專利名稱：采用濕氣體焓制造濕差和溫差的應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以增濕處理或減濕處理氣體為特征的氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)領(lǐng)域。
以往人類使用的能源形式多采用億萬年前的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化物和地球形成時(shí)貯存下來的高能物經(jīng)開采和轉(zhuǎn)化產(chǎn)生平衡條件的波動(dòng)制造能量的供應(yīng)系統(tǒng)，由于這些物質(zhì)形成時(shí)代久遠(yuǎn)，再生性差，具有大量不可逆因素，難以再恢復(fù)原狀，因此在應(yīng)用中會(huì)對(duì)自然規(guī)律產(chǎn)生破壞性。在供應(yīng)人類的過程中形成有損索取的后果。
本發(fā)明利用在空氣中貯存的占太陽(yáng)供地球熱量35%以上的水蒸汽和各種含有水蒸汽的濕氣體中的蒸發(fā)潛熱為能源制造熱源和冷源達(dá)到人類對(duì)各種能量供應(yīng)的需要，也可以利用同時(shí)產(chǎn)生的不同濕度的氣體滿足人們對(duì)加熱、冷卻、干燥等的需要。
眾所周知，大陽(yáng)能傳到地球使地殼表面的水發(fā)生蒸發(fā)，同時(shí)各類生命運(yùn)動(dòng)也產(chǎn)生水的蒸發(fā)，因此有大量的熱能以水的蒸發(fā)潛熱方式貯存于大氣之中，人類的工業(yè)活動(dòng)也產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的水蒸汽量，當(dāng)這些水蒸汽相變成液態(tài)或固態(tài)時(shí)將放出相應(yīng)的相變熱量，應(yīng)用這些熱量為人類服務(wù)其能量是巨大的，且因?qū)@一過程自然界有較強(qiáng)的彌合作用，能很快在自然界得到補(bǔ)償，因此應(yīng)用這一能量是一種趨于無損索取的過程。
本發(fā)明的目的在于提供使?jié)駳怏w中的可凝蒸汽相變放出熱量并供給熱源的系統(tǒng)，同時(shí)也提供由于同時(shí)生成的干氣體的作用產(chǎn)生濕度差，造成液體的強(qiáng)烈表面蒸發(fā)而吸熱降溫并供給冷源的系統(tǒng)。利用這種在平衡的環(huán)境中制造環(huán)境波動(dòng)產(chǎn)生濕度差和內(nèi)能差，可以促使熱能定向流動(dòng)，在熱機(jī)的作用下即可制造功的供應(yīng)，也可以促使物料定向流動(dòng)供過程使用。還可以直接使用熱源或冷源為人類對(duì)熱和冷的需求服務(wù)。
本發(fā)明的目的是采取如下措施達(dá)到的在本發(fā)明系統(tǒng)中設(shè)有脫濕區(qū)、加濕區(qū)、維持系統(tǒng)、熱源、冷源和熱交換器，熱交換器設(shè)于脫濕區(qū)之前和脫濕區(qū)與加濕區(qū)之間，在脫濕區(qū)內(nèi)放置可使氣體中可凝蒸汽相變的介質(zhì)，脫濕區(qū)與移走脫濕區(qū)熱量的高溫?zé)嵩聪嘟?，加濕區(qū)與能吸收熱量的低溫冷源相接，與脫濕區(qū)相連的還有使所說的介質(zhì)保持脫水性能的維持系統(tǒng)。所說的能使可凝性氣體相變的介質(zhì)有五氧化二磷、氯化鈣、活性炭、硅膠、活性氧化鋁、分子篩、甘油、氯化鋰和溴化鋰等。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明按附

