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CN105121966B - 用于液体干燥剂空气调节系统改造的方法和系统 - Google Patents

用于液体干燥剂空气调节系统改造的方法和系统 Download PDF

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CN105121966B CN201480015033.1A CN201480015033A CN105121966B CN 105121966 B CN105121966 B CN 105121966B CN 201480015033 A CN201480015033 A CN 201480015033A CN 105121966 B CN105121966 B CN 105121966B
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Abstract

本发明揭示用于结合现有HVAC设备利用液体干燥剂空气调节系统以实现电力消耗减小的方法和系统。

Description

用于液体干燥剂空气调节系统改造的方法和系统
相关申请案的交叉参考
本申请案要求2013年3月14日提交的发明名称为“用于液体干燥剂空气调节系统改造的方法和系统(METHODS AND SYSTEMS FOR LIQUID DESICCANT AIR CONDITIONINGSYSTEM RETROFIT)”的第61/782,579号美国临时专利申请案的优先权，该申请案特此以引用的方式并入本文中。
背景技术
本申请案大体上涉及液体干燥剂除湿和冷却或加热和加湿进入空间的空气流的用途。更具体来说，本申请案涉及用于改造双向或三向液体干燥剂质量和热交换器的优化系统配置，其采用微孔膜来将液体干燥剂与大型商用和工业建筑物中的空气流分离，同时修改现有加热通风和空气调节(HVAC)设备以实现建筑物中电力消耗的明显减少。
干燥剂除湿系统(液体干燥剂和固体干燥剂两者)已与常规蒸气压缩HVAC设备并联用于帮助减小空间中的湿度，尤其在需要大量室外空气或在建筑物空间自身内部具有高湿度负载的空间中。(HVAC系统和设备的ASHRAE 2012手册，第24章，部分24.10)。潮湿气候，例如佛罗里达州迈阿密(Miami,FL)需要许多能量来适当地处理(除湿和冷却)空间居住者舒适性所需的新鲜空气。常规的蒸气压缩系统仅具有除湿空气并倾向于过度冷却空气的受限能力，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，因为再加热会将额外的热负载添加到冷却盘管。干燥剂除湿系统(固体和液体两者)已使用多年且通常在除去空气流中的水分时非常有效。然而，液体干燥剂系统通常使用浓缩盐溶液，例如，LiCl、LiBr或CaCl2和水的离子溶液。甚至少量此类盐水也具有强腐蚀性，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。近年来已开始努力通过采用微孔膜容纳干燥剂而消除干燥剂带入的风险。
液体干燥剂系统通常具有两种独立功能。系统的调节侧将空气调节至所需条件，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送。控制系统用于视条件需要适当地平衡两侧之间的液体干燥剂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。
在大型商店、超市、商用和工业建筑物中，能源被浪费，因为服务于建筑物的现有整体HVAC单元无法充分地使它们提供到建筑物的通风空气除湿。此过量湿度以通过从建筑物内部的制冷和冷冻设备的过量能源使用自空气中冷凝结束，这产生在其上设备引起高于必要的能量消耗的负载。
早期建筑物通常已设计有通过其冷却盘管从空间再循环大部分(80％至90％)空气的HVAC设备。所述设备吸收大致10％至20％的如上文所论述要求除湿的新鲜室外空气，所述除湿未通过此设备充分地完成。在构造和设计时，工程师有时将添加干燥剂系统以产生必要除湿，但是此设备沉重、复杂且昂贵并且在未原始地设计成容纳所述系统的建筑物上不可改造。
因此，仍需要提供一种用于具有高湿度负载的建筑物的可改造冷却系统，其中可以低资金和能源成本提供室外空气的除湿。
发明内容
