专利名称：中空纤维膜空调无水加湿系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及加湿技术，特别涉及空调领域中的中空纤维膜无水加湿技术。
背景技术：
相对湿度对人体的健康有着重要的影响。研究表明，人体适合的相对湿度为40-60%，过分干燥的空气造成人体呼吸系统粘膜干燥发炎，加剧呼吸系统疾病的传播。夏天，空调制冷时，房间空气中的水分在蒸发器凝结析出冷凝水，排出室外，这使得空调房间的空气过于干燥。冬天，空调加热时，空气温度的升高，室内空气的相对湿度降低，造成室内空气非常干燥。为了营造适宜的室内相对湿度环境，保护人体的健康，因此在空调房间有必要进行加湿。 目前常用的加湿技术有蒸汽加湿法，电极式加湿法，和超声波加湿法。其中蒸汽加湿然清洁、加湿效率高，而且加湿器结构简单，不需用电，初投资和运行成本均低，但是蒸汽加湿器只能用在有蒸汽源的场合，因此不适合家用。电极式加湿法安全，方便，但电极板结垢严重，维护费用较高，运行不稳定。另外，加湿筒内的残液处理不好会影响室内空气品质。超声波加湿法是目前最常用的加湿方式，但是价格较高，寿命很短，在加湿的过程中需要不断地补充水，加湿效果不佳，并且会产生"白粉现象"，影响室内空气品质。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述的缺点，提供一种中空纤维膜空调无水加湿系统，本发明既能实现高效加湿，不需要水源，又不会影响室内空气品质。具体技术方案如下 中空纤维膜空调无水加湿系统，包括空调室内机和中空纤维膜加湿器，所述中空纤维膜加湿器包括壳体、空气流道和水流道，空气流道和水流道用中空纤维膜隔开，中空纤维膜置于壳体中，所述中空纤维膜为选择性透过膜，水蒸汽能都透过膜，但液体水不能穿过该膜；空调室内机通过冷凝水管与水流道连接，空调室内机析出的一部分冷凝水通过冷凝水管进入中空纤维膜加湿器的水流道，水流道中的水蒸汽会选择性地穿过膜，到达膜的另一侧，然后与空气流道中的干燥空气混合，实现加湿，加湿后的空气通过空调室内机的出风口送到室内。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，所述冷凝水管还与用于人工补水的储水槽连接，储水槽中的水通过冷凝水管与水流道连接。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，中空纤维膜的管内为管程，管外与所述壳体之间为壳程，当空气流道和水流道布置有两种方式空气流道位于壳程中时，水流道位于管程中；或空气流道位于管程中时，水流道位于壳程中。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，壳体上设有空气流道的空气进口与空气出口和水流道的水进口与水出口 ，冷凝水管与水流道的水进口连接，未加湿的空气从空气进口进入空气流道，加湿后的空气从空气出口流至空调室内机的出风口，水出口用于将与
3干燥空气交换的剩下的冷凝水通过管道排除室外。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，水流道的水进口与水出口分别位于壳体的左右两端，空气进口与空气出口分别位于壳体的左上侧和右下侧或分别位于壳体的左下侧和右上侧。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，所述中空纤维膜加湿器还包括置于壳体内部两端的封头，空气进口与空气出口位于两封头之间，封头将壳体二侧封堵起来，封头上开有供中空纤维膜穿过的孔，中空纤维膜穿过封头；壳体内部设折流板，折流板上面开有供中空纤维膜穿过并固定中空纤维膜的孔。折流板既能固定中空纤维膜，又能将壳体隔成迂回腔体，使走壳程的流体与中空纤维膜充分接触。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，所述的膜为亲水/憎水复合膜，所述膜为微孔膜或致密膜；中空纤维膜由多孔层和皮层构成。