用于通過(guò)蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的除濕系統(tǒng)和包括該系統(tǒng)的除濕機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的系統(tǒng)并且涉及一種包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的系統(tǒng)的除濕機(jī)。特別地，本發(fā)明涉及除濕系統(tǒng)和包括這樣的除濕系統(tǒng)的除濕機(jī)，所述除濕系統(tǒng)均包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路；并且涉及使用在再生期間產(chǎn)生的多余過(guò)熱蒸汽。
【專利說(shuō)明】
用于通過(guò)蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的除濕系統(tǒng)和包括該系統(tǒng)的除濕機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的系統(tǒng)并且涉及一種包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的系統(tǒng)的除濕機(jī)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在許多工業(yè)處理中，期望干空氣接觸化學(xué)品或食品以例如在對(duì)流式除濕機(jī)內(nèi)制造干物質(zhì)。為了產(chǎn)生干空氣，一般方法是使從周圍環(huán)境進(jìn)入的空氣經(jīng)過(guò)吸附除濕機(jī)，由此從進(jìn)入的空氣移除過(guò)量水分。
[0003]吸附除濕機(jī)，例如干燥劑除濕機(jī)，從經(jīng)過(guò)其的一定量的空氣移除水分。該處理的核心將是由吸附構(gòu)成經(jīng)過(guò)空氣中的水分的水分子的特殊物質(zhì)制成或涂有所述特殊物質(zhì)的吸附轉(zhuǎn)子。
[0004]由于轉(zhuǎn)子吸附水，所以為了恢復(fù)轉(zhuǎn)子的吸附能力，移除所吸附的水變得必要。為了移除轉(zhuǎn)子中的濕氣，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)超過(guò)再生區(qū)，在再生區(qū)中，用加熱的空氣干燥轉(zhuǎn)子。溫暖潮濕的再生空氣被引出，并且轉(zhuǎn)子再一次準(zhǔn)備好吸附水分子。該運(yùn)行能夠是連續(xù)的或逐步的。 [〇〇〇5] 在最近幾年中，對(duì)工藝經(jīng)濟(jì)的增加的關(guān)注已經(jīng)實(shí)現(xiàn)除濕機(jī)設(shè)計(jì)中改進(jìn)，在其它要素當(dāng)中，這種改進(jìn)重點(diǎn)放在對(duì)溫暖潮濕再生空氣的能含量的重復(fù)使用上，而非僅將再生空氣排放至大氣。
[0006]本發(fā)明的目的是建議用于再生除濕轉(zhuǎn)輪的改進(jìn)系統(tǒng)，其中呈過(guò)熱蒸汽的形式的再生空氣用于與除濕轉(zhuǎn)輪相關(guān)聯(lián)的處理流中的另外的目的。
[0007]US 3，183,649描述了一種除濕系統(tǒng)，其包括除濕轉(zhuǎn)輪，除濕轉(zhuǎn)輪包括:第一裝置， 其將供應(yīng)氣體供應(yīng)至除濕轉(zhuǎn)輪的吸附段;第二裝置，其將過(guò)熱蒸汽供應(yīng)至除濕轉(zhuǎn)輪的再生段;和第三裝置，其將沖洗氣體供應(yīng)至沖洗段。
[0008]W0 2008/044932描述了一種除濕系統(tǒng)，其包括沸石除濕轉(zhuǎn)輪，沸石除濕轉(zhuǎn)輪包括: 第一裝置，其將供應(yīng)氣體供應(yīng)至除濕轉(zhuǎn)輪的吸附段;第二裝置，其將過(guò)熱蒸汽供應(yīng)至除濕轉(zhuǎn)輪的再生段;和第三裝置，其將沖洗氣體供應(yīng)至沖洗段，因而第一、第二和第三裝置中的每一個(gè)包括通氣機(jī)或壓縮機(jī)。在現(xiàn)有技術(shù)的本發(fā)明的實(shí)施例中，過(guò)熱蒸汽使沸石除濕轉(zhuǎn)輪在閉合回路再生系統(tǒng)中循環(huán)，因此利用每個(gè)再生循環(huán)產(chǎn)生不斷增加的多余蒸汽。為了除掉多余水分，W02008/044932的發(fā)明人建議使多余過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)熱交換器以預(yù)先加熱供應(yīng)氣體， 供應(yīng)氣體預(yù)期將在沸石除濕轉(zhuǎn)輪中被干燥。然而，因此維持過(guò)熱蒸汽的溫度所需要的能量從閉環(huán)再生回路丟失。圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的除濕機(jī)。
[0009]使用具有過(guò)熱蒸汽的沸石除濕轉(zhuǎn)輪的優(yōu)點(diǎn)由在高溫下的沸石的吸附性質(zhì)提供。然而，沸石除濕轉(zhuǎn)輪的再生是不太有效的，除非超過(guò)200°C的蒸汽溫度用于再生沸石除濕轉(zhuǎn)輪，因?yàn)榉惺奈侥芰υ诘蜏叵虏淮蠓芈涞?wt%吸附的水以下。為了將過(guò)熱蒸汽加熱至充足的運(yùn)行溫度，這增加能量消耗，這對(duì)于維持操作環(huán)境而言會(huì)是困難的，并且來(lái)自再生流動(dòng)路徑的熱損失可能是顯著的。另外，這樣的高運(yùn)行溫度也需要對(duì)進(jìn)入除濕轉(zhuǎn)輪的任何供應(yīng)氣體進(jìn)行加熱以便使沸石除濕轉(zhuǎn)輪不冷卻至預(yù)期蒸汽回收的有效的運(yùn)行溫度以下。因此，使用過(guò)熱蒸汽用于沸石除濕轉(zhuǎn)輪的再生的一部分能量?jī)?yōu)點(diǎn)丟失。
[0010]本發(fā)明的一方面是基于過(guò)熱蒸汽通過(guò)建議在閉合回路再生系統(tǒng)中產(chǎn)生的多余過(guò)熱蒸汽的其它用途來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的能量效率。本發(fā)明的另一方面是提供用于與除沸石以外的其它除濕轉(zhuǎn)輪一起使用的改進(jìn)的除濕系統(tǒng)，優(yōu)選硅膠和/或活性礬土的除濕轉(zhuǎn)輪。
[0011]因此，本發(fā)明一方面涉及基于過(guò)熱蒸汽使用閉合回路再生系統(tǒng)來(lái)再生硅膠除濕轉(zhuǎn)輪，其中，在除濕轉(zhuǎn)輪的再生期間產(chǎn)生的多余過(guò)熱蒸汽和能量用于安裝有本發(fā)明的除濕系統(tǒng)的環(huán)境內(nèi)的其它需要能量的處理中。因此，在除濕轉(zhuǎn)輪中使用的硅膠或活性礬土除濕劑的水的超強(qiáng)吸附能力在低運(yùn)行溫度下能夠與這樣的除濕轉(zhuǎn)輪的閉合回路過(guò)熱蒸汽回收相結(jié)合并且從再生處理獲得增加的能量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在本發(fā)明的第一方面，公開(kāi)了一種除濕系統(tǒng)(200、300、400)和一種包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)包括:除濕轉(zhuǎn)輪(210);供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)，其用于將供應(yīng)氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的吸附段(211)，由此限定所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的上游側(cè)(221)和前側(cè)(215)，以及所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的下游側(cè)(222) 和后側(cè)(216);和閉環(huán)再生回路(240、340、440)，其用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述除濕轉(zhuǎn)輪 (210);和所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)其包括:至少一個(gè)裝置，其用于使過(guò)熱蒸汽 (250、350、450)在所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)中循環(huán)；至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器(260、 360、460);和至少一個(gè)分流流動(dòng)路徑(270、370、470)，其用于使多余過(guò)熱蒸汽流從所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)分流到至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280、380、480)被構(gòu)造成將存儲(chǔ)在所述多余過(guò)熱蒸汽流中的多余能量轉(zhuǎn)換為功或加熱或冷卻或其組合;附帶條件是，當(dāng)所述除濕轉(zhuǎn)輪是沸石除濕轉(zhuǎn)輪時(shí)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件不是用于加熱布置在所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪上游的供應(yīng)氣體的流動(dòng)路徑中的供應(yīng)氣體的熱交換器。
