專利名稱：一種利用溶液為媒介的全熱交換方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及空調(diào)技術(shù)中的全熱交換方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前在空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域中，應(yīng)用較多的熱回收裝置大體上可以分為兩類，即全熱回收裝置和顯熱回收裝置。全熱回收裝置可以同時(shí)回收空氣的顯熱和潛熱，此類裝置主要有轉(zhuǎn)輪式換熱器，轉(zhuǎn)輪式換熱器是通過排風(fēng)與新風(fēng)交替逆向流過轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)芯上添加一定的吸熱劑和吸濕劑，利用轉(zhuǎn)芯蓄熱和吸收水分的作用回收排風(fēng)中的冷量(或熱量)，并將回收的冷量(或熱量)直接傳遞給新風(fēng)，轉(zhuǎn)輪的全熱交換效率較高，可達(dá)到70％以上。是目前使用的最廣泛的全熱交換器。但是這種全熱交換器的成本很高，而且壓力損失大。另一種交換器為薄膜型全熱交換器。薄膜型全熱交換器在兩股空氣之間隔了一層薄膜，利用這層薄膜的透濕傳熱作用進(jìn)行全熱交換，由于傳熱傳質(zhì)機(jī)理的原因使得這種全熱交換器對(duì)材料要求較高。因而未得到廣泛的應(yīng)用。上述兩種換熱器的共同缺點(diǎn)是，在熱交換的過程中，兩股空氣摻混為一起，未能實(shí)現(xiàn)空氣凈化的要求。
技術(shù)內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和共同的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種利用溶液為媒介的全熱交換的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。它不僅成本低、壓力損失小、換熱效率高、便于廣泛使用，而且更重要的是它可實(shí)現(xiàn)兩股空氣無摻混，使空氣凈化，極利于人體健康的環(huán)保要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用如下方式實(shí)現(xiàn)一種利用溶液為媒介的全熱交換的方法，它是用溶液分別與高溫高濕和低溫干燥的空氣接觸；當(dāng)溶液和高溫高濕的空氣接觸時(shí)，溶液被升溫稀釋，當(dāng)溶液和低溫干燥的空氣接觸時(shí)，溶液被降溫濃縮，從而實(shí)現(xiàn)高溫高濕和低溫干燥的空氣之間的全熱交換；主要包括如下步驟1)用級(jí)間循環(huán)泵從裝有上、下層多級(jí)填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶液打到隔板上相應(yīng)端的溶液槽中，使溶液從隔板上的各溶液槽中順序流回到隔板下的各溶液槽中形成循環(huán)流動(dòng)；2)冬季使用時(shí)，室外低溫干燥的空氣與隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和濕度增高的空氣進(jìn)入空調(diào)機(jī)處理或者直接送入室內(nèi)；室內(nèi)高溫高濕的空氣與隔板上的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和濕度降低的空氣排出外部；3)夏季使用時(shí)，室外高溫濕的空氣與隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和濕度降低的空氣進(jìn)入空調(diào)機(jī)處理或者直接送入室內(nèi)；室內(nèi)低溫干燥的空氣與隔板上的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和濕度增高的空氣排出外部。
按照上述的方法，所述隔板上和隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的形式采用本級(jí)填料的各單級(jí)噴淋泵將本級(jí)溶液槽底部的溶液注入到本級(jí)上下層填料所用的換熱器中進(jìn)行熱交換后再送入各填料上方噴淋。
