【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2014年3月20日提交的标题为《用于液体干燥剂屋顶单元的方法和系统(METHODS AND SYSTEMS FOR LIQUID DESICCANT ROOFTOP UNIT)》的第61/968,333号美国临时专利申请以及2014年4月11日提交的标题为《用于液体干燥剂屋顶单元的方法和系统》的第61/978,539号美国临时专利申请的优先权,以上两个美国临时专利申请特此以引用方式并入。
技术介绍
本申请大体上涉及使用液体干燥剂隔膜模块来对进入一个空间的外部空气流进行除湿和冷却。更具体来说,本申请涉及使用多微孔隔膜来保持对外部空气流进行处理的液体干燥剂与所述空气流分离而不会与其直接接触,同时并行地使用常规蒸气压缩系统来处理返回空气流。所述隔膜允许使用湍流空气流,其中使流体流(空气、任选的冷却流体以及液体干燥剂)流动以使得流体之间可以发生较高的热传递和水分转移速率。本申请进一步涉及将成本降低的常规蒸气压缩技术与较为昂贵的隔膜液体干燥剂进行组合,且进而产生具有近似相等成本但能耗低得多的新型系统。液体干燥剂已经与常规蒸气压缩HVAC(加热、通风和空气调节)设备并行地使用以帮助减小空间中的湿度,尤其是需要大量室外空气或在建筑物空间自身内具有大的湿度负荷的空间中的湿度。例如佛罗里达州迈阿密的潮湿气候需要大量的能量来对新鲜空气进行适当处理(除湿和冷却),这是空间的占用者的舒适所需的。常规的蒸气压缩系统仅具有有限的除湿能力且往往使空气过冷,从而经常需要能量密集型再热系统,这显著增加了总体能量成本,因为再热增加了冷却盘管的额外热负荷。液体干燥剂系统已经使用多 ...
【技术保护点】
一种空气调节系统,其可在冷却操作模式、加热操作模式或这两种模式中操作,所述空气调节系统当在所述冷却操作模式中操作时对建筑物中的空间进行冷却和除湿,且当在所述加热操作模式中操作时对所述空间进行加热和加湿,所述系统包括:第一盘管,其在所述冷却操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发流过其中的制冷剂且冷却待提供到所述建筑物中的所述空间的第一空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结流过其中的制冷剂且加热待提供到所述建筑物中的所述空间的所述第一空气流,所述第一空气流包括与经处理外部空气流组合的来自所述空间的返回空气流;与所述第一盘管流体连通的制冷剂压缩器,其用于在所述冷却操作模式中接收来自所述第一盘管的制冷剂且压缩所述制冷剂,或者用于在所述加热操作模式中压缩待提供到所述第一盘管的制冷剂;第二盘管,其与所述制冷剂压缩器流体连通,且在所述冷却操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结从所述制冷剂压缩器接收的制冷剂且加热待排放的外部空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发待提供到所述制冷剂压缩器的制冷剂且冷却待排放的外部空气流;膨胀机构,其与所述第一盘管和所述第二盘管流体连通 ...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.20 US 61/968,333;2014.04.11 US 61/978,5391.一种空气调节系统,其可在冷却操作模式、加热操作模式或这两种模式中操作,所述空气调节系统当在所述冷却操作模式中操作时对建筑物中的空间进行冷却和除湿,且当在所述加热操作模式中操作时对所述空间进行加热和加湿,所述系统包括:第一盘管,其在所述冷却操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发流过其中的制冷剂且冷却待提供到所述建筑物中的所述空间的第一空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结流过其中的制冷剂且加热待提供到所述建筑物中的所述空间的所述第一空气流,所述第一空气流包括与经处理外部空气流组合的来自所述空间的返回空气流;与所述第一盘管流体连通的制冷剂压缩器,其用于在所述冷却操作模式中接收来自所述第一盘管的制冷剂且压缩所述制冷剂,或者用于在所述加热操作模式中压缩待提供到所述第一盘管的制冷剂;第二盘管,其与所述制冷剂压缩器流体连通,且在所述冷却操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结从所述制冷剂压缩器接收的制冷剂且加热待排放的外部空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发