用于微分體液體干燥劑空氣調節的方法和系統的制作方法
【專利說明】用于微分體液體干燥劑空氣調節的方法和系統
[0001]相關串請案的交叉參考
[0002]本申請案要求2013年3月14日提交的發明名稱為“用于微分體液體干燥劑空氣調節的方法和系統(METHODS AND SYSTEMS FOR MIN1-SPLIT LIQUID DESICCANT AIRCONDIT1NING) ”的第61/783，176號美國臨時專利申請案的優先權，該申請案特此以引用方式并入本文中。
【背景技術】
[0003]本申請案大體上涉及液體干燥劑除濕和冷卻或加熱和加濕進入空間的空氣流的用途。更具體來說，本申請案涉及常規微分體空氣調節單元與(膜基)液體干燥劑空氣調節系統的替換以實現與那些常規微分體空氣調節器相同的加熱和冷卻能力。
[0004]干燥劑除濕系統(液體干燥劑和固體干燥劑兩者)已與常規蒸氣壓縮HVAC設備并聯用于幫助減小空間中的濕度，尤其在需要大量室外空氣或在建筑物空間自身內部具有高濕度負載的空間中。(HVAC系統和設備的ASHRAE 2012手冊，第24章，部分24.10)。潮濕氣候，例如佛羅里達州邁阿密(Miami，FL)需要許多能量來適當地處理(除濕和冷卻)空間居住者舒適性所需的新鮮空氣。干燥劑除濕系統(固體和液體兩者)已使用多年且通常在除去空氣流中的水分時非常有效。然而，液體干燥劑系統通常使用濃縮鹽溶液，例如，LiCl、LiBr或CaCl2和水的離子溶液。甚至少量此類鹽水也具有強腐蝕性，因此多年來已進行許多嘗試以防止干燥劑帶入待處理的空氣流中。近年來已開始努力通過采用微孔膜容納干燥劑而消除干燥劑帶入的風險。這些膜基液體干燥劑系統主要應用于商用建筑物的整體屋頂單元。然而，住宅和小型商用建筑物通常使用微分體空氣調節器，其中冷凝器位于外部且蒸發器冷卻盤管安裝在相比之下需要冷卻的房間或空間中，并且整體屋頂單元不是用于維護那些空間的合適選擇。
[0005]液體干燥劑系統通常具有兩種獨立功能。系統的調節側將空氣調節至所需條件，其通常使用恒溫器或恒濕器進行設定。系統的再生側提供液體干燥劑的重新調節功能以使得其可以在調節側上再使用。液體干燥劑通常在兩側之間栗送，并且控制系統有助于視條件需要確保液體干燥劑在兩側之間適當地平衡且適當地處理余熱和水分而不會使得干燥劑過度濃縮或濃縮不足。
[0006]在許多較小建筑物中，小型蒸發器盤管高懸在壁上或通過畫覆蓋，例如，通過LGLANl26HNP藝術酷感相框覆蓋。冷凝器安裝在外部并且高壓制冷劑管線連接兩個組件。此夕卜，安裝冷凝物的排水管線以將冷凝在蒸發器盤管上的水分除去。液體干燥劑系統可以顯著減小電力消耗且可以更容易地安裝，而不需要需在現場安裝的高壓制冷劑管線。
[0007]微分體系統通常采用通過蒸發器盤管的100%室內空氣并且僅新鮮空氣通過從其它源的通風和滲入到達房間。這通常可導致空間中的高濕度和低溫，因為蒸發器盤管并未非常有效地用于除去水分。相反地，蒸發器盤管更好地適合于可感測冷卻。在僅需要少量冷卻的時候，建筑物可以達到不可接受的濕度水平，因為沒有足夠的自然熱可用于平衡大量可感測冷卻。
[0008]因此，仍需要提供一種用于具有高濕度負載的小型建筑物的可改造冷卻系統，其中可以低資金和能源成本提供室內空氣的冷卻和除濕。
【發明內容】
[0009]本文提供用于使用微分體液體干燥劑空氣調節系統有效地冷卻和除濕尤其小型商用或住宅建筑物中的空氣流的方法和系統。根據一個或多個實施例，液體干燥劑作為降膜沿著支撐板表面往下流。根據一個或多個實施例，微孔膜容納干燥劑并且空氣流以主要豎直定向引導到膜表面上且由此自空氣流吸收潛熱和顯熱到液體干燥劑中。根據一個或多個實施例，支撐板填充有理想地在與空氣流相反的方向上流動的熱傳遞流體。根據一個或多個實施例，系統包括通過液體干燥劑除去潛熱和顯熱到熱傳遞流體中的調節器以及將潛熱和顯熱從熱傳遞流體排斥到環境中的再生器。根據一個或多個實施例，調節器中的熱傳遞流體通過制冷劑壓縮機或冷的熱傳遞流體外部源來冷卻。根據一個或多個實施例，再生器通過制冷劑壓縮機或熱的熱傳遞流體外部源來加熱。根據一個或多個實施例，制冷劑壓縮機可逆地提供加熱的熱傳遞流體至調節器以及冷的熱傳遞流體至再生器，并且經調節空氣被加熱和加濕且經再生空氣被冷卻和除濕。根據一個或多個實施例，調節器抵靠著壁安裝在空間中且再生器安裝在建筑物外部。根據一個或多個實施例，再生器通過熱交換器將液體干燥劑供應到調節器。在一個或多個實施例中，熱交換器包括結合在一起以提供熱接觸的兩個干燥劑管線。在一個或多個實施例中，調節器接收100%室內空氣。在一個或多個實施例中，再生器接收100%室外空氣。在一個或多個實施例中，調節器和蒸發器安裝在平板電視或平面屏幕監視器或一些類似裝置的后方。