圖1所示的系統(tǒng)，濕空氣或濕氣體(3)經(jīng)熱交換器(2)升溫后進(jìn)入脫濕區(qū)(4)，在脫濕區(qū)內(nèi)設(shè)置具有使空氣中的水蒸汽相變能力的介質(zhì)與其進(jìn)行充分接觸，在接觸中，空氣中的水蒸汽相變放出相應(yīng)的熱量加熱對(duì)應(yīng)的空氣和介質(zhì)，被加熱的干空氣在移出脫濕區(qū)(4)后通過熱交換器(2)將所攜帶的熱量傳給后進(jìn)入的空氣(3)使脫濕區(qū)(4)在熱回收中溫度得以升高，并通過風(fēng)道(1)進(jìn)入加濕區(qū)(10)，被加熱的介質(zhì)和自維持系統(tǒng)(6)中的二次蒸汽冷凝時(shí)所得熱量傳給熱源(7)使其形成具有一定熱量供應(yīng)的高溫?zé)嵩础?br> 通過風(fēng)道(1)的干空氣進(jìn)入加濕區(qū)(10)后由于加濕區(qū)內(nèi)有大量面積的水膜，又由于干空氣內(nèi)水蒸汽分壓很低故可以產(chǎn)生較大的蒸發(fā)動(dòng)力使水膜表面的水迅速蒸發(fā)，在蒸發(fā)中吸收蒸發(fā)潛熱，此時(shí)因處于絕熱狀態(tài)、故水溫和空氣溫度同時(shí)下降，被冷卻的水和空氣可以吸收冷源(9)的熱量使其形成具有一定熱量吸收的低溫?zé)嵩?，蒸發(fā)的水份可以由補(bǔ)水管(11)補(bǔ)充。
在已形成的冷源、熱源間可以設(shè)置相應(yīng)的熱機(jī)(8)，利用熱從高溫物體流向低溫物體的機(jī)會(huì)得到功的輸出。在減少系統(tǒng)內(nèi)物料流動(dòng)所損耗的功和熱量時(shí)，系統(tǒng)可以有較多的功輸出，也可以直接使用熱源或冷源的熱量和溫差的作用滿足特定的需要。如加熱某些工作過程中的物質(zhì)和冷卻某些過程的物質(zhì)例如用以替代工作的燃料和冷卻水。干空氣的應(yīng)用也很廣泛，為貯存物品、醫(yī)療、干燥等工藝的使用，以及用于熱機(jī)助燃空氣的性能改善使熱機(jī)效率得以提高。
當(dāng)介質(zhì)在使可凝性蒸汽發(fā)生相變的過程中同時(shí)也使自己的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，在滿足脫濕需要時(shí)也必須不斷的進(jìn)行再生和更換，因此本系統(tǒng)設(shè)置維持系統(tǒng)(6)，維持系統(tǒng)的作用是分離出介質(zhì)吸入的冷凝物質(zhì)并排出維持系統(tǒng)，或移出失效的介質(zhì)補(bǔ)入新的介質(zhì)，并在該系統(tǒng)中也可以回收脫濕區(qū)內(nèi)得到的熱量，物料從進(jìn)出口(5)進(jìn)出。
此外在熱源(7)和冷源(9)之間還可設(shè)置熱機(jī)(8)，為了便于說明濕氣體焓差制造濕差和溫差的原理設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)裝置，見附圖2所示組裝的裝置在脫濕瓶(57)中放置脫水介質(zhì)，當(dāng)一定流量的普通濕空氣(59)在測(cè)溫瓶(60)中被溫度計(jì)(58)測(cè)量溫度后穿過脫濕瓶(57)時(shí)，瓶溫和空氣溫度將升高，升高溫度的干熱空氣(55)在進(jìn)入具有大量水膜的加濕瓶(52)時(shí)將使水溫和空氣溫度下降，這些溫度可以由設(shè)于各瓶上部的溫度計(jì)(53)(56)測(cè)量出。
當(dāng)介質(zhì)選用甘油時(shí)所測(cè)典型數(shù)據(jù)如下
表1
從表1可以看出在不回收空氣(55)熱量時(shí)，脫濕瓶可以升溫6℃以下，加濕瓶溫度可以保持20℃以下，并可看到直接使用冷源溫度即可達(dá)到地球大部分地區(qū)的空調(diào)降溫目的?；厥丈郎乜諝鉄崃靠梢蕴岣邿嵩礈囟取?br> 使用其它固體脫水介質(zhì)的數(shù)據(jù)如下變色硅膠典型數(shù)據(jù)進(jìn)風(fēng)溫度 脫濕塔溫 加濕塔溫32 41.5 21.521 26 13活性氧化鋁典型數(shù)據(jù)進(jìn)風(fēng)溫度 脫濕塔溫 加濕塔溫33.7 58.9 20.533.8 53 20.8
氯化鋰水溶液典型數(shù)據(jù)進(jìn)風(fēng)溫度 脫濕塔溫 加濕塔溫31.7 42.6 19.532.3 41.4 19.3溴化鋰水溶液典型數(shù)據(jù)進(jìn)風(fēng)溫度 脫濕塔溫 加濕塔溫33.2 43.7 19.731.5 40.4 19.9以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明實(shí)施例1是采用甘油作為脫水瓶(57)內(nèi)的脫水介質(zhì)的例子，實(shí)施例1的裝置就是被組裝成的一個(gè)冷熱空調(diào)機(jī);直接使用流過的空氣作工作介質(zhì)的典型例子，如附圖3。
