一种船用内冷式空气除湿系统及方法

本发明属于船用空气除湿，具体涉及一种利用船舶余热再生和淡水冷量冷却的内冷式空气除湿系统及方法。

背景技术：

1、船舶作为世界贸易重要的货物运输工具，承担了全球约90 %的货物运输量。船舶航行区域跨度非常大，不同季节、不同海域，外界的气候条件随海域变化明显。在炎热的夏季，海面空气的相对湿度通常为70 %～80 %，甚至达到100 %。根据gb/t 13409-92标准中对船舶起居处所空气调节的要求，若采用常规的压缩式制冷空调，利用冷凝除湿的方式，为降低空气的含湿量，需消耗大量的空调冷负荷，耗电量大。固体吸附除湿是利用吸附剂对湿空气中的水分子进行物理吸附，主要包括转轮式和固定式，由于转轮式可以连续工作，使用最多，但整体装置体积庞大，占地空间大、能耗高，空气品质受环境因素影响较大。而固定式吸附除湿由于吸附热的释放导致吸附剂与处理空气间的平衡吸附温度提高，吸附剂吸湿性能下降的同时增大了除湿与再生之间的热湿传递势差，循环需求的再生温度提高，整体循环性能难以提高。

2、需要说明的是，本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术，而并不必然构成现有技术或公知技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种船用内冷式空气除湿系统及方法，以克服现有船用空气除湿系统采用固体吸附除湿时无法实现除湿与再生切换的问题。

2、为了实现上述目的，第一个方面，本发明实施例提供一种船用内冷式空气除湿系统，包括：

3、主进风管路，用于与船舱舱室的进风口连接，所述主进风管路上沿着进风路径依次设置有第一三通风阀、第一吸附除湿换热器和新风风机；所述第一吸附除湿换热器用于对所述主进风管路中的气体进行除湿；

4、主排风管路，用于与船舱舱室的排风口连接，所述主排风管路上沿着排风路径依次设置有换热器、第二三通风阀、第二吸附除湿换热器和再生风风机；所述换热器的管内引入船舶主/辅机燃料燃烧后产生的部分高温废气对所述主排风管路中的再生风进行升温；所述第二吸附除湿换热器用于对所述主排风管路中的气体进行除湿；

5、淡水换热模块，所述淡水换热模块分别与所述第一吸附除湿换热器和所述第二吸附除湿换热器的换热通道连接，用于与所述第一吸附除湿换热器中的固体吸附剂进行热交换以及与所述第二吸附除湿换热器中的固体吸附剂进行热交换；

6、控制模块，所述控制模块分别与所述第一三通风阀、新风风机、第二三通风阀、再生风风机以及淡水换热模块电性连接，用于通过控制所述淡水换热模块分别与所述第一吸附除湿换热器和所述第二吸附除湿换热器进行热交换。

7、可选地，所述的船用内冷式空气除湿系统还包括：第三三通风阀、第一分支进风管路、第二分支进风管路、第一分支排风管路以及第二分支排风管路；所述第三三通风阀的设置在所述再生风风机与所述第二吸附除湿换热器之间的主排风管路上；所述第一分支进风管路的一端与所述第一三通风阀的旁通接口连接，另一端与所述第三三通风阀和所述第二吸附除湿换热器之间的主排风管路连接；所述第二分支进风管路的一端与所述第二三通风阀的旁通接口连接，另一端与所述第一吸附除湿换热器和所述新风风机之间的主进风管路连接；所述第一分支排风管路的一端与所述第一吸附除湿换热器连接，另一端与所述第二三通风阀和所述换热器之间的所述主排风管路连接；所述第二分支排风管路的一端与所述第三三通风阀的旁通接口连接，另一端与所述第一吸附除湿换热器连接；所述控制模块用于通过控制所述第一三通风阀、第二三通风阀以及第三三通风阀的旁通接口的开启或者关闭，以实现主管路与分支管路导通切换；其中，所述主管路包括所述主进风管路和主排风管路形成的循环管路，所述分支管路包括第一分支进风管路、第二分支进风管路、第一分支排风管路以及第二分支排风管路形成的循环管路。

