用于微分体液体干燥剂空气调节的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于微分体液体干燥剂空气调节的方法和系统
[0001]相关串请案的交叉参考
[0002]本申请案要求2013年3月14日提交的发明名称为“用于微分体液体干燥剂空气调节的方法和系统(METHODS AND SYSTEMS FOR MIN1-SPLIT LIQUID DESICCANT AIRCONDIT1NING) ”的第61/783，176号美国临时专利申请案的优先权，该申请案特此以引用方式并入本文中。
【背景技术】
[0003]本申请案大体上涉及液体干燥剂除湿和冷却或加热和加湿进入空间的空气流的用途。更具体来说，本申请案涉及常规微分体空气调节单元与(膜基)液体干燥剂空气调节系统的替换以实现与那些常规微分体空气调节器相同的加热和冷却能力。
[0004]干燥剂除湿系统(液体干燥剂和固体干燥剂两者)已与常规蒸气压缩HVAC设备并联用于帮助减小空间中的湿度，尤其在需要大量室外空气或在建筑物空间自身内部具有高湿度负载的空间中。(HVAC系统和设备的ASHRAE 2012手册，第24章，部分24.10)。潮湿气候，例如佛罗里达州迈阿密(Miami，FL)需要许多能量来适当地处理(除湿和冷却)空间居住者舒适性所需的新鲜空气。干燥剂除湿系统(固体和液体两者)已使用多年且通常在除去空气流中的水分时非常有效。然而，液体干燥剂系统通常使用浓缩盐溶液，例如，LiCl、LiBr或CaCl2和水的离子溶液。甚至少量此类盐水也具有强腐蚀性，因此多年来已进行许多尝试以防止干燥剂带入待处理的空气流中。近年来已开始努力通过采用微孔膜容纳干燥剂而消除干燥剂带入的风险。这些膜基液体干燥剂系统主要应用于商用建筑物的整体屋顶单元。然而，住宅和小型商用建筑物通常使用微分体空气调节器，其中冷凝器位于外部且蒸发器冷却盘管安装在相比之下需要冷却的房间或空间中，并且整体屋顶单元不是用于维护那些空间的合适选择。
[0005]液体干燥剂系统通常具有两种独立功能。系统的调节侧将空气调节至所需条件，其通常使用恒温器或恒湿器进行设定。系统的再生侧提供液体干燥剂的重新调节功能以使得其可以在调节侧上再使用。液体干燥剂通常在两侧之间栗送，并且控制系统有助于视条件需要确保液体干燥剂在两侧之间适当地平衡且适当地处理余热和水分而不会使得干燥剂过度浓缩或浓缩不足。
[0006]在许多较小建筑物中，小型蒸发器盘管高悬在壁上或通过画覆盖，例如，通过LGLANl26HNP艺术酷感相框覆盖。冷凝器安装在外部并且高压制冷剂管线连接两个组件。此夕卜，安装冷凝物的排水管线以将冷凝在蒸发器盘管上的水分除去。液体干燥剂系统可以显著减小电力消耗且可以更容易地安装，而不需要需在现场安装的高压制冷剂管线。
[0007]微分体系统通常采用通过蒸发器盘管的100%室内空气并且仅新鲜空气通过从其它源的通风和渗入到达房间。这通常可导致空间中的高湿度和低温，因为蒸发器盘管并未非常有效地用于除去水分。相反地，蒸发器盘管更好地适合于可感测冷却。在仅需要少量冷却的时候，建筑物可以达到不可接受的湿度水平，因为没有足够的自然热可用于平衡大量可感测冷却。
[0008]因此，仍需要提供一种用于具有高湿度负载的小型建筑物的可改造冷却系统，其中可以低资金和能源成本提供室内空气的冷却和除湿。
【发明内容】
[0009]本文提供用于使用微分体液体干燥剂空气调节系统有效地冷却和除湿尤其小型商用或住宅建筑物中的空气流的方法和系统。根据一个或多个实施例，液体干燥剂作为降膜沿着支撑板表面往下流。根据一个或多个实施例，微孔膜容纳干燥剂并且空气流以主要竖直定向引导到膜表面上且由此自空气流吸收潜热和显热到液体干燥剂中。根据一个或多个实施例，支撑板填充有理想地在与空气流相反的方向上流动的热传递流体。根据一个或多个实施例，系统包括通过液体干燥剂除去潜热和显热到热传递流体中的调节器以及将潜热和显热从热传递流体排斥到环境中的再生器。根据一个或多个实施例，调节器中的热传递流体通过制冷剂压缩机或冷的热传递流体外部源来冷却。根据一个或多个实施例，再生器通过制冷剂压缩机或热的热传递流体外部源来加热。根据一个或多个实施例，制冷剂压缩机可逆地提供加热的热传递流体至调节器以及冷的热传递流体至再生器，并且经调节空气被加热和加湿且经再生空气被冷却和除湿。根据一个或多个实施例，调节器抵靠着壁安装在空间中且再生器安装在建筑物外部。根据一个或多个实施例，再生器通过热交换器将液体干燥剂供应到调节器。在一个或多个实施例中，热交换器包括结合在一起以提供热接触的两个干燥剂管线。在一个或多个实施例中，调节器接收100%室内空气。在一个或多个实施例中，再生器接收100%室外空气。在一个或多个实施例中，调节器和蒸发器安装在平板电视或平面屏幕监视器或一些类似装置的后方。
