除濕性能。來自氣洗扇區(qū)37的空氣已被熱媒介加熱且其通常再循環(huán)成為再激活的流入空氣8，減少再激活的流入空氣所需的空氣加熱10。圖10所示的布置形式與圖9類似，其中處理空氣或氣流16完全獨(dú)立于其它氣流的但是該單元被配置有兩個(gè)處理扇區(qū)44和2，并且該處理空氣通過輪兩次，使該單元能夠產(chǎn)生更干燥的空氣。圖1Oa所示的布置形式與圖10相同，但氣洗扇區(qū)17被依序加入再激活扇區(qū)3和處理扇區(qū)2之間，用來冷卻離開再激活扇區(qū)3的熱媒介，提高該單元的除濕性能。來自氣洗扇區(qū)37的空氣已被熱媒介加熱且其通常再循環(huán)成為再激活的流入空氣8，減少再激活的流入空氣所需的空氣加熱10。圖1la-1ld示出本發(fā)明的其它布置形式，在這些布置形式中除濕機(jī)包含多于一個(gè)的再激活扇區(qū)。每個(gè)扇區(qū)可供應(yīng)不同來源的空氣。例如在有兩個(gè)再激活扇區(qū)3和40的單元中，進(jìn)入第一再激活扇區(qū)3的陣列含濕量接近飽和，因?yàn)槠鋭倓傠x開高濕度的外界空氣扇區(qū)33并載有接近其完全完全吸附能力的水分。這意味著利用環(huán)境空氣20和便宜的熱源10例如直燃式氣體能完成大部分的吸附再激活。當(dāng)利用環(huán)境空氣20和低成本的熱源將大部分水分從陣列驅(qū)出時(shí)，可利用來自外界/環(huán)境空氣扇區(qū)33的少量空氣和加熱再激活空氣42卻未增加濕度的電熱或類似熱源41，使媒介在第二再激活扇區(qū)40中進(jìn)行最后的干燥，從而離開第二再激活扇區(qū)40的干燥劑基本上是無水的。現(xiàn)在著眼于本發(fā)明的吸收特性和操作周期，提供以下信息:圖12是理想情況下適合本發(fā)明的干燥劑等溫線，即其通常具有II型等溫線并且在10%或更少的相對(duì)濕度下具有總?cè)萘康拇蠹s5-20%的吸濕容量，但是剩余的吸附容量偏向更高的相對(duì)濕度地分布在直至100%相對(duì)濕度范圍，從而總的平均吸附熱量被盡量減小以獲得最聞的熱效率。接下來的附圖概念性地示出了在連續(xù)操作時(shí)通過除濕機(jī)陣列的吸附過程和解吸過程是如何隨著時(shí)間變化來進(jìn)行的。所示的時(shí)間數(shù)值并非打算表示具體應(yīng)用的確切時(shí)間，而是為了表示在操作過程中如何移動(dòng)通過陣列的吸收/解吸波動(dòng)。確切的時(shí)間、轉(zhuǎn)動(dòng)件扇區(qū)的尺寸、轉(zhuǎn)速以及穿過每個(gè)扇區(qū)的空氣質(zhì)量流速可根據(jù)不同應(yīng)用場合而改變。我們發(fā)現(xiàn)在低濕應(yīng)用場合例如鋰電池組裝室中，最優(yōu)的轉(zhuǎn)速是非常低的，范圍從用于應(yīng)對(duì)100%外界空氣的單元的2-3轉(zhuǎn)/小時(shí)的轉(zhuǎn)速到用于應(yīng)對(duì)處理作業(yè)的90%返流空氣和10%的補(bǔ)償/加壓空氣的單元的小于等于0.5轉(zhuǎn)/小時(shí)的轉(zhuǎn)速。圖13示出了在輪的第二吸附扇區(qū)中吸附波如何穿過陣列深度(通常是400-500_)。該扇區(qū)大小和輪的旋轉(zhuǎn)速度如此選擇，所以幾乎全部的自該扇區(qū)的排出空氣已經(jīng)被深度除濕了，并且該吸附波在輪的排出空氣側(cè)才剛開始“突破”。進(jìn)入該扇區(qū)的空氣通常是來自外界或周圍設(shè)備的空氣，并且其通常進(jìn)行了預(yù)冷卻以使其處于飽和或近似飽和且使該吸附處理是熱效率高的。空氣表面風(fēng)速通常在400-500ft/min范圍內(nèi)。圖14示出在輪的第一吸附扇區(qū)(處理空氣扇區(qū))中吸附波如何穿過陣列。進(jìn)入該扇區(qū)的空氣通常是從空間或處理作業(yè)中返流的空氣和已經(jīng)在第二吸附扇區(qū)被除濕過的加壓/補(bǔ)償空氣的混合氣體。該空氣的相對(duì)濕度是空間或處理作業(yè)內(nèi)維持的濕度與處理返流空氣相比于加壓/補(bǔ)償空氣的比例的函數(shù)。即使沒有處理返流空氣(100%外界空氣)，進(jìn)入該扇區(qū)的空氣的相對(duì)濕度仍少于10%，并且根據(jù)處理返流空氣的比例及其濕度，上述相對(duì)濕度可能更低得多。對(duì)例如鋰電池裝配的應(yīng)用場合，進(jìn)入該扇區(qū)的空氣相對(duì)濕度通常是大約1%RH。為了得到盡可能最低的露點(diǎn)，扇區(qū)大小和空氣表面風(fēng)速被如此選擇，從而吸附波僅突破了陣列的排出空氣面很短一段。在該扇區(qū)中典型的表面風(fēng)速是在400-500ft/min范圍內(nèi)。圖15示出吸附波如何通過輪的再激活扇區(qū)。