用于液体干燥空气输送系统的控制系统和方法_4

文档序号:9529112阅读:来源:国知局
器202和208,(ii)供气的液气隔膜式能量换热器202和排气的液气隔膜式能量换热器208用作被动的全膜能量交换器(RAMEE),以与排气转移明显的和/或潜在的能量,和/或
(iii)能量回收装置218。
[0109]图5是根据本发明实施方式的空气输送系统300的示意图。空气输送系统300类似于以上说明的空气输送系统,并且空气输送系统300可以与以上说明的任何方法使用。
[0110]另外,空气输送系统300可包括设置在分隔物304内的排气再循环阻尼器302且位于供气通道308内的能量回收装置306的下游,且位于排气通道310内的能量回收装置306的上游。阻尼器302可以打开以允许从封闭的结构322排出的排气320与调节的空气323在进入供气的液气隔膜式能量换热器324之前进行混合。供气的液气隔膜式能量换热器324接收混合的空气并进一步对该空气调节以向封闭的结构322提供供气326。这样,阻尼器302可以打开以将排气320再循环进入调节的空气323。阻尼器302可以关闭以防止排气320与调节的空气323混合。
[0111]图6是根据本发明实施方式的空气输送系统(例如空气输送系统10,图1A所示)的干燥剂回路400的示意图。干燥剂回路400可以包括通过湿气输送回路410连接的干燥剂循环402和干燥剂循环406,干燥剂循环402位于排气的液气隔膜式能量换热器404内和/或通过排气的液气隔膜式能量换热器404,干燥剂循环406位于供气的液气隔膜式能量换热器408内和/或通过供气的液气隔膜式能量换热器408,如以上图2所述的。水源412可以通过管道414连接于排气的液气隔膜式能量换热器404的干燥剂循环402。控制子系统或操作员可以向干燥剂循环402内的干燥剂提供水,例如反渗透水,以将干燥剂稀释到所需浓度。另外,所述水可以将干燥剂的温度加热或冷却到所需温度。
[0112]例如,干燥剂回路400可以与图1A结合使用。当然,干燥剂回路400可以用作以上所述的任何干燥剂回路。
[0113]图7是根据本发明实施方式的空气输送系统(例如空气输送系统10,图1A所示)的干燥剂回路500的示意图。干燥剂回路500可以包括通过湿气输送回路510连接的干燥剂循环502和干燥剂循环506,干燥剂循环502位于排气的液气隔膜式能量换热器504内和/或通过排气的液气隔膜式能量换热器504,干燥剂循环506位于供气的液气隔膜式能量换热器508内和/或通过供气的液气隔膜式能量换热器508,如以上图2所述的。水源512可以通过管道514连接于供气的液气隔膜式能量换热器508的干燥剂循环506。控制子系统或操作员可以向干燥剂循环506内的干燥剂提供水,例如反渗透水,以将干燥剂稀释到所需浓度。另外,所述水可以将干燥剂的温度冷却到所需温度。
[0114]例如,干燥剂回路500可以与图1A结合使用。当然,干燥剂回路500可以用作以上所述的任何干燥剂回路。
[0115]如所描述的,图6显示了包括水源412的干燥剂回路400,水源412配置为向排气的液气隔膜式能量换热器404供给水,而图7显示了包括水源512的干燥剂回路500,水源512配置为向供气的液气隔膜式能量换热器508供给水。可选择地,单个的水源可用于同时向供气的和排气的液气隔膜式能量换热器供给水。在至少一种其他实施方式中,供气的和排气的液气隔膜式能量换热器中的每个可连接于独立的和不同的水源。
[0116]图6和7显示了位于排气的液气隔膜式能量换热器内和/或通过排气的液气隔膜式能量换热器的干燥剂循环和位于供气的液气隔膜式能量换热器内和/或通过供气的液气隔膜式能量换热器的干燥剂循环通过湿气输送回路连接。可选择地,除了或者代替排气的液气隔膜式能量换热器,可以使用净化气流内的再生的液气隔膜式能量换热器。
[0117]图6和7涉及使用一个或多个液气隔膜式能量换热器的被动的蒸发冷却系统和方法。被动的蒸发冷却可以通过向液气隔膜式能量换热器(例如供气的和排气的液气隔膜式能量换热器的一个或两个)内的干燥剂流注入水来实现,使得注入的水明显地冷却干燥剂。空气输送系统的性能系数(C0P)可以通过将水注入到干燥剂流中来提升,从而产生改善的蒸发冷却并从而降低冷凝器温度。
