CN100359249C - 一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，有效解决空气调节中湿能的充分利用和降低耗能的问题，技术方案是工作、产出两种介质，产出介质通过间壁式通道的一侧干通道，被另一侧湿通道中同时逆向流动的工作介质和水吸热降温，含湿量不变；工作介质首先通过干通道，被另一侧的湿通道通过的喷淋饱和气流吸热降温，降温后的工作介质进入湿通道，被逆向喷淋的水饱和，部分水分蒸发，将另一侧干通道中的产出介质及工作介质本身依次降温，然后排出；当工作介质、产出介质同为空气、风量一定的情况下，产出气流的出口温度，可以低于其原始湿球温度，接近露点温度，湿球效率超过100%，降低了能耗，费用低，空气调节效果好，推广应用，造益社会。
Description
一、技术领域
本发明是涉及空气调节、传热等技术领域的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法。
二、背景技术
对调节生活环境空气质量的好坏及能耗的大小是对空调器的基本要求，但目前对空气调节中使用的间接蒸发冷却方法，存在冷却温度不够低，工作气流湿能没有充分利用，单位冷却耗水、耗风量大，即冷却点高，耗能高，它不仅直接影响空气调节质量，而且运行成本很高，不利于产业的发展和普及应用，因此，对现方法的改进与革新是迫切需要解决的。
三、发明内容
基于上述问题，本发明提供了一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，有效解决空气调节中湿能的充分利用和降低耗能的问题，其解决的技术方案是，用两种介质(可以是同一种介质分成两股，也可以是两股不同介质)，一种被称为产出介质，一种被称为工作介质。其工作介质根据需要，可以是单股，也可以是两股以上多股被分成若干股(即单、多级间接蒸发)，产出介质通过间壁式通道的一侧，该侧与另一侧只能传热不能传质，称为干通道，产出介质通过干通道时，被另一侧(被称为湿通道)同时逆向流动的工作介质和水吸热降温工作介质首先通过干通道，被另一侧的湿通道通过的喷淋饱和气流吸热降温，工作介质绝对含湿量不变，湿球温度降低，然后，降温后的工作介质进入湿通道，被逆向喷淋的水饱和，部分水分蒸发，吸收汽化热，将另一侧干通道中的产出介质及工作介质本身依次降温，然后排出；同样，湿通道壁(干通道壁的另一侧)被作了拉毛等特殊处理，以尽量挂住水分，保持湿通道壁湿润，同时也增加了通道壁与工作介质的接触面积。
产出介质可以是气体，也可以是液体。当工作介质、产出介质同为空气时，在风量一定的情况下，产品气流的出口温度，可以达到低于其原始湿球温度，接近露点温度，在绝对含湿量不变的情况下，湿球效率超过100％，从而大大降低了冷却点，降低了能耗，运行费用低，空气调节效果好，易于推广应用，造益于社会。
四、附图说明
图1为后置式的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法示意图。
图2为前置式的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法示意图。
图3为后置式的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法示例。
五、具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1-3所示，本发明方法分为后置式与前置式的单级与多级两种，下边以图1所示单级蓄能为例，说明其具体的实施情况，分为压缩机工质工作过程、空气工作流程和除湿溶液工作流程，现分述如下：
工作介质(气流)：
工作介质(气流)分为两级：一级工作气流2-1、二级工作气流3-1，分别进入各自的干通道区域，每一级的工作气流先后被湿通道的工作气流(他们自身)经喷淋，部分水分蒸发并吸收汽化热，温度降低，通过湿通道壁，将间壁6一侧干通道中的一级工作气流2-1、二级工作气流3-1冷却，但含湿量不变，分别形成一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2，然后依次进入湿通道，进入湿通道后的一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2，与湿通道中逆向喷淋的水4充分接触，并将部分蒸发的水分带出，水分蒸发，吸收汽化热，同时将湿通道中的工作气流及另一侧干通道中的高温气流1-1及一级工作气流2-1、二级工作气流3-1依次冷却，冷却途中一级中间工作气流(2-2)、二级中间工作气流(3-2)温度、湿度不断增加，同时吸收通道另一侧高温气流(1-1)、一级工作气流(2-1)、二级工作气流(3-1)的热量，焓值逐步提高，最终形成一级高温工作气流(2-3)、二级高温工作气流(3-3)排出；
