用于液体干燥空气输送系统的控制系统和方法
【专利说明】用于液体干燥空气输送系统的控制系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并要求题目为“用于液体干燥空气输送系统的控制系统和方法”，2014年2月4递交的美国专利申请14/171，951的优先权，依次，本申请涉及并要求题目为“用于在能量交换系统中保持供气条件的方法和系统”，2013年3月15日递交的美国临时专利申请61/793，826的优先权，两件在先申请在此整体作为参考引入。
【背景技术】
[0003]本专利申请说明书的实施方式大体上涉及空气输送系统，例如供暖通风与空气调节(HVAC)系统、空气调节系统、热栗系统、和能量交换系统，且更具体地，涉及用于空气输送系统的控制系统和方法。
[0004]封闭的结构，例如使用中的建筑、工厂等，通常包括供暖通风与空气调节(HVAC)系统，以用于室外通风和/或再循环空气的调节。供暖通风与空气调节系统典型地包括供气流动路径和排气流动路径。供气流动路径接收预调节的空气，例如室外空气或者混合有再循环空气的室外空气，或者从其他气源供给的空气，并且将预调节的空气引导并分配进入封闭的结构。所述预调节的空气通过HVAC系统进行调节以提供分配进入封闭的结构的供气的所需温度和湿度。排气流动路径将空气排放至结构外部的环境。没有能量回收，对供气进行调节将需求大量的辅助能量，特别是在具有与所需的供气温度和湿度不同的极端外部空气条件的环境中。相应地，能量交换或回收系统用于从排气流动路径回收能量。
[0005]传统的能量交换系统可以利用设置在供气流动路径和排气流动路径中的能量回收装置(例如，能量轮和透气板交换器)或热交换装置(例如，转轮换热器、板式换热器，热管换热器和环形换热器)。液气隔膜式能量换热器(LAMEE)可以流体地连通，使得干燥流体在液气隔膜式能量换热器之间绕环路流动，这类似于通常使用水状的乙二醇作为连通流体的环形换热器。
[0006]流体干燥系统通常为直接接触系统，其中，流体干燥剂从与其接触的空气中去除湿气。接触流体干燥剂的供气的温度和湿度可以通过控制流体干燥剂的温度和浓度来改变。然而，已知的干燥型的HVAC能量交换系统缺少用于调整流体干燥剂以保持供气工况的方法。
【发明内容】
[0007]本专利申请说明书的【具体实施方式】提供一种空气输送系统，该空气输送系统包括壳体、第一液气隔膜式能量换热器和干燥剂储罐。所述壳体包括供气通道和回气或排气通道。所述供气通道包括供气或室外空气入口和供气出口，所述供气入口配置为允许室外空气或其他源的空气进入所述供气通道，所述供气出口配置为允许供气流到封闭的结构。所述排气通道包括排气入口和排气出口，所述排气入口配置为允许所述封闭的结构的排气进入所述排气通道，所述排气出口配置为允许排气排放至外部环境。在干燥剂再生模式过程中，所述第一液气隔膜式能量换热器配置为接收所述空气例如室外空气，以再生所述第一液气隔膜式能量换热器内的干燥剂。干燥剂储罐与所述第一液气隔膜式能量换热器流体连通。所述第一液气隔膜式能量换热器配置为将再生的干燥剂储存在所述干燥剂储罐内。所述再生的干燥剂配置为保持备用并在正常运行模式中被导出。当所述空气输送系统并不向所述封闭的结构提供供气时，所述第一液气隔膜式能量换热器配置为在空闲时间段内接收室外空气，或其他起源的空气。所述第一液气隔膜式能量换热器为设置在所述排气通道内的排气的液气隔膜式能量换热器。可选择地，所述第一液气隔膜式能量换热器为设置在所述供气通道内的供气的液气隔膜式能量换热器。同样，可选择地，所述第一液气隔膜式能量换热器为设置在净化空气内的再生的液气隔膜式能量换热器，净化空气既不是供气，也不是排气。所述壳体可选择地包括气流控制装置，例如阻尼器，以引导空气从供气入口或排气入口流到第一液气隔膜式能量换热器，和/或引导空气从第一液气隔膜式能量换热器流到供气出口或排气出口。