除了具有兩個(gè)處理空氣扇區(qū)外，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還具有另兩個(gè)特有特性:1.在第一處理扇區(qū)和再激活扇區(qū)中的氣流是并行的，即同一方向的。這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言不是直觀的，因?yàn)楦傻母稍飫┏凉駲C(jī)的最佳性能通常在處理和再激活扇區(qū)的氣流彼此逆向流動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)的。這能夠在本發(fā)明中做到，但從圖7和圖8能輕易看出，該單元?dú)んw需要附加的內(nèi)部管道且其難以制造并且昂貴。然而，輪I依序經(jīng)過處理扇區(qū)、補(bǔ)償/加壓扇區(qū)，然后是再激活扇區(qū)。除濕負(fù)載的大部分在OSA/補(bǔ)償/加壓扇區(qū)被承擔(dān)，所以陣列離開該扇區(qū)時(shí)有很高的載水容量，并且該扇區(qū)與再激活氣流的流向相反。這顯著提高除濕處理的熱效率，因?yàn)榇蠖鄶?shù)被吸收的水分是取自高相對(duì)濕度的補(bǔ)償/加壓氣流且在再激活扇區(qū)中大部分干燥劑的干燥發(fā)生在與吸附過程相關(guān)的較高平衡相對(duì)濕度情況下。如前所述，吸附熱隨平衡相對(duì)濕度降低呈指數(shù)上升。至少一部分再激活空氣已被加壓-補(bǔ)償空氣扇區(qū)預(yù)處理，顯著降低其濕度率，從而至少再激活扇區(qū)的最終部分被供以很干燥的空氣。這能使再激活扇區(qū)把干燥劑干燥至基本無水狀態(tài)。陣列的無水性使其能以很低的除濕負(fù)載將處理空氣干燥至極低的露點(diǎn)，因?yàn)樗难a(bǔ)償空氣已經(jīng)在補(bǔ)償/加壓空氣扇區(qū)被干燥過。該扇區(qū)將承擔(dān)大部分除濕負(fù)載，因?yàn)檫M(jìn)入其中的空氣將通常在大部分時(shí)間里處于或接近飽和，這取決于氣溫。2.我們發(fā)現(xiàn)再激活扇區(qū)需要較低的空氣表面速度來確保陣列的整個(gè)的深度被干燥至基本無水狀態(tài)。一般來說，在150-400ft/min范圍內(nèi)、更具體的說是150_250ft/min的表面速度能夠提供最佳熱效率。根據(jù)本發(fā)明上述描述的配置，離開最后的再激活扇區(qū)的陣列溫度在輪的整個(gè)深度上將接近進(jìn)入最后的再激活扇區(qū)時(shí)的再激活空氣溫度。如前所述，本發(fā)明的優(yōu)化性能在低旋轉(zhuǎn)速度下實(shí)現(xiàn)，典型范圍是從用于應(yīng)對(duì)空間或處理作業(yè)的100%外界空氣的單元的2-4轉(zhuǎn)/小時(shí)到用于應(yīng)對(duì)在70F和-40F的露點(diǎn)下的90%的返流空氣與被預(yù)冷至約50F的干球溫度計(jì)溫度或飽和度的10%外界空氣34的單元的0.5轉(zhuǎn)/小時(shí)。由于輪的低旋轉(zhuǎn)速度，從再激活到處理的再激活熱轉(zhuǎn)移量是相當(dāng)?shù)偷?，但是其還能利用依序在再激活和處理空氣扇區(qū)之間的一個(gè)非常小的氣洗扇區(qū)被大幅降低。這已經(jīng)在圖7a、8a、9a、和IOa示出了。其可能只有幾度的尺寸，并使用一個(gè)少量空氣量，但冷卻所需的凈減少量可能是顯著的。圖16示出了在利用類似于圖10所示的干燥劑等溫線的陣列的干氣洗配置中的除濕機(jī)的典型性能。其縱坐標(biāo)表示處理排出空氣的露點(diǎn)濕度，橫坐標(biāo)表示以再激活所需的每千瓦(熱量)熱的處理空氣排出量CFM(立方英尺/分)為單位的再激活熱需求量。曲線顯示在8%、10%和12%的補(bǔ)償/加壓空氣比例下的性能。該單元的操作參數(shù)在圖的左下角示出。例如，對(duì)于10%的補(bǔ)償/加壓空氣比例，除濕機(jī)能在每千瓦(熱量)再激活能量需求下供送大約300CFM的處理空氣，其中有90%的處理流入空氣為在-40F露點(diǎn)濕度下從處理作業(yè)返流的空氣。該再激活熱輸入等于或少于現(xiàn)有可用除濕機(jī)的需求量，并具有更簡單和低花費(fèi)的設(shè)備設(shè)計(jì)。圖17a和17b示出了用于兩種不同狀況下的非常干燥的空間或處理作業(yè)(例如鋰電池制造)的干氣洗配置中的除濕機(jī)的典型性能——上圖是需要15%加壓/補(bǔ)償空氣的應(yīng)用場合，下圖是需要100%外界空氣的應(yīng)用場合。在兩種情況下，該單元要在-70F露點(diǎn)或更低的條件下將10000CFM的空氣供送到處理作業(yè)中。選擇這些狀況用于說明該干氣洗單元在從0%-100%的任何補(bǔ)償空氣比例下傳遞極干燥的處理空氣的能力。對(duì)于上圖，返流空氣的條件是鋰電池生產(chǎn)空間特有的。