[发明专利]用于管理流体中水含量的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年12月7日提交的美国临时申请第60/748,123号的利益，其在此特此以引用方式并入本申请。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种管理流体中水含量的系统和方法。

2.背景技术

常规上，使用冷凝系统从空气、或其它气态流体中收集水。示例性的冷凝系统提供被冷却到处于或低于进入空气露点的温度的表面。如本领域所熟知的，对处于或低于其露点的空气的冷却导致空气中水汽的冷凝以及空气绝对湿度的下降。一定量的空气的湿度基本上由可从该一定量的空气中被引进或除去的水的量所决定。

常规的水产生及移除系统使用冷凝系统将进入空气的温度降低到处于或低于空气露点的温度来从进入气流中收集水汽。因此，由这种系统生产的水的量取决于周围空气的湿度。但是，从区域到区域，空气的湿度和温度不同，其中热带和亚热带区域空气湿热，而世界上其它地方的空气较凉、湿度较小。空气的温度和水汽含量随全年区域季节性天气的变化也有很大不同。因此，根据世界不同的区域以及根据全年不同的时间，例如，为了使环境更加舒适，可能需要加湿或除湿。

除了增加舒适度以外，对空气中水量的管理对工业应用也是重要的。而且，最好是去除空气中的水，使得水可用于，例如饮用或需要新鲜水的其它应用。不管管理空气中水量的动机是什么，存在常规水管理系统具有不希望的限制时的时期。例如，当空气的露点较低时，尤其当其低于水的凝固点时，使用常规的系统去除水是困难的或是不可能的。在这种情况下，使用干燥剂物质可有效去除空气中或其它流体流中的水。使用干燥剂的常规系统不负责改变环境条件-例如，改变流体流的温度和湿度-这可能不利于实现系统的效率。

因此，需要一种甚至当露点较低时也可以从流体中提取水的管理流体中水含量的系统和方法。还需要一种可以例如根据环境条件的改变来控制干燥剂参数以保持系统效率的管理流体中水含量的系统和方法。

发明内容

本发明的实施方式提供一种甚至当露点较低时也能从流体中去除水的系统和方法。

本发明的实施方式还提供一种使用具有可控制以改变干燥剂去除水能力并根据环境条件改变维持系统有效性的至少一个参数的干燥剂从流体中去除水的系统和方法。

本发明的实施方式进一步提供一种用于管理流体中水含量的系统。该系统包括具有进口和出口的第一室，以方便第一流体流进和流出第一室。干燥剂能够被引进到第一室，以从流过第一室的第一流体中去除水。第二室构造成在干燥剂从第一流体中去除水后接收干燥剂中的至少一部分。第二室包括进口和出口，以方便第二流体流进和流出第二室。这有助于水从干燥剂蒸发到第二流体，由此增加第二流体中的水含量。系统热交换器构造成接收通过其的第三流体，并接收来自第二室的第二流体，以有助于热从第二流体传递到第三流体。这有助于将水从第二流体中去除。阀可操作来控制通过系统热交换器的第三流体的流动。传感器与阀通信，并构造成在第二流体的水含量增加后感测第二流体的参数。传感器构造成将与所感测的参数相关的信号输出到阀。根据所感测的参数，这实现了对通过系统热交换器的第三流体的流动的控制。

该系统还可包括第一热交换器，其构造成接收通过其的第三流体，并在干燥剂被引进到第一室中之前冷却干燥剂。第一热交换器与阀一起布置，使得第三流体通过阀的流动的减少增加第三流体通过第一热交换器的流动。这增加第一热交换器的冷却能力。

本发明的实施方式进一步提供一种用于管理流体中水含量的系统。该系统包括具有进口和出口的第一室，以方便第一流体流进和流出第一室。干燥剂能够被引进第一室中，以从流过第一室的第一流体去除水。第二室构造成在干燥剂从第一流体中去除水后接收干燥剂中的至少一部分。第二室包括进口和出口，以方便第二流体流进和流出第二室。这有助于水从干燥剂蒸发到第二流体，由此增加第二流体中的水含量。具有可控热交换能力的热交换器装置构造成接收来自第二室的第二流体，以方便第二流体的冷却。这有助于将水从第二流体中去除。传感器构造成在第二流体的水含量增加后感测第二流体的参数，且能够输出与所感测的参数相关的信号。包括至少一个控制器的控制系统与热交换器装置和传感器通信。控制系统构造成接收来自传感器的信号，并至少部分地基于所接收的信号来实现对热交换器装置的热交换能力的控制。