實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，它包括殼體、各填料和多級(jí)溶液泵，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述殼體內(nèi)設(shè)有隔板將其內(nèi)部空間分為上、下兩部。殼體的上部空間設(shè)有回風(fēng)進(jìn)口和排風(fēng)口，殼體的下部空間設(shè)有新風(fēng)進(jìn)口和送風(fēng)口。各部空間內(nèi)置有多個(gè)均勻排列的填料并由下部帶縫隙的豎隔板與殼體的底板和隔板連接而形成多級(jí)填料倉。級(jí)間循環(huán)泵置于靠近新風(fēng)進(jìn)口端的填料倉，可把殼體底板的溶液槽中的溶液抽入到殼體的隔板上相對(duì)應(yīng)級(jí)的填料倉底部，使溶液通過隔板上的諸填料倉后通過所設(shè)溢流口經(jīng)過隔板下的諸填料倉逆流回到原填料倉并控制保持殼體的底板和隔板上一定溶液的液位。各填料倉內(nèi)均設(shè)有單級(jí)噴淋泵，各單級(jí)噴淋泵可將各填料倉中的溶液注入到隔板上下層對(duì)應(yīng)級(jí)的填料倉的換熱器中，經(jīng)過換熱器換熱的溶液通過各自連管輸送到各填料頂部的噴淋管中。
本發(fā)明由于采用了上述的方法和使用該方法的裝置，以溶液為媒介，通過依次和新風(fēng)以及回風(fēng)進(jìn)行熱濕交換，配以溶液溫度、濃度的變化，可使得能量和水蒸氣從濕熱的回風(fēng)側(cè)轉(zhuǎn)移到干冷的新風(fēng)側(cè)，完成了對(duì)回風(fēng)的熱回收。同現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、全熱回收效率高、便于推廣使用，而且可完全避免空氣的交叉污染，并且通過溶液的噴灑，可除去空氣夾帶的灰塵、細(xì)菌，起到空氣凈化的作用。


附圖為本發(fā)明的工作原理及結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明參看附圖，本發(fā)明的方法是用溶液分別與高溫高濕和低溫干燥的空氣接觸。當(dāng)溶液和高溫高濕的空氣接觸時(shí)，溶液被升溫稀釋；當(dāng)溶液和低溫干燥的空氣接觸時(shí)，溶液被降溫濃縮；從而實(shí)現(xiàn)高溫高濕和低溫干燥的空氣之間的全熱交換。為使全熱交換充分，本發(fā)明包括如下步驟1)用級(jí)間循環(huán)泵從裝有上、下層多級(jí)填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶液打到隔板上相應(yīng)端的溶液槽中，使溶液從隔板上的各溶液槽中順序流回到隔板下的溶液槽中形成循環(huán)流動(dòng)；2)冬季使用時(shí)，室外低溫干燥的空氣與隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和濕度增高的空氣進(jìn)入空調(diào)機(jī)處理或者直接送入室內(nèi)；室內(nèi)高溫高濕的空氣與隔板上的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液加熱稀釋，溫度和濕度降低的空氣排出外部。3)夏季使用時(shí)，室外高溫濕的空氣與隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和濕度降低的空氣進(jìn)入空調(diào)機(jī)處理或者直接送入室內(nèi)；室內(nèi)低溫干燥的空氣與隔板上的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和濕度增高的空氣排出外部。其中步驟2)和步驟3)中被噴淋的形式采用本級(jí)填料的各自單級(jí)噴淋泵將本級(jí)溶液槽底部的溶液注入到本級(jí)上下層填料所用的換熱器中進(jìn)行熱交換后再送入各填料上方噴淋。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的裝置，它包括殼體7、各填料5和多級(jí)溶液泵。所述殼體7內(nèi)設(shè)有隔板6將其內(nèi)部空間分為上、下兩部。殼體7的上部空間設(shè)有回風(fēng)進(jìn)口4和排風(fēng)口10，殼體7的下部空間設(shè)有新風(fēng)進(jìn)口13和送風(fēng)口1。各部空間內(nèi)置有四個(gè)均勻排列的填料5并由下部帶縫隙的豎隔板9與殼體7的底板和隔板6連接而形成四級(jí)(I-IV)填料倉。級(jí)間循環(huán)泵12置于靠近新風(fēng)進(jìn)口13端的I級(jí)填料倉可把殼體7底部的鹽溶液抽入到殼體7的隔板6上排風(fēng)口10端的I級(jí)填料倉底部，使鹽溶液通過隔板7上的I級(jí)填料倉沿II、III、IV級(jí)填料倉流動(dòng)通過所設(shè)的溢流口3流入到隔板6下層的IV級(jí)填料倉，再沿III、II級(jí)填料倉流回到I級(jí)填料倉。由溢流口3控制保持殼體7的底板和隔板6上一定的鹽溶液液位。各填料倉內(nèi)均設(shè)單級(jí)噴淋泵2，各單級(jí)噴淋泵2的進(jìn)口通過管道插入到各填料倉底部的鹽溶液中，各單級(jí)噴淋泵2的出口與本級(jí)填料倉所設(shè)的換熱器11連接，經(jīng)過換熱器11換熱后的鹽溶液通過連管輸送到各填料5頂部的噴淋管8中。
