熱泵除濕的增強方法
【專利摘要】一種用于冷卻和除濕第一空氣流的裝置包括：第一熱交換器，將第一空氣流從第一溫度冷卻到較低的第二溫度；吸收器；再生器；以及一個或多個泵和導管。該裝置在以下條件下操作：液體干燥劑在吸收器中從第一空氣流去除水分，離開第一熱交換器的第一空氣流的第二溫度低于被供應到吸收器的液體干燥劑的溫度。
【專利說明】熱累除濕的増強方法
[0001] 相關申請
[0002] 本申請是基于2013年10月25日提交的、題為"液體干燥劑直接膨脹式空調 (LIQUID-DESICCANT DIRECT-EXPANSION AIR CONDITIO肥RT 的美國臨時專利申請61/ 895809，W及2014年6月20日提交的、題為"液體干燥劑蒸汽壓縮式空調(LI卵ID-DESICCANT VAPOR-COMPRESSION AIR CONDmO肥Rr的美國臨時專利申請62/015155的非臨時申請，上 述申請的內容在此整體并入。
[0003] 政府利益
[0004] 本發明在由國防部授予的第SBIR FA8501-14-P-0005號授權下由政府支持進行。 政府對本發明具有一定權利。
【背景技術】
[0005] 熱累是可W將熱能從第一溫度源移動到第二較高溫度槽（temperature sink)的 熱力裝置。熱能沿與其被動地流動的方向（即，其被動地從較高溫度流向較低溫度)相反的 方向的運種傳遞需要能量的消耗，上述能量可W包括電力、化學能、機械功或高品位熱能的 多種形式被供應到熱累。
[0006] 在溫暖的天氣，熱累通常用于將熱能從建筑內移動到周圍環境，即，它們對建筑物 內所占據的空間提供舒適性空氣調節。該空氣調節具有兩個重要組成部分:顯冷，降低建筑 物內的溫度，W及潛冷，降低濕度。僅當室內的溫度與濕度兩者都被控制時才能保持舒適和 健康的室內條件，因此熱累的顯冷和潛冷都是重要的。
[0007] 不幸的是，熱累并非高效的潛冷裝置。由于它們"累送"熱能而不是水分，所W僅當 處理空氣在其初始露點溫度之下被冷卻時熱累才除濕，在許多應用中，被冷卻到低溫W便 水蒸汽冷凝的處理空氣必須被重新加熱W便保持舒適的室內溫度。運種過冷和重新加熱的 過程浪費了能量并增加了保持舒適室內條件的成本。
[000引干燥劑空調可W是用于控制室內濕度的更有效的工具。干燥劑是對水蒸汽具有高 親和性的材料。它們可W被用來直接吸收來自空氣的水蒸汽而不是首先冷卻空氣至低于其 露點溫度。在干燥劑吸收水蒸汽之后，該干燥劑被加熱使得所吸收的水蒸汽被釋放到適當 的槽(例如，室外環境）。水蒸汽的該釋放使干燥劑再生為隨后可再次吸收水蒸汽的狀態。
[0009] 在一種類型的干燥劑空調中，用于再生干燥劑的熱能由蒸汽壓縮熱累的制冷劑冷 凝器供應。下面的五個專利和專利申請描述了實施液體干燥劑空調的不同方式，該液體干 燥劑空調用從制冷劑冷凝器重新獲得的熱能使干燥劑再生：
[0010] Peterson等人，美國專利第4941324號
[0011] Peterson專利描述了一種蒸汽壓縮空調，其中，空調的蒸發器和冷凝器二者的外 表面用液體干燥劑潤濕。水蒸汽和熱量從流過蒸發器的干燥劑潤濕表面的處理空氣中被吸 收。干燥劑將水排放到流過冷凝器的干燥劑潤濕表面的冷卻空氣流中。在穩定的操作條件 下，干燥劑的濃度自然尋求水被蒸發器上的干燥劑吸收的速率等于水被在冷凝器上的干燥 劑解吸的速率的值。
[00。] Forkosh等人，美國專利第6546746號;Griff iths，美國專利第4259849號 [OOU] Forkosh專利和Griffiths專利都描述了蒸汽壓縮空調，其中，液體干燥劑在審嶺 劑蒸發器中被冷卻并在制冷劑冷凝器中被加熱。冷卻的干燥劑被傳遞到并遍布于多孔接觸 介質的第一床。流過該第一多孔床的處理空氣被冷卻并干燥。加熱的干燥劑被傳遞到并遍 布于多孔接觸介質的第二床。流過該第二多孔床的冷卻空氣從溫暖的液體干燥劑中獲得熱 能和水蒸汽。正如化tersen專利一樣，在穩定的操作條件下，干燥劑的濃度自然尋求水被熱 累的蒸發器側上的干燥劑吸收的速率等于水被在冷凝器側上的干燥劑解吸的速率的值。 [0014] Vandermeulen等人，美國申請US 20120125020
[0015] Vandermeulen專利申請描述了一種蒸汽壓縮空調，其中，第一熱傳遞流體在制冷 劑蒸發器中被冷卻且第二熱傳遞流體在制冷劑冷凝器中被加熱。冷卻的第一熱傳遞流體冷 卻第一組膜覆蓋板，上述第一組膜覆蓋板具有在膜之下的每個板的表面上流動的液體干燥 劑。處理空氣隨著其在與膜接觸的第一組板之間的間隙中流動而被冷卻并干燥。加熱的第 二熱傳遞流體加熱第二組膜覆蓋板，上述第二組膜覆蓋板具有在膜之下的每個板的表面上 流動的液體干燥劑。冷卻空氣隨著其在與膜接觸的第二組板之間的間隙中流動而從干燥劑 中獲得熱能和水蒸汽。正如化tersen專利一樣，在穩定的操作條件下，干燥劑的濃度自然尋 求水被熱累的蒸發器側上的干燥劑吸收的速率等于水被在冷凝器側上的干燥劑解吸的速 率的值。
[0016] Dinnage等人，美國專利第7047751號
[0017] Dinnage專利描述了一種蒸汽壓縮空調，其中，離開空調的制冷劑蒸發器的冷卻 的、飽和的處理空氣流過干燥輪的兩個扇區中的第一個，離開空調的制冷劑冷凝器的溫暖 的、不飽和的冷卻空氣流過第二扇區。水蒸汽被第一扇區中的干燥劑從處理空氣中吸收并 被第二扇區中的干燥劑解吸到冷空氣。干燥輪在兩股氣流之間旋轉使得吸收過程和解吸過 程同時并連續發生。
[001引Lowenstein等人的第五個專利(美國專利第7269966號）描述了一種當液體干燥劑 是腐蝕性面化物鹽溶液時實施功能上與Peterson專利中所描述的空調相似的液體干燥劑 空調的技術。
[0019] 熱累利用在Griff thsjorkosh、Vandermeulen或Dinnage專利中描述的技術來增 加它們的潛冷，運些熱累都有著基本性能限制。因為Griffiths和化rkosh專利使用絕熱的 多孔接觸介質的床（即，在床之內沒有冷卻或加熱的嵌入的內源)相比于通過床的氣流，干 燥劑注水速度(flooding rate,吸水速度)必須高。需要運些高注水速度使得干燥劑的溫度 不會顯著增加(在當干燥劑吸收水時熱量被釋放的床中）或顯著減少(在當干燥劑吸收水時 熱量被吸收的床中）。運些高注水速度需要具有高功率抽吸的大累。它們也在被注水的床中 產生大的空氣側壓降，增加熱累的風扇功率。