[0010]根據一個或多個實施例，液體干燥劑膜系統采用間接蒸發器以產生冷的熱傳遞流體，其中使用冷的熱傳遞流體來冷卻液體干燥劑調節器。此外，在一個或多個實施例中，間接蒸發器接收先前通過調節器處理的一部分空氣流。根據一個或多個實施例，調節器與間接蒸發器之間的空氣流可以通過一些便利構件調整，例如，通過一組可調整遮板或通過風扇轉速可調整的風扇。在一個或多個實施例中，供應到間接蒸發器的水是飲用水。在一個或多個實施例中，所述水是海水。在一個或多個實施例中，所述水是廢水。在一個或多個實施例中，間接蒸發器使用膜以防止自海水或廢水帶入不合需要的元素。在一個或多個實施例中，間接蒸發器中的水并未循環回到間接蒸發器的頂部，例如冷卻塔中將發生，但蒸發20%與80%之間的水并且丟棄其余部分。在一個或多個實施例中，間接蒸發器安裝在調節器的正后方或緊鄰調節器安裝。在一個或多個實施例中，調節器和蒸發器安裝在平板電視或平面屏幕監視器或一些類似裝置的后方。在一個或多個實施例中，從間接蒸發器產生的廢氣自建筑物空間排出。在一個或多個實施例中，液體干燥劑通過熱交換器栗送到安裝在空間外部的再生器。在一個或多個實施例中，熱交換器包括熱結合在一起以提供熱交換功能的兩個管線。在一個或多個實施例中，再生器從熱源接收熱量。在一個或多個實施例中，熱源是太陽能熱源。在一個或多個實施例中，熱源是燃氣式水加熱器。在一個或多個實施例中，熱源是蒸汽管。在一個或多個實施例中，熱源是從工業工藝或一些其它便利熱源產生的廢熱。在一個或多個實施例中，熱源可以交換以將熱量提供到調節器用于冬季加熱操作。在一個或多個實施例中，熱源還將熱量提供到間接蒸發器。在一個或多個實施例中，間接蒸發器可以涉及將潮濕的暖空氣提供到空間，而不是將空氣排出到室外。
[0011]根據一個或多個實施例，使用間接蒸發器為空間的供應空氣流提供加熱、加濕的空氣，同時使用調節器為同一空間提供加熱、加濕的空氣。這允許系統在冬季條件下為空間提供加熱、加濕的空氣。調節器被加熱且自干燥劑中解吸水蒸氣并且間接蒸發器也可以被加熱并且自液體水解吸水蒸氣。在組合時，間接蒸發器和調節器為建筑物空間提供加熱加濕空氣以用于冬季加熱條件。
[0012]本申請案的描述決不意欲將本發明限制于這些應用。可以預見許多結構變化以使每一以上所提及的各種元件與其自身的優點和缺點組合。本發明決不限于此類元件的特定集合或組合。
【附圖說明】
[0013]圖1說明使用制冷機或外部加熱或冷卻源的示范性三向液體干燥劑空氣調節系統。
[0014]圖2示出并入有三向液體干燥劑板的示范性可撓性配置的膜模塊。
[0015]圖3說明圖2的液體干燥劑膜模塊中的示范性單一膜板。
[0016]圖4示出常規微分體空氣調節系統的示意圖。
[0017]圖5A示出根據一個或多個實施例的在夏季冷卻模式下的示范性制冷機輔助的微分體液體干燥劑空氣調節系統的示意圖。
[0018]圖5B示出根據一個或多個實施例的在冬季加熱模式下的示范性制冷機輔助的微分體液體干燥劑空氣調節系統的示意圖。
[0019]圖6示出根據一個或多個實施例的使用間接蒸發冷卻器和外部熱源的微分體液體干燥劑空氣調節系統的替代實施例。
[0020]圖7示出根據一個或多個實施例的配置用于在冬季加熱模式下操作的圖6的液體干燥劑微分體系統。
[0021]圖8是類似于圖5A的示范性液體干燥劑微分體系統的透視圖。
[0022]圖9A說明圖8的系統的剖面后視圖。
[0023]圖9B說明圖8的系統的剖面正視圖。
[0024]圖10示出根據一個或多個實施例的圖6的液體干燥劑微分體系統的三維圖。
[0025]圖11示出根據一個或多個實