在上面的例子中(15%的補(bǔ)償空氣)，該單元具有的再激活的具體能量輸入值為約1790BTU(英制熱量單位)/磅由除濕機(jī)從空氣中去除的水。在下面的例子中(100%補(bǔ)償空氣)，該單元具有的再激活的具體能量輸入值為約2950BTU/磅由除濕機(jī)從空氣去除的水。我們相信，這種性能提供的能效等于或優(yōu)于本領(lǐng)域已知用于需要極干燥空氣用于空間或處理作業(yè)的應(yīng)用場合的任何其它配置。圖17c和17d示出用于需要非常干燥的供送空氣條件但具有較高的流入或返流空氣濕度的另一總體應(yīng)用場合的干氣洗配置中的除濕機(jī)的典型性能。一個(gè)很好的實(shí)例是塑料樹脂球的干燥，其需要空氣在約-70F露點(diǎn)條件下供送至干燥料斗。這些應(yīng)用場合通常要100%的再循環(huán)空氣，且從干燥料斗返流的空氣濕度通常為約8-10克水分/磅空氣。在這些狀況下，該干氣洗配置需要稍作改造以適應(yīng)100%的處理空氣再循環(huán)。圖17c示出了一種干氣洗配置，其利用單個(gè)處理扇區(qū)并利用外界空氣扇區(qū)來為再激活扇區(qū)提供所有的空氣。從而以大約285F的溫度為再激活的流入空氣提供非常低的相對(duì)濕度。圖17d示出了另一種方法，其中處理空氣要通過兩個(gè)連續(xù)的處理扇區(qū)。通過比較再激活熱需求量可以看出，圖17d所示的配置具有更高的熱效率，但是需要較大的單元。需要指出的是，所示的性能是當(dāng)前發(fā)展?fàn)顟B(tài)的思想理念?？深A(yù)期，隨著當(dāng)前正在進(jìn)行的干燥劑等溫線和空氣流量、扇區(qū)大小等的進(jìn)一步發(fā)展和測試，性能將顯著的提高。還應(yīng)當(dāng)指出的是，在本發(fā)明討論內(nèi)容集中在需要非常干的空氣的應(yīng)用場合，但也存在采用本發(fā)明揭露思想的其它他應(yīng)用，其在較高濕度應(yīng)用場合下提供優(yōu)越的性能。
權(quán)利要求
1.一種固體干燥劑式除濕設(shè)備，包括干燥劑輪和輪驅(qū)動(dòng)器，含有內(nèi)部擋板以及鄰近輪表面的氣密封的殼體，以形成多個(gè)通風(fēng)室或扇區(qū)并避免空氣在相鄰扇區(qū)之間滲漏，從而為空氣形成穿過該輪的三個(gè)路徑；該扇區(qū)依序是使干燥劑干燥到低的平衡相對(duì)濕度的再激活扇區(qū)，干燥來自處理作業(yè)的返流空氣以及自外界空氣扇區(qū)接收的補(bǔ)償空氣的處理扇區(qū)，以及對(duì)另一股氣流除濕、為處理扇區(qū)提供補(bǔ)償空氣和為再激活扇區(qū)提供所有空氣的外界空氣扇區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕設(shè)備，其特征是，所述干燥劑輪被如此安置，即處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕設(shè)備，其特征是，所述處理氣流和外界氣流均以與再激活氣流相反的方向通過所述輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣以通過冷凝來從空氣中去除一些水分并以接近飽和的相對(duì)濕度供送空氣至外界空氣扇區(qū)的機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入到處理空氣扇區(qū)的空氣的機(jī)構(gòu)，從而增加了該空氣的相對(duì)濕度以改進(jìn)除濕性能并降低從該處理扇區(qū)供送的空氣溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕設(shè)備，其特征是，在該再激活扇區(qū)和處理扇區(qū)之間依序布置一附加的氣洗扇區(qū)，從而扇區(qū)的總數(shù)增加至四個(gè)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自于外界空氣扇區(qū)的排出或者流入處理扇區(qū)的空氣，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的除濕 設(shè)備，其特征是，離開氣洗扇區(qū)的空氣用作再激活流入空氣的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕設(shè)備，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇區(qū)的供給空氣是處理進(jìn)入空氣或是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)排出的空氣，且該加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕設(shè)備，其特征是，該另一股氣流總體指環(huán)境空氣。