[0020] 使用Vandermeulen技術的熱累必須在其散熱器(thermal sink)(例如，用于使用 蒸汽壓縮技術的熱累的制冷劑蒸發器)與液體干燥劑吸收器之間累送冷卻的熱傳遞流體， 且其必須在其熱源(例如，用于使用蒸汽壓縮技術的熱累的制冷劑冷凝器)與液體干燥劑解 吸器之間累送加熱的熱傳遞流體。運兩個熱傳遞回路都通過引入迫使熱累的散熱器在較低 溫度下運行W及其熱源在較高溫度下運行的溫差增加熱累的功率使用并降低性能。
[0021] 使用Dinnage技術的熱累中固有的局限性的源頭是固體干燥劑轉子。特別是：
[0022] (a)由于干燥輪旋轉到要被除濕的氣流中，沒有簡單方式來預冷干燥輪的暖再生 (即，水解吸）扇區。因此，儲存在輪的大部分中的熱量被傳遞到該氣流，從而減少由空調產 生的冷卻效果。相似地，由于固體干燥輪的冷卻處理（即，吸水性)扇區旋轉到暖空氣流中， 再生固體干燥劑的暖空氣中的熱能的有效部分進行加熱大部分的輪的任務。運種加熱任務 在從干燥劑中積極地解吸水的暖空氣中降低熱能的量。
[0023] (b)干燥輪的再生扇區和處理扇區必須彼此相鄰。該幾何約束需要供應空氣和再 生空氣W非常靠近的方式彼此相反地流動。
[0024] (C)再生扇區和處理扇區的圓形與一般用于用作空調的制冷劑蒸發器和制冷劑冷 凝器的翅片管熱交換器的矩形不同。而在空調的高度或寬度的任一個上的設計約束可W通 過調整矩形熱交換器的縱橫比而被容納，干燥輪在其高度和寬度方面均必須W相同比例增 大(或縮小）。
[0025] 應用Lowenstein專利中的技術的熱累也具有重要限制，盡管限制不是根本性的， 而是集中在制造新型熱累設計所需的固定設備中的投資的實際問題。特別地，當實施為蒸 汽壓縮空調時，Lowenstein專利中的技術將需要制造者對于現在用于傳統翅片管熱交換器 的空調的蒸發器和冷凝器使用完全不同的組裝工序。

【發明內容】

[0026] 根據本發明的示例性實施例，一種用于冷卻和除濕第一空氣流的裝置包括:第一 熱交換器，將第一空氣流從第一溫度冷卻到較低的第二溫度;吸收器，包括:接觸介質的多 孔床，其表面被液體干燥劑的第一流潤濕，該液體干燥劑的第一流被供應到吸收器且在第 一空氣流已經在第一熱交換器中被冷卻之后通過該接觸介質的多孔床使第一空氣流流動； W及第一收集容器，接收流出接觸介質的多孔床的液體干燥劑;再生器，接收流入第一收集 容器的液體干燥劑的至少一部分，并從所接收到的液體干燥劑中去除水；W及一個或多個 累和導管，執行下述內容的至少一個:在吸收器與再生器之間交換液體干燥劑，在吸收器之 內再循環液體干燥劑，或在再生器之內再循環液體干燥劑；W及
[0027] 其中，該裝置在W下條件下操作:液體干燥劑在吸收器中從第一空氣流去除水分， 離開第一熱交換器的第一空氣流的第二溫度低于被供應到吸收器的液體干燥劑的溫度。 [00%]在至少一個實施例中，再生器是解吸器，其中在第二熱交換器中已經被加熱到第 =溫度的第二空氣流流過被液體干燥劑潤濕的多孔接觸介質的床，液體干燥劑釋放水分到 第二空氣流，并且第二收集容器接收流出解吸器中的多孔介質的床的液體干燥劑。
[0029] 在至少一個實施例中，第一熱交換器和第二熱交換器是熱累的散熱器和熱源。
[0030] 在至少一個實施例中，第一熱交換器是蒸發器，且第二熱交換器是第一蒸汽壓縮 熱累的冷凝器。
[0031 ]在至少一個實施例中，從吸收器流到再生器的液體干燥劑和從再生器流到吸收器 的液體干燥劑在熱交換器中交換熱能。
[0032] 在至少一個實施例中，一個或多個導管將第一收集容器和第二收集容器流體連 接。
[0033] 在至少一個實施例中，第一收集容器和第二收集容器具有共用的至少一個壁W及 在至少一個壁中的至少一個開口，上述至少一個開口允許液體干燥劑在兩個容器之間流 動。
[0034] 在至少一個實施例中，第一收集容器和第二收集容器被結合到單個、共用的收集 容器。
[0035] 在至少一個實施例中，在兩個質量流均W相同量綱單位被測量并且接觸介質的表 面用毛細作用攜帶(wick)液體干燥劑的條件下，液體干燥劑的第一流與第一空氣流的質量 流速比小于0.147。
[0036] 在至少一個實施例中，用毛細作用攜帶液體干燥劑的接觸介質包括玻璃纖維的波 紋板。
[0037] 在至少一個實施例中，該裝置還包括使第一收集容器和第二收集容器流體連接的 至少兩個導管，其中，累幫助干燥劑在至少一個導管中的流動。
[0038] 在至少一個實施例中，累適于被調整W改變在第一收集容器和第二收集容器之間 的干燥劑的交換。
[0039] 在至少一個實施例中，閥將離開一個累的流分成兩股流，其中一股流被運送到吸 收器和/或第一收集容器，另一股流被運送到解吸器和/或第二收集容器。
[0040] 在至少一個實施例中，將流分成兩股流的閥可被調整使得兩股流的相對量可被控 制。
[0041] 在至少一個實施例中，吸收器中的多孔接觸介質的床不具有嵌入式的內部冷源， 解吸器中的多孔接觸介質的床不具有嵌入式的內部熱源。
[0042] 在至少一個實施例中，吸收器中的多孔接觸介質的床具有嵌入式的內部冷源，該 冷源為第二蒸汽壓縮熱累的蒸發器，解吸器中的多孔接觸介質的床具有嵌入式的內部熱 源，該熱源是第二蒸汽壓縮熱累的冷凝器。
[0043] 在至少一個實施例中，第一蒸汽壓縮熱累和第二蒸汽壓縮熱累共用共同的壓縮 機。
[0044] 根據本發明的示例性實施例，一種用于冷卻和除濕第一空氣流的方法，其包括:通 過第一熱交換器將第一空氣流從第一溫度冷卻到較低的第二溫度;用被供應到吸收器的液 體干燥劑的第一流潤濕包括接觸介質的多孔床的吸收器的表面;在吸收器中通過液體干燥 劑從第一空氣流中去除水分，其中離開第一熱交換器的第一空氣流的第二溫度低于被供應 到吸收器的液體干燥劑的溫度;通過第一收集容器接收流出接觸介質的多孔床的液體干燥 劑;通過再生器接收流入第一收集容器的液體干燥劑的至少一部分，使得水從所接收的液 體干燥劑被去除；W及W下至少一個:在吸收器與再生器之間交換液體干燥劑，在吸收器之 內再循環液體干燥劑，或在再生器之內再循環液體干燥劑。
