用于干燥剂的连续且有效吸水和再生的装置、空气冷却器以及用于控制这种装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于使用液体干燥剂吸水以及通过蒸发所吸收的水来再生所述液体干燥剂的装置。所述装置可以进一步用在空气冷却器中。本发明专利技术还涉及一种用于控制用于吸水的装置的方法。的方法。的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于干燥剂的连续且有效吸水和再生的装置、空气冷却器以及用于控制这种装置的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于从气体中吸水的装置和一种从气体中吸水的方法，其中该过程是连续过程，其中使用回收蒸发热的系统来再生液体干燥剂。装置可以用在加湿器中以制备冷却且加湿的空气。

技术介绍

[0002]存在很多从空气中提取水的方式，但其中许多方式都在努力提高效率。
[0003]通过使用液体干燥剂，空气中的蒸汽或水可以被吸收并存储在干燥剂中。液体干燥剂中可以存储的水量取决于干燥剂在不同湿度下吸收水蒸汽的能力。为了使用同一干燥剂来吸收新的蒸汽，干燥剂需要再生。当液体干燥剂被加热时，干燥剂中的蒸汽压力增加。当液体干燥剂中的蒸汽压力变得高于周围的蒸汽压力时，所吸收的水就会蒸发。这样，可以再生并再次使用液体干燥剂。每秒可被吸收/解吸的水量m可以由下描述：
[0004][0005]其中，是每秒吸收/解吸的水量，k是材料常数，A是液体干燥剂和空气的面积，并且P
m
是液体干燥剂中的蒸汽压力，并且P
a
是液体干燥剂周围气体中的蒸汽压力。
[0006]已经专利技术了使用蒸汽压缩系统对空气除湿的若干方法。WO2011/062554公开了一种使用吸水材料从空气中吸水或水分的装置。通过加热材料蒸发水并使.形成的水蒸气冷凝在装置的壁上，将水从所述材料除去。
[0007]US5,351,497公开了一种液体干燥剂在空调中的使用，其中用液体干燥剂处理气体并同时冷却该气体。可以通过加热液体干燥剂以除去水来再生液体干燥剂。
[0008]本专利技术人在WO2018/009125中公开了一种使用可以再生的液体干燥剂来从空气中吸收水分的装置。通过加热干燥剂以蒸发水实现再生，随后在热交换器中压缩并冷凝水。为了降低再生的液体干燥剂的温度并且使装置更节能，再生的液体干燥剂与即将再生的用过的液体干燥剂进行热交换。
[0009]US22060130654教导了一种使用吸湿液体从空气中分离水的方法和装置，并且还教导了如何通过加热将吸收的水从获得的富水液体中除去。这两种装置都教导了一种系统，其中加热的浓缩液体干燥剂与即将再生的液体干燥剂进行热交换。
[0010]在热交换液体干燥剂时，一个问题是热交换器内沉淀的风险可能导致装置故障。避免这种沉淀的一种方式是降低干燥剂中的盐的浓度，但这样会显著降低水分吸收量以及装置的效率。
[0011]当今的吸附冷却技术受到大量需要水来冷却空气的困扰。这是非常受限的，尤其是在缺水的地区。
[0012]WO2018/191807公开了一种使用流动干燥剂和空气膜交换器膜(LAMEE)调节封闭
空间的空气的系统。系统包括再生器，该再生器用于再生可以与稀释干燥器混合的干燥剂。
[0013]现有技术的系统在从空气中吸收并生产水方面不够节能和节约成本，尤其是在不太潮湿的条件下。另外，需要一种设计成适于周围条件诸如环境温度和环境相对湿度(RH)的系统。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的是提供一种克服现有技术的缺点的装置。本专利技术通过或多或少地消除了盐沉淀的风险，解决了允许液体干燥剂的有效吸水和再生而不损害装置功能的问题。通过允许液体干燥剂中盐的更高浓度(接近饱和点)，本专利技术变得比现有技术更有效，尤其是在相对湿度(RH)为50或更低的环境中。此外，通过优化再生液体干燥剂的能量需求步骤，本专利技术被配置为尽可能节能。
[0015]在第一方面，本专利技术涉及一种如权利要求1所述的用于从气体中吸水的装置。
[0016]在第二方面，本专利技术涉及一种空气冷却器，该空气冷却器包括根据本专利技术所述的装置，该空气冷却器还包括加湿器，该加湿器包括第二壳体，该第二壳体可操作地连接到吸水部分以接收空气，该第二壳体具有用于分配水的构件，以及可选地用于增加气体与水之间的接触时间和接触面积的构件。
[0017]在第三方面，本专利技术涉及一种从诸如空气的气体中吸水或生产水的方法，其中该方法包括:
[0018]‑
检测液体干燥剂的浓度，
[0019]‑
当检测的浓度处于预定值或低于预定值时，将液体干燥剂运输到液体干燥剂再生部分，所述液体干燥剂具有第一温度，
[0020]‑
进行再生以将水从该液体干燥剂除去，该再生在该液体干燥剂再生部分中、在第二温度和第一压力下发生，其中使用第一能量的量来在再生过程中设置并维持第一压力，
[0021]‑
从该液体干燥剂再生部分运输再生的液体干燥剂以用于吸水，该再生的液体干燥剂具有第三温度，