[0013]在第一方面的第一實(shí)施例中，公開(kāi)了一種除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的流向相對(duì)于所述供應(yīng)氣體的流向是相反的，因此，在所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)中循環(huán)的所述過(guò)熱蒸汽將從所述除濕轉(zhuǎn)輪的所述后側(cè)(216)到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的再生段(214)。
[0014]在第一方面的第二實(shí)施例中，公開(kāi)了一種除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的流向相對(duì)于所述供應(yīng)氣體的流向是同向的，因此，在所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)中循環(huán)的所述過(guò)熱蒸汽將從所述除濕轉(zhuǎn)輪的所述前側(cè)(215)到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的再生段(214)。
[0015]在第一方面的第三實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，所述除濕機(jī)還包括:沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)，其用于將第一沖洗氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和加熱段(212); 和/或沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)，其用于將第二沖洗氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和冷卻段(212);
[0016]在第一方面的第四實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述第一沖洗氣體和所述第二沖洗氣體是相同的，優(yōu)選與所述供應(yīng)氣體相同。
[0017]在第一方面的第五實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述沖洗和加熱流動(dòng)路徑 (230)和所述沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)連接以形成一體的沖洗流動(dòng)路徑(236、237、336、 337、436、437);優(yōu)選從所述除濕轉(zhuǎn)輪的上游(237、337、437)和/或從所述除濕轉(zhuǎn)輪的下游 (236、336、436)連接以形成一體的沖洗流動(dòng)路徑。
[0018]在第一方面的第六實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其包括至少一個(gè)另外的沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)和/或至少一個(gè)另外的沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)。
[0019]在第一方面的第七實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)包括硅膠、沸石、活性礬土，優(yōu)選硅膠或活性礬土，更優(yōu)選硅膠。
[0020]在第一方面的第八實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)包括吸附劑的組合物優(yōu)選硅膠和沸石的組合物作為混合物;或作為兩種或更多種所述吸附劑的交替層，優(yōu)選硅膠和沸石的交替層。
[0021]在第一方面的第九實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行溫度是從100 °C至250 °C，優(yōu)選從110 °C至200 °C，最優(yōu)選從130 °C至150 °C。
[0022]在第一方面的第十實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)(200、 300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行蒸汽壓力是從1巴至5巴，優(yōu)選從1巴至3巴，更優(yōu)選從1巴至2巴，最優(yōu)選從1.05巴至1.5巴。
[0023]在第一方面的第十一實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng) (200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280、380、480)是熱交換器(380)或熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480)。
[0024]在第一方面的第十二實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng) (200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述除濕轉(zhuǎn)輪包括硅膠和/或活性礬土并且所述除濕系統(tǒng)在ll〇°C至200°C之間的再生運(yùn)行溫度下運(yùn)行，更優(yōu)選在120 °C至180 °C之間的再生運(yùn)行溫度下運(yùn)行，最優(yōu)選在130 °C至150 °C之間的再生運(yùn)行溫度下運(yùn)行。
[0025]在第一方面的第十三實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng) (200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，在所述供應(yīng)氣體進(jìn)入到所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)之后所述供應(yīng)氣體的溫度是從5°C至100°C，優(yōu)選從10°C至60°C，優(yōu)選從20 °C至50 °C，優(yōu)選從30 °C至40 °C。
[0026]在第一方面的第十四實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng) (200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，還包括至少一個(gè)低壓段 (590、591、592、593、594)。
[0027]在第一方面的第十五實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng) (200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中用于所述除濕轉(zhuǎn)輪 (210)的過(guò)熱蒸汽再生的來(lái)自所述閉環(huán)再生回路(340)的多余過(guò)熱蒸汽從所述閉環(huán)再生回路(340)沿著所述分流流動(dòng)路徑(370)分流到所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(380)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(380)是被包括在所述閉環(huán)再生回路(340)中的熱交換器(380)，優(yōu)選冷凝器，優(yōu)選布置在所述閉環(huán)再生回路(340)中在用于使過(guò)熱蒸汽(350)循環(huán)的所述至少一個(gè)裝置與所述蒸汽過(guò)熱器(360)之間的所述熱交換器(380)。
[0028]在第一方面的第十六實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng) (200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，還包括在所述分流流動(dòng)路徑 (370)中的至少一個(gè)壓縮機(jī)(381)，所述至少一個(gè)壓縮機(jī)(381)用于至少在壓縮步驟中在所述多余過(guò)熱蒸汽進(jìn)入所述熱交換器(380)之前壓縮所述多余過(guò)熱蒸汽。
[0029]在第一方面的第十七實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng) (200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，用于除濕轉(zhuǎn)輪(210)的過(guò)熱蒸汽再生的來(lái)自閉環(huán)再生回路(440)的多余過(guò)熱蒸汽從所述閉環(huán)再生回路(440)沿著分流流動(dòng)路徑(470)分流到至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b)，所述至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b)位于氣體流動(dòng)路徑(220、230、235)中優(yōu)選位于所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑 (220)中的所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的上游(480a)或下游(480b)處。