[0045] 在至少一個實施例中，再生器是解吸器，該方法還包括W下步驟:在第二熱交換器 中將第二空氣流加熱到第=溫度;使第二空氣流流動通過用液體干燥劑潤濕的多孔接觸介 質的床，使得水分被釋放到第二空氣流；W及通過第二收集容器接收流出解吸器中的多孔 介質的床的液體干燥劑。
[0046] 在至少一個實施例中，第一熱交換器和第二熱交換器是熱累的散熱器和熱源。
[0047] 在至少一個實施例中，在兩個質量流均W相同量綱單位被測量W及接觸介質的表 面用毛細作用攜帶液體干燥劑的條件下，液體干燥劑的第一流與第一空氣流的質量流速比 小于0.147。
【附圖說明】
[0048] 圖1是如在美國專利第7047751號中所述的固體干燥劑蒸汽壓縮空調裝置的框圖；
[0049] 圖2是根據本發明的示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥劑吸 收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；
[0050] 圖3是示出對于處理空氣和冷卻空氣兩者在典型操作期間流過本發明的示例性實 施例的狀態點的洽濕圖（psyc虹ometric chart,濕度計算圖）；
[0051] 圖4是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥 劑吸收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；
[0052] 圖5是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥 劑吸收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；
[0053] 圖6是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥 劑吸收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；
[0054] 圖7是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥 劑吸收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；
[0055] 圖8是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥 劑吸收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；
[0056] 圖9是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥 劑吸收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；
[0057] 圖10是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的絕熱液體干燥 劑吸收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖；W及
[0058] 圖11是根據本發明的另一示例性實施例的、具有增加空調的潛冷的液體干燥劑吸 收器和解吸器的蒸汽壓縮空調的框圖。
【具體實施方式】
[0059] 運里要求保護的本發明和其所提供的益處可W通過比較其操作與Dinnage專利中 所描述的技術的操作而被理解。圖1是如在Dinnage專利中所公開的蒸汽壓縮空調的框圖。 其示出了蒸汽壓縮空調，其中供給空氣流在制冷劑蒸發器(52)中被冷卻且再生空氣流在制 冷劑冷凝器(58)中被加熱。離開制冷劑蒸發器(52)的冷的、飽和的供應空氣在其穿過旋轉 干燥輪(55)的處理扇區（54)時被干燥。當輪旋轉時，被干燥劑吸收的水被排放到再生空氣 中，并且所謂的"處理扇區"變成干燥劑被再生空氣加熱的"再生扇區"（60)。
[0060] 雖然示出為應用于蒸汽壓縮空調，但是Dinnage專利中描述的技術可W增加其他 類型熱累的潛冷。其有效性依賴于所有的干燥劑的基本屬性:在平衡條件下由干燥劑吸收 的水的量是其環境的相對濕度的函數。對于冷卻建筑物的熱累，離開較低溫度散熱器(例 如，蒸汽壓縮空調的制冷劑蒸發器）的空氣比離開較高溫度熱源(例如，蒸汽壓縮空調的制 冷劑冷凝器)的空氣具有高得多的相對濕度。被交替地暴露于運兩股氣流的干燥劑會將水 分從具有更高相對濕度的流移動到具有更低濕度的流。該水分傳遞的凈效應將增加由熱累 提供的潛冷。
[0061] 在示例性實施例中，本發明通過用液體干燥劑吸收器替換干燥輪的處理扇區W及 用液體干燥劑解吸器替換再生扇區消除了用于Dinnage專利中的技術的兩個幾何限制（前 面提到的局限性的第二個和第=個）。對于圖2中示出的本發明的實施例，對固體干燥劑技 術的液體干燥劑技術的該替換需要至少兩個累(44s、44w)，上述累用于在吸收器(53)與解 吸器(51)之間移動液體干燥劑(46s、46w)。吸收器和解吸器都具有多孔接觸介質（59)的內 部床，該多孔接觸介質具有被從液體干燥劑分配器(49)供應的液體干燥劑潤濕的表面。在 通過多孔接觸介質（59)的分開的床流下后，液體干燥劑排放到分開的儲槽(45s、45w)中，上 述儲槽將液體干燥劑供應到累(44s、44w)的入口。