本文提供用于使用液体干燥剂有效地冷却和除湿大型商用或工业建筑物中的空气流的方法和系统。根据一个或多个实施例，液体干燥剂作为降膜沿着支撑板表面往下流。根据一个或多个实施例，微孔膜容纳干燥剂并且空气流以主要竖直定向或主要水平定向引导到膜表面上且由此自空气流吸收潜热和显热到液体干燥剂中。根据一个或多个实施例，支撑板填充有理想地在与空气流相反的方向上流动的热传递流体。根据一个或多个实施例，系统包括通过液体干燥剂除去潜热和显热到热传递流体中的调节器以及将潜热和显热从热传递流体排斥到环境中的再生器。根据一个或多个实施例，调节器中的热传递流体通过制冷剂压缩机或冷的热传递流体外部源来冷却。根据一个或多个实施例，再生器通过制冷剂压缩机或热的热传递流体外部源来加热。根据一个或多个实施例，制冷剂压缩机可逆地提供加热的热传递流体至调节器以及冷的热传递流体至再生器，并且经调节空气被加热和加湿且经再生空气被冷却和除湿。
根据一个或多个实施例，液体干燥剂膜系统采用间接蒸发器以产生冷的热传递流体，其中使用冷的热传递流体来冷却液体干燥剂调节器。此外，在一个或多个实施例中，间接蒸发器接收先前通过调节器处理的一部分空气流。根据一个或多个实施例，调节器与间接蒸发器之间的空气流可以通过一些便利构件调整，例如，通过一组可调整遮板或通过风扇转速可调整的风扇。在一个或多个实施例中，供应到间接蒸发器的水是海水。在一个或多个实施例中，所述水是废水。在一个或多个实施例中，间接蒸发器使用膜以抑制或防止自海水或废水带入不合需要的元素。在一个或多个实施例中，间接蒸发器中的水并未循环回到间接蒸发器的顶部，例如冷却塔中将发生，但蒸发20％与80％之间的水并且丢弃其余部分。
根据一个或多个实施例，使用间接蒸发器为空间的供应空气流提供加热、加湿的空气，同时使用调节器为同一空间提供加热、加湿的空气。这允许系统在冬季条件下为空间提供加热、加湿的空气。调节器被加热且自干燥剂中解吸水蒸气并且间接蒸发器也可以被加热并且自液体水解吸水蒸气。在组合时，间接蒸发器和调节器为建筑物空间提供加热加湿空气以用于冬季加热条件。
根据一个或多个实施例，一些数目个液体干燥剂空气调节系统(LDAC)安装在现有的大型商店、超市或其它商用或工业建筑物中以替换已经呈现的现有整体加热通风和空气调节(HVAC)再循环屋顶单元(RTU)的子集。根据一个或多个实施例，新的液体干燥剂空气调节单元操作以提供将加热或冷却的100％室外空气通风提供到经调节空间。根据一个或多个实施例，剩余RTU以它们不再将室外空气供应到空间，但变成100％再循环RTU的方式进行修改。在一个或多个实施例中，所述修改通过移除到风门电动机的电源来实现。在一个或多个实施例中，所述修改通过从风门机制移除杠杆来实现。根据一个或多个实施例，剩余RTU经修改以具有高蒸发器温度，使得水分不再冷凝于蒸发器盘管上并且所述单元变得更高效节能。在一个或多个实施例中，蒸发器温度的增加通过替换膨胀阀来实现。在一个或多个实施例中，蒸发器温度的增加通过添加APR阀来实现，例如，由马萨诸塞州沃本的拉瓦尔装置有限公司(Rawal Devices,Inc.of Woburn,MA)供应的阀门组合件。在一个或多个实施例中，蒸发器温度的增加通过添加热气旁路系统或增加蒸发器温度的一些其它便利构件来实现。
根据一个或多个实施例，新的液体干燥剂空气调节单元提供在冷却季期间建筑物所需的所有冷却、除湿室外空气通风以及在加热季期间的加温加湿室外空气通风。剩余的现有整体HVAC单元使它们的外部风闸关闭，使得它们仅提供室内空气的加热或冷却。此系统改造的益处在于，与它们替换的整体HVAC单元相比，新LDAC在除湿所需通风空气时更高效节能和有效。此系统方法的另一益处在于，通过减小建筑物中的空间湿度的改进能力，由经调节空间内部的制冷和冷冻单元使用的能量显著减小，因为它们浪费需要自空气浓缩湿度的较少能量。此外，通过修改剩余RTU，它们的能量消耗也减小。并且最终替换仅一部分RTU的优点在于升级的成本相对较小，因为可以选择主要替换无论如何该替换的最老RTU并且回收期由于低升级成本和大量能源节省而较短。
根据一个或多个实施例，液体干燥剂空气调节系统由可重复的膜模块元件和膜模块支撑槽构造。在一个或多个实施例中，可扩展膜模块经设定大小以便适合通过具有约2.5ft x 2.5ft的开口的用于屋顶的标准检查门。在一个或多个实施例中，可重复模块支撑槽以线性方式布置，其方式为使得模块支撑槽同时形成支撑结构和导气管。在一个或多个实施例中，模块支撑槽是中空的。在一个或多个实施例中，模块支撑槽具有双重壁，使得它们可以保存液体。在一个或多个实施例中，液体是液体干燥剂。在一个或多个实施例中，液体干燥剂以靠近底部的较高浓度和靠近槽的顶部的较低浓度分层。在一个或多个实施例中，槽底部倾斜以便任何溅出液体到槽的单个拐角的传导。在一个或多个实施例中，拐角配备有可以检测是否已在拐角中收集到任何液体的传感器或检测器。在一个或多个实施例中，此传感器是电导传感器。在一个或多个实施例中，模块支撑槽在两个末端上具有开口。在一个或多个实施例中，两个末端用于将两个不同空气流提供到一系列支撑槽中。在一个或多个实施例中，空气流是回风流和室外空气气流。