[0022]其中，选择该第一压力，使得该第一能量的量处于或低于最大能量或预定最大能量，并且使得该再生的液体干燥剂的浓度为期望浓度和/或该第三温度与该第一温度之间的差被最小化。
[0023]在第四方面，本专利技术涉及一种用于吸水的装置，该装置包括:
[0024]至少一个吸水部分，该至少一个吸水部分用于使用液体干燥剂从气流中吸水，其中，该吸水部分可操作地连接到至少一个液体干燥剂容器，以用于将液体干燥剂输送到该吸水部分和从该吸水部分输送出液体干燥剂，其中该至少一个液体干燥剂容器进一步可操作地连接到液体干燥剂再生部分，以用于将液体干燥剂输送到该至少一个液体干燥剂容器和从该至少一个液体干燥剂容器输送出液体干燥剂，
[0025]其中，该液体干燥剂再生部分包括：
[0026]‑
包括容器的至少一个锅炉，
[0027]‑
真空系统，该真空系统可操作地连接到该锅炉，以用于降低该容器中的压力，以及
[0028]其中，该装置还包括控制单元，该控制单元被配置为获得液体干燥剂的浓度值，并
且可操作地连接到该真空系统，以用于控制该真空系统而在液体干燥剂再生过程中将该容器中的压力降低到第一压力。
[0029]因此，可以以节能方式并且通过选择液体干燥剂的浓度或水活性来进行水的吸收，可以根据适合于本专利技术的每个应用的内容来控制用于吸水的装置的操作。因此，与现有技术装置相比，本专利技术的方法允许装置更具成本和能量效率的操作。
[0030]通过选择第一压力可以将装置的能量消耗保持在最大值以下，其方式使得可以在不使用超过最大能量的情况下进行再生。在大多数应用中，这将涉及将第一压力选择为尽可能低，而不需要超过最大能量，因为这也将使温差最小化。
[0031]合适地，通过使液体干燥剂达到沸腾温度以从液体干燥剂中以蒸气形式释放水，从而进行所述再生，并且第二温度是沸腾温度。因此，可以以可靠的方式释放水，并且因为可以通过调整压力来改变沸腾温度，实现了对水的释放和再生所需能量的释放两者的增加的控制。
[0032]此外，通过调整液体干燥剂再生部分中的第一压力来优选地控制沸腾温度。因此，液体干燥剂可以在由第一压力给出的温度下沸腾，其中优选地，第二温度保持较低，以使再生后的液体干燥剂与再生前的液体干燥剂之间的温差最小化。同时，有利地选择第一压力，使得能量消耗保持足够低，以优化总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于吸水的装置(1)，包括：至少一个吸水部分(α)，所述至少一个吸水部分用于使用液体干燥剂从气流中吸水，其中所述吸水部分可操作地连接到至少一个液体干燥剂容器(β)，以用于将液体干燥剂输送到所述吸水部分(α)和从所述吸水部分(α)输送出液体干燥剂，其中，所述至少一个液体干燥剂容器(β)进一步可操作地连接到液体干燥剂再生部分(γ)，以用于将液体干燥剂输送到所述至少一个液体干燥剂容器(β)和从所述至少一个液体干燥剂容器(β)输送出液体干燥剂，其中，所述液体干燥剂再生部分(γ)包括：
‑
包括容器(3)的至少一个锅炉(2)，真空系统(18)，所述真空系统可操作地连接到所述锅炉(2)以用于降低所述容器(3)中的压力，并且其中所述再生部分(γ)优选地还包括可操作地连接到所述容器(3)的加热单元(5)，所述加热单元所述加热单元被配置为加热所述容器(3)中的液体干燥剂，并且其中，所述装置还包括控制单元(19)，所述控制单元被配置为获得或确定液体干燥剂的浓度值，并且可操作地连接到所述真空系统(18)，以用于控制所述真空系统(18)以在液体干燥剂的再生过程中将所述容器(3)中的所述压力降低至第一压力；其中，所述控制单元(19)还与所述液体干燥剂容器(β)通信，以确定或检测或测量在所述液体干燥剂容器(β)中收集的液体干燥剂的温度和/或浓度。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元(19)还与所述吸水部分(α)通信，以确定或检测或测量待分配的液体干燥剂(S1)的浓度，并且其中所述控制单元(19)优选地被配置为确定所述待分配的液体干燥剂(S1)与在所述液体干燥剂容器(β)中所述收集的液体干燥剂的浓度之间的浓度差(ΔC)。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述控制单元(19)进一步被配置为至少基于待再生的液体干燥剂(S3)的浓度或在所述液体干燥剂容器(β)中所述收集的液体干燥剂(S2)的浓度、以及再生之后的再生的液体干燥剂(S4)的预定期望浓度来确定再生所述液体干燥剂需要的能量的量，并且其中，所述控制单元进一步被配置为选择所述第一压力，使得用于操作所述真空系统来达到并维持所述第一压力的能量的量小于或等于预定的最大能量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(19)进一步被配置为基于环境温度和环境湿度中的至少一个来确定或预先确定再生的液体干燥剂(S4)的所述期望浓度，和/或其中，所述控制单元进一步被配置为确定或预先确定在所述液体干燥剂容器(β)中收集的分配的液体干燥剂的阈值。