[0062] 圖2示出的本發明的實施例冷卻并除濕在HVAC應用中一般從室外、室內或兩個位 置的結合被抽吸的處理空氣流(66)。處理空氣流(66)首先在制冷劑蒸發器(52)中被冷卻。 該冷卻既降低離開制冷劑蒸發器(52)的處理空氣流(63)的溫度又增加了上述處理空氣流 的相對濕度，使得上述處理空氣流的相對濕度典型地大于90%。具有高的相對濕度的處理 空氣流(63)流過吸收器(53)中的多孔接觸介質巧9)的干燥劑潤濕床。由于處理空氣(63)具 有非常高的相對濕度，所W液體干燥劑從處理空氣(63)中吸收水蒸汽。運種吸收有=個作 用：（a)該處理空氣的絕對濕度減小，（b)該液體干燥劑的濃度減小，和（C)處理空氣的溫度 升高(該最后效果是由在吸收過程中釋放的熱引起的）。因此，與離開蒸發器(52)的處理空 氣（63)相比，該處理空氣(64) W較低絕對濕度和較高溫度離開吸收器(53)。然后，冷的、干 燥的空氣流(64)能釋放到建筑物中。
[0063] 被供應到吸收器(53)的頂部的液體干燥劑比在吸收器(53)的底部處離開的液體 干燥劑更強（即，更濃縮）。較弱的液體干燥劑(46w)從在吸收器(53)之下的儲槽(45w)被累 送到分配器(49 )，該分配器將液體干燥劑運送到解吸器(51)。在解吸器巧1)中，由液體干燥 劑吸收的水被排放到暖的、低相對濕度的冷卻空氣(61)中，上述暖的、低相對濕度的冷卻空 氣離開制冷劑冷凝器巧8)并流過解吸器巧1)中的多孔接觸介質(59)的干燥劑潤濕床。在解 吸器(51)中獲得水后，更潮濕的冷卻空氣(62)被排出到周圍環境(例如，排放回室外）。如果 已經將水排放到冷卻空氣(62)中，則離開解吸器(51)的底部的液體干燥劑比當它進入解吸 器時更強。該更強的干燥劑(46s)被累送到分配器(49)，該分配器將液體干燥劑供應到吸收 器(53)的頂部。
[0064] (在圖2中，在流過解吸器時獲得水的空氣已經被稱為"冷卻空氣"，因為它最初冷 卻蒸汽壓縮熱累的冷凝器。在干燥技術的討論中，該空氣也被稱為為"再生空氣"和"凈化空 氣"。冷卻空氣(61)可W從建筑物外部被吸入。）
[0065] 圖2示出了本發明的一個實施例，其中熱累是蒸汽壓縮空調。除了它的蒸發器(52) 和冷凝器(58)之外，該空調具有循環制冷劑(43)的壓縮機(41)和使得制冷劑(43)的壓力從 接近壓縮機(41)的排放壓力的高壓降低到接近壓縮機的吸入壓力的低壓的膨脹閥(42)。蒸 汽壓縮空調還具有用于移動冷凝器上的冷卻空氣（61)和蒸發器上的處理空氣(63)的風扇 (風扇未在圖2中示出）。
[0066] 通過觀察圖3中的洽濕圖上的過程可W理解圖2所示的由本發明提供的增強的潛 冷。對于圖3中所示的過程，86F(華氏溫度）（干球溫度)和0.01889化/化(絕對濕度比）的環 境空氣(狀態點A)在熱累的蒸發器中被處理，并且用于在熱累的冷凝器中冷卻。用于冷卻的 空氣的體積流率比被處理的空氣大四倍。
[0067] 如圖3所示，待處理的環境空氣(狀態點A)在蒸發器中首先朝向飽和(狀態B點）被 冷卻，然后在蒸發器中進一步被冷卻到狀態點c。在狀態點C處，處理空氣具有接近100%的 相對濕度。該接近飽和的處理空氣隨后流過吸收器中的干燥劑潤濕的多孔接觸介質的床并 被干燥到狀態點D。如前所述，當干燥劑吸收水分且釋放的熱量增加了處理空氣的溫度時， 熱量被釋放。溫度的增加和絕對濕度的減小的聯合作用將處理空氣的相對濕度降低到49% 的最終值。
[0068] 冷卻熱累的冷凝器的環境空氣（狀態點A)在狀態點E離開冷凝器，其溫度已經從 86巧曽加到112F。在狀態點E的冷卻空氣的相對濕度為35%，當導向解吸器時該冷空氣的相 對濕度足夠低W使流到解吸器中的弱液體干燥劑返回到由液體干燥劑吸收器所需的強濃 度。
[0069] 使用液體干燥劑來增加其潛冷的熱累的圖2所示的本發明的實施例在熱力學上相 當于圖1所示的固體干燥劑實施。對于液體干燥劑實施和固體干燥劑實施兩者，由干燥部件 提供的增加的潛冷可通過停止固體干燥轉子的旋轉或停止液體干燥累而被關閉。在干燥部 件不活躍時，由于通過不活躍的干燥部件的空氣側壓力下降，空調將類似于傳統熱累空調 執行輕微降低的性能。干燥部件的開/關循環可W被用于調節由空調提供的顯冷和潛冷的 比。
[0070] 固體干燥劑的實施和液體干燥劑的實施兩者的性能被在吸收側和解吸側之間交 換的熱能（由于干燥劑在運些側之間移動）劣化（即，上述Dinnage專利中所列的第一個限 制）。具有增強的潛冷的熱累的液體干燥劑實施在其固體干燥劑對應物之上具有的重要優 點在于，通過添加液對液熱交換器，W預冷從解吸器流到吸收器的暖干燥劑，同時預熱從吸 收器流到解吸器的冷干燥劑，其效率可被提高。用于具有液對液互換式熱交換器(IHX)的空 調的液體干燥劑熱累的該構造在圖4中所示。如該圖中所示，來自解吸器(51)的暖的、強干 燥劑(46s)與來自吸收器的冷的、弱干燥劑(46w)交換熱能，運兩股干燥劑流在互換式熱交 換器(69)的相對側上流動。該熱交換具有兩個重要效果，第一，其減少了從液體干燥劑傳遞 到吸收器(53)中的處理空氣(63)的熱能，運就增加了由熱累提供的制冷量。IHX(69)中的熱 能的交換也溫暖了被供應到解吸器的弱干燥劑，運增加了解吸器中的水排放。
[0071] 如圖4所示，強干燥劑（46s)流和弱干燥劑（46w)流是通過IHX(69)的并流（CO- current)。如一般在熱交換器的設計中實踐的，IHX中的熱能的交換可W通過引導兩個逆流 通過IHX被增加。
[0072] 圖2和圖4所示的本發明的實施例具有"一次通過"干燥劑循環一一離開解吸器 (51)的所有干燥劑被累送到吸收器(53)，并且離開吸收器(53)的所有干燥劑被累送到解吸 器(1)。用于控制潛冷和顯冷的相對量的裝置可W通過修改干燥劑循環被并入本發明，使得 到吸收器和解吸器的干燥劑的流速被獨立地控制。
[0073] 圖5示出了本發明的實施例，其中到吸收器和解吸器的干燥劑的流速可被獨立控 審IJ。在該實施例中，來自解吸器（51)之下的儲槽（45s)的強干燥劑（46s)被累送到解吸器 (51)的頂部，而來自吸收器巧3)之下的儲槽(45w)的弱干燥劑(46w)被累送到吸收器(53)的 頂部。由于被累送的干燥劑電路不再提供將干燥劑中的水從吸收器轉移到解吸器所必須 的、解吸器和吸收器之間的流體連通，所W必須提供流體連通的替代設備。