待提供到所述制冷剂压缩器的制冷剂且冷却待排放的外部空气流;膨胀机构,其与所述第一盘管和所述第二盘管流体连通,用于在所述冷却操作模式中膨胀和冷却从所述第二盘管接收的制冷剂以提供到所述第一盘管,或者用于在所述加热操作模式中膨胀和冷却从所述第一盘管接收的制冷剂以提供到所述第二盘管;液体干燥剂调节器,其包含以大体上垂直定向布置的多个结构,所述结构中的每一者具有液体干燥剂可以流过的至少一个表面以及热传递流体可以流过的内部通路,其中所述液体干燥剂调节器在所述冷却操作模式中对在所述结构之间流动的外部空气流进行冷却和除湿,或者在所述加热操作模式中对在所述结构之间流动的外部空气流进行加热和加湿,所述外部空气流由所述液体干燥剂调节器如此处理以与来自所述建筑物中的所述空间的所述返回空气流组合而形成将由所述第一盘管冷却或加热的所述第一空气流;与所述液体干燥剂调节器流体连通的液体干燥剂回热器,用于接收在所述液体干燥剂调节器中使用的所述液体干燥剂,在所述冷却操作模式中浓缩所述液体干燥剂或在所述加热操作模式中稀释所述液体干燥剂,且随后将所述液体干燥剂返回到所述调节器,所述液体干燥剂回热器包含以大体上垂直定向布置的多个结构,所述结构中的每一者具有所述液体干燥剂可以流过的至少一个表面以及热传递流体可以流过的内部通路,其中空气流在所述结构之间流动以使得所述液体干燥剂在所述冷却操作模式中对待排放的所述空气流进行加湿和加热,或者在所述加热操作模式中对待排放的所述外部空气流进行除湿和冷却;第一热交换器,其热耦合到在所述液体干燥剂调节器中使用的所述热传递流体以及在所述第一盘管与所述制冷剂压缩器之间流动的所述制冷剂,用于在所述制冷剂与所述热传递流体之间交换热;以及第二热交换器,其热耦合到在所述液体干燥剂回热器中使用的所述热传递流体以及在所述第二盘管与所述制冷剂压缩器之间流动的所述制冷剂,用于在所述制冷剂与所述热传递流体之间交换热。2.根据权利要求1所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂调节器中的所述结构中的每一者进一步包含位于所述至少一个表面的下端处的单独干燥剂收集器,用于收集已经流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂,所述干燥剂收集器彼此间隔开以准许其间的气流。3.根据权利要求1所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂回热器中的所述结构中的每一者进一步包含位于所述至少一个表面的下端处的单独干燥剂收集器,用于收集已经流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂,所述干燥剂收集器彼此间隔开以准许其间的气流。4.根据权利要求1所述的空气调节系统,其中在所述液体干燥剂回热器中的所述结构之间流动的所述空气流包括外部空气流、来自所述建筑物中的所述空间的所述返回空气流的一部分或这两者的混合物。5.根据权利要求1所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂调节器和所述液体干燥剂回热器中的所述结构中的每一者包含接近于每一结构的所述至少一个表面定位于所述液体干燥剂与所述空气流之间的材料薄片,所述材料薄片将所述液体干燥剂导引到干燥剂收集器中且准许所述液体干燥剂到所述空气流之间的水蒸气传递。6.根据权利要求5所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括隔膜。7.根据权利要求5所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括亲水性材料。8.根据权利要求7所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括植绒材料。9.根据权利要求5所述的空气调节系统,其中每一结构包含所述液体干燥剂可以流过的两个相对表面,且其中材料薄片覆盖或保持每一相对表面上的所述液体干燥剂。10.根据权利要求9所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括隔膜。11.根据权利要求9所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括亲水性材料。12.根据权利要求11所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括植绒材料。13.根据权利要求1所述的空气调节系统,其进一步包括注水系统,用于将水添加到在所述液体干燥剂调节器中使用的所述液体干燥剂。14.