10.一種固體干燥劑式除濕設(shè)備，包括干燥劑輪和輪驅(qū)動(dòng)器，含有內(nèi)部擋板以及鄰近輪表面的氣密封的殼體，以形成多個(gè)通風(fēng)室或扇區(qū)并避免空氣在相鄰扇區(qū)之間滲漏，從而為空氣形成穿過該輪的三個(gè)路徑；該扇區(qū)依序是使干燥劑干燥到低的平衡相對(duì)濕度的再激活扇區(qū)，自外界空氣扇區(qū)接收其所有流入空氣的處理扇區(qū)，以及對(duì)另一股氣流除濕、為處理扇區(qū)提供預(yù)除濕空氣和為再激活扇區(qū)提供所需的所有供給空氣的外界空氣扇區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的除濕設(shè)備，其特征是，所述干燥劑輪如此定位，即處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪，而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的除濕設(shè)備，其特征是，所述處理氣流和外界氣流均以與再激活氣流相反的方向通過所述輪。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣以通過冷凝來從空氣中去除一些水分并以接近飽和的相對(duì)濕度供送空氣至外界空氣扇區(qū)的機(jī)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入到處理空氣扇區(qū)的空氣的機(jī)構(gòu)，從而增加了該空氣的相對(duì)濕度以改進(jìn)除濕性能并降低從該處理扇區(qū)供送的空氣溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的除濕設(shè)備，其特征是，在該再激活扇區(qū)和處理扇區(qū)之間依序布置一附加的氣洗扇區(qū)，從而扇區(qū)的總數(shù)增加至四個(gè)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自于外界空氣扇區(qū)的排出或者流入處理扇區(qū)的空氣，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的除濕設(shè)備，其特征是，離開氣洗扇區(qū)的空氣用作再激活流入空氣的至少一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的除濕設(shè)備，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇區(qū)的供給空氣是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)排出的空氣，且該空氣加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的除濕設(shè)備，其特征是，該另一股氣流總體為環(huán)境空氣。
19.一種固體干燥劑式除濕設(shè)備，包括干燥劑輪和輪驅(qū)動(dòng)器，含有內(nèi)部擋板以及鄰近輪表面的氣密封的殼體，以形成多個(gè)通風(fēng)室或扇區(qū)并避免空氣在相鄰扇區(qū)之間滲漏，從而為空氣形成穿過該輪的三個(gè)路徑；該扇區(qū)依序是使干燥劑干燥到低的平衡相對(duì)濕度的再激活扇區(qū)；干燥自空間或處理作 業(yè)再循環(huán)的獨(dú)立空氣和/或氣流、環(huán)境空氣、或兩者的混合氣體的處理扇區(qū)；以及來對(duì)另一股氣流除濕、為再激活扇區(qū)提供所有空氣的外界空氣扇區(qū)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的除濕設(shè)備，其特征是，所述干燥劑輪如此定位，即處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪，而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的除濕設(shè)備，其特征是，所述處理氣流和外界氣流均以與再激活氣流相反的方向通過所述輪。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣以通過冷凝來從空氣中去除一些水分并以接近飽和的相對(duì)濕度供送空氣至外界空氣扇區(qū)的機(jī)構(gòu)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入到處理空氣扇區(qū)的空氣的機(jī)構(gòu)，從而增加了該空氣的相對(duì)濕度以改進(jìn)除濕性能并降低從該處理扇區(qū)供送的空氣溫度。