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(19)被配置为选择所述第一压力以使再生的液体干燥剂(S4)的第三温度与待再生的液体干燥剂(S3)的第一温度之间的温差最小化。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述再生部分(γ)还包括加热单元(5)，所述加热单元包括压缩机(7)、第一干燥剂热交换器(9)、第二干燥剂热交换器(11)、调节器(17)，并且其中，所述再生部分(γ)还包括可选的加热装置(28)；其中，所述第一干燥剂热交换器(9)可操作地连接到所述至少一个液体干燥剂容器(β)以用于输送和接收液体干燥剂，并且进一步可操作地连接到所述容器(3)以用于输送和接收液体干燥剂；
其中，所述容器(3)可操作地连接到所述调节器(17)以用于将液体干燥剂输送到所述调节器，并且其中，所述调节器(17)进一步可操作地连接到所述第二干燥剂热交换器(11)以用于输送液体干燥剂；其中，所述第二干燥剂热交换器(11)进一步可操作地连接到所述容器(3)以用于输送液体干燥剂；并且其中，所述容器(3)也可操作地连接到所述压缩机(7)以用于将在所述容器(3)中形成的蒸汽输送到所述压缩机，并且其中，所述压缩机(7)进一步可操作地连接到所述第二干燥剂热交换器(11)以用于输送压缩的蒸汽。7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述液体干燥剂再生部分(γ)包括
‑
至少一个锅炉(2)，所述至少一个锅炉包括具有加热室(4)和冷凝室(6)的容器(3)，其中，所述加热室(4)连接到所述冷凝室(6)而允许在所述加热室中形成的蒸汽进入所述冷凝室，
‑
真空系统(18)，所述真空系统可操作地连接到所述锅炉(2)，以用于降低所述容器(3)中的所述压力，以及热泵系统(8)，其中，所述热泵系统具有：第一热交换器(10)，所述第一热交换器布置在所述加热室(4)中而与所述加热室中的液体干燥剂热接触；和第二热交换器(12)，所述第二热交换器布置在所述冷凝室(6)中而与所述冷凝室(6)中的蒸汽热接触，其中，所述第一热交换器进一步连接到冷却装置(14)，其中，所述冷却装置(14)还连接到所述第二热交换器(12)，并且其中，所述第二热交换器连接到压缩机(16)，所述压缩机(16)也连接到所述第一热交换器(10)。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述液体干燥剂容器(β)包括加热器(50)，其中，所述加热器是热交换器，在所述热交换器中，所述液体干燥剂容器(β)中的所述液体干燥剂与所述热泵(8)的冷却介质进行热交换。9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述装置的每个液体干燥剂再生部分(γ)包括两个或更多个吸水部分(α)。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置的每个液体干燥剂容器(β)包括两个或更多个吸水部分(α)。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述液体干燥剂容器(β)包括液体干燥剂收集部件(46)，所述液体干燥剂收集部件可操作地连接到所述吸水部分(α)，并且其中，所述液体干燥剂收集部件进一步可操作地连接到液体干燥剂存储罐(48)，以用于将液体干燥剂输送到所述吸水部分(α)和从所述吸水部分(α)输送出液体干燥剂，并且用于将液体干燥剂输送到所述液体干燥剂存储罐(48)。12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述锅炉或所述加热室中所述液体干燥剂的温度为40℃至125℃，优选地70℃
‑
115℃，更优选地75℃
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110℃。13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述吸水部分(α)包括用于分配所述液体干燥剂的至少一个构件(66)，并且其中，所述构件是冷却垫或蒸发器垫或垫，并且其中，所述吸水部分(α)还优选地包括风扇或泵(72)，以便提供通过第一壳体(60)的气流。14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述再生的液体干燥剂(S4)的浓度比再生之前高1％
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30％，优选地3％
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【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：乔普思集团有限公司，
类型：发明
国别省市：