除濕器/空調系統技術方案

本發明專利技術揭示一種用于調節空氣的裝置，其包括：大量液體干燥劑（２８）；一個除濕器部分（１２），被調節空氣在其中與液體干燥劑的第一部分相接觸；一個再生器部分（３２），外部空氣在其中與液體干燥劑的第二部分相接觸；一個制冷系統（４５），其具有與液體干燥劑的第一部分相關聯的第一熱交換器（４６）、與液體干燥劑的第二部分相關聯的第二熱交換器（３６）和不與液體干燥劑接觸的第三熱交換器（１３６）。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及環境控制系統
，更具體而言，涉及除濕和空調組合系統的

技術介紹
一般來說，空調系統不但可降低環境空氣的溫度，而且可去除空氣中的大量水分。當空調處理從控制環境以外進入的新鮮空氣時，情況尤其如此。然而，此種空調與除濕的組合通常效率很低。此外，由于空調的某些潛在冷卻能力用于除濕，從而大大降低了空調的有效冷卻能力。在此項技術中眾所周知，空氣先除濕后冷卻。在某些情況下，除濕器與空調器的機理互不統一。在此類情況下，盡管空調器的冷卻能力有所提高，但系統的整體效率仍相對較低。美國專利第4,984,434號描述了一種綜合系統，在該系統中，欲冷卻的空氣在接觸空調器的蒸發器進行制冷之前，要先穿過一個干燥劑型除濕器(desiccant type dehumidifier)進行除濕。含水干燥劑憑借經過空調系統冷凝器的上方而實現再生。該系統受到許多限制。首先，它對所有被冷卻的空氣進行除濕。由于進入除濕器的空氣大部分來自被控制空間(且因此已經相當干燥)，因此除濕器沒有從空氣中去除太多水分，并因此不能為冷凝器提供太多冷卻。這會引起干燥劑溫度的全面上升并導致除濕器和空調器的效率下降。第二個問題是此種系統不是模塊式的，即除濕器必須作為本系統的一部分提供。因此，將一除濕器增加到一現有空調系統中使除濕器和空調器整合形成本專利系統幾乎是不可能的。還有另一類型已知的除濕/空調系統。在此類系統中，如美國專利第5,826,641、4,180,985號和第5,791,153號所述，空調器的空氣入口處放置有干態干燥劑，以便在空氣被冷卻之前先對其進行干燥。然后，來自空調的廢熱(以冷凝器排氣的形式)與已從輸入空氣中吸收了水分的干燥劑相接觸以對該干燥劑進行干燥。然而，由于離開空調器的空氣的溫度相對較低，干燥劑可提供的干燥量相對較低。上述美國專利第4,180,985號也描述了一種使用液體干燥劑作為除濕系統干燥介質的系統，同樣，空調器排氣的低溫大大降低了系統的效率。基于現有技術干燥劑的除濕器通常要求將干燥劑從吸收水分的第一區域移到第二再生區域。在固體干燥劑的情況下，此種轉移通過將干燥劑從除濕站實際移動到再生站來實現，例如把干燥劑安裝在旋轉輪、傳送帶或類似的組件上。液體干燥劑系統中通常設置兩個泵，一個泵用于將液體汲取到再生站，另一個泵用于將液體從再生站汲取到除濕站。在某些實施例中，使用一單一泵從一個工作站汲取液體到另一個工作站，液體的回流靠重力輸送。上述標準型空調系統和除濕系統的運行由圖1輔助說明。圖1為溫度-絕對濕度曲線圖，其中疊加了同熱含量和同相對濕度曲線。標準型空調器依據輸入空氣須流經冷卻蛇管進行冷卻的原理運行。假設空氣的初始狀態處于一標有一X的點，首先對空氣進行冷卻(曲線1)直到其相對濕度達到100％，在該點進一步冷卻則伴隨著空氣中水分的冷凝。為了從空氣中去除水分，必須將空氣冷卻至恰好低于舒適區4的一溫度。通常采用與被冷卻空間中已有的較熱空氣混合的方式將該空氣加熱至舒適區。在某些情況下，此為除濕目的而實施的過度冷卻是此類系統效率低的一個主要原因。標準的除濕系統實際上在去除空氣的同時加熱空氣。在除濕過程(曲線2)中，由于未從空氣/干燥劑系統中去除熱量，熱含量幾乎不變。這導致干燥劑和被干燥空氣的溫度升高。于是，空調系統必須去除這些額外的熱量，從而降低了空調系統的效率。在所有除濕系統中，必須施加機械力在再生部分和除濕部分之間的至少一個方向上轉移干燥劑。對于液體系統，可設置若干泵在兩部分之間或兩部分內的蓄水槽之間雙向汲取液體。雖然似乎必須采用汲取方法方可在兩部分之間轉移水分和/或干燥劑離子，但該轉移也伴隨有不期望的熱量傳遞。美國專利第6,018,954號(其揭示內容以引用方式并入本文中)描述了一種系統，在該系統中一可逆向熱泵在除濕器側與再生器側的干燥劑液體之間傳遞熱量。在一第一實施例中，蒸發器/冷凝器被放置在熱泵的兩側以便接觸正從空氣中去除水分或正被去除水分進行再生的干燥劑液滴。這個實施例與上述美國專利第4,984,434號所示實施例大體相同。在一第二實施例中，熱泵在液體干燥劑被送往形成液滴的液滴器之前從液體干燥劑逆向傳遞熱量。
