去除水分和其它吸附物的系统和方法与流程

1.在hvac(供热通风与空气调节)和其它工业过程的领域中，现通常使用干燥剂系统来从空气和/或其它流体中去除水分或其它吸附物。更具体地，旋转式干燥剂系统用于生产区域要求低湿的应用和工艺要求，例如食品和药品。一种新兴应用是生产锂离子电池，非常低的湿度(小于1％)对于该电池非常重要。由于干燥剂系统消耗大量能量用于再激活，因此此类低湿产品的应用及其解决方案需要创新解决方案来降低此类干燥剂除湿设备用于热再激活的能量。


背景技术：

2.本发明提供了新型系统和方法，用于使用固体干燥剂材料来从空气和其它流体中去除水分和其它吸附物，特别是从空气或其它气体中去除水分和其它吸附物。更具体地，本发明涉及环境友好型系统，其中在基本不损害性能的情况下，不仅提供了节能，而且避免或最小化整体环境退化足迹。
3.90％以上的低露点工作要求生产空间/干燥室内的露点为-40℃，因此，为了满足该条件，包括干燥剂(轮)的系统需要产生露点在-50℃至-60℃范围内的干燥空气，以满足室内的湿负载要求。
4.一种此类行业是使用锂离子或新兴替代技术的电池/电池组生产行业，其通常在要求露点为-40℃(dp露点)的干燥室内进行。未来十年，锂电池生产行业可能会在规模上呈指数级增长。此外，电池生产技术产生大量的室内废气、通风空气，因此需要大量的新鲜空气。工业经验是这样的，即在此类系统中，生产锂离子电池所需的总能量仅40-60％用于除湿系统。因此，对于提供需要较少能量的除湿方法和/或系统存在挑战。
5.该目标显著满足基于不同生产技术、工艺和/或过程而变化且大量的新鲜空气需求，同时使用最少的再生能量。相较于再生温度在120-220℃之间的传统系统，同样有利的是通过电气化手段或可选地通过来自太阳热、废热等的常规低级热能，在比如60-80℃的低温再生中的此类新方法和系统中探索选用新材料的可能性。
6.在满足使用锂离子或新兴替代技术的电池单元/电池组生产的重要需求的同时，这也为使用低温热源和/或25％-40％范围内的除湿要求的一般工业除湿的实施开发了潜力，这在食品或药品生产/加工单位中是典型的。
7.在此提供的系统和方法的宗旨是能够实现非常重要的目的：
[0008]-使用干燥剂轮实现全行业节能；
[0009]-保持干燥室/工作空间中的低露点(通常《-40℃至-80℃)；
[0010]-确保降低用于实现低露点的设备/系统的能耗；
[0011]-还确保可能在比如生产锂离子电池单元的制造区域/干燥室所需要的或者在其中需要的处理高新鲜空气要求的能力的柔性；和
[0012]-低能耗-优选通过低温再生。
[0013]
本发明的目的还允许结合使用新材料/吸附剂的干燥剂轮，这提供了高效除湿，并
且需要低温再生，例如具体地在60℃-80℃的范围内，更广泛地在50℃-100℃的范围内。
[0014]
本发明的另一目的是实现低吸附物浓度，该吸附物不仅包括h2o(水)/水分，而且包括co2(二氧化碳)和多种voc(挥发性有机化合物)。对于多种voc等，本发明的方法和系统还提供并且有助于减少不同气流之间的交叉污染。
[0015]
本发明的这些和其它目的通过借助现有技术系统和方法的部件的巧妙方法来实现，即排出空气本身被重新使用以满足必要的热能需求-从而首先降低了能量需求，其次确保了维持新鲜空气，再次在某些需求中，还确保了设备出口露点处于至今商业上认为不可行的水平，即《-70℃至-90℃，从而达到《-40℃到-80℃的工作空间露点要求。
[0016]
虽然本发明是在旋转床吸附系统中实施的，但是它也可以适用于实施固定床/批吸附系统。
[0017]
使用旋转床吸附系统从处理流体流中收集吸附物并将其以浓缩形式转移至再生流体流中是众所周知的。通常被去除的吸附物包括水蒸气、多种挥发性有机化合物(“vocs”)等。
[0018]
一些现有技术指出/陈述了此类系统的典型问题是处理流和再生流之间潜在的交叉污染，然而这不是行业经验，而是在例外的此类情况下，本发明可以减少或甚至避免任何交叉污染。
[0019]
现有技术描述
[0020]
在此阶段，为了提供通过本发明已经实现的内容的背景和语境，下文给出申请人可获得的现有技术和相关技术的概述。
[0021]
美国专利文献2019/0022574(现为美国专利us 10,702,825)公开了一种空气除湿设备。该公开教导了一种设备，其中用预冷器对外部空气进行冷却除湿，以通过二氧化碳吸附转子的吸附区域，从而将具有低二氧化碳浓度的空气用中冷器进行冷却。已通过中冷器的空气通过吸湿转子的吸附区域，然后供给至低湿作业室。将来自低湿作业室的返流空气可与预冷器排出的空气进行混合。通过中冷器的空气的一部分分支通过吸湿转子的气洗(purge)区域，然而被输送至再生入口温度220℃的吸湿转子的再生区域。通过吸湿转子的再生区域空气与外部空气进行混合，然后在通过二氧化碳吸附转子的再生区域之后，排出到装置外。
[0022]
wo 2020/006564教导了一种旋转吸附床系统，该系统包括旋转的可再生吸附剂材料块，在操作循环中，给定体积的吸附剂块在返回第一区域之前相继地通过第一、第二、第三、第四和第五区域；处理流体流，该处理流体流被引导通过第一区域；再生流体流，该再生流体流被引导通过第三区域；以及隔离流体流，该隔离流体流独立于处理流体流和再生流体流而在封闭环路中通过第二和第四区域再循环。再生流体流在通过第三区域之前以再生入口温度325
°
f(162℃)通过第五区域。
[0023]
wo 2020/178436教导了一种用于生产具有非常低露点的工业用空气的3-转子干燥系统，该干燥系统包括三个旋转式干燥剂干燥器，每个旋转式干燥剂干燥器包括干燥扇区和再生扇区，所述旋转式干燥剂干燥器依次设置并且共用公共再生空气流动路径和公共进入空气流动路径，所述公共再生空气流动路径用于使再生空气通过所述旋转式干燥剂干燥器的所述相应再生扇区，且所述公共进入空气流动路径用于使进入空气通过所述旋转式干燥剂干燥器的所述相应干燥扇区，用于将所述进入空气除湿为具有非常低露点的产物空
气。
[0024]
重要的是要理解，当热量(质量流量和温度的组合)被添加至用于再生干燥剂轮的空气/流体中时，可达到的处理空气“出口”露点受限于进入转轮进行再生的空气/流体的rh(相对湿度)。
[0025]
换而言之，处理“出口”空气/流体的相对湿度将高于再激活的流入空气/流体的相对湿度。因此，再激活流入空气/流体的相对湿度越低，处理“出口”空气/流体可达到的相对湿度和露点可能越低。再生空气/流体的相对湿度可通过提高再激活“入口”温度和/或降低再激活入口水分含量/露点(因此降低相对湿度)中的一种或其组合来降低。
[0026]
美国专利us 7101414教导了一种使用吸附床系统降低处理流体流吸附物浓度的方法，所述方法包括以下步骤：旋转吸附剂块体，使得在操作循环中给定体积的吸附剂块体在回到第一区域之前相继穿过第一、第二、第三、第四、第五以及第六区域。使处理流体流在第一区域穿过吸附剂块体，并且使再生流体流以再生入口温度335
°
f(135℃)在第四区域穿过吸附剂块体。使第一隔离流体流在吸附剂块体的第二区域和第六区域之间的闭合回路中独立于处理流体流和再生流体流进行再循环。使第二隔离流体流在吸附剂块体的第三区域和第五区域之间的闭合回路中独立于处理流体流、再生流体流以及第一隔离流体流进行再循环。
[0027]
wo 2011/161693教导了用于将空气或其它气体干燥至低湿水平的节能干燥剂除湿的方法和设备。该方法和设备包括具有多于一个除湿区域或扇区的干燥剂转子(轮)。分开的除湿扇区可以被用来给分开的空气或气流除湿，或它们也可以通过使单股空气或气流穿过多于一个的扇区被用来给单股空气或气流除湿。从除湿扇区排出的所有或部分空气或气体在加热之前被用于再激活流入空气或气体的全部或部分。干燥剂轮可包括多于一个再激活扇区，其中各独立的空气或气体源用于各扇区。该干燥机轮可包括再激活和除湿扇区之间的气洗扇区用以提高除湿处理的热效率。
[0028]
在本领域已经认识到，此类系统的最大能耗缘于需要保持低露点。
[0029]
虽然现有技术中已确定了若干此类问题，但是例如美国专利us 7101414(美国专利us
′
414)主要聚焦于防止交叉污染。如上所述，早在2005年的us
′
414披露了一种降低旋转床吸附系统中处理流体流吸附物浓度的方法。该专利的方法使用隔离回路的概念来减少这种交叉污染。隔离回路/区域的数量可以是一个或多个，以能够降低水分从更高浓度的流体流通过吸附剂基体的扩散，或者降低蒸气从更高浓度的流体流向更低压力的流体流的转移。本发明聚焦于提供多个隔离回路，由此优选地，第一区域、第五区域和第六区域中的流体流动方向相同，第二区域、第三区域和第四区域中的流体流动方向相同，并与(通过第一区域、第五区域和第六区域的)第一流体流动方向相反。
[0030]
wo 2020/006564是另一更接近的现有技术-并且声称是在us 7101414上的发展/进步。wo
′
564陈述了其在us
′
414所涵盖的基础技术上使用循环隔离回路和气洗/再生回路的组合。该公开陈述该气洗/再生回路使用来自在再生区域之后的转子区域的热空气来预热将被进一步加热的空气，用于供给至再生区域。再循环隔离回路冷却在处理空气进口侧的转子，并在它进入再生扇区之前预热转子。
[0031]
属于申请人的美国专利us 9303884提供了一种系统和一种方法，其中提供了通过该系统和方法将空气或其它气体干燥至低湿水平的节能干燥剂除湿。us
′
884的方法和设备
包括具有多于一个除湿区域或扇区的干燥剂转子(轮)。分开的除湿扇区可以被用来给分开的空气或气流除湿，或它们也可以通过使单股空气或气流穿过多于一个的扇区被用来给单股空气或气流除湿。从除湿机扇区排出的所有或部分空气或气体在加热之前被用于再激活流入空气或气体的全部或部分。干燥剂轮可包括多于一个再激活扇区，其中独立的空气或气体源用于各扇区。该干燥机轮可包括再激活和除湿扇区之间的气洗扇区以提高除湿处理的热效率。该现有技术的系统能够在露点《-60f的情况下利用单个转子轮供送100％的外部空气，但是具有相当高的再激活能量消耗。
