專利名稱：分離式氣體能量交換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，具體是一種能夠?qū)ο嗑噍^ 遠(yuǎn)的兩股氣體或多股氣體實(shí)現(xiàn)能量交換的分離式氣體能量交換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)的氣體能量交換系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)輪式全熱交換系統(tǒng)，板式全熱交換系統(tǒng)， 這樣的氣體全熱交換系統(tǒng)均要求將兩股需要進(jìn)行能量交換氣體引入到同一個(gè)裝 置中，因而對(duì)于兩股氣體相距遙遠(yuǎn)的情況，需要較長的氣體管道，因而沒有可行性。
由于液體管道較小，可通過液體管道將兩股氣體聯(lián)系起來，即通過液體分 別與兩股氣體進(jìn)行熱質(zhì)交換實(shí)現(xiàn)兩股氣體的能量交換。
但由于氣體與液體進(jìn)行能量交換，氣體與液體不僅要傳熱，還需傳質(zhì)，所 以液體循環(huán)系統(tǒng)不是一個(gè)閉式系統(tǒng)，而是一個(gè)開式系統(tǒng)，所以液體的循環(huán)不僅 要依靠泵的作用，同時(shí)還需要依靠重力作用才能實(shí)現(xiàn)。
由于液體需要與兩股氣體分別進(jìn)行能量交換，且液體循環(huán)是開式系統(tǒng)，所 以一般需要兩個(gè)泵來完成，兩個(gè)泵必然存在流量不相同的問題。
中國專利申請(qǐng)(200610050601.9)雖然描述了以液體為媒介的能量交換的 方法。但未對(duì)如何完成液體循環(huán)，特別是利用泵的同時(shí),如何又依靠重力共同完 成液體循環(huán)，及在開式循環(huán)系統(tǒng)中，液體循環(huán)流量如何平衡等問題給出詳細(xì)的 方案。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供能夠?qū)ο嗑噍^遠(yuǎn)的兩股氣體或多股氣體實(shí)現(xiàn)能量 交換的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)。
分離式氣體能量交換系統(tǒng)具有第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置，第二氣液傳熱傳質(zhì) 裝置，第一集液箱，第二集液箱，第一泵，第二泵，第一集液箱經(jīng)第一泵與第 -氣液傳熱傳質(zhì)裝置液體進(jìn)口相連，第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置液體出口與第二集 液箱相連，第二集液箱經(jīng)第二泵與第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置相連，第二氣液傳熱 傳質(zhì)裝置液體出口與第一集液箱相連，第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置、第二氣液傳熱 傳質(zhì)裝置出口位置高于第一集液箱、第二集液箱的頂面。
所述的第一集液箱用與第二集液箱之間設(shè)有連通管。第一集液箱與第二集 液箱合為一體，并用開有連通孔的隔板隔開。第一集液箱與第一泵出口設(shè)有連
通管，并設(shè)有閥門，第二集液箱與第二泵出口設(shè)有連通管，并設(shè)有閥門。第一 氣液傳熱傳質(zhì)裝置、第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置為一個(gè)或多個(gè)。第一泵與第一氣液 傳熱傳質(zhì)裝置液體進(jìn)口之間設(shè)有過濾器。第一集液箱上設(shè)有補(bǔ)液裝置。第一集 液箱直接置于第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的下方，第一集液箱與第一氣液傳質(zhì)裝置
合為一體；第二集液箱直接置于第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置的下方，第二集液箱與 第二氣液傳質(zhì)裝置合為一體。
在工業(yè)領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域場合，存在大量的分散的廢氣或排氣，其中存在大 量的能量，而需要被加熱或制冷的空氣一般與廢氣和排氣不在一處，相隔較遠(yuǎn) 且多點(diǎn)分散，現(xiàn)有的技術(shù)不便實(shí)現(xiàn)分散的廢氣或排氣與需要被加熱或制冷的空 氣之間的能量交換，從而對(duì)分散的廢氣或排氣中存在的大量能量進(jìn)行回收。
采用本實(shí)用新型的系統(tǒng)可方便的回收廢氣或排氣的能量，實(shí)現(xiàn)廢氣或排氣 與其它空氣如新風(fēng)的能量交換，因此本系統(tǒng)對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域中廢氣能 量回收具有重要意義。尤其適合高含塵，大風(fēng)量，多點(diǎn)分散的空氣能量回收系 統(tǒng)。
本實(shí)用新型的系統(tǒng)概括起來具有系統(tǒng)簡單、靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)性好，高效 節(jié)能等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種大型工業(yè)場合與建筑領(lǐng)域的氣體和空氣的能量 交換與熱量回收。