在脫濕塔(14)內(nèi)不斷進(jìn)入液態(tài)介質(zhì)例如甘油。室外空氣經(jīng)風(fēng)扇(21)吹入維持系統(tǒng)的冷凝器(22)，在該冷凝器中得到二次蒸汽熱量的加溫加濕作用后，再由風(fēng)扇(27)推動(dòng)進(jìn)入熱交換器(28)，用脫濕塔(14)脫水升溫后的干熱空氣(13)隔離預(yù)熱后形成熱濕空氣(26)，進(jìn)入脫濕塔(14)，在塔內(nèi)與大面積的甘油膜接觸后，空氣中的水被大部分吸收，相變釋放出汽化潛熱和溶解熱，脫完水的熱干空氣(13)將熱量通過換熱器(28)留給后進(jìn)的空氣(26)后，進(jìn)入加濕塔(31)。冷干空氣(12)進(jìn)入有大面積水膜的加濕塔(31)使塔內(nèi)的水迅速蒸發(fā)吸收熱量，從而使水和空氣降溫，冷空氣(30)排入室內(nèi)就可起到降溫和更換室內(nèi)空氣的效果，如果冷干空氣(12)直接排于室內(nèi)促使室內(nèi)各種液態(tài)水的蒸發(fā)亦可達(dá)到室內(nèi)均勻降溫的效果，控制補(bǔ)水管(29)的進(jìn)水量或室內(nèi)供水量就可達(dá)到調(diào)溫調(diào)濕的雙重效果。脫濕塔(14)中的介質(zhì)甘油由于吸收了空氣中的水份而濃度下降，吸收能力也下降，所以必須進(jìn)入維持系統(tǒng)進(jìn)行再生，在本實(shí)施例內(nèi)以閃蒸塔(18)作維持系統(tǒng)。首先自脫濕塔(14)下部流出的并經(jīng)附加熱器(15)稍微補(bǔ)充一些熱量的熱稀甘油(20)被作為維持系統(tǒng)的閃蒸塔(18)吸入，進(jìn)行真空脫水，由于附加熱器(15)補(bǔ)給了適量的蒸發(fā)潛熱等的差值，所以和在脫濕塔(14)中得到的熱量相加，可以使吸收的水在閃蒸塔(18)內(nèi)完成蒸發(fā)，使閃蒸塔下部的甘油濃縮并經(jīng)甘油泵(17)抽出送往脫濕塔(14)繼續(xù)使用。由于附加熱器(15)所需熱量極少，可以由各馬達(dá)工作發(fā)熱供給，也可以設(shè)置電加熱或其它余熱及太陽(yáng)能加熱器供給，這樣，就更便于啟動(dòng)和控制。
閃蒸塔(18)內(nèi)蒸發(fā)的二次蒸汽通過與之相通的氣相管道(19)吹到冷凝器(22)。冷凝器具有一定的傳熱面并在傳熱的外表面形成較薄的水膜，在風(fēng)扇(21)的吹動(dòng)下，傳熱面的水膜溫度趨于濕球溫度且高于濕球溫度，因此，吹過冷凝器(22)的空氣不但帶走了二次蒸汽冷凝時(shí)的熱量使甘油濃縮時(shí)蒸發(fā)出的水汽得以相變成液體，而且使分配室(24)內(nèi)的空氣得到加濕加熱，利用這些熱量不但強(qiáng)化了風(fēng)扇(27)吸入空氣的焓值，而且該剩余熱量(23)還可以加熱溫水或作為暖風(fēng)吹入室內(nèi)。冷凝器(22)內(nèi)收集的水可以通過排水排氣泵(16)或設(shè)置大氣腿排出系統(tǒng)或供給加濕塔(31)使用，冷凝器(22)內(nèi)的不凝性氣體亦可由排水排氣泵(16)排出。閃蒸塔(18)和冷凝器(22)是在充滿甘油液體后用甘油泵(17)等抽出大部分液體后形成的真空空間，使閃蒸塔(18)和冷凝器(22)變空，形成脫濕的空間完成蒸發(fā)作用，這樣就可以完成維持系統(tǒng)的循環(huán)。在作暖風(fēng)空調(diào)時(shí)可將冷空氣(30)或冷干空氣(12)吹入大氣，在作冷風(fēng)空調(diào)時(shí)可將濕熱空氣(23)吹入大氣。新鼓入的空調(diào)風(fēng)可以替換室內(nèi)原有空氣此時(shí)可以通過特定的孔道排出室外，并在排放中通過換熱器將冷量傳給冷凝器;或?qū)崃總鹘o補(bǔ)入的新空氣。在城建中可以設(shè)置大型脫水站向各用戶輸送冷干空氣或熱空氣，在脫水站制取熱水或能源供用戶使用，送熱風(fēng)時(shí)取得冷量或放空，各用戶可用自備的簡(jiǎn)單加濕器取得冷風(fēng)和控制熱風(fēng)進(jìn)量達(dá)到各室小氣候的控制，其輸送管道除特制薄管外亦可使用夏季間置的暖氣管道或特別設(shè)計(jì)的兼容式管道，加濕器可以采用例如離心霧化器超聲波霧化器，噴霧鼓風(fēng)機(jī)，浸潤(rùn)填料等。