使用本發(fā)明時(shí)，由于殼體7內(nèi)被隔板6分為上下兩層，上層是回風(fēng)通道，下層是新風(fēng)通道。新風(fēng)從左到右依次通過I、II、III、IV級(jí)填料倉，增加鹽溶液和空氣的接觸面積。
由于各級(jí)溶液槽底部相通，考慮冬季利用室內(nèi)排風(fēng)對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱和加濕的過程。級(jí)間循環(huán)泵12從下層的第I級(jí)槽中抽取鹽溶液送入上層的第I級(jí)槽，通過自由液面的作用，使得上層鹽溶液從第I級(jí)由左到右向第IV級(jí)流動(dòng)，并且通過溢流口3回到下層的第IV級(jí)，并且在下層由右向左的第I級(jí)流動(dòng)。采用溢流的方式，使得各級(jí)之間的流量由級(jí)間循環(huán)泵12的流量決定并可保持恒定。新風(fēng)和下層鹽溶液的流向以及回風(fēng)和上層鹽溶液的流向都是相反的。上下層各級(jí)溶液槽中的鹽溶液濃度和溫度是不同的。各單級(jí)噴淋泵2從下層各級(jí)溶液槽中抽取鹽溶液進(jìn)入各換熱器11和從上層各級(jí)溶液槽中抽取的鹽溶液換熱之后，鹽溶液被加熱后噴淋。在各填料中與干冷的新風(fēng)接觸進(jìn)行熱濕交換，由于鹽溶液溫度較高，表面水蒸氣分壓力較大，熱量和水蒸氣向空氣中傳遞，使得鹽溶液溫度降低，濃度變大，同時(shí)新風(fēng)被加熱加濕。上層鹽溶液經(jīng)過換熱器12被下層溶液冷卻后噴灑，在各填料中和較濕熱的回風(fēng)接觸進(jìn)行熱濕交換，由于鹽溶液的溫度較低，表面水蒸氣分壓力較小，熱量和水蒸氣向鹽溶液傳遞，使得回風(fēng)變得又干又冷，排出環(huán)境，同時(shí)鹽溶液溫度升高，濃度減小。鹽溶液被加熱稀釋后，由左向右流入各級(jí)填料倉循環(huán)。這樣，上層溶液槽中鹽溶液濃度從左到右依次降低，溫度依次升高，實(shí)現(xiàn)了低溫濃溶液的鹽溶液(表面空氣焓和水蒸氣分壓力低)對(duì)應(yīng)送風(fēng)口，高溫稀溶液(表面空氣焓和水蒸氣分壓力高)對(duì)應(yīng)回風(fēng)進(jìn)口。在上層第IV級(jí)溶液槽中高溫的稀溶液溢流回下層第IV級(jí)溶液槽。下層溶液槽中的鹽溶液從右到左濃度依次升高，溫度降低，新風(fēng)依次經(jīng)過各級(jí)溶液槽，被逐步加熱加濕。級(jí)間循環(huán)泵12為整個(gè)全熱交換器各溶液槽中溶液的流動(dòng)提供動(dòng)力，各單級(jí)噴淋泵2提供本級(jí)內(nèi)溶液循環(huán)噴灑所需壓頭。
夏季與冬季運(yùn)行方式完全相同，只是內(nèi)部熱質(zhì)交換部件中的傳熱傳質(zhì)方向相反。
在上述實(shí)施例中所述的鹽溶液是溴化鋰和氯化鋰混合液，當(dāng)然也可以采用其它化學(xué)成份組成的有吸濕能力的鹽溶液。另外值得說明的是按本技術(shù)領(lǐng)域公知技術(shù)、改變本發(fā)明結(jié)構(gòu)的得用鹽溶液全熱交換方法或裝置都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用溶液為媒介的全熱交換方法，它是用溶液分別與高溫高濕和低溫干燥的空氣接觸；當(dāng)溶液和高溫高濕的空氣接觸時(shí)，溶液被升溫稀釋，當(dāng)溶液和低溫干燥的空氣接觸時(shí)，溶液被降溫濃縮，從而實(shí)現(xiàn)高溫高濕和低溫干燥的空氣之間的全熱交換；其特征在于，包括如下步驟1)用級(jí)間循環(huán)泵從裝有上、下層多級(jí)填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶液打到隔板上相應(yīng)端的溶液槽中，使溶液從隔板上的各溶液槽中順序流回到隔板下的各溶液槽中形成循環(huán)流動(dòng)；2)冬季使用時(shí)，室外低溫干燥的空氣與隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和濕度增高的空氣