[发明专利]一种船舶余热驱动的循环再生转轮除湿空调系统及优化方法

说明书

本发明公开了一种利用船舶余热驱动的循环再生转轮除湿空调系统及优化方法，包括除湿转轮、空气换热器和冷凝装置等。舱室回风进入系统后进行分流，一股经转轮除湿后进入冷凝装置；另一股被空气换热器加热后引入转轮再生区，再生后进入冷凝装置，冷却后的两股空气返回舱室，冷却后的水被收集并待其冷却后重新作为冷却水使用。所述空气换热器中的热量来自船舶设备余热，再生风温度为130～180℃，湿空气最佳分流系数为50％～70％。本发明的循环再生转轮除湿空调系统，利用船舶余热作为除湿转轮的再生热源，可显著降低除湿能耗；在船舶的密闭舱室中，通过调节再生风的分流比例可调节除湿量，可有效提高系统的除湿效果。

技术领域

本发明涉及转轮除湿和余热利用技术领域，具体涉及一种船舶余热驱动的循环再生转轮除湿空调系统及优化方法。

背景技术

船舶密闭舱室内空气温度、相对湿度较高，较高的湿度易引起船体腐蚀、降低电缆绝缘性能，造成严重的安全隐患，因此亟需深度除湿设备控制舱室内的空气湿度。目前，船舶舱室大气环境控制系统中通常采用空调除湿和海水直接冷凝除湿两种方式，其原理为当换热器表面温度低于空气露点温度时，空气中的水分析出，但降低空气温度会导致除湿能耗增加。

应用转轮除湿技术既能达到深度除湿效果，又可以回收利用船舶余热，显著降低除湿过程能耗。而船舶航行过程中存在大量中、高品位的余热，例如柴油主机、柴油发电机和辅助锅炉等，其中柴油主机的排烟温度普遍在400℃左右，约占总输入热量的30％，常规空调除湿系统对船舶余热的利用率较低。专利CN203940546U和CN202216343U公开了两种转轮除湿系统，均将船舶余热作为除湿转轮的再生热源，降低了除湿能耗，但其中再生风由舱室回风和新风混合加热获得，不适用于密闭舱室。因此，需要对船舶舱室转轮除湿系统再生风源进行改进，由部分舱室回风直接回收余热并循环作为再生风，并通过参数优化提高除湿效果。

基于上述，有必要开发一种利用船舶余热并提高除湿效果的内部循环转轮除湿系统及优化方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种船舶余热驱动的循环再生转轮除湿空调系统及优化方法，其中舱室回风分流一股空气作为再生风，它可以通过调节再生风的分流比例，提高系统除湿效果，同时能够有效利用船舶余热，降低转轮除湿空调系统的能耗，提高能源利用率；再生风经过空气换热器进行加热后进入转轮再生区，空气换热器中的热量来自船舶余热，其中余热量决定最佳分流比例；最终冷却后的空气送回舱室完成内部循环。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用船舶余热的循环再生转轮除湿空调系统，船舶舱室的出风口与三通阀相连，三通阀分别和除湿转轮、空气换热器的进风口通过风管串接，所述的除湿转轮包括除湿区和再生区，三通阀和除湿区的进风口通过风管串接，除湿区的出风口和冷凝装置的进风口通过风管串接，空气换热器的出风口和再生区的进风口通过风管串接，其中再生区的进风口装有压力补偿器，再生区的出风口和冷凝装置的进风口通过风管串接，冷凝装置的出风口和船舶舱室进风口通过风管串接，储水箱用于收集冷凝后的水并待其冷却后重新作为冷凝水使用。

所述的船舶舱室的出风口和三通阀通过风管串接。

所述的除湿转轮上设置有为其提供动力的转轮电机，除湿转轮通过齿轮或皮带与所述电机连接。

所述的除湿转轮的除湿材料须具有耐高温、较好吸水性能的特点，如硅胶、分子筛等。

所述的除湿转轮的转速为8-12r/h。

所述的除湿转轮的再生风度为130～180℃，湿空气最佳分流比为50％～70％。

所述系统的空气分流比采用更精准的电控调节阀调控，即三通阀为控制更精准的电控阀门。

所述系统的湿空气最佳分流比以测量转轮除湿区出风口的含湿量与分流比乘积为标准，当乘积达到极值时分流比达到最佳。