室内空气调节的方法和设备技术

调节密闭空间空气的装置包括空气／盐水直接接触换热器，使室内空气与换热器直接进行热交换，及一个盐水贮罐。形成第一回路，使来自贮罐内盐水与换热器直接接触进行换热，在盐水上冷凝室内空气中的水分并形成稀盐水蒸发器并构成第二盐水回路，在该回路中，来自第一回路的稀盐水与蒸发器换热，稀盐水被蒸出水分并产生蒸汽，最后还提供保持第二回路中流量小于第一回路流量的流量控制。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于封闭空间的空调方法和设备，特别是用于控制如温室内的温度和湿度。美国专利申请479009号公开了一种利用空气与盐水直接接触热交换器来调节闭室内空气的装置，在上述换热器中室内空气与贮罐内盐水接触，将室内空气中的水蒸汽冷凝在盐水中并形成稀盐水。稀盐水在蒸发器中再生，并将产生的蒸汽用管道输送到安装在室内并用于加热室内空气的间接式换热器中。直接接触换热器内的稀盐水通过逆流式换热器输送到蒸发器内，稀盐水在换热器内吸收热量，从而冷却了从蒸发器内抽取出的浓盐水。结果经过冷却的浓盐水又被输回空气/盐水直接接触换热器的盐水贮罐内。由于采用了这样的布置，进入空气/盐水直接接触换热器的浓盐水可保持在尽可能低的温度。也就是说，进入空气/盐水直接接触换热器的盐水在其与空气间的界面处的蒸发压力几乎总是小于室内空气的压力，因此，进入直接接触热交换器的盐水是具有吸湿性的，从而能够吸收空气中的水分。本专利技术的目的在于使上述装置的实际尺寸变小，并通过增加返回室内的热量减少燃料消耗提高其使用效率。室内空调装置由一个空气/盐水直接接触换热器及通过该换热器交换室内空气的装置组成。还设置了浓盐水的贮罐形成第一盐水回路，在该回路中贮罐内盐水与直接接触换热器进行热交换，将室内空气中水蒸汽冷凝到盐水中并形成稀盐水流回盐水贮罐。该空调装置还包括一个盐水蒸发器，以形成第二盐水回路设备。来自第一盐水回路的稀盐水在第二回路中与蒸发器进行热交换，从中蒸发出水分并产生水蒸-->汽。在本专利技术中为使第二回路中流速小于第一回路，设置了流量控制装置。在最佳结构中，所用的流量控制装置应使第一和第二回路中的流速至少保持一个数量级的差值，最好是第二回路中流速为第一回路的1/20。实验表明，这样设计能达到效率最高、结构最紧凑的效果。下面根据附图来说明本专利技术的实施例。图1表示本专利技术总体布置的方框图。图2表示图1中空气盐水直接接触换热器和蒸发器的优选结构示意图。图3说明本专利技术操作的空气湿度图。图4表示图3所示本专利技术的另一实施例。现在参见附图，附图标记10表示温室形成的空间，内部有农作物12，农作物在日光照射时吸收二氧化碳并产生水蒸汽。在夜间，作物12休眠。装置14与温室相联，该装置包括空气/盐水直接接触换热器16，贮罐20中的盐水经管道18供给到换热器16内并通过管道22从换热器中得到稀盐水。去湿器16可由一个毛毡或黄麻材料的垫子组成，从而提供一个大接触表面，并在其上供盐水以形成一露于空气中的薄盐水层。因此，去湿器16成为如下所述的薄层直接接触的空气/盐水换热器。温室10中的管24和设置在其内的去湿器16提供了将室内空气再次在去湿器中循环的装置，特别是管24有一将室内湿空气吸过去湿器16的风扇26，并使空气在重新引入温室之前经过换热器或散热器28。蒸发器30和盐水贮罐20相联，由与燃料源34相联的燃烧器-->32来加热蒸发器。管道22内的稀盐水由泵压或靠重力流动，经过逆流换热器36流入蒸发器30，在其内盐水再生。蒸发器蒸发稀盐水中水分产生蒸汽并浓缩盐水。管道28将蒸汽输到阀40处，由阀40选择将蒸汽导向散热器28（假如温室要加热），还是导向水槽42中（当为了以后的使用热量和蒸汽有必要贮存时）。蒸发器30浓缩稀盐水，并将浓缩的盐水经换热器36输入到盐水贮罐20内。在盐水输入到贮罐20之前将蒸发器产生的热盐水在换热器36中冷却，浓盐水所吸收的热量传给了稀盐水。加热蒸发器32的燃料最好是液化石油气或天然气，这是为了减少燃烧生成的二氧化碳和水。燃烧产生的燃烧产物通过与燃烧器相通的工作管44排到温室10中。这种将燃烧产物，即二氧化碳和水输送到温室中的布置是最佳的。在日光照射时，菜花或蔬菜等农作物在生长过种中会自动地吸收温室内空气中的二氧化碳。农作物放出水分，这些水分加到进入温室的燃烧产物中的水蒸汽中。假如没有相反的步骤，那么在温室中将会出现空气几乎饱和的状态。去温器16的目的是除掉温室内空气中的水分，并将温度保持在合适的水平。此外，去湿器16还可以用于提高温室内空气的温度，其具体方法将在下面描述。应该使去湿器16将温室内的湿度有效地保持在85%以下，最好保持在80%到85%之间。如下所述，空气湿度将是去湿器内盐水浓度、盐水去湿器有效面积和流过其内的质量流量的函数。如果需要进一步提高温室内空气的温度，可将蒸发器30中产生的蒸汽引到散热器28中，或用阀40将蒸汽引入水槽42内用于贮存盐水再生过程中所产生的热量。夜间，当温室内二氧化碳超过需要-->时，蒸发器30停止运行，水槽42内是白天操作下贮存的热量，通过向散热器28供给贮存的热水而加热室内空气。此外，由蒸发器产生的蒸汽可直接输入到埋在温室地下的管网中，从而在地下贮存了热量。当温室为用于水栽培作物时，由蒸发器产生的蒸汽可用来直接加热用于水栽培的液体。去湿器16可以是一种常规型的如直接接触式热交换器，在其内加到毡、黄麻或纸垫子上的浓盐水形成一薄层。