产出气流：
高温气流1-1，进入干通道，依次被另一侧湿通道中被饱和的二级中间工作气流3-2、一级中间工作气流2-2冷却，该过程传热不传质，形成产出气流1-2；
水流工作流程：
循环水4经泵5加压后到湿通道中喷淋，与逆向流动的一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2充分接触，同时，通过湿通道壁，与另一侧的干通道中流动的高温气流1-1进行热交换，部分水分受热蒸发，带走汽化热，没有蒸发的水落入底槽，经泵加压后循环喷淋工作，同时，水槽中的水由外界补充。
举例说明：
下面以后置式、两级工作介质间接蒸发为例说明工作过程(见图3)。
条件是：工作介质、产出介质为状态相同的空气----干球温度为30℃、绝对含湿量8g。
工作介质工作过程：
干球温度为30℃、绝对含湿量8g的工作气流分为两级，分别进入各自的干通道区域，每一级的工作气流先后被湿通道的工作气流(他们自身)经喷淋，部分水分蒸发并吸收汽化热，温度降低，通过湿通道壁，将间壁6另一侧干通道中的一级工作气流2-1(30℃、绝对含湿量8g)、二级工作气流3-1(30℃、绝对含湿量8g)冷却，但含湿量不变，分别形成一级中间工作气流2-2(19℃、绝对含湿量8g)、二级中间工作气流3-2(21℃、绝对含湿量8g)，依次进入湿通道，进入湿通道后的一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2，与湿通道中的工作气流及一另侧干通道中的高温气流1-1及一级工作气流2-1、二级工作气流3-1依次冷却，冷却途中温度、湿度不断增加，焓值逐步提高，最终形成的一级高温工作气流2-3(22℃、89％)、二级高温工作气流3-3(28℃、72％)排出。
产出气流工作流程：
高温气流1-1(干球30℃、含湿量8g/kg)，进入干通道，依次被另一侧湿通道中被饱和的二级中间工作气流3-2、一级中间工作气流2-2冷却，该过程传热不传质，形成产出气流1-2(干球16℃、含湿量8g/kg)。
水循环工作流程：
循环水4经泵5加压后到湿通道中喷淋，与逆向流动的一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2充分接触，同时，通过湿通道壁，与另一侧的干通道中流动的高温气流1-1进行热交换，部分水分受热蒸发，带走汽化热，没有蒸发的水落入底槽，经泵后重新工作，水槽中的水由外界补充。
需要说明的是，水的流动、工作过程，与干通道是完全隔离的，即水分不能进入干通道中。
图2所示为前置式重复利用湿能的工艺流程，由图2给出：
工作介质(气流)：
工作介质分两级(股)：一级工作气流2-1、二级工作气流3-1分别进入各自的干通道区域，每一级的工作气流先后被湿通道的工作气流(他们自身)喷淋，部分水分蒸发并吸收汽化热，温度降低，通过湿通道壁将另一侧干通道中的一级工作气流2-1、二级工作气流3-1冷却，含水量不变，分别形成一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2，进入湿通道，进入湿通道的一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2与湿通道中逆向喷淋的水4充分接触，并将部分蒸发的水分带出，水分蒸发，吸收汽化热，同时将湿通道中的工作气流及另一侧干通道一级工作气流2-1、二级工作气流3-1冷却，最终形成一级高温工作气流2-3、二级高温工作气流3-3排出；
产出气流：
高温气流1-1进入干通道，被另一湿通道及本干通道下部的湿通道中被饱和的一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2冷却，形成产出气流1-2：
水流工作：
