專利名稱：船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種船用設(shè)備，特別是涉及一種船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
船舶上擁有豐富的廢熱，其中柴油機(jī)的熱效率只有50%左右，其余的熱量通過冷卻介質(zhì)、排氣和散熱排入海水或大氣中。排氣熱量約占柴油主機(jī)總輸入能量的30%，排氣溫度通常在沈01 -400°C。大量的廢熱被排放到室外，造成了能源的大量浪費，也對海洋環(huán)境造成了非常大的污染。夏季，炎熱的海洋環(huán)境下空氣的相對濕度一般在80%左右，有時甚至?xí)_(dá)到了 90%，因此，船舶空調(diào)的除濕量非常大。目前，船舶的空調(diào)系統(tǒng)基本上是采用壓縮式空調(diào)制冷，除濕方式為冷卻除濕，冷卻除濕需要將冷卻器表面溫度降低至露點溫度以下，空氣中水蒸氣遇冷凝結(jié)而析出，從而達(dá)到除濕的目的。該除濕過程消耗大量的能源，增加了船舶空調(diào)運行成本。船用除濕空調(diào)系統(tǒng)由除濕轉(zhuǎn)輪、海水冷卻設(shè)備和傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)機(jī)組組成，處理空氣中的濕負(fù)荷由轉(zhuǎn)輪中的干燥劑處理，干燥劑的再生熱源利用船舶廢熱，干燥后的空氣采用海水冷卻和壓縮式空調(diào)機(jī)組輔助冷卻相結(jié)合，共同對處理空氣進(jìn)行冷卻。與傳統(tǒng)壓縮式船舶空調(diào)相比，船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)將濕負(fù)荷由除濕轉(zhuǎn)輪來獨立處理，能夠達(dá)到更低的濕度要求。轉(zhuǎn)輪中吸濕到飽和的干燥劑利用船舶主機(jī)的廢熱進(jìn)行再生，提高了船舶燃料利用的熱效率，減少了溫室氣體的排放，符合當(dāng)前國際海事組織海洋環(huán)境保護(hù)委員會提出的減少溫室氣體排放的措施，而且船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)可以提供更高新風(fēng)比的送風(fēng)，使得空調(diào)房間的環(huán)境更健康。經(jīng)對現(xiàn)有專利文獻(xiàn)的檢索，申請?zhí)枮?00710045902. 7的中國發(fā)明專利，名稱為 “太陽能驅(qū)動的單個轉(zhuǎn)輪兩級除濕空調(diào)器”，該專利公開了相關(guān)技術(shù)特征為處理風(fēng)經(jīng)過第二級換熱器后，通過風(fēng)管進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器，蒸發(fā)冷卻器與處理風(fēng)機(jī)連接，再生熱源為太陽能熱水集熱器和輔助熱源，第一級再生區(qū)與第一級加熱器相連，第二級再生區(qū)與第二級加熱器相連。此專利技術(shù)的缺陷和不足為采用蒸發(fā)冷卻器來冷卻不適合于船舶搖晃的工作環(huán)境，采用太陽能作為熱源不能夠連續(xù)穩(wěn)定的為系統(tǒng)提供再生熱量，主要還是依靠輔助熱源來保障再生過程的進(jìn)行，節(jié)能效果不佳，不適合船舶實際應(yīng)用情況。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它可充分利用船舶豐富的廢熱和溫度較低的海水作為冷卻水源，降低船舶空調(diào)用于降溫除濕的能耗， 減少溫室氣體排放，保護(hù)海洋環(huán)境。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是本實用新型是一種船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它包括除濕轉(zhuǎn)輪、第一級中冷器、第二級中冷器、壓縮式空調(diào)機(jī)組、處理風(fēng)機(jī)、再生風(fēng)機(jī)、廢熱加熱器或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪、加濕器；它采用一個除濕轉(zhuǎn)輪，所采用的除濕轉(zhuǎn)輪包括第一級除濕區(qū)、再生區(qū)一、第二級