實(shí)施例1的維持系統(tǒng)采用蒸發(fā)濃縮工藝脫除介質(zhì)中的水，如甘油的水份，此時(shí)將損失一個(gè)“沸點(diǎn)升高”的溫度差，如果為進(jìn)一步提高溫差使熱機(jī)效率提高，可以使用非相變分離法脫除水分，如電滲析、反滲透、萃取、結(jié)晶等方法。
實(shí)施例2附圖4表示用反滲透脫除介質(zhì)水份作維持系統(tǒng)的實(shí)際例子。
在脫濕塔(11)下部排出的稀甘油通過加壓泵(35)增壓進(jìn)入反滲透器(37)中，由于反滲透膜的作用在壓力下水分子(36)穿過膜而排出系統(tǒng)，被濃縮的甘油再次通過限流管(38)送回脫濕塔(14)完成循環(huán)，此時(shí)介質(zhì)基本不失去熱量也不損失沸點(diǎn)升高溫差，故可以在較高溫度自熱交換器(33)通過進(jìn)入的工質(zhì)(34)和排出的工質(zhì)(32)取得熱量。
實(shí)施例3例舉了在一定氣象條件下可以收集空氣焓差而得到能量進(jìn)行航行的船只(見附圖5)。
在船(45)上設(shè)置有脫濕區(qū)系統(tǒng)(47)吸收濕空氣熱量供給熱源(48)，又設(shè)置有加濕區(qū)系統(tǒng)(50)產(chǎn)生降溫效果供給冷源(51)，在熱源與冷源間設(shè)置相應(yīng)的熱機(jī)(43)借助熱的流動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生功的輸出，經(jīng)推進(jìn)器(41)的作用推動(dòng)船只前進(jìn)，空氣中的水經(jīng)相變和處理可形成淡水的供應(yīng)。
實(shí)施例4實(shí)施例1和例3是采用液體的介質(zhì)的實(shí)例，關(guān)于固體介質(zhì)的應(yīng)用可以如附圖6所示在脫濕器(64)中放置固體介質(zhì)，例如一定結(jié)構(gòu)的硅膠等結(jié)合體，這個(gè)結(jié)合體具有氣體的透過能力，并在硅膠等成分中混有易導(dǎo)熱的物質(zhì)和有可以通電發(fā)熱快速傳熱給硅膠等的電加熱件(65)，這個(gè)電熱件可以由熱電偶堆組成，亦可以由硅膠混入的導(dǎo)電物質(zhì)形成，必要時(shí)可以用冷熱源溫差產(chǎn)生部分電能供使用和用介質(zhì)導(dǎo)電發(fā)熱。當(dāng)介質(zhì)具有相變能力時(shí)，室外空氣或濕氣體由風(fēng)扇(61)推動(dòng)穿過介質(zhì)，此時(shí)氣體的熱焓放出，提高了介質(zhì)和空氣的溫度，使分配器(63)內(nèi)充滿熱干空氣，當(dāng)這些空氣穿過溫水箱(67)下部的列管(62)時(shí)，將所帶的熱量傳給溫水箱中的冷水，使水溫初步升高，被冷卻的空氣再穿過加濕器(71)產(chǎn)生降溫效果，當(dāng)冷風(fēng)溫度高于某一數(shù)值時(shí)，說明介質(zhì)已趨于失效、此時(shí)應(yīng)靠溫度檢測(cè)自動(dòng)開啟維持系統(tǒng)(圖中未畫出)，當(dāng)進(jìn)入維持系統(tǒng)的再生程序時(shí)，風(fēng)扇電源斷電，同時(shí)電加熱件(65)通電，此時(shí)由于硅膠等內(nèi)部的發(fā)熱與導(dǎo)熱與原有介質(zhì)升溫后取得的熱量使硅膠等迅速升溫到脫濕溫度，并開始蒸發(fā)吸附的水分，由于熱的水蒸汽和部分空氣比重較分配器(63)內(nèi)的冷空氣小故在風(fēng)道(66)和傳熱管(69)的抽力下通過風(fēng)門(68)排出系統(tǒng)外，在移動(dòng)過程中通過傳熱管(69)的傳熱將所帶熱量傳給溫水箱(67)使溫水進(jìn)一步升溫，在硅膠等再生到一定程度時(shí)，應(yīng)自動(dòng)停止加熱，并在延時(shí)一段時(shí)間后，使硅膠等自身散熱到一定溫度時(shí)，開啟風(fēng)扇進(jìn)入下一工作程序。在傳熱管(69)的下部設(shè)有冷凝液收集槽并通過管道(70)流到加濕器(71)中使用，風(fēng)門(68)在風(fēng)扇啟動(dòng)時(shí)間同步關(guān)閉，溫水箱(67)的溫水可定期排出使用。當(dāng)然不用水回收這部分熱量亦可使用本系統(tǒng)。只是把熱排給環(huán)境，在作熱風(fēng)供應(yīng)時(shí)可以使用。此時(shí)列管(62)的熱量可由設(shè)于溫水箱中的風(fēng)源吹出應(yīng)用。