[0032]
图1是如us 9303884的图4所示的现有技术除湿机系统的示意图，并示出了干燥剂转子(1)的基本布置，其依次包括处理扇区(2)、气洗扇区(4)和再激活扇区(3)。在此布置中，外界气流(12)最初在第一冷却单元(6)中被冷却，并且与返流(13)混合。外界气流(12)和返流(13)的混合物被称为处理流入气流(14)。处理流入气流(14)在第二冷却单元(8)中被冷却。处理流入气流(14)的一部分穿过处理扇区(2)以在其中除湿。通过此类除湿，处理流入气流(14)中的水分由放置在轮(1)的处理扇区(2)中的干燥剂吸收，以输出处理流出气流(15)。此外，在此布置中，处理流入气流(14)的剩余部分即气洗空气(26)穿过轮(1)的气洗扇区(4)。气洗空气26的方向通常与处理流出气流(15)相同且与再激活流入气流(16)相反。在一个实施例中，气洗空气26源可以是通过第二冷却盘管(8)的处理流入气流14的一部分。从气洗扇区(4)离开并吸收了再激活扇区(3)的热转移量的气洗空气(26)作为再激活流入气流(16)被供送至再激活扇区(3)。值得注意的是，从气洗扇区(4)离开的气洗空气(26)被第一加热单元(10)加热，以输出再激活流入气流(16)。然后，再激活流入气流(16)穿过再激活扇区(3)，使得再激活流入气流(16)从位于其中的干燥剂中吸收水分，用以将干燥剂除湿并输出再激活流出气流(17)。随后，再激活流出气流(17)作为再生流出空气(19)通向外部环境。这种配置在不利用大量再激活热/能量的情况下在输送期望露点方面存在局限性。
[0033]
如上所述的图2是us 9303884中图6所示的现有技术除湿机系统的示意图。该系统利用两个串联的除湿机轮来应对某些应用场合所需要的高补偿/加压空气比例和/或非常低的湿度，但这样做存在大量能量损失。在这种布置中，单独的除湿机单元被用来预处理加压/补偿空气(20)和环境空气(12)的混合物，并减小下游的处理除湿机的湿度负载。当这种布置用于电池单元制造应用时，一个除湿机必须对多个室内或处理空气除湿机的加压/补偿空气(20)和外部空气以及再激活空气(17)的混合物进行不必要的预除湿，使得整个系统需要两个大的再激活加热电池。
[0034]
图3是如us 9303884的图7所示的用于低露点应用的现有技术除湿系统的示意图，其还示出了具有至少一个附加扇区即外部空气(osa)扇区(4)的干燥剂除湿机的基本布置。在这种布置中，第三气流即补偿空气(26)依次在再激活扇区(3)和处理扇区(2)之间穿过叶轮(1)。外部流入空气(12)的方向通常与处理空气流(15)的方向相同且与再激活空气流(16)相反。处理流入气流(14)源可以是处理返回空气(13)或来自另一气源的空气与补偿空气(26)的混合物，比如通过第一冷却单元(6)的空气。
[0035]
与本发明的除湿系统相比，除湿系统的前述实施例的能效相对较低。现将详细解释公开本发明的概念的实施例。
[0036]
相关的是，所有上述公开内容都没有涉及本发明的目的。申请人无法找到这样的任意现有技术，其可通过降低能耗来提供节能，并且还确保维持吸附系统的工业生产单元
中通常越来越高的新鲜空气需求。


技术实现要素：

[0037]
本发明的目的
[0038]
在此提供的系统和方法的目的是实现非常重要的目标：
[0039]-使用干燥剂轮实现全行业节能；
[0040]-保持干燥室/工作空间中的低露点(通常《-40℃至-80℃)；
[0041]-确保降低用于实现低露点的设备/系统的能耗；
[0042]-还应确保可能在比如生产锂离子电池的制造区域/干燥室所需要的或者在其中需要的处理高新鲜空气要求的能力的灵活性；和
[0043]-低能耗-最好通过低温再生；
[0044]
本发明的目的还允许结合使用新材料/吸附剂的干燥剂轮，这提供了高效去除水分，并且需要低温再生，例如具体地在60℃-80℃的范围内，更广泛地在50℃-100℃的范围内。
[0045]
本发明的另一目的是实现低吸附物浓度，该吸附物不仅包括h2o(水)/水分，而且包括co2(二氧化碳)和多种voc。对于多种voc等，本发明的方法和系统还提供并且有助于减少不同气流之间的交叉污染。
[0046]
本发明的这些和其它目的通过借助现有技术系统和方法的组件的巧妙方法来实现，即排出空气本身被重新使用以满足必要的热能需求-从而首先降低了能量需求，其次确保了维持新鲜空气，再次在某些需求中，还确保了设备出口露点处于至今商业上认为不可行的水平，即《-70℃至-90℃，从而达到《-40℃到-80℃的工作空间露点要求。
[0047]
虽然本发明是在旋转床吸附系统中实施的，但是它也可以适用于实施固定床/间歇吸附系统。
[0048]
在本发明中，利用预调节扇区和/或预调节轮，可以显著降低进入再激活“入口”的露点，从而即使在低再生流入温度下也允许非常低的rh。
[0049]
本发明的内容
[0050]
本发明的一个方面涉及一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的设备。该设备包括该设备的预调节区段和该设备的主区段，该设备的预调节区段包括预调节干燥剂轮，该设备的主区段包括主干燥剂轮。预调节干燥剂轮包括两个第一扇区，即第一处理扇区和第一再激活扇区。主干燥剂轮包括至少三个第二扇区，依次包括第二外部空气扇区、第二再激活扇区和第二处理扇区。外界气流依次在预调节干燥剂轮的第一处理扇区中被除湿，随后在主干燥剂轮的第二外部空气扇区中被除湿，之后通过加热单元(10)被至少部分地供送至主干燥剂轮的第二再激活扇区处并且随后被供送至预调节干燥剂轮的第一再激活扇区依次再激活。此外，主干燥剂轮的第二处理扇区接收来自冷却空间的再循环气流和第二预调节气流的至少一部分气流的组合物并将其除湿，以将已除湿的冷却气流输出至冷却空间。
[0051]
本发明的另一方面涉及一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的设备。该设备包括该设备的预调节区段、该设备的主区段和该设备的辅助调节区段，该设备的预调节区段包括预调节干燥剂轮；该设备的主区段包括主干燥剂轮，以及该设备的辅
助调节区段包括辅助预调节干燥剂轮。预调节干燥剂轮包括两个第一扇区，即第一处理扇区和第一再激活扇区。主干燥剂轮包括至少三个第二扇区，依次包括第二外部空气扇区、第二再激活扇区和第二处理扇区。辅助预调节干燥剂轮包括两个辅助扇区，即辅助处理扇区和辅助再激活扇区。外界气流在辅助预调节干燥剂轮的辅助处理扇区、预调节干燥剂轮的第一处理扇区中被依次除湿，随后在主干燥剂轮的第二外部空气扇区中被除湿，之后通过加热单元被至少部分地供送以在主干燥剂轮的第二再激活扇区处、预调节干燥剂轮的第一再激活扇区，随后通过第二加热单元供送至辅助预调节干燥剂轮的辅助再激活扇区处依次再激活。此外，第二处理扇区接收来自冷却空间的再循环气流和第二预调节气流的至少一部分气流的组合物并将其除湿，以将已除湿的冷却气流输出至冷却空间。
[0052]
本发明的又一方面涉及一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的方法。该方法包括：在预调节干燥剂轮的第一处理扇区和主干燥剂轮的外部空气扇区中依次对外界气流除湿；通过加热单元将依次除湿的外界气流供送至主干燥剂轮的第二再激活扇区以将其再激活，从而输出第一再激活气流；以及将第一再激活气流直接供送至预调节干燥剂轮的第一再激活扇区以对其再激活，从而输出第二再激活气流。此外，将来自冷却空间的再循环气流和第二预调节气流的一部分气流的组合物供送至主干燥剂轮的第二处理扇区，以将已除湿的冷却气流输出至冷却空间。
[0053]
本发明的又一方面涉及一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的方法。该方法包括：在辅助干燥剂轮的辅助处理扇区、预调节干燥剂轮的第一处理扇区和主干燥剂轮的外部空气扇区中依次对外界气流除湿；通过加热单元(10)将依次除湿的外界气流供送至主干燥剂轮的第二再激活扇区以将其再激活，从而输出第一再激活气流；将第一再激活气流直接供送至预调节干燥剂轮的第一再激活扇区以对其再激活，从而输出第二再激活气流；以及通过第二加热单元(4％)将第二再激活气流供送至辅助干燥剂轮的辅助再激活扇区以将其再激活，从而输出最终的再激活气流。此外，将来自冷却空间的再循环室内气流和第二预调节气流的一部分气流的组合物供送至主干燥剂轮的第二处理扇区，以将已除湿的冷却气流输出至冷却空间。
附图说明
[0054]
通过参考以下结合附图的描述可最好地理解本发明的构造和操作方式以及进一步的目的和优点。结合附图描述了本发明的这些和其它细节，附图仅用于说明而非限制本发明，其中：
[0055]
处于开发和测试阶段的本发明确切地提供了此类系统。参考附图描述本发明，其中：
[0056]
图1是用于低露点应用的常规吸附系统的示意图。
[0057]
图2是用于低露点应用的另一常规吸附系统的示意图。
[0058]
图3是用于低露点应用的又一常规吸附系统的示意图(如us 9303884的图7所述)。
[0059]
图4a是根据本发明的一个实施例所公开的吸附系统的示意图。
[0060]
图4b是根据本发明的另一实施例所公开的吸附系统的示意图。
