[发明专利]一种以液体为媒体的传热传质方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种以液体为媒介的传热传质方法，尤其涉及一种液体在热源和热沉之间自由流动并多次传热传质的方法。

背景技术

涉及到液体的传热传质的应用较多，典型的包括采用溶液循环的热回收、溶液除湿、蒸发冷却、海水淡化及溶液浓缩等。

图1所示是典型的溶液全热回收系统，溶液在新风与回风中循环，所需的溶液循环量较大，热回收效率低。

图2所示的是典型的溶液除湿系统，溶液被外在冷源冷却后，再与空气接触实现除湿，或者溶液被外在热源加热后，与空气接触实现溶液再生，无论除湿还是再生，均需要较大的溶液循环量。溶液除湿过程中所需冷量与溶液再生所需要的热量均不能及时得到补充。导致效率降低。

传统的间接蒸发冷却，包括露点间接蒸发冷却，一般采用间壁式换热结构，一侧为干通道，另一侧为湿通道，两者交潜排列，由于湿通道中有水，同时还有两股空气，导致换热结构复杂，水容易泄露至干通道，两股风的布置困难。

除湿/加湿型海水淡化装置或溶液浓缩装置，一般也采用间壁式结构，一侧为空气和海水，另一侧空气和冷凝水，需保证两侧的空气不混合，海水和冷凝水彻底分开，其结构也相当复杂，对于大型装置，其通道布置、海水布液，冷凝水的收集等也相当有难度。

鉴于上述原因，需要找到一种结构简单，成本低廉，系统可靠，效率高，能耗低的传热传质方法来实现上述各种应用包括，全热回收，溶液除湿，蒸发冷却及海水淡化等。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种以液体为媒体的传热传质方法及其系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种以液体为媒体的传热传质方法，流动的液体L多次交替与流体A、流体B进行交换，实现流体A、流体B之间的传热或传质传热，液体L可与流体A、流体B两者进行热交换，但不进行质交换；或液体L与流体A、流体B两者进行热质交换；或液体L与流体A、流体B两者中的一种进行热交换，另一种进行热质交换。

进一步地，所述流体A、流体B为气体且存在焓差，液体L为除湿液或者水，液体L与流体A、流体B进行热质交换，实现流体A与流体B的全热交换。

进一步地，所述流体A为气体，流体B选自水、氟里昂、压缩空气等，液体L与流体A进行热质交换，与流体B进行换热，从而实现A与B之间的换热。

进一步地，所述的流体A、流体B均与液体L只进行换热。

进一步地，所述流体A为干燥气体，所述液体L为水，流体A与液体L只进行传热，流体A被冷却后分成两股，一股为所述流体B，一股为气体C；流体B与液体L进行传质传热，液体L被冷却，流体B被加热加湿后排出，液体L再与气体A换热，冷却气体A，气体C为被冷却的干燥产品空气；或者，流体B与液体L换热后排出，液体L被冷却，被冷却的液体L再与流体A换热，液体L被加热，流体A被冷却后作为产品空气。

进一步地，所述流体A为空气，所述液体L为海水或其它溶液，液体L与空气A进行热质交换，液体L被浓缩和冷却，空气A被液体L加热加湿，然后从外界获取热量，焓增加，变为所述流体B，空气B与液体L换热并加热液体L，同时空气B析出冷凝水cw，从而实现海水或者溶液的浓缩，同时得到冷凝水。

进一步地，所述的液体L有多股。

一种以液体为媒体的传热传质系统，包括第一传热传质通道和第二传热传质通道，液体L交替多次与第一传热传质通道和第二传热传质通道的物质接触，在接触第一传热传质通道时与物质A进行热交换、或质交换、或同时进行热质交换，在接触第二传热传质通道时与物质B进行热交换、或质交换、或同时进行热质交换。

进一步地，液体L交替多次与第一传热传质通道和第二传热传质通道中的物质接触是通过液体L流过的第三通道实现的：相互隔离第一传热传质通道与第二传热传质通道位于液体L流过的第三通道中，液体L交替与第一传热传质通道和第二传热传质通道中的物质接触；或第三通道一部分位于第一传热传质通道中，另一部分位于第二传热传质通道中，液体L在第一传热传质通道和第二传热传质通道之间多次往返，液体L交替与第一传热传质通道和第二传热传质通道中的物质接触。

进一步地，所述交错排列的第一传热传质通道和多个第二传热传质通道通过隔离装置分开，但容许液体通过，或所需交错排列第一传热传质通道和多个第二传热传质通道通过通道壁隔开。

本发明的有益效果在于：

对于全热回收和溶液除湿而言，采用本发明的方法和系统，溶液与空气和冷(热)源进行多次换热，大大减少溶液流量，从而可以减少泵的功率，同时大幅度提高全热回收和除湿效率，并减小成本。