用于液体干燥空气输送系统的控制系统和方法_5

文档序号:9529112阅读:来源:国知局
式中,半渗透的膜1378间隔以形成相同的空气通道1336和液体干燥剂通道1376。气流1332(图13中所示)流过半渗透的膜1378之间的空气通道1336。每个干燥剂通道1376内的干燥剂与空气通道1336内的气流1332通过半渗透的膜1378交换热量和湿度。空气通道1336和液体干燥剂通道1376交替布置。除了能量交换腔两块侧镶板,每个空气通道1336可布置在相邻的液体干燥剂通道1376之间。
[0139]为了减小或者另外消除液体干燥剂通道1376向外膨胀或弯曲,膜支撑组件可以设置在空气通道1336内。膜支撑组件配置为支撑膜,并可以改变空气通道1336和膜1378之间紊流的气流。
[0140]参考附图,本发明的实施方式可以使用多个类型的干燥剂。例如,本发明的实施方式可以氯化锂、氯化镁、溴化锂、氯化钙、乙二醇等中的一种或多种。
[0141]相应地,如上所述,本发明的实施方式可包括热栗,该热栗配置为与容纳在热交换器内的液体或气体交换明显的和/或潜在的能量。热栗可以与热交换器循环制冷剂,或者在热交换器之间循环制冷剂。制冷剂的例子包括R410a、R404、R134a等等。制冷剂可以与流过热交换器的制冷剂和/或流过热交换器的水或干燥剂交换明显的能量。这样,热栗可以在循环通过热交换器的制冷剂之间和/或循环通过热交换器的水或制冷剂之间转移明显的能量。
[0142]图15是根据本发明实施方式的能量回收装置1512的示意图。能量回收装置1512代表以上描述的任何能量回收装置的一个实施例。能量回收装置1512的一部分设置在供气通道1506内,而能量回收装置1512的另一部分设置排气通道1536内。能量回收装置1512配置为在供气通道1506和排气通道1536之间转移热量和/或湿气。能量回收装置1512可以是多种类型的能量回收装置,例如比如焓轮、感应轮(sensible wheel)、干燥剂转轮等中的一种或多种。如图15所示,能量回收装置1512可以是焓轮。
[0143]焓轮是一种旋转空气换热器。如图所示的,供气通道1506内的供气1508在与排气通道1536内的排气1534逆流的方向上流动。例如,供气1508流动通过轮子的下半部,而排气1534流动通过轮子的上半部,反义亦然。轮子可以由热导材料制成并具有任意的干燥剂图层。
[0144]通常,轮子填充有透气材料以产生大的表面区域。表面区域为供明显能量转移的媒介。当轮子分别在供气通道1506和排气通道1536之间转动时,轮子拾取热能并将热能释放至更冷的气流中。焓交换可以通过使用轮子外表面上的干燥剂来实现。相反气流内水蒸气的局部压力差驱使干燥剂通过吸附过程来转移湿气。
[0145]另外,轮子的转速也能够改变热量和湿气的转移量。低转速的干燥剂涂层的轮子主要转移湿气。更快转速的干燥剂涂层轮子同时转移热量和湿气。
[0146]可选择地,能量回收装置1512可以是感应轮、除湿轮、板式换热器、热管、环形装置、具有冷凝器和蒸发器的制冷剂回路、冷却水盘管、等等。
[0147]可选择地,能量回收装置1512可以是平板式换热器。平板式换热器基本上是一种并不具有移动部件的固定板。平板式换热器可包括分离和密封的交替板层。由于板基本是固体且不渗透的,只有明显的能够转移。另外,板可以由选择渗透的材料制得,这种材料允许同时转移明显的能量和潜在的能量。
[0148]可选择地,能量回收装置1512可以是环形回路或盘管。环形回路或盘管包括两个或多个通过栗送管道系统回路相互连接的多行翅片管圈。管道系统充装有热交换流体,典型地为水或乙二醇,热交换流体从排气盘管拾取热量并在再次返回之前将热量转移给供气盘管。这样,热量从排气流通过管道系统盘管转移到循环的流体,随后从流体通过管道系统盘管转移到供气气流。
[0149]同样,可选择地,能量回收装置1512可以是热管。热管是一种热传递装置,该热传递装置包括一个或多个密封管,该管由在热端和冷端的高热导性的材料例如铜或铝制成。真空栗用于从空的热管内抽出全部空气,然后管子填充其体积百分之一的一部分蒸发液体或制冷剂,例如水、乙醇、氢化含氯氟烃(HCFC)、R134a、R-22、R407c、R410a等。热管并不包括机械移动部件。热管通过工作流体、蒸发液体或冷却剂的蒸发和冷凝来将热能从一点转移到另一点。
[0150]图16是根据本发明实施方式的阻尼器1640的立体图。以上描述的任何阻尼器可以类似于阻尼器1640来构造和运行。阻尼器1640可包括多个伴1642。每个板1642可定位在枢轴(未显示)上,枢轴允许板1642在打开位置和关闭位置之间运动。如图16所示,板1642处于完全关闭位置。当阻尼器1640被打开时,板1642在弧形方向A上摆动打开。
[0151]可选择地,阻尼器1640可包括单个滑板,该滑板沿着箭头B标示的方向在打开位置和关闭位置之间滑动。另外,气流调机器1640可采用允许在打开位置和关闭位置之间选择性运行的任何形状。