90℃的极低露点。干燥剂轮(1)中的箭头表示了这样的顺序，其中干燥剂轮(1)依次旋转通过处理扇区(2)、第二外部空气扇区(4)、第二再激活扇区(3)，并且随后通过第二处理扇区(2)，然后返回第二外部空气扇区(4)。应当理解的是，进入主干燥剂轮(1)的第二再激活部分(3)的空气的含湿量越低，则干燥剂越是进入第二处理扇区(2)的吸附剂。由于进入第二再激活扇区(3)的空气的相对湿度(rh)必须低于第二处理扇区(2)的期望露点和相对湿度(气流)，因此需要强调的是，预调节干燥剂轮(33)有助于减少进入主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)的含湿量和相对湿度。由于大部分水分和水已经被预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)去除，因此将被主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)去除的含湿量显著低于没有预调节干燥剂轮(33)时的含湿量。这使得主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)的温度和再激活温度有限降低。本发明的目的是利用从主干燥剂轮(1)排出的具有有限含湿量的此高温再激活空气，以在不使用任何附加热量或能量的情况下，去除预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)中的水分。利用这种巧妙解决方法，不仅可以在从主干燥剂轮(1)排出的处理空气中实现相对非常低的露点，而且由于进入主干燥剂轮(1)的再激活扇区的含湿量已经大大降低，因此输入至主再激活加热器(10)的总能量得以降低。本发明的另一个突出特征是，不仅可以在具有加热单元(10)的情况下以减少的能量输入实现处理空气(15)的低露点，而且可以在不牺牲露点以及较少能量输入的情况下提供非常大的新鲜空气(12)量。通过处理高空气比例、较低露点和较低能量输入的上述三个优点，本发明提供了优于任何其它现有技术的显著优点，这将从下文提供的示例中显而易见。由于提供至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)的再生能量是质量流量和温度的函数，因此可以理解的是，随着再激活能量输入需求的降低，可以选择降低空气流动(16)中再激活的温度和质量流量中的一个或两个，从而导致不显著的节能。
[0073]
根据本发明内容的概念，除湿系统的第一实施例的细节将在下文解释。参照图4a，除湿系统包括两个区段，即设备的主区段(51)和设备的预调节区段(50)，设备的主区段(51)包括主干燥剂轮(1)、主轮驱动装置和壳体，壳体设有靠近轮面的内部挡板和空气密封件，以形成通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过轮的三个路径；设备的预调节区段(50)包括预调节干燥剂轮(33)、预调节轮驱动装置和壳体，该壳体设有靠近轮面的内部挡板和空气密封件，以形成通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过轮的两条路径；预调节干燥剂轮(33)。预调节干燥剂轮(33)包括至少两个用于允许空气从中通过的第一扇区。在该实施例中，预调节干燥剂轮(33)包括第一处理扇区(34)和第一再激活扇区(36)。此外，在该实施例中，主干燥剂轮(1)包括至少三个用于允许空气从中通过的第二扇区，其依次包括第二外部空气扇区(4)、第二再激活扇区(2)和第二处理扇区(3)。值得注意的是，主干燥剂轮(1)和预调节干燥剂轮(33)被定位成使得外界气流依次在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中除湿，随后在主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中除湿，之后被至少部分地供送至主干燥剂轮(1)的再激活扇区(3)并且随后被供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)依次再激活。除了上述内容之外，在第一实施例中，除湿系统还包括相对于主干燥剂轮(1)和预调节干燥剂轮(33)适当定位的第一冷却单元(25)、第二冷却单元(6)、第三冷却单元(8)和第一加热单元(10)，用于冷却/加热其一股或多股气流。此外，除湿系统还包括部署一个或多个风扇，即第一风扇(7)、第二风扇(11)和第三风扇(31)，用于从其中产生一股或多股气流。
[0074]
在除湿系统的第一实施例的操作中，操作第一风扇(7)以产生外界气流(12)，用于穿过预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)。值得注意的是，外界气流(12)在第一冷却单元(25)进行冷却，然后在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中进行除湿。外界气流(12)的冷却降低了外界气流(12)的相对湿度。此后，预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)接收外界气流(12)并将其除湿，以输出第一预调节气流(46)。此类除湿通过将水分吸收至预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中的干燥剂材料来进一步降低第一预调节气流(46)的绝对湿度。在此类除湿之后，第一预调节气流(46)穿过主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)。值得注意的是，在将第一预调节气流(46)在主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中进行除湿之前，第二冷却单元(6)冷却该第一预调节气流。第一预调节气流(46)的冷却进一步降低了第一预调节气流(46)的相对湿度。此后，主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)接收来自第一处理扇区(34)的第一预调节气流(46)并将其进一步除湿，以输出第二预调节气流(23)。此类除湿通过将水分吸收至主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中的干燥剂材料来进一步降低第二预调节气流(23)的绝对湿度。因此，外界空气(12)依次在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中除湿，随后在主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中除湿，之后被至少部分地供送至主干燥剂轮(1)的再激活扇区(3)并且随后被供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)依次再激活。在此类除湿之后，第二预调节气流(23)的一部分气流(26)被供送至主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)，同时第二风扇(11)运行以将第二预调节气流(23)的另一部分气流(24)依次供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)和预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)。第二预调节气流(23)的这部分气流(26)也被称为“补偿空气(26)”，其与来自冷却室的再循环空气(13)混合，使得补偿空气(26)和再循环空气(13)的混合物穿过主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)。值得注意的是，第三冷却单元(8)冷却补偿空气(26)和再循环空气(13)的混合物，然后在主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)中将该混合物除湿。主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)接收补偿空气(26)和再循环空气(13)的混合物并将其除湿，以将被除湿的冷却气流(15)输出至冷却空间。此类除湿通过将水分吸收至主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)中的干燥剂材料来进一步降低被除湿的冷却气流(15)的绝对湿度。可以注意到，在第二预调节气流(23)的部分气流(24)被供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)和预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)用于依次再激活之前，外界气流在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中的此类两步顺序除湿降低了第二预调节气流(23)的总湿度。第二预调节气流(23)的部分气流(24)的此类低湿度应用降低了系统的总能量需求。在对第二预调节气流(23)的部分气流(26)进行除湿的同时，第二预调节气流(23)的剩余部分气流(24)被供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)和预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)用于依次再激活。特别地，第二预调节气流(23)的部分气流(24)最初被供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)用于再激活。值得注意的是，第一加热单元(10)将第二预调节气流(23)的部分气流(24)加热，随后该气流被供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)。此后，第二预调节气流(23)的部分气流(24)被供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)用于将其再激活，并输出第一再激活气流(17)。第一再激活气流(17)的此类供送通过去除主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)中的干燥剂材料的水分而增加了第一再激活气流(17)的绝对湿度。在此类再激活之后，第三风扇(31)使得第一