圖1為分離式氣體能量交換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型的的第一集液箱與第二集液箱之間設(shè)有連通管的結(jié)構(gòu)示 意圖3為本實(shí)用新型的第一集液箱與第二集液箱合為一體，并用開有連通孔 的隔板隔開的結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型的一集液箱與第一泵出口設(shè)有連通管，并設(shè)有閥門，第 二集液箱與第二泵出口設(shè)有連通管，并設(shè)有閥門的結(jié)構(gòu)示意圖5為本實(shí)用新型的第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置、第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置為多 個(gè)的結(jié)構(gòu)示意圖6為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式

分離式氣體能量交換方法 一泵驅(qū)動(dòng)一集液箱中液體至一氣液傳熱傳質(zhì)裝 置，進(jìn)入一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的液體與經(jīng)過一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的一種氣體進(jìn) 行能量交換，經(jīng)過能量交換后的液體依靠重力作用通過液體管道進(jìn)入另一集液
箱，另一泵驅(qū)動(dòng)另一集液箱中液體至另一氣液傳熱傳質(zhì)裝置，進(jìn)入另一氣液傳 熱傳質(zhì)裝置的液體與經(jīng)過另一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的另一種氣體進(jìn)行能量交換， 經(jīng)過能量交換的液體依靠重力作用通過液體管道進(jìn)入一集液箱， 一種氣體與液 體進(jìn)行能量交換，液體再與另一種氣體進(jìn)行能量交換，從而實(shí)現(xiàn)兩種氣體間的
能量交換，由一集液箱至另一集液箱的液體流量為Ql，由另一集液箱至一集液 箱的液體流量為Q2，系統(tǒng)具有液體流量調(diào)節(jié)功能以補(bǔ)償Ql與Q2流量的差異。 所述的一氣液傳熱傳質(zhì)裝置、另一氣液傳熱傳質(zhì)裝置為一個(gè)或多個(gè)。 如圖l所示，分離式氣體能量交換系統(tǒng)具有第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置l，第二 氣液傳熱傳質(zhì)裝置2，第一集液箱3，第二集液箱4，第一泵5，第二泵6，第一 集液箱3經(jīng)第一泵5與第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置1液體進(jìn)口相連，第一氣液傳熱 傳質(zhì)裝置1液體出口通過液體管道7與第二集液箱4相連，第二集液箱4經(jīng)第 二泵6與第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置2相連，第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置2液體出口與 第一集液箱3相連，第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置1、第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置2出口位 置高于第一集液箱3、第二集液箱4的頂面。
氣液傳熱傳質(zhì)裝置可采用通用的氣液傳質(zhì)裝置，包括采用填料的氣液傳熱 傳質(zhì)裝置塔，采用噴淋室結(jié)構(gòu)的氣液接觸裝置等，所述的填料可為規(guī)整填料， 也可為散堆填料，所述的填料的材質(zhì)可為金屬，也可為非金屬。
系統(tǒng)中還配備了液體或液體組分補(bǔ)充裝置8。在氣液傳熱傳質(zhì)過程中，液體 或液體中某種組分由于蒸發(fā)進(jìn)入到氣體中可能導(dǎo)致其減少。因此有必要配備液 體或液體組分補(bǔ)充裝置來彌補(bǔ)液體或液體組分的損失。
系統(tǒng)中還配備了液體過濾器9，防止粉塵在氣液傳熱傳質(zhì)過程中由氣體進(jìn)入 到液體中后在液體中累積。
如圖2所示，分離式氣體能量交換系統(tǒng)中的第一集液箱3與第二集液箱4 之間設(shè)有連通管IO。其它均與圖l相同。
如圖3所示，分離式氣體能量交換系統(tǒng)中的第一集液箱3與第二集液箱4 合為一體，并用開有連通孔11的隔板隔開。其它均與圖1相同。
如圖4所示，在分離式氣體能量交換系統(tǒng)中，第一集液箱3與第一泵5出 口設(shè)有連通管，并設(shè)有閥門12，第二集液箱4與第二泵6出口設(shè)有連通管，并 設(shè)有閥門。集液箱中設(shè)有液位傳感器13，其它均與圖l相同。
如圖5所示，分離式氣體能量交換系統(tǒng)中的第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置1、第 二氣液傳熱傳質(zhì)裝置2為多個(gè)。其它均與圖1相同。