3除濕區(qū)和再生區(qū)二 ；第一級除濕區(qū)、再生區(qū)一、第二級除濕區(qū)和再生區(qū)二依序分布，形成一個封閉的空間；所采用的除濕轉(zhuǎn)輪第一級除濕區(qū)出口與第一級中冷器進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，第一級中冷器出風(fēng)口與第二級除濕區(qū)進(jìn)口通過風(fēng)管連接，第二級除濕區(qū)出口與第二級中冷器進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，第二級中冷器出風(fēng)口與壓縮式空調(diào)機(jī)組的蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，蒸發(fā)器出風(fēng)口與處理風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管連接且在該段風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)閥一；室內(nèi)回風(fēng)口與廢熱加熱器進(jìn)風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，廢熱加熱器出風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪出風(fēng)口與除濕轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)一的進(jìn)口和再生區(qū)二的進(jìn)口分別通過風(fēng)管連接，再生區(qū)一的出口和再生區(qū)二的出口皆與再生風(fēng)機(jī)進(jìn)口通過風(fēng)管連接；廢熱加熱器出風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪出風(fēng)口與加濕器進(jìn)口通過風(fēng)管連接，加濕器出口與處理風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管連接。本實用新型工作過程包括空氣的處理過程、干燥劑的再生過程和供暖過程?？諝獾奶幚磉^程室外空氣與室內(nèi)回風(fēng)按需要的比例O 50%)混合形成處理風(fēng)，處理風(fēng)首先進(jìn)入除濕轉(zhuǎn)輪的第一級處理區(qū)，空氣中的水分在除濕區(qū)內(nèi)被干燥劑吸收，處理空氣被干燥，由于吸附熱的產(chǎn)生，處理空氣溫度升高，干燥后的處理空氣從除濕區(qū)出來后進(jìn)入第一級中冷器，被海水冷卻，冷卻后送入除濕轉(zhuǎn)輪的第二級處理區(qū)，再次被干燥劑干燥，干燥后的處理空氣在第二級中冷器中被海水冷卻，為了保證送風(fēng)溫度的穩(wěn)定性，經(jīng)過兩次除濕和海水冷卻后的處理空氣經(jīng)傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)機(jī)組的蒸發(fā)器輔助冷卻后，最后由處理風(fēng)機(jī)送入艙室。 干燥劑的再生過程再生風(fēng)來自艙室內(nèi)的回風(fēng)，再生風(fēng)首先經(jīng)廢熱加熱器或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪加熱到再生溫度，然后分成兩路分別進(jìn)入轉(zhuǎn)輪再生區(qū)一和再生區(qū)二，加熱干燥劑，使其吸附的水蒸氣蒸發(fā)，恢復(fù)吸濕能力，再生風(fēng)從除濕轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)出來后混合經(jīng)再生風(fēng)機(jī)排到室外。供暖過程風(fēng)閥一和風(fēng)閥二關(guān)閉，室內(nèi)回風(fēng)依次經(jīng)過廢熱加熱器或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪加熱后達(dá)到預(yù)定的溫度，再由加濕器調(diào)節(jié)濕度，由處理風(fēng)機(jī)送入艙室內(nèi)。本實用新型所述廢熱加熱器由廢熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽來加熱再生風(fēng)，廢氣換熱轉(zhuǎn)輪直接用廢氣與再生風(fēng)換熱，將再生風(fēng)加熱到干燥劑的再生溫度。本實用新型的工作原理在需要降溫除濕的空調(diào)通風(fēng)工況下，處理空氣的潛熱負(fù)荷和顯熱負(fù)荷分開處理。潛熱負(fù)荷是指濕負(fù)荷，由轉(zhuǎn)輪中的干燥劑處理；顯熱負(fù)荷是指將空氣的熱負(fù)荷，由第一級與第二級海水中冷器和傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)機(jī)組共同處理。處理空氣經(jīng)過除濕轉(zhuǎn)輪時，空氣中的水蒸氣被除濕轉(zhuǎn)輪中的干燥劑吸收，該干燥過程為等焓除濕過程， 空氣的濕度降低，由于吸附熱的釋放，使得溫度上升。