技術實現思路
依據本專利技術某些實施例的第一特征，進入再生室的空氣被用來冷卻離開再生側的制冷劑。本專利技術者已發現，如果不對制冷劑進行某種額外冷卻，系統在一高制冷劑溫度時達到一系統處于低效率的穩定狀態。利用美國專利第6,018,954號的現有系統可提供的一個解決此問題的方法是向系統中加水，水分蒸發出系統可在很大程度上冷卻系統。這種方法不但浪費水，而且導致系統效率降低。在多數情況下，這種結構將導致產生冷卻的除濕空氣。依據本專利技術某些實施例的第二特征，離開除濕室的已除濕空氣用來在制冷劑離開再生器側后去除其中的熱量。其結果是產生加熱的除濕空氣。依據本專利技術某些實施例的第三特征，不從通常用于冷卻的室內去除熱量。制冷劑既可由離開“除濕器”部分的空氣冷卻也可由進入“再生器”的空氣冷卻。這導致離開“除濕器”的空氣被加熱和增濕。依據本專利技術的某些實施例，提供一種可選擇性改變制冷劑路徑以提供本方面第一、第二或第三特征的系統。或者，一給定裝置中僅具有本專利技術一個或兩個特征。本專利技術某些實施例的一特征與一種整合程度相對較低的組合式除濕器/空調器有關。在本專利技術的某些實施例中，冷凝器產生的熱量用于去除干燥劑中的水分。然而，與上述現有技術不同，空調器冷凝器由外部空氣持續冷卻。空調器內已有的包含廢熱的已加熱空氣用于去除干燥劑中的水分。與已加熱空氣是干燥劑再生所需唯一能量源的現有技術相反，在本專利技術的例示性實施例中，除系統空調部分的排氣供應的熱量外，在再生期間還使用一熱泵從相對較冷的干燥劑傳遞能量來加熱干燥劑。這樣可產生一空調器無須過度冷卻空氣以去除水分且除濕器無須為去除水分而加熱空氣的系統。此種系統與其中必須實施一個或另一個此類低效步驟的現有技術系統形成對照。本專利技術的某些實施例提供一種組合式除濕器/空調器，其中空調器在冷卻前僅對“新鮮的”未處理空氣進行除濕。由于除濕器將僅靠濕的“新鮮”空氣運行而空調將僅冷卻相對較干的空氣，因此這樣可允許除濕器和空調器同時高效率運轉。因此，在本專利技術的某些實施例中，由于用于再生的熱量大部分由熱泵供應，所以空調器產生的廢熱量相對較高，而除濕器的熱量需求相對較低。依照本專利技術實施例的一特征，本方面提供一整合空調器和除濕器的簡單方法。依據本專利技術的一例示性實施例，空調器和除濕器是兩個分離單元，中間沒有連接導管。然而，與現有技術的非整合單元不同，該些實施例具有利用來自空調器的廢熱為除濕器提供再生能量的優點。依照本專利技術某些實施例的一特征，在穩定狀態中，水分從一系統的除濕器部分轉移至再生器且無需將液體從再生器轉移回除濕器。一般而言，在液體除濕器系統中，水分必須從除濕器部分轉移至再生器部分。因為水分是以富含水分的干燥劑(低濃度)形式存在，所以需通過汲取或其它方式轉移干燥劑。由于干燥劑還含有干燥劑離子，所以干燥劑離子必須返回到除濕器中以維持除濕所需的干燥劑離子量。這通常可通過從再生器向除濕器部分汲取高濃度干燥劑來完成。然而，除離子被汲取外，水分也被轉移。雖然用于汲取的額外能量可能大也可能不大，但水分汲取回除濕器過程中所固有的非故意的熱量傳本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于調節空氣的裝置，其包括：大量液體干燥劑；一除濕器部分，其中被調節空氣與該液體干燥劑的第一部分相接觸；一再生器部分，其中外部空氣與該液體干燥劑的第二部分相接觸；和一制冷系統，其具有與該液體干燥劑的第一部 分相關聯的一第一熱交換器、與該液體干燥劑的第二部分相關聯的一第二熱交換器和不與該液體干燥劑接觸的一第三熱交換器。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M福克什，D福克什，T福克什，
申請(專利權)人：德瑞艾克有限公司，
類型：發明
國別省市：IL[以色列]