专利名称：对称传热传质结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种对称传热传质结构。
背景技术：
能量的概念只是一个相对的概念，即存在一个高能量水平的热源和一个低能量水平的热沉，否则就没有可用的能量，如热泵和热交换器都存在冷侧和热侧的概念。物质的分离往往也牵涉到能量的转换，即传质过程往往也伴随的热量的传递。利用水在空气中的蒸发和冷凝，可以实现空气的除湿和液体的分离，这往往也是与能量的过程相伴的，或者是与冷源和热源相伴的。因此探索一种冷热源对称的传质传热结构，有效实现诸如空气除湿和液体分离等过程，具有实际的应用价值。现有的技术尽管对上述过程有所涉及，但在能量的高效利用，结构的简章，通用性以及实现的细节等方面均存在不足。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种对称传热传质结构。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种对称传热传质结构，它包括 第一液体、第二液体、第一风机、第二风机、第一传热传质芯体、第二传热传质芯体、第一泵、 第二泵、第一液体槽、第二液体槽、隔离结构和能量转换装置。其中，第一液体置于第一液体槽内，第二液体置于第二液体槽内，第一风机与第一传热传质芯体的气体通道相连，第二风机与第二传热传质芯体的气体通道相连。第一液体槽通过第一泵和能量转换装置的一条换热通道与第一传热传质芯体的液体通道相连。第二液体槽通过第二泵和能量转换装置的另一条换热通道与第二传热传质芯体的液体通道相连。第一液体槽和第二液体槽之间通过隔离结构隔离。本发明的目的也可以通过以下技术方案来实现一种对称传热传质结构，它包括 第一液体、第二液体、第一风机、第一传热传质芯体、第二传热传质芯体、第一泵、第二泵、第一液体槽、第二液体槽、隔离结构和能量转换装置。其中，第一液体置于第一液体槽内，第二液体置于第二液体槽内，第一风机依次与第一传热传质芯体的气体通道和第二传热传质芯体的气体通道相连。第一液体槽通过第一泵和能量转换装置的一条换热通道与第一传热传质芯体的液体通道相连。第二液体槽通过第二泵和能量转换装置的另一条换热通道与第二传热传质芯体的液体通道相连。第一液体槽和第二液体槽之间通过隔离结构隔离。本发明的有益效果是，本发明的对称传热传质结构高效、简单，具有通用性，可广泛应用于空调、海水淡化，液体分离和浓缩等各种应用场合。
图1为本发明对称传热传质结构的基本原理图；图2为实施例1热泵驱动的对称传热传质结构应用于除湿的原理图； 图3为实施例2外界冷(热)源驱动的对称传质传热结构应用于除湿的原理图； 图4为实施例3热交换型的对称传热传质结构应用于除湿的原理图； 图5为实施例4带有空气热回收的对称传热传质结构的基本原理图； 图6为实施例5热泵驱动的对称性传质传热结构应用于除湿原理图； 图7为实施例6热泵驱动的对称性传质传热结构应用于除湿原理图； 图8为实施例7外界热源驱动的对称传质传热结构应用于液体分离的原理图； 图9为实施例8热泵驱动的对称传质传热结构用于液体分离的原理图。图中，第一空气1、第二空气2、第一风机11、第二风机21、第一传热传质芯体13、第二传热传质芯体23、第一液体12、第二液体22、第一泵15、第二泵25、第一液体槽14、第二液体槽24、隔离结构4、第一换热器33、第二换热器34、第三换热器36、第三液体37、第四液体38、第四换热器39、制冷剂35、空气换热器5、储液罐6、第五换热器61、第六换热器62、能量转换装置3、第一液体37、第二液体38。