當(dāng)然電熱件(65)的熱量也可以由其它過程的余熱提供。熱干空氣或冷干空氣可以直接送到相應(yīng)的使用部位應(yīng)用。這樣的裝置也可以制成大型設(shè)備用于特定的需要。
實(shí)施例5利用雙脫濕區(qū)進(jìn)行周期地切換工作也可以形成連續(xù)的干空氣供應(yīng)，供給蒸發(fā)制冷或燃料的助燃空氣等，濕氣體內(nèi)的水蒸汽含量及維持系統(tǒng)的工作可以由工業(yè)余熱如煙道氣、熱機(jī)廢氣、工藝廢熱等熱量完成。這樣可以在有余熱條件下建立這樣干空氣制造系統(tǒng)，所制得的與余熱規(guī)模相應(yīng)的干空氣極容易輸送，并形成供應(yīng)網(wǎng)向各用戶供應(yīng)調(diào)溫調(diào)濕用風(fēng);也可以用來制造相應(yīng)的低溫冷卻水，滿足原來要從地下水等處方能取得的低于20℃的冷水，這樣從高溫水降到20℃以下的循環(huán)使用方式將大量節(jié)約人們?yōu)槔鋮s而大量消耗的水量;還可以將這些干空氣鼓入爐膛和熱機(jī)，由于去掉了高比熱的水蒸汽，又增加助燃空氣中的含氧量并提高進(jìn)風(fēng)溫度等有利因素，可促進(jìn)燃燒，增高火焰溫度。
附圖7表示了一個(gè)固態(tài)介質(zhì)雙脫濕區(qū)的切換工作系統(tǒng)，在可以使介質(zhì)與余熱進(jìn)行充分換熱的左脫濕列管(77)和右脫水列管(83)中分別放有固態(tài)介質(zhì)(75)和(84)，當(dāng)從鼓風(fēng)機(jī)來的普通濕空氣(74)穿過列管中的介質(zhì)時(shí)右脫濕列管(83)處于脫濕狀態(tài)，空氣穿過介質(zhì)后通過旋塞三通閥(81)進(jìn)入干氣體輸送管道(80)。此時(shí)左脫濕列管(77)正處于再生狀態(tài)，當(dāng)由其載體攜帶的余熱通過旋塞三通閥(73)進(jìn)入左脫濕列管(77)的列管間隙時(shí)將其熱量傳給介質(zhì)后，自出口管(76)排入煙道，介質(zhì)受熱升溫后水分子得到能量開始解吸并和鼓風(fēng)機(jī)鼓入的空氣(74)一起升溫混合后呈氣態(tài)，通過旋塞三通(78)排入大氣(79)也可在必要時(shí)回收這部分熱量。當(dāng)需要切換相互的工作狀態(tài)時(shí)可以同步的操作有關(guān)的旋塞三通閥(73)(78)(81)即可達(dá)到。
實(shí)施例6由于水資源的緊張，減少水的消耗已是人們十分關(guān)注的問題，有大量的水作為冷卻用水而被消耗，其原因多為自然界開采的20℃以下的溫度的水由于換熱后的升溫已無法低價(jià)地恢復(fù)20℃以下的溫度，因而大量的溫水作為廢水排放，利用本發(fā)明系統(tǒng)，由于干空氣的蒸發(fā)冷卻效果可以使水溫恢復(fù)20℃以下，又由于維持系統(tǒng)的工作可以消耗空氣中的焓值而工作，因而運(yùn)行費(fèi)用較低，使制取大量20℃以下溫度的水成為可能。
附圖8表示一種制取冷卻水的低溫冷卻塔裝置。其上部是普通的噴淋冷卻塔(89)，高溫水自進(jìn)水管(91)，通過分布器(90)淋于填料(88)上與鼓入的普通空氣(93)接觸蒸發(fā)、傳熱、用過的空氣(92)排入大氣，被初步冷卻的水流過填料后從分配器(96)流到低溫冷卻塔(87)，并通過填料與塔下部吹上來的飽和冷空氣進(jìn)行熱交換再使水進(jìn)一步預(yù)冷卻，交換過的飽和空氣從排放口(94)排入大氣，預(yù)冷的水通過再分配器(97)分布在填料(98)上與鼓入的干空氣(86)進(jìn)行充分接觸，按適當(dāng)?shù)母煽諝馀c水量的配比即可在出水口(85)得到低溫的冷卻水。設(shè)置多個(gè)低溫冷卻塔串聯(lián)，可以取得更低的冷卻水溫度。