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的除濕設(shè)備，其特征是，在該再激活扇區(qū)和處理扇區(qū)之間依序布置一附加的氣洗扇區(qū)，從而扇區(qū)的總數(shù)增加至四個(gè)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自于外界空氣扇區(qū)的排出，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移量。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的除濕設(shè)備，其特征是，離開氣洗扇區(qū)的空氣用作再激活流入空氣的至少一部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的除濕設(shè)備，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇區(qū)的供給空氣是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)和/或氣洗扇區(qū)排出的空氣，且該加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的除濕設(shè)備，其特征是，該另一股氣流總體為環(huán)境空氣。
28.一種固體干燥劑式除濕設(shè)備，包括干燥劑輪和輪驅(qū)動(dòng)器，含有內(nèi)部擋板以及鄰近輪表面的氣密封的殼體，以形成多個(gè)通風(fēng)室或扇區(qū)并避免空氣在相鄰扇區(qū)之間滲漏，從而為空氣形成穿過該輪的四個(gè)路徑；該扇區(qū)依序?yàn)槭垢稍飫└稍锏降偷钠胶庀鄬?duì)濕度的再激活扇區(qū)；第二和第一處理扇區(qū)，其干燥以相反方向按順序通過這兩個(gè)扇區(qū)且可從空間或處理作業(yè)再循環(huán)的獨(dú)立空氣和/或氣流、環(huán)境空氣、或兩者的混合氣體的；以及對(duì)另一股氣流除濕且為再激活扇區(qū)提供所有空氣的外界空氣扇區(qū)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的除濕設(shè)備，其特征是，所述干燥劑輪如此定位，即第二處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪，而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的除濕設(shè)備，其特征是，第二處理氣流與再激活氣流沿相反方向通過所述輪，且外界氣流和再激活氣流也沿相反方向通過所述輪。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣以通過冷凝來從空氣中去除一些水分并以接近飽和的相對(duì)濕度供送空氣至外界空氣扇區(qū)的機(jī)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求 28所述的除濕設(shè)備，其特征是，設(shè)置預(yù)冷卻進(jìn)入第一和/或第二處理空氣扇區(qū)的空氣的機(jī)構(gòu)，從而增加了該空氣的相對(duì)濕度以改進(jìn)除濕性能并降低從第二處理扇區(qū)傳送的空氣溫度。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的除濕設(shè)備，其特征是，在再激活扇區(qū)和第二處理扇區(qū)之間依序布置一附加氣洗扇區(qū)，從而將扇區(qū)的總數(shù)增加到了五個(gè)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自外界空氣扇區(qū)的排出，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入第二處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的除濕設(shè)備，其特征是，離開氣洗扇區(qū)的空氣被用作再激活流入空氣的至少一部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的除濕設(shè)備，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇區(qū)的供給空氣是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)和/或氣洗扇區(qū)排出的空氣，且該加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
