CN103411267A - 基于膜和吸湿溶液的全热交换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于膜和吸湿溶液的全热交换方法及系统，系统包括第一膜组件、第二膜组件、泵、连接管路、溶液箱、第一外壳和第二外壳，第一膜组件置于第一外壳中，第二膜组件置于第二外壳中，第一膜组件由第一疏水透气膜和第一膜集箱组成，第二膜组件由第二疏水透气膜和第二膜集箱组成，第一膜组件与第二膜组件通过连接管路相连，连接管路上安装有泵，并连接有溶液箱；溶液在泵驱动下，在第一膜组件和第二膜组件之间循环。本发明高效节能，操作简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种全热交换方法，尤其涉及一种基于膜和吸湿溶液的全热交换方法及系统。
背景技术
常规的采用溶液的全热交换方法，一般为溶液与空气直接接触，存在气体携带液体的问题。常规的空调箱一般为水平进出风且分为多段，对于溶液与空气直接接触的系统，水平方向的风流走向只能与溶液形成叉流换热，这样其换热效率低于逆流换热。而采用逆流换热，风必须下进上出与自下而上的溶液进行换热，这样必须改变空调箱中的风流方向，带来系统结构复杂、体积增大、阻力增大等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于膜和吸湿溶液的全热交换方法及系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于膜和吸湿溶液的全热回收方法，溶液L1在泵的驱动下经过第一膜组件的第一疏水透气膜的一侧，空气A1经过第一膜组件的第一疏水透气膜的另一侧，二者进行热质交换，空气A1变为空气A2，溶液L1变为溶液L2，溶液L2再由泵3驱动进入第二膜组件的第二疏水透气膜的一侧，空气A3经过第二膜组件的第二疏水透气膜的另一侧，空气A3与溶液L2进行热质交换，空气A3变为空气A4，溶液L2变为溶液L1，若空气A1变为空气A2时焓升，则空气A3变为空气A4时焓降，反之，若空气A1变为空气A2时焓降，空气A3变为空气A4时焓降。
进一步地，所述溶液的浓度是不调节的，热质交换过程会自动达到一平衡溶液浓度，所述的连接管路与一溶液箱相连，溶液箱的体积满足溶液浓度变化引起的体积变化要求。
进一步地，所述的溶液浓度通过添加浓溶液，排出稀溶液进行调节或通过补水进行调节，或通过两者共同调节。
进一步地，所述的溶液为水，从而实现对两股空气的最大加湿。
进一步地，所述的溶液浓度被调节至较高浓度，使得所述的空气A1和空气A3中含湿量高的空气经过全热交换后的含湿量低于含湿量低的空气的含湿量。
进一步地，所述的溶液循环量可调节，通过调节溶液循环量调节全热交换效率。
一种基于膜和吸湿溶液的全热回收系统，其特征在于，它包括第一膜组件、第二膜组件、泵、连接管路、溶液箱、第一外壳和第二外壳，第一膜组件置于第一外壳中，第二膜组件置于第二外壳中，第一膜组件由第一疏水透气膜和第一膜集箱组成，第二膜组件由第二疏水透气膜和第二膜集箱组成，第一膜组件与第二膜组件通过连接管路相连，连接管路上安装有泵，并连接有溶液箱。溶液在泵驱动下，在第一膜组件和第二膜组件之间循环。
进一步地，所述的溶液箱上连有浓溶液补充管和稀溶液排出口，或连有补水口，或同时连有浓溶液补充管、稀溶液排出口和补水口。
进一步地，所述的溶液为水。
进一步地，在第一膜组件下部装有第一溶液槽，在第二膜组件下部装有第二溶液槽，第一溶液槽和第二溶液槽通过溶液槽管道相连，并连接至连接管道。
本发明的有益效果是：本发明基于膜和吸湿溶液的全热换热方法有效解决了现有技术存在的问题，高效节能，简单方便。
附图说明
图1为本发明基于平板膜的全热交换方法和系统的示意图；
图2为本发明基于中空纤维膜的全热交换方法和系统的示意图；
图3为本发明基于中空纤维膜并带有补水口，和浓稀溶液口的全热交换方法和系统的示意图；
图4为溶液为极稀溶液，即水的全热交换的空气焓湿图；
图5为基于较浓溶液的全热交换的空气焓湿图；
图6为本发明加装有溶液槽的全热交换方法和系统的示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。
实施例1
如图1所示，基于膜和吸湿溶液的全热交换系统包括第一膜组件1、第二膜组件2、泵3、连接管路4、溶液箱5、第一外壳6和第二外壳7，第一膜组件置于第一外壳6中，第二膜组件2置于第二外壳7中，第一膜组件1由第一疏水透气膜11和第一膜集箱12组成，第二膜组件2由第二疏水透气膜21和第二膜集箱22组成，第一膜组件与第二膜组件通过连接管路4相连，连接管路4上安装有泵3，并连接有溶液箱5。
溶液L在泵3的驱动下经过第一膜组件1的第一疏水透气膜11的一侧，空气A1经过第一膜组件1的第一疏水透气膜11的另一侧，溶液L与空气A1进行热质交换，空气A1变为空气A2，溶液L1变为溶液L2，溶液L2再由泵3驱动经过连接管路4进入第二膜组件2的第二疏水透气膜21的一侧，空气A3经过第二膜组件2的第二疏水透气膜21的另一侧，二者进行热质交换，空气A3变为空气A4，溶液L2变为溶液L1，然后经过连接管路4返回第一膜组件1的疏水透气膜11，若空气A1变为空气A2时焓升，则空气A3变为空气A4时焓降，反之亦然。