實(shí)施例7按照實(shí)施例6可以組裝成各種實(shí)用系統(tǒng)，特別適用于與普通熱機(jī)配合形成增力的空調(diào)冷凍系統(tǒng)，附圖9表示了一個(gè)用于汽車上的應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例。
在實(shí)施例7的外部設(shè)置有利用行車風(fēng)能或其它能量的鼓風(fēng)機(jī)(102)空氣從進(jìn)口(101)進(jìn)入被輸送到兩個(gè)脫濕塔(109)(110)并通過旋塞三通閥(111)(112)(113)使鼓入的空氣分別進(jìn)行脫濕或再生之用，并使內(nèi)燃機(jī)(104)的廢氣分別進(jìn)入再生狀態(tài)的列管，并通過管道(106)從汽車原有的消音器(107)排入大氣，所得干空氣一路通過管道(105)送到內(nèi)燃機(jī)(104)作助燃空氣用，產(chǎn)生增力效果;一路通過管道(100)送入加濕塔(99)，降溫后的風(fēng)自冷風(fēng)出口(108)送入車箱內(nèi)完成空調(diào)效果，利用干空氣還可以使局部小容積的水強(qiáng)烈不飽和蒸發(fā)，產(chǎn)生小區(qū)域的冷凍效果，用于特定需要，冷凍用過的干空氣還可再用于空調(diào)。在無廢熱供應(yīng)的條件下可以采用主要使用空氣熱焓的液態(tài)介質(zhì)脫水區(qū)和無相變維持系統(tǒng)。
實(shí)施例8脫濕區(qū)雖然可以象加濕區(qū)一樣采用一個(gè)區(qū)以上的串聯(lián)連續(xù)工作使溫差進(jìn)一步擴(kuò)大，但由于濕氣體焓值所限，低溫?zé)嵩唇档蜏囟扔幸欢ㄏ拗?，故在熱源間需設(shè)置低溫差熱機(jī)才能有效工作。當(dāng)然高濕氣體具有較大的焓值，但如采用水來作可凝性蒸汽，則由于水的沸點(diǎn)所限，使高溫?zé)嵩瓷?10℃以上有一定困難，而低溫空氣的焓值較小，故低溫?zé)嵩唇档?0℃以下亦較困難，如采用其它高沸點(diǎn)物質(zhì)作可凝性蒸汽，并選擇相應(yīng)的脫濕介質(zhì)才有可能得到高溫，或采用低沸點(diǎn)物質(zhì)和相應(yīng)介質(zhì)才能得到低溫，但此時(shí)需進(jìn)行物質(zhì)的回收防止逃逸，當(dāng)然脫濕區(qū)也可以多個(gè)串聯(lián)形式逐步變壓變溫的工藝，使高溫高壓狀態(tài)得以形成，但需要高濕氣體才能完成。
附圖10表示一個(gè)四沖程低溫差熱機(jī)的原理，用于在兩熱源間進(jìn)行低溫差的熱力轉(zhuǎn)換。
如圖在一個(gè)杠桿支點(diǎn)結(jié)構(gòu)(129)上有四臂的擺桿(128)，與擺桿兩臂相聯(lián)的活塞桿(127)(135)上聯(lián)接著四個(gè)容積相同的具有較大容積的氣缸(137、117、125、134)和活塞(136、121、126、130)，由于容積較大可以使工作接近絕熱狀態(tài)，以便提高熱機(jī)效率。由于擺桿(128)的作用使四個(gè)活塞(136、121、126、130)和掃氣缸(140)及往復(fù)泵(138)處于聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。在擺動(dòng)中使四個(gè)活塞輪流處于吸、壓、爆、排、四種行程狀態(tài);使掃氣缸(137)通過管道(141)(142)反復(fù)在兩側(cè)分別形成吸、排狀態(tài);使往復(fù)泵(138)兩側(cè)也通過管道(143)(145)分別反復(fù)形成吸、排狀態(tài)。