海洋表面海水溫度一般在20-30°C左右，可以用于處理風(fēng)的冷卻。干燥后的空氣送入海水中冷器中被冷卻。在海洋環(huán)境下，空氣濕度較高，船舶空調(diào)的除濕量較大，需要再進(jìn)一步除濕，考慮到船舶機(jī)艙空間較小，采用一個轉(zhuǎn)輪兩級除濕的形式可以節(jié)省空間，比較合適。因此，被第一次冷卻后的處理空氣再次送入轉(zhuǎn)輪的另外一個除濕區(qū)進(jìn)行除濕，除濕后再由第二級海水中冷器冷卻。為保證送風(fēng)溫度的穩(wěn)定，被海水冷卻后的處理空氣最后由傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)機(jī)組的蒸發(fā)器輔助冷卻，處理風(fēng)即可達(dá)到送風(fēng)需要的溫濕度工況。采用上述方案后，與申請?zhí)枮?00710045902.7的中國發(fā)明專利相比，在結(jié)構(gòu)上做了如下改進(jìn)①以壓縮式空調(diào)機(jī)組替代上述專利中的蒸發(fā)冷卻器，采用除濕轉(zhuǎn)輪與壓縮式空調(diào)機(jī)組相結(jié)合；②對處理空氣和再生空氣的流程進(jìn)行有效改進(jìn)，再生過程采用一個再生風(fēng)機(jī)；③再生過程采用船舶廢熱作為熱源，處理空氣采用海水作為初步冷卻；取消了上述專利中的太陽能熱水集熱器和輔助熱源，通過廢熱加熱器或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪對再生空氣進(jìn)行加熱。與申請?zhí)枮?00710045902. 7的中國發(fā)明專利相比，本實用新型具有以下優(yōu)點①除濕轉(zhuǎn)輪與壓縮式空調(diào)機(jī)組結(jié)合起來使用有利于整個系統(tǒng)的送風(fēng)溫度穩(wěn)定性，避免了海洋環(huán)境下，常用的蒸發(fā)冷卻器易受外界影響大的缺點。②該系統(tǒng)采用船舶廢熱作為干燥劑的再生熱源，而且采用海水作為冷源對處理后的空氣進(jìn)行初步冷卻，節(jié)省了大量用于再生和冷卻的能量，減少了碳排放，符合當(dāng)前國際海洋環(huán)境保護(hù)的趨勢。③相對于當(dāng)前的船舶空調(diào)通風(fēng)技術(shù)，該系統(tǒng)的除濕過程由轉(zhuǎn)輪中的干燥劑完成，避免了冷卻除濕過程需要消耗大量能量將冷卻溫度降低到露點以下的缺點。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本實用新型除濕轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型是一種船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它包括除濕轉(zhuǎn)輪1、第一級中冷器2、第二級中冷器3、壓縮式空調(diào)機(jī)組4 (包括蒸發(fā)器4-1和冷凝器 4-2)、處理風(fēng)機(jī)5、再生風(fēng)機(jī)6、廢熱加熱器7-1或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪7-2、加濕器8、電動機(jī)10、齒輪11、鏈條12。參考圖2所示，所述的除濕轉(zhuǎn)輪1包括第一級除濕區(qū)1-1、再生區(qū)一 1-2、第二級除濕區(qū)1-3和再生區(qū)二 1-4，第一級除濕區(qū)1-1、再生區(qū)一 1-2、第二級除濕區(qū)1-3和再生區(qū)二 1-4依序分布，形成一個封閉的空間。所述的第一級除濕區(qū)1-1與第二級除濕區(qū)1-3面積相等，各占除濕轉(zhuǎn)輪1截面面積的3/8，再生區(qū)一 1-2與再生區(qū)二 1-4面積相等，各占除濕轉(zhuǎn)輪 1截面面積的1/8。除濕轉(zhuǎn)輪1由第一級除濕區(qū)1-1向再生區(qū)一 1-2方向轉(zhuǎn)動。所述的除濕轉(zhuǎn)輪1第一級除濕區(qū)1-1出口與第一級中冷器2進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，第一級中冷器2出風(fēng)口與第二級除濕區(qū)1-3進(jìn)口通過風(fēng)管連接，第二級除濕區(qū)1-3出口與第二級中冷器3進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，第二級中冷器3出風(fēng)口與壓縮式空調(diào)機(jī)組4的蒸發(fā)器4-1進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，蒸發(fā)器4-1出風(fēng)口與處理風(fēng)機(jī)5通過風(fēng)管連接且在該段風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)閥一 9-1。