[发明专利]液体干燥剂空调系统中膜模块中液体干燥剂的均匀分布的方法和设备

说明书

一种液体干燥剂空调系统提供均匀的液体干燥剂流量分布并浸湿所述系统中的膜模块中所使用的膜。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月1日提交的题为METHODS AND APPARATUS FORDISTRIBUTION OF LIQUID DESICCANT IN MEMBRANE MODULES IN LIQUID DESICCANT AIR-CONDITIONING SYSTEMS的美国临时专利申请No.62/580,222的优先权，其通过引用合并在本文中。

背景技术

本申请总体上涉及液体干燥剂空调系统，且更具体地，涉及用于这种空调系统的调节器和再生器中的膜模块。

液体干燥剂空调系统在本领域中是已知的，例如在美国专利No.9,273,877中有公开，该专利通过引用合并在本文中。已经证明这些系统可以显著地节省能量使用和成本。

发明内容

本文公开的各种实施方案涉及液体干燥剂空调系统，其提供均匀的液体干燥剂流量分布并浸湿用于膜模块的膜。该系统将面板中的液体干燥剂压力控制与由间隔开的特征件图案形成的界限分明的非常狭窄的均匀液体干燥剂通道组合。这些特征件(例如可以间隔1-3英寸)可以在面板上热成型或压纹，同时将膜热封在其上。替代性地，特征件可以是在其他平坦面板片材上的热封图案。压力控制装置可以是例如溢流管或弹簧激活的压力控制装置。压力和流量控制与在膜和片材之间的狭窄均匀的干燥剂通道组合可以通过液体干燥剂通道的几何形状确保液体干燥剂对膜的90％+的覆盖，从而使液体干燥剂流保持恒定压力，而不是通过使用芯吸材料或通过表面处理来减少板材料的疏水性，或者通过使用更昂贵的材料。

在一个或多个实施方案中，薄膜在浓度为20％-35％的液体干燥剂中和在0.1至0.2mm的液体干燥剂膜中在0至60C之间的温度下达到约1至15mm/min的流量。较低的温度和较高的浓度需要较宽的通道。较高的温度和较低的浓度将需要较高的流量或较窄的通道。用于形成0.1至0.2mm通道的示例性解决方案包括用于短面板的高度为0.14mm的7000点或高度为0mm的1-200点。使用液体干燥剂的膜拉伸、疏水性、浓度和温度的流模型可用于针对某些应用优化面板。

对于不同温度和浓度的液体干燥剂，流速将取决于驱动流经通道的压力而有所不同。在恒定的压降下，流速将从高温和低浓度的每通道约0.05l/m下降到高温和低浓度的0.01l/min。极低的流速会增加液体干燥剂浓度的变化，且从而降低加湿或除湿的速率。因此，面板的潜在效力降低。调节器中液体干燥剂的高流量会产生热量损失，例如，当热的液体干燥剂从再生器移至调节器时，压缩机蒸发器侧的负荷会增加。这表示效率损失。对于约25％的浓度和约20C的温度，期望保持约0.03升/面板的干燥剂流速。在该速度下，面板可以提供良好的覆盖。

根据一个或多个实施方案的用于干燥剂空调系统中的热交换器包括多个膜覆盖结构，所述膜覆盖结构以大体上平行的布置彼此面对并且间隔开以在它们之间限定空气通道，有待由干燥剂空调系统处理的气流可以流过该空气通道。每个膜覆盖结构包括具有中空内部部分的结构，该中空内部部分限定了传热流体可以流过的传热流体通道。该结构还具有一个或多个疏水性聚合物外表面。每个膜覆盖结构还具有一个或多个疏水性聚合物膜，该一个或多个疏水性聚合物膜覆盖该结构的一个或多个外表面，以在它们之间限定液体干燥剂可以流过的液体干燥剂间隙。每个膜在该结构的外表面上间隔小于50mm的离散位置处热封外表面，以限定液体干燥剂流动通道，其中液体干燥剂流动通道具有从外表面到膜测量的不超过0.5mm的通道高度。热交换器还包括连接至热交换器的液体干燥剂入口的液体干燥剂压力调整器。压力调整器配置为在给定范围的液体干燥剂温度和浓度条件内在足以填充每个液体干燥剂流动通道的流速下，在液体干燥剂流动通道处保持正压不超过给定的预设值。液体干燥剂压力调整器配置为将流到热交换器的液体干燥剂的一部分转移到液体干燥剂罐，以便在液体干燥剂流动通道处保持恒定的液体干燥剂压力。

附图说明