圖中雖然只給出了兩個(gè)第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置和第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置，
并不表示只能為兩個(gè)，事實(shí)上可以為多個(gè)。多個(gè)第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置和第二 氣液傳熱傳質(zhì)裝置的數(shù)量可以不同。也可以是有多個(gè)第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置， 但只有一個(gè)第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置。
在與各個(gè)氣液傳熱傳質(zhì)裝置支路上可設(shè)閥門(圖中未示出)以調(diào)節(jié)該支路
的流量。
分離式氣體能量交換系統(tǒng)最典型的應(yīng)用是空氣的能量交換系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)空 氣的全熱交換，如室外新風(fēng)與為室內(nèi)排風(fēng)或工藝設(shè)備排風(fēng)之間全熱交換。對(duì)于 空氣的能量交換系統(tǒng)，所采用的液體為水或水為溶劑的溶液。
分離式氣體能量交換方法是 一泵驅(qū)動(dòng)一集液箱中液體至一氣液傳熱傳質(zhì) 裝置，進(jìn)入一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的液體與經(jīng)過一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的一種氣體 進(jìn)行能量交換，經(jīng)過能量交換后的液體依靠重力作用通過液體管道進(jìn)入另一集 液箱，另一泵驅(qū)動(dòng)另一集液箱中液體至另一氣液傳熱傳質(zhì)裝置，進(jìn)入另一氣液 傳熱傳質(zhì)裝置的液體與經(jīng)過另一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的另一種氣體進(jìn)行能量交 換，經(jīng)過能量交換的液體依靠重力作用通過液體管道進(jìn)入一集液箱， 一種氣體 與液體進(jìn)行能量交換，液體再與另一種氣體進(jìn)行能量交換，從而實(shí)現(xiàn)兩種氣體 間的能量交換，由一集液箱至另一集液箱的液體流量為Ql，由另一集液箱至一
集液箱的液體流量為Q2，系統(tǒng)具有液體流量調(diào)節(jié)功能以補(bǔ)償Ql與Q2流量的差
巳 升。
由于Q1與Q2存在一定的差異，需采取一定的手段對(duì)Q1， Q2進(jìn)行調(diào)節(jié)，如 采用變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，以防止在某一集液箱中液體過多或過少，而另 一集液箱中液體過少或過多。
當(dāng)然，Ql與Q2的差異通過其它方式來進(jìn)行補(bǔ)償，如圖2， 3,4所示。
如圖2中，分離式氣體能量交換系統(tǒng)中的第一集液箱3與第二集液箱4之 間設(shè)有連通管，以補(bǔ)償Q1與Q2的差別。
如圖3中，分離式氣體能量交換系統(tǒng)中的第一集液箱30與第二集液箱40 合為一體，并用開有連通孔的隔板隔開，以補(bǔ)償Q1與Q2的差別。
如圖4中，在分離式氣體能量交換系統(tǒng)中，第一集液箱3與第一泵5出口 設(shè)有連通管，并設(shè)有閥門，第二集液箱4與第二泵6出口設(shè)有連通管，并設(shè)有 闊門。液體可通過所連通管返回集液箱。連通管上設(shè)有閥門12，集液箱中設(shè)有 液位傳感器13,當(dāng)某一集液箱液位過高或過低時(shí)，可通過調(diào)節(jié)集液箱支路上閥 門12控制液體直接返回該集液箱的流量。
圖6示出了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。 某車間有6個(gè)除塵系統(tǒng)，除塵總排風(fēng)量約為20萬m7h，排風(fēng)溫度為4(TC， 含濕量13g/kg t^;同時(shí)亦有10個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量約為20萬m7h。 在冬季溫度可低至-20°C ，含濕量僅為0. 3g/kg干空氣。
空調(diào)系統(tǒng)布置在除塵系統(tǒng)兩側(cè)，左側(cè)空調(diào)房為54m長，除塵房為60m長， 右側(cè)空調(diào)房為36m長。鑒于如此大的跨度和這么多的系統(tǒng)，采用常規(guī)能量回收 方法實(shí)現(xiàn)新風(fēng)與排風(fēng)的能量交換幾乎是不可能。
如圖6所示采用本實(shí)用新型所示的系統(tǒng)，即在每個(gè)空調(diào)箱(14)的新風(fēng)口 設(shè)置氣液傳質(zhì)傳熱裝置1，在每個(gè)除塵器15排風(fēng)口設(shè)置氣液傳熱傳質(zhì)2，氣液 傳質(zhì)傳熱裝置與泵、集液箱及液體管路等形成分離式空氣能量回收系統(tǒng)。
值得說明的是，考慮到圖的簡潔，圖6中未顯示泵、集液箱及液體管路等。
根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算和實(shí)際測定，圖6所示的能量回收系統(tǒng)可回收的熱量約為 3600KW。