[0030]在第一方面的第十八實(shí)施例中，公開(kāi)了根據(jù)任一前述實(shí)施例所述的除濕系統(tǒng)，所述除濕系統(tǒng)包括:第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)，所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪(210)的閉環(huán)再生回路(240、340、440);和至少第二除濕系統(tǒng)，所述第二除濕系統(tǒng)包括至少一個(gè)第二除濕轉(zhuǎn)輪，所述至少一個(gè)第二除濕系統(tǒng)不包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述至少一個(gè)第二除濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路，其中所述第一除濕系統(tǒng) (200、300、400)和所述至少第二除濕系統(tǒng)依次布置在所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)上，優(yōu)選依次布置成在所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)上所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)布置在所述至少第二除濕系統(tǒng)的上游(221)?！靖綀D說(shuō)明】
[0031]圖1:現(xiàn)有技術(shù)的除濕系統(tǒng)。
[0032]圖2:根據(jù)本發(fā)明的示例性除濕系統(tǒng)。
[0033]圖3:用于回收蒸發(fā)潛熱的示例性除濕系統(tǒng)。
[0034]圖4:包括熱驅(qū)動(dòng)制冷單元的示例性除濕系統(tǒng)。
[0035]圖5:包括低壓段的示例性除濕轉(zhuǎn)輪?！揪唧w實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明涉及新型除濕系統(tǒng)和包括所述新型除濕系統(tǒng)的新型除濕機(jī)，所述新型除濕系統(tǒng)和新型除濕機(jī)均包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路;并且涉及使用在再生期間產(chǎn)生的多余過(guò)熱蒸汽。
[0037]圖1詳述現(xiàn)有技術(shù)除濕系統(tǒng)(100)的布局，該除濕系統(tǒng)(100)包括:沸石除濕轉(zhuǎn)輪 (110)和用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路(140);所述除濕系統(tǒng)(100)還包括:用于供應(yīng)氣體的流動(dòng)路徑(120)，第一裝置(152)，所述第一裝置(152)用于將所述供應(yīng)氣體供應(yīng)至所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪(110)的吸附段(111)，所述第一裝置(152)在用于所述供應(yīng)氣體的所述流動(dòng)路徑(120)中布置在所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪(110)的上游;用于沖洗氣體的流動(dòng)路徑(130)，第三裝置(151)，所述第三裝置(151)用于將所述沖洗氣體供應(yīng)至所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪(110)的第一沖洗段(112)以便冷卻所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪，所述第三裝置(151) 在用于沖洗氣體的所述流動(dòng)路徑(130)中布置在所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪(110)的下游;所述閉環(huán)再生回路(140)包括:過(guò)熱器(160)，第二裝置(150)，其用于使所述過(guò)熱蒸汽在所述閉環(huán)再生回路中循環(huán)，和分流流動(dòng)路徑(170)，其用于將來(lái)自所述閉環(huán)再生回路(140)的多余過(guò)熱蒸汽流分流到熱交換器(180)，所述熱交換器(180)在所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪(110)的上游布置在用于所述供應(yīng)氣體的所述流動(dòng)路徑(120)中，所述熱交換器(180)由此加熱所述供應(yīng)氣體，并且其中，所述第一、第二和第三裝置中的每一個(gè)包括通氣機(jī)或壓縮機(jī)，并且其中，所述供應(yīng)氣體和所述沖洗氣體在經(jīng)過(guò)所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪(110)之前通過(guò)獨(dú)立過(guò)濾器過(guò)濾?？梢灶A(yù)期的是，現(xiàn)有技術(shù)的除濕系統(tǒng)在ll〇°C至250°C之間的過(guò)熱蒸汽的運(yùn)行溫度下運(yùn)行。
[0038]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下方式來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的除濕機(jī)和除濕系統(tǒng):具體地通過(guò)提供包括硅膠除濕轉(zhuǎn)輪和用于使用過(guò)熱蒸汽再生硅膠除濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路的新型除濕系統(tǒng)和除濕機(jī)，并且進(jìn)一步通過(guò)提供對(duì)在除濕轉(zhuǎn)輪的再生期間產(chǎn)生的多余過(guò)熱蒸汽的使用，特別地提供對(duì)存儲(chǔ)在所述多余過(guò)熱蒸汽中的多余能量的進(jìn)一步使用。在本發(fā)明的上下文中，多余能量將被理解為能夠在所述閉環(huán)再生回路下游的其它能量消耗處理中被回收的存儲(chǔ)在所述多余過(guò)熱蒸汽中的能量，諸如例如在渦輪中回收的動(dòng)能或在熱交換器或熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元中回收的潛熱，例如凝結(jié)潛熱。多余過(guò)熱蒸汽的多余能量的總量等于多余過(guò)熱蒸汽的能量。
[0039]圖2詳述根據(jù)本發(fā)明的示例性除濕系統(tǒng)(200)。
[0040]本發(fā)明的除濕機(jī)和除濕系統(tǒng)(200)包括除濕轉(zhuǎn)輪(210)。除濕轉(zhuǎn)輪(210)在運(yùn)行期間沿由輪上的箭頭指示的方向D連續(xù)或逐步旋轉(zhuǎn)，由此限定旋轉(zhuǎn)方向D。在附圖中，旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針，但是這對(duì)于本發(fā)明而言不重要，并且逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)完全在本發(fā)明的范圍內(nèi)。除濕轉(zhuǎn)輪(210)被分割為多個(gè)段的子集，至少包括用于吸附供應(yīng)氣體中所包含的水分的吸附段 (211)和再生段(214)，其優(yōu)選至少包括四個(gè)子段(211、212、213、214)，這至少四個(gè)子段包括用于吸附供應(yīng)氣體中所包含的水分的吸附段(211)、沖洗和加熱段(212)、再生段(214)以及沖洗和冷卻段(213)，所述子段優(yōu)選地像列出的那樣沿旋轉(zhuǎn)方向D依次布置在所述除濕轉(zhuǎn)輪 (210)上。在一些應(yīng)用中，這些子段的另外的細(xì)分可能是有利的;然而，為了公開(kāi)內(nèi)容的清晰性，依據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明被公開(kāi)為包括至少四個(gè)子段(211、212、213、214)。
[0041]本發(fā)明并不受到所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)中所包含的吸附劑中任何特定選擇的限制。 然而，可以預(yù)期的是，優(yōu)選地，包含在所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)中的吸附劑能夠?yàn)楣枘z、沸石、活性礬土，優(yōu)選地硅膠或活性礬土，更優(yōu)選硅膠。在一些實(shí)施例中，所述除濕轉(zhuǎn)輪中所包含的吸附劑可以包括吸附劑的組合物，優(yōu)選硅膠和沸石的組合物。在一些應(yīng)用中，將有利的是， 將所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)構(gòu)造為具有兩種或更多種所述吸附劑的交替層，優(yōu)選地硅膠和沸石的交替層。[〇〇42]在該背景下，并且貫通本文，為了簡(jiǎn)單依據(jù)吸附來(lái)描述本發(fā)明。然而，技術(shù)人員應(yīng)了解，取決于實(shí)際選擇的干燥劑，或干燥劑的組合，上述除濕轉(zhuǎn)輪(210)可以吸附但是也能夠例如吸附或用化學(xué)方法吸附。吸附劑和水分之間的實(shí)際相互作用模式不被視為限制本發(fā)明。