36.根據(jù)權(quán)利要求28所述的除濕設(shè)備，其特征是，該另一股氣流總體是環(huán)境空氣。
37.一種空氣除濕的方法，所述方法包括在除濕設(shè)備上形成三個(gè)空氣路徑，將所述設(shè)備中所設(shè)的干燥劑在再激活扇區(qū)中干燥到低的平衡相對(duì)濕度，干燥來自處理扇區(qū)的返流空氣和來自外界空氣扇區(qū)的補(bǔ)償空氣，在外界空氣扇區(qū)中干燥另一股氣流以為處理扇區(qū)提供補(bǔ)償空氣和為再激活扇區(qū)提供所有空氣。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，該處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪，而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，所述處理氣流和外界氣流均沿與再激活氣流相反的方向通過所述輪。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻以通過冷凝從空氣去除一些水分并將空氣以接近飽和的相對(duì)濕度供送至外界空氣扇區(qū)。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到處理空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻，從而增加該空氣的相對(duì)濕度以改進(jìn)除濕性能并降低自處理扇區(qū)供送的空氣溫度。
42.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，在該再激活扇區(qū)和處理扇區(qū)之間依序布置一附加的氣洗扇區(qū)，從而扇區(qū)的總數(shù)增加至四個(gè)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自于外界空氣扇區(qū)的排出或流入處理扇區(qū)的空氣，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移量。
43.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇區(qū)的供給空氣是處理流入空氣或是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)排出的空氣，且該加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
44.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，另一股氣流總體是環(huán)境空氣。
45.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征是，該除濕機(jī)負(fù)載的一顯著部分在外界空氣扇區(qū)被吸附，以確保陣列在高水分負(fù)載下離開該扇區(qū)。
46.一種在固體干燥劑式除濕設(shè)備中對(duì)空氣除濕的方法，該除濕設(shè)備包括干燥劑輪和輪驅(qū)動(dòng)器，含有內(nèi)部擋板以及鄰近輪表面的氣密封的殼體，以形成多個(gè)通氣室或扇區(qū)并避免空氣在相鄰扇區(qū)之間滲漏，該方法包括:為空氣形成三個(gè)通過輪的路徑；在再激活扇區(qū)中將干燥劑干燥到低的平衡濕度；處理扇區(qū)的所有進(jìn)入空氣均從外界空氣扇區(qū)接收；在外界空氣扇區(qū)中對(duì)另一股氣流除濕，且為處理扇區(qū)提供預(yù)除濕空氣和為再激活扇區(qū)提供其需要的所有供給空氣。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，該處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪，而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，所述處理氣流和外界氣流均沿與再激活氣流相反的方向通過所述輪。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻以通過冷凝從空氣去除一些水分并將空氣以接近飽和的相對(duì)濕度供送至外界空氣扇區(qū)。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到處理空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻，從而增加了該空氣的相對(duì)濕度以改進(jìn)除濕性能并降低自處理扇區(qū)供送的空氣溫度。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，在該再激活扇區(qū)和處理扇區(qū)之間依序布置一附加的氣洗扇區(qū)，從而增加扇區(qū)的總數(shù)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自于外界空氣扇區(qū)的排出或者流入處理扇區(qū)的 空氣，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移量。