[0010]根据一个或多个实施例，液体干燥剂膜系统采用间接蒸发器以产生冷的热传递流体，其中使用冷的热传递流体来冷却液体干燥剂调节器。此外，在一个或多个实施例中，间接蒸发器接收先前通过调节器处理的一部分空气流。根据一个或多个实施例，调节器与间接蒸发器之间的空气流可以通过一些便利构件调整，例如，通过一组可调整遮板或通过风扇转速可调整的风扇。在一个或多个实施例中，供应到间接蒸发器的水是饮用水。在一个或多个实施例中，所述水是海水。在一个或多个实施例中，所述水是废水。在一个或多个实施例中，间接蒸发器使用膜以防止自海水或废水带入不合需要的元素。在一个或多个实施例中，间接蒸发器中的水并未循环回到间接蒸发器的顶部，例如冷却塔中将发生，但蒸发20%与80%之间的水并且丢弃其余部分。在一个或多个实施例中，间接蒸发器安装在调节器的正后方或紧邻调节器安装。在一个或多个实施例中，调节器和蒸发器安装在平板电视或平面屏幕监视器或一些类似装置的后方。在一个或多个实施例中，从间接蒸发器产生的废气自建筑物空间排出。在一个或多个实施例中，液体干燥剂通过热交换器栗送到安装在空间外部的再生器。在一个或多个实施例中，热交换器包括热结合在一起以提供热交换功能的两个管线。在一个或多个实施例中，再生器从热源接收热量。在一个或多个实施例中，热源是太阳能热源。在一个或多个实施例中，热源是燃气式水加热器。在一个或多个实施例中，热源是蒸汽管。在一个或多个实施例中，热源是从工业工艺或一些其它便利热源产生的废热。在一个或多个实施例中，热源可以交换以将热量提供到调节器用于冬季加热操作。在一个或多个实施例中，热源还将热量提供到间接蒸发器。在一个或多个实施例中，间接蒸发器可以涉及将潮湿的暖空气提供到空间，而不是将空气排出到室外。
[0011]根据一个或多个实施例，使用间接蒸发器为空间的供应空气流提供加热、加湿的空气，同时使用调节器为同一空间提供加热、加湿的空气。这允许系统在冬季条件下为空间提供加热、加湿的空气。调节器被加热且自干燥剂中解吸水蒸气并且间接蒸发器也可以被加热并且自液体水解吸水蒸气。在组合时，间接蒸发器和调节器为建筑物空间提供加热加湿空气以用于冬季加热条件。
[0012]本申请案的描述决不意欲将本发明限制于这些应用。可以预见许多结构变化以使每一以上所提及的各种元件与其自身的优点和缺点组合。本发明决不限于此类元件的特定集合或组合。
【附图说明】
[0013]图1说明使用制冷机或外部加热或冷却源的示范性三向液体干燥剂空气调节系统。
[0014]图2示出并入有三向液体干燥剂板的示范性可挠性配置的膜模块。
[0015]图3说明图2的液体干燥剂膜模块中的示范性单一膜板。
[0016]图4示出常规微分体空气调节系统的示意图。
[0017]图5A示出根据一个或多个实施例的在夏季冷却模式下的示范性制冷机辅助的微分体液体干燥剂空气调节系统的示意图。
[0018]图5B示出根据一个或多个实施例的在冬季加热模式下的示范性制冷机辅助的微分体液体干燥剂空气调节系统的示意图。
[0019]图6示出根据一个或多个实施例的使用间接蒸发冷却器和外部热源的微分体液体干燥剂空气调节系统的替代实施例。
[0020]图7示出根据一个或多个实施例的配置用于在冬季加热模式下操作的图6的液体干燥剂微分体系统。
[0021]图8是类似于图5A的示范性液体干燥剂微分体系统的透视图。
[0022]图9A说明图8的系统的剖面后视图。
[0023]图9B说明图8的系统的剖面正视图。
[0024]图10示出根据一个或多个实施例的图6的液体干燥剂微分体系统的三维图。
[0025]图11示出根据一个或多个实