[0118]图8是根据本发明实施方式的空气输送系统(例如空气输送系统10,图1A所示)的干燥剂回路600的示意图。干燥剂回路600可以包括通过湿气输送回路610连接的干燥剂循环602和干燥剂循环606,干燥剂循环602位于排气的液气隔膜式能量换热器604内和/或通过排气的液气隔膜式能量换热器604,干燥剂循环606位于供气的液气隔膜式能量换热器608内和/或通过供气的液气隔膜式能量换热器608,如以上图2所述的。干燥剂储罐612(容纳有浓缩干燥剂)可以通过管道614连接于供气的液气隔膜式能量换热器608的干燥剂循环606。控制子系统或操作员可以向干燥剂循环606内的干燥剂提供浓缩干燥剂,以将干燥剂的浓度提升到所需浓度。因此,如图8所示,浓缩干燥剂可直接注入到供气的液气隔膜式能量换热器608的干燥剂循环606内。可选择地,干燥剂储罐612可连接于排气的液气隔膜式能量换热器604。同样,可选择地,干燥剂储罐612可以同时分别连接于供气的液气隔膜式能量换热器608和排气的液气隔膜式能量换热器604。在至少一种其他实施方式中,供气的液气隔膜式能量换热器608和排气的液气隔膜式能量换热器604中的每个可连接于独立的和不同的干燥剂储罐。
[0119]例如,干燥剂回路600可以与图1A结合使用。当然,干燥剂回路600可以用作以上所述的任何干燥剂回路。
[0120]图8显示了位于排气的液气隔膜式能量换热器内和/或通过排气的液气隔膜式能量换热器的干燥剂循环和位于供气的液气隔膜式能量换热器内和/或通过供气的液气隔膜式能量换热器的干燥剂循环通过湿气输送回路连接。可选择地,除了或者代替排气的液气隔膜式能量换热器,可以使用净化气流内的再生的液气隔膜式能量换热器。
[0121]图9是根据本发明实施方式的空气输送系统700的示意图。空气输送系统700类似于空气输送系统10,图1A中所示,并且空气输送系统700可以与以上说明的任何实施方式使用。
[0122]如图9所示,热栗702运行地连接于热交换器704,热交换器704位于供气通道706内并位于供气的液气隔膜式能量换热器708的下游。热栗702的能量(不论是气体形式还是液体形式,例如液体制冷剂)输送到热交换器704。例如,热气或热的制冷剂可用于加热热交换器704内循环的气体或液体,例如制冷剂,以在供气流过供气的液气隔膜式能量换热器708后能够进一步加热供气。相反地,更冷的气体或冷的制冷剂可用于冷却热交换器704内循环的气体或液体,例如制冷剂,以在供气流过供气的液气隔膜式能量换热器708后能够进一步冷却供气。
[0123]例如,热交换器704可以是用于提升热栗702性能的热气再热换热器或局部冷却热交换器。空气输送系统700可包括位于供气的液气隔膜式能量换热器708下游的热气再热换热器或模块,或局部冷却热交换器或模块,以允许供气被局部冷却和再热从而提升热栗702的性能系数(C0P)。提升热栗702的性能系数的另外或可替换方式可包括控制能量回收装置703的运转速度、控制液体干燥剂的流速、和/或降低热栗702内的蒸发器和冷凝器之间的温度差。
[0124]图10是根据本发明实施方式的空气输送系统800的示意图。空气输送系统800类似于空气输送系统10,图1A中所示,并且空气输送系统800可以与以上说明的任何实施方式使用。
[0125]如图10所示,热栗802运行地连接于热交换器804,热交换器804位于排气通道806内并位于排气的液气隔膜式能量换热器808的上游。热栗802的能量(不论是气体形式还是液体形式,例如液体制冷剂)输送到热交换器804。例如,热气或热的制冷剂可用于加热热交换器804内循环的气体或液体,例如制冷剂,以在排气流入排气的液气隔膜式能量换热器808之前能够进一步加热排气。更冷的气体或冷的制冷剂可用于冷却热交换器804内循环的气体或液体,例如制冷剂,以在排气流入排气的液气隔膜式能量换热器808之前能够进一步冷却排气。
[0126]通过利用热交换器804使用热栗802提供的热量来预加热排气,空气输送系统800提供了提高的再生能力,热交换器804可以是热气预加热模块或局部冷却模块的形式。例如,当需要额外的再生时,通过使用热栗802内压缩机提供的热气来预加热排气,空气输送系统800可提尚再生能力。
[0127]可选择地,除了或者代替排气的液气隔膜式能量换热器,可以使用净化气流内的再生的液气隔膜式能量换热器。
[0128]图11是根据本发明实施方式的空气输送系统900的示意图。空气输送系统900类似于空气输送系统10,图1A中所示,并且空气输送系统900可以与以上说明的任何实施方式使用。空气输送系统900类似于图9和10显示的空气输送系统,除了热栗902同时连接于热交换器904和热交换器910,热交换器904位于供气通道908内并位于供气的液气隔膜式能量换热器906的下游,热交换器910位于排气通道914内并位于排气的液气隔膜式能量换热器912的上游。
[0129]参考图9-11,额外的热交换器可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下游,如关于图1A所描述的。同样,可选择地,代替使用额外的热交换器,热交换器910可从相对于排气的液气隔膜式能量换热器912的上游位置移动到排气的液气隔膜式能量换热器912的下游位置。例如,热交换器910可以选择地设置在排气通道914内并位于排气的液气隔膜式能量换热器912的下游。相应地,热栗902可以运行地连接于排气通道914内并位于排气的液气隔膜式能量换热器912下游的热交换器910。在冷却模式中,热交换器910可用作蒸发器以向再生提供热量。可选择地,这个热交换器910能够用作冷凝器以释放多余的热量。