根据一个或多个实施例，第一系列的膜模块和模块支撑槽以主要线性方式布置，其具有允许大部分空气进入建筑物中且一部分空气传送到第二系列的膜模块和模块支撑槽部分的导管部分。在一个或多个实施例中，第一系列的模块和支撑槽含有膜调节器。在一个或多个实施例中，膜调节器含有膜后方的干燥剂。在一个或多个实施例中，第二系列的模块含有膜调节器。在一个或多个实施例中，第二调节器含有膜后方的水。在一个或多个实施例中，所述水是海水。在一个或多个实施例中，所述水是废水。在一个或多个实施例中，所述水是饮用水。在一个或多个实施例中，第二系列的膜模块和模块支撑槽中的空气流是可逆的。在一个或多个实施例中，第一系列的膜模块在冬季模式下从热源接收热的热传递流体并且在夏季模式下接受冷的热传递流体。在一个或多个实施例中，第二系列的膜模块在冷却模式下将冷的热传递流体供应到第一系列的膜模块并且在冬季模式下从热源接收热的热传递流体。在一个或多个实施例中，第一系列和第二系列的模块在冬季模式下从相同热源接收热的热传递流体。
本申请案的描述决不意欲将本发明限制于这些应用。可以设想许多结构变化以使每一以上所提及的各种元件与其自身的优点和缺点组合。本发明决不限于此类元件的特定集合或组合。
附图说明
图1说明使用制冷机或外部加热或冷却源的示范性三向液体干燥剂空气调节系统。
图2示出并入有三向液体干燥剂板的示范性可挠性配置的膜模块。
图3说明图2的液体干燥剂膜模块中的示范性单一膜板。
图4示出展示现有屋顶单元(RTU)以及将作为改造的一部分替换的RTU的示范性建筑物屋顶布局。
图5示出在建筑物空间上的示范性再循环屋顶单元的示意性方面。
图6示出通过液体干燥剂专用的室外空气系统辅助的示范性修改的再循环屋顶单元的示意性方面。
图7描绘示出示范性再循环屋顶单元以及液体干燥剂专用的室外空气系统的过程的焓湿图。
图8示出示范性可扩展的液体干燥剂专用的室外空气系统的实施方案。
图9A示出图8的系统的调节器侧的示意图。
图9B示出图8的系统的再生器侧的示意图。
图10示出图8的系统可以如何膨胀以提高系统的空气流和冷却容量。
图11示出图8的系统的替代实施例，其中制冷机已由间接蒸发冷却系统替换。
图12示出图8的膜质量和热交换器槽支撑结构的细节。
具体实施方式
图1描绘如在第US 20120125020号美国专利申请公开案中更详细描述的新类型的液体干燥剂系统，所述专利申请公开案以引用的方式并入本文中。调节器101包括内部中空的一组板结构。冷的热传递流体产生于冷源107中并且进入板中。在114处使液体干燥剂溶液进入板的外表面上并且沿着每一板的外表面往下流。液体干燥剂在位于空气流与板的表面之间的薄膜后方流动。室外空气103现吹过这组波浪板。板表面上的液体干燥剂吸引空气流中的水蒸气，并且板内的冷却水有助于抑制空气温度升高。经处理空气104进入建筑物空间中。
在111处在波浪板的底部收集液体干燥剂并且液体干燥剂经由热交换器113传送到再生器102的顶部到达点115处，其中液体干燥剂分布于再生器的波浪板上。回流空气或任选地室外空气105吹过再生器板并且水蒸气从液体干燥剂传送到残留空气流106中。任选热源108为再生提供驱动力。与调节器上的冷的热传递流体类似，来自热源的热传递流体110可以进入再生器的波浪板内部。同样，无需收集盘或槽即可在波浪板102的底部收集液体干燥剂，因此在再生器上空气流也可以为水平的或垂直的。可以使用任选的热泵116来提供液体干燥剂的冷却和加热。还可以在冷源107与热源108之间连接热泵，所述热泵因此泵送来自冷却流体而非干燥剂的热量。
图2描述如在2013年6月11日提交的第13/915,199号、2013年6月11日提交的第13/915,222号和2013年6月11日提交的第13/915,262号美国专利申请案中进一步详细描述的三向热交换器，所有申请案以引用的方式并入本文中。液体干燥剂通过端口304进入结构并且引导在如图1中描述的一系列膜的后方。液体干燥剂通过端口305收集和除去。冷却或加热流体通过端口306提供并且又如在图1中描述以及在图3中更详细地描述与中空板结构内部的空气流301反向流动。冷却或加热流体通过端口307离开。将经处理空气302引导到建筑物中的空间中或根据具体情况排出。
图3描述如在2013年3月1日提交的第61/771，340号美国临时专利申请案中更详细描述的三向热交换器，所述申请案以引用的方式并入本文中。空气流251与冷却流体流254反向流动。膜252含有沿含有热传递流体254的壁255下降的液体干燥剂253。空气流中夹带的水蒸气256能够经过膜252并且吸收到液体干燥剂253中。在吸收期间释放的水的冷凝热258通过壁255引入热传递流体254中。来自空气流的显热257还通过膜252、液体干燥剂253以及壁255引入热传递流体254中。
