一种利用溶液为媒介的全热交换方法及其装置

1.一种利用溶液为媒介的全热交换装置，它包括壳体(7)、各填料(5) 和多级溶液泵，其特征在于：所述壳体(7)内设有隔板(6)将其内部空间 分为上、下两部，壳体(7)的上部空间设有回风进口(4)和排风口(10)， 壳体(7)的下部空间设有新风进口(13)和送风口(1)，各部空间内置有 多个均匀排列的填料(5)并由下部带缝隙的竖隔板(9)与壳体(7)的底 板和隔板(6)连接而形成多级填料仓，级间循环泵(12)置于靠近新风进 口(13)端的填料仓，把壳体(7)底板的溶液槽中的溶液抽入到壳体(7) 的隔板(6)上相对应级的填料仓底部，使溶液通过隔板(7)上的诸填料仓 后通过所设溢流口(3)经过隔板(6)下的诸填料仓逆流回到原填料仓并控 制保持壳体(7)的底板和隔板(6)上一定溶液的液位，各填料仓均设有单 级喷淋泵(2)，各单级喷淋泵(2)将各填料仓中的溶液注入到隔板(6)上 下层对应级填料仓的换热器(11)中，经过换热器(11)换热的溶液通过各 自连管输送到各填料(5)顶部的喷淋管(8)中。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述多级填料仓的相对应级 的数量为四级。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述壳体(7)内的溶液 为盐溶液。
4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：所述盐溶液为溴化锂和氯化 锂的混合液。
5.使用如权利要求1所述的利用溶液为媒介的全热交换装置的方法，它是 用溶液分别与高温高湿和低温干燥的空气接触；当溶液和高温高湿的空气接 触时，溶液被升温稀释，当溶液和低温干燥的空气接触时，溶液被降温浓缩， 从而实现高温高湿和低温干燥的空气之间的全热交换；其特征在于，包括如 下步骤：
1)用级间循环泵从装有上、下层多级填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶 液打到隔板上相应端的溶液槽中，使溶液从隔板上的各溶液槽中顺序流回到 隔板下的各溶液槽中形成循环流动；
2)冬季使用时，室外低温干燥的空气与隔板下的多级填料中被喷淋的溶液 接触，使溶液降温浓缩，温度和湿度增高的空气进入空调机处理或者直接送 入室内；室内高温高湿的空气与隔板上的多级填料中被喷淋的溶液接触，使 溶液升温稀释，温度和湿度降低的空气排出外部；
3)夏季使用时，室外高温湿的空气与隔板下的多级填料中被喷淋的溶液接 触，使溶液升温稀释，温度和湿度降低的空气进入空调机处理或者直接送入 室内；室内低温干燥的空气与隔板上的多级填料中被喷淋的溶液接触，使溶 液降温浓缩，温度和湿度增高的空气排出外部。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于：所述隔板上和隔板下的多级 填料中被喷淋的形式，采用本级填料的各单级喷淋泵将本级溶液槽底部的溶 液注入到本级上下层填料所用的换热器中进行热交换后再送入各填料上方 喷淋。

技术领域\n本发明涉及空调技术领域，尤其涉及空调技术中的全热交换装置及其方 法。\n背景技术\n目前在空调技术领域中，应用较多的热回收装置大体上可以分为两类， 即全热回收装置和显热回收装置。全热回收装置可以同时回收空气的显热和 潜热，此类装置主要有转轮式换热器，转轮式换热器是通过排风与新风交替 逆向流过转轮，转芯上添加一定的吸热剂和吸湿剂，利用转芯蓄热和吸收水 分的作用回收排风中的冷量(或热量)，并将回收的冷量(或热量)直接传 递给新风，转轮的全热交换效率较高，可达到70％以上。是目前使用的最广 泛的全热交换器。但是这种全热交换器的成本很高，而且压力损失大。另一 种交换器为薄膜型全热交换器。薄膜型全热交换器在两股空气之间隔了一层 薄膜，利用这层薄膜的透湿传热作用进行全热交换，由于传热传质机理的原 因使得这种全热交换器对材料要求较高。