當(dāng)氣缸(134)處于濕氣體被壓縮等待膨脹的爆發(fā)沖程，當(dāng)有相應(yīng)的介質(zhì)從進(jìn)口(132)進(jìn)入氣缸(134)內(nèi)，由于介質(zhì)使?jié)駳怏w內(nèi)的可凝性蒸汽相變放出蒸發(fā)潛熱，通過間接或直接的加熱，從而使介質(zhì)和可凝性氣體溫度升高、使壓力變大，因此推動(dòng)活塞(130)，活塞推動(dòng)活塞桿(135)向下移動(dòng)，使帶動(dòng)擺桿(128)擺動(dòng)，在擺桿(128)和活塞桿(127)的聯(lián)動(dòng)作用下，相關(guān)的機(jī)構(gòu)都一起移動(dòng)。移動(dòng)的結(jié)果，使氣缸(137)排出內(nèi)部的部分干氣體輸送到需要部位;使掃氣缸(140)的膜片(139)推動(dòng)大量濕氣體充分更換氣缸(117)內(nèi)的干氣體并將干氣體與氣缸(137)排出的部分干氣體一起送往需要部位;使氣缸(125)內(nèi)的濕氣體被輕微壓縮等待進(jìn)入介質(zhì);完成膨脹爆發(fā)行程;使往復(fù)泵(138)通過管道(143)吸入存于氣缸(134)內(nèi)的稀介質(zhì)、和通過管道(145)向維持系統(tǒng)輸送稀介質(zhì)，并通過維持系統(tǒng)向氣缸(125)內(nèi)輸送濃介質(zhì)。在完成這一聯(lián)動(dòng)動(dòng)作后必有一氣缸處于爆發(fā)沖程前，此時(shí)只要導(dǎo)入介質(zhì)就會(huì)形成第二次聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，動(dòng)作的結(jié)果又會(huì)有第三次聯(lián)動(dòng)動(dòng)作準(zhǔn)備。濕氣體進(jìn)口(114、120、122、133)以及干氣體與介質(zhì)出口(116、118、124、131)和介質(zhì)進(jìn)口(115、119、123、132)可內(nèi)設(shè)置專用的程序切換閥分別進(jìn)行同步程序控制，完全相應(yīng)沖程狀態(tài)時(shí)所需的開閉狀態(tài)。因此，裝置可以重復(fù)的無限的運(yùn)動(dòng)下去，而不斷的會(huì)利用濕氣體焓能制取能源和送出干氣體。
該裝置適用于用夏季高溫高濕空氣自動(dòng)大量的供應(yīng)空調(diào)冷干風(fēng)。無能耗，無噪聲，無污染運(yùn)行且費(fèi)用低廉，也適用于用工業(yè)燃燒燃料后的濕煙道氣，及工業(yè)廢濕氣體制造冷凍水之用，由于工業(yè)濕氣體一般焓值較高如實(shí)施例9所示的冷卻水系統(tǒng)不但可以完成干氣體的輸送而且可以有部分功輸出做為輸送冷卻水之用、又由于工業(yè)濕氣體所具有的熱焓值占燃燒熱的較大比重因此回收這部分熱量將有一定意義。
由于大氣層中存在有大量的濕空氣，又由于空氣的易流動(dòng)性和取之不盡的特點(diǎn)以及易于恢復(fù)的可能性，因此大量收集空氣熱焓供人類使用是一種無損索取的能源供給方式，每50-80立米濕空氣就可具有1KW功率存在。因此收集空氣焓具有實(shí)用意義。
本發(fā)明所產(chǎn)生的冷源和熱源能力可廣泛應(yīng)用于能源工業(yè)，也可用于化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、城建、環(huán)保、家電、交通等各種工業(yè)企業(yè)和家庭，發(fā)揮節(jié)能、節(jié)電、節(jié)水的效果。
權(quán)利要求
1.采用濕氣體焓制造濕差和濕差的應(yīng)用系統(tǒng)，其特征在于具有脫濕區(qū)(4)、加濕區(qū)(10)、維持系統(tǒng)(6)、熱源(7)、冷源(9)和熱交換器(2)，熱交換器設(shè)于脫濕區(qū)(4)之前和脫濕區(qū)(4)與加濕區(qū)(10)之間，在脫濕區(qū)(4)內(nèi)放置使氣體中可凝性蒸汽相變的介質(zhì)，脫濕區(qū)(4)與移走其熱量的高溫?zé)嵩?7)相接，加濕區(qū)(10)與吸收熱量的低溫冷源(9)相接，所說的脫濕區(qū)(9)與使所說的介質(zhì)保持脫水性能的維持系統(tǒng)(6)相連接。
2.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于在熱源(7)和冷源(9)之間設(shè)置熱機(jī)(8)。