图4示出商用或工业建筑物403屋顶的实例。一些现有的屋顶单元(RTU)401保持在适当位置并且经修改以提供仅可感测冷却且进一步经修改以不再接受室外空气。若干(通常1/3至1/5)整体屋顶单元402将用新的液体干燥剂空气调节(LDAC)专用的室外空气单元(DOA)替换。基于其所替换的设备的使用年限以及基于空气分配要求选择替换单元402以确保新鲜空气均匀分布在空间中。
图5示出安装在建筑物403上的典型RTU 401的示意图。RTU将具有10％与25％之间的室外空气503并且每吨冷却容量提供约总空气流的300-400立方英尺每分钟(CFM)。典型的10吨RTU将因此提供约总空气505的3,000至4,000CFM，其中300至1,000CFM的室外空气混合在其中。众所周知，室外通风空气可以表示杂货店中的60％以上的湿度负载。(HVAC系统和设备的ASHRAE 2012手册，第24章，部分24.10)。供应到空间的空气505几乎100％饱和，除非采用一些形式的再加热。然而，再加热将大量热负载添加到冷却盘管，因为返回到RTU401的许多空气501在内部引导504到冷却盘管且小部分502被排出，通常约与RTU吸收的量相同。蒸发器盘管506提供混合的空气流503和504的主要冷却功能。压缩机507提供制冷剂508并且将其热量排斥到冷凝器509。典型的冷凝器将具有每吨冷却约800CFM的室外空气510或约8,000CFM用于10吨单元。膨胀阀511将冷的液体制冷剂提供到蒸发器盘管506。
图6示出图4的RTU 401和500如何可以由液体干燥剂专用的室外空气系统402修改和补充。RTU 401已经修改以不再提供或吸收室外空气。因此，仅来自建筑物的回流空气501再循环601通过蒸发器盘管506。或者，RTU经修改以减少室外空气的进入。蒸发器温度也已从正常40F增加到约50F至60F。存在可以实现此的若干方法：可以用不同阀门610套件替换膨胀阀511用于较高蒸发器温度。提高蒸发器温度的其它方法是(例如)提供由马萨诸塞州沃本的拉瓦尔装置有限公司(01888-0058)制造的APR旁通阀。通过增加蒸发器温度，剩余RTU的冷却负载减小并且系统更有效地操作。
如先前所论述，RTU中的一者用液体干燥剂系统402替换。主要的液体干燥剂系统组件是调节器603(其可以如图1中的组件101)和再生器606(其可以如图1中的组件102)。任选的压缩机609使用制冷剂608以及使用膨胀阀610将热量从调节器泵送到再生器。室外空气605通过调节器603进入并且以低于空间需要的温度和湿度供应607。回流空气602进入再生器606，其中所述回流空气在排出604之后带走热量和水分。(在回流空气不可用于液体干燥剂系统402的情况下，空气流602可以包括室外空气。)液体干燥剂系统经设定大小，其方式为使得所述液体干燥剂系统提供如先前通过再循环RTU 401提供的所有室外空气。由于LDAC提供干燥的冷空气，因此空间自身干燥得多，这将减小空间中的制冷设备和冷冻机上的负载。
图7示出涉及再循环RTU和液体干燥剂系统的过程的焓湿图。常规的RTU吸收10％至25％的室外空气(“OA”)并且将所述空气与来自建筑物的回流空气(“RA”)混合。所得混合空气(“MA”)点由组合的室外空气和回流空气的量确定。冷却盘管506随后采用混合空气(“MA”)并且将其冷却到饱和线，其中水蒸气冷凝并且最终以低温但靠近饱和度(“COIL”)的温度将空气供应到空间。此空气在某种程度上需要通过建筑物加热，这在炎热的晴日可以自然地完成，但在多云天气或中温天气可能不发生除非采用额外的再加热系统。在超市、杂货店以及其类似者中，制冷箱和冷冻机可以提供额外的冷却效果，如通过自回流空气位置(“RA”)的箭头(“FR”)指示。如可以在图中看到，通过冷冻机和冰箱提供的额外可感测冷却以及再加热的缺乏产生具有超过70％的相对湿度的太冷且太潮湿的空间。此外，蔬菜区中的喷水器以及RTU的短循环使此情况甚至更糟糕。
然而，图6的液体干燥剂空气调节系统还吸收外部空气(“OA”)并且产生到空间的更冷的干燥空气(“DA”)。通过剩余RTU以及冷冻机和冰箱(“RTU”)的额外冷却导致相对湿度小得多的增加，这可以仅通过不操作RTU(除非必要)来避免。