52.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇區(qū)的供給空氣是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)排出的空氣，且該空氣加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
53.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，該另一股氣流總體是環(huán)境空氣。
54.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征是，該除濕機(jī)負(fù)載的一顯著部分在外界空氣扇區(qū)被吸附，以確保陣列在高水分負(fù)載下離開該扇區(qū)。
55.一種在固體干燥劑式除濕設(shè)備中對(duì)空氣除濕的方法，該除濕設(shè)備包括干燥劑輪和輪驅(qū)動(dòng)器，含有內(nèi)部擋板以及鄰近輪表面的氣密封的殼體，以形成多個(gè)通氣室或扇區(qū)并避免空氣在相鄰扇區(qū)之間滲漏，為空氣形成三個(gè)通過輪的路徑，該扇區(qū)依序是再激活扇區(qū)、處理扇區(qū)和外界空氣扇區(qū)；該方法包括:為空氣形成三個(gè)通過輪的路徑；在再激活扇區(qū)中將干燥劑干燥到低的平衡濕度；在處理扇區(qū)中，干燥獨(dú)立空氣和/或氣流，該獨(dú)立空氣和/或氣流是選自從空間或處理作業(yè)的再循環(huán)的空氣和/或氣體、環(huán)境空氣，或兩者的混合氣體；在外界空氣扇區(qū)中對(duì)另一股氣流除濕，為再激活扇區(qū)提供所有空氣。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，該處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪，而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
57.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，所述處理氣流和外界氣流均沿與再激活氣流相反的方向通過所述輪。
58.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻以通過冷凝從空氣去除一些水分并將空氣以接近飽和的相對(duì)濕度供送至外界空氣扇區(qū)。
59.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到處理空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻，從而增加了該空氣的相對(duì)濕 度以改進(jìn)除濕性能并降低自處理扇區(qū)供送的空氣溫度。
60.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，在該再激活扇區(qū)和處理扇區(qū)之間依序布置一附加的氣洗扇區(qū)，從而增加扇區(qū)的總數(shù)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自于外界空氣扇區(qū)的排出或者流入處理扇區(qū)的空氣，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移量。
61.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇區(qū)的供給空氣是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)排出的空氣，且該空氣加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
62.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，該另一股氣流總體是環(huán)境空氣。
63.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，該除濕機(jī)負(fù)載的一顯著部分在外界空氣扇區(qū)被吸附，以確保陣列在高水分負(fù)載下離開該扇區(qū)。
