CN100513909C

CN100513909C - 一种新风热回收方法及其装置

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Publication number: CN100513909C
Application number: CNB2005100499453A
Authority: CN
Inventors: 蒋国良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: CN1687656A; WO2006128366A1

Abstract

本发明涉及一种空气处理方法及其装置，尤其是一种用于空调设备的新风热回收方法及其装置。该方法设置有用风道板相互隔离的新风道和排风道，且至少在风道板位于排风道的一侧带有液体浸润层，制冷时通过微量液体在液体浸润层内和/或其表面上流动以实现新风和排风之间的热交换；制热时直接通过新风道和排风道之间的温度差以实现新风和排风之间的热交换。该装置包括风道壁、新风进口、新风出口、排风进口、排风出口、新风道和排风道，还包括液体进口、布液结构体，液体进口与布液结构体相连，且至少在所述风道板位于排风道的一侧带有液体浸润层。该方法具有热回收率高、适用范围广的优点；该装置具有结构简单、体积小、成本低、热回收率高的优点。

Description

一种新风热回收方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种空气处理方法及其装置，尤其是一种用于空调设备的新风热回收方法及其装置。

背景技术

现代建筑为了满足舒适性的要求，普遍安装了空调设备，为了提高室内的空气质量，空调房间需要适当地引入新鲜空气。

目前处理新风的方法主要有以下几种：

一、室外新风直接抽到室内，室内空气直接排到室外，两种气流间没有安装能量回收装置。由于该方法结构简单，所以目前大部分的空调系统采用这种方法。该方法的缺点是能耗大，新风能耗占总能耗的25％到40％，空调系统的规模大、设备投入也大。

二、在新风和排风之间安装新风热回收装置，让空调系统的新风与排风进行热交换，现阶段的新风热回收装置主要有以下几种：1、转轮式热回收装置，即转轮不断地在新风与排风之间旋转，利用新风与转轮、转轮与排风间自然存在的温度差与湿度差进行热、湿转移。目前较先进的热回收转轮干热回收率能达到70％到80％，全热(干热加湿热)回收率达50％到70％，该装置的缺点是部分排风会扩散到新风侧，对新风造成污染，且结构复杂、成本高，在实际空调工程中仅少量的大型工程使用；2、静止板式热回收装置，即排风与新风交叉流过，两气流间的隔板由具有较好传热透湿性的材料构成，利用两股气流之间自然存在的温差与湿差进行热转移，目前板式热回收器的干热回收率为45％到80％，全热回收率为45％左右，由于结构简单，空调实际工程中使用较多；3、热管型热回收装置，即利用两股气流之间自然存在的温差进行干热转移，干热回收率为40％到75％，不能回收湿热，全热回收率在30％左右；4、双循环互联热回收装置，即通过水泵工作，让水不断地在新风处和排风处的水气换热的管内流动，利用新风与水、水与排风之间自然存在的温差进行热转移，干热回收率为40％到75％，不能回收湿热，全热回收率为30％左右。

中国专利号为03269262.5的“一种间接蒸发式新风换气机”，它是利用喷雾装置给空调排风加湿，排风的干球温度降低，然后利用静止板式热回收装置处理进、排风。中国专利号为02273853.3的“间接蒸发制冷式新风机组”是利用喷淋装喷湿换热器排风道的表面，低湿球温度的排风使排风道的表面水分大量蒸发，从而大量吸收了室外新风的热量。这两种热回收装置全热回收率在70％左右，一般适用于新风量较大的场合，前者虽然也有小风量机型，但是机型材料成本贵，而且全热回效率最多为79％左右。后者喷液量大，必须配循环泵和溶液箱，装置体积大、成本高。申请号为200310122814.4的“间壁式溶媒介型全热回收方法及装置”是利用溶液在风道里循环来达到回收热量的目的，热量和水分是靠溶液在新风道和排风道间流动来转移的，该方法必须配循环泵和溶液箱，装置体积大、成本高，且回收效率有限。申请号为200410017627.4的专利申请公开了“一种高效的气体全热回收和能量转换方法”，该方法实际上并不能实现如其所说的全热回收率大于100％，因为世界上没有永动机，一种能量转化成另一种能量后，其量不可能大于原来的量，而且该方法还存在成本高、结构复杂的缺点。

