一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器的制作方法

专利名称：一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种换热换质器，特别是关于一种波纹板式水蒸发冷却型换热换 质器。
背景技术：
目前人们普遍应用空调作为调温调湿的主要工具，但是空调能耗大，新风少， 易生病菌，交叉感染严重，再加上室内化工装饰材料挥发出各种有毒气体，致使 室内空气品质恶化已成为影响居民身心健康日益关注的焦点。水蒸发冷却技术是 最古老的冷却方式之一，自然界中水分绝热蒸发时总要带走大量潜热，这部分潜 热可由空气的显热转换而来，从而降低空气自身的温度进行防暑降温。单纯的水 蒸发冷却，只能适用于干热空气环境，在湿热气候条件下，除湿蒸发冷却首先要将 湿空气除湿，变为干空气，然后再通过水蒸发冷却进行防暑降温。
一般空气除湿的方法有多种，其中溶液除湿，可以利用低品位热能再生溶液吸 湿剂是一种绿色、节能的除湿方式。换热换质器是除湿蒸发冷却的核心部件，目 前溶液除湿与水蒸发冷却技术的换热换质方式有绝热型、水内冷型、平板交叉 流型和波纹板式水冷却型等几种。其中波纹板式水冷却型是将金属板在水平方向 弯折成大波纹，竖直方向形成小波纹，除湿液与处理空气在上下大波纹通道进行 除湿、冷却水通过水平方向的小波纹通道带走除湿通道产生的潜热，该种方法结 构紧凑、效率也较高，但是存在金属材料不亲水、价格贵、耐腐蚀性差、不便于 通道间隔绝密封等问题。

发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种换热换质效率高、耐腐蚀、耐高温、 价格低廉的波纹板式水蒸发冷却型换热换质器。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 一种波纹板式水蒸发冷却型换 热换质器，它包括若干具有斜波纹的塑料片，相邻的所述塑料片按波纹方向相互 交错设置，各所述塑料片的两侧分别与设置在两侧的支撑框粘结成一体，各所述 塑料片的顶部和底部分别与设置在其顶部和底部的水平设置的支撑平顶粘结成一 体。
以所述支撑平顶为分界面，在所述支撑平顶的左侧，单数层所述塑料片与其 后面相邻双数层所述塑料片之间的通道贯通，形成一个左上至右下的单号通道，
而双数层所述塑料片与其后面相邻单数层塑料片的左侧顶部和右侧底部用胶粘剂 粘结成一体，使该通道封闭；在所述支撑平顶右侧，双数层所述塑料片与其后面
相邻单数层所述塑料片之间的通道贯通，形成一个右上至左下的双号通道，而将 单数层所述塑料片与其后面相邻双数层塑料片的右侧顶部和左侧底部用胶粘剂粘 结成一体，使该通道封闭。
将所述各塑料片形成的通道，间隔一个通道，将该通道所述支撑平顶两侧的 顶部和底部用所述胶粘剂粘结成一体。
所述塑料片上斜波纹与所述支撑平顶形成的波纹斜角25° 75° 。 所述塑料片上斜波纹与所述支撑平顶形成的波纹斜角30° 60° 。 所述斜波纹的波高为4 9mm。 所述斜波纹的波高为5 7mra。 所述斜波纹的波间距为12 22mm。 所述斜波纹的波间距为16 18mm。
所述塑料片的材料为聚丙烯及其改性品种茂金属聚丙烯、高密度聚乙烯及氯 化聚乙烯和茂金属聚乙烯、抗高冲聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇 脂、聚氯乙烯及氯化聚氯乙烯、聚酰胺中的一种或一种以上共混体。 所述塑料片的厚度为0. 2 0. 3mm，优选于0. 15 0. 5mm范围。 本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明的换热换质器采 用斜波纹片式塑料介质作为波纹板的材料，不但经济便宜，耐高温、耐腐蚀，表 面具有亲水性，而且便于加工制作。2、本发明中的各层斜波纹片塑料介质按波纹