64.一種在固體干燥劑式除濕設(shè)備中對(duì)空氣除濕的方法，該除濕設(shè)備包括干燥劑輪和輪驅(qū)動(dòng)器，含有內(nèi)部擋板以及鄰近輪表面的氣密封的殼體，以形成多個(gè)通氣室或扇區(qū)并避免空氣在相鄰扇區(qū)之間滲漏，為空氣形成四個(gè)通過輪的路徑；該扇區(qū)依序是再激活扇區(qū)、第二和第一處理扇區(qū)以及外界空氣扇區(qū)；該方法包括:為空氣形成四個(gè)通過輪的路徑；在再激活扇區(qū)中將干燥劑干燥到低的平衡濕度；獨(dú)立空氣和/或氣流沿相反方向依序地通過所述第二和第一處理扇區(qū)以干燥所述獨(dú)立空氣和/或氣流，該獨(dú)立空氣和/或氣流是選自從空間或處理作業(yè)再循環(huán)的空氣和/或氣體、環(huán)境空氣，或兩者的混合氣體；在外界空氣扇區(qū)中對(duì)另一股氣流除濕，為再激活扇區(qū)提供所有空氣。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征是，該處理氣流與再激活氣流沿相同方向通過干燥劑輪，而外界氣流和再激活氣流沿相反方向通過干燥劑輪。
66.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征是，所述處理氣流和外界氣流均沿與再激活氣流相反的方向通過所述輪。
67.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到外界空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻以通過冷凝從空氣去除一些水分并將空氣以接近飽和的相對(duì)濕度供送至外界空氣扇區(qū)。
68.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征是，將進(jìn)入到處理空氣扇區(qū)的空氣預(yù)冷卻，從而增加了該空氣的相對(duì)濕度以改進(jìn)除濕性能并降低自處理扇區(qū)供送的空氣溫度。
69.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征是，在該再激活扇區(qū)和處理扇區(qū)之間依序布置一附加的氣洗扇區(qū)，從而增加扇區(qū)的總數(shù)，用于該扇區(qū)的供給空氣來自于外界空氣扇區(qū)的排出或者流入處理扇區(qū)的空氣，在離開再激活扇區(qū)的媒介進(jìn)入處理扇區(qū)前將其預(yù)冷卻，使除濕設(shè)備能制備較干燥的處理空氣并減少從再激活到處理空氣的熱轉(zhuǎn)移量。
70.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征是，在處理空氣扇區(qū)之前依序布置兩個(gè)再激活扇區(qū)，允許不同空氣來源和不同熱源用于這兩個(gè)扇區(qū)，用于第一再激活扇區(qū)的供給空氣是可被預(yù)冷卻的環(huán)境空氣，且便宜的加熱機(jī)構(gòu)、例如直燃式氣體用于從所述輪去除大部分水分，且用于第二再激活扇 區(qū)的供給空氣是自外界空氣預(yù)調(diào)節(jié)扇區(qū)排出的空氣，且該空氣加熱機(jī)構(gòu)不給空氣增加水分。
71.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征是，該另一股氣流總體是環(huán)境空氣。
72.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征是，該除濕機(jī)負(fù)載的一顯著部分在外界空氣扇區(qū)被吸附，以確保陣列在高水分負(fù)載下離開該扇區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明披露了用于將空氣或其它氣體干燥至低濕水平的節(jié)能干燥劑除濕的方法和設(shè)備。該方法和設(shè)備包括具有多于一個(gè)除濕區(qū)域或扇區(qū)的干燥劑轉(zhuǎn)動(dòng)件(輪)。分開的除濕扇區(qū)可以被用來給分開的氣體或氣流除濕，或它們也可以通過使單股空氣或氣流穿過多于一個(gè)的扇區(qū)被用來給單股空氣或氣流除濕。從除濕機(jī)扇區(qū)排出的所有或部分空氣或氣體在加熱之前被用于再激活流入空氣或氣體的全部或部分。干燥劑輪包括多于一個(gè)再激活扇區(qū)，其中各獨(dú)立的空氣或氣體源用于各扇區(qū)。該干燥機(jī)輪包括一個(gè)再激活和除濕扇區(qū)之間的氣洗扇區(qū)用以提高除濕處理的熱效率。
文檔編號(hào)F24F3/14GK103096996SQ201180040749
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者D·帕赫瓦, R·薩克德夫, W·C·格里菲思, K·S·馬立克 申請(qǐng)人:百瑞空氣工程(亞洲)有限公司