图8说明能够从100％室外空气提供冷的干燥空气至空间的液体干燥剂空气调节系统(LDAC)402的实施例。已在图6中识别图8的系统中的若干组件。调节器模块(其中在此实例中存在4个)含有如图1-3中示出的膜板结构。类似地，再生器模块(其中在此实例中也存在4个)具有与调节器模块类似的构造。室外空气605通过遮板802进入调节器部分。室外空气随后通过任选的内部导管806传送、通过调节器模块向下传送且随后通过槽模块803传送以作为供应空气607离开系统。来自建筑物(未示出)的回流空气通过遮板807接收一些额外的室外空气805。此空气随后通过再生器模块和再生器导管模块812传送并且最终从系统(未示出)排出。功率接口模块801和整体的制冷机/热泵系统609分别为再生器和调节器模块提供电力设备和热水以及冷水。如图中示出，系统具有同时安装2在槽支撑件803上的4个调节器和4个再生器模块。模块的大小经选择使得其能够适合通过标准的屋顶检查门。如可以从图中看到，添加额外的槽模块803以及膜调节器或再生器模块将是非常容易的。图8的系统的右侧通过用于调节器槽模块的可拆卸端板800、用于调节器导管806的可拆卸端板810和用于再生器导管的可拆卸端板809封端。冷水供应和冷水返回以及热水供应和热水返回示为图中的项811。遮板807安装到最后一个槽模块并且容易地移除以及安装在不同槽模块上。此外示出的是干燥剂泵813中的一者，其将根据图9和图12更详细地论述。整个系统安装在模块化支撑框架804上。
图9A说明图8的系统的调节器侧。如先前所提及，室外空气605通过遮板802进入系统。风扇901通过导管806引入空气。调节器膜模块冷却和除湿通过槽803传送到供应空气流607中的空气流。端板808和810封端系统。用于冷水供应和返回的水线811将冷水引入个别调节器模块。为了清楚起见，仅示出水线904中的一者，其它模块以类似方式接收冷却水。干燥剂泵813从槽模块803接收液体干燥剂。所述泵通过供应管线905将液体干燥剂分配到调节器模块。为了清楚起见，在图中示出用于调节器模块中的两者的干燥剂供应管线并且已省略其余部分。如可以在图中看到，干燥剂从调节器模块向后排入槽模块803中。
图9B(类似于图9A)示出图8的系统的再生器侧的主要组件。来自建筑物的回流空气602被引导通过槽模块803以及通过再生器模块。再生器导管812通过风扇902和遮板903向后引入空气流，其中排出热的潮湿空气604。因为在建筑物中，可用回流空气的量可以小于供应到建筑物的空气的量(供应空气607大于回流空气602)并且额外的室外空气流805可以通过遮板807混合在其中。这有助于确保系统具有用于再生器模块的足够空气供应。类似于调节器侧，干燥剂泵908通过供应管线907将液体干燥剂提供到再生器模块。热水906也供应到再生器模块。为了清楚起见，已仅示出一些水和干燥剂管线。
还可以在冬季操作模式下使制冷机609的方向反向，使得调节器603接收热的热传递流体并且再生器606接收冷的热传递流体。在此模式下，调节器将解吸水蒸气并且加湿和加热供应空气流607，并且再生器将从空间吸收来自回流空气流602的热量和水蒸气。实际上，所述系统将在此模式下从回流空气流602回收热量和水分。
图10示出图8的系统，其中包括4个调节器和4个再生器模块的额外部分1001已插入图8的系统中。制冷机1002以及风扇和水泵(未示出)现需要设定大小以适应系统的空气流和冷却负载的增加。显而易见的是，可以通过继续添加膜模型和其它组件来继续增加系统的空气流和冷却容量，至少直到超过导管和槽的空气流容量为止。
图11示出图6的可链接系统的替代实施例的示意图。为了支持间接蒸发冷却部分1111，现已省略来自图6和图8的制冷机部分609。供应空气607作为空气流1105部分分流(通常在0与30％之间)到导管1101和遮板1102中以进入槽1103。空气流现通过膜模块1106向上移动。但是与调节器模块和再生器模块不同，这些蒸发器膜模块在其膜后方具有水而不是干燥剂。由于空气流1105非常干燥，因此可以通过蒸发膜后方的水在膜模块1106中获得显著的冷却效果。这进而导致热传递流体1109基本上冷却。此冷的热传递流体1109随后可以用于从原始膜模块中除去热量。较温的热传递流体1110从调节器模块循环回到间接蒸发冷却部分1111。由于蒸发器模块1106蒸发水，因此需要不断的供水1113。此水可以是干净的饮用水，在此情况下，蒸发器模块1106上的膜不绝对必要。此外在此情况下，剩余水可以从膜模块1106排入1115槽1103中并且通过将在蒸发模块1106的顶部再使用的泵1112从槽清除。必须注意确保如常规的冷却塔一样，不存在污垢和其它污染物的堆积。存在可以用于处理污垢问题的工业中常见的若干方法，例如，排污系统或超声沉淀法。