因而未得到广泛的应用。上述两种 换热器的共同缺点是，在热交换的过程中，两股空气掺混为一起，未能实现 空气净化的要求。\n技术内容\n针对上述现有技术中存在的问题和共同的缺点，本发明的目的是提供一 种利用溶液为媒介的全热交换的装置及该装置的使用方法。它不仅成本低、 压力损失小、换热效率高、便于广泛使用，而且更重要的是它可实现两股空 气无掺混，使空气净化，极利于人体健康的环保要求。\n为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案采用如下方式实现：\n一种利用溶液为媒介的全热交换装置，它包括壳体、各填料和多级溶液 泵，其结构特点是，所述壳体内设有隔板将其内部空间分为上、下两部。壳 体的上部空间设有回风进口和排风口，壳体的下部空间设有新风进口和送风 口。各部空间内置有多个均匀排列的填料并由下部带缝隙的竖隔板与壳体的 底板和隔板连接而形成多级填料仓。级间循环泵置于靠近新风进口端的填料 仓，把壳体底板的溶液槽中的溶液抽入到壳体的隔板上相对应级的填料仓底 部，使溶液通过隔板上的诸填料仓后通过所设溢流口经过隔板下的诸填料仓 逆流回到原填料仓并控制保持壳体的底板和隔板上一定溶液的液位。各填料 仓内均设有单级喷淋泵，各单级喷淋泵可将各填料仓中的溶液注入到隔板上 下层对应级的填料仓的换热器中，经过换热器换热的溶液通过各自连管输送 到各填料顶部的喷淋管中。\n使用上述装置进行全热交换的方法，它是用溶液分别与高温高湿和低温 干燥的空气接触；当溶液和高温高湿的空气接触时，溶液被升温稀释，当溶 液和低温干燥的空气接触时，溶液被降温浓缩，从而实现高温高湿和低温干 燥的空气之间的全热交换；主要包括如下步骤：\n1)用级间循环泵从装有上、下层多级填料的溶液槽的底部溶液槽一端 把溶液打到隔板上相应端的溶液槽中，使溶液从隔板上的各溶液槽中顺序流 回到隔板下的各溶液槽中形成循环流动；\n2)冬季使用时，室外低温干燥的空气与隔板下的多级填料中被喷淋的 溶液接触，使溶液降温浓缩，温度和湿度增高的空气进入空调机处理或者直 接送入室内；室内高温高湿的空气与隔板上的多级填料中被喷淋的溶液接 触，使溶液升温稀释，温度和湿度降低的空气排出外部；\n3)夏季使用时，室外高温湿的空气与隔板下的多级填料中被喷淋的溶 液接触，使溶液升温稀释，温度和湿度降低的空气进入空调机处理或者直接 送入室内；室内低温干燥的空气与隔板上的多级填料中被喷淋的溶液接触， 使溶液降温浓缩，温度和湿度增高的空气排出外部。\n按照上述的方法，所述隔板上和隔板下的多级填料中被喷淋的形式采用 本级填料的各单级喷淋泵将本级溶液槽底部的溶液注入到本级上下层填料 所用的换热器中进行热交换后再送入各填料上方喷淋。\n本发明由于采用了上述的装置和使用该装置的方法，以溶液为媒介，通 过依次和新风以及回风进行热湿交换，配以溶液温度、浓度的变化，可使得 能量和水蒸气从湿热的回风侧转移到干冷的新风侧，完成了对回风的热回 收。同现有技术相比，不仅结构简单、成本低、全热回收效率高、便于推广 使用，而且可完全避免空气的交叉污染，并且通过溶液的喷洒，可除去空气 夹带的灰尘、细菌，起到空气净化的作用。\n附图说明\n附图为本发明的工作原理及结构示意图\n具体实施方式\n下面结合附图对本发明做进一步的说明\n参看附图，本发明的方法是用溶液分别与高温高湿和低温干燥的空气接 触。当溶液和高温高湿的空气接触时，溶液被升温稀释；当溶液和低温干燥 的空气接触时，溶液被降温浓缩；从而实现高温高湿和低温干燥的空气之间 的全热交换。为使全热交换充分，本发明包括如下步骤：1)用级间循环泵 从装有上、下层多级填料的溶液槽的底部溶液槽一端把溶液打到隔板上相应 端的溶液槽中，使溶液从隔板上的各溶液槽中顺序流回到隔板下的溶液槽中 形成循环流动；2)冬季使用时，室外低温干燥的空气与隔板下的多级填料 中被喷淋的溶液接触，使溶液降温浓缩，温度和湿度增高的空气进入空调机 处理或者直接送入室内；室内高温高湿的空气与隔板上的多级填料中被喷淋 的溶液接触，使溶液加热稀释，温度和湿度降低的空气排出外部。