一種利用溶液為媒介的全熱交換方法及其裝置的製作方法
2023-05-17 09:20:26
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製作方法
技術領域：
本發明涉及空調技術領域：
，尤其涉及空調技術中的全熱交換裝置及其方法。
背景技術：
目前在空調技術領域：
中，應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回收空氣的顯熱和潛熱，此類裝置主要有轉輪式換熱器，轉輪式換熱器是通過排風與新風交替逆向流過轉輪，轉芯上添加一定的吸熱劑和吸溼劑，利用轉芯蓄熱和吸收水分的作用回收排風中的冷量(或熱量)，並將回收的冷量(或熱量)直接傳遞給新風，轉輪的全熱交換效率較高，可達到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，利用這層薄膜的透溼傳熱作用進行全熱交換，由於傳熱傳質機理的原因使得這種全熱交換器對材料要求較高。因而未得到廣泛的應用。上述兩種換熱器的共同缺點是，在熱交換的過程中，兩股空氣摻混為一起，未能實現空氣淨化的要求。
技術內容針對上述現有技術中存在的問題和共同的缺點，本發明的目的是提供一種利用溶液為媒介的全熱交換的裝置及該裝置的使用方法。它不僅成本低、壓力損失小、換熱效率高、便於廣泛使用，而且更重要的是它可實現兩股空氣無摻混，使空氣淨化，極利於人體健康的環保要求。
為了實現上述的發明目的，本發明的技術方案採用如下方式實現一種利用溶液為媒介的全熱交換裝置，它包括殼體、各填料和多級溶液泵，其結構特點是，所述殼體內設有隔板將其內部空間分為上、下兩部。殼體的上部空間設有迴風進口和排風口，殼體的下部空間設有新風進口和送風口。各部空間內置有多個均勻排列的填料並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填料倉。級間循環泵置於靠近新風進口端的填料倉，把殼體底板的溶液槽中的溶液抽入到殼體的隔板上相對應級的填料倉底部，使溶液通過隔板上的諸填料倉後通過所設溢流口經過隔板下的諸填料倉逆流回到原填料倉並控制保持殼體的底板和隔板上一定溶液的液位。各填料倉內均設有單級噴淋泵，各單級噴淋泵可將各填料倉中的溶液注入到隔板上下層對應級的填料倉的換熱器中，經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。
使用上述裝置進行全熱交換的方法，它是用溶液分別與高溫高溼和低溫乾燥的空氣接觸；當溶液和高溫高溼的空氣接觸時，溶液被升溫稀釋，當溶液和低溫乾燥的空氣接觸時，溶液被降溫濃縮，從而實現高溫高溼和低溫乾燥的空氣之間的全熱交換；主要包括如下步驟1)用級間循環泵從裝有上、下層多級填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶液打到隔板上相應端的溶液槽中，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流動；2)冬季使用時，室外低溫乾燥的空氣與隔板下的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和溼度增高的空氣進入空調機處理或者直接送入室內；室內高溫高溼的空氣與隔板上的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和溼度降低的空氣排出外部；
3)夏季使用時，室外高溫溼的空氣與隔板下的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和溼度降低的空氣進入空調機處理或者直接送入室內；室內低溫乾燥的空氣與隔板上的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和溼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填料中被噴淋的形式採用本級填料的各單級噴淋泵將本級溶液槽底部的溶液注入到本級上下層填料所用的換熱器中進行熱交換後再送入各填料上方噴淋。
本發明由於採用了上述的裝置和使用該裝置的方法，以溶液為媒介，通過依次和新風以及迴風進行熱溼交換，配以溶液溫度、濃度的變化，可使得能量和水蒸氣從溼熱的迴風側轉移到乾冷的新風側，完成了對迴風的熱回收。同現有技術相比，不僅結構簡單、成本低、全熱回收效率高、便於推廣使用，而且可完全避免空氣的交叉汙染，並且通過溶液的噴灑，可除去空氣夾帶的灰塵、細菌，起到空氣淨化的作用。
