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CN101900385A - 混合干燥剂除湿装置及其控制方法 - Google Patents

混合干燥剂除湿装置及其控制方法 Download PDF

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CN101900385A
CN101900385A CN2010101828618A CN201010182861A CN101900385A CN 101900385 A CN101900385 A CN 101900385A CN 2010101828618 A CN2010101828618 A CN 2010101828618A CN 201010182861 A CN201010182861 A CN 201010182861A CN 101900385 A CN101900385 A CN 101900385A
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朴承泰
金鉖爀
朴成赞
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Abstract

一种混合干燥剂除湿装置及其控制方法，能够在差的环境，例如船舶涂装场地下使用。当经过干燥剂除湿器时，由蒸发器预冷却的外部空气将会被除湿和加热，并且由冷凝器的冷凝热加热的外部空气被提供至干燥剂除湿器作为再生空气源用于高温和高湿度再生。冷却器与干燥剂除湿器一体地形成，从而混合干燥剂除湿装置能够被制造为紧凑的尺寸，并且其操作成本能够被极大地降低。

Description

混合干燥剂除湿装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合干燥剂除湿装置及其控制方法。更详细地，本发明涉及一种能够在差的环境(例如船舶涂装场地)下使用的混合干燥剂除湿装置及控制方法，其中当经过干燥剂除湿器时，由蒸发器预冷却的外部空气将会被除湿和加热，并且由冷凝器的冷凝热加热的外部空气被提供至干燥剂除湿器作为再生空气源，从而通过热交换反应能够将高温和高湿再生空气抽取到外部，并且其中冷却器与干燥剂除湿器一体地形成，从而混合干燥剂除湿装置能够被制造为紧凑的尺寸，并且其操作成本能够被极大地降低。
背景技术
通常，使用空调来执行空气调节操作(冷却和除湿操作)。空调包括室内单元和室外单元，并且当进行相变反应时，制冷剂在室内单元和室外单元之间循环。
室内单元的蒸发器通过从周围空气吸收热来蒸发具有液相的制冷剂，从而冷却的空气能够被抽取到房间的内部。然后，具有汽相的制冷剂被传送到室外单元的压缩机。
压缩机压缩制冷剂，从而制冷剂可以具有高温和高压。然后，将具有高温和高压的制冷剂传送到室外单元的冷凝器，从而制冷剂能够由冷凝器冷凝到液相。此时，周围空气从制冷剂吸收热从而具有汽相的制冷剂被改变为具有液相的制冷剂。此外，加热的周围空气由风扇抽取到外部。
在除湿操作的情况下，周围空气被冷却到足以冷凝周围空气中包含的湿气的温度，从而能够将湿气从周围空气分离。
通常，在空气调节操作中，用于冷凝湿气的温度比可用温度低，因而过冷却的空气可能被抽取到房间的内部，导致用户不舒适。
因而，必须通过在将空气抽取到房间的内部之前重新加热空气来适当地调节空气的温度。
由于空气调节系统必须装配湿度控制功能以及温度控制功能，冷却和重新加热操作在空气调节系统中是必须的。
已经建议了一种利用当前可用的家用空调的室内单元中的一些冷凝热的方法。然而，在管道型空气调节系统的情况下，需要分离的热源。
同时，现有的空气调节系统不适用于差的环境(例如船舶涂装场地或处理危险材料的工作地点)，并且循环后的空气不能被再使用。
此外，由于循环后的空气不能被再使用，冷却和除湿装置必须被长时间操作以适当地设置温度和湿度，从而增加了能耗。
发明内容
相应地，本发明用于解决在现有技术中发生的上述问题，并且本发明的目的是提供一种能够在差的环境(例如船舶涂装场地)下使用的混合干燥剂除湿装置及控制方法，其中当由蒸发器预冷却的外部空气经过干燥剂除湿器时，将会被除湿和加热，并且由冷凝器的冷凝热加热的外部空气被提供至干燥剂除湿器作为再生空气源，从而通过热交换反应能够将外部空气除湿和加热，并且其中冷却器与干燥剂除湿器一体地形成，从而混合干燥剂除湿装置能够被制造为紧凑的尺寸，并且其操作成本能够被极大地降低。
