[发明专利]干燥剂空气调节方法和系统

说明书

本发明涉及一种处理进入建筑物空间中的空气流的干燥剂空气调节系统，其包括经配置以使所述空气流暴露于液体干燥剂以使得所述液体干燥剂在暖和天气操作模式下将所述空气流除湿并且在寒冷天气操作模式下将所述空气流除湿的调节器。所述调节器包括多个以垂直取向布置并且隔开的板结构，如此隔开以允许所述空气流在所述板结构之间流动。每一板结构包括热传递流体可以流过的通道。每一板结构还具有至少一个所述液体干燥剂可以在上面流动的表面。所述系统包括连接至所述调节器的再生器，所述再生器使所述液体干燥剂在暖和天气操作模式下脱附水且在寒冷天气操作模式下从回流空气流中吸收水。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月1日提交的名称为控制干燥剂制冷机中3向热交换器的方法(METHODS FOR CONTROLLING 3-WAY HEAT EXCHANGERS IN DESICCANT CHILLERS)的美国临时专利申请第61/771,340号的优先权，其以引用的方式并入本文中。

背景技术

本申请大体涉及液体干燥剂除湿并冷却或加热并除湿进入空间的空气流的用途。更确切地说，本申请涉及操作2或3向液体干燥剂物质所需的控制系统和利用微孔膜使液体干燥剂与空气流隔离的热交换器。此类热交换器可以使用重力诱导的压力(虹吸)以使微孔膜适当地连接到热交换器结构。用于此类2和3向热交换器的控制系统的独特之处在于其必须确保在不会对流体过度施压且不会将干燥剂过度浓缩或浓缩不足的情况下将适当量液体干燥剂涂覆于膜结构。此外，控制系统需要与建筑物的新鲜空气通风的需求相对应并且需要调节室外空气条件，同时维持适当干燥剂浓度并且防止干燥剂结晶或不当稀释。另外，控制系统需要能够通过与来自空间的信号(如恒温器或恒湿器)反应来调节供应给空间的空气的温度和湿度。控制系统还需要监视外部空气条件并且在冷冻条件下通过降低干燥剂浓度适当地保护设备，以避免结晶。

液体干燥剂已与习知蒸气压缩HVAC设备平行使用以有助于降低空间，尤其需要大量室外空气或建筑物空间本身内具有大湿度负荷的空间中的湿度。潮湿气候，如佛罗里达州迈阿密(Miami,FL)需要许多能量以适当地处理(除湿并冷却)空间占用者舒适性所需的新鲜空气。习知蒸气压缩系统仅具有将空气除湿并倾向于过度冷却的能力，时常需要能量密集型再加热系统，这就明显增加了总能量成本，因为再加热会使冷却系统增添另一热负荷。液体干燥剂系统已使用许多年并且通常在从空气流中去除水分方面相当有效。然而，液体干燥剂系统通常使用浓缩盐溶液，如LiCl、LiBr或CaCl2和水的离子溶液。此类盐水甚至在小量下即具有强腐蚀性，因此多年来已进行许多尝试以防止干燥剂带入待处理的空气流中。近年来已通过利用微孔膜含有干燥剂开始努力消除干燥剂带入的风险。如膜的实例为EZ2090聚丙烯，由北卡罗来纳州夏洛特市28273，南湖街13800号的西哥德有限责任公司(Celgard,LLC,13800South Lakes Drive Charlotte,NC 28273)制造的微孔膜。膜约65％为打开区域且具有约20μm的典型厚度。此类膜在结构上孔径极均匀(100nm)且足够薄以不产生明显热障。然而此类超疏水性膜通常难以粘着并且容易受损。可出现若干故障模式：如果对干燥剂加压，那么膜与其支撑结构之间的结合可能失效，或膜的孔可以一定方式变形使得其不再能够耐受液体压力并且可以出现干燥剂穿透。此外，若干燥剂在膜后结晶，则晶体可以穿透膜本身，从而对膜产生永久性损害并且导致干燥剂渗漏。另外，这些膜的使用寿命不确定，从而使得需要在任何渗漏可以甚至清楚看见之前很好地检测膜失效或劣化。

液体干燥剂系统通常具有两种独立功能。系统的调节侧针对所需条件调节空气，其通常使用恒温器或恒湿器进行设定。系统的再生侧提供液体干燥剂的重新调节功能以使得其可以在调节侧上再使用。液体干燥剂通常在两侧之间泵吸，这意味着控制系统还需要视条件需要确保液体干燥剂在两侧之间适当地平衡，并且适当地处理余热和水分而不会使得干燥剂过度浓缩或浓缩不足。