室內(nèi)回風(fēng)口 A與廢熱加熱器7-1進(jìn)風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪7-2進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，廢熱加熱器7-1出風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪7-2出風(fēng)口與除濕轉(zhuǎn)輪1的再生區(qū)一 1-2的進(jìn)口和再生區(qū)二 1-4的進(jìn)口分別通過風(fēng)管連接，再生區(qū)一 1-2的出口和再生區(qū)二 1-4的出口皆與再生風(fēng)機(jī)6進(jìn)口通過風(fēng)管連接；廢熱加熱器7-1出風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪7-2 出風(fēng)口與加濕器8進(jìn)口通過風(fēng)管連接，加濕器8出口與處理風(fēng)機(jī)5通過風(fēng)管連接。所述的齒輪11安裝在電動機(jī)10的輸出軸上，齒輪11與安裝在除濕轉(zhuǎn)輪1上的鏈條12嚙合，帶動除濕轉(zhuǎn)輪1轉(zhuǎn)動。本實施例中，當(dāng)向艙室內(nèi)進(jìn)行除濕制冷調(diào)節(jié)時，空氣的處理過程為室外空氣B進(jìn)入系統(tǒng)與艙室回風(fēng)C按一定比例50%)混合，形成處理風(fēng)D。回風(fēng)與外界新風(fēng)在進(jìn)入除濕轉(zhuǎn)輪的第一級除濕區(qū)前混合作為處理空氣。處理風(fēng)D首先進(jìn)入除濕轉(zhuǎn)輪1的第一級除濕區(qū)1-1，該處理風(fēng)D進(jìn)風(fēng)側(cè)為除濕轉(zhuǎn)輪1的正面。在除濕轉(zhuǎn)輪1的空氣通道壁上，覆蓋了一層干燥劑，處理風(fēng)D經(jīng)過通道時，空氣中的一部分水分被干燥劑吸收，處理風(fēng)D被第一次干燥，由于吸附熱的釋放，處理風(fēng)D的溫度上升。經(jīng)過第一次干燥后的處理空氣從第一級除濕區(qū)1-1出來后，處理風(fēng)D經(jīng)過風(fēng)管送入第一級中冷器2，第一級中冷器 2中采用海水作為冷源來冷卻處理風(fēng)D，冷卻后的處理風(fēng)D從第一級中冷器2出來后送入除濕轉(zhuǎn)輪1的正面第二級除濕區(qū)1-3。在第二級除濕區(qū)1-3中，處理風(fēng)D得到了進(jìn)一步的干燥，干燥后的處理風(fēng)D從除濕轉(zhuǎn)輪1出來后送入第二級中冷器3，進(jìn)行初步冷卻。在第一級中冷器2和第二級中冷器3中，采用溫度較低的海水來初步冷卻經(jīng)過除濕后的處理空氣，且采用的壓縮式空調(diào)機(jī)組4是用來輔助冷卻處理空氣的，以達(dá)到艙室送風(fēng)狀態(tài)點要求以及保證送風(fēng)狀態(tài)的穩(wěn)定；壓縮式空調(diào)機(jī)組4不對處理風(fēng)進(jìn)行除濕，機(jī)組的冷凝器采用海水冷卻。 由于海水的冷卻能力有限，為保證送風(fēng)溫度的穩(wěn)定性，處理風(fēng)D經(jīng)第二級中冷器3冷卻后， 再經(jīng)過蒸發(fā)器4-1進(jìn)一步冷卻至設(shè)定的送風(fēng)溫度，最后由處理風(fēng)機(jī)5送入艙室內(nèi)。本實施例中，除濕轉(zhuǎn)輪1干燥劑的再生過程是采用船舶廢熱做為熱源，利用廢熱加熱器7-1或者廢氣換熱轉(zhuǎn)輪7-2來加熱再生空氣，具體方法如下再生風(fēng)A采用艙室內(nèi)的回風(fēng)，首先進(jìn)入廢熱加熱器7-1或進(jìn)入廢熱換熱轉(zhuǎn)輪7-2， 加熱至干燥劑再生所需溫度。該過程采用船舶廢熱的船舶高溫廢氣E加熱再生風(fēng)，加熱后的再生風(fēng)出來后被分成兩路，通過再生風(fēng)風(fēng)管分別進(jìn)入除濕轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)一 1-2和再生區(qū)二 1-4。除濕轉(zhuǎn)輪1空氣通道中的干燥劑受熱，使所含水分蒸發(fā)到再生風(fēng)中，恢復(fù)干燥劑的吸濕能力，然后經(jīng)由再生風(fēng)機(jī)6排到室外。在本實施例中，當(dāng)向艙室內(nèi)供暖時，風(fēng)閥一 9-1和風(fēng)閥二 9-2關(guān)閉，風(fēng)閥9-2開啟。 