方向正反交错粘结，并将一侧封闭，不但可以同时进行两个通道两种不同性质的 独立湿热交换，而且还可以利用相邻通道的热量交换带走热量，在进行除湿的同 时降温，而不用压縮机。3、本发明流体分布好，换热换质比表面积S能达到350 700m7ra3，空隙率e能达到90 95%。 4、本发明中的热交换流体上下为贯通螺旋 流道，强化了通道内紊流换热换质与通道间的间接蒸发换热，降低了气流压降， 大大提高了换热换质效率。5、本发明利用浓盐溶液除湿和水间接蒸发冷却，电能 耗少，大大提高了系统节能的目的。6、本发明温湿度可自动调节控制，适用于任 何高温低湿、中温高湿、高温高湿的气候环境。7、本发明提供的是经除湿消毒的 达到温湿度舒适性指标的100%新风，真正实现了绿色、节能、健康。8、本发明的 外形结构、尺寸大小不固定，可任意数量组装、拆卸，因此可进行单独的蒸发降 温，除湿或除湿蒸发降温，也可几方面结合，功能实现方便，可广泛应用于新一 代除湿蒸发冷却或蒸发与间接蒸发冷却的空调系统。


图1是本发明换热换质器结构示意图
图2是本发明斜波纹片式塑料示意图 图3是本发明相邻塑料片交错设置示意图 图4是本发明塑料片上的斜波纹局部放大示意图 图5是本发明在除湿降温系统中的应用示意图 图6是本发明应用的空气焓湿变化图
具体实施例方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进行详细的描述。 实施例一
如图1 3所示，本发明换热换质器1包括若干具有斜波纹的塑料片2，相邻 的塑料片2按波纹方向相互交错设置，例如第一层塑料片2a与第二层塑料片2b 的波纹方向相反，第三层塑料片2c的波纹方向与第一层塑料片2a的波纹方向相 同，如此下去。各塑料片2的两侧分别与设置在两侧的支撑框3粘结成一体，各 塑料片2的顶部和底部分别与设置在顶部和底部的支撑平顶4粘结成一体，支撑 平顶4一方面作为安装时的基准面，另一方面作为通道间的分界面。在支撑平顶4 左侧，将第一层塑料片2a与第二层塑料片2b之间的通道贯通，形成一个左上至 右下的单号通道XI，而将第二层塑料片2b与第三层塑料片2c的左侧顶部和右侧 底部用用耐水、耐腐蚀、耐高温的胶粘剂粘结。在支撑平顶4右侧，将第一层塑 料片2a与第二次塑料片2b的右侧顶部和左侧底部用胶粘剂粘结成，而将第二层 塑料片2b与第三层塑料片2c之间的通道贯通，形成一个右上至左下的双号通道 X2，如此下去，形成间隔设置的多个左上至右下的单号通道X1和右上至左下的双 号通道X2。
上述实施例一中，单号通道XI和双号通道X2间隔设置的方式可以用于同方 向通道进行的是同种性质的湿热交换，另一方向通道进行的是另一种性质的湿热 交换，两通道间通过壁面进行热交换。
实施例二
本实施例是在每两层塑料片2之间都只保留同一方向通道畅通，比如单号 通道或双号通道贯通，而密封另一双号通道或单号通道，这样可以在同种通道内 进行同种性质的交换。
实施例三
本实施例是将每两层塑料片2之间的所有通道都保留畅通，即单号通道和双
通道合并为一个通道，同样也是在同种通道内进行同种性质的交换。
如图2、图4所示，上述各实施例中，塑料片2上斜波纹的波纹斜角a即为支 撑平顶4与斜波纹的夹角，如果波纹斜角a过大，水流快但分布不均匀，波纹斜 角过小，水流慢会有阻流，最好的角度是能使水在塑料片2表面形成一种薄液膜， 因此波纹斜角a—般为25° 75° ，最佳范围在30。 60° 。斜波纹的波高h — 般为4 9鹏，最佳范围在5 7鹏，如果波高h太低，虽换热面积变大，热交换效 率也高，但是阻力损失会过大。斜波纹的波间距b—般为12 22腿，最佳范围在 16 18mm，如果波间距b过大，结构刚性差，波间距过小，阻力损失就会大。作 为波纹片材的塑料片2采用聚丙烯材料，厚度5 —般为0. 15 0. 5ram，最佳范围 在0.2 0.3mm，片材太厚会影响传热效果。
