[發明專利]一種以液體為媒體的傳熱傳質方法及其系統

在審

• 申請號: 201710121662.8
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN107062941A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 袁一軍;葉立英
• 申請（專利權）人: 袁一軍
• 主分類號: F28C1/04
• 分類號: F28C1/04;F28F25/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及一種以液體為媒介的傳熱傳質方法，尤其涉及一種液體在熱源和熱沉之間自由流動并多次傳熱傳質的方法。

背景技術

涉及到液體的傳熱傳質的應用較多，典型的包括采用溶液循環的熱回收、溶液除濕、蒸發冷卻、海水淡化及溶液濃縮等。

圖1所示是典型的溶液全熱回收系統，溶液在新風與回風中循環，所需的溶液循環量較大，熱回收效率低。

圖2所示的是典型的溶液除濕系統，溶液被外在冷源冷卻后，再與空氣接觸實現除濕，或者溶液被外在熱源加熱后，與空氣接觸實現溶液再生，無論除濕還是再生，均需要較大的溶液循環量。溶液除濕過程中所需冷量與溶液再生所需要的熱量均不能及時得到補充。導致效率降低。

傳統的間接蒸發冷卻，包括露點間接蒸發冷卻，一般采用間壁式換熱結構，一側為干通道，另一側為濕通道，兩者交潛排列，由于濕通道中有水，同時還有兩股空氣，導致換熱結構復雜，水容易泄露至干通道，兩股風的布置困難。

除濕/加濕型海水淡化裝置或溶液濃縮裝置，一般也采用間壁式結構，一側為空氣和海水，另一側空氣和冷凝水，需保證兩側的空氣不混合，海水和冷凝水徹底分開，其結構也相當復雜，對于大型裝置，其通道布置、海水布液，冷凝水的收集等也相當有難度。

鑒于上述原因，需要找到一種結構簡單，成本低廉，系統可靠，效率高，能耗低的傳熱傳質方法來實現上述各種應用包括，全熱回收，溶液除濕，蒸發冷卻及海水淡化等。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種以液體為媒體的傳熱傳質方法及其系統。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種以液體為媒體的傳熱傳質方法，流動的液體L多次交替與流體A、流體B進行交換，實現流體A、流體B之間的傳熱或傳質傳熱，液體L可與流體A、流體B兩者進行熱交換，但不進行質交換；或液體L與流體A、流體B兩者進行熱質交換；或液體L與流體A、流體B兩者中的一種進行熱交換，另一種進行熱質交換。

進一步地，所述流體A、流體B為氣體且存在焓差，液體L為除濕液或者水，液體L與流體A、流體B進行熱質交換，實現流體A與流體B的全熱交換。

進一步地，所述流體A為氣體，流體B選自水、氟里昂、壓縮空氣等，液體L與流體A進行熱質交換，與流體B進行換熱，從而實現A與B之間的換熱。

進一步地，所述的流體A、流體B均與液體L只進行換熱。

進一步地，所述流體A為干燥氣體，所述液體L為水，流體A與液體L只進行傳熱，流體A被冷卻后分成兩股，一股為所述流體B，一股為氣體C；流體B與液體L進行傳質傳熱，液體L被冷卻，流體B被加熱加濕后排出，液體L再與氣體A換熱，冷卻氣體A，氣體C為被冷卻的干燥產品空氣；或者，流體B與液體L換熱后排出，液體L被冷卻，被冷卻的液體L再與流體A換熱，液體L被加熱，流體A被冷卻后作為產品空氣。

進一步地，所述流體A為空氣，所述液體L為海水或其它溶液，液體L與空氣A進行熱質交換，液體L被濃縮和冷卻，空氣A被液體L加熱加濕，然后從外界獲取熱量，焓增加，變為所述流體B，空氣B與液體L換熱并加熱液體L，同時空氣B析出冷凝水cw，從而實現海水或者溶液的濃縮，同時得到冷凝水。

進一步地，所述的液體L有多股。

一種以液體為媒體的傳熱傳質系統，包括第一傳熱傳質通道和第二傳熱傳質通道，液體L交替多次與第一傳熱傳質通道和第二傳熱傳質通道的物質接觸，在接觸第一傳熱傳質通道時與物質A進行熱交換、或質交換、或同時進行熱質交換，在接觸第二傳熱傳質通道時與物質B進行熱交換、或質交換、或同時進行熱質交換。

進一步地，液體L交替多次與第一傳熱傳質通道和第二傳熱傳質通道中的物質接觸是通過液體L流過的第三通道實現的：相互隔離第一傳熱傳質通道與第二傳熱傳質通道位于液體L流過的第三通道中，液體L交替與第一傳熱傳質通道和第二傳熱傳質通道中的物質接觸；或第三通道一部分位于第一傳熱傳質通道中，另一部分位于第二傳熱傳質通道中，液體L在第一傳熱傳質通道和第二傳熱傳質通道之間多次往返，液體L交替與第一傳熱傳質通道和第二傳熱傳質通道中的物質接觸。

進一步地，所述交錯排列的第一傳熱傳質通道和多個第二傳熱傳質通道通過隔離裝置分開，但容許液體通過，或所需交錯排列第一傳熱傳質通道和多個第二傳熱傳質通道通過通道壁隔開。

本發明的有益效果在于：

對于全熱回收和溶液除濕而言，采用本發明的方法和系統，溶液與空氣和冷(熱)源進行多次換熱，大大減少溶液流量，從而可以減少泵的功率，同時大幅度提高全熱回收和除濕效率，并減小成本。