[0043]除濕系統(tǒng)(200)還包括供應(yīng)氣體和供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)，使得所述供應(yīng)氣體能夠沿著所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑穿越所述除濕系統(tǒng)。沿著所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)穿越除濕系統(tǒng)(200)的供應(yīng)氣體將在所述除濕轉(zhuǎn)輪的吸附段(211)處到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)， 由此限定所述除濕轉(zhuǎn)輪的上游側(cè)(221)和所述除濕轉(zhuǎn)輪的前側(cè)(215);并且將從與所述前側(cè)相對(duì)的所述吸附段(211)離開(kāi)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，由此限定所述除濕轉(zhuǎn)輪的下游側(cè)(222) 和所述除濕轉(zhuǎn)輪的后側(cè)(216)。通過(guò)穿越所述除濕轉(zhuǎn)輪，所述供應(yīng)氣體的水分含量下降。
[0044]除濕系統(tǒng)(200)也可以包括沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230 )，使得第一沖洗氣體能夠穿越所述除濕系統(tǒng)(200)同時(shí)在經(jīng)過(guò)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)期間加熱所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)。沿著所述沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)穿越所述除濕系統(tǒng)(200)的所述第一沖洗氣體將在所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和加熱段(212)處到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，優(yōu)選在所述除濕轉(zhuǎn)輪(210) 的所述前側(cè)(215)上到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，穿越所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)同時(shí)加熱所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，所述第一沖洗氣體本身由此變得更冷。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的除濕系統(tǒng) (200)可以包括多于一個(gè)沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)，并且所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)可以包括多于一個(gè)沖洗和加熱段(212)。
[0045]除濕系統(tǒng)(200)也可以包括沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235 )，使得第二沖洗氣體能夠穿越所述除濕系統(tǒng)(200)同時(shí)在經(jīng)過(guò)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)期間冷卻所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)。沿著所述沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)穿越所述除濕系統(tǒng)(200)的所述第二沖洗氣體將在所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和冷卻段(213)處到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，優(yōu)選在所述除濕轉(zhuǎn)輪(210) 的所述后側(cè)(216)上到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，穿越所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)同時(shí)冷卻所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，所述第二沖洗氣體本身由此變得更暖。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的除濕系統(tǒng) (200)可以包括多于一個(gè)沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)，并且所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)可以包括多于一個(gè)沖洗和冷卻段(213)。
[0046]本發(fā)明的除濕系統(tǒng)(200)還包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的閉環(huán)再生回路(240)。所述閉環(huán)再生回路(240)包括:用于在所述閉環(huán)再生回路(240)中使過(guò)熱蒸汽(250)循環(huán)的至少一個(gè)裝置，優(yōu)選地用于使過(guò)熱蒸汽(250)循環(huán)的所述至少一個(gè)裝置是通氣機(jī)或壓縮機(jī);至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器(260);和至少一個(gè)分流流動(dòng)路徑(270)，其用于將來(lái)自所述閉環(huán)再生回路(240)的多余過(guò)熱蒸汽流分流到至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)被構(gòu)造成將存儲(chǔ)在所述多余過(guò)熱蒸汽流中的多余能量轉(zhuǎn)換為功或加熱或冷卻或其組合。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)是熱交換器或熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元。
[0047]在本發(fā)明的除濕系統(tǒng)(200)的運(yùn)行期間，過(guò)熱蒸汽的流向相對(duì)于供應(yīng)氣體的流向是相反的，因此在所述閉環(huán)再生回路(240)中循環(huán)的過(guò)熱蒸汽將從所述除濕轉(zhuǎn)輪的所述后偵叭216)到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的所述再生段(214)。然而，在一些應(yīng)用中，過(guò)熱蒸汽的流向相對(duì)于供應(yīng)氣體的流向是同向的，因此在所述閉環(huán)再生回路(240)中循環(huán)的過(guò)熱蒸汽將從所述除濕轉(zhuǎn)輪的所述前側(cè)(215)到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的所述再生段(214)。
[0048]在穿越所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的所述再生段(214)之后，所述過(guò)熱蒸汽將從所述除濕轉(zhuǎn)輪吸附水分并且變得更冷。在所述閉環(huán)再生回路(240)中至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器(260)的存在用于將所述過(guò)熱蒸汽再加熱至期望的再生運(yùn)行溫度。至少一個(gè)通氣機(jī)或壓縮機(jī)(250)的存在用于維持在所述閉環(huán)再生回路(240)中所述過(guò)熱蒸汽的循環(huán)同時(shí)維持再生運(yùn)行蒸汽壓力。優(yōu)選地，在所述閉環(huán)再生回路(240)上，壓縮機(jī)(250)的所述至少一個(gè)通氣機(jī)位于所述至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器(260)之前。[〇〇49]所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行溫度是從100°C至250°C，優(yōu)選從105°C至200°C，更優(yōu)選從110°C至175°C，甚至更優(yōu)選從110°C至150°C并且最優(yōu)選從115°C至130°C。優(yōu)選地，在所述蒸汽過(guò)熱器(260)之后但是在進(jìn)入所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的所述再生段(214)之前在所述閉環(huán)再生回路(240)上的點(diǎn)處測(cè)量所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行溫度。設(shè)計(jì)溫度反饋回路使得維持期望的再生運(yùn)行溫度在本領(lǐng)域的技術(shù)人員的能力之內(nèi)。