根据权利要求13所述的空气调节系统,其中所述注水系统包括:封壳,其具有一个或多个可选择性渗透的多微孔疏水性结构,所述结构在每一结构的相对侧上界定交替通道以用于在一个通道中的水或主要含有水的液体的流动且用于分开地在邻近通道中的所述液体干燥剂的流动,其中每一结构实现水分子从所述水或主要含有水的所述液体通过所述结构到所述液体干燥剂的选择性扩散;在所述封壳中的水入口和水出口,其与所述水或主要含有水的液体流过的每一通道流体连通;以及在所述封壳中的液体干燥剂入口和液体干燥剂输出口,其与所述液体干燥剂流过的每一通道流体连通,其中所述液体干燥剂入口从所述液体干燥剂回热器接收液体干燥剂,且所述液体干燥剂出口将液体干燥剂提供到所述液体干燥剂调节器,或者其中所述液体干燥剂入口从所述液体干燥剂调节器接收液体干燥剂,且所述液体干燥剂出口将液体干燥剂提供到所述液体干燥剂回热器。15.根据权利要求14所述的空气调节系统,其中所述多微孔疏水性结构包括聚丙烯、聚乙烯或ECTFE(乙烯三氟氯乙烯)隔膜。16.一种空气调节系统,其可在冷却操作模式、加热操作模式或这两种模式中操作,所述空气调节系统当在所述冷却操作模式中操作时对建筑物中的空间进行冷却和除湿,且当在所述加热操作模式中操作时对所述空间进行加热和加湿,所述系统包括:第一盘管,其在所述冷却操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发流过其中的制冷剂且冷却待提供到所述建筑物中的所述空间的第一空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结流过其中的制冷剂且加热待提供到所述建筑物中的所述空间的所述第一空气流,所述第一空气流包括与经处理外部空气流组合的来自所述空间的返回空气流;与所述第一盘管流体连通的制冷剂压缩器,其用于在所述冷却操作模式中接收来自所述第一盘管的制冷剂且压缩所述制冷剂,或者用于在所述加热操作模式中压缩待提供到所述第一盘管的制冷剂;第二盘管,其与所述制冷剂压缩器流体连通,且在所述冷却操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结从所述制冷剂压缩器接收的制冷剂且加热待排放的外部空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发待提供到所述制冷剂压缩器的制冷剂且冷却待排放的外部空气流;膨胀机构,其与所述第一盘管和所述第二盘管流体连通,用于在所述冷却操作模式中膨胀和冷却从所述第二盘管接收的制冷剂以提供到所述第一盘管,或者用于在所述加热操作模式中膨胀和冷却从所述第一盘管接收的制冷剂以提供到所述第二盘管;液体干燥剂调节器,其包含以大体上垂直定向布置的多个结构,所述结构中的每一者具有液体干燥剂可以流过的至少一个表面,其中所述液体干燥剂调节器在所述冷却操作模式中对在所述结构之间流动的外部空气流进行冷却和除湿,或者在所述加热操作模式中对在所述结构之间流动的外部空气流进行加热和加湿,所述外部空气流由所述液体干燥剂调节器如此处理以与来自所述建筑物中的所述空间的所述返回空气流组合而形成将由所述第一盘管冷却或加热的所述第一空气流;与所述液体干燥剂调节器流体连通的液体干燥剂回热器,用于接收在所述液体干燥剂调节器中使用的所述液体干燥剂,在所述冷却操作模式中浓缩所述液体干燥剂或在所述加热操作模式中稀释所述液体干燥剂,且随后将所述液体干燥剂返回到所述调节器,所述液体干燥剂回热器包含以大体上垂直定向布置的多个结构,所述结构中的每一者具有所述液体干燥剂可以流过的至少一个表面,其中空气流在所述结构之间流动以使得所述液体干燥剂在所述冷却操作模式中对待排放的所述空气流进行加湿和加热,或者在所述加热操作模式中对待排放的所述外部空气流进行除湿和冷却;第一热交换器,其热耦合到在所述液体干燥剂调节器中使用的所述液体干燥剂以及在所述第一盘管与所述制冷剂压缩器之间流动的所述制冷剂,用于在所述制冷剂与所述液体干燥剂之间交换热;以及第二热交换器,其热耦合到在所述液体干燥剂回热器中使用的所述液体干燥剂以及在所述第二盘管与所述制冷剂压缩器之间流动的所述制冷剂,用于在所述制冷剂与所述液体干燥剂之间交换热。17.根据权利要求16所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂调节器中的所述结构中的每一者进一步包含位于所述至少一个表面的下端处的单独干燥剂收集器,用于收集已经流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂,所述干燥剂收集器彼此间隔开以准许其间的气流。18.根据权利要求16所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂回热器中的所述结构中的每一者进一步包含位于所述至少一个表面的下端处的单独干燥剂收集器,用于收集已经流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂,所述干燥剂收集器彼此间隔开以准许其间的气流。