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。如图1所示，本发明的对称传热传质结构包括第一液体12、第二液体22、第一风机11、第二风机21、第一传热传质芯体13、第二传热传质芯体23、第一泵15、第二泵25、第一液体槽14、第二液体槽24、隔离结构4和能量转换装置3。其中，第一液体12置于第一液体槽14内，第二液体22置于第二液体槽M内，第一风机11与第一传热传质芯体13的气体通道相连，第二风机21与第二传热传质芯体23的气体通道相连。第一液体槽14通过第一泵15和能量转换装置3的一条换热通道与第一传热传质芯体13的液体通道相连。第二液体槽M通过第二泵25和能量转换装置3的另一条换热通道与第二传热传质芯体23的液体通道相连。第一液体槽14和第二液体槽M之间通过隔离结构4隔离。第一空气1在第一风机11的驱动下进入第一传热传质芯体13中，第二空气2在第二风机21的驱动下进入第二传热传质芯体23中。第一液体12在第一泵15驱动下经过能量转换装置3，然后进入第一传热传质芯体13中与第一空气1进行热质交换，然后流入第一液体槽14。第二液体22在第二泵25的驱动下经过能量转换装置3，然后进入第二传热传质芯体23中与第二空气2进行热质交换，然后流入第二液体槽对。第一空气1、第二空气2、第一液体12和第二液体22通过隔离结构4隔离。由于能量转换装置3的作用，使得第一液体12和第二液体22的能量发生变化，并导致第一空气1和第二空气2的焓值进行反向变化，即第一空气1焓值增加时，第二空气2 焓值减少，反之亦然。第一传热传质芯体13和第二传热传质芯体23可以为间接传热传质芯体，即液体与空气不直接接触，间接传热传质芯体原理见专利“200610049187。X，一种气液传质方法”， 其传质传热通过气体通道与液体通道中的膜来实现。实施例1
如图2所示，能量转换装置3包括一个压缩式热泵和一个第三换热器36，第三换热器 36为液/液换热器，压缩式热泵包括压缩机31，膨胀阀32，第一换热器33和第二换热器34、
5制冷剂35及其它附件等。第一泵15通过第三换热器36的一条液体通道与第二液体槽M 相连，通过第一换热器33的一条换热通道与第一传热传质芯体13的液体通道相连。第二泵25通过第三换热器36的另一条液体通道与第一液体槽14相连，通过第二换热器34的一条换热通道与第二传热传质芯体23的液体通道相连。制冷剂35通过第一换热器33和第二换热器34分别与第一液体12、第二液体22 进行换热，第一液体12和第二液体22为除湿液，第一液体槽14和第二液体槽M中的除湿液通过第三换热器36进行交换。第一液体12与第一空气1进行传质传热，第二液体22与第二空气2进行传质传热，一侧空气被制冷除湿，而另一侧的空气被用于溶液再生并被加热加湿。实施例2
如图3所示，本发明还包括第三液体37和第四液体38，能量转换装置3含有第一换热器33、第二换热器；34和第三换热器36。第一换热器33、第二换热器；34和第三换热器36均为液体换热器，第一泵15通过第三换热器36的一条液体通道与第二液体槽M相连，通过第一换热器33的一条换热通道与第一传热传质芯体13的液体通道相连，第三液体37在第一换热器33的另一条换热通道内流通。第二泵25通过第三换热器36的另一条液体通道与第一液体槽14相连，通过第二换热器34的一条换热通道与第二传热传质芯体23的液体通道相连，第四液体38在第二换热器34的另一条换热通道内流通。第一换热器33为第一液体12和第三液体37的换热器，第二换热器34为第二液体22和第四液体38的换热器。第三液体37为热流体，如热水等，第四液体38为冷流体， 如冷水等。第一液体12、第二液体22为除湿液，第一液体槽14和第二液体槽M中的除湿液通过第三换热器36进行交换。第一液体12与第一空气1进行传质传热，第二液体22与第二空气2进行传质传热，一侧空气被制冷除湿，而别一侧的空气被用于溶液再生并被加热加湿。实施例3