[0050]所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行蒸汽壓力通常從1巴至5巴，優(yōu)選從1巴至3巴，更優(yōu)選從1 巴至2巴，并且最優(yōu)選從1.05巴至1.5巴。優(yōu)選地，在所述蒸汽過(guò)熱器(260)之后但是在進(jìn)入所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的所述再生段(214)之前在所述閉環(huán)再生回路(240)上的點(diǎn)處測(cè)量所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行蒸汽壓力。設(shè)計(jì)壓力反饋回路使得維持期望的再生運(yùn)行蒸汽壓力在本領(lǐng)域的技術(shù)人員的能力之內(nèi)。
[0051]優(yōu)選地，在所述供應(yīng)氣體進(jìn)入所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)之后所述供應(yīng)氣體的溫度是從5 。(:至100°C，優(yōu)選從10°C至60°C，優(yōu)選從20°C至50°C，優(yōu)選從30°C至40°C。優(yōu)選地，它在大于所述再生操作壓力的壓力下穿越所述除濕系統(tǒng)(200)和包括所述除濕系統(tǒng)(200)的所述除濕機(jī)。
[0052]因此，在具體實(shí)施例中，本發(fā)明涉及除濕系統(tǒng)(200)和包括所述除濕系統(tǒng)(200)的除濕機(jī)，所述除濕系統(tǒng)(200)包括:除濕轉(zhuǎn)輪(210);供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220 )，其用于將供應(yīng)氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的吸附段(211)，由此限定所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的上游側(cè) (221)和前側(cè)(215)，以及所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的下游側(cè)(222)和后側(cè)(216);沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)，其用于將第一沖洗氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和加熱段(212);沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)，其用于將第二沖洗氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和冷卻段 (212);和閉環(huán)再生回路(240)，其用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的流向相對(duì)于所述供應(yīng)氣體的流向是相反的，因此在所述閉環(huán)再生回路(240)中循環(huán)的過(guò)熱蒸汽將從除濕轉(zhuǎn)輪的所述后側(cè)(216)到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的再生段(214)，所述閉環(huán)再生回路(240)包括:至少一個(gè)裝置，其用于使過(guò)熱蒸汽(250)在所述閉環(huán)再生回路 (240)中循環(huán);至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器(260);并且其中，所述閉環(huán)再生回路(240)還包括:至少一個(gè)流動(dòng)路徑(270)，其用于將多余過(guò)熱蒸汽流從所述閉環(huán)再生回路(240)引導(dǎo)到至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)被構(gòu)造成將存儲(chǔ)在所述多余過(guò)熱蒸汽流中的多余能量轉(zhuǎn)換為功或加熱或冷卻或其組合;附帶條件是，當(dāng)所述除濕轉(zhuǎn)輪是沸石除濕轉(zhuǎn)輪時(shí)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件不是用于加熱布置在所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪上游的供應(yīng)氣體的流動(dòng)路徑中的供應(yīng)氣體的熱交換器。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)是熱交換器或熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元。[〇〇53]在除濕系統(tǒng)(200)和包括所述除濕系統(tǒng)(200)的除濕機(jī)的實(shí)施例中，所述第一沖洗氣體和所述第二沖洗氣體是相同的，優(yōu)選與所述供應(yīng)氣體相同。在其實(shí)施例中，所述供應(yīng)氣體的一部分從在所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的下游(222)的所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)被引導(dǎo)至所述沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)中或至所述沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)中以分別充當(dāng)所述第一或第二沖洗氣體。
[0054]在另一實(shí)施例中，沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)以及所述沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235) 連接以形成一體的沖洗流動(dòng)路徑(236、237);優(yōu)選從所述除濕轉(zhuǎn)輪的上游(237)和/或從所述除濕轉(zhuǎn)輪的下游(236)連接以形成一體的沖洗流動(dòng)路徑。
[0055]在所述除濕系統(tǒng)(200)和包括所述除濕系統(tǒng)(200)的除濕機(jī)的另一并且優(yōu)選實(shí)施例中，所述除濕轉(zhuǎn)輪包括硅膠和/或活性礬土。優(yōu)選地，所述除濕系統(tǒng)(200)和包括所述除濕系統(tǒng)(200)的除濕機(jī)，包括硅膠和/或活性礬土的所述除濕轉(zhuǎn)輪在110°C至160°C之間的再生運(yùn)行溫度下運(yùn)行，更優(yōu)選在130 °C至150 °C之間的再生運(yùn)行溫度下運(yùn)行。由此，所述過(guò)熱蒸汽的再生能力被優(yōu)化以便與作為吸附劑的硅膠和/或活性礬土一起使用。包括硅膠和/或活性礬土的本發(fā)明的除濕系統(tǒng)的較低運(yùn)行溫度最小化閉環(huán)再生回路(240)中的能量損耗同時(shí)維持使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪的已知優(yōu)點(diǎn)。
[0056]為了操作本發(fā)明的除濕系統(tǒng)(200)和包括除濕系統(tǒng)的除濕機(jī)，技術(shù)人員應(yīng)了解利用用于使氣體移動(dòng)的裝置，諸如例如通風(fēng)裝置或壓縮機(jī)，了解利用用于過(guò)濾的裝置，諸如例如用于過(guò)濾供應(yīng)或沖洗氣體的過(guò)濾器或用于操作如本領(lǐng)域已知的除濕系統(tǒng)或除濕機(jī)的其它裝置。本發(fā)明并不受到操作除濕系統(tǒng)或除濕機(jī)的這樣的其它裝置的限制。技術(shù)人員也知道例如通過(guò)利用導(dǎo)管或管子來(lái)構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明的流動(dòng)路徑。[〇〇57]圖3例證根據(jù)本發(fā)明的有利的實(shí)施例(300)的除濕系統(tǒng)(200)和包括所述除濕系統(tǒng) (200)的除濕機(jī)。在該實(shí)施例的除濕系統(tǒng)(300)和包括所述除濕系統(tǒng)(300)的除濕機(jī)中，在所述多余過(guò)熱蒸汽中所包含的蒸發(fā)潛熱的至少一部分返回至所述閉環(huán)再生回路(340)，因此最小化所述閉環(huán)再生回路中的整體能量損耗同時(shí)以安全方式布置所述多余過(guò)熱蒸汽中所包含的多余水分。[〇〇58]在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于除濕轉(zhuǎn)輪(210)的過(guò)熱蒸汽再生的來(lái)自閉環(huán)再生回路 (340)的多余過(guò)熱蒸汽沿著分流流動(dòng)路徑(370)從所述閉環(huán)再生回路(340)分流到所述閉環(huán)再生回路(340)中所包含的熱交換器(380)，優(yōu)選冷凝器。優(yōu)選地，所述熱交換器(380)布置在用于在所述閉環(huán)再生回路(340)中使過(guò)熱蒸汽(350)循環(huán)的所述至少一個(gè)裝置與所述蒸汽過(guò)熱器(360)之間的所述閉環(huán)再生回路(340)中。優(yōu)選的是，在這個(gè)實(shí)施例中過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行溫度是在l〇〇°C至150°C之間，更優(yōu)選在105°C至140°C之間，最優(yōu)選在110°C至130 °C之間。[〇〇59]可選地，包括在所述分流流動(dòng)路徑(370)中的是至少一個(gè)壓縮機(jī)(381)，其用于在至少一個(gè)壓縮步驟中在所述多余過(guò)熱蒸汽進(jìn)入所述熱交換器(380)之前壓縮所述多余過(guò)熱蒸汽。當(dāng)在所述分流流動(dòng)路徑(370)中存在所述至少一個(gè)壓縮機(jī)(381)時(shí)，優(yōu)選的是，所述多余過(guò)熱蒸汽在所述至少一個(gè)壓縮機(jī)(381)中被壓縮到1:10的壓縮蒸汽與未壓縮蒸汽的壓力比，優(yōu)選到1.4:5壓力比，更優(yōu)選1.8:3的壓力比，更優(yōu)選2:2.5的壓力比。