上述各实施例中，各需要粘结的位置，除采用胶粘剂粘结以外，还可以釆用 超声波焊接。
实施例四
如图1、图5所示，本实施例是将换热换质器1应用于高温高湿空气的除湿蒸 发降温系统中，其中下面的两个换热换质器la、 lb采用实施例一中的结构方式， 即分为单号通道XI和双号通道X2，最上部的换热换质器lc采用实施例三的结构 方式，即所有通道都贯通。
运行时，室外高温高湿空气Cl在风机5的作用下从第一换热换质器la的底 部沿两通道X1、X2同时吹入；同时通过耐腐蚀水泵6将氯化锂或氯化钙浓溶液(浓 盐溶液7)从浓溶液箱8中抽出，从换热换质器la的通道XI顶部喷入，从通道 Xl底部回流到回液箱9;另有一路冷水10通过水泵11从储水箱12中抽出，从换 热换质器la的通道X2顶部喷入，从通道X2底部回流到储水箱12。这样，在通道 XI内，浓盐溶液7与室外空气Cl进行逆流除湿，室外空气Cl中的水气被吸收， 使通道XI内的室外空气Cl变为高温干燥空气，空气的干燥程度由浓盐溶液7的 浓度进行调节，同时浓盐溶液7还有除尘杀菌作用。在通道X2内，冷水9与室外 空气Cl进行逆流蒸发冷却，使通道X2内的室外空气Cl变为低温湿空气；同时， 由于两通道X1、 X2之间互相隔绝，塑料片2较薄又具有较好的传热性，所以通道 XI内的室外空气C1就会在通道X2作用下变为中温干燥空气C2，通道X2内的室 外空气Cl就会变为中温湿空气C3排出室外。
中温干燥空气C2经过滤沫器13净化，自下而上进入第二个本发明换热换质 器lb的通道X2;同时将室内回风C4在风机14作用下，自下而上吹入换热换质器 lb的通道X1进行冷量回收。将一路冷水15在水泵11作用下从储水箱12中抽出，
沿换热换质器lb的通道X1顶部自上而下喷入，从换热换质器lb的通道X1底部 回流到储水箱12，这样，在通道X1内，冷水15与室内回风C4进行逆流蒸发冷 却，将室内回风C4中的显热吸收变为冷湿空气C5排出室外。在换热换质器lb的 通道X2内，中温干燥空气C2在与通道XI壁面进行热交换下变为低温干燥空气C6， 自下而上同时进入第三个本发明换热换质器lc的两通道X1、 X2。
将一路冷水16在水泵11作用下从储水箱12中抽出，沿换热换质器lc的通 道X1、 X2顶部自上而下喷入，从通道X1、 X2底部回流到储水箱12，冷水16与低 温干燥空气C6进行逆流蒸发冷却，使低温干燥空气C6变为温湿度适宜的冷湿空 气，调节冷水16的喷撒量，即可控制冷湿空气的湿度。冷湿空气经过滤沬器17 净化变为温湿度适宜的全新风C7送入室内。至此，整个除湿蒸发降温系统就在三 个换热换质器la、 lb、 lc作用下完成了除湿、蒸发降温、除尘杀菌、回风冷回收 的功能，输送出全新舒适新风。
如图6所示，是利用本发明的除湿蒸发降温系统，进行空气处理的状态变化 过程，室外空气状态A点，经换热换质器la的等温或者降温除湿后,变为状态B 点；经换热换质器lb回风冷量回收等湿冷却变为状态C点；再经换热换质器lc 绝热水蒸发冷却变为状态D点，并作为新风送入室内；然后，在与室内空气混合 及热湿负荷作用下变为温湿度均达到舒适指标的状态E点。
上述各实施例仅为说明本发明而列举，在本发明实施例的基础上进行的各种 等同变化，不应排除在本发明保护范围之外。
权利要求
1、一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其特征在于它包括若干具有斜波纹的塑料片，相邻的所述塑料片按波纹方向相互交错设置，各所述塑料片的两侧分别与设置在两侧的支撑框粘结成一体，各所述塑料片的顶部和底部分别与设置在其顶部和底部的水平设置的支撑平顶粘结成一体。