艙室的回風(fēng)經(jīng)風(fēng)管送入廢熱加熱器7-1或廢熱換熱轉(zhuǎn)輪7-2加熱，加熱后進(jìn)入加濕器8，進(jìn)行空氣的加濕處理，達(dá)到送風(fēng)預(yù)定溫濕度后，由處理風(fēng)機(jī)5送入艙室內(nèi)。由上述實施例中可知1.本實用新型采用海水冷卻和傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)冷卻方式相結(jié)合，可以減少用于冷卻的能耗。2.除濕前的回風(fēng)方式可以降低了需要處理空氣的濕負(fù)荷和冷負(fù)荷，而且干燥劑的再生充分利用了船舶廢熱，節(jié)省了再生加熱成本。因此，船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)是一種綠色的制冷技術(shù)。以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能以此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括除濕轉(zhuǎn)輪、第一級中冷器、第二級中冷器、壓縮式空調(diào)機(jī)組、處理風(fēng)機(jī)、再生風(fēng)機(jī)、廢熱加熱器或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪、 加濕器；它采用一個除濕轉(zhuǎn)輪，所采用的除濕轉(zhuǎn)輪包括第一級除濕區(qū)、再生區(qū)一、第二級除濕區(qū)和再生區(qū)二 ；第一級除濕區(qū)、再生區(qū)一、第二級除濕區(qū)和再生區(qū)二依序分布，形成一個封閉的空間；所采用的除濕轉(zhuǎn)輪第一級除濕區(qū)出口與第一級中冷器進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接， 第一級中冷器出風(fēng)口與第二級除濕區(qū)進(jìn)口通過風(fēng)管連接，第二級除濕區(qū)出口與第二級中冷器進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，第二級中冷器出風(fēng)口與壓縮式空調(diào)機(jī)組的蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，蒸發(fā)器出風(fēng)口與處理風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管連接且在該段風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)閥一；室內(nèi)回風(fēng)口與廢熱加熱器進(jìn)風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪進(jìn)風(fēng)口通過風(fēng)管連接，廢熱加熱器出風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪出風(fēng)口與除濕轉(zhuǎn)輪的再生區(qū)一的進(jìn)口和再生區(qū)二的進(jìn)口分別通過風(fēng)管連接，再生區(qū)一的出口和再生區(qū)二的出口皆與再生風(fēng)機(jī)進(jìn)口通過風(fēng)管連接；廢熱加熱器出風(fēng)口或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪出風(fēng)口與加濕器進(jìn)口通過風(fēng)管連接，加濕器出口與處理風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管連接。
專利摘要本實用新型公開一種船用轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它包括通過風(fēng)管連接的除濕轉(zhuǎn)輪、第一級中冷器、第二級中冷器、壓縮式空調(diào)機(jī)組、處理風(fēng)機(jī)、再生風(fēng)機(jī)、廢熱加熱器或廢氣換熱轉(zhuǎn)輪、加濕器。它采用單個除濕轉(zhuǎn)輪，以適應(yīng)船舶空間有限的情況；它以壓縮式空調(diào)機(jī)組替代常用的蒸發(fā)冷卻器，避免在海洋環(huán)境下常用的蒸發(fā)冷卻器易受外界影響的缺點，保證送風(fēng)狀態(tài)的穩(wěn)定性；系統(tǒng)采用一個再生風(fēng)機(jī)，再生過程利用船舶廢熱作為熱源。采用海水作為冷源對除濕后的高溫處理空氣進(jìn)行初步冷卻，節(jié)省大量用于再生和冷卻的能量。
文檔編號F24F3/14GK202254023SQ20112026078
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者楊光海, 陳武 申請人:集美大學(xué)