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，所述中空纤维膜在壳体内的排列方式为正三角形排列。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，所述膜为高分子聚合物膜、无机分子筛膜或液膜，所述膜为单层或多层。 上述的中空纤维膜空调无水加湿系统中，所述高分子聚合物膜为醋酸纤维膜、聚乙烯醇膜、赛璐玢膜、藻酸膜、壳聚糖膜、芳香聚酰亚胺膜、聚丙烯腈膜、聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚砜膜或聚醚砜膜；所述无机分子筛膜为沸石分子筛膜或硅胶膜；所述液膜为复合支撑液膜。 所述的膜是亲水/憎水双层膜。所述膜可以是微孔膜，也可以是致密膜，以及二者的复合。它能避免液态水浸湿膜材料，又能保证水蒸汽穿过膜，进到干燥空气中，完成空气加湿过程。 相对于现有技术，本发明具有如下的优点及效果 本发明就地充分利用空调器产生的冷凝水进行加湿，不需要添加水，是一种无水源加湿技术。在空调制热时，人工将水补充到储水槽中。它使用一种中空纤维膜组件，实现液态水和室内空气的湿度交换，加湿效果很好。膜将空气和液态水隔开，液态水在中空纤维的一侧流过时，水蒸汽会选择性透过膜，到达膜的另一侧，和干燥空气混合，实现加湿。夏天加湿时，利用冷凝水对空气加湿，既方便，又能充分利用空调的冷凝水。膜将空气与液态水隔离，既保证水蒸汽穿透膜，又能避免加湿过程带来的"白粉"现象，提高了室内空气品质。解决了目前常用的加湿技术所带来的弊端。
图1是本发明中空纤维膜膜空调无水加湿系统示意图。
图2是图1所述设备中的中空纤维膜加湿器结构示意图。
图3是本发明中空纤维膜加湿器的中空纤维膜的布置示意图。
图4是本发明中空纤维膜结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限
4于此。 本发明的中空纤维膜空调无水加湿结构如图1所示。夏天工况加湿时，上述设备实现中空纤维膜空调无水加湿技术的加湿方法为空调室内机析出的一部分冷凝水通过冷凝水管7进入中空纤维膜加湿器3的管程。室内干燥的空气通过空气进口 4进入中空纤维膜加湿器的壳程。干燥空气在流动过程中，通过中空纤维膜表面，与中空纤维膜管内的冷凝水进行水分交换，获得水分后空气变得比较湿润，通过空气出口 6排出，湿润的空气与空调室内机的出风口 8的空气混合后送到室内。与干燥空气交换的剩下的冷凝水通过水出口 5排出室外。 冬天工况加湿时，中空纤维膜膜空调无水加湿系统的加湿方法为人工将水补充到储水槽2中，储水槽的水进入中空纤维膜加湿器3的管程。室内干燥的空气通过加湿空气进口进入中空纤维膜加湿器的壳程。干燥空气在流动过程中，通过中空纤维膜表面，与管内的冷凝水进行水分交换，获得水分后空气变得比较湿润，通过空气出口 6排出，湿润的空气与空调室内机的出风口 8的空气混合后送到室内。与干燥空气交换的剩下的冷凝水通过水出口 5排出室外。 本发明中，水走管程，空气走壳程；也可以空气走管程、水走壳程。作为一个实施例，图2是中空纤维膜加湿器的结构示意图。由图2可见空气进口 4与壳体右下侧相连，空气出口 6与壳体左上侧相连，水进口 9与壳体左端相连，水出口 5与壳体的右端相连。封头12置于壳体内两端，将壳体二侧封堵起来，它上面开多个孔，中空纤维膜10穿过封头4的开孔，被固定在壳体内部。管子内部为管程，管子外部为壳程。壳体中间布置折流板ll，它上面也开许多孔，中空纤维膜10穿过这些孔，每个中空纤维膜穿过一个孔，固定起来。在折流板作用下，壳体中的流体蜿蜒流动，与膜充分接触。 中空纤维膜加湿器的中空纤维膜的布置如图3所示。由图3可见，它类似于一个管壳式换热器，壳体中填充着许多细小的中空纤维膜。中空纤维膜10的排列方式是正三角形的排列。这种结构使得壳程的流体流动比较充分，增加了流道的紊流程度，加强了加湿效果。 中空纤维膜的结构如图4所示。由图4可见，中空纤维膜由多孔层14和皮层13构成。中空纤维膜由亲水-憎水膜制成。它只允许水蒸汽透过，不允许其它气体、液体和污染物渗透。由于中空纤维膜传质速率高，且装填密度大，所以加湿效果可达90%。
权利要求