如图4所示，第一液体12为除湿液，第二液体22为水。能量转换装置3为第四换热器 39，第四换热器39为液体换热器，第一泵15通过第四换热器39的一条换热通道与第一传热传质芯体13的液体通道相连。第二泵25通过第四换热器39的一条换热通道与第二传热传质芯体23的液体通道相连。第一液体12与第一空气1进行传质传热，第二液体22与第二空气2进行传质传热，第一空气1被制冷除湿，而第二空气2被加热加湿。第一液体12 —侧需与溶液再生器相联，图中未示出。实施例4
如图5所示，与图1中的唯一不同之处在于，还包括一空气换热器5，第一风机11通过空气换热器5的一条气体通道与第一传热传质芯体13的气体通道相连，第二风机21通过空气换热器5的另一条气体通道与第二传热传质芯体23的气体通道相连。第一空气1和第二空气2在进入第一传热传质芯体13和第二传热传质芯体23之前，先经过空气换热器 5进行全热或显热交换。实施例5
如图6所示，在图2的基础上，增加了储液罐6，储液罐6中设置第五换热器61，第五换热器61与第一换热器33并联或串联布置，图中表示的为并联布置。第五换热器61可加热储液罐6中的液体，如水等。实施例6
如图7所示，在图6的基础上在储液罐6内增设了第六换热器62，第六换热器62与第二换热器34并联或串联设置。图中表示的为并联布置。也可以在图9中去掉第五换热器 61，而保留第六换热器62。本发明的另一种结构如下
本发明的对称传热传质结构包括第一液体12、第二液体22、第一风机11、第一传热传质芯体13、第二传热传质芯体23、第一泵15、第二泵25、第一液体槽14、第二液体槽24、隔离结构4和能量转换装置3。其中，第一液体12置于第一液体槽14内，第二液体22置于第二液体槽M内，第一风机11依次与第一传热传质芯体13的气体通道和第二传热传质芯体23的气体通道相连。第一液体槽14通过第一泵15和能量转换装置3的一条换热通道与第一传热传质芯体13的液体通道相连。第二液体槽M通过第二泵25和能量转换装置 3的另一条换热通道与第二传热传质芯体23的液体通道相连。第一液体槽14和第二液体槽M之间通过隔离结构4隔离。实施例7
如图8所示，本发明还包括第三流体，能量转换装置3包含第一换热器33和第四换热器39，第一换热器33和第四换热器39均为液体换热器，第一泵15依次通过第四换热器39 的一条液体通道和第一换热器33的一条换热通道与第一传热传质芯体13的液体通道相连，第三流体在第一换热器33的另一条换热通道内流通。第二泵25通过第四换热器39的另一条换热通道与第二传热传质芯体23的液体通道相连。 第一换热器33为第三液体37和第一液体12的换热器，第三液体37为热流体，如热水等，第一液体12为溶液，如水基溶液等；第四液体换热器39为第一液体12和第二液体 22的换热器，第二液体22为从第一液体中分离出的溶剂，如水等。第一溶液槽14的第一液体12在第一泵15的驱动下，先经过第四换热器39，再经过第一换热器33进入到第一传热传质芯体13中，第二液槽M中的第二液体22由第二泵25驱动经过第四换热器39进入第二传热传质芯体23中。第一空气1先经过第一传热传质芯体13与第一液体12进行热质交换，第一液体 12中的溶剂蒸发至第一空气中，第一空气再经过第二传热传质芯体23与第二液体22进行热质交换，第一空气1中的溶剂冷凝至第二液体22中，第一空气1再排出第二传热传质芯体23，第一液体12得到浓缩，得到第二液体22。实施例8