[0074] 在圖5所示的實施例中，流體連通的替代設備是一對傳輸管(40s、40w)，該對傳輸 管在儲槽內的兩個不同高度處連接吸收器(45W)的儲槽與解吸器(45s)的儲槽。每個儲槽內 的干燥劑的高度和密度決定了儲槽內的液體靜壓力的豎直分布。當兩個儲槽中的干燥劑的 高度相同時，具有更多稠密干燥劑（即強的、更濃的干燥劑）的儲槽中的液體靜壓力將總是 高于在儲槽中處于相同高度的其他儲槽(假設兩個膽槽坐放在同一水平面上）。此外，液體 靜壓力差在儲槽內的低海拔處較大。
[0075] 在圖5所示的實施例的操作期間，通過吸收器中的干燥劑的水的吸收將提高吸收 器儲槽(45w)中的干燥劑的水平。相似地，通過解吸器中的干燥劑的水的解吸將降低解吸器 儲槽(45s)中的干燥劑的水平。當兩個儲槽中的干燥劑的高度和濃度建立從吸收器(45w)之 下的儲槽通過上傳輸線（40w)到達解吸器（45s)之下的儲槽的弱干燥劑流W及從解吸器 (45s)之下的儲槽通過下傳輸線（40s巧Ij達吸收器(45w)之下的儲槽的強干燥劑流、且運兩 股流滿足從吸收器到解吸器的水的凈流等于水從處理空氣被吸收的速度，且干燥劑的非水 部分的凈流(例如，當液體干燥劑是氯化裡的水溶液時，為氯化裡)是零的條件時，將達到穩 定操作狀態。
[0076] 在圖5所示的實施例中，解吸器和吸收器之間的流體連通的裝置會影響被輸送到 吸收器(53)的較弱干燥劑(46w)與被輸送到解吸器(51)的較強干燥劑(46s)之間的濃度差。 一種促進吸收器和解吸器之間的干燥劑交換的流體連通設備將減小干燥劑的濃度差，而一 種抑制交換的設備將增加該濃度差。此外，隨著干燥劑中濃度差的增加，由吸收器提供的潛 冷（即除濕)的量將減少，因為干燥劑的濃度差的該增加反映了被輸送到吸收器的較弱干燥 劑和被輸送到解吸器的較強干燥劑。通過提供能夠控制干燥劑的交換的解吸器和吸收器之 間的流體連通的裝置，由熱累提供的總制冷的一部分（即潛冷)可W積極地被調整W滿足建 筑物對潛冷和顯冷的需要。
[0077] 如圖5所示，當流體連通的裝置是兩個傳輸管時，直徑、長度和傳輸管(40s、40w)連 接到儲槽的位置的高度將影響強干燥劑和弱干燥劑在兩個儲槽(45s、45w)之間交換的速 率。一般而言，較大和較小直徑的管將限制干燥劑的交換，并在兩個儲槽之間產生較大的干 燥劑濃度差。減少兩個傳輸管連接到儲槽的位置的高度差也將趨于限制干燥劑的交換。
[0078] 雖然對干燥劑的交換將是非常嚴格的，但是用單個傳輸管取代圖5中所示的兩個 傳輸管(40s、40w)是可行的。在該實施例中，弱干燥劑和強干燥劑的兩個交換流都將在一個 傳輸管中，弱干燥劑在管的上半部分單向流動，強干燥劑在下半部分沿相反方向流動。該單 個傳輸管的長度可W被縮短W減少其施加的限制。此外，在兩個儲槽共享公共側壁的實施 例中，傳輸管將被側壁中的簡單的孔取代。
[0079] 圖6、圖7和圖8示出用W控制本發明的兩個儲槽之間的弱干燥劑和強干燥劑的交 換的不同設備。在圖6示出的本發明的實施例中，傳輸累(44t)將弱干燥劑從吸收器(45W)之 下的儲槽移動到解吸器(45s)之下的儲槽，并且強干燥劑沿相反方向移動通過傳輸管(40)， 該傳輸管連接到累入口和累出口所連接的位置下方的儲槽。
[0080] 在圖7所示的本發明的實施例中，位于用于弱干燥劑的累（44w)的下游的分流閥 (68)將弱干燥劑(46w)的一部分轉移到解吸器(51)。強干燥劑通過傳輸管(40)返回到吸收 器巧3)之下的儲槽(45w)。對于分流閥可被控制的實施例，兩個儲槽之間的弱干燥劑和強干 燥劑的交換可被調節。從分流閥在用于強干燥劑的累(44s)的下游的構造W及分流閥引導 一部分的干燥劑流入強干燥劑儲槽或弱干燥劑儲槽而不是相應的干燥劑分配器的構造中 可W獲得分流閥（68)的益處。
[0081] 與圖5中所示的實施例的交換相似，在圖8所示的本發明的實施例中，吸收器之下 的儲槽(45W)與解吸器之下的儲槽(45s)之間的弱干燥劑和強干燥劑的交換被液體靜壓力 差引發。然而，圖8中所示的實施例的交換由可W改變傳輸線（40)中的阻力的調節流量閥 (69)控制。
[0082] 圖6、圖7和圖8中所示的本發明的實施例，通過控制兩個儲槽之間的弱干燥劑和強 干燥劑的交換，提供了用于改變被遞送到吸收器和解吸器的干燥劑的濃度的裝置。如前所 述，干燥劑濃度的運種控制被用于控制由熱累提供的總制冷的一部分(即潛冷）。
[0083] 圖5示出了本發明的實施例，其中，傳輸管是吸收器與解吸器之間流體連通的唯一 設備。圖5、圖6和圖8中所示的吸收器與解吸器之間的流體連通的替代裝置也可W被應用到 圖2和圖4所示的本發明的實施例，其中干燥劑累(44s、44w)已經在吸收器和解吸器之間提 供了流體連通。當流體連通的替代裝置被應用時，用于弱干燥劑(44w)的累和用于強干燥劑 (44s)的累可W被獨立控制。"一次通過"的要求，即被排放到吸收器(45W)之下的儲槽中的 所有的干燥劑被累送到解吸器W及被排放到解吸器(45s)之下的儲槽中的所有的干燥劑被 累送到吸收器，不再適用。
[0084] 本發明的商業價值將取決于它的性能和它的資金成本。簡化它的設計從而降低其 制造成本的本發明的實施例如果性能方面的相關退化并不太大，則可W生產商業上更可行 的產品。
[0085] 圖9所示的本發明的實施例被簡化，其中離開吸收器(53)的干燥劑和離開解吸器 (51)的干燥劑流入共同儲槽(45c)。該實施例避免了單獨儲槽和在兩個儲槽之間交換干燥 劑的裝置的成本。然而，借助單個儲槽(45c)，傳遞到吸收器(46w)和解吸器(46s)的干燥劑 的濃度將相同，所W該簡化的實施例不提供由熱累供應的潛冷的控制。而且，由于被傳輸到 吸收器和解吸器的干燥劑來自共同儲槽，所W圖4所示的由互換式熱交換器(69)提供的性 能的增強不會獲得。
[0086] 如先前所解釋的，互換式熱交換器(69)提高了熱累的性能，該熱累使用液體干燥 劑吸收器和解吸器來通過W下兩種效果增加其潛冷：（a)其降低了從液體干燥劑傳輸到吸 收器(53)中的處理空氣(63)的熱能，W及(b)其提高了被供應到解吸器的弱干燥劑的溫度， 運增加了解吸器中的水排放。在本發明的不使用互換式熱交換器的實施例中，最小化液體 干燥劑到吸收器和解吸器兩者的流動是重要的，其使得伴隨運些流的有害的熱能交換被最 小化。