3)夏季 使用时，室外高温湿的空气与隔板下的多级填料中被喷淋的溶液接触，使溶 液升温稀释，温度和湿度降低的空气进入空调机处理或者直接送入室内；室 内低温干燥的空气与隔板上的多级填料中被喷淋的溶液接触，使溶液降温浓 缩，温度和湿度增高的空气排出外部。其中步骤2)和步骤3)中被喷淋的 形式采用本级填料的各自单级喷淋泵将本级溶液槽底部的溶液注入到本级 上下层填料所用的换热器中进行热交换后再送入各填料上方喷淋。\n实现本发明方法的装置，它包括壳体7、各填料5和多级溶液泵。所述 壳体7内设有隔板6将其内部空间分为上、下两部。壳体7的上部空间设有 回风进口4和排风口10，壳体7的下部空间设有新风进口13和送风口1。 各部空间内置有四个均匀排列的填料5并由下部带缝隙的竖隔板9与壳体7 的底板和隔板6连接而形成四级(I-IV)填料仓。级间循环泵12置于靠近新 风进口13端的I级填料仓，把壳体7底部的盐溶液抽入到壳体7的隔板6 上排风口10端的I级填料仓底部，使盐溶液通过隔板7上的I级填料仓沿II、 III、IV级填料仓流动通过所设的溢流口3流入到隔板6下层的IV级填料仓， 再沿III、II级填料仓流回到I级填料仓。由溢流口3控制保持壳体7的底板 和隔板6上一定的盐溶液液位。各填料仓内均设单级喷淋泵2，各单级喷淋 泵2的进口通过管道插入到各填料仓底部的盐溶液中，各单级喷淋泵2的出 口与本级填料仓所设的换热器11连接，经过换热器11换热后的盐溶液通过 连管输送到各填料5顶部的喷淋管8中。\n使用本发明时，由于壳体7内被隔板6分为上下两层，上层是回风通道， 下层是新风通道。新风从左到右依次通过I、II、III、IV级填料仓，增加盐 溶液和空气的接触面积。\n由于各级溶液槽底部相通，考虑冬季利用室内排风对新风进行预热和加 湿的过程。级间循环泵12从下层的第I级槽中抽取盐溶液送入上层的第I 级槽，通过自由液面的作用，使得上层盐溶液从第I级由左到右向第IV级流 动，并且通过溢流口3回到下层的第IV级，并且在下层由右向左的第I级流 动。采用溢流的方式，使得各级之间的流量由级间循环泵12的流量决定并 可保持恒定。新风和下层盐溶液的流向以及回风和上层盐溶液的流向都是相 反的。上下层各级溶液槽中的盐溶液浓度和温度是不同的。各单级喷淋泵2 从下层各级溶液槽中抽取盐溶液进入各换热器11和从上层各级溶液槽中抽 取的盐溶液换热之后，盐溶液被加热后喷淋。在各填料中与干冷的新风接触 进行热湿交换，由于盐溶液温度较高，表面水蒸气分压力较大，热量和水蒸 气向空气中传递，使得盐溶液温度降低，浓度变大，同时新风被加热加湿。 上层盐溶液经过换热器12被下层溶液冷却后喷洒，在各填料中和较湿热的 回风接触进行热湿交换，由于盐溶液的温度较低，表面水蒸气分压力较小， 热量和水蒸气向盐溶液传递，使得回风变得又干又冷，排出环境，同时盐溶 液温度升高，浓度减小。盐溶液被加热稀释后，由左向右流入各级填料仓循 环。这样，上层溶液槽中盐溶液浓度从左到右依次降低，温度依次升高，实 现了低温浓溶液的盐溶液(表面空气焓和水蒸气分压力低)对应送风口，高 温稀溶液(表面空气焓和水蒸气分压力高)对应回风进口。在上层第IV级 溶液槽中高温的稀溶液溢流回下层第IV级溶液槽。下层溶液槽中的盐溶液 从右到左浓度依次升高，温度降低，新风依次经过各级溶液槽，被逐步加热 加湿。级间循环泵12为整个全热交换器各溶液槽中溶液的流动提供动力， 各单级喷淋泵2提供本级内溶液循环喷洒所需压头。\n夏季与冬季运行方式完全相同，只是内部热质交换部件中的传热传质方 向相反。\n在上述实施例中所述的盐溶液是溴化锂和氯化锂混合液，当然也可以采 用其它化学成份组成的有吸湿能力的盐溶液。另外值得说明的是按本技术领 域公知技术、改变本发明结构的利用盐溶液全热交换方法或装置都属于本发 明的保护范围。