[0008]所述系统可以包括设置在所述供气通道和所述排气通道之间的干燥剂再生旁路阻尼器。所述系统还可包括设置在所述室外空气或供气入口内的室外空气或供气入口阻尼器、设置在所述供气出口内的供气出口阻尼器、设置在所述排气入口内的排气入口阻尼器、和设置在所述排气出口内的排气出口阻尼器。在所述正常运行模式中，所述室外空气或供气入口阻尼器、所述供气出口阻尼器、所述排气出口阻尼器和所述排气入口阻尼器全部打开，并且所述干燥剂再生旁路阻尼器关闭。
[0009]在至少一种实施方式中，在所述干燥剂再生模式过程中，所述室外空气或供气入口阻尼器、所述排气出口阻尼器、和所述干燥剂再生旁路阻尼器打开，而所述供气出口阻尼器、和所述排气入口阻尼器关闭，使得室外空气，或其他源的空气直接从所述供气通道进入所述排气通道并流入所述排气的液气隔膜式能量换热器。所述排气的液气隔膜式能量换热器内的干燥剂通过所述室外空气或其他源的空气来再生。
[0010]在至少一种实施方式中，在所述干燥剂再生模式过程中，所述排气出口阻尼器和所述排气入口阻尼器打开，而所述室外空气入口阻尼器、所述供气出口阻尼器、和所述干燥剂再生旁路阻尼器关闭，使得所述排气从所述封闭的结构进入所述排气通道并流入所述排气的液气隔膜式能量换热器。所述排气的液气隔膜式能量换热器内的干燥剂通过所述排气来再生。
[0011]在至少一种实施方式中，在所述干燥剂再生模式过程中，净化空气既不是供气，也不是排气，且净化空气通过远离设置的再生的液气隔膜式能量换热器。远离设置的再生的液气隔膜式能量换热器内的干燥剂可以用净化空气来再生。
[0012]所述供气通道和所述排气通道通过分隔物来隔开。所述干燥剂再生旁路阻尼器设置在所述分隔物内。
[0013]所述系统还包括设置所述供气通道内的供气的液气隔膜式能量换热器。所述供气的液气隔膜式能量换热器通过湿气输送回路可操作地连接于所述排气的液气隔膜式能量换热器，所述湿气输送回路配置为在所述供气的液气隔膜式能量换热器和所述排气的液气隔膜式能量换热器之间循环所述干燥剂。
[0014]所述系统还包括再生的液气隔膜式能量换热器，该再生的液气隔膜式能量换热器可以设置在供气通道或排气通道的外部。远离的液气隔膜式能量换热器可以通过湿气输送回路可操作地连接于任何其他的液气隔膜式能量换热器，湿气输送回路配置为在远离的液气隔膜式能量换热器和任何其他的液气隔膜式能量换热器之间循环干燥剂。
[0015]所述系统还可包括热栗，该热栗可操作地连接于供气的液气隔膜式能量换热器、排气的液气隔膜式能量换热器和/或再生的液气隔膜式能量换热器中的一个或多个。热栗配置为加热或冷却供气的液气隔膜式能量换热器、排气的液气隔膜式能量换热器和/或再生的液气隔膜式能量换热器内的干燥剂。
[0016]所述系统还包括一个或多个第一热交换器、第二热交换器、和/或第三冷却器，第一热交换器设置在所述供气通道内并位于所述供气的液气隔膜式能量换热器的下游，第二热交换器设置在所述排气通道内并位于所述排气的液气隔膜式能量换热器的上游，第三热交换器设置在净化气流内并位于净化气流的液气隔膜式能量换热器的上游。所述热栗可操作地连接于一个或多个热交换器。所述热栗提供的加热的或冷却的流体可以用于调节热交换器内的制冷剂。
[0017]所述系统还包括可操作地连接于一个或多个热交换器的可再生的或可回收的能量源。所述可再生的或可回收的能量源配置为调节一个或多个热交换器内的液体。