从以上分析可以看出，现有的新风热回收方法和装置存在以上多种缺点，如热回收率低、成本贵、体积大，仅适用大流量的场合等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热回收率高、适用范围广的新风热回收方法。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种结构简单、体积小、成本低、热回收率高的新风热回收装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该新风热回收方法设置有用风道板相互隔离的新风道和排风道，且至少在风道板位于排风道的一侧带有液体浸润层，制冷时通过微量液体在液体浸润层内和/或其表面上流动，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换；制热时，没有液体流动，直接通过新风道和排风道之间的温度差，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换。

本发明所述的方法在风道板位于新风道的一侧也带有液体浸润层，制冷时通过微量液体在新风道和排风道各自的液体浸润层内和/或其表明上流动，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换；制热时，没有液体流动，直接通过新风道和排风道之间的温度差，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换。

本发明解决上述问题所采用的技术方案还有：该新风热回收装置包括风道壁、新风进口、新风出口、排风进口、排风出口、新风道和排风道，新风道的两端分别与新风进口、新风排口相连，排风道的两端分别与排风进口、排风排口相连，新风道与排风道通过风道板相互间隔排列，风道板和风道板之间设置有导流支承板，其结构特点是还包括液体进口、布液结构体，液体进口与布液结构体相连，且至少在所述风道板位于排风道的一侧带有液体浸润层。

本发明在所述风道板位于新风道的一侧也带有液体浸润层。

本发明也可将整个风道板做成液体浸润层。

本发明所述的布液结构体呈管状、容器状或管状与容器状的组合形状。

本发明所述的布液结构体上设有孔状或缝状的液体通道。

本发明所述的液体浸润层呈纤维、微孔或亲水膜结构。

本发明所述的风道板为水平排列、斜排列或竖直排列。

本发明所述的液体浸润层为无纺布、纸、纤维布或活性炭。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、该新风热回收方法易实现，根据该方法设计的产品结构简单、体积小、成本低、热回收率高，其样机已经问世，并已在上海同济大学完成性能测试，其全热回收率比目前世界上最高的全热回收率还高出10％以上；2、实现该方法的成本低，根据该方法设计的热回收装置家用机，其未来的售价将在1000元以下(目前市场上的热回收装置售价在3000元以上，且全热回收率低50％左右)，使热回收装置大量走进中国平常百姓家庭成为可能，不仅能改善平常百姓的生活环境、提升生活品质，还可以节省大量能耗；3、该新风热回收装置在使用时，液体通过液体进口、布液结构体被均匀地浸润到风道板表面，再通过风道板表面液体的蒸发以及风道板的直接热传导使新风和排风之间产生热交换，微量多余的液体则从风道壁上自然形成的微缝内排走，这样利用液体在排风道表面蒸发，排风道表面温度接近排风的湿球温度，其全热回收率可高达95％，从而使空调系统减少装机功率、降低能耗；4、该装置的布液动力主要来自液体浸润层对液体的浸润力，液体分布均匀，该装置内的流动液体少，可直接从外部补给，因此可省去循环水泵和水箱，从而减小产品尺寸，产品体积小；又由于液体不重复使用，不断有新鲜液体流入，所以不成在结水垢和长细菌的问题；5、该装置使用方便，配上进出风机、外壳后、接水盆，可直接作为具有能量回收功能的空调新风机使用，同时还也可配上空气过滤、杀菌等装置，该装置还可与各种功能的空调箱组合使用；6、该装置适用范围广，可使用于任何有空调的场合，小到家用空调，大到巨型中央空调均可使用；7、该装置可做成模块式结构，根据新风流量大小自由组合；

附图说明

图1是本发明新风热回收方法实施例1的示意图。

图2是本发明新风热回收方法实施例2的示意图。

图3是本发明新风热回收装置实施例1的结构示意图。

图4是图3的A—A剖面图。

图5是图3的B—B剖面图。

图6是图3的C-C局部放大剖面图。

图7是本发明新风热回收装置实施例2的结构示意图。

图8是图7的D—D剖面图。

图9是图7的E—E剖面图。

图10是本发明新风热回收装置实施例3的结构示意图。

图11是图10的F-F剖面图。

图12是本发明新风热回收装置实施例4的结构示意图。

图13是图12的G—G剖面图。

具体实施方式

新风热回收方法的实施例1：

参见图1，用若干风道板7隔离成若干排风道2和新风道3，排风道2和新风道3互相间隔排列，在风道板7位于排风道一侧的表面上设有液体浸润层12。制冷时，微量液体如图中所示的方向从液体浸润层12的上部流入液体浸润层12，然后扩散到液体浸润层12的各个部位，其中部分液体蒸发到排风道2中，剩余液体从液体浸润层12的下部流出。由于风道板7位于排风道一侧的表面温度接近排风的湿球温度，通过热传导，风道板7位于新风道一侧的表面温度接近风道板7位于排风道一侧的表面温度，这样高温高湿的新风经过低温的风道板7后，温度降低，大量的水汽在风道板7表面凝结成露水流走，如此空调新风和排风之间就进行了热交换；制热时，没有液体流动，直接通过新风道3和排风道2之间的温度差通过热传导来实现空调新风和排风之间的热交换。