再激活气流(17)被直接供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)。值得注意的是，第一再激活气流(17)的温度足够高，因此在被供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)之前，不需要加热单元来加热第一再激活气流(17)。因此，该系统避免了对另一个加热单元的需要，而是直接重复使用第一再激活气流(17)来供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)，从而首先降低系统的能量需求，其次确保新鲜空气维持，再次在一些需求中，还确保设备出口露点达到水平。因此，第一再激活气流(17)被供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)以将其再激活，并输出第二再激活气流(19)以排放至外部环境。此类再激活通过吸收预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)中的干燥剂材料的水分来进一步增加了第二再激活气流(19)的绝对湿度。因此，可以说，第二预调节气流(23)的部分气流(24)在排放至外部环境之前，被依次供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)和预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)。可以注意到，在本实施例中，干燥剂轮(1)在设备的区段中定位成使得来自冷却空间的再循环气流(13)和第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物与第二预调节气流(23)的一部分气流(24)以相同的方向穿过干燥剂轮，而第一预调节气流(46)和第二预调节气流(23)的一部分气流(24)以相反的方向穿过干燥剂轮。对于本领域技术人员而言显而易见的是，干燥剂轮(1)也可在设备的该区段中定位成使得来自冷却空间的再循环气流(13)和第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物与第二预调节气流(23)的一部分气流(24)以与第二预调节气流(23)的一部分气流(24)相反的方向穿过主干燥剂轮(1)。
[0075]
一种用于从气流中去除水分的方法包括：a)将外界气流(12)在预调节干燥剂轮(33)的至少两个扇区(34)之一和主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中依次除湿；b)利用加热单元(10)将依次除湿后的外界气流供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)以使其再激活；c)将第一再激活气流直接供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)，以输出第二再激活气流；以及d)将来自冷却空间的再循环气流(13)和第二预调节气流(23)的一部分气流(26)的组合物供送至主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)，以将除湿的冷却气流(15)输出至冷却空间。根据除湿系统的第一实施例，该方法的步骤(a)包括：将外界气流(12)在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中除湿，以输出第一预调节气流(46)；以及将第一预调节气流(26)在主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中进一步除湿，以输出第二预调节气流(23)。值得注意的是，根据除湿系统的第一实施例，该方法还包括：在将外界气流(12)在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中除湿之前，通过第一冷却单元(25)将其冷却；以及在将第一预调节气流(26)在主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中除湿之前，通过第二冷却单元(6)将其冷却。因此，外界气流(12)在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中被依次除湿两次，以输出第二预调节气流(23)。在除湿步骤(a)之后，执行有效除湿步骤(d)，其中第二预调节气流(23)的一部分气流(26)(也称为补偿空气(26))与来自冷却空间的再循环气流(13)混合，并且补偿空气(26)和再循环气流(13)的混合物穿过主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)，以将除湿的冷却气流(15)输出至冷却空间。与此类有效除湿步骤同步，还执行步骤(b)和(c)，即供送依次除湿的外界气流用于再激活。供送依次除湿的外界气流用于再激活的步骤(b)包括：将第二预调节气流(23)的至少一部分气流(24)供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)，以输出第一再激活气流(17)。供送依次除湿的外界气流用于再激活的步骤(c)包括：将第一
再激活气流供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(19)，以输出第二再激活气流(19)，从而排放至外部环境。因此，第二预调节气流(23)的一部分气流(24)被依次供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)和预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(19)用于再激活。值得注意的是，根据除湿系统的第一实施例，该方法还包括：在主干燥剂轮(1)的第一再激活扇区(3)中的加湿之前，通过加热单元(10)加热第二预调节气流(23)的一部分气流(24)。
[0076]
图4(b)是本发明的改进实施例，该实施例通过提供具有另一辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助区段来进一步减少气流(23)中的含湿量，以进一步改进再激活和降低露点的处理空气流出(15)。在该实施例中，有必要提供最小的额外热量(45)来再激活辅助干燥剂轮(39)。该实施例相对于图4(a)中所公开的实施例实现了某些附加优点。
[0077]
根据本公开的概念，除湿系统的第二实施例的细节将在下文解释。参照图4b，除湿系统包括三个区段，即具有主干燥剂轮(1)、主轮驱动装置的设备区段，其中设备区段的壳体设有靠近轮面的内部挡板和空气密封件，以形成通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过轮的三个路径；具有预调节干燥剂轮(33)、预调节轮驱动装置的设备另一区段，其中设备另一区段的壳体设有靠近轮面的内部挡板和空气密封件，以形成通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过轮的两条路径；以及具有辅助预调节干燥剂轮(39)的设备又一区段。在该实施例中，辅助预调节干燥剂轮(39)包括辅助处理扇区(40)和辅助再激活扇区(41)。预调节干燥剂轮(33)包括第一处理扇区(34)和第一再激活扇区(36)。此外，在该实施例中，主干燥剂轮(1)包括至少三个用于允许空气从中通过的第二扇区，其依次包括第二外部空气扇区(4)、第二再激活扇区(2)和第二处理扇区(3)。值得注意的是，主干燥剂轮(1)、预调节干燥剂轮(33)和辅助预调节干燥剂轮(39)被定位成使得外界气流(12)依次在辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)、预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中除湿，之后在被至少部分地供送至主干燥剂轮(1)的再激活扇区(3)、预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)和辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)以依次再激活。除了上述内容之外，在第一实施例中，除湿系统还包括相对于主干燥剂轮(1)、预调节干燥剂轮(33)和辅助预调节干燥剂轮(39)适当定位的第一冷却单元(25)、第二冷却单元(6)、第三冷却单元(8)和第一加热单元(10)，以及第三加热单元(45)，用于冷却/加热其一股或多股气流。此外，除湿系统还包括一个或多个风扇，即第一风扇(7)、第二风扇(11)和第三风扇(31)，用于从其中产生一股或多股气流。
[0078]