为了实现本发明的目的，提供了一种混合干燥剂除湿装置，包括：第一外部空气接收线，从第一外部空气接收线引入外部空气；蒸发器，安装在第一外部空气接收线中以通过热交换反应冷却外部空气；压缩机，用于压缩已经经过蒸发器的制冷剂；冷凝器，用于冷凝已经经过压缩机的制冷剂；毛细管，用于扩展已经经过冷凝器的制冷剂；干燥剂转子，用于除湿和加热由蒸发器冷却的外部空气；加热的空气提供线，用于在外部空气由冷凝器的冷凝热加热之后向干燥剂转子提供通过连接到冷凝器的第二外部空气接收线引入的外部空气；再生空气抽取线，通过从干燥剂转子接收再生空气来抽取具有高温和高湿度的再生空气；空气馈送线，用于将通过干燥剂转子时被除湿和加热的处理后的空气馈送到除湿空间，从而除湿空间保持预定的内部温度和内部湿度；以及控制器，根据外部温度和湿度条件来选择性地冷却、除湿或加热外部空气。
过滤器安装在蒸发器的入口侧并且消除器安装在蒸发器的出口侧，从而外部空气中包含的冷凝水能够被容易地移除而不会四溅。
提供第一旁路来将蒸发器的出口侧连接至再生空气抽取线，还提供第二旁路来将加热的空气提供线连接到空气馈送线。
根据另一个方面，提供了一种控制混合干燥剂除湿装置的方法，混合干燥剂除湿装置包括：第一外部空气接收线，从第一外部空气接收线引入外部空气；蒸发器，安装在第一外部空气接收线中以通过热交换反应冷却外部空气；压缩机，用于压缩已经经过蒸发器的制冷剂；冷凝器，用于冷凝已经经过压缩机的制冷剂；毛细管，用于扩展已经经过冷凝器的制冷剂；干燥剂转子，用于除湿和加热由蒸发器冷却的外部空气；加热的空气提供线，用于在外部空气由冷凝器的冷凝热加热之后向干燥剂转子提供通过连接到冷凝器的第二外部空气接收线引入的外部空气；再生空气抽取线，通过从干燥剂转子接收再生空气来抽取具有高温和高湿度的再生空气；空气馈送线，用于将通过干燥剂转子时被除湿和加热的处理后的空气馈送到除湿空间，从而除湿空间保持预定的内部温度和内部湿度；以及控制器。
控制器根据外部温度和湿度条件来选择性地冷却、除湿、加热或吹动外部空气以生成处理后的空气，处理后的空气被提供到除湿空间从而将除湿空间中的温度和湿度保持在目标水平。
如上所述，本发明能够提供在差的环境(例如船舶涂装场地或处理危险材料的工作地点，并且循环后的空气不能被再使用)下使用的混合干燥剂除湿装置及控制方法，其中外部空气能够由蒸发器预冷或者由冷凝器的冷凝热除湿和加热。因而，即使循环后的空气不能被再使用，冷凝器的冷凝热能够被用于干燥器除湿装置的热源，从而能够降低能耗并且能够适当地保持温度和湿度。
附图说明
图1是示出根据本发明的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图；
图2是示出根据本发明第一实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图；
图3是示出根据本发明第一实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图；
图4是示出根据本发明第二实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图；
图5是示出根据本发明第二实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图；
图6是示出根据本发明第三实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图；
图7是示出根据本发明第三实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图；
图8是示出根据本发明第四实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图；以及
图9是示出根据本发明第四实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图。
具体实施方式
下面，将参考附图描述本发明的示例实施例。
在下面的描述和附图中，O.A指的是外部空气，E.A指的是抽取空气(exhaust air)并且S.A指的是提供空气。此外，粗线表示流体流并且细线表示没有流体流。