8、可选地，所述的船用内冷式空气除湿系统还包括：风阀；所述风阀设置在所述第一分支排风管路上，所述控制模块与所述风阀电性连接，用于控制排出的再生风的风量。

9、可选地，所述淡水换热模块包括：淡水进液管路、淡水排液管路、第一进液分支管路、第一排液分支管路、第二进液分支管路、第二排液分支管路以及淡水泵；所述淡水泵设置在所述淡水进液管路中，所述第一进液分支管路的一端与所述淡水进液管路连接，另一端与所述第一吸附除湿换热器的换热通道入口连接；所述第一排液分支管路的一端与所述淡水排液管路连接，另一端与所述第一吸附除湿换热器的换热通道出口连接；所述第二进液分支管路的一端与所述淡水进液管路连接，另一端与所述第二吸附除湿换热器的换热通道入口连接；所述第二排液分支管路的一端与所述淡水排液管路连接，另一端与所述第二吸附除湿换热器的换热通道出口连接。

10、可选地，所述的船用内冷式空气除湿系统还包括：第一电磁阀和第二电磁阀；所述第一电磁阀设置在所述第一进液分支管路上，所述第二电磁阀设置在所述第二进液分支管路上；

11、所述控制模块分别与所述淡水泵、第一电磁阀以及第二电磁阀电性连接，用于配合所述第一三通风阀、第二三通风阀以及第三三通风阀的旁通接口的开启或者关闭，以实现所述第一吸附除湿换热器和所述第二吸附除湿换热器的吸附与再生切换。

12、可选地，所述控制模块采用plc控制器。

13、可选地，所述的船用内冷式空气除湿系统还包括：滤网；所述滤网设置在所述主进风管路靠近入口的一端，用于对进入到所述主进风管路的新风进行过滤。

14、第二个方面，本发明实施例还提供一种船用内冷式空气除湿方法，基于如第一个方面所述的船用内冷式空气除湿系统，所述除湿方法包括以下步骤：

15、s1，控制第一三通风阀、第二三通风阀以及第三三通风阀的旁通接口关闭；

16、s2，启动淡水泵和第一电磁阀，将淡水经第一电磁阀送入第一吸附除湿换热器的冷却水管；

17、s3，启动新风风机和再生风风机，室外新风通过第一三通风阀流经第一吸附除湿换热器，经翅片上的吸附剂吸附除湿后，被新风风机吸入送入舱室；

18、s4，利用换热器对舱室过来的再生风进行加热；

19、s5，加热后的高温低湿空气通过第二三通风阀流经第二吸附除湿换热器，对翅片上的吸附剂进行加热再生，带走解吸出的水蒸汽，后流经第三三通风阀再经再生风风机排出。

20、可选地，在步骤s5之后还包括：

21、s6，运行预设时间后，控制第一三通风阀、第二三通风阀以及第三三通风阀的旁通接口开启；

22、s7，关闭第一电磁阀以及打开第二电磁阀和风阀，冷却淡水由淡水泵泵入第二除湿换热器的管内对翅片上的吸附剂进行冷却，吸收吸附剂吸附过程释放的吸附热；

23、s8，室外新风流经第一三通风阀的旁通接口，进入第二吸附除湿换热器中，经吸附除湿后通过第二三通风阀旁通接口后经新风风机送入舱室；

24、s9，利用换热器对舱室过来的再生风进行加热；

25、s10，加热后的高温低湿空气通过风阀流经第一吸附除湿换热器，对翅片上的吸附剂进行加热再生，带走解吸出的水蒸汽，后从第三三通风阀的旁通接口流入主排风管路再经再生风风机排出。

26、本发明实施例至少具有以下技术效果：

27、本发明实施例提供的船用内冷式空气除湿系统及方法，通过利用船舶产生的废热加热再生风，用于吸附剂的再生，实现了船舶废热的部分循环再利用，节能环保；同时利用船舶中央冷却系统中的低温淡水对吸附剂进行降温，实时带走吸附剂释放的吸附热，克服传统固体吸附除湿方式中升温除湿的不足，实现近似等温除湿，提升了吸附剂的除湿效果；此外该系统还可根据采集到的温湿度数据，自动调整管路的切换时间、三通风阀、电磁阀的启停以及调节风阀的开度，从而对吸附剂间断地冷却和再生，以实现对舱室所需适宜含湿新风的连续供应。