[0018]所述供气的液气隔膜式能量换热器通过至少一个管道流体地连接于所述干燥剂储罐。至少一个供气旁路阻尼器可以邻接所述供气的液气隔膜式能量换热器设置。所述供气旁路阻尼器配置为在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置，气流直接通过所述供气的液气隔膜式能量换热器，在所述打开位置，所述气流绕过所述供气的液气隔膜式能量换热器。
[0019]所述系统还可以包括流体地连接于任何的液气隔膜式能量换热器的水源。所述水源配置为向液气隔膜式能量换热器内的所述干燥剂提供水，以稀释所述干燥剂和/或改变所述干燥剂的温度。
[0020]所述系统还可包括能量回收装置，该能量回收装置的第一部分设置在所述供气通道内并位于所述供气的液气隔膜式能量换热器的上游，该能量回收装置的第二部分设置在所述排气通道内并位于所述排气的液气隔膜式能量换热器的上游。至少一个旁路阻尼器至少邻接能量回收装置的所述第一部分或所述第二部分设置。所述旁路阻尼器配置为能够关闭以防止气流绕过所述能量回收装置，并能够打开以允许所述气流的至少一部分绕过所述能量回收装置。例如，所述能量回收装置包括焓轮。
[0021]所述系统还可包括热栗，该热栗可操作地连接于所述排气的液气隔膜式能量换热器。所述热栗配置为加热或冷却所述排气的液气隔膜式能量换热器内的所述干燥剂。
[0022]所述系统还可包括控制子系统，该控制子系统配置为控制所述空气输送系统的运行。所述控制子系统使所述空气输送系统在所述正常运行模式和所述干燥剂再生模式之间转换。
[0023]所述系统还可包括邻接所述排气的液气隔膜式能量换热器设置的至少一个排气旁路阻尼器。所述排气旁路阻尼器配置为在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置，气流直接通过所述排气的液气隔膜式能量换热器，在所述打开位置，所述气流绕过所述排气的液气隔膜式能量换热器。
[0024]所述系统还可包括排气再循环阻尼器，该排气再循环阻尼器设置在所述供气通道和所述排气通道之间。所述排气再循环阻尼器配置为能够打开以允许所述封闭的结构的所述排气再循环流入所述供气。
[0025]所述系统还可包括流体地连接于所述排气的液气隔膜式能量换热器的水源。所述水源配置为向所述排气的液气隔膜式能量换热器内的所述干燥剂提供水，以稀释所述干燥剂和/或改变所述干燥剂的温度。
[0026]本发明的特定实施方式提供一种操作空气输送系统的方法。所述方法包括:在干燥剂再生模式中，设置在所述排气通道内或设置在净化空气流动路径内第一液气隔膜式能量换热器，例如排气的液气隔膜式能量换热器接收室外空气或净化空气；在干燥剂再生模式中，再生所述第一液气隔膜式能量换热器内的所述干燥剂；将再生的干燥剂储存在流体连接于第一液气隔膜式能量换热器的干燥剂储罐内；和在正常运行模式中导出所述再生的干燥剂。可选择地，室外空气或净化空气可在供气的液气隔膜式能量换热器或其他的再生的液气隔膜式能量换热器内接收。
[0027]本发明的特定实施方式提供一种空气输送系统，该空气输送系统包括壳体、设置在排气通道内的排气的液气隔膜式能量换热器、设置在供气通道内的供气的液气隔膜式能量换热器、热栗、以及第一热交换器和/或第二热交换器，第一热交换器设置在供气通道内并位于供气的液气隔膜式能量换热器的下游，第二热交换器设置在排气通道内并位于排气的液气隔膜式能量换热器的上游。供气的液气隔膜式能量换热器通过湿气输送回路可操作地连接于排气的液气隔膜式能量换热器，所述湿气输送回路配置为在供气的液气隔膜式能量换热器和排气的液气隔膜式能量换热器之间循环干燥剂。热栗可操作地连接于排气的液气隔膜式能量换热器和/或供气的液气隔膜式能量换热器。所述热栗配置为加热或冷却排气的液气隔膜式能量换热器和/或供气的液气隔膜式能量换热器内的干燥剂。热栗还可操作地连接于所述第一热交换器和/或所述第二热交换器。所述热栗提供的气体或液体用于调节所述第一热交换器和/或所述第二热交换器内的制冷剂。可选择地，系统还可包括设置在壳体外部的再生的液气隔膜式能量换热器。