在除湿系统的第二实施例的操作中，操作第一风扇(7)以产生外界气流(12)，用于穿过辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)。值得注意的是，辅助冷却单元(37)冷却外界气流(12)，然后在预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)中进行除湿。外界气流(12)的冷却降低了外界气流(12)的相对湿度。此后，辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)接收外界气流(12)并将其除湿，以输出第一辅助预调节气流(43)。此类除湿通过将水分吸收至辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)中的干燥剂材料来进一步降低辅助预调节气流(43)的绝对湿度。在此类除湿之后，辅助预调节气流(43)穿过预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)。值得注意的是，在将辅助预调节气流(43)在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中进行除湿之前，第一冷却单元(25)冷却该辅助预调节气
流。辅助预调节气流(43)的冷却降低了外界气流(12)的相对湿度。此后，预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)接收除湿后的补偿预调节气流(43)，以输出第一预调节气流(46)。此类除湿通过将水分吸收至预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中的干燥剂材料来进一步降低第一预调节气流(46)的绝对湿度。在此类除湿之后，第一预调节气流(46)穿过主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)。值得注意的是，在将第一预调节气流(46)在主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中进行除湿之前，第二冷却单元(6)冷却该将第一预调节气流。第一预调节气流(46)的冷却进一步降低了第一预调节气流(46)的相对湿度。此后，主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)接收来自第一处理扇区(34)的第一预调节气流(46)并将其进一步除湿，以输出第二预调节气流(23)。此类除湿通过将水分吸收至主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中的干燥剂材料来进一步降低第二预调节气流(23)的绝对湿度。因此，将外界空气(12)依次在辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(39)、预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)的每一个中除湿，之后被至少部分地供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)、预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)和辅助预调节干燥剂轮(33)的辅助再激活扇区(41)以依次再激活。在此类除湿之后，第二预调节气流(23)的一部分气流(26)被供送通过主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)，同时第二风扇(11)运行以将第二预调节气流(23)的另一部分气流(24)依次供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)、预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)和辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)。第二预调节气流(23)的这部分气流(26)也被称为“补偿空气(26)”，其与来自冷却室的再循环空气(13)混合，使得补偿空气(26)和再循环空气(13)的混合物穿过主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)。值得注意的是，第三冷却单元(8)冷却补偿空气(26)和再循环空气(13)的混合物，然后在主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)中该混合物除湿。主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)接收补偿空气(26)和再循环空气(13)的混合物并将其除湿，以将被除湿的冷却气流(15)输出至冷却空间。此类除湿通过将水分吸收至主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)中的干燥剂材料来进一步降低被除湿的冷却气流(15)的绝对湿度。可以注意到，在第二预调节气流(23)的部分气流(24)被供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)和预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)用于依次再激活之前，外界气流在辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)、预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中的此类三步顺序除湿降低了第二预调节气流(23)的总湿度。第二预调节气流(23)的部分气流(24)的此类低湿度应用降低了系统的总能量需求。在对第二预调节气流(23)的部分气流(26)进行除湿的同时，第二预调节气流(23)的剩余部分气流(24)被供送至辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)、主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)和预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)用于依次再激活。特别地，第二预调节气流(23)的部分气流(24)最初被供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)用于再激活。值得注意的是，第一加热单元(10)先将第二预调节气流(23)的部分气流(24)加热，然后供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)以将其再激活。此后，第二预调节气流(23)的部分气流(24)输出第一再激活气流(17)。第一再激活气流(17)的此类加湿通过去除主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)中的干燥剂材料的水分而增加了第一再激活气流(17)的绝对湿度。在此类供送再激活之后，第一再激活气流(17)穿过预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)。此后，预调节干燥剂轮(33)的第一再激
活扇区(36)接收第一再激活气流(17)以将其再激活，从而输出辅助再激活气流(44)。此类供送再激活通过吸收预调节干燥剂轮(33)的第一再激活部分(36)中的干燥剂材料中的水分增加了辅助再激活气流(44)的绝对湿度。在此类加湿之后，第三风扇(31)使得辅助再激活气流(44)穿过辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)。值得注意的是，在将辅助再激活气流(44)在辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)中加湿之前，第三加热单元(45)加热该辅助再激活气流(44)。此后，辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)接收辅助再激活气流(44)并将其加湿，以输出第二再激活气流(19)。此类供送再激活通过吸收辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)中的干燥剂材料的水分来进一步增加了第二再激活气流(19)的绝对湿度。因此，可以说，第二预调节气流(23)的部分气流(24)在被排放至外部环境之前，依次供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)、预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)和辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)。
[0079]