[0087] 圖2到圖9中示出的本發明的實施例中使用的液體干燥劑吸收器（53)和解吸器 (51)兩者都是絕熱的，即，它們在它們的多孔接觸介質（59)的床之內不具有加熱或冷卻的 內源。雖然在美國專利4259849和6546746的發明的一部分的液體干燥劑吸收器和解吸器不 具有內部熱交換，但在該種條件下，它們所操作的條件需要它們被供應相對高流動的液體 干燥劑。特別是，兩個專利中的吸收器被設計成冷卻和干燥初始是溫暖且潮濕的空氣流。為 了執行該功能，被供應到吸收器的液體干燥劑必須被冷卻到低于被處理的空氣的最終溫度 的溫度。另外，如已經解釋的，需要高注水速度，使得干燥劑的溫度在水被液體干燥劑放熱 吸收期間不會顯著增加。
[0088] 與兩個美國專利4259849和6546746中的吸收器的操作相比，本發明的實施例中的 吸收器處理初始是潮濕但冷的空氣（例如，已經被蒸汽壓縮空調的蒸發器或其他空氣冷卻 熱交換器冷卻的空氣）。待處理的空氣(63)的溫度將比供應到吸收器的干燥劑(46w)的溫度 更低。隨著液體干燥劑從處理空氣中吸收水分，熱被再次釋放，但低溫處理空氣現在冷卻液 體干燥劑并限制其溫度的上升。在本發明的實施例的操作條件下，沒有必要W高速使干燥 劑流動來作為限制干燥劑的溫度的上升的方法。
[0089] 作為示例，本發明可W具有在水平氣流和豎直干燥劑流條件下操作的吸收器，且 該吸收器具有W下特征：
[0090] 多孔接觸介質:玻璃纖維的波紋板
[0091] 介質的體積表面積:420m2/m3(基于潤濕表面積）
[0092] 介質尺寸：1.0X0.1 X 1.0m(寬度X深度X高度）
[0093] 干燥劑注水速度:251/min-m2(基于介質的頂表面、水平表面）
[0094] 空氣迎面風速：1.3m/s
[0095] 具有運些特征，通過多孔介質的總空氣流和干燥劑流分別是1.3mVs和2.51/min。 在空氣密度（1.2kg/m3)和干燥劑密度（1.2化g/1)的典型值，液體干燥劑與氣態空氣的質量 比（L/G)是0.033。如果進入吸收器的處理空氣是54了和99%'11(0.008788化/化的絕對濕 度），并且供應到吸收器的液體制冷劑是處于85.6 了的27.5%的氯化裡，離開吸收器的處理 空氣將是65.9°F和57.5%rh(0.007764化/化的絕對濕度）。
[0096] W液體干燥劑的低流速操作本發明的實施例的吸收器將是有利的，因為：（1)低流 速減小循環液體干燥劑所需的累的尺寸和功率，（2)當干燥劑流速低時，通過吸收器移動空 氣所需的風扇功率減小，（3)當液體流速低時，液體干燥劑的液滴將比較不容易被空氣夾 帶，W及(4)先前描述的伴隨液體干燥劑流中的熱能的損失會更少。
[0097] Griffiths描述了用于由"用熱固性樹脂浸潰的波紋片材"組成的美國專利 4259849中的吸收器的多孔接觸介質。在市售的使用面鹽溶液的液體干燥劑系統的吸收器 中最常使用的多孔接觸介質是纖維質波紋介質，其與作為CELdek孩波德國亞琢的蒙特公 司制造并銷售的相似。
[0098] CELdek松的工程應用手冊說明了當用水操作時"獲得足夠潤濕和最佳性能"， C巳Ldek?墊5090-15的注水速度(其具有與本發明的先前示例中的波紋介質大致相同的 體積表面積）應該不低于每平米901/min的頂部水平表面面積。此外，不會導致來自 CELdefc?5090-15墊的液滴夾帶的水平流動的空氣的最高迎面風速為3.0m/s。因此，W最 低的注水速度和最高空氣速度，傳統的CELdek@5090-i5墊將具有等于0.042的液體與氣 體的質量比化/G)。
[0099] 需要重點注意的是需要用于CELdek?的先前的最小注水速度一一901 /min- m2--W利用水獲得介質表面的良好覆蓋。'|'iCELdek€和與CE.Lciek?相似的纖維質波 紋介質與諸如氯化裡溶液的液體干燥劑一起使用時，液體干燥劑的更高表面張力抑制介質 的潤濕。
[0100] 因此，當液體是液體干燥劑時，必須使用更高的注水速度W確保良好的潤濕和介 質的覆蓋。由Kathabar制造和銷售的液體干燥劑除濕機將具有纖維質波紋介質的注水速 度，通常為2401/111111-1112(6邑口111處巧。由于液體干燥劑的密度通常為水密度的1.3倍，所W傳 統的液體干燥劑除濕機中的吸收器將在液體與氣體的質量比化/G)更接近0.147時運轉，該 質量比高于用于本發明的先前示例中的吸收器的L/G比四倍W上。
[0101] 為了有效地獲得本發明的益處，當液體干燥劑w近似每平米251/min的頂部水平 表面面積的速率被供應到吸收器時，所有實施例中使用的液體干燥劑吸收器必須具有接觸 介質的多孔床的良好潤濕。如前面提到的，運個速率太低而不能保證纖維質波紋介質的表 面的良好的潤濕。
[0102] 當多孔接觸介質由用毛細作用攜帶液體干燥劑的基質制成時，吸收器中的接觸介 質的良好的潤濕已經在251/min-m2的液體干燥劑流速時借助25%和35%的鹽濃度之間的 氯化裡溶液獲得。用毛細作用攜帶液體干燥劑的多孔接觸介質的示例是由Munters公司W GLASdek?的商標名稱制造并銷售的玻璃纖維波紋介質。
[0103] 來自W低流速的液體干燥劑操作吸收器獲得的優點還將應用于解吸器的操作。此 夕h在圖2到圖9所示的本發明的實施例中，被供應到吸收器的液體干燥劑的性質將與被供 給到解吸器的液體干燥劑非常相似。由于性質的運種相似性，解吸器的設計和操作將與吸 收器的設計和操作非常相似。與吸收器相似，解吸器的性能將從其W低的流過解吸器和具 有毛細表面的多孔接觸介質的液體對氣體的質量比的操作中獲益，使得其表面可被低流動 的液體干燥劑均勻地潤濕。