然而，膜在蒸发器模块1106中的使用还实现海水或废水的使用：膜将容纳任何盐粒或其它污染物。在这种情况下，意图仅蒸发通过供应器1113供应的水的一部分(通常约50％或更少)。浓缩的剩余水随后通过管线1114排出并且在合适的排水系统中处理掉。泵1112现在可以省略并且不需要除积垢或排污系统。然而，膜积垢可能变成一个问题并且可以使用冲洗以及适当的预过滤系统来处理。离开蒸发器模块1106的废气流1108是温的且接近饱和并且通过风扇1107排出系统。从图中清楚的是，当添加额外的调节器模块时，还应存在额外的蒸发器模块1106。这可以通过移除盖子1104并且添加额外部分1111容易地实现。风扇1107还必须将大小设定成较大并且移动至所添加部分。
还可以使空气流1105反向，同时将热的热传递流体提供到调节器块。在此冬季加热模式下，调节器将水蒸气解吸到空气流1105中并且调节器603将组合以将温的潮湿空气供应到空间607。
图12说明膜模块支撑槽803和连接到其上的干燥剂分配系统的一部分的详细截面。槽803构造为具有壁1205和1206的中空壳体结构。内部区域1201充当液体干燥剂储存槽。这是有益的，因为其消除对独立储槽的需要并且由于体积位于膜模块的正下方，因此增强干燥剂到储槽结构的虹吸。此外，储槽结构允许干燥剂的分层，其中可以在槽的底部附近发现较高浓缩的干燥剂并且可以在顶部附近发现较低浓缩的干燥剂。槽803的内部底部1202减缓，其方式为使得从以上膜模块的任何泄漏将排入单个拐角中，其中检测器或传感器可以经定位以指示泄漏已发生。此外，底部具有以使得空气流无法传送可以从膜模块落下的任何液滴的方式构造的唇缘1208。膜模块物理地搁置在支撑板1203上，所述支撑板已设计在轨道特征1209中以允许膜模块与槽结构之间的气密封。由于槽803含有用于系统的干燥剂，因此泵908从槽上的下部端口抽出干燥剂、将干燥剂泵送到膜模块的顶部，所述干燥器通过重力经由排水管1204向后排入槽的顶端中。次级端口1207允许稀释的干燥剂清除并且泵送到以类似方式设定的再生器模块，不同之处在于，再生器从顶端泵送到膜模块的顶部并且将浓缩的干燥剂从底端清除回到调节器。还可以在图中看到导气管1210。
已经如此描述了若干说明性实施例，应了解，所属领域的技术人员将容易地想到各种更改、修改和改进。这些更改、修改和改进既定形成本发明的一部分，并且既定在本发明的精神和范围内。尽管所呈现的一些实例在本文中涉及功能或结构元素的特定组合，但应理解那些功能和元素可以根据本发明的其它方式组合以实现相同或不同目标。具体而言，结合一个实施例论述的动作、元素和特征并不既定自其它实施例中的类似或其它角色中排除。另外，本文所述的元件和组件可以进一步分成额外组件或连接在一起以形成执行相同功能的较少组件。因此，前述描述和附图仅作为实例并且并不既定为限制性的。

Claims (39)

1.一种用于增加用于建筑物的空气调节系统的能量效率的方法，所述空气调节系统包括安装在所述建筑物的屋顶上的多个现有空气调节单元，所述方法包括：
(a)从所述屋顶移除所述多个空气调节单元中的一些，但不是全部；
(b)代替每一移除的空气调节单元将液体干燥剂空气调节单元安装在所述屋顶上，所述液体干燥剂空气调节单元可在暖天气操作模式和冷天气操作模式下的操作之间切换，每一液体干燥剂空气调节单元包括：
调节器，其经配置以使从所述建筑物外部进入所述建筑物的通风空气流暴露于液体干燥剂，使得所述液体干燥剂在所述暖天气操作模式下除湿所述通风空气流并且在所述冷天气操作模式下加湿所述通风空气流；以及
再生器，其连接到所述调节器并且经配置以使空气流暴露于所述液体干燥剂，使得所述液体干燥剂在所述暖天气操作模式下加湿所述空气流并且在所述冷天气操作模式下除湿所述空气流；以及
(c)重新配置在所述屋顶上剩余的一个或多个空气调节单元，使得通过移除到所述屋顶上剩余的一个或多个空气调节单元的风门电动机的电源或通过从所述屋顶上剩余的一个或多个空气调节单元的风门机制移除杠杆来消除用于所述建筑物的通风空气流到所述一个或多个空气调节单元中的任何进入。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节器包含基本上垂直定向布置的多个结构，每一结构具有所述液体干燥剂流过的至少一个表面，其中所述通风空气流在所述结构之间流动，并且其中所述再生器包含基本上垂直定向布置的多个结构，每一结构具有所述液体干燥剂流过的至少一个表面，其中回流空气流在所述结构之间流动。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述再生器和调节器中的所述多个结构中的每一者包含内部通路，热传递流体流过所述内部通路用于在所述热传递流体与所述液体干燥剂或空气流之间传递热量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述再生器和调节器中的所述多个结构中的每一者包含接近于所述液体干燥剂与空气流之间的每一结构的外表面定位的材料片材，所述材料片材准许水蒸气在所述液体干燥剂与空气流之间的传递。