一种利用转轮的高效传热传质方法及系统与流程

本发明涉及一种利用转轮进行转热传质的方法和系统，尤其涉及一种利用转轮在转动一周的过程中多次交换与气体交换实行高效热质传递的方法和系统

背景技术：

转轮作为一种常见的传质传热设备，已被广泛采用，包括全热回收转轮，空气换热器，固体除湿转轮，VOC吸附转轮，CO₂吸收转轮等。转轮应用过程中有两个问题，一是转轮转速与效率的问题，转速过高，往往导致系统的复杂性增加，可靠性降低，密封困难，同时成本和能耗增加，但转轮往往要求有一定转速，在某些应用场合，如全热回收等，转速对效率的影响很显著，高转速往往对应高的全热回收效率。

二是转轮的尺寸与转速的问题，转轮尺寸往往不宜过大，过大导致结构不稳定，制作难度加大，尤其是在转速较高的情况下，但由于工业场合，往往处理气体量较大，要求转轮直径较大，如电厂锅炉的空预热器等。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用转轮的高效传热传质方法及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种利用转轮的高效传热传质方法，将A，B两股气体交错分配，A，B之间通过转动的转轮实现多次交换，所述交换为传热、或传质、或同时传热传质。

进一步地，所述的A、B两股气体，一股为需除湿的气体，如空气，另一股为再生的气体，所述的转轮为除湿转轮。

进一步地，所述的转轮为全热回转轮或显热回收转轮，A、B为需要进行全热交换或显热交换的气体。

进一步地，所述转轮为VOC吸附转轮，A为含VOC的气体，B为解吸V OC的气体。

进一步地，所述转轮为CO₂吸附转轮，A为含CO₂的气体，B为解析CO₂的气体。

进一步地，A、B气体交错布置是由交错排列的扇形实现的。

一种利用转轮的高效传热传质系统，系统包括转轮，以及结构相同的第一导风装置和第二导风装置，第一导风装置和第二导风装置分别位于转轮两侧，第一导风装置和第二导风装置均包含多个第一通道和多个第二通道，所述第一通道、第二通道交替排列，且相互隔离；通道壁与转轮通风面紧密接触。

进一步地，所述转轮为除湿转轮、或全热回收转轮、显热回收转轮、VOC转轮、或CO₂吸收转轮。

进一步地，所述第一导风装置和第二导风装置均含有4组相互隔离的通道。

本发明提出了一种方法和系统，实现低转速下高效传热传质，同时通过降低转速提高大尺寸转轮的可靠性。

附图说明

图1为本发明的基本原理图；

图2为本发明的第二种实现方式；

图3为本发明的第三种实现方式；

图4为本发明的第四种实现方式；

图5为本发明的基本系统立体图一；

图6为本发明的基本系统立体图二；

图7为本发明的基本系统侧视图；

图8为导风装置系统立体图；

图9为导风装置系统侧视图。

具体实施方式

如图5所示，系统包括转轮3，以及结构相同的第一导风装置1和第二导风装置2，第一导风装置1和第二导风装置2分别位于转轮3两侧，第一导风装置1和第二导风装置2均包含多个第一通道和多个第二通道，所述第一通道、第二通道交替排列，且相互隔离；通道壁与转轮3通风面紧密接触。转轮3一侧的第一导风装置1将进入转轮3的两股A和B气体分成交两组，A空气进入第一通道，B空气进入第二通道，具体可以通过图8和9所示的形式实现，包括导风管10、通道壁13和通道密封板14，由此构成了内通道12和外通道11。其中空气A从导风管10进入，从内通道12进入转轮3，空气B从通风管10外围的外通道11进入转轮3；转轮3转动一圈过程中至少二次与A、B气体接触进行交换，从而实现A、B两股气体之间的传热、或传质、或同时传热传质。转轮的另一侧还有第二导风装置2，如图5，6所示，其作用与1相同，图1中未显示。

当转轮为除湿转轮时，A、B两股气体，一股为需除湿的气体，如空气，另一股为再生的气体，A、B两股气体要求只传质。

当转轮为全热回转轮或显热回收转轮，A、B两股气体要求传热传质，进行全热交换。当转轮为显热回收转轮，A、B两股气体只要求传热，进行显热交换的气体。

当转轮为VOC吸附转轮，A为含VOC的气体，B为解吸VOC的气体，A、B两股气体要求只传质。

当转轮为CO2吸附转轮，A为含CO2的气体，B为解析CO2的气体，A、B两股气体要求只传质。

图1显示的情形为：两股A和B气体分成交错排列的两组，事实上可以分为更多组，图2显示为四组。事实上分组越多，其效率越高，但组数越多，导风结构越复杂。

以全热回收转轮为例，目前的常规全热回收传轮，一般只有一组分割，即通过一块中间板将A、B两股气体分开，一般其转轮的转速为600至1000转每小时，当将A和B气体分成交错排列的两组时，转轮的转速只需要为常规转轮转速的1/2，即300至500转每小时，即可以获得与常规转轮同样的全热回收效率，同理，当A和B气体分成交错排列的四组时，转轮的转速只需要为常规转轮转速的1/4，即150至250转每小时，即可以获得与常规转轮同样的全热回收效率，当然，组数越多，转速可以进一步降低而不会导致效率降低。

当然，也可以考虑，转速下降的比例不与组数成正比，这样可以使得效率高于常规转轮，例如，当A和B气体分成交错排列的四组时，转轮的转速不是常规转轮转速的1/4，而是1/2，这样就可以做到转轮转速比常规转轮低，但效率高于常规转轮。在具体的应用场合，可以得到一个优化的值，即转速低，效率高，同时分组数合理。

图1，2的情况为，两股气体流量基本相同，A、B两股气体的流体断面相等，另外的情况下，如除湿转轮，两股气体流量不同，A、B两股气体的流体断面也不相等，图3显示的是这种情况。

图1、2和3显示的情况都是由交错排列的扇形实现A、B气体交错布置的，也可以采用如图4所示的方法实现A、B气体交错布置。

图5、图6为本发明的系统立体图，系统包括转轮3、、第一导风装置1和第二导风装置2，导风装置位于转轮二侧，导风装置包含多个第一通道和多个第二通道，所述第一通道、第二通道交替排列，且相互隔离；图7为本发明的基本系统侧视图，图5、图6、图7显示的是导风装置由四组通道的情况，事实上也可以是任意分组。

值得说明的是，此处的转轮不仅仅指轮子本身，还包括使轮子转动的动力部分和传动部分，包括电机，减速器及皮带等，图中只显示了轮子本身，由于该技术和设备是通用的，所以无需在这里详细表示。