一种用于从气流中去除水分的方法包括：a)将外界气流(12)依次除湿；b)将依次除湿的外界气流供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)以将其再激活；c)将第一再激活气流直接供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)，以输出第二再激活气流；以及d)将辅助再激活气流供送至辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)，以输出第二再激活气流。根据除湿系统的第二实施例，该方法的步骤(a)包括：将外界气流(12)在辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)中除湿，以输出辅助预调节气流；将辅助预调节气流在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中除湿，以输出第一预调节气流(46)；以及将第一预调节气流(26)在主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中进一步除湿，以输出第二预调节气流(23)。值得注意的是，根据除湿系统的第一实施例，该方法还包括：在将外界气流(12)在辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)中除湿之前，通过辅助冷却单元(37)将其冷却；在将辅助预调节气流(43)在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中除湿之前，通过第一冷却单元(25)将其冷却；以及在将第一预调节气流(26)在主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中除湿之前，通过第二冷却单元(6)将其冷却。因此，外界气流(12)在辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)、预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中被依次除湿三次，以输出第二预调节气流(23)。在除湿步骤(a)之后，执行有效除湿步骤，其中第二预调节气流(23)的一部分气流(26)(也称为补偿空气(26))与来自冷却空间的再循环气流(13)混合，并且补偿空气(26)和再循环气流(13)的混合物穿过主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)，以将除湿的冷却气流(15)输出至冷却空间。与此类有效除湿步骤同步，还执行加湿步骤(b)。供送用于再激活的步骤(b)包括：将第二预调节气流(23)的部分气流(24)供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)，以输出第一再激活气流。供送用于再激活的步骤(c)包括：将第一再激活气流(36)供送至预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)用于再激活，以输出辅助再激活气流(44)；并且供送用于再激活生的步骤(d)包括：将辅助再激活气流(44)供送至辅助预调节干燥剂轮(39)用于再激活，以输出将被排放至外部环境的第二再激活气流。因此，第二预调节气流(23)的部分气流(24)被依次供送至主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)、预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(19)和辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)用于再激活。值得注意的是，根据除湿系统的第二实施例，该方法还包括：在主干燥剂轮(1)的第一再
激活扇区(3)中的加湿之前，通过第一加热单元(10)加热第二预调节气流(23)的一部分气流(24)；以及在辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)中的加湿之前，通过第三加热单元(45)加热辅助再激活气流(44)。
[0080]
如上述实施例中所公开的除湿系统具有多种优点。特别地，由于在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中除湿过的已除湿的第二预调节空气(23)被供送至用于在主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)处再激活，因此它导致从主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)中更多且更有效地去除水分，从而导致更多的干燥剂可用于主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)中的除湿。这提高了主干燥剂轮(1)的整体效率。此外，由于此类已除湿的第二预调节空气(23)被供送至用于在主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)处再激活，因此它减少了第一加热单元(10)用于加热第二预调节空气(23)的部分空气(24)的负载，从而导致电能需求减少。这降低了所公开的除湿系统的电能需求。
[0081]
为了进一步解释图4(a)中说明的本发明的益处，在下文提供了三个示例。
[0082]
示例1
[0083]
在此示例中，比较了现有技术和本发明之间在总体相同的供气量范围内变化新鲜空气量(即新鲜空气比例)的三种不同情况下的能耗。
[0084]
特别地，表1示出了对于限定的除湿机供气量和不同新鲜比例百分比，比较了图3所公开的除湿系统相对于所公开的除湿系统的耗能的比较数据表格。例如，在给定的除湿机供气量10000cmh(单位：立方米/小时)和新鲜空气比例10％的情况下，图3所公开的除湿系统消耗的总再激活能量是40kw(单位：千瓦)，而图4所公开的本发明的除湿系统消耗的总再激活能量是32kw，从而实现了20％的节能。类似地，在相同的除湿机供气量10000cmh和增加的新鲜空气比例25％的情况下，图3所公开的除湿系统消耗的总再激活能量是84kw，而图4所公开的本发明的除湿系统消耗的总再激活能量是43kw，从而实现了49％的节能。类似地，如上所述，在相同的10000cmh的除湿机供气量和进一步增加的新鲜空气比例50％的情况下，图3所公开的除湿系统消耗的总再激活能量是128kw，而图4所公开的本发明的除湿系统消耗的总再激活能量是75kw，从而实现了41％的节能。因此，认为本发明所公开的除湿系统比图3中作为现有技术公开的除湿系统提供了更优的节能。
[0085]
现有技术(图3)vs本发明(图4)能量消耗表格
[0086]
[0087]
注意：
[0088]
1作为总除湿供气量的室内供气量的一部分(％)，新鲜空气比例不包括再激活空气量。
[0089]
表1
[0090]
示例2
[0091]
在该示例中，比较了现有技术和本发明在室内的相同供气量、相同新鲜空气比例、相同供气露点和相同返回空气露点下的再激活能耗。
[0092]
特别地，表2示出了对于特定限定的除湿机供气量8000cmh和新鲜空气比例20％，比较了图3所公开的除湿系统相对于本发明公开的除湿系统的耗能的比较数据表格。如表2所示，在除湿机供气量8000cmh和新鲜空气比例20％的情况下，与现有技术相关的图3所公开的除湿系统消耗的总再激活能量为69kw，而与本发明相关的图4所公开的除湿系统消耗的总再激活能量为33kw，从而实现了52％的节能。因此，通过使用本发明所公开的除湿系统的预调节区段(50)，观察到了非常高的能量节省。
[0093]
现有技术(图3)vs本发明(图4)能量消耗表格
[0094][0095]
注意：
[0096]
1.作为总除湿供气量的室内供气量的一部分(％)，新鲜空气比例不包括再激活空气量。
[0097]
表2
[0098]
示例3
[0099]
在该示例中，对于两种不同的新鲜空气比例以及现有技术和本发明，对主干燥剂轮(1)的外部空气入口露点(46)以及主干燥剂轮(1)的再激活入口露点(24)进行了比较。
[0100]
特别地，表3示出了比较数据表格，以对于相同限定的除湿机供气量以及两种不同的新鲜空气比例，相对于与本发明相关的图4所公开的除湿系统比较与现有技术相关的图3所公开的除湿系统的：
[0101]
a)主干燥剂轮(1)的再激活入口(24)的入口露点，和
[0102]
b)主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(osa)(4)的入口露点。
[0103]
例如，在除湿机供气量10000cmh和新鲜空气比例10％的情况下，图3所公开的除湿系统的外部空气入口露点为10℃，而图4所公开的除湿系统的外部空气入口露点分别为-12℃。在增加的新鲜空气比例25％的情况下，对于相同的空气量，图3所公开的除湿系统的外部空气入口露点为10℃，而图4所公开的除湿系统的外部空气入口露点分别为-4℃。
[0104]
类似地，对于相同的除湿机供气量10000cmh和第一选定新鲜空气比例10％，图3所公开的除湿系统的再激活空气入口露点为-20℃，而图4所公开的除湿系统的再激活空气入口露点是-42℃。在增加的第二选定新鲜空气比例25％的情况下，对于相同的空气量，图3所
公开的除湿系统的再激活空气入口露点为-31℃，而图4所公开的除湿系统的再激活空气入口露点为-39℃。
[0105]
现有技术(图3)vs本发明(图4)性能比较表格
[0106][0107]
注意：
[0108]
1.作为总除湿供气量的室内供气量的一部分(％)，新鲜空气比例不包括再激活空气量。
[0109]
表3
[0110]
根据如上所述进行的测试和所得结果，显而易见的是，本发明及其各种实施例能够实现超过现有技术中可用和已知常规设计的显著技术进步。
[0111]
尽管上文已经描述了本发明的优选实施例，但是应该理解，在不脱离本发明的精神和所附权利要求的范围的情况下，可以对其进行各种改变、调整和修改。对于本领域技术人员来说，显而易见的是，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其它特定形式来实施。所描述的实施例在所有方面都仅被认为是说明性的而非限制性的。

技术特征：
