[發(fā)明專利]包括納米纖維層的選擇性水蒸汽輸送膜及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280034277.5
• 申請(qǐng)日: 2012-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN103747854A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瑞安·尼古拉斯·赫伊津;弗蘭克·K·科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 迪博因特技術(shù)公司
• 主分類號(hào): B01D69/12
• 分類號(hào): B01D69/12;B01D61/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 張華卿;王漪

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)涉及了2011年6月7日提交的標(biāo)題為“包括納米纖維層的選擇性水蒸汽輸送膜及其制作方法”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)61/494,122并且要求來自其的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)卮送ㄟ^引用以其全部?jī)?nèi)容結(jié)合。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括一個(gè)納米纖維層和選擇性涂層的水蒸汽輸送膜。這類膜特別適合用于在全熱交換器（enthalpy?exchanger）和涉及在氣體流之間水分和可任選地?zé)崃拷粨Q的其他應(yīng)用中使用，其中很少或沒有氣體流穿過該膜進(jìn)行混合。

背景

熱回收通風(fēng)設(shè)備（HRV）是一種機(jī)械裝置，該裝置將一種熱交換器與一種通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合用于提供受控的通風(fēng)到建筑物中。熱交換器使用排出的空氣來加熱或冷卻進(jìn)入的新鮮空氣。同樣在兩種空氣流之間交換水分的裝置一般被稱為能量回收通風(fēng)設(shè)備（ERV），有時(shí)還被稱為全熱回收通風(fēng)設(shè)備或全熱交換器。

為了使建筑物具有良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)，它們需要渾濁的室內(nèi)空氣與新鮮的室外空氣的交換。出于這個(gè)目的ERV可以得以使用并與一種從正被帶入建筑物的通風(fēng)空氣中去除過量的濕度或增加濕度到其中的方法結(jié)合。除了改善建筑物中的室內(nèi)空氣品質(zhì)外，ERV的安裝將產(chǎn)生節(jié)能。例如，在炎熱和潮濕的氣候下，當(dāng)冷卻的空氣從建筑物排出時(shí)，可用的能量被浪費(fèi)了。在ERV中，排出的空氣可以用于冷卻從外部被帶入的較熱的空氣，從而降低空氣調(diào)節(jié)器的能量消耗負(fù)荷和與空氣調(diào)節(jié)相關(guān)的能量。在適當(dāng)設(shè)計(jì)的情況下，可以降低空氣調(diào)節(jié)器的尺寸。如果建筑物傾向于過度潮濕，ERV可以降低濕度水平，從而降低引起疾病、缺勤以及損失生產(chǎn)力的霉菌、細(xì)菌、病毒、以及真菌的可能性。另一方面，在寒冷干燥的氣候下，當(dāng)熱空氣從建筑物排出時(shí)，能量被浪費(fèi)了，加上會(huì)存在進(jìn)入的空氣流過于干燥的另外的問題。除了將熱量從排出的空氣轉(zhuǎn)移到進(jìn)入的空氣，ERV可以用于從排出的氣流中對(duì)水蒸汽進(jìn)行再循環(huán)，從而提高濕度水平，由此減少皮膚刺激、干燥、以及由干燥空氣引起的呼吸癥狀。

ERV系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移這些空氣流之間熱量和濕度的一個(gè)關(guān)鍵部件被稱為ERV芯。兩種最常見類型的ERV是基于平面膜板式裝置的那些和基于旋轉(zhuǎn)全熱輪（enthalpy?wheel）裝置的那些。平面板式ERV芯包括多個(gè)水可滲透性膜層。這兩種空氣流被引導(dǎo)穿過ERV芯的多個(gè)交替層或到其多個(gè)相反的側(cè)上，并且熱量和濕度經(jīng)由膜進(jìn)行轉(zhuǎn)移。全熱輪ERV（還被稱為能量輪）典型地具有一個(gè)涂覆有干燥劑的圓柱形或盤形的蜂巢芯。電動(dòng)機(jī)使該圓柱體旋轉(zhuǎn)，從而在進(jìn)氣與排出空氣流之間轉(zhuǎn)移熱量和濕度。ERV系統(tǒng)典型地還包括一個(gè)外殼、用于使這些空氣流移動(dòng)的多個(gè)泵或風(fēng)扇、管道、還有多個(gè)過濾器、控制電子器件以及其他部件。

因?yàn)榭諝獗慌懦鲋饕糜趶慕ㄖ镏腥コ郎啙岬暮臀廴镜目諝猓詢?yōu)選排出的流應(yīng)該不能在這兩種氣流穿過ERV時(shí)與膜的相反側(cè)上的進(jìn)入氣流相混合。然而，在許多情況下，由于ERV中的密封件或接頭處的滲漏和/或由于這些氣體穿過該膜材料而存在交叉污染（多個(gè)流之間的滲漏）。

優(yōu)選在ERV芯中所使用的膜是薄的以便允許熱量在這兩種氣流之間充分交換，這是由這些流之間的溫度梯度來驅(qū)動(dòng)的。該膜還是水可滲透性的以便允許水分穿過該材料，這是由這兩種氣流之間的蒸汽壓力差或水濃度梯度來驅(qū)動(dòng)的。更薄的膜將傾向于具有更高的熱量和水分輸送速率。理想地，該膜還是對(duì)空氣和污染物氣體來說不可滲透的，以便防止這兩種氣流穿過該膜進(jìn)行混合和交叉。