如图9所示，能量转换装置3含第四换热器39和压缩式热泵，压缩式热泵含压缩机31、 膨胀阀32、第一换热器33、第四换热器34、制冷剂35及其它附件等。第一泵15依次通过第四换热器39的一条换热通道和第一换热器33的一条换热通道与第一传热传质芯体13的液体通道相连。第二泵25依次通过第四换热器39的另一条换热通道和第二换热器34的一条换热通道与第二传热传质芯体23的液体通道相连。第一液体12为溶液，第一液体12在第一泵15的驱动下，先经过第四换热器39，再经过第一换热器33，然后进入第一传热传质芯体13，第二液体22在第二泵25的驱动下，先
7经过第四换热器39，再经过第二换热器34，然后进入第二传热传质芯体23中。 第一空气1的过程与图6所示相同，其效果也相同，即第一液体12得到浓缩，得到
第二液体22，第二液体22为第一液体12中的溶剂。
权利要求
1.一种对称传热传质结构，其特征在于，它包括第一液体(12)、第二液体(22)、第一风机(11)第二风机(21)、第一传热传质芯体(13)、第二传热传质芯体(23)、第一泵(15)、第二泵(25)、第一液体槽(14)、第二液体槽(24)、隔离结构(4)和能量转换装置(3)等；其中， 第一液体(12)置于第一液体槽(14)内，第二液体(22)置于第二液体槽(24)内，第一风机 (11)与第一传热传质芯体(13)的气体通道相连，第二风机(21)与第二传热传质芯体(23) 的气体通道相连；第一液体槽(14)通过第一泵(15)和能量转换装置(3)的一条换热通道与第一传热传质芯体(13)的液体通道相连；第二液体槽(24)通过第二泵(25)和能量转换装置(3)的另一条换热通道与第二传热传质芯体(23)的液体通道相连；第一液体槽(14)和第二液体槽(24)之间通过隔离结构(4)隔离。
2.根据权利要求1所述对称传热传质结构，其特征在于，所述能量转换装置(3)包括一个压缩式热泵和一个第三换热器(36)，第三换热器(36)为液/液换热器，压缩式热泵主要由压缩机(31)，膨胀阀(32)，第一换热器(33)和第二换热器(34)等组成；第一泵(15)通过第三换热器(36)的一条液体通道与第二液体槽(24)相连，通过第一换热器(33)的一条换热通道与第一传热传质芯体(13)的液体通道相连；第二泵(25)通过第三换热器(36)的另一条液体通道与第一液体槽(14)相连，通过第二换热器(34)的一条换热通道与第二传热传质芯体(23)的液体通道相连；第一液体(12)和第二液体(22)均为除湿液。
3.根据权利要求2所述对称传热传质结构，其特征在于，还包括一储液罐(6)，储液罐 (6)中具有第五换热器(61)，第五换热器(61)与第一换热器(33)并联或串联布置；或者储液罐(6)中具有第六换热器(62)，第六换热器(62)与第二换热器(34)并联或串联设置；或者储液罐(6)中同时具有第五换热器(61)和第六换热器(62)。
4.根据权利要求1所述对称传热传质结构，其特征在于，还包括第三液体(37)和第四液体(38)，能量转换装置(3)包括第一换热器(33)、第二换热器(34)和第三换热器(36)等； 第一换热器(33)、第二换热器(34)和第三换热器(36)均为液体换热器，第一泵(15)通过第三换热器(36)的一条液体通道与第二液体槽(24)相连，通过第一换热器(33)的一条换热通道与第一传热传质芯体(13)的液体通道相连，第三液体(37)在第一换热器(33)的另一条换热通道内流通；第二泵(25)通过第三换热器(36)的另一条液体通道与第一液体槽 (14)相连，通过第二换热器(34)的一条换热通道与第二传热传质芯体(23)的液体通道相连，第四液体(38)在第二换热器(34)的另一条换热通道内流通；第三液体(37)为热流体， 第四液体(38)为冷流体，第一液体(12)、第二液体(22)均为除湿液。