權(quán)利要求1.一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于，具有第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置(1)，第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置(2)，第一集液箱(3)，第二集液箱(4)，第一泵(5)，第二泵(6)，第一集液箱(3)經(jīng)第一泵(5)與第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置(1)液體進(jìn)口相連，第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置(1)液體出口與第二集液箱(4)相連，第二集液箱(4)經(jīng)第二泵(6)與第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置(2)相連，第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置(2)液體出口與第一集液箱(3)相連，第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置(1)、第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置(2)出口位置高于第一集液箱(3)、第二集液箱(4)的頂面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于所述 的第一集液箱(3)與第二集液箱(4)之間設(shè)有連通管(10)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于所述 的第一集液箱(3)與第二集液箱(4)合為一體，并用開有連通孔(11)的隔 板隔開。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于所述 的第一集液箱(3)與第一泵(5)出口設(shè)有連通管，并設(shè)有閥門，第二集液箱(4)與第二泵(6)出口設(shè)有連通管，并設(shè)有閥門(12)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于所述 的第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置(1)、第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置(2)為一個(gè)或多個(gè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于所述 的第一泵(5)與第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置(1)液體進(jìn)口之間設(shè)有過濾器(9)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于所述 的第一集液箱(3)上設(shè)有補(bǔ)液裝置(8)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)，其特征在于所述 的第一集液箱直接置于第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置的下方，第一集液箱與第一氣液 傳質(zhì)裝置合為一體；第二集液箱直接置于第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置的下方，第二 集液箱與第二氣液傳質(zhì)裝置合為一體。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分離式氣體能量交換系統(tǒng)。第一集液箱經(jīng)第一泵與第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置液體進(jìn)口相連，第一氣液傳熱傳質(zhì)裝置液體出口與第二集液箱相連，第二集液箱經(jīng)第二泵與第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置相連，第二氣液傳熱傳質(zhì)裝置液體出口與第一集液箱相連。一泵驅(qū)動(dòng)一集液箱中液體至一氣液傳熱傳質(zhì)裝置，與一種氣體進(jìn)行能量交換，液體靠重力作用流入另一集液箱，另一泵驅(qū)動(dòng)另一集液箱中液體至另一氣液傳熱傳質(zhì)裝置，與另一種氣體進(jìn)行能量交換，液體靠重力作用流入另一集液箱，從而實(shí)現(xiàn)兩種氣體間的能量交換。本實(shí)用新型具有系統(tǒng)簡單、靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)性好，高效節(jié)能等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種大型工業(yè)場合與建筑領(lǐng)域的能量交換與熱量回收。
文檔編號(hào)F28C3/08GK201059886SQ20072010799
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者葉立英, 袁一軍 申請(qǐng)人:袁一軍