進(jìn)入空調(diào)機(jī)處理或者直接送入室內(nèi)；室內(nèi)高溫高濕的空氣與隔板上的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和濕度降低的空氣排出外部；3)夏季使用時(shí)，室外高溫濕的空氣與隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和濕度降低的空氣進(jìn)入空調(diào)機(jī)處理或者直接送入室內(nèi)；室內(nèi)低溫干燥的空氣與隔板上的多級(jí)填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和濕度增高的空氣排出外部。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用溶液為媒介的全熱交換方法，其特征在于所述隔板上和隔板下的多級(jí)填料中被噴淋的形式，采用本級(jí)填料的各單級(jí)噴淋泵將本級(jí)溶液槽底部的溶液注入到本級(jí)上下層填料所用的換熱器中進(jìn)行熱交換后再送入各填料上方噴淋。
3.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求2所述的利用溶液為媒介的全熱交換方法的裝置，它包括殼體(7)、各填料(5)和多級(jí)溶液泵，其特征在于所述殼體(7)內(nèi)設(shè)有隔板(6)將其內(nèi)部空間分為上、下兩部，殼體(7)的上部空間設(shè)有回風(fēng)進(jìn)口(4)和排風(fēng)口(10)，殼體(7)的下部空間設(shè)有新風(fēng)進(jìn)口(13)和送風(fēng)口(1)，各部空間內(nèi)置有多個(gè)均勻排列的填料(5)并由下部帶縫隙的豎隔板(9)與殼體(7)的底板和隔板(6)連接而形成多級(jí)填料倉，級(jí)間循環(huán)泵(12)置于靠近新風(fēng)進(jìn)口(13)端的填料倉，可把殼體(7)底板的溶液槽中的溶液抽入到殼體(7)的隔板(6)上相對(duì)應(yīng)級(jí)的填料倉底部，使溶液通過隔板(7)上的諸填料倉后通過所設(shè)溢流口(3)經(jīng)過隔板(6)下的諸填料倉逆流回到原填料倉并控制保持殼體(7)的底板和隔板(6)上一定溶液的液位，各填料倉均設(shè)有單級(jí)噴淋泵(2)，各單級(jí)噴淋泵(2)可將各填料倉中的溶液注入到隔板(6)上下層對(duì)應(yīng)級(jí)填料倉的換熱器(11)中，經(jīng)過換熱器(11)換熱的溶液通過各自連管輸送到各填料(5)頂部的噴淋管(8)中。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述多級(jí)填料倉的相對(duì)應(yīng)級(jí)的數(shù)量為四級(jí)。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于所述殼體(7)內(nèi)的溶液為鹽溶液。
6.按照權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述鹽溶液為溴化鋰和氯化鋰的混合液。
全文摘要
一種利用溶液為媒介的全熱交換方法及其裝置，屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。它是用溶液分別與高溫高濕和低溫干燥的空氣接觸。當(dāng)溶液和高溫高濕的空氣接觸時(shí)，溶液被加熱稀釋，當(dāng)溶液和低溫干燥的空氣接觸時(shí)，溶液被降溫濃縮，實(shí)現(xiàn)高溫高濕和低溫干燥的空氣間的全熱交換。本方法的裝置，是在殼體內(nèi)設(shè)置隔板將其內(nèi)部空間分為上下兩部，上部空間設(shè)有回風(fēng)進(jìn)口和排風(fēng)口，下部空間設(shè)有新風(fēng)進(jìn)口和送風(fēng)口。各部空間內(nèi)置有多個(gè)填料形成多級(jí)填料倉。級(jí)間循環(huán)泵可把溶液注入到各填料倉底部并實(shí)現(xiàn)利于換熱的逆流方式。單級(jí)噴淋泵可將各填料倉中的溶液通過換熱器輸送到各填料頂部的噴淋管中。本發(fā)明不僅成本低、換熱效率高，而且可使空氣凈化，防止傳染病的傳播。
文檔編號(hào)F28D20/00GK1542356SQ0312426
公開日2004年11月3日 申請(qǐng)日期2003年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者李震, 陳曉陽, 江億, 劉曉華, 震 李 申請(qǐng)人:清華大學(xué)