5.根据权利要求1所述对称传热传质结构，其特征在于，所述第一液体(12)为除湿液， 第二液体(22)为水；能量转换装置(3)为第四换热器(39)，第四换热器(39)为液体换热器， 第一泵(15)通过第四换热器(39)的一条换热通道与第一传热传质芯体(13)的液体通道相连；第二泵(25)通过第四换热器(39)的一条换热通道与第二传热传质芯体(23)的液体通道相连。
6.根据权利要求1所述对称传热传质结构，其特征在于，还包括一空气换热器(5)，第一风机(11)通过空气换热器(5)的一条气体通道与第一传热传质芯体(13)的气体通道相连，第二风机(21)通过空气换热器(5)的另一条气体通道与第二传热传质芯体(23)的气体通道相连。
7.—种对称传热传质结构，其特征在于，它包括第一液体(12)、第二液体(22)、第一风机(11)、第一传热传质芯体(13)、第二传热传质芯体(23)、第一泵(15)、第二泵(25)、 第一液体槽(14)、第二液体槽(24)、隔离结构(4)和能量转换装置(3)等；其中，第一液体 (12)置于第一液体槽(14)内，第二液体(22)置于第二液体槽(24)内，第一风机(11)依次与第一传热传质芯体(13)的气体通道和第二传热传质芯体(23)的气体通道相连；第一液体槽(14)通过第一泵(15)和能量转换装置(3)的一条换热通道与第一传热传质芯体(13) 的液体通道相连；第二液体槽(24)通过第二泵(25)和能量转换装置(3)的另一条换热通道与第二传热传质芯体(23)的液体通道相连；第一液体槽(14)和第二液体槽(24)之间通过隔离结构(4)隔离。
8.根据权利要求7所述对称传热传质结构，其特征在于，还包括第三液体(37)，能量转换装置(3)包含第一换热器(33)和第四换热器(39)，第一换热器(33)和第四换热器(39)均为液体换热器，第一泵(15)依次通过第四换热器(39)的一条液体通道和第一换热器(33) 的一条换热通道与第一传热传质芯体(13)的液体通道相连，第三流体在第一换热器(33) 的另一条换热通道内流通；第二泵(25)通过第四换热器(39)的另一条换热通道与第二传热传质芯体(23)的液体通道相连；第三液体(37)为热流体，第一液体(12)为溶液，第二液体(22)为从第一液体(12)中分离出的溶剂。
9.根据权利要求7所述对称传热传质结构，其特征在于，能量转换装置(3)含第四换热器(39)和压缩式热泵，压缩式热泵主要由压缩机(31)、膨胀阀(32)、第一换热器(33)和第四换热器(34)组成；第一泵(15)依次通过第四换热器(39)的一条换热通道和第一换热器 (33)的一条换热通道与第一传热传质芯体(13)的液体通道相连；第二泵(25)依次通过第四换热器(39)的另一条换热通道和第二换热器(34)的一条换热通道与第二传热传质芯体 (23)的液体通道相连；第一液体(12)为溶液。
全文摘要
本发明公开了一种对称传热传质结构，它包括第一液体、第二液体、第一风机、第二风机、第一传热传质芯体、第二传热传质芯体、第一泵、第二泵、第一液体槽、第二液体槽、隔离结构和能量转换装置；第一风机与第一传热传质芯体的气体通道相连，第二风机与第二传热传质芯体的气体通道相连；第一液体槽通过第一泵和能量转换装置的一条换热通道与第一传热传质芯体的液体通道相连；第二液体槽通过第二泵和能量转换装置的另一条换热通道与第二传热传质芯体的液体通道相连；第一液体槽和第二液体槽之间通过隔离结构隔离。本发明的对称传热传质结构高效、简单，具有通用性，可广泛应用于空调、海水淡化，液体分离和浓缩等各种应用场合。
文档编号F25B29/00GK102252452SQ20111012406
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月15日 优先权日2011年5月15日
发明者叶立英, 安军, 朱进 申请人:杭州兴环科技开发有限公司