[0104] 圖2到圖9全都示出增加由熱累提供的潛冷的本發明的實施例。在運些實施例中， 液體干燥劑吸收器接收首先通過熱累的散熱器(例如，蒸汽壓縮熱累的蒸發器）的空氣流， 并且液體干燥劑解吸器接收首先通過熱累的熱源（例如，蒸汽壓縮熱累的冷凝器）的空氣 流。此外，吸收器和解吸器流體聯接，使得離開該解吸器的強液體干燥劑的一部分可W被輸 送到吸收器且離開該吸收器的弱液體干燥劑的一部分可W被輸送到解吸器。
[0105] 本發明還可W增加由熱交換器提供的潛冷，該熱交換器通過干燥離開從外源接收 強液體干燥劑的吸收器中的熱交換器的空氣來冷卻空氣。圖10示出了本發明的實施例，其 中落在太陽能收集器(83)上的太陽福射(79)產生熱水(81)，該熱水被累送到空氣加熱器 (85)。離開該空氣加熱器(85)的加熱的空氣(88)被供給到液體干燥劑解吸器（1 )，在該處， 具有低的相對濕度的加熱的空氣從液體干燥劑中獲得水。在解吸器中產生的濃縮的液體干 燥劑(46s)被累送到液體干燥劑吸收器(53)。空氣冷卻熱交換器(72)降低了空氣（66)的處 理流的溫度。圖10所示的空氣冷卻熱交換器(72)被供應制冷劑(80)，該制冷劑可W是蒸發 制冷劑或冷卻的熱傳遞流體。空氣冷卻熱交換器(72)還可W是不流通冷卻劑或制冷劑的熱 累的散熱器，如被稱為（1)熱電裝置、（2)斯特林制冷機、（3)熱彈性裝置、（4)磁聲裝置、（5) 磁熱裝置和(6)熱聲裝置的熱累。離開空氣冷卻熱交換器(72)的冷卻的空氣處理流(63)(現 在具有高的相對濕度)進入液體干燥劑吸收器(53)。冷卻的處理空氣中的水蒸汽由吸收器 中的液體干燥劑吸收。干燥的處理空氣(64)離開該吸收器并被供給到需要冷卻且干燥的空 氣的最終用途。離開吸收器的弱液體干燥劑(46w)被累送到解吸器，在該處，該弱液體干燥 劑被再生為強濃縮物。
[0106] 在圖10所示的系統中具體表達的本發明的基本特征是（1)具有高相對濕度的冷卻 的處理空氣在液體干燥劑吸收器中被干燥，該液體干燥劑吸收器被供應有溫度高于進入的 處理空氣的溫度的液體干燥劑，W及（2)供應到吸收器的液體干燥劑的質量流比處理空氣 的質量流低，上述兩股流的液體對氣體化/G)的質量比小于0.147。
[0107] 在圖10中，產生強液體干燥劑的液體干燥劑再生器是解吸器，其接收來自由太陽 能收集器提供的熱水來加熱的熱交換器的暖空氣。多種其他類型的再生器和用于再生器的 熱源可W取代圖10中所示的再生器而不影響該圖中所示的本發明的基本特征。特別是，再 生器可W是通常被描述為凈化空氣再生裝置，或者其可W是用于液體干燥劑的煮沸器 (boiler)。并且，對于用W驅動再生器的熱能的來源可W是從熱電聯產（cogeneration)系 統恢復的熱量或由燃氣熱水器提供的熱水的熱量。
[0108] 圖10所示的實施例使用具有互換式熱交換器(69)的先前描述的"一次通過"干燥 劑循環在強液體干燥劑(46s)與弱液體干燥劑(46w)之間輸送熱能。雖然當離開解吸器巧1) 的強液體干燥劑(46s)是熱的時（由于其可W是當再生器被高溫熱能驅動時），互換式熱交 換器將顯著提高性能，但圖10所示的特別的干燥劑循環可被替換為圖2、圖5、圖6、圖7、圖8 和圖9所示的液體干燥劑循環。
[0109] 圖2到圖10所示的本發明的實施例全都使用絕熱吸收器和解吸器。應認識到，增加 由空氣冷卻熱交換器提供的潛冷的目的可W通過進一步處理在被內部冷卻的液體干燥劑 吸收器中離開空氣冷卻熱交換器的冷卻的、高相對濕度空氣而實現。并且，應認識到，當解 吸器被內部加熱時，液體干燥劑解吸器的將水排放到氣流（已經由首先穿過熱累的熱源預 熱好）中的性能的提高也將發生。圖11示出了類似于圖2所示實施例的本發明的實施例，但 是具有液體干燥劑吸收器(53i)中的內部冷源(90) W及液體干燥劑解吸器(51i)中的內部 熱源(92)。
[0110] 圖11所示的內部冷卻吸收器(53i)和內部加熱解吸器(51i)可W分別為蒸汽壓縮 熱累的蒸發器和冷凝器，蒸發器和冷凝器兩者都具有干燥劑濕潤表面。此外，具有干燥劑潤 濕表面的蒸發器和冷凝器可W各自用由Lowenstein等人的專利(美國專利第7269966號）中 描述的技術實施。
[0111] 具有內部冷卻吸收器的本發明的實施例可W供應具有靠近或低于32°F的結露點 的空氣而沒有冰或霜積累在吸收器上，因為從處理空氣被去除的水蒸汽被總是具有低于水 的凍結溫度的液體干燥劑吸收。然而，供應具有靠近或低于32°F的結露點的空氣的傳統的 蒸汽壓縮熱累將需要效率低的除霜循環，其中蒸發器的溫度被增加到32° F之上，使得任何 積累的冰和霜融化并作為水被排出蒸發器，被應用到具有內部冷卻的吸收器的蒸汽壓縮熱 累的本發明的實施例能夠在同樣低的結露點供應空氣同時進行操作而不被除霜循環間斷。
[0112] 對于本發明的來自圖11所示的構造的實施例，其中處理空氣(66)的初始冷卻和再 生空氣(61)的加熱發生在蒸汽壓縮熱累的蒸發器和冷凝器中，并且內部冷卻吸收器(53i) 和內部加熱解吸器也是蒸汽壓縮熱累的蒸發器和冷凝器，用于兩個蒸汽壓縮熱累的制冷循 環可W是彼此獨立的或它們可W共享部件。對于具有共享部件的制冷循環的本發明的實施 例，可被共享的部件包括壓縮機、膨脹閥、制冷劑接收器、制冷劑累積器、制冷劑過濾器或者 運些部件的一些組合。
[0113] 許多不同的液體干燥劑可W在本文所描述的本發明的實施例中使用，在應用中， 本發明為占用空間提供了舒適條件，使用非水組分具有非常低的蒸汽壓力的液體干燥劑是 令人期望的。作為示例，諸如氯化裡、氯化巧、漠化裡、漠化巧、乙酸鐘、甲酸鐘、硝酸鋒、硝酸 錠的離子鹽溶液可W被用作液體干燥劑。而且，離子液體和一些液體聚合物用作具有液體 干燥劑的非水部分的非常低的蒸汽壓的液體干燥劑。在本發明的應用中，其中液體干燥劑 的痕跡(trace)在被供給到最終用途的空氣中可W被容許的，液體干燥劑可W是乙二醇。
[0114] 雖然本發明的具體實施例已被說明和描述，但是對本領域技術人員顯而易見的 是，各種其他的變化和改型可w在不脫離本發明的精神和范圍的前提下作出。因此，本文旨 在覆蓋所附權利要求書中的本發明的范圍之內的所有的運些變化和改型。
【主權項】
