CN2531295Y

CN2531295Y - 湿交换器

Info

Publication number: CN2531295Y
Application number: CN 02202815
Authority: CN
Inventors: 程忠庆; 姜海波
Original assignee: NAVAL LOGISTICS COLLEGE PLA
Current assignee: NAVAL LOGISTICS COLLEGE PLA
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-01-15
Anticipated expiration: 2012-01-29

Abstract

湿交换器将进风通道和排风通道都分隔成相等数量的小通道，互相间隔交叉排列，每对小通道使用同一个透湿膜隔开，每个进风通道都会向两侧的排风通道透湿，每个排风通道也会将两侧透湿膜附近的湿气排出，使用一台电机拖动上述芯沿轴线旋转，并将进风通道的排出口和排风通道的排出口均设置在与轴线垂直的径向方向上，各小通道在各自排出口处的轴线方向均加设挡板，阻止空气继续沿轴向运动，而改由径向离心排出。

Description

湿交换器

本实用新型涉及一种湿交换器，特别是空气换气过程中用于降低湿度的湿交换器。

现有的降湿装置大都采用转轮结构，转轮由吸湿材料组成，它的一部分位于湿风道中吸湿，该部位旋转后进入排风道，将一部分湿气吹除，多数装置采用排风道加热的方式，将湿气蒸发再吹除，以提高降湿效果。中国专利“一种转轮除湿设备”(授权公告号：2043730)就采用这种方式降湿。

这类装置需要很强的排风，或者需要对排风进行加热，这两种方式都要消耗很多能量。

本实用新型的目的是提供一种节能型湿交换器，利用较小的排风就能将湿气排出。

本实用新型的目的是这样实现的：将进风通道和排风通道部分隔成相等数量的小通道(考虑到效果与经济的关系，可设置2-10个进风或排风通道)，互相间隔交叉排列，小通道横截面呈扇型，整体结构横截面外围仍成圆形，每组小的进、排风通道使用同一个透湿膜隔开，并且透湿膜采用透湿性能良好的非金属材料制成(这种非金属材料叫透湿膜)，这样每个进风通道都会向两测的排风通道透湿，每个排风通道也会将两测透湿膜附近的湿气排出。我们将上述结构称为转轮机芯。为了减小透湿膜附近层流的厚度，甚至人为地产生湍流，以提高透湿效果，可以设计一台电机拖动转轮机芯沿轴线旋转，并将进风通道的排出口和排风通道的排出门均设置在与轴线垂直的径向方向上，因而各小通道在各自排出口处的轴线方向均加设挡板，阻止空气继续沿轴向运动，而改由径向离心排出。转轮机芯及其固定不动的进风、排风口，以及转轮机芯的拖动电机，共同组成湿交换器。

湿气高效传递的机理是；机芯高速旋转时，人为地产生一个作用于湿交换通道内透湿膜附近空气的湍流运动，减小甚至消除了湿交换通道透湿膜附近的层流边界层，达到空气湿气快速传递的目的，从而实现湿气从高湿空气通过透湿膜向低湿空气的湿传递。整个转轮机芯高速旋转，不仅可以产生离心力，而且也可产生很大的科氏力。空气分子在这两种力的作用下，有效地削弱了交换器中透湿膜附近空气层流的边界层，直至产生湍流，大大地增加了分子与透湿膜的碰撞次数，从而提高了交换器的换湿效率。该装置的转轮机芯高速旋转，所产生的作用于边界层的惯性力的大小与空气湿度相关，边界层中的空气存在着湿度梯度和含湿量梯度，导致惯性力和梯度会更大，空气混合加强，使湿交换效率提高。

每个转轮机芯旋转产生离心力和科氏力的同时还产生两个作用：一是把废气吸入交换器内，并把废气压到排风管中送出；二是把新风吸入交换器内，并把新风压到新风送风管中。内，并把废气压到排风管中送出；二是把新风吸入交换器内，并把新风压到新风送风管中。在整个转轮机芯中，废气与新风被透湿膜隔开，分别流过不同的通道，不会混合。机芯在工作时，同时产生双向空气吸送作用，能同时将内侧污浊空气排到外侧，又可将外侧的新鲜空气送到内侧，实现了内、外双向换湿通风。其原理是：新风通道一端(吸口)具有较小的半径，另一端(出口)具有较大的半径，当转轮机芯绕轴旋转时，通道因旋转半径不同而使离心力不同，必然在通道两端产生压力差而导致空气的定向运输，其输运方向仅取决于通道端口构型，即空气从半径较小的端口进入，沿着平行于旋转轴的通道从半径较大的端口流出，而空气输运方向与通道绕轴的旋转方向无关。排风通道的结构与此类似。根据此原理，该装置可以很容易地将相邻两湿交换通道中的空气输运方向安排成相反的错流。一个湿交换器的核心是由两股不同湿度空气经透湿膜隔开，成对相间地排列在旋转轴周围。转轮机芯通道横截面为径向辐射状，通道入口的位置半径小，而出口位置相对于半径大，相邻通道的空气入出口是互相定替的，即一个通道的入口间隔安放着相邻通道的出口，相邻通道间进行湿交换的两股空气平行于旋转轴逆向传输，同时整个交换机芯的两端入出口为反对称构型。转轮机芯的长度，由湿交换效率以及总的湿交换透湿膜的面积而定。