[0028]本发明的特定实施方式提供一种空气输送系统，该空气输送系统包括壳体、设置在排气通道内的排气的液气隔膜式能量换热器、和设置在供气通道内的供气的液气隔膜式能量换热器。至少一个排气旁路阻尼器邻接排气的液气隔膜式能量换热器设置。排气旁路阻尼器配置为在关闭位置和打开位置之间运动，在所述关闭位置，气流直接通过排气的液气隔膜式能量换热器，在所述打开位置，所述气流绕过所述排气的液气隔膜式能量换热器。至少一个供气旁路阻尼器邻接供气的液气隔膜式能量换热器设置。供气旁路阻尼器配置为在关闭位置和打开位置之运动，在所述关闭位置，气流直接通过供气的液气隔膜式能量换热器，在所述打开位置，所述气流绕过所述供气的液气隔膜式能量换热器。
[0029]本发明的特定实施方式提供一种空气输送系统，该空气输送系统包括壳体、设置在排气通道内的排气的液气隔膜式能量换热器、和设置在供气通道内的供气的液气隔膜式能量换热器。排气再循环阻尼器设置在所述供气通道和所述排气通道之间。所述排气再循环阻尼器配置为能够打开以允许所述封闭的结构的所述排气再循环进入所述供气。
[0030]本发明的特定实施方式提供一种空气输送系统，该空气输送系统包括壳体、第一液气隔膜式能量换热器，该第一液气隔膜式能量换热器设置在所述排气通道或所述壳体外部的净化气流中的一个内；第二液气隔膜式能量换热器，该第二液气隔膜式能量换热器设置在所述供气通道内。所述第二液气隔膜式能量换热器通过湿气输送回路可操作地连接于所述第一液气隔膜式能量换热器，所述湿气输送回路配置为在所述第二液气隔膜式能量换热器和所述第一液气隔膜式能量换热器之间循环干燥剂。所述系统还包括热栗，该热栗可操作地连接于所述第一液气隔膜式能量换热器和/或所述第二液气隔膜式能量换热器。所述热栗配置为加热或冷却所述第一液气隔膜式能量换热器和/或所述第二液气隔膜式能量换热器内的干燥剂。所述系统还包括第一热交换器和/或第二热交换器，所述第一热交换器设置在所述供气通道内并位于所述第二液气隔膜式能量换热器的下游，所述第二热交换器设置在所述排气通道内并位于所述第一液气隔膜式能量换热器的上游，或者所述第二热交换器设置在所述净化气流内并位于所述第一液气隔膜式能量换热器的上游。所述热栗可操作地连接于所述第一热交换器和/或所述第二热交换器。所述热栗提供的气体或液体用于调节所述第一热交换器和/或所述第二热交换器内的制冷剂。
[0031]在至少一种实施方式中，第一液气隔膜式能量换热器为设置在排气通道内的排气的液气隔膜式能量换热器。在至少一种实施方式中，第一液气隔膜式能量换热器为设置在净化气流内的再生的液气隔膜式能量换热器。
【附图说明】
[0032]图1A是根据本发明实施方式的空气输送系统的示意图。
[0033]图1B是根据本发明实施方式的空气输送系统的示意图。
[0034]图2是根据本发明实施方式的空气输送系统的干燥剂回路的示意图。
[0035]图3是根据本发明实施方式的运行空气输送系统的方法的流程图。
[0036]图4是根据本发明实施方式的空气输送系统的示意图。
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