新风热回收方法的实施例2：

参见图2，用若干风道板7隔离成若干排风道2和新风道3，排风道2和新风道3互相间隔排列，在风道板7位于新风道一侧和位于排风道一侧的表面上均设有液体浸润层12，即在风道板7的两侧均设有液体浸润层12。制冷时，微量液体如图中所示方向从液体浸润层12的上部流入液体浸润层12，扩散到液体浸润层12的各个部位，在排风道2中部分液体蒸发到排风中，剩余液体从液体浸润层12的下部流出，风道板7位于排风道2一侧的表面温度接近排风的湿球温度，通过热传导，风道板7位于新风道3一侧的表面温度接近风道板7位于排风道2一侧的表面温度，虽然风道板7位于新风道3一侧上的液体浸润层12内也流入微量液体，但由于这些液体的温度低于新风的露点温度，所以这些液体没有蒸发，而是与由新风道3中的水汽凝集成的液体混合后，从液体浸润层12的下部流出，这样高温高湿的新风经过低温的风道板7后温度降低，大量的水汽在风道板7表面凝结成露水流走，如此空调新风和排风之间就实现了热交换；制热时，没有液体流动，直接通过新风道3和排风道2之间的温度差来实现空调新风和排风之间的热交换。

使用上述新风热回收方法的新风热回收装置的实施例1：

参见图3～图6，本实施例包括有风道壁10、新风进口11、新风出口1、排风进口8、排风出口6、新风道3和排风道2，其中新风道3的两端分别与新风进口11、新风出口1相连，所述排风道2的两端分别与排风进口8、排风出口6相连，新风出口1和排风进口8并排位于该装置的一侧，排风出口6和新风进口11并排位于该装置的另一侧；新风道3与排风道2之间通过风道板7相互间隔呈水平带斜排列，各层风道板7之间设置有导流支承板9，导流支承板9呈波纹状，在风道板7位于排风道2一侧的表面上设置有液体浸润层12，本实施例中液体浸润层12为无纺布，在位于最上侧的风道壁10上的侧面设有液体进口5，在新风道3和排风道2之间设置有布液结构体4，液体进口5和布液结构体4相连，布液结构体4呈管状，管体上设有缝状的液体通道，以便液体能够微量地均布到液体浸润层12。

液体浸润层12也可为其他呈纤维、微孔或亲水膜结构的物质，如纸、纤维布、活性炭或亲水铝箔等。亲水膜等结构的物质在目前市场上有很多，如表面镀有亲水膜的亲水铝箔、亲水高分子塑料板等，但目前的亲水材料还很难做到加微量水就能使水均布到风道板7表面的目的。

布液结构体4也可以设计成容器状或管状和容器状的组合形状，布液结构体上也可以设有孔状的液体通道。孔状或缝状的液体通道可以是各种形状的孔或缝，如微孔、微缝、管孔、管缝等。

此外，在导流支承板9的表面也可设置有呈纤维、微孔或亲水膜结构的液体浸润层，该液体浸润层与位于风道板7上的液体浸润层12相同，可为无纺布、纸、纤维布、活性炭或亲水铝箔等。

本实施例在具体使用前，应在液体进口5处连接上液体控制阀、液体过滤器。然后将本实施例与空气过滤器、风机、接水盘等组装在外壳内，从而构成一种具有能量回收功能的空调新风机。

在夏天制冷使用时，首先将液体(本实施例中为自来水)通过液体过滤器、液体控制阀、液体进口5、布液结构体4的管体上的微缝均匀地浸润到各层风道板7的表面；低湿球温度的排风流过风道板7位于排风道2一侧的表面，液体便在风道板7位于排风道2一侧的表面蒸发，由于该侧风道板7的表面温度接近排风的湿球温度，通过热传导，风道板7位于新风道3一侧的表面温度也跟着下降，高温高湿的室外新风流过新风道3的表面时，其温度也跟着下降；当新风道3表面温度低于新风的露点温度后，新风中的水汽边跟着折出，折出的水分从风道壁10上的微缝(本实施例的风道壁10由片状材料构成，故有微缝)内排出，滴到接水盘内，排走，从而冷却了新风的温度，去除了新风中的水汽。