图1中未示出第一膜集箱12和第二膜集箱22。图2中有示出。图1中，第一疏水透气膜11和第二疏水透气膜21为平板式疏水透气膜。溶液箱5与连接管路4相连，以补充溶液。
第一膜集箱12也可以为第一膜集管，第二膜集箱22也可以为第二膜集管。
实施例2
如图2所示，第一疏水透气膜11和第二疏水透气膜21为中空纤维疏水透气膜，其他与实施例1相同。
实施例3
如图3所示，在溶液箱5上连有浓溶液补充管10、稀溶液排出口20和补水口30。也可以只连有浓溶液补充管10和稀溶液排出口20，也可以只连有补水口30。
图1和图2所示的热质交换过程会自动达到一平衡溶液浓度，溶液箱5的体积满足溶液浓度变化引起的体积变化要求。
图3中，有浓溶液补充管10和稀溶液排出口20，溶液浓度可被调节至较高浓度，使得所述的两股空气A1和A3中高含湿量空气经过全热交换后的含湿量低于低含湿空气的初始含湿量，从而使该装置不仅是全热回收，而且可以起到除湿器的作用。当然浓溶液来自外界的溶液再生器（图中未示出）。
实施例4
如图6所示，与实施例1的区别在于，在第一膜组件1下部加装有第一溶液槽13，在第二膜组件2下部加装有第二溶液槽14，万一溶液从膜组件中泄露，可以分别掉入第一溶液槽13和第二溶液槽14，第一溶液槽13和第二溶液槽14通过溶液槽管道15相连，并连接至管道4，该实施例中，溶液箱5可以省掉。
图5为溶液浓度调节至较高浓度的空气处理的焓湿图。与其他的全热回收方法，如转轮，相比，该方法还可以对全热回收的效率进行调节，即对泵3的流量调节实现。这在某些场合，非常实用，如某些发热量大的场合，冬天并不要求最大的全热回收效率。
图1、图2与图3的情况，空气与溶液的热质交换过程均可为逆流过程且易于实现。图1、图2及图3中表示均为两股气流全热交换的情况，事实上，本发明的方法易于实现多于两股的多股气流的全热交换。
与图5不同，图4中的焓湿图对对应的情况是溶液极稀，即水，此时，在同样全热回收效率的情况，与溶液相比，可以使得被处理空气得到最大程度的加湿。
Claims (10)
1.一种基于膜和吸湿溶液的全热回收方法，其特征在于，溶液L1在泵的驱动下经过第一膜组件的第一疏水透气膜的一侧，空气A1经过第一膜组件的第一疏水透气膜的另一侧，二者进行热质交换，空气A1变为空气A2，溶液L1变为溶液L2，溶液L2再由泵3驱动进入第二膜组件的第二疏水透气膜的一侧，空气A3经过第二膜组件的第二疏水透气膜的另一侧，空气A3与溶液L2进行热质交换，空气A3变为空气A4，溶液L2变为溶液L1，若空气A1变为空气A2时焓升，则空气A3变为空气A4时焓降，反之，若空气A1变为空气A2时焓降，空气A3变为空气A4时焓降。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶液的浓度是不调节的，热质交换过程会自动达到一平衡溶液浓度，所述的连接管路与一溶液箱相连，溶液箱的体积满足溶液浓度变化引起的体积变化要求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溶液浓度通过添加浓溶液，排出稀溶液进行调节或通过补水进行调节，或通过两者共同调节。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溶液为水，从而实现对两股空气的最大加湿。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溶液浓度被调节至较高浓度，使得所述的空气A1和空气A3中含湿量高的空气经过全热交换后的含湿量低于含湿量低的空气的含湿量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溶液循环量可调节，通过调节溶液循环量调节全热交换效率。
7.一种实现权利要求1所述方法的基于膜和吸湿溶液的全热回收系统，其特征在于，它包括第一膜组件、第二膜组件、泵、连接管路、溶液箱、第一外壳和第二外壳，第一膜组件置于第一外壳中，第二膜组件置于第二外壳中，第一膜组件由第一疏水透气膜和第一膜集箱组成，第二膜组件由第二疏水透气膜和第二膜集箱组成，第一膜组件与第二膜组件通过连接管路相连，连接管路上安装有泵，并连接有溶液箱；溶液在泵驱动下，在第一膜组件和第二膜组件之间循环。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的溶液箱上连有浓溶液补充管和稀溶液排出口，或连有补水口，或同时连有浓溶液补充管、稀溶液排出口和补水口。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述的溶液为水。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在第一膜组件下部装有第一溶液槽，在第二膜组件下部装有第二溶液槽，第一溶液槽和第二溶液槽通过溶液槽管道相连，并连接至连接管道。
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