19.根据权利要求16所述的空气调节系统,其中在所述液体干燥剂回热器中的所述结构之间流动的所述空气流包括外部空气流、来自所述建筑物中的所述空间的所述返回空气流的一部分或这两者的混合物。20.根据权利要求16所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂调节器和所述液体干燥剂回热器中的所述结构中的每一者包含接近于每一结构的所述至少一个表面定位于所述液体干燥剂与所述空气流之间的材料薄片,所述材料薄片将所述液体干燥剂导引到干燥剂收集器中且准许所述液体干燥剂到所述空气流之间的水蒸气传递。21.根据权利要求20所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括隔膜。22.根据权利要求20所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括亲水性材料。23.根据权利要求22所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括植绒材料。24.根据权利要求20所述的空气调节系统,其中每一结构包含所述液体干燥剂可以流过的两个相对表面,且其中材料薄片覆盖或保持每一相对表面上的所述液体干燥剂。25.根据权利要求24所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括隔膜。26.根据权利要求24所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括亲水性材料。27.根据权利要求26所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括植绒材料。28.根据权利要求16所述的空气调节系统,其进一步包括注水系统,用于将水添加到在所述液体干燥剂调节器中使用的所述液体干燥剂。29.根据权利要求28所述的空气调节系统,其中所述注水系统包括:封壳,其具有一个或多个可选择性渗透的多微孔疏水性结构,所述结构在每一结构的相对侧上界定交替通道以用于在一个通道中的水或主要含有水的液体的流动且用于分开地在邻近通道中的所述液体干燥剂的流动,其中每一结构实现水分子从所述水或主要含有水的所述液体通过所述结构到所述液体干燥剂的选择性扩散;在所述封壳中的水入口和水出口,其与所述水或主要含有水的液体流过的每一通道流体连通;以及在所述封壳中的液体干燥剂入口和液体干燥剂输出口,其与所述液体干燥剂流过的每一通道流体连通,其中所述液体干燥剂入口从所述液体干燥剂回热器接收液体干燥剂,且所述液体干燥剂出口将液体干燥剂提供到所述液体干燥剂调节器,或者其中所述液体干燥剂入口从所述液体干燥剂调节器接收液体干燥剂,且所述液体干燥剂出口将液体干燥剂提供到所述液体干燥剂回热器。30.一种空气调节系统,其可在冷却操作模式、加热操作模式或这两种模式中操作,所述空气调节系统当在所述冷却操作模式中操作时对建筑物中的空间进行冷却和除湿,且当在所述加热操作模式中操作时对所述空间进行加热和加湿,所述系统包括:第一盘管,其在所述冷却操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发流过其中的制冷剂且冷却待提供到所述建筑物中的所述空间的第一空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结流过其中的制冷剂且加热待提供到所述建筑物中的所述空间的所述第一空气流,所述第一空气流包括与经处理外部空气流组合的来自所述空间的返回空气流;与所述第一盘管流体连通的制冷剂压缩器,其用于在所述冷却操作模式中接收来自所述第一盘管的制冷剂且压缩所述制冷剂,或者用于在所述加热操作模式中压缩待提供到所述第一盘管的制冷剂;第二盘管,其与所述制冷剂压缩器流体连通,且在所述冷却操作模式中充当制冷剂冷凝器以用于凝结从所述制冷剂压缩器接收的制冷剂且加热待排放的外部空气流,或者在所述加热操作模式中充当制冷剂蒸发器以用于蒸发待提供到所述制冷剂压缩器的制冷剂且冷却待排放的外部空气流;膨胀机构,其与所述第一盘管和所述第二盘管流体连通,用于在所述冷却操作模式中膨胀和冷却从所述第二盘管接收的制冷剂以提供到所述第一盘管,或者用于在所述加热操作模式中膨胀和冷却从所述第一盘管接收的制冷剂以提供到所述第二盘管;液体干燥剂调节器,其包含以大体上垂直定向布置的多个结构,所述结构中的每一者具有液体干燥剂可以流过的至少一个表面以及内部通路,所述内部通路与所述第一盘管和所述制冷剂压缩器流体连通以使得在