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述材料片材包括膜。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述再生器和调节器中的所述多个结构包括多个板组合件，所述板组合件基本上垂直定向布置并且间隔开以准许所述空气流在相邻板组合件之间的流动。
7.根据权利要求1所述的方法，其中进入所述建筑物的所述通风空气流在通常垂直方向上流过所述调节器并且在所述再生器中流动的所述空气流在通常垂直方向上流动。
8.根据权利要求1所述的方法，其中进入所述建筑物的所述通风空气流在通常水平方向上流过所述调节器并且在所述再生器中流动的所述空气流在通常水平方向上流动。
9.根据权利要求1所述的方法，其中每一液体干燥剂空气调节单元进一步包括用于在所述暖天气操作模式下将热量从所述调节器泵送到所述再生器并且在所述冷天气操作模式下将热量从所述再生器泵送到所述调节器的热泵。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述热泵在所述暖天气操作模式下将热量从在所述调节器中流动的所述液体干燥剂泵送到在所述再生器中流动的所述液体干燥剂，并且其中所述热泵在所述冷天气操作模式下将热量从在所述再生器中流动的所述液体干燥剂泵送到在所述调节器中流动的所述液体干燥剂。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述热泵在所述暖天气操作模式下将热量从在所述调节器中流动的热传递流体泵送到在所述再生器中流动的热传递流体，并且其中所述热泵在所述冷天气操作模式下将热量从在所述再生器中流动的所述热传递流体泵送到在所述调节器中流动的所述热传递流体。
12.根据权利要求1所述的方法，其中每一液体干燥剂空气调节单元进一步包括连接在所述调节器与所述再生器之间的热交换器，用于将热量从自所述再生器和所述调节器中的一者流动的所述液体干燥剂传递到自所述再生器和调节器中的另一者流动的所述液体干燥剂。
13.根据权利要求1所述的方法，其中每三分之一至五分之一的所述移除的空气调节单元由液体干燥剂空气调节替换。
14.根据权利要求1所述的方法，其中重新配置所述一个或多个空气调节单元包括通过空气调节单元的蒸发器的盘管从所述建筑物再循环回流空气流并且增加所述蒸发器的操作温度。
15.根据权利要求1所述的方法，重新配置在所述屋顶上剩余的所述一个或多个空气调节单元包括闭合其中的风门以减少或消除通风空气流的进入。
16.一种用于处理进入建筑物空间的空气流的液体干燥剂空气调节单元，其包括：
调节器，其包含基本上垂直定向布置的多个结构，每一结构具有液体干燥剂流过的至少一个表面，其中所述空气流在所述结构之间流动，使得所述液体干燥剂在暖天气操作模式下除湿所述空气流并且在冷天气操作模式下加湿所述空气流，每一结构进一步包含在所述至少一个表面的下端处的干燥剂收集器，用于收集已流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂；
槽模块，其耦合到所述调节器，包括形成中空壳体结构的内壁和外壁，其中由所述调节器处理的所述空气流流过由所述内壁界定的所述槽模块中的内部空间，并且其中用于所述调节器中的液体干燥剂流过所述槽模块的所述内壁与外壁之间的空间；
用于使所述空气流移动通过所述调节器和槽模块并且进入所述建筑物的设备；以及
用于通过所述调节器循环所述液体干燥剂的设备。
17.根据权利要求16所述的液体干燥剂空气调节单元，其中所述液体干燥剂空气调节单元是模块化的并且耦合到一个或多个额外的液体干燥剂空气调节单元以提高空气调节容量，其中第一导管耦合到所述液体干燥剂空气调节单元中的每一者以将所述空气流分配在所述液体干燥剂空气调节单元之中，并且其中所述液体干燥剂空气调节单元的所述槽模块串联连接以收集由所述液体干燥剂空气调节单元处理的空气并且将所述空气传递到所述建筑物。
18.根据权利要求16所述的液体干燥剂空气调节单元，其中用于移动所述空气流的所述设备包括风扇或鼓风机。
19.根据权利要求16所述的液体干燥剂空气调节单元，其中用于循环所述液体干燥剂的所述设备包括泵。
20.根据权利要求16所述的液体干燥剂空气调节单元，其中所述调节器中的所述多个结构中的每一者包含热传递流体流过的通路。