附圖為本發明的工作原理及結構示意圖具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明參看附圖，本發明的方法是用溶液分別與高溫高溼和低溫乾燥的空氣接觸。當溶液和高溫高溼的空氣接觸時，溶液被升溫稀釋；當溶液和低溫乾燥的空氣接觸時，溶液被降溫濃縮；從而實現高溫高溼和低溫乾燥的空氣之間的全熱交換。為使全熱交換充分，本發明包括如下步驟1)用級間循環泵從裝有上、下層多級填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶液打到隔板上相應端的溶液槽中，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流動；2)冬季使用時，室外低溫乾燥的空氣與隔板下的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和溼度增高的空氣進入空調機處理或者直接送入室內；室內高溫高溼的空氣與隔板上的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液加熱稀釋，溫度和溼度降低的空氣排出外部。3)夏季使用時，室外高溫溼的空氣與隔板下的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和溼度降低的空氣進入空調機處理或者直接送入室內；室內低溫乾燥的空氣與隔板上的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和溼度增高的空氣排出外部。其中步驟2)和步驟3)中被噴淋的形式採用本級填料的各自單級噴淋泵將本級溶液槽底部的溶液注入到本級上下層填料所用的換熱器中進行熱交換後再送入各填料上方噴淋。
實現本發明方法的裝置，它包括殼體7、各填料5和多級溶液泵。所述殼體7內設有隔板6將其內部空間分為上、下兩部。殼體7的上部空間設有迴風進口4和排風口10，殼體7的下部空間設有新風進口13和送風口1。各部空間內置有四個均勻排列的填料5並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(I-IV)填料倉。級間循環泵12置於靠近新風進口13端的I級填料倉，把殼體7底部的鹽溶液抽入到殼體7的隔板6上排風口10端的I級填料倉底部，使鹽溶液通過隔板7上的I級填料倉沿II、III、IV級填料倉流動通過所設的溢流口3流入到隔板6下層的IV級填料倉，再沿III、II級填料倉流回到I級填料倉。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。各填料倉內均設單級噴淋泵2，各單級噴淋泵2的進口通過管道插入到各填料倉底部的鹽溶液中，各單級噴淋泵2的出口與本級填料倉所設的換熱器11連接，經過換熱器11換熱後的鹽溶液通過連管輸送到各填料5頂部的噴淋管8中。
使用本發明時，由於殼體7內被隔板6分為上下兩層，上層是迴風通道，下層是新風通道。新風從左到右依次通過I、II、III、IV級填料倉，增加鹽溶液和空氣的接觸面積。
由於各級溶液槽底部相通，考慮冬季利用室內排風對新風進行預熱和加溼的過程。級間循環泵12從下層的第I級槽中抽取鹽溶液送入上層的第I級槽，通過自由液面的作用，使得上層鹽溶液從第I級由左到右向第IV級流動，並且通過溢流口3回到下層的第IV級，並且在下層由右向左的第I級流動。採用溢流的方式，使得各級之間的流量由級間循環泵12的流量決定並可保持恆定。新風和下層鹽溶液的流向以及迴風和上層鹽溶液的流向都是相反的。上下層各級溶液槽中的鹽溶液濃度和溫度是不同的。各單級噴淋泵2從下層各級溶液槽中抽取鹽溶液進入各換熱器11和從上層各級溶液槽中抽取的鹽溶液換熱之後，鹽溶液被加熱後噴淋。在各填料中與乾冷的新風接觸進行熱溼交換，由於鹽溶液溫度較高，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，同時新風被加熱加溼。上層鹽溶液經過換熱器12被下層溶液冷卻後噴灑，在各填料中和較溼熱的迴風接觸進行熱溼交換，由於鹽溶液的溫度較低，表面水蒸氣分壓力較小，熱量和水蒸氣向鹽溶液傳遞，使得迴風變得又幹又冷，排出環境，同時鹽溶液溫度升高，濃度減小。鹽溶液被加熱稀釋後，由左向右流入各級填料倉循環。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，實現了低溫濃溶液的鹽溶液(表面空氣焓和水蒸氣分壓力低)對應送風口，高溫稀溶液(表面空氣焓和水蒸氣分壓力高)對應迴風進口。在上層第IV級溶液槽中高溫的稀溶液溢流回下層第IV級溶液槽。下層溶液槽中的鹽溶液從右到左濃度依次升高，溫度降低，新風依次經過各級溶液槽，被逐步加熱加溼。級間循環泵12為整個全熱交換器各溶液槽中溶液的流動提供動力，各單級噴淋泵2提供本級內溶液循環噴灑所需壓頭。