所述第一盘管与所述制冷剂压缩器之间流动的制冷剂流过所述内部通路,其中所述液体干燥剂调节器在所述冷却操作模式中对在所述结构之间流动的外部空气流进行冷却和除湿,或者在所述加热操作模式中对在所述结构之间流动的外部空气流进行加热和加湿,所述外部空气流由所述液体干燥剂调节器如此处理以与来自所述建筑物中的所述空间的所述返回空气流组合而形成将由所述第一盘管冷却或加热的所述第一空气流;以及与所述液体干燥剂调节器流体连通的液体干燥剂回热器,用于接收在所述液体干燥剂调节器中使用的所述液体干燥剂,在所述冷却操作模式中浓缩所述液体干燥剂或在所述加热操作模式中稀释所述液体干燥剂,且随后将所述液体干燥剂返回到所述调节器,所述液体干燥剂回热器包含以大体上垂直定向布置的多个结构,所述结构中的每一者具有所述液体干燥剂可以流过的至少一个表面以及内部通路,所述内部通路与所述第二盘管和所述制冷剂压缩器流体连通以使得在所述第二盘管与所述制冷剂压缩器之间流动的制冷剂流过所述内部通路,其中所述液体干燥剂在所述冷却操作模式中对待排放的所述空气流进行加湿和加热,或者在所述加热操作模式中对待排放的所述外部空气流进行除湿和冷却。31.根据权利要求30所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂调节器中的所述结构中的每一者进一步包含位于所述至少一个表面的下端处的单独干燥剂收集器,用于收集已经流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂,所述干燥剂收集器彼此间隔开以准许其间的气流。32.根据权利要求30所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂回热器中的所述结构中的每一者进一步包含位于所述至少一个表面的下端处的单独干燥剂收集器,用于收集已经流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂,所述干燥剂收集器彼此间隔开以准许其间的气流。33.根据权利要求30所述的空气调节系统,其中在所述液体干燥剂回热器中的所述结构之间流动的所述空气流包括外部空气流、来自所述建筑物中的所述空间的所述返回空气流的一部分或这两者的混合物。34.根据权利要求30所述的空气调节系统,其中所述液体干燥剂调节器和所述液体干燥剂回热器中的所述结构中的每一者包含接近于每一结构的所述至少一个表面定位于所述液体干燥剂与所述空气流之间的材料薄片,所述材料薄片将所述液体干燥剂导引到干燥剂收集器中且准许所述液体干燥剂到所述空气流之间的水蒸气传递。35.根据权利要求34所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括隔膜。36.根据权利要求34所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括亲水性材料。37.根据权利要求36所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括植绒材料。38.根据权利要求34所述的空气调节系统,其中每一结构包含所述液体干燥剂可以流过的两个相对表面,且其中材料薄片覆盖或保持每一相对表面上的所述液体干燥剂。39.根据权利要求38所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括隔膜。40.根据权利要求38所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括亲水性材料。41.根据权利要求40所述的空气调节系统,其中所述材料薄片包括植绒材料。42.根据权利要求30所述的空气调节系统,其进一步包括注水系统,用于将水添加到在所述液体干燥剂调节器中使用的所述液体干燥剂。43.根据权利要求42所述的空气调节系统,其中所述注水系统包括:封壳,其具有一个或多个可选择性渗透的多微孔疏水性结构,所述结构在每一结构的相对侧上界定交替通道以用于在一个通道中的水或主要含有水的液体的流动且用于分开地在邻近通道中的所述液体干燥剂的流动,其中每一结构实现水分子从所述水或主要含有水的所述液体通过所述结构到所述液体干燥剂的选择性扩散;在所述封壳中的水入口和水出口,其与所述水或主要含有水的液体流过的每一通道流体连通;以及在所述封壳中的液体干燥剂入口和液体干燥剂输出口,其与所述液体干燥剂流...
【专利技术属性】
技术研发人员:彼得·F·范德莫伊伦,
申请(专利权)人:七AC技术公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
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