1.一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的设备，所述设备包括：所述设备的预调节区段(50)，其包括预调节干燥剂轮(33)，所述预调节干燥剂轮包括两个第一扇区(34,36)，即第一处理扇区(34)和第一再激活扇区(36)；和所述设备的主区段(51)，其包括主干燥剂轮(1)，所述主干燥剂轮包括至少三个第二扇区(2,3,4)，所述至少三个第二扇区依次包括第二外部空气扇区(4)、第二再激活扇区(3)和第二处理扇区(2)，其中外界气流(12)依次在所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中被除湿，随后在所述主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中被除湿，之后通过加热单元(10)被至少部分地供应至所述主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)处并且随后被供送至所述预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)依次再激活，并且所述第二处理扇区(2)接收来自冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物并将其除湿，以将已除湿的冷却气流(15)输出至所述冷却空间。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)接收外界气流(12)并将其除湿，以输出第一预调节气流(46)，所述主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)接收来自所述第一处理扇区(34)的所述第一预调节气流(46)并将其进一步除湿，以输出第二预调节气流(23)，所述主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)接收并供应所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(24)用于将其再激活，并输出第一再激活气流(17)，以及所述预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)接收并直接供应所述第一再激活气流(17)用于将其再激活，以输出第二再激活气流(19)。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述主干燥剂轮(1)位于所述设备的主区段(51)，使得来自所述冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物与所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)沿相同方向穿过干燥剂轮，而所述第一预调节气流(46)和所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)沿相反方向穿过干燥剂轮。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述主干燥剂轮(1)位于所述设备的主区段(51)，使得来自所述冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物与所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)沿与所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)相反的方向穿过所述主干燥剂轮(1)。5.根据权利要求1所述的设备，其包括用于预冷却所述外界气流(12)的第一冷却单元(25)，以通过冷凝去除所述外界气流(12)中的一些水，并输送至所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)被除湿。6.根据权利要求1所述的设备，其包括第二冷却单元(6)，用于在所述第一预调节气流(46)在所述主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中被除湿之前将其冷却。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其包括第三冷却单元(8)，用于在来自所述冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物在所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)处除湿之前将其冷却，改进了通过所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)的水分去除。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述预调节区段(50)还包括预调节轮驱动装置和壳体，该壳体设有靠近轮面的空气密封件和内部挡板，以形成压力通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过轮的两条路径。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述主区段(51)还包括主轮驱动装置、壳体和所述主干燥剂轮(1)，该壳体设有靠近轮面的空气密封件和内部挡板，以形成压力通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过轮的三条路径。10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中所述其它流体包括但不限于二氧化碳和挥发性有机化合物。11.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中所述预调节干燥剂轮和所述主干燥剂轮具有选自包括硅胶、分子筛和新型材料如金属有机骨架(mofs)、共价有机骨架(cofs)、沸石咪唑盐骨架(zifs)的组合物的干燥剂。12.一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的设备，所述设备包括：所述设备的预调节区段(50)，其包括预调节干燥剂轮(33)，所述预调节干燥剂轮包括两个第一扇区(34,36)，即第一处理扇区(34)和第一再激活扇区(36)；和所述设备的主区段(51)，其包括主干燥剂轮(1)，所述主干燥剂轮包括至少三个第二扇区(2,3,4)，所述至少三个第二扇区依次包括第二外部空气扇区(4)、第二再激活扇区(3)和第二处理扇区(2)，以及所述设备的辅助预调节区段(52)，其包括辅助预调节干燥剂轮(39)，所述辅助预调节干燥剂轮包括两个辅助扇区(40,41)，即辅助处理扇区(40)和辅助再激活扇区(41)，其中所述外界气流(12)在所述辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)、所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中被依次除湿，随后在所述主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中被除湿，之后通过加热单元(10)被至少部分地供应至所述主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)处、随后被供应至所述预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)、以及通过第二加热单元(45)供应至所述辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)处依次再激活，所述第二处理扇区(2)接收来自冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物并将其除湿，以将已除湿的冷却气流(15)输出至所述冷却空间。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)接收外界气流(12)并将其除湿，以输出辅助预调节气流(43)，所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)接收所述辅助预调节气流(43)并将其除湿，以输出第一预调节气流(46)，所述主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)接收来自所述第一处理扇区(34)的所述第一预调节气流(46)并将其进一步除湿，以输出第二预调节气流(23)，所述主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)接收并供应所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(24)用于将其再激活，并输出第一再激活气流(17)，以及所述预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)接收并直接供应所述第一再激活气流(17)用于将其再激活，并输出第二再激活气流(19)；和