中空纤维膜空调无水加湿系统，其特征在于包括空调室内机和中空纤维膜加湿器(3)，所述中空纤维膜加湿器(3)包括壳体、空气流道和水流道，空气流道和水流道用中空纤维膜隔开，中空纤维膜置于壳体中，所述中空纤维膜为选择性透过膜，水蒸汽能都透过膜，但液体水不能穿过该膜；空调室内机通过冷凝水管(7)与水流道连接，空调室内机析出的一部分冷凝水通过冷凝水管(7)进入中空纤维膜加湿器(3)的水流道，水流道中的水蒸汽会选择性地穿过膜，到达膜的另一侧，然后与空气流道中的干燥空气混合，实现加湿，加湿后的空气通过空调室内机的出风口送到室内。
2. 根据权利要求1所述的中空纤维膜空调无水加湿系统，其特征在于所述冷凝水管(7)还与用于人工补水的储水槽(2)连接，储水槽(2)中的水通过冷凝水管(7)与水流道连接。
3. 根据权利要求1所述的中空纤维膜空调无水加湿系统，其特征在于中空纤维膜的管内为管程，管外与所述壳体之间为壳程，当空气流道和水流道布置有两种方式空气流道位于壳程中时，水流道位于管程中；或空气流道位于管程中时，水流道位于壳程中。
4 根据权利要求2所述的中空纤维膜空调无水加湿系统，其特征在于壳体上设有空气流道的空气进口与空气出口和水流道的水进口与水出口，冷凝水管(7)与水流道的水进口连接，未加湿的空气从空气进口进入空气流道，加湿后的空气从空气出口流至空调室内机的出风口，水出口用于将与干燥空气交换的剩下的冷凝水通过管道排除室外。
5. 根据权利要求4所述的中空纤维膜空调无水加湿系统，其特征在于水流道的水进口与水出口分别位于壳体的左右两端，空气进口与空气出口分别位于壳体的左上侧和右下侧或分别位于壳体的左下侧和右上侧。
6. 根据权利要求5所述的中空纤维膜空调无水加湿系统，其特征在于所述中空纤维膜加湿器(3)还包括置于壳体内部两端的封头，空气进口与空气出口位于两封头之间，封头将壳体二侧封堵起来，封头上开有供中空纤维膜穿过的孔，中空纤维膜穿过封头；壳体内部设折流板，折流板上面开有供中空纤维膜穿过并固定中空纤维膜的孔。
7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述的膜为亲水/憎水复合膜，所述膜为微 孔膜或致密膜；中空纤维膜由多孔层(14)和皮层(13)构成。
8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述中空纤维膜在壳体内的排列方式为正三角形排列。
9. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述膜为高分子聚合物膜、无机分子筛膜或液膜，所述膜为单层或多层。
10. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于所述高分子聚合物膜为醋酸纤维膜、聚乙烯醇膜、赛璐玢膜、藻酸膜、壳聚糖膜、芳香聚酰亚胺膜、聚丙烯腈膜、聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚砜膜或聚醚砜膜；所述无机分子筛膜为沸石分子筛膜或硅胶膜；所述液膜为复合支撑液膜。
全文摘要
本发明提供中空纤维膜空调无水加湿系统，包括空调室内机和中空纤维膜加湿器，中空纤维膜加湿器包括壳体、空气流道和水流道，空气流道和水流道用中空纤维膜隔开，中空纤维膜置于壳体中，中空纤维膜为选择性透过膜，水蒸汽能都透过膜，但液体水不能穿过该膜；空调室内机通过冷凝水管与水流道连接，空调室内机析出的一部分冷凝水通过冷凝水管进入中空纤维膜加湿器的水流道，水流道中的水蒸汽会选择性地穿过膜，到达膜的另一侧，然后与空气流道中的干燥空气混合，实现加湿，加湿后的空气通过空调室内机的出风口送到室内。本发明充分利用冷凝水，同时膜只允许水蒸汽透过，而不允许污染物和杂质通过，杜绝了“白粉”现象，提高了室内空气质量。
文档编号F24F1/00GK101776309SQ20101000373
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月2日 优先权日2010年1月2日
发明者张立志, 梁才航, 裴丽霞 申请人:华南理工大学