2、 如权利要求1所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其特征在于 以所述支撑平顶为分界面，在所述支撑平顶的左侧，单数层所述塑料片与其后面 相邻双数层所述塑料片之间的通道贯通，形成一个左上至右下的单号通道，而双 数层所述塑料片与其后面相邻单数层塑料片的左侧顶部和右侧底部用胶粘剂粘结 成一体，使该通道封闭；在所述支撑平顶右侧，双数层所述塑料片与其后面相邻 单数层所述塑料片之间的通道贯通，形成一个右上至左下的双号通道，而将单数 层所述塑料片与其后面相邻双数层塑料片的右侧顶部和左侧底部用胶粘剂粘结成 一体，使该通道封闭。
3、 如权利要求1所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其特征在于 将所述各塑料片形成的通道，间隔一个通道，将该通道所述支撑平顶两侧的顶部 和底部用所述胶粘剂粘结成一体。
4、 如权利要求1或2或3所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其 特征在于所述塑料片上斜波纹与所述支撑平顶形成的波纹斜角25° 75° 。
5、 如权利要求4所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其特征在于所述塑料片上斜波纹与所述支撑平顶形成的波纹斜角30° 60° 。
6、 如权利要求1或2或3所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其 特征在于所述斜波纹的波高为4 9匪。
7、 如权利要求6所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其特征在于 所述斜波纹的波高为5 7mm。
8、 如权利要求1或2或3所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其 特征在于所述斜波纹的波间距为12 22mm。
9、 如权利要求8所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其特征在于 所述斜波纹的波间距为16 18mm。
10、 如权利要求1或2或3所述的一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器， 其特征在于所述塑料片的材料为聚丙烯及其改性品种茂金属聚丙烯、高密度聚 乙烯及氯化聚乙烯和茂金属聚乙烯、抗高冲聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲 酸乙二醇脂、聚氯乙烯及氯化聚氯乙烯、聚酰胺中的一种或一种以上共混体；所 述塑料片的厚度为0. 15 0. 5mm，优选于0. 2 0. 3mm范围。
全文摘要
本发明涉及一种波纹板式水蒸发冷却型换热换质器，其特征在于它包括若干具有斜波纹的塑料片，相邻的所述塑料片按波纹方向相互交错设置，各所述塑料片的两侧分别与设置在两侧的支撑框粘结成一体，各所述塑料片的顶部和底部分别与设置在其顶部和底部的水平设置的支撑平顶粘结成一体。本发明可广泛应用于空调降温除湿系统。本发明中的各层斜波纹片塑料介质按波纹方向正反交错粘结，不但可以同时进行两个通道两种不同性质的湿热交换，而且还可以利用相邻通道的热量交换在进行除湿的同时降温，本发明流体分布好，换热换质比表面积S能达到350～700m²/m³，空隙率β能达到90～95％。本发明可以广泛应用于新一代除湿蒸发冷却或蒸发与间接蒸发冷却的空调系统。
文档编号F24F3/12GK101187486SQ200710178869
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月6日 优先权日2007年12月6日
发明者黄之栋, 黄大明, 黄永青 申请人:黄之栋;黄永青;黄大明