此外，垫子可以是毛细管网络，使盐水从其上缓慢地流过。盐水流速可减少到正好保持垫子湿润的程度。为了获得高浓度的盐水，最好选用氯化钙盐，但其它的盐类如氯化镁、氯化锂、氢氧化钠或各种盐的混合物也是可用的，海盐亦可以。浓盐水的蒸发压力小于在相同温度下水的饱和蒸汽压。当浓盐水暴露于温室内空气中以后，空气中的水蒸汽在盐水表面凝结。当水蒸汽冷凝时，冷凝潜热传给了盐水并加热盐水层，被加热的盐水将其得到热量传给流过盐水表面的空气。这就是等熵过程，在该过程中，当空气在通过去湿器时被加热和干燥，盐水的温度基本上保持不变。这个过程将在下面作详细描述。用于再生盐水和提供二氧化碳的燃料在1000m2的温室内运行10小时大约需15～20kg。在某种环境中，一天仅需运行3至4个小时，否则温室内的温度将超过农作物生长所需温度。在这种情况下或者关掉整个系统，或者将室外空气引入室内。为了提供适当的控制图1所示的整个系统的运行，管44上可安装一个可调的挡板阀48，用来控制进入温室10的燃烧产物速度。在管24和温室上可安装一个合适的阀门（图中未表示），用来分别控制注入管道和温室的空气流量。-->如果需要，可使用上述设备增加空气湿度，而不是去湿。为了达到这一目的，盐水贮罐20及去湿器16中的盐水应具有使其蒸发压力大于同温度下饱和蒸汽压的浓度。因此，这种盐水暴露在温室空气中时，水将从盐水中蒸发出来进入温室空气中。此外，蒸发器内的蒸汽可直接引入温室。本专利技术的最佳结构如图2所示，现参考图2，其中装置100中包括空气/盐水直接接触换热器，该换热器包括一集水管102接收位于其下的贮罐20a中的盐水，而且在集水管102与贮罐之间装有可漏入空气的圆形套104。套104可以是编织物或由金属加强的网套，其目的是提供结构上的刚度并使其在下面描述的空气流动中面对抽吸力的影响而仍保持圆柱形状。集水管102包括喷雾头（未表示）向套104分配盐水，因此盐水以薄雾形态从集水管落到贮罐中。位于集水管102上面的风扇106从室10A中以箭头108所示方向通过套104抽取空气。因此室内空气和向下流动的盐雾在整个圆柱套104内接触。去雾器107悬吊在集水管之上风扇106之下，当空气返回室内前，分离掉流过套104内盐雾空气中夹带的盐水滴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于密闭空间调节空气的装置，它包括空气／盐水直接接触换热器；与所述直接接触换热器交换空气的设备；贮存浓盐水的贮罐；构成第一盐水回路的设备，来自贮罐的盐水在其内流动并与直接接触换热器进行热交换，盐水将其表面空气中的水蒸汽冷凝形成稀盐水后流回贮罐，盐蒸发器；构成第二盐水回路的设备，来自第一回路的稀盐水在第二回路内流过并与所述蒸发器换热，蒸发出水分并产生蒸汽；其特征在于：具有使第二回路中流速保持在小于第一回路流速水平的流量控制设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、用于密闭空间调节空气的装置，它包括空气/盐水直接接触换热器；与所述直接接触换热器交换空气的设备；贮存浓盐水的贮罐；构成第一盐水回路的设备，来自贮罐的盐水在其内流动并与直接接触换热器进行热交换，盐水将其表面空气中的水蒸汽冷凝形成稀盐水后流回贮罐，盐蒸发器；构成第二盐水回路的设备，来自第一回路的稀盐水在第二回路内流过并与所述蒸发器换热，蒸发出水分并产生蒸汽；其特征在于：具有使第二回路中流速保持在小于第一回路流速水平的流量控制设备。2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在第二回路中设置一间接换热器。3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述间接换热器是内装盘管式的，来自贮罐的盐水流过盘管，来自蒸发器的盐水流过盘管外部。4、根据权利要求2所述的装置，其特征在于：第二盐水回路包括将上述贮罐中稀盐水输送到蒸发器内的管道，在所述流量控制装置中包括设在上述管道上的缩颈管。5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述缩颈管是可调的。6、根据权利要求4所述装置，其特征在于：设置有控制缩颈管通道尺寸的装置。7、根据权利要求2所述装置，其特征在于：所述的流量控制装置使第一回路和第二回路的流速差保持在至少一个数量级的水平上。8、根据权利要求7所述装置，其特征在于：第二回路中的流速是第一回路的流速的二十分之一。9、根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述直接接触换热器包括一个位于贮罐之上向贮罐分配盐水的集水管;所述第一回路中包括垂直的立管，从贮罐伸至集水管;将立管和集水管联通的管道;从贮罐中将液体用泵打入立管底部的泵。10、根据权利要求9所述装置，其特征在于：所述立管的顶端与所述室内空气相通。11、根据权利要求10所述装置，其特征在于：来自蒸发器的浓盐水要被送回到所述贮罐内。12、根据权利要求10所述装置，其特征在于：来自蒸发器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：加德阿萨夫，
申请(专利权)人：地球物理工程公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]