1. 一種用于冷卻和除濕第一空氣流的裝置，包括： 第一熱交換器，將所述第一空氣流從第一溫度冷卻到較低的第二溫度； 吸收器，包括： 接觸介質的多孔床，其表面被液體干燥劑的第一流潤濕，該液體干燥劑的第一流被供 應到所述吸收器且在所述第一空氣流已經在所述第一熱交換器中被冷卻之后通過該接觸 介質的多孔床使所述第一空氣流流動；以及 第一收集容器，接收流出所述接觸介質的多孔床的液體干燥劑； 再生器，接收流入所述第一收集容器的所述液體干燥劑的至少一部分，并從所接收到 的液體干燥劑中去除水;以及 一個或多個栗和導管，執行下述內容的至少一個:在所述吸收器與所述再生器之間交 換液體干燥劑，在所述吸收器內再循環液體干燥劑，或在所述再生器之內再循環液體干燥 劑；以及 其中，所述裝置在以下條件下操作:所述液體干燥劑在所述吸收器中從所述第一空氣 流去除水分，并且離開所述第一熱交換器的所述第一空氣流的第二溫度低于被供應到所述 吸收器的所述液體干燥劑的溫度。2. 根據權利要求1所述的裝置，其中，所述再生器是解吸器，其中在第二熱交換器中已 經被加熱到第三溫度的第二空氣流流經被液體干燥劑潤濕的多孔接觸介質的床，所述液體 干燥劑釋放水分到所述第二空氣流，并且第二收集容器接收流出所述解吸器中的多孔介質 的床的所述液體干燥劑。3. 根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第一熱交換器和所述第二熱交換器是熱栗的 散熱器和熱源。4. 根據權利要求3所述的裝置，其中，所述第一熱交換器是蒸發器，且所述第二熱交換 器是第一蒸汽壓縮熱栗的冷凝器。5. 根據權利要求1所述的裝置，其中，從所述吸收器流到所述再生器的液體干燥劑和從 所述再生器流到所述吸收器的液體干燥劑在熱交換器中交換熱能。6. 根據權利要求2所述的裝置，其中，一個或多個導管將所述第一收集容器和所述第二 收集容器流體連接。7. 根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第一收集容器和所述第二收集容器具有共用 的至少一個壁以及在所述至少一個壁中的至少一個開口，所述至少一個開口允許液體干燥 劑在兩個容器之間流動。8. 根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第一收集容器和所述第二收集容器被結合成 單個、共用的收集容器。9. 根據權利要求1所述的裝置，其中，在兩個質量流均以相同量綱單位被測量并且所述 接觸介質的表面用毛細作用攜帶液體干燥劑的條件下，所述液體干燥劑的第一流與所述第 一空氣流的質量流速比小于0.147。10. 根據權利要求9所述的裝置，其中，用毛細作用攜帶液體干燥劑的所述接觸介質包 括玻璃纖維的波紋板。11. 根據權利要求6所述的裝置，還包括使所述第一收集容器和所述第二收集容器流體 連接的至少兩個導管，其中，栗幫助干燥劑在至少一個導管中的流動。12. 根據權利要求11所述的裝置，其中，所述栗適于被調整以改變在所述第一收集容器 和所述第二收集容器之間的干燥劑的交換。13. 根據權利要求1所述的裝置，其中，閥將離開一個栗的流分成兩股流，其中一股流被 運送到所述吸收器和/或第一收集容器，而另一股流被運送到所述解吸器和/或所述第二收 集容器。14. 根據權利要求13所述的裝置，其中，將流分成兩股流的所述閥能被調整使得所述兩 股流的相對量能被控制。15. 根據權利要求4所述的裝置，其中，所述吸收器中的多孔接觸介質的床不具有嵌入 式的內部冷源，所述解吸器中的多孔接觸介質的床不具有嵌入式的內部熱源。16. 根據權利要求4所述的裝置，其中，所述吸收器中的多孔接觸介質的床具有嵌入式 的內部冷源，該冷源為第二蒸汽壓縮熱栗的蒸發器，所述解吸器中的多孔接觸介質的床具 有嵌入式的內部熱源，該熱源是第二蒸汽壓縮熱栗的冷凝器。17. 根據權利要求15所述的裝置，其中，所述第一蒸汽壓縮熱栗和所述第二蒸汽壓縮熱 栗共用共同的壓縮機。18. -種用于冷卻和除濕第一空氣流的方法，包括： 通過第一熱交換器將所述第一空氣流從第一溫度冷卻到較低的第二溫度； 用被供應到所述吸收器的液體干燥劑的第一流潤濕包括接觸介質的多孔床的吸收器 的表面； 在所述吸收器中利用所述液體干燥劑從所述第一空氣流中去除水分，其中離開所述第 一熱交換器的所述第一空氣流的第二溫度低于被供應到所述吸收器的所述液體干燥劑的 溫度； 通過第一收集容器接收流出所述接觸介質的多孔床的液體干燥劑； 通過再生器接收流入所述第一收集容器的所述液體干燥劑的至少一部分，使得水從所 接收的液體干燥劑被去除；以及 以下至少一個： 在所述吸收器與所述再生器之間交換液體干燥劑， 在所述吸收器之內再循環液體干燥劑，或 在所述再生器之內再循環液體干燥劑。19. 根據權利要求17所述的方法，其中，所述再生器是解吸器，所述方法還包括以下步 驟： 在第二熱交換器中將第二空氣流加熱到第三溫度； 使所述第二空氣流流動通過用液體干燥劑潤濕的多孔接觸介質的床，使得水分被釋放 到所述第二空氣流；以及 通過第二收集容器接收流出所述解吸器中的多孔介質的床的液體干燥劑。20. 根據權利要求18所述的方法，其中，所述第一熱交換器和所述第二熱交換器是熱栗 的散熱器和熱源。21. 根據權利要求17所述的方法，其中，在兩個質量流均以相同量綱單位被測量并且所 述接觸介質的表面用毛細作用攜帶所述液體干燥劑的條件下，所述液體干燥劑的第一流與 所述第一空氣流的質量流速比小于0.147。22. 根據權利要求19所述的方法，其中，所述第一收集容器和所述第二收集容器被結合 到單個、共同的收集容器。23. 根據權利要求19所述的方法，其中，所述吸收器中的多孔接觸介質的床具有嵌入式 的內部冷源，并且所述解吸器中的多孔接觸介質的床具有嵌入式的內部熱源。24. 根據權利要求18所述的方法，其中，在水分已經在所述吸收器中被去除后，所述第 一空氣流的露點小于32°F。
【文檔編號】F24F3/14GK106062483SQ201480071318
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年10月24日
【發明人】安德魯·勞溫斯坦
【申請人】艾爾研究公司