[0060]在除濕系統(tǒng)(300)和包括所述除濕系統(tǒng)(300)的除濕機(jī)的實(shí)施例中；所述除濕系統(tǒng)包括分流流動(dòng)路徑(370)，分流流動(dòng)路徑(370)用于將多余過(guò)熱蒸汽分流到包含在所述閉環(huán)再生回路(340)中的熱交換器(380)，優(yōu)選地冷凝器;所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)包括硅膠、沸石、或硅膠和沸石的組合物作為混合物或作為硅膠和沸石的交替層的分層結(jié)構(gòu)。
[0061]在除濕系統(tǒng)(300)和包括所述除濕系統(tǒng)(300)的除濕機(jī)的實(shí)施例中；所述除濕系統(tǒng)包括分流流動(dòng)路徑(370)，分流流動(dòng)路徑(370)用于將多余過(guò)熱蒸汽分流至被包含在所述閉環(huán)再生回路(340)中的熱交換器(380)，優(yōu)選地冷凝器，所述第一沖洗氣體和所述第二沖洗氣體是相同的，優(yōu)選地與所述供應(yīng)氣體相同。在另一實(shí)施例中，所述沖洗和加熱流動(dòng)路徑 (230)以及所述沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)從所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的下游(336)或上游(337) 連接，形成一體的沖洗流動(dòng)路徑(336、337)。
[0062]在除濕系統(tǒng)(300)和包括所述除濕系統(tǒng)(300)的除濕機(jī)的實(shí)施例中；所述除濕系統(tǒng)包括分流流動(dòng)路徑(370)，分流流動(dòng)路徑(370)用于將多余過(guò)熱蒸汽分流至被包含在所述閉環(huán)再生回路(340)中的熱交換器(380)，優(yōu)選地冷凝器，所述分流流動(dòng)路徑(370)另外將所述多余過(guò)熱蒸汽的至少一部分引導(dǎo)至布置在所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的下游(222)的供應(yīng)氣體(220)的所述流動(dòng)路徑中的熱交換器或熱驅(qū)動(dòng)制冷單元。[〇〇63]圖4例證根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利實(shí)施例(400)的除濕系統(tǒng)(200)和包括所述除濕系統(tǒng)(200)的除濕機(jī)。在該實(shí)施例的除濕系統(tǒng)(400)和包括所述除濕系統(tǒng)(400)的除濕機(jī)中， 所述多余過(guò)熱蒸汽中所包含的蒸發(fā)潛熱的至少一部分被用來(lái)使得至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b)能夠位于氣體流動(dòng)路徑(220、230、235)中的所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的上游(221)或下游(222 )，優(yōu)選地位于所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)中。
[0064]在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于除濕轉(zhuǎn)輪(210)的過(guò)熱蒸汽再生的來(lái)自閉環(huán)再生回路 (440)的多余過(guò)熱蒸汽從所述閉環(huán)再生回路(440)沿著分流流動(dòng)路徑(470)分流到位于所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的上游(480a)或下游(480b)的至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b)。優(yōu)選的是，在這個(gè)實(shí)施例中，過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行溫度是在130°C至250°C之間，更優(yōu)選在140°C 至200 °C之間，最優(yōu)選在150 °C至175 °C之間。
[0065]在除濕系統(tǒng)(400)和包括所述除濕系統(tǒng)(400)的除濕機(jī)的實(shí)施例中；所述除濕系統(tǒng)包括分流流動(dòng)路徑(470)，分流流動(dòng)路徑(470)用于將多余過(guò)熱蒸汽從用于除濕轉(zhuǎn)輪(210) 的過(guò)熱蒸汽再生的閉環(huán)再生回路(440)沿著分流流動(dòng)路徑(470)分流至位于所述除濕轉(zhuǎn)輪 (210)的上游(480a)或下游(480b)的至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b);所述除濕轉(zhuǎn)輪 (210)包括硅膠、沸石、或硅膠和沸石的組合物作為混合物或作為硅膠和沸石的交替層的分層結(jié)構(gòu)。
[0066]在除濕系統(tǒng)(400)和包括所述除濕系統(tǒng)(400)的除濕機(jī)的實(shí)施例中；所述除濕系統(tǒng)包括分流流動(dòng)路徑(470)，分流流動(dòng)路徑(470)用于將多余過(guò)熱蒸汽從用于除濕轉(zhuǎn)輪(210) 的過(guò)熱蒸汽再生的閉環(huán)再生回路(440)沿著分流流動(dòng)路徑(470)分流至位于所述除濕轉(zhuǎn)輪 (210)的上游(480a)或下游(480b)的至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b);所述第一沖洗氣體和所述第二沖洗氣體是相同的，優(yōu)選與所述供應(yīng)氣體相同。在另一實(shí)施例中，所述沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)以及所述沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)從所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的下游 (436)或上游(437)連接，形成一體的沖洗流動(dòng)路徑(436、437)。[〇〇67]本發(fā)明人已經(jīng)另外公開(kāi)了本發(fā)明的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng) (200、300、400)的除濕機(jī)，其有利地能夠結(jié)合非常潮濕的供應(yīng)氣體使用，特別是諸如例如能夠存在于亞熱帶和熱帶氣候中的熱且潮濕的供應(yīng)氣體;其中，有利的是將包含在所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)下游的另一除濕系統(tǒng)中的另一除濕轉(zhuǎn)輪封閉到這樣的除濕系統(tǒng)中，所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪(210)的閉環(huán)再生回路 (240、340、440)，并且所述除濕機(jī)包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)。另外，當(dāng)特別期望具有非常低露點(diǎn)的干燥供應(yīng)氣體(諸如例如用于在制造鋰電池中使用的供應(yīng)氣體)時(shí)，將有利的是，將本發(fā)明的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)與被包含在供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑下游的另一除濕系統(tǒng)中的另一除濕轉(zhuǎn)輪相結(jié)合。