在冬天制热使用时，不使用液体，温暖的排风加热风道板7，风道板7又加热低温的新风，当低温新风作用后，风道板7位于排风道2一侧的表面温度低于排风的露点温度，排风中的水汽边跟着折出，折出的水分从风道壁10上的微缝内排出，滴到接水盘内，排走。从而提高了新风的温度。

在实际设计中风道板7位于新风道3一侧的表面上也可以设有液体浸润层12，液体浸润层12可一直延伸到接水盘内，由于新风道3上的液体浸润层12对液体有吸附渗透作用，故接水盘内的冷凝水被转送到新风道3的液体浸润层12内，然后蒸发到新风内，给新风加湿。这种液体转移方法还可以有另外的方案，如设计一些专用的孔或槽等。

使用上述新风热回收方法的新风热回收装置的实施例2：

参见图7～图9，本实施例与上述实施例1相比，新风进口11、新风出口1、排风进口8、排风出口6、新风道3和排风道2的排列方式不同，新风出口1、排风进口8、排风出口6和新风进口11分别位于该装置的四侧，其余结构均相同。

使用上述新风热回收方法的新风热回收装置的实施例3：

参见图10～图11，本实施例与实施例1相比，风道板7的排列方向不同，风道板7为竖直排列；且本实施例中的布液结构体4呈管状，其管体上设有微孔，其结构比实施例1简单，其余结构均相同。

使用上述新风热回收方法的新风热回收装置的实施例4：

参见图12～图13，本实施例与实施例3相比，布液结构体4的结构不同，布液结构体4呈容器状，其容器状壁又是风道壁10，布液结构体4(即风道壁10)的表面上有微缝，液体通过布液结构体4(即风道壁10)上的微缝均布到风道板7上，其余结构均相同。

在上述新风热回收装置的实施例1～3中，液体浸润层12位于风道板7的单侧表面(风道板7位于排风道2一侧的表面)，除此之外，也可将液体浸润层12设置在风道板7的双侧表面(风道板7位于排风道2一侧的表面和风道板7位于新风道3一侧的表面)，或者将整个风道板7做成液体浸润层。

此外，布液结构体4也可为管状和容器状的组合，且其表面上也可设置有呈微孔状、管孔状或管缝状的液体通道。

Claims

1、一种新风热回收方法，其特征是：设置有用风道板相互隔离的新风道和排风道，且至少在风道板位于排风道的一侧带有液体浸润层，制冷时通过微量液体在液体浸润层内和/或其表面上流动，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换；制热时，没有液体流动，直接通过新风道和排风道之间的温度差，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换。

2、根据权利要求1所述的新风热回收方法，其特征是：在风道板位于新风道的一侧也带有液体浸润层，制冷时通过微量液体在新风道和排风道各自的液体浸润层内和/或其表明上流动，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换；制热时，没有液体流动，直接通过新风道和排风道之间的温度差，利用热传导实现空调新风和排风之间的热交换。

3、一种新风热回收装置，其包括风道壁、新风进口、新风出口、排风进口、排风出口、新风道和排风道，新风道的两端分别与新风进口、新风排口相连，排风道的两端分别与排风进口、排风排口相连，新风道与排风道通过风道板相互间隔排列，风道板和风道板之间设置有导流支承板，其特征是：还包括液体进口、布液结构体，液体进口与布液结构体相连，且至少在所述风道板位于排风道的一侧带有液体浸润层。

4、根据权利要求3所述的一种新风热回收装置，其特征是：在所述风道板位于新风道的一侧也带有液体浸润层。

5、根据权利要求3或4所述的一种新风热回收装置，其特征是：也可将整个风道板做成液体浸润层。

6、根据权利要求3所述的一种新风热回收装置，其特征是：所述的布液结构体呈管状、容器状或管状与容器状的组合形状。

7、根据权利要求3或6所述的一种新风热回收装置，其特征是：所述的布液结构体上设有孔状或缝状的液体通道。

8、根据权利要求3所述的一种新风热回收装置，其特征是：所述的液体浸润层呈纤维、微孔或亲水膜结构。

9、根据权利要求3所述的一种新风热回收装置，其特征是：所述的风道板为水平排列、斜排列或竖直排列。

10、根据权利要求8所述的一种新风热回收装置，其特征是：所述的液体浸润层为无纺布、纸、纤维布或活性炭。