[0152]图17是根据本发明实施方式的空气输送系统1700的示意图。如图所示,计算机设备1702具有处理单元,该处理单元监控和控制空气输送系统1700的运行,空气输送系统1700可以是以上所述的任何空气输送系统。例如,计算机设备1702可以包括图1A描述和所示的控制子系统84,或者能够与图1A描述和所示的控制子系统84通信。计算机设备1702可用于控制空气输送系统1700 (例如焓轮的启动和转动)、液气隔膜式能量换热器、湿度空气回路、调节器、热交换器、流体栗、流体控制阀等等。
[0153]计算机设备1702可以远离系统1700,并可以包括便携式计算机、PDA、手机等。任意地,计算机设备1702可以是具有控制单元(该控制单元包括处理单元)的恒温器、恒湿器等。计算机设备1702包括处理单元,例如中央处理单元(CPU),该处理单元可包括特定设计为控制系统1700的微处理器、微控制器、或者等效控制电路。CPU可以包括RAM或ROM存储器,逻辑和时序电路、状态机电路、和与系统2000相连接的I/O电路。
[0154]参考图1-17,本发明特定的实施方式提供了用于干燥剂储存和空闲时间的干燥剂再生的系统和方法。干燥剂可以通过多个方式例如再生来调节,例如通过再生模块(比如排气的或净化的液气隔膜式能量换热器)来使干燥剂浓度集中。例如,其他的系统和方法可以通过远程的加热或冷却来调节干燥剂。再生的或者其他调节的干燥剂再次注入到储罐,并可以与液体干燥剂空气处理系统内的供给干燥剂流或排出干燥剂流相结合。
[0155]另外,本发明的实施方式可以利用可回收的能量源。例如,只要热源可用,废热、太阳能、上升的热气流或者其他热源可用于再生或另外调节液体干燥剂,并且再生的或另外调节的干燥剂可储存备用直到需要供给给调节单元。实际上,具有长期储存太阳能或其他可回收的能量且能量很小降级的可能性。
[0156]本发明的实施方式是可控的且可改变的。例如,排出的干燥剂的温度和/或浓度可以操控,从而当需要加湿供气时能够从排气收集湿气。能量回收装置和/或干燥剂的流动、温度、或浓度可以控制以最大化或最小化瞬时效应来提高性能。明显的或潜在的加热或冷却可选择地整体分离以仅提供明显的加热或冷却、仅提供潜在的加热或冷却、或者提供任何介于两者之间的加热或冷却(anything in-between)。根据位置和效用成本,以上方法的任何或全部可用于将系统运行的年能耗成本最小化。
[0157]方法和系统在此描述了多种方式来控制液体干燥剂的温度和浓度,以控制供气的温度和湿度,同时能够将系统效率和可回收能量例如太阳能和废热的使用最大化。
[0158]本发明的实施方式提供了多种系统和方式,以通过改变和更改空气输送系统内干燥剂的浓度和温度来保持封闭的结构内的供给条件。
[0159]虽然多种空间和方向术语,例如顶部、底部、下部、中间、侧部、水平、垂直、前部等可用于描述本发明的实施方式,但需要理解的是,这样的术语仅和附图中所示的方位使用。方位可以反向、转向或进行其他改变,使得上部可以转变为下部,且反之亦然,水平可以变为垂直,等等。
[0160]应当理解的是,以上的描述用于说明,并不用于限制。例如,以上描述的实施方式(和/或实施方式的方面)可以相互结合使用。另外,可以对根据本发明各个实施方式的教导进行多种修改以适应于特定情形或材料,而这并不脱离其范围。虽然在此描述的材料的尺寸和类型用于限定本发明实施方式的参数,但是实施方式并非旨在限制并仅为典型的实施方式。本领域技术人员在阅读以上描述后,许多其他的实施方式将是明显的。因此,本发明各个实施方式的范围应当通过附随的权利要求,以及连同这些权利要求给予的等同的全部范围来确定。附随的权利要求中,术语“包括”和“其中”用作术语“包括”和“在其中”各自的简明的等同术语。另外,术语“第一 ”、“第二”和“第三”等仅用于标记,并不用于将数字强加于这些目标物。另外,以下权利要求的限定并不以手段加上功能的格式来记载,且并不根据35U.S.C.§ 112(f)进行解释,除非或者直到这样的权利要求限定明确使用术语“用于”,且该“用于”跟随有进一步结构的功能描述。
[0161]本书面说明使用实施例来公开本发明的多个实施方式,包括最佳的实施例,并且还能使任何本领域技术人员来实施本发明的各个实施方式,包括制造或使用任何设备和方法,并且执行任何结合的方法。本发明多个实施方式的专利性范围通过权利要求来限定,且包括其他本领域技术人员能够想到的其他实施例。这样的其他实施例中,如果实施例具有和权利要求的文字语言无区别的结构部件,或者如果实施例包括和权利要求的文字语言没有实质区别的等同结构部件,则这样的其他实施例将落在本权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种空气输送系统,包括: 壳体,所述壳体包括供气通道和排气通道,其中,所述供气通道包括供气入口和供气出口,所述供气入口配置为允许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,以及其中,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从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; 第一液气隔膜式能量换热器(LAMEE),其中,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,以再生所述第一液气隔膜式能量换热器内的干燥剂;和 干燥剂储罐,该干燥剂储罐与所述第一液气隔膜式能量换热器连通,其中,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,且其中,所述再生的干燥剂配置为在正常运行模式中被导出。