[0068]因此，在一個(gè)實(shí)施例中本發(fā)明公開(kāi)了一種除濕系統(tǒng)，所述除濕系統(tǒng)包括:第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)，所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪(210)的閉環(huán)再生回路(240、340、440);和至少第二除濕系統(tǒng)，所述第二除濕系統(tǒng)包括至少一個(gè)第二除濕轉(zhuǎn)輪，所述至少一個(gè)第二除濕系統(tǒng)不包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述至少一個(gè)第二除濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路。
[0069]特別地，公開(kāi)了根據(jù)上述實(shí)施例的除濕系統(tǒng)，所述除濕系統(tǒng)包括:第一除濕系統(tǒng) (200、300、400)，所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪(210)的閉環(huán)再生回路(240、340、440);和至少第二除濕系統(tǒng)，所述第二除濕系統(tǒng)包括至少一個(gè)第二除濕轉(zhuǎn)輪，所述至少一個(gè)第二除濕轉(zhuǎn)輪不包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述至少一個(gè)第二除濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路，其中所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)和所述至少第二除濕系統(tǒng)依次布置在所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)上，優(yōu)選依次布置成在所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)上所述第一除濕系統(tǒng)布置在所述至少第二除濕系統(tǒng)的上游(221)。
[0070]在這種進(jìn)一步發(fā)展的一個(gè)實(shí)施例中，在所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)中產(chǎn)生的所述多余過(guò)熱蒸汽中的至少一部分沿著所述分流流動(dòng)路徑(270,370,470)分流到至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)被包含在所述第二除濕系統(tǒng)的供應(yīng)氣體、沖洗氣體或再生氣體的流動(dòng)路徑中，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)被構(gòu)造成將存儲(chǔ)在所述多余過(guò)熱蒸汽流中的多余能量轉(zhuǎn)換為功或加熱或冷卻或其組合。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)是熱交換器或熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元。
[0071]本發(fā)明的成功實(shí)施方式的問(wèn)題是確保過(guò)熱蒸汽不從再生段(214)漏泄到吸附段(211)。為了提高沖洗段(212、213)的效率，發(fā)明建議到目前為止在現(xiàn)有技術(shù)中未公開(kāi)的新型改進(jìn)方案，即，要么在小于再生運(yùn)行蒸汽壓力和在進(jìn)入到除濕轉(zhuǎn)輪中時(shí)的供應(yīng)氣進(jìn)入壓力兩者的運(yùn)行沖洗壓下操作這些段，要么將專用的低壓段引入到除濕轉(zhuǎn)輪。由此產(chǎn)生低壓段(590)。
[0072]在圖5中示出這樣的低壓段(590)的兩種可能的實(shí)施方式。在圖5A中，形成窄低壓段(594)的低壓段(590)圍繞所述再生段(214)，在一些實(shí)施例中，在所述沖洗和加熱段(212)與所述沖洗和冷卻段(213)之間圍繞所述再生段(214)。在另一實(shí)施例中，所述低壓段 (590)形成窄低壓段(591)，其圍繞所述吸附段(211)，在一些實(shí)施例中，在所述沖洗和加熱段(212)與所述沖洗和冷卻段(213)之間圍繞所述吸附段(211)。[〇〇73]在其它實(shí)施例中(圖5B)，與所述吸附段(211)相比，所述沖洗和加熱段(212)和/或所述沖洗和冷卻段(213)在低壓下被操作，并且因此變成沖洗和低壓段(592、593)兩者。在如圖5B中所描述的這樣的實(shí)施例中，利用一體的沖洗流動(dòng)路徑(236、237、336、337、436、 437)將是有利的，并且當(dāng)利用這樣的一體的沖洗流動(dòng)路徑時(shí)，可選地在熱交換器(595)中將所述沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)與所述沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)聯(lián)接。
[0074]在另一實(shí)施例中，除濕轉(zhuǎn)輪(210)可以被圍繞在低壓下運(yùn)行的密閉箱中，由此構(gòu)建低壓箱和低壓除濕轉(zhuǎn)輪。單獨(dú)或結(jié)合上述實(shí)施例將進(jìn)一步幫助確保水分將不從所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)泄漏到所述吸附段(211)。[〇〇75] 在另一實(shí)施例中，閉環(huán)再生回路(240、340、440)在與吸附段(211)相比稍低的壓力下操作，由此減小或防止水分從所述閉環(huán)再生回路漏泄到所述吸附段。所述閉環(huán)再生回路的合適的操作壓力可以例如是0.7巴、0.8巴或0.9巴。[〇〇76]如在權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)“包括(comprising)”不排除其它要素或步驟。如在權(quán)利要求中所使用術(shù)語(yǔ)“一 (a)”或“一個(gè)(an)”不排除多個(gè)。在權(quán)利要求中所使用的附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制范圍。[〇〇77]雖然為了說(shuō)明目的已經(jīng)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)理解，這樣的細(xì)節(jié)單獨(dú)用于那個(gè)目的，并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在本發(fā)明中做出改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，所述除 濕系統(tǒng)(200、300、400)包括:-除濕轉(zhuǎn)輪(210);-供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)，其用于將供應(yīng)氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的吸附段 (211)，由此限定所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的上游側(cè)(221)和前側(cè)(215)，以及所述除濕轉(zhuǎn)輪(210) 的下游側(cè)(222)和后側(cè)(216);和-閉環(huán)再生回路(240、340、440)，其用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述除濕轉(zhuǎn)輪(210);并且-所述閉環(huán)再生回路(240、340、440)包括:-至少一個(gè)裝置，其用于使過(guò)熱蒸汽(250、350、450)在所述閉環(huán)再生回路(240、340、 440)中循環(huán)，-至少一個(gè)蒸汽過(guò)熱器(260、360、460 )，和-至少一個(gè)分流流動(dòng)路徑(270、370、470)，其用于使多余過(guò)熱蒸汽流從所述閉環(huán)再生回 路(240、340、440)分流到至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件 (280、380、480)被構(gòu)造成將存儲(chǔ)在所述多余過(guò)熱蒸汽流中的多余能量轉(zhuǎn)換為功或加熱或冷 卻或其組合；附帶條件是，當(dāng)所述除濕轉(zhuǎn)輪是沸石除濕轉(zhuǎn)輪時(shí)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件不是 用于加熱布置在所述沸石除濕轉(zhuǎn)輪上游的供應(yīng)氣體的流動(dòng)路徑中的供應(yīng)氣體的熱交換器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400) 的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的流向相對(duì)于所述供應(yīng)氣體的流向是相反的，因此，在所述 閉環(huán)再生回路(240、340、440)中循環(huán)的所述過(guò)熱蒸汽將從所述除濕轉(zhuǎn)輪的所述后側(cè)(216) 到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的再生段(214)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、400) 