所述辅助预调节干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)接收并供应所述第二再激活气流(19)用于将其再激活，并输出辅助再激活气流(44)。14.根据权利要求12和13所述的设备，其中所述主干燥剂轮(1)位于所述设备的主区段(51)，使得来自所述冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物与所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)沿相同方向穿过所述干燥剂轮，而所述第一预调节气流(46)和所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)沿相反方向穿过所述干燥剂轮。15.根据权利要求12和13所述的设备，其中所述主干燥剂轮(1)位于所述设备的主区段(51)，使得来自所述冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物与所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)沿与所述第二预调节气流(23)的一部分气流(24)相反的方向穿过所述主干燥剂轮(1)。16.根据权利要求12和13所述的设备，其包括用于预冷却外界气流(12)的辅助冷却单元(37)，以通过冷凝去除所述外界气流(12)中的一些水，并输送至所述辅助干燥剂轮(41)的辅助处理扇区(34)中被除湿。17.根据权利要求12和13所述的设备，其包括第一冷却单元(25)，用于在所述辅助预调节气流(43)在所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中被除湿之前将其冷却。18.根据权利要求12和13所述的设备，其包括第二冷却单元(6)，用于在所述第一预调节气流(46)在所述主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中被除湿之前将其冷却。19.根据权利要求12至13中任一项所述的设备，其包括第三冷却单元(8)，用于在来自所述冷却空间的再循环气流(13)和所述第二预调节气流(23)的至少一部分气流(26)的组合物在所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)处被除湿之前将其冷却，改进了通过所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)的水分去除。20.根据权利要求12所述的设备，其中所述预调节区段(50)还包括预调节轮驱动装置和壳体，该壳体设有靠近轮面的空气密封件和内部挡板，以形成压力通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过轮的两条路径。21.根据权利要求12所述的设备，其中所述主区段(51)还包括主轮驱动装置和壳体，该壳体设有靠近轮面的空气密封件和内部挡板，以形成压力通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过所述轮的三条路径。22.根据权利要求12所述的设备，其中所述辅助预调节区段(52)还包括辅助轮驱动装置和壳体，该壳体具有靠近轮面的空气密封件和内部挡板，以形成压力通风室或扇区并防止空气在相邻扇区之间泄漏，从而形成空气通过所述轮的两条路径。23.根据权利要求12至22中任一项所述的设备，其中所述其它流体包括但不限于二氧化碳和挥发性有机化合物。24.根据权利要求12至22中任一项所述的设备，其中所述预调节干燥剂轮和所述主干燥剂轮具有包括选自硅胶、分子筛和新型材料如金属有机骨架(mofs)、共价有机骨架(cofs)、沸石咪唑盐骨架(zifs)的组合物的干燥剂。25.一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的方法，所述方法包括：在预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中依次对外界气流除湿，以及
通过加热单元(10)将依次除湿的外界气流供应至所述主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)以将其再激活，从而输出第一再激活气流(17)，以及将所述第一再激活气流(17)直接供应至所述预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)以对其再激活，从而输出第二再激活气流(19)，以及将来自冷却空间的再循环气流(13)和第二预调节气流(23)的一部分气流(26)的组合物供应至所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)，以将已除湿的冷却气流(15)输出至所述冷却空间。26.根据权利要求25所述的方法，其中依次对外界气流(12)除湿的步骤包括：在所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中对所述外界气流(12)除湿，以输出第一预调节气流(46)，以及在所述主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中对所述第一预调节气流(46)进一步除湿，以输出第二预调节气流(23)。27.根据权利要求25所述的方法，其包括使用第一冷却单元(25)预冷却所述外界气流(12)，以通过冷凝去除所述外界气流(12)中的一些水，并输送至所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中进行除湿。28.根据权利要求25所述的方法，其包括在所述主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中的除湿之前，使用第二冷却单元(6)冷却所述第一预调节气流(46)。29.根据权利要求25至28中任一项所述的方法，其包括在所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)中的除湿之前，使用第三冷却单元(8)冷却来自冷却空间的再循环室内气流(13)和所述第二预调节气流(23)的一部分气流(26)的组合物，改进了通过所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)的水分去除。30.一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的方法，所述方法包括：在辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)、预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)和主干燥剂轮(1)的外部空气扇区(4)中依次对外界气流除湿，通过加热单元(10)将依次除湿的外界气流供应至所述主干燥剂轮(1)的第二再激活扇区(3)以将其再激活，从而输出第一再激活气流(17)，将所述第一再激活气流(17)直接供应至所述预调节干燥剂轮(33)的第一再激活扇区(36)以对其再激活，从而输出第二再激活气流(19)，以及通过第二加热单元(45)将所述第二再激活气流(19)供应至辅助干燥剂轮(39)的辅助再激活扇区(41)以将其再激活，从而输出最终的再激活气流(46)，以及将来自冷却空间的再循环室内气流(13)和第二预调节气流(23)的一部分气流(26)的组合物供应至所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)，以将已除湿的冷却气流(15)输出至所述冷却空间。31.根据权利要求30所述的方法，其中在所述辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)中对外界气流(12)除湿，以输出辅助预调节气流(43)，在所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中对辅助预调节气流(43)除湿，以输出第一预调节气流(46)；在所述主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中对所述第一预调节气流(46)除湿，以
输出第二预调节气流(23)。32.根据权利要求30所述的方法，其包括使用辅助冷却单元(25)冷却所述外界气流(12)，以通过冷凝去除所述外界气流(12)中的一些水，并输送至所述辅助干燥剂轮(39)的辅助处理扇区(40)中除湿。33.根据权利要求30所述的方法，其包括在所述预调节干燥剂轮(33)的第一处理扇区(34)中的除湿之前，使用第一冷却单元(25)冷却所述辅助预调节气流(43)。34.根据权利要求30所述的方法，其包括所述在主干燥剂轮(1)的第二外部空气扇区(4)中的除湿之前，使用第二冷却单元(6)冷却所述第一预调节气流(46)。35.根据权利要求30至34中任一项所述的方法，其包括在所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)中的除湿之前，使用第三冷却单元(8)冷却来自冷却空间的再循环室内气流(13)和第二预调节气流(23)的一部分气流(26)的组合，改进了通过所述主干燥剂轮(1)的第二处理扇区(2)的水分去除。

技术总结
本文描述了一种用于从气流和/或其它流体中去除水分和/或吸附物的设备和方法。该系统包括预调节干燥剂轮和主干燥剂轮。预调节干燥剂轮包括至少两个允许空气从其中通过的第一扇区，所述第一扇区包括第一处理扇区和第一再激活扇区。主干燥剂轮包括至少三个用于允许空气从其中通过的第二扇区，所述第二扇区依次包括第二外部空气扇区、第二处理扇区和第二再激活扇区。外界气流在预调节干燥剂轮的至少两个扇区之一和主干燥剂轮的外部空气扇区中被依次除湿，之后被至少部分地供应至主干燥剂轮的再激活扇区进行再激活。再激活扇区进行再激活。再激活扇区进行再激活。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：百瑞空气工程[亚洲]有限公司
技术研发日：2022.08.12
技术公布日：2023/10/8