循环水4经泵5加压后到湿通道中喷淋，与逆向流动的一级中间工作气流2-2、二级中间工作气流3-2充分接触，同时，通过湿通道壁，与另一侧的干通道中流动的高温气流1-1进行热交换，部分水分受热蒸发，带走汽化热，没有蒸发水落入底槽，经泵加压后循环工作(前置式与后置式的工作情况基本上是一样的，只设备安装次序上的不同，即干通道布置位置不同，实质效果是一样的)。为了更多挂住水分，介质通道一侧和湿通道壁要作拉毛等特殊处理，产出气流冷却过程前、后温度降低，绝对含湿量不变；工作介质与产出介质可以是相同状态，也可以是不同状态，可以是同一种流体，也可以是不同流体；工作介质间接冷却的位置可以布置在产出介质被冷却之前，也可以布置在产出介质被冷却之后，工作介质的间接蒸发可以是单级，也可以是两级或两级以上的多级；工作介质是先被被动间接冷却，然后是主动饱和冷却，被动间接冷却中，工作介质是被循环到另一侧的它自身喷淋饱和冷却；
所说的干通道以及湿通道分别是由多个相互独立的小通道组成，这些由许多小通道组成的干通道和湿通道交叉排列。其干湿通道壁可以是各种纤维材料、塑料，也可以是金属材料等。
总之，由上述情况可以看出，本发明是采用工作介质和产出介质，重复利用湿能的单级或多级间接蒸发、冷却用于空气调节，实现高效节能，其方法独特、创新，产出介质可以是气体，也可以是液体，当工作介质、产出介质同为空气时，在风量一定的情况下，经测试产品气流的出口温度，可以达到低于其原始湿球温度，接近露点温度，在绝对含湿量不变的情况下，湿球效率超过100％，湿能的重复利用，开拓了节能新途径，有意想不到的巨大社会效果和经济价值。
Claims (6)
1、一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，其特征在于是，工作气流分为两级：一级工作气流(2-1)、二级工作气流(3-1)，分别进入各自的干通道区域，每一级的工作气流先后被湿通道的工作气流经喷淋，部分水分蒸发并吸收汽化热，温度降低，通过湿通道壁，将间壁(6)一侧干通道中的一级工作气流(2-1)、二级工作气流(3-1)冷却，分别形成一级中间工作气流(2-2)、二级中间工作气流(3-2)，然后依次进入湿通道，进入湿通道后的一级中间工作气流(2-2)、二级中间工作气流(3-2)，与湿通道中逆向喷淋的水(4)充分接触，并将部分蒸发的水分带出，水分蒸发，吸收汽化热，同时将湿通道中的工作气流及另一侧干通道中的高温气流(1-1)及一级工作气流(2-1)、二级工作气流(3-1)依次冷却，冷却途中一级中间工作气流(2-2)、二级中间工作气流(3-2)温度、湿度不断增加，同时吸收通道另一侧高温气流(1-1)、一级工作气流(2-1)、二级工作气流(3-1)的热量，焓值逐步提高，最终形成一级高温工作气流(2-3)、二级高温工作气流(3-3)排出；高温气流(1-1)，进入干通道，依次被另一侧湿通道中被饱和的二级中间工作气流(3-2)、一级中间工作气流(2-2)冷却，形成产出气流(1-2)；循环水(4)经泵(5)加压后到湿通道中喷淋，与逆向流动的一级中间工作气流(2-2)、二级中间工作气流(3-2)充分接触，同时，通过湿通道壁，与另一侧的干通道中流动的高温气流(1-1)进行热交换蒸发，没有蒸发的水落入底槽，经泵加压后循环喷淋工作，同时，水槽中的水由外界补充。
2、根据权利要求1所述的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，其特征在于，所说的工作介质湿通道一侧的通道壁要作拉毛处理。
3、根据权利要求1所述的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，其特征在于，所说的工作介质与产出介质可以是相同状态，也可以是不同状态，可以是同一种流体，也可以是不同流体。
4、根据权利要求1所述的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，其特征在于，所说的工作介质间接冷却的位置可以布置在冷却产出介质之前，也可以布置在冷却产出介质之后，工作介质的间接蒸发可以是单级，也可以是两级或两级以上的多级。
5、根据权利要求1所述的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，其特征在于，所说的干通道以及湿通道分别是由多个相互独立的小通道组成，这些由许多小通道组成的干通道和湿通道交叉排列。
6、根据权利要求1所述的一种重复利用湿能的单多级间接蒸发冷却方法，其特征在于，所说的通道壁为纤维材料或塑料或金属材料。
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