首先，将描述根据本发明的混合干燥剂除湿装置的结构。
图1是示出根据本发明的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图。
如图1所示，根据本发明的混合干燥剂除湿装置包括第一外部空气接收线1，从第一外部空气接收线1引入外部空气；蒸发器V，安装在第一外部空气接收线1中以通过热交换反应冷却外部空气；压缩机P，用于压缩已经经过蒸发器V的制冷剂；冷凝器C，用于冷凝已经经过压缩机的制冷剂；毛细管E，用于扩展已经经过冷凝器的制冷剂；干燥剂转子R，用于除湿和加热由蒸发器冷却的外部空气；加热的空气提供线L1，用于在外部空气由冷凝器C的冷凝热加热之后向干燥剂转子R提供通过连接到冷凝器C的第二外部空气接收线2引入的外部空气；再生空气抽取线L3，通过从干燥剂转子R接收再生空气来抽取具有高温和高湿度的再生空气；空气馈送线L2，用于将通过干燥剂转子R时被除湿和加热的处理后的空气馈送到除湿空间T，从而除湿空间T保持预定的内部温度和内部湿度；以及控制器，根据外部温度和湿度条件来选择性地冷却、除湿或加热外部空气以将干燥后的空气提供到除湿空间，从而除湿空间能够保持目标温度和湿度。
第一外部空气接收线1是从外部接收外部空气并且将外部空气传送到蒸发器V的管道。
过滤器F安装在蒸发器V的入口侧，并且消除器G安装在蒸发器V的出口侧，从而外部空气中包含的冷凝水能够被容易地移除而不会四溅。
第一旁路BP1用于将蒸发器V的出口侧附近的第一外部空气接收线1连接到再生空气抽取线L3。从干燥剂转子R抽取的再生空气被传送到再生空气抽取线L3。在第一旁路BP1中安装了阀门(damper)CV。
因而，通过阀门CV，流体仅从第一外部空气接收线1流到再生空气抽取线L3。
此外，第二旁路BP2用于将加热的空气提供线L1连接到空气馈送线L2，这将在下面更加详细地描述。
蒸发器V安装在第一外部空气接收线1中以通过热交换反应冷却外部空气。
即，蒸发器V包括用于循环制冷剂的冷却旋管。在制冷剂经过冷却旋管时，通过从周围空气吸收热来蒸发制冷剂，从而冷却的空气能够被抽取到房间的内部。
已经经过蒸发器V的制冷剂由压缩机P压缩。此外，已经经过压缩机P的制冷剂由冷凝器C冷凝并且已经经过冷凝器C的制冷剂由毛细管E扩展。
干燥剂转子R在本领域是通常公知的，因而将省略其详细描述。
作为引用，在韩国注册实用新型公开No.0323078中揭示了现有的干燥剂除湿器。
干燥剂转子R被分为处理单元和再生单元。根据装置的尺寸，处理单元和再生单元之间的面积比例被设置为1∶1至5∶3。
处理单元包括吸收剂(absorbent agent)，例如硅胶，从而经过干燥剂转子R的空气中包含的湿气被吸收到吸收剂中。加热后的外部空气经过再生单元，从而加热后的外部空气被通过热交换反应转换为再生空气。
从干燥剂转子R生成的再生空气被通过再生空气抽取线L3抽取到外部。
同时，第二旁路BP2安装在加热的空气提供线L1和空气馈送线L2之间。
由冷凝器C加热的外部空气能够被通过第二旁路BP2提供到空气馈送线L2而不被提供到干燥剂转子R。因而，在冬季，其中外部空气具有低温和低湿度，由冷凝器C加热的外部空气被通过空气馈送线L2提供到除湿空间T而不驱动干燥剂转子R。
此外，加热器H安装在加热的空气提供线中，从而在经过冷凝器C时被加热的外部空气能够由加热器H进一步加热。
下面，将描述根据本发明的用于混合干燥剂除湿装置的控制方法。
根据本发明，控制器根据外部温度和湿度条件来选择性地冷却、除湿、加热或吹动外部空气以生成处理后的空气，该处理后的空气被提供给除湿空间，从而除湿空间中的温度和湿度能够被保持在目标水平。
根据外部天气条件，外部本发明提供了四种基本控制模式。
详细地，在夏季，在高温高湿度条件以及中温高湿度条件下除湿装置在冷却除湿模式下操作，并且在高温中湿度条件下除湿装置在冷却模式操作。
在春季和秋季，如果通过外部空气能够自然地实现冷却操作，除湿装置在吹动模式操作。
在冬季，除湿装置在加热模式操作。
特别地，夏季被分为干燥季节和雨季。除湿装置在干燥季节在冷却模式操作，在雨季在冷却除湿模式操作。
图2是示出根据本发明第一实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图，并且图3是示出根据本发明第一实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图。