2.根据权利要求1所述的空气输送系统,其中,所述空气为室外空气。3.根据权利要求1所述的空气输送系统,其中,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所述空气。4.根据权利要求1所述的空气输送系统,其中,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。5.根据权利要求4所述的空气输送系统,还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。6.根据权利要求5所述的空气输送系统,还包括: 设置在所述供气入口内的供气入口阻尼器; 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,其中,在所述正常运行模式中,所述供气入口阻尼器、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。7.根据权利要求6所述的空气输送系统,其中,在所述干燥剂再生模式过程中,所述供气入口阻尼器、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,使得所述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,其中,所述排气的液气隔膜式能量换热器内的干燥剂通过所述空气来再生。8.根据权利要求6所述的空气输送系统,其中,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,而所述供气入口阻尼器、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,其中,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。9.根据权利要求5所述的空气输送系统,其中,所述供气通道和所述排气通道通过分隔物来隔开,其中,所述干燥剂再生旁路阻尼器设置在所述分隔物内。10.根据权利要求1所述的空气输送系统,还包括设置在所述排气通道和所述供气通道之间的阻尼器,其中,该阻尼器配置为被打开以将至少一部分所述排气与所述供气混合。11.根据权利要求4所述的空气输送系统,还包括第二液气隔膜式能量换热器,其中,所述第二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,其中,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。12.根据权利要求11所述的空气输送系统,还包括热栗,该热栗可操作地连接于所述供气的液气隔膜式能量换热器,其中,所述热栗配置为加热或冷却所述供气的液气隔膜式能量换热器内的所述干燥剂。13.根据权利要求12所述的空气输送系统,还包括一个或多个的: 第一热交换器,该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,该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;或者 第三热交换器,该第三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下游。14.根据权利要求13所述的空气输送系统,其中,所述热栗可操作地连接于一个或多个所述第一热交换器、所述第二热交换器、或所述第三热交换器,以及其中,所述热栗提供的气体或液体用于调节一个或多个所述第一热交换器、第二热交换器、或第三热交换器内的制冷剂。15.根据权利要求13所述的空气输送系统,还包括可操作地连接于一个或多个所述第一热交换器、所述第二热交换器、或所述第三热交换器的可再生的或可回收的能量源,以及其中,所述可再生的或可回收的能量源配置为调节一个或多个所述第一热交换器、第二热交换器、或第三热交换器内的液体。16.根据权利要求11所述的空气输送系统,其中,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。17.根据权利要求11所述的空气输送系统,还包括邻接所述供气的液气隔膜式能量换热器设置的
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