在该装置中，转轮机芯和固定不动的进、排风口之间应设计成气密连接结构。

该装置在交换机芯中，还可将透湿膜表面制成波纹或凸棱等形状，通过增大交换表面积的方法，来提高换湿效率。若要进一步提高整体湿交换性能，还可以通过增加机芯的长度、增加通道数量及增加湿交换机芯的旋转半径等方法来实现。

透湿膜是由多个波纹形的导湿板按向心排列方式插粘在芯筒及风机叶轮上组成的。导湿板外缠裹上一层尼龙布，并涂上一层胶体，既压紧粘牢导湿板，使通道与外界隔离，又在两组波纹型导湿板间形成通道。

透湿膜是用透湿性能好，强度大的非金属材料组成。为了增加机芯的强度，可夹在铝制的网格中以增加支撑性。

透湿膜可采用透湿性能好，强度大的水刺法非织造布制作。

为了增加透湿性，水刺法非织造布的纤维原料宜采用纤维素纤维等亲水性纤维，其透湿途径主要有以下四种：

(1)由于水刺法非织造布孔隙的存在，当水刺法非织造布外的空气层水蒸汽分压大于周围环境中的水蒸汽分压时，水汽会通过水刺法非织造布的孔隙，散失于外界环境之中；

(2)由于水刺法非织造布孔隙的存在，液态水从孔隙中渗出；

(3)水刺法非织造布的吸湿性决定了其有吸收水分和放出水分的功能。水刺法非织造布一方面吸收水分，另一方面通过纤维内部扩散，而不断地放出水分；

(4)水刺法非织造布中纤维的毛细管作用能传递液态水，使液态水散失到外界环境中。

这四种途径的重要程度与空气的含湿量有关。空气中的水分主要通过第一种、第三种途径完成湿传递，即依靠水蒸汽分压差和纤维吸湿途径，把水分散发出去。但当空气含湿量增大，或在水刺法非织造布中增加吸湿性材料时，透湿途径往往是四种并存，而第二种、第四种途径则充当主要透湿排水角色。因为当水分增大时，在纤维内部形成芯吸作用，水刺法非织造布内的毛细管也能形成连续的毛细管道，从而构成畅通的湿传递结构。

水刺法非织造布结构中充满微孔，且纤维网结构较疏松，毛细管现象容易发生。纤维网中纤维受到水针作用及支承网反射水作用产生无规则缠结，而且这种缠结通常是包缠螺旋结构，因而比一般的纱线纵横向排列松散，且纤维是在缺乏积极握持条件下进行水刺加固的，因此纤维容易产生滑动及转动。这一结构特征决定了水刺法非织造布较其它工艺生产的布松软而孔隙率高。

下面结合附图和实施例作进一步说明。

图1是湿交换器正视图；

图2是湿交换器俯视图；

图3是湿交换器A-A剖面图；

图4是湿交换器B-B剖面图；

图5是湿交换器C-C剖面图；

湿交换器，由壳体1、转轴2、固定于转轴上的若干进风通道3和与之间隔排列且数量相等的排风通道4组成，进风通道3与排风通道4由透湿膜7隔开，在交换器一端设置有高湿空气进风通道的入口5，在另一端设置挡板10，挡板内侧径向位置设置有排风口8，与此对应，在交换器另一端设置有排风通道的入口6，在另一端设置挡板，挡板内侧径向位置设置有排风口9。高湿空气经进风通道的入口5进入交换器内，排风则经排风通道的入口6进入。因为每组小的进风通道3、排风通道4使用同一个透湿膜7隔开，这样每个进风通道都会向两测的排风通道透湿，每个排风通道也会将两测透湿膜7附近的湿气排出。为了减小透湿膜附近层流的厚度，甚至人为地产生湍流以提高透湿效果，由一台电机拖动上述结构沿转轴旋转，机芯高速旋转时，人为地产生一个作用于湿交换通道内透湿膜附近空气的湍流运动，减小甚至消除了湿交换通道层流边界层，达到空气湿气快速传递的目的，从而实现从高湿空气通过透湿膜向低湿空气的湿传递。整个转轮机芯同步高速旋转，不仅可以产生离心力，而且也可产生很大的科氏力。空气分子在这两种力的作用下，有效地削弱了交换器中透湿膜附近空气层流的边界层，直至产生湍流，大大地增加了分子与透湿膜的碰撞次数，从而提高了交换器的换湿效率。

Claims

1、一种湿交换器，特别是空气换气过程中用于去除湿气的湿交换器，其特征在于它由壳体1、转轴2、固定于转轴上的若干进风通道3和与之间隔排列且数量相等的排风通道4组成，进风通道3与排风通道4由透湿膜7隔开，在交换器一端设置有高湿空气进风通道的入口5，在另一端设置挡板10，挡板内侧径向位置设置有排风口8，与此对应，在交换器另一端设置有排风通道的入口6，在另一端设置挡板，挡板内侧径向位置设置有排风口9。

2、根据权利要求1所述的湿交换器，其特征是透湿膜的材料是水刺法非织造布。

3、根据权利要求1或2所述的湿交换器，其特征是小进风通道的数量范围是2-10。