21.根据权利要求16所述的液体干燥剂空气调节单元，其中所述调节器中的所述多个结构中的每一者包含接近于所述液体干燥剂与空气流之间的每一结构的外表面定位的材料片材，所述材料片材准许水蒸气在所述液体干燥剂与空气流之间的传递。
22.根据权利要求21所述的液体干燥剂空气调节单元，其中所述材料片材包括膜。
23.根据权利要求16所述的液体干燥剂空气调节单元，其中所述调节器安装在所述槽模块的顶部上。
24.一种液体干燥剂空气调节系统中的再生器单元，其包括：
再生器，其包含基本上垂直定向布置的多个结构，每一结构具有液体干燥剂流过的至少一个表面，其中空气流在所述结构之间流动，使得所述液体干燥剂在暖天气操作模式下加湿所述空气流并且在冷天气操作模式下除湿所述空气流，每一结构进一步包含在所述至少一个表面的下端处的干燥剂收集器，用于收集已流过所述结构的所述至少一个表面的液体干燥剂；
槽模块，其耦合到所述再生器，包括形成中空壳体结构的内壁和外壁，其中将由所述再生器处理的所述空气流通过由所述内壁界定的所述槽模块中的内部空间流入所述再生器中，并且其中用于所述再生器中的液体干燥剂流过所述槽模块的所述内壁与外壁之间的空间；
用于通过所述再生器和槽模块移动所述空气流的设备；以及
用于通过所述再生器循环所述液体干燥剂的设备。
25.根据权利要求24所述的再生器单元，其中所述再生器单元是模块化的、耦合到一个或多个额外的再生器单元以提高空气调节容量，其中第一导管耦合到所述再生器单元中的每一者以收集和传递出由所述再生器单元处理的空气，并且其中所述再生器单元的所述槽模块串联连接以分配将由所述再生器单元处理的空气。
26.根据权利要求24所述的再生器单元，其中用于移动所述空气流的所述设备包括风扇或鼓风机。
27.根据权利要求24所述的再生器单元，其中用于循环所述液体干燥剂的所述设备包括泵。
28.根据权利要求24所述的再生器单元，其中所述再生器中的所述多个结构中的每一者包含热传递流体流过的通路。
29.根据权利要求24所述的再生器单元，其中所述再生器中的所述多个结构中的每一者包含接近于所述液体干燥剂与空气流之间的每一结构的外表面定位的材料片材，所述材料片材准许水蒸气在所述液体干燥剂与空气流之间的传递。
30.根据权利要求29所述的再生器单元，其中所述材料片材包括膜。
31.根据权利要求24所述的再生器单元，其中所述再生器安装在所述槽模块的顶部上。
32.一种用于处理进入建筑物空间的空气流的干燥剂空气调节系统，其包括：
调节器，其包含基本上垂直定向布置的多个第一结构，每一结构具有液体干燥剂流过的至少一个表面，每一结构还包含热传递流体流过的通路，其中所述空气流在所述结构之间流动，使得所述液体干燥剂除湿和冷却所述空气流，并且所述热传递流体冷却所述液体干燥剂；
再生器，其连接到所述调节器，用于从所述调节器接收液体干燥剂并且导致所述液体干燥剂解吸水；
间接蒸发冷却单元，其耦合到所述调节器，用于接收已流过所述第一结构的所述热传递流体以及已由所述调节器除湿和冷却的所述空气流的一部分，所述间接蒸发冷却单元包含基本上垂直定向布置的多个第二结构，每一结构具有水流过的至少一个表面，每一结构还包含所述热传递流体从所述调节器流过的通路，其中从所述调节器接收到的所述空气流的所述部分在所述结构之间流动，使得所述水蒸发到所述空气流中，从而引起所述热传递流体的冷却，并且其中所述冷却的热传递流体返回到所述调节器；
用于通过所述调节器和间接蒸发冷却单元移动所述空气流的设备；
用于通过所述调节器和再生器循环所述液体干燥剂的设备；以及
用于通过所述调节器和所述间接蒸发冷却单元循环热传递流体的设备。
33.根据权利要求32所述的系统，其中高达30％的由所述调节器处理的所述空气流分流至所述间接蒸发冷却单元。
34.根据权利要求32所述的系统，其中所述间接蒸发冷却单元中的所述多个第二结构中的每一者包含接近于所述水与所述空气流之间的每一结构的外表面定位的材料片材，所述材料片材准许水蒸气传递到所述空气流。
35.根据权利要求34所述的系统，其中所述材料片材包括膜。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述水包括海水、废水或饮用水。
37.根据权利要求32所述的系统，其中所述水包括海水、废水或饮用水。
38.根据权利要求32所述的系统，其中所述调节器中的所述多个第一结构中的每一者包含接近于所述液体干燥剂与所述空气流之间的每一结构的外表面定位的材料片材，所述材料片材准许水蒸气在所述液体干燥剂与所述空气流之间的传递。
39.根据权利要求38所述的系统，其中所述材料片材包括膜。
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