3.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于所說的系統(tǒng)是一臺(tái)冷熱空調(diào)機(jī)，由加濕塔(31)、脫水塔(14)、閃蒸塔(18)、冷凝器(22)、附加熱器(15)、熱交換器(28)組成，所采用的濕氣體是環(huán)境空氣。
4.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于所說的維持系統(tǒng)是供脫除脫濕塔(11)內(nèi)甘油介質(zhì)的反滲透器(37)，該反滲透器由壓力泵(35)、限流管(38)和熱交換器(33)組成。
5.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于所說的系統(tǒng)是船只(45)，在冷源(51)和熱源(48)之間設(shè)置熱機(jī)(43)，由該熱機(jī)推動(dòng)船只前進(jìn)。
6.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于在脫濕器(64)中所用的介質(zhì)是硅膠結(jié)合體，所說的結(jié)合體是在固體介質(zhì)中混有易導(dǎo)熱的物質(zhì)和通電發(fā)熱的電加熱件(65)。
7.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于所說的脫濕區(qū)是利用固態(tài)介質(zhì)的雙脫濕區(qū)切換系統(tǒng)，具有在脫濕列管(77)和在脫濕列管(83)，由旋塞三通閥(73、78、81)同步操作。
8.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于所說的系統(tǒng)是制取冷卻水的低溫冷卻塔裝置，由上部的噴淋冷卻塔(89)和下部的低溫冷卻塔(87)組成。
9.按照權(quán)利要求1或8所說的系統(tǒng)，其特征在于所說的系統(tǒng)是與普通熱機(jī)配合的增力空調(diào)冷凍系統(tǒng)，所說的增力空調(diào)冷凍系統(tǒng)由干空氣管道(105)、廢熱管道(103)和空調(diào)冷凍器組成。
10.按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于在熱源間設(shè)有進(jìn)行低溫差熱功轉(zhuǎn)換的四沖程低溫差熱機(jī)，在該低溫差熱機(jī)上設(shè)有連接四臂擺桿(128)的杠桿支點(diǎn)結(jié)構(gòu)(129)，在與其中兩臂相聯(lián)的活塞桿(127、135)上連接4個(gè)氣缸(137、117、125、134)和活塞(136、121、126、130)，四臂擺桿(128)的另兩臂與掃氣缸(140)及往復(fù)泵(138)相連，通過擺桿(128)，四個(gè)活塞(136、121、126、130)與掃氣缸(140)及往復(fù)泵(138)聯(lián)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及以增濕處理或減濕處理氣體為特征的氣體調(diào)節(jié)系統(tǒng)領(lǐng)域，是采用濕氣體焓制造濕差和溫差系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有脫濕區(qū)、加濕區(qū)、維持系統(tǒng)、熱源、冷源和熱交換器。利用存在于大氣層中的濕空氣或濕氣體焓作為能源是一種無損索取的能源供應(yīng)方式。本發(fā)明系統(tǒng)所產(chǎn)生的冷源與熱源等功能可廣泛用于家電、農(nóng)業(yè)、城建、環(huán)保、交通、化工等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F24F3/14GK1054130SQ9010066
公開日1991年8月28日 申請(qǐng)日期1990年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月14日
發(fā)明者馬辰生 申請(qǐng)人:馬辰生