的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的流向相對(duì)于所述供應(yīng)氣體的流向是同向的，因此，在所述 閉環(huán)再生回路(240、340、440)中循環(huán)的所述過(guò)熱蒸汽將從所述除濕轉(zhuǎn)輪的所述前側(cè)(215) 到達(dá)所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的再生段(214)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng) (200、300、400)的除濕機(jī)，還包括:沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230 )，其用于將第一沖洗氣體供應(yīng) 至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和加熱段(212);和/或沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)，其用于將 第二沖洗氣體供應(yīng)至所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的沖洗和冷卻段(212)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng) (200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述第一沖洗氣體和所述第二沖洗氣體是相同的，優(yōu)選與 所述供應(yīng)氣體相同。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng) (200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)與所述沖洗和冷卻流動(dòng)路 徑(235)連接以形成一體的沖洗流動(dòng)路徑(236、237、336、337、436、437);優(yōu)選從所述除濕轉(zhuǎn) 輪的上游(237、337、437)和/或從所述除濕轉(zhuǎn)輪的下游(236、336、436)連接以形成一體的沖洗流動(dòng)路徑。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng) (200、300、400)的除濕機(jī)，包括至少一個(gè)另外的沖洗和加熱流動(dòng)路徑(230)和/或至少一個(gè)另外的沖洗和冷卻流動(dòng)路徑(235)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng) (200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)包括硅膠、沸石、活性礬土，優(yōu)選硅膠或 活性礬土，更優(yōu)選硅膠。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng) (200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)包括吸附劑的組合，優(yōu)選硅膠和沸石的 混合物;或兩種以上所述吸附劑的交替層，優(yōu)選硅膠和沸石的交替層。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行溫度是從100°C至250°C，優(yōu)選 從 110 °C 至200 °C，最優(yōu)選從 130 °C 至 150 °C。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述過(guò)熱蒸汽的再生運(yùn)行蒸汽壓力是從1巴至5巴，優(yōu)選 從1巴至3巴，更優(yōu)選從1巴至2巴，最優(yōu)選從1.05巴至1.5巴。12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(280、380、480)是熱交換 器(380)或熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480)。13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，所述除濕轉(zhuǎn)輪包括硅膠和/或活性礬土，并且所述除濕系 統(tǒng)在110°C至200°C之間的再生運(yùn)行溫度下運(yùn)行，更優(yōu)選在120°C至180°C之間的再生運(yùn)行溫 度下運(yùn)行，最優(yōu)選在從130 °C至150 °C之間的再生運(yùn)行溫度下運(yùn)行。14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，在進(jìn)入到所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)時(shí)所述供應(yīng)氣體的溫度是 從5 °C至100 °C，優(yōu)選從10 °C至60 °C，優(yōu)選從20 °C至50 °C，優(yōu)選從30 °C至40 °C。15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，還包括至少一個(gè)低壓段(590、591、592、593、594)。16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中來(lái)自用于所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的過(guò)熱蒸汽再生的所述閉環(huán) 再生回路(340)的多余過(guò)熱蒸汽從所述閉環(huán)再生回路(340)沿著所述分流流動(dòng)路徑(370)分 流到所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(380)，所述至少一個(gè)相關(guān)的處理元件(380)是被包括在 所述閉環(huán)再生回路(340)中的熱交換器(380)，優(yōu)選冷凝器，優(yōu)選所述熱交換器(380)在所述 閉環(huán)再生回路(340)中布置在用于使過(guò)熱蒸汽(350)循環(huán)的所述至少一個(gè)裝置與所述蒸汽 過(guò)熱器(360)之間。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系統(tǒng)(200、300、 400)的除濕機(jī)，還包括在所述分流流動(dòng)路徑(370)中的至少一個(gè)壓縮機(jī)(381)，所述至少一 個(gè)壓縮機(jī)(381)用于至少在壓縮步驟中在所述多余過(guò)熱蒸汽進(jìn)入所述熱交換器(380)之前 壓縮所述多余過(guò)熱蒸汽。18.根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的除濕系統(tǒng)(200、300、400)和包括所述除濕系 統(tǒng)(200、300、400)的除濕機(jī)，其中，來(lái)自用于除濕轉(zhuǎn)輪(210)的過(guò)熱蒸汽再生的閉環(huán)再生回 路(440)的多余過(guò)熱蒸汽從所述閉環(huán)再生回路(440)沿著分流流動(dòng)路徑(470)分流到至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b)，所述至少一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)冷卻單元(480a、480b)在氣體流動(dòng)路 徑(220、230、235)中、優(yōu)選在所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)中位于所述除濕轉(zhuǎn)輪(210)的上 游(480a)或下游(480b)。19.一種除濕系統(tǒng)，所述除濕系統(tǒng)包括:根據(jù)權(quán)利要求1至18所述第一除濕系統(tǒng)(200、 300、400)，所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生除濕轉(zhuǎn)輪(210)的 閉環(huán)再生回路(240、340、440);和至少第二除濕系統(tǒng)，所述第二除濕系統(tǒng)包括至少一個(gè)第二 除濕轉(zhuǎn)輪，所述至少一個(gè)第二除濕系統(tǒng)不包括用于使用過(guò)熱蒸汽再生所述至少一個(gè)第二除 濕轉(zhuǎn)輪的閉環(huán)再生回路，其中所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)和所述至少第二除濕系統(tǒng) 依次布置在所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑(220)上，優(yōu)選依次布置成在所述供應(yīng)氣體流動(dòng)路徑 (220)上所述第一除濕系統(tǒng)(200、300、400)布置在所述至少第二除濕系統(tǒng)的上游(221)。
【文檔編號(hào)】F24F3/14GK105960269SQ201480059879
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日
【發(fā)明人】埃貝·諾高·延森, 托馬斯·倫納·奧利森
【申請(qǐng)人】赫迪思公司