夏季與冬季運行方式完全相同，只是內部熱質交換部件中的傳熱傳質方向相反。
在上述實施例中所述的鹽溶液是溴化鋰和氯化鋰混合液，當然也可以採用其它化學成份組成的有吸溼能力的鹽溶液。另外值得說明的是按本技術領域：
公知技術、改變本發明結構的利用鹽溶液全熱交換方法或裝置都屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種利用溶液為媒介的全熱交換裝置，它包括殼體(7)、各填料(5)和多級溶液泵，其特徵在於所述殼體(7)內設有隔板(6)將其內部空間分為上、下兩部，殼體(7)的上部空間設有迴風進口(4)和排風口(10)，殼體(7)的下部空間設有新風進口(13)和送風口(1)，各部空間內置有多個均勻排列的填料(5)並由下部帶縫隙的豎隔板(9)與殼體(7)的底板和隔板(6)連接而形成多級填料倉，級間循環泵(12)置於靠近新風進口(13)端的填料倉，把殼體(7)底板的溶液槽中的溶液抽入到殼體(7)的隔板(6)上相對應級的填料倉底部，使溶液通過隔板(7)上的諸填料倉後通過所設溢流口(3)經過隔板(6)下的諸填料倉逆流回到原填料倉並控制保持殼體(7)的底板和隔板(6)上一定溶液的液位，各填料倉均設有單級噴淋泵(2)，各單級噴淋泵(2)將各填料倉中的溶液注入到隔板(6)上下層對應級填料倉的換熱器(11)中，經過換熱器(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。
2.按照權利要求
1所述的裝置，其特徵在於所述多級填料倉的相對應級的數量為四級。
3.按照權利要求
1或2所述的裝置，其特徵在於所述殼體(7)內的溶液為鹽溶液。
4.按照權利要求
3所述的裝置，其特徵在於所述鹽溶液為溴化鋰和氯化鋰的混合液。
5.使用如權利要求
1所述的利用溶液為媒介的全熱交換裝置的方法，它是用溶液分別與高溫高溼和低溫乾燥的空氣接觸；當溶液和高溫高溼的空氣接觸時，溶液被升溫稀釋，當溶液和低溫乾燥的空氣接觸時，溶液被降溫濃縮，從而實現高溫高溼和低溫乾燥的空氣之間的全熱交換；其特徵在於，包括如下步驟1)用級間循環泵從裝有上、下層多級填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶液打到隔板上相應端的溶液槽中，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流動；2)冬季使用時，室外低溫乾燥的空氣與隔板下的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和溼度增高的空氣進入空調機處理或者直接送入室內；室內高溫高溼的空氣與隔板上的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和溼度降低的空氣排出外部；3)夏季使用時，室外高溫溼的空氣與隔板下的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液升溫稀釋，溫度和溼度降低的空氣進入空調機處理或者直接送入室內；室內低溫乾燥的空氣與隔板上的多級填料中被噴淋的溶液接觸，使溶液降溫濃縮，溫度和溼度增高的空氣排出外部。
6.按照權利要求
5所述的方法，其特徵在於所述隔板上和隔板下的多級填料中被噴淋的形式，採用本級填料的各單級噴淋泵將本級溶液槽底部的溶液注入到本級上下層填料所用的換熱器中進行熱交換後再送入各填料上方噴淋。
專利摘要
一種利用溶液為媒介的全熱交換裝置及其方法，屬於空調技術領域：
。本裝置是在殼體內設置隔板將其內部空間分為上下兩部，上部空間設有迴風進口和排風口，下部空間設有新風進口和送風口。各部空間內置有多個填料形成多級填料倉。級間循環泵可把溶液注入到各填料倉底部並實現利於換熱的逆流方式。單級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。使用本裝置的方法是用溶液分別與高溫高溼和低溫乾燥的空氣接觸。當溶液和高溫高溼的空氣接觸時，溶液被加熱稀釋，當溶液和低溫乾燥的空氣接觸時，溶液被降溫濃縮，實現高溫高溼和低溫乾燥的空氣間的全熱交換。本發明不僅成本低、換熱效率高，而且可使空氣淨化，防止傳染病的傳播。
文檔編號F28D20/00GKCN1231723SQ03124267
公開日2005年12月14日 申請日期2003年4月30日
發明者李震, 陳曉陽, 江億, 劉曉華 申請人:清華大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan