CN103673111B - 多功能空气除湿净化固体吸附再生床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能空气除湿净化固体吸附（再生）床，属空调工程固体除湿技术领域。本发明主体包括固体吸附（再生）柱、多孔固体填料、蒸发器（冷凝加热器）、两侧法兰、进出口连接管路、密封垫圈、温度压力测点、温度压力测定仪及其他附件组成。本发明可实现吸附除湿净化过程的吸附床内部冷却、再生过程的吸附床内部加热功能，有效克服传统吸附过程放热导致吸附效率降低和再生过程需制备热空气的不足，且能有效的和太阳能热泵系统结合，实现低品位能源的有效利用。同时利用本发明还可以适时测定固体吸附（再生）床进出口及固体吸附填料层内部温度和压力参数，进而展开对固体除湿空调系统除湿净化及脱附再生工作特性的实验研究和分析。

Description

多功能空气除湿净化固体吸附再生床

技术领域

本发明涉及一种多功能空气除湿净化固体吸附（再生）床，属空调工程固体除湿技术领域。

背景技术

作为常用空气处理技术之一的固体吸附除湿、净化技术是利用多孔固体材料吸附空气中的水分、异味和细菌，能卓有成效地应用于舒适性和工艺性空调室内空气环境的除湿和净化。从而极大地提高室内空气品质和满足特殊工艺生产条件下对环境湿度控制的要求。固体除湿净化空调的核心构件是吸附转轮或吸附床装置，从使用效果来看、目前这两种装置普遍存在着致命的弱点就是很难实现等温的除湿过程，即除湿过程释放出的潜热使除湿剂内部热量积聚，温度升高，吸湿能力降低。而且固体除湿剂吸附达到饱和后需要脱附再生，再生过程需要先制备热空气，然后利用热空气加热吸附床内固体除湿剂进行脱附，整个过程传热传质的不可逆损失大，效率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现吸附过程内部冷却和再生过程内部加热的多功能空气除湿净化固体吸附（再生）床。

本发明的另一个目的是能够利用该装置适时测定固体吸附再生床进出口及固体吸附填料层内部温度和压力参数进而展开对固体除湿空调系统除湿净化及脱附再生工作特性的实验研究和分析。

技术解决方案：

本发明包括固体吸附再生柱，固体吸附再生柱内置一对过滤固体填料挡板，过滤固体填料挡板之间设有蒸发器（冷凝加热器），蒸发器（冷凝加热器）通过进出口套管与外部管路连接；过滤固体填料挡板之间空隙填充多孔固体吸附材料；固体吸附再生柱两端通过法兰与进出口风管连接。

进一步：固体吸附再生柱侧壁上设有温度压力检测口套管，用来放置热电偶和连接压力测定软管，热电偶通过导线和压力测定软管与温度压力测定仪连接。

进一步：法兰包括：内法兰片、外法兰片，固体吸附（再生）柱两端分别与内法兰片嵌套连接，固体吸附再生柱两端面分别与外法兰片的外侧齐平并粘接密封。

进一步：热电偶探头分别置于固体吸附再生柱中心线的蒸发器环绕的空间内，及两过滤固体填料挡板外侧。

进一步：蒸发器（冷凝加热器）为螺旋形铜管。

进一步：外部管路上设有太阳能热泵系统或制冷系统连接，内部流通制冷剂介质，充当制冷系统的蒸发器制冷或冷凝器制热。

进一步：固体吸附再生柱及内法兰片和外法兰片采用有机玻璃材料。

本发明由于床内冷却和加热是由热交换器，即相当于蒸发器和冷凝器实现的，因此能有效的和太阳能热泵系统结合，实现低品位能源的有效利用，属节能设备，有效克服传统吸附过程放热导致吸附效率降低和再生过程需制备热空气的不足。

有固体除湿空调吸附净化过程的吸附床内部冷却、再生过程的再生床内部加热和进行床内温度压力的适时测定功能。

本发明是对已有固定吸附床技术的改进，固体吸附再生柱和法兰片均采用有机玻璃材质制作，在固体吸附再生床靠近两端处装固体过滤填料挡板，内置螺旋形铜制热交换管路，管内通过制冷剂介质。该螺旋换热管路在吸附柱外端口处设置活结，可以灵活的和太阳能热泵系统或制冷系统冷热源连接，根据制冷制热需要实现除湿过程冷却用蒸发器和再生过程加热用冷凝器的功能。

为保证装置的气密性，固体吸附再生柱两侧分别与内法兰片粘接，外法兰片分别与进出口风管通过密封垫圈，紧固螺母进行密封紧固。固体吸附再生床两侧内法兰片与外法兰片对接时先将法兰密封垫圈置入法兰密封垫圈卡曹内，通过紧固法兰螺栓、螺栓垫片和螺母对内外法兰片进行紧固密封。

在固体吸附再生柱内部空气进出口处及两过滤固体填料挡板中间各设置一个温度压力检测口，用来设置热电偶及压力测点，通过热电偶连接线和压力测定软管接入温度压力测定仪，测定固体吸附再生床进出口及填料层中间温度和压力分布，通过压力测定也能确定出工作过程。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是吸附床（柱）体及法兰连接a-a中心剖视图；

图3是外法兰片主视图；

图4是内法兰片主视图；

图5是外法兰片b-b剖视图；

图6是内法兰片c-c剖视图；

图7是法兰密封垫圈；

图8是进出口风管密封垫圈；

图中：1固体吸附再生柱，2蒸发器（冷凝加热器），3过滤固体填料挡板，4多孔固体填料，5进（出）风口管路，6内法兰片，7外法兰片，8法兰密封垫圈，9进出口风管紧固螺母，10进出口风管密封垫圈，11紧固法兰螺栓，12螺栓垫片，13螺母，14蒸发器（冷凝加热器）套管，15活结头，16温度压力检测口套管，17热电偶，18热电偶连接线，19温度压力测定仪，20螺栓孔，21法兰密封垫圈卡曹，22进出口风管与外法兰片连接口，23吸附再生柱与内法兰片连接口

具体实施方式

本发明固体吸附再生柱1外径稍小于内法兰片连接口23内径，尺寸以能紧密嵌套为准，两端面与内法兰片6外侧齐平，用丙烯酸酯粘合剂涂抹连接处缝隙进行粘接密封。距固体吸附再生柱1两端四分之一处装过滤固体填料挡板3，两过滤固体填料挡板3之间装有蒸发器（冷凝加热器）2，两过滤固体填料挡板3内在固体吸附再生柱1一侧打孔设置蒸发器进出口套管14，套管内设连接蒸发器（冷凝加热器）2管路，管路外端设活结头15，通过活结头15连接固体吸附再生柱1外冷热源系统，套管14内间隙用玻璃胶密封。两过滤固体填料挡板3之间空隙填充多孔固体吸附材料4。在固体吸附再生柱1另一侧两滤固体填料挡板3中间和外侧各设置一个温度压力检测口套管16，用来设置热电偶17及压力测点，热电偶17连接线通过套管16，套管16外端口连接压力测定软管，热电偶连接线18和压力测定软管接入温度压力测定仪19，测定固体吸附再生柱1进出口及多孔固体吸附材料4填料层中间温度和压力分布。

外法兰片7设置与进出口风管5的连接口22，内径稍大于进出口风管5外径，尺寸以能紧密嵌套为准。进出口风管5两端均套有螺纹，一端通过外法兰片连接口22，利用进出口风管密封垫圈10，进出口风管紧固螺母9进行与外法兰片7紧固密封，另一端设置活结或法兰便于连接系统管路。

固体吸附再生床两侧内法兰片6与外法兰片7对接，对接前在法兰密封垫圈卡曹21内置入法兰密封垫圈8，紧固法兰螺栓11通过螺栓孔20、加螺栓垫片12，用螺母13对内外法兰片进行紧固密封。

固体除湿净化空调系统连接本发明多功能空气除湿净化固体吸附再生床装置时系统管路可直接与设置在进出口风管5外端的活结或法兰连接。

本发明的工作过程分为两个阶段，吸附净化除湿阶段和脱附再生阶段：

吸附净化除湿阶段：待处理空气通过进出口风管5进入固体吸附再生柱1，经柱内填充的多孔固体填料4被吸附净化和除湿后送入空调房间。这个过程中蒸发器（冷凝加热器）2通过活结头15连接制冷系统冷源，蒸发器（冷凝加热器）2充当蒸发器产生制冷的作用，用来冷却固体填料，强化吸附效果。当多孔固体吸附材料4吸附饱和时吸附净化除湿阶段结束，进入脱附再生阶段。

再生阶段：被加热的再生空气通过进出口风管5进入固体吸附再生柱1，加热柱内填充的多孔固体吸附材料4，加热后多孔固体吸附材料4内被吸附的污染物和水分被脱附解析并随再生空气排出。这个过程中蒸发器（冷凝加热器）2通过活结头15连接太阳能热泵系统热源或制冷系统热源，蒸发器（冷凝加热器）2充当加热器的作用，用来加热固体填料，强化脱附再生解析效果。

吸附净化除湿阶段和脱附再生阶段均通过温度压力测定仪19测定固体吸附再生柱1进出口及填料层中间温度和压力。

Claims (7)

1.一种空气除湿净化固体吸附再生床装置，包括固体吸附再生柱（1），其特征在于，固体吸附再生柱（1）内置一对过滤固体填料挡板（3），过滤固体填料挡板（3）之间设有蒸发器即冷凝加热器（2），蒸发器即冷凝加热器（2）通过进出口套管（14）与外部管路连接；过滤固体填料挡板（3）之间空隙填充多孔固体吸附材料（4）；固体吸附再生柱（1）侧壁上设有用来放置热电偶（16）套管（17），热电偶（16）通过导线与温度压力测定仪（19）连接，固体吸附再生柱（1）两端通过法兰与风管（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种空气除湿净化固体吸附再生床装置，其特征在于，固体吸附再生柱（1）侧壁上设有温度压力检测口套管（17），用来放置热电偶（16）和连接压力测定软管，热电偶（16）通过导线和压力测定软管与温度压力测定仪（19）连接。

3.根据权利要求2所述的一种空气除湿净化固体吸附再生床装置，其特征在于，热电偶（16）探头分别置于固体吸附再生柱（1）中心线的蒸发器即冷凝加热器（2）环绕的空间内，及两过滤固体填料挡板（3）外侧。

4.根据权利要求1所述的一种空气除湿净化固体吸附再生床装置，其特征在于，法兰包括：内法兰片（6）、外法兰片（7），固体吸附再生柱（1）两端分别与内法兰片（6）嵌套连接，固体吸附再生柱（1）两端面分别与外法兰片（7）的外侧齐平并粘接密封。

5.根据权利要求1所述的一种空气除湿净化固体吸附再生床装置，其特征在于，蒸发器即冷凝加热器为螺旋形铜管。

6.根据权利要求1所述的一种空气除湿净化固体吸附再生床装置，其特征在于，外部管路上设有太阳能热泵系统或制冷系统连接，内部流通制冷剂介质，充当制冷系统的蒸发器或冷凝器。

7.根据权利要求4所述的一种空气除湿净化固体吸附再生床装置，其特征在于，固体吸附再生柱（1）及内法兰片（6）和外法兰片（7）采用有机玻璃材料。