如图2和3所示，在极热季节或雨季除湿装置在在冷却除湿模式操作。
在极热季节，外部空气可能具有高温和高湿度，并且在雨季，外部空气可能具有低温和高湿度。
在这种情况下，为了适当地保持除湿空间T中的温度和湿度，通过以下步骤执行冷却除湿模式：操作压缩机P、冷凝器C、蒸发器V和毛细管E来冷却通过第一外部空气接收线1引入的外部空气；通过加热的空气提供线L1向干燥剂转子R提供由冷凝器C的冷凝热加热的外部空气；并且通过空气馈送线L2向除湿空间T提供通过交换再生空气与通过干燥剂转子R中的第一外部空气接收线1提供的外部空气而获得的处理后的空气。
由冷凝器C的冷凝热加热的外部空气可能具有大约60至80摄氏度的温度。
由于加热器H安装在加热的空气提供线L1中，由冷凝器C的冷凝热加热的外部空气能够由加热器H进一步加热，从而外部空气可能具有更高的温度。
因而，加热的外部空气能够用作干燥剂转子R的再生空气源。
图4是示出根据本发明第二实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图，以及图5是示出根据本发明第二实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图。
如图4和5所示，在外部空气具有高温和高湿度的夏季，为了适当地保持除湿空间T中的温度和湿度，通过以下步骤同时执行冷却模式和冷却除湿模式：操作压缩机P、冷凝器C、蒸发器V和毛细管E来冷却和除湿通过第一外部空气接收线1引入的外部空气；通过加热的空气提供线L1向干燥剂转子R提供由冷凝器C的冷凝热加热的外部空气；并且通过空气馈送线向除湿空间提供通过交换再生空气与通过干燥剂转子R中的第一外部空气接收线1提供的外部空气而获得的处理后的空气；通过第三旁路BP3向空气馈送线L2提供已经被冷却和除湿的一些外部空气以冷却外部空气；以及向除湿空间T提供冷却的外部空气，从而保持冷却空间T在适当的温度和湿度。
因而，通过第三旁路BP3向空气馈送线L2提供通过蒸发器V冷却的外部空气，从而冷却的外部空气能够与再生空气混合，再生空气是在经过干燥剂转子R时被除湿和加热的。
此外，如果不管湿度如何都要降低温度，则停止干燥剂转子R的操作并且将再生空气通过再生空气抽取线抽取到外部。
图6是示出根据本发明第三实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图，以及图7是示出根据本发明第三实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图。
如图6和7所示，在外部空气具有低温和低湿度从而通过外部空气的循环来执行冷却操作而不操作冷却器的春季和秋季，为了适当地保持除湿空间T中的温度和湿度，通过以下步骤来操作除湿装置：停止压缩机P、冷凝器C、蒸发器V和毛细管E的操作；以及使用阀门关闭干燥剂转子R的再生部分并且打开第二旁路BP2以允许经过冷凝器C的旋管的外部空气被通过空气馈送线L2提供给除湿空间T。
图8是示出根据本发明第四实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的示意图，以及图9是示出根据本发明第四实施例的混合干燥剂除湿装置的结构的框图。
如图8和9所示，在外部空气具有低温和低湿度的冬季，通过以下步骤来操作除湿装置：操作压缩机P、冷凝器C、蒸发器V和毛细管E以冷却通过第一外部空气接收线1引入的外部空气；打开第一旁路BP1以通过再生空气抽取线L3来抽取由蒸发器V冷却的外部空气；以及关闭干燥剂转子R的再生部分并且打开第二旁路BP2以将由冷凝器C的冷凝热加热的外部空气通过空气馈送线L2提供给除湿空间T。
即，通过再生空气抽取线L3将经过蒸发器V而冷却的外部空气抽取到外部而不提供给干燥剂转子R。
由冷凝器C的冷凝热加热的外部空气可能具有大约30到40摄氏度的温度，并且该外部空气能够用作加热操作中的热源。
尽管已经描述了本发明的示例实施例，应当理解本发明不应当被限制于这些示例实施例，在所附权利要求主张的本发明的精神和范围内，本领域普通技术人员能够进行各种改变和变型。

Claims (7)

1.一种混合干燥剂除湿装置，包括：
第一外部空气接收线，外部空气引入到该第一外部空气接收线；
蒸发器，安装在第一外部空气接收线中以通过热交换反应冷却外部空气；
压缩机，用于压缩已经经过蒸发器的制冷剂；
冷凝器，用于冷凝已经经过压缩机的所述制冷剂；
毛细管，用于扩展已经经过冷凝器的所述制冷剂；
干燥剂转子，用于除湿和加热由蒸发器冷却的外部空气；
加热的空气提供线，用于在外部空气由冷凝器的冷凝热加热之后向干燥剂转子提供通过连接到冷凝器的第二外部空气接收线引入的外部空气；
再生空气抽取线，通过从干燥剂转子接收再生空气来抽取具有高温和高湿度的再生空气；
空气馈送线，用于将通过干燥剂转子时被除湿和加热的处理后的空气馈送到除湿空间，从而除湿空间保持预定的内部温度和内部湿度；以及
控制器，根据外部温度和湿度条件来选择性地冷却、除湿或加热外部空气，
其中在蒸发器的入口侧安装过滤器并且在蒸发器的出口侧安装消除器。
2.根据权利要求1所述的混合干燥剂除湿装置，其中提供第一旁路来将蒸发器的出口侧连接至再生空气抽取线。
3.根据权利要求1所述的混合干燥剂除湿装置，其中提供第二旁路来将加热的空气提供线连接到空气馈送线，从而在低温和低湿度的条件下由冷凝器加热的外部空气被通过空气馈送线引入除湿空间而不驱动干燥剂转子。
4.根据权利要求1所述的混合干燥剂除湿装置，其中加热器安装在加热的空气提供线中以加热已经经过冷凝器的空气从而空气具有更高的温度。
5.一种控制混合干燥剂除湿装置的方法，所述混合干燥剂除湿装置包括：
第一外部空气接收线，外部空气引入到该第一外部空气接收线；
蒸发器，安装在第一外部空气接收线中以通过热交换反应冷却外部空气；
压缩机，用于压缩已经经过蒸发器的制冷剂；
冷凝器，用于冷凝已经经过压缩机的所述制冷剂；
毛细管，用于扩展已经经过冷凝器的所述制冷剂；
干燥剂转子，用于除湿和加热由蒸发器冷却的外部空气；
加热的空气提供线，用于在外部空气由冷凝器的冷凝热加热之后向干燥剂转子提供通过连接到冷凝器的第二外部空气接收线引入的外部空气；
再生空气抽取线，通过从干燥剂转子接收再生空气来抽取具有高温和高湿度的再生空气；
空气馈送线，用于将通过干燥剂转子时被除湿和加热的处理后的空气馈送到除湿空间，从而除湿空间保持预定的内部温度和内部湿度；以及
控制器，根据外部温度和湿度条件来选择性地冷却、除湿、加热或吹动外部空气以生成处理后的空气，该处理后的空气被提供到除湿空间从而将除湿空间中的温度和湿度保持在目标水平，所述方法包括：
操作压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管来冷却和除湿通过第一外部空气接收线引入的外部空气；
通过加热的空气提供线向干燥剂转子提供由冷凝器的冷凝热加热的外部空气；
通过空气馈送线向除湿空间提供处理后的空气，该处理后的空气通过在干燥剂转子中将再生空气与通过第一外部空气接收线提供的外部空气进行热交换而被除湿和加热后获得；
通过第三旁路向空气馈送线提供已经被冷却和除湿的一些外部空气以冷却外部空气；以及
向除湿空间提供冷却的外部空气，从而在外部空气具有更高的温度和更高的湿度的夏季保持冷却空间具有适当的温度和湿度。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
停止压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管的操作；以及
使用阀门关闭干燥剂转子的再生部分并且打开第二旁路以允许经过冷凝器的旋管的外部空气被通过空气馈送线提供给除湿空间，使得在外部空气具有低温和低湿度的春季和秋季通过外部空气的循环而不操作冷却器来执行冷却操作。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括：
操作压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管以冷却通过第一外部空气接收线引入的外部空气；
打开第一旁路以通过再生空气抽取线来抽取由蒸发器冷却的外部空气；以及
关闭干燥剂转子的再生部分并且打开第二旁路以将由冷凝器的冷凝热加热的外部空气通过空气馈送线提供给除湿空间，使得在外部空气具有低温和低湿度的冬季由冷凝器的冷凝热加热的外部空气由加热器进一步加热。
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