[0130]同样,可选择地,除了或者代替排气的液气隔膜式能量换热器,可以使用设置在净化气流内的再生的液气隔膜式能量换热器。
[0131]图12是根据本发明实施方式的空气输送系统1000的示意图。空气输送系统1000类似于空气输送系统10,图1A中所示,并且空气输送系统1000可以与以上说明的任何实施方式使用。空气输送系统1000可包括备用热源1002,备用热源1002可运行地连接于热交换器1004,热交换器1004位于排气通道1006内并位于排气的液气隔膜式能量换热器1008的上游。备用热源1002可以是可再生的或可回收的能量源,例如太阳能热源(可包括多个太阳能电池)、地热源、废热(例如从排气回收)等等。例如,热交换器1004可以是热水盘管。可选择地,备用热源1002可以与供气通道1014内位于供气的液气隔膜式能量换热器1012下游的热交换器1010连接。同样,可选择地,备用热源1002可以同时连接于热交换器1004和1010。在至少一种其他实施方式中,热交换器1004和1010可以分别运行地连接于独立的和不同的备用热源。
[0132]热交换器1010可以是再热盘管,该再热盘管配置为在低露点下提供符合调节的供气。空气输送系统1000可包括一个或多个再热盘管、热气再热模块或局部冷却模块,从而允许供气被局部冷却、除湿并随后再加热以提供极低的露点。
[0133]可选择地,除了或者代替排气的液气隔膜式能量换热器,可以使用设置在净化气流内的再生的液气隔膜式能量换热器。
[0134]图13是根据本发明实施方式的液气隔膜式能量换热器1300的侧视立体图。液气隔膜式能量换热器1300可用作以上所述的任何的供气、排气或再生的液气隔膜式能量换热器。液气隔膜式能量换热器1300包括具有主体1304的壳体1302。主体1304包括空气入口端1306和空气出口端1308。顶部1310在空气入口端1306和空气出口端1308之间延伸。虽然未图示,但台阶下降的顶部可设置在空气入口端1306。台阶下降的顶部可以距离顶部1310—段距离。底部1316在空气入口端1306和空气出口端1308之间延伸。虽然未图示,但台阶上升的底部可设置在空气出口端1308。台阶上升的底部可以距离底部1316一段距离。可选择的设计中,台阶上升的底部或台阶下降的顶部可具有不同尺寸的台阶或者根本不具有台阶。
[0135]空气入口 1322设置在空气入口端1306。空气出口 1324设置在空气出口端1308。侧部1326在空气入口 1322和空气出口 1324之间延伸。
[0136]能量交换腔1330延伸贯穿液气隔膜式能量换热器1300的壳体1302。能量交换腔1330从空气入口端1306延伸到空气出口端1308。气流1332被空气入口 1322接收并流动通过能量交换腔1330。气流1332在空气出口 1324从能量交换腔1330排出。能量交换腔1330可包括多个镶板,例如液体性的镶板,该镶板配置为接收干燥剂并引导干燥剂流动通过。
[0137]干燥剂入口容器1352可设置在顶部1310上。干燥剂入口容器1352可配置为接收在储罐内储存的干燥剂。干燥剂入口容器1352可包括与储罐流体连通的入口。干燥剂通过所述入口来接收。干燥剂入口容器1352还可包括出口,该出口与能量交换腔1330的镶板1334的干燥剂通道1376流体连通。液体干燥剂通过出口流入到干燥剂通道1376内。干燥剂沿着镶板1334流动通过干燥剂通道1376并流入干燥剂出口容器1354,干燥剂出口容器1354可设置在底部1316处或邻接底部1316设置。相应地,干燥剂可以通过液气隔膜式能量换热器1300从顶部流到底部。例如,干燥剂可以流入靠近干燥剂入口容器1352的干燥剂通道1376,随后流过干燥剂通道1376,并在靠近干燥剂出口容器1354处流出液气隔膜式能量换热器1300。在可替换的实施方式中,干燥剂可以通过液气隔膜式能量换热器1300从底部流到顶部。
[0138]图14是根据本发明实施方式的液气隔膜式能量换热器1300的能量交换腔1330内的镶板1334的切开前视图。镶板1334可以是溶液或液体镶板,并且配置为引导流体例如干燥剂流动通过。镶板1334形成液体干燥剂流动路径,液体干燥剂流动路径通过其两侧的半渗透的膜1378来限定并配置为运送干燥剂通过。膜1378可以是或者不是渗透的,或者是能够转移质量。每个膜1378可以是任何能够在流体压力下基本膨胀的柔性结构。半渗透的膜1378平行地设置以形成具有平均流道宽度1377的空气通道1336和具有平均流道宽度1377的液体干燥剂通道1376。一种实施方
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