用于液体干燥剂空气调节系统改造的方法和系统技术方案

本发明专利技术揭示用于结合现有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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于液体干燥剂空气调节系统改造的方法和系统相关串请案的交叉参考本申请案要求2013年3月14日提交的专利技术名称为“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 CONDIT1NINGSYSTEM 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。
技术介绍
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，LiCULiBr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栗送。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。
技术实现思路
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.0f 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R本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，使得减少或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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·F·范德莫伊伦，
申请(专利权)人：七AC技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US