具有多个空气接触器的电化学除湿器制造技术

本发明专利技术题为具有多个空气接触器的电化学除湿器。系统包括电化学液体干燥剂再生系统、第一空气接触器和第二空气接触器。再生系统包括具有第一浓度的液体干燥剂的第一输出流以及具有较低的第二浓度的第二输出流。第一空气接触器设置有具有第一水浓度的第一输入空气流，该第一输入空气流与第一输出流流体连通，以形成具有较低的第二水浓度的第一输出空气流和稀释的输出流，该稀释的输出流循环回到再生系统。第二空气接触器设置有具有第三水浓度的第二输入空气流，该第二输入空气流与液体干燥剂输出流流体连通，以形成具有高于第三水浓度的第四水浓度的第二输出空气流和浓缩的输出流，该浓缩的输出流循环回到再生系统。该浓缩的输出流循环回到再生系统。该浓缩的输出流循环回到再生系统。

【技术实现步骤摘要】
具有多个空气接触器的电化学除湿器


[0001]本公开整体涉及利用液体干燥剂的电化学再生和多个空气接触器的空气除湿系统。

技术介绍

[0002]空气调节虽然对于舒适以及世界上某些地方的生存是必要的，但是对环境具有显著的负面影响。目前，空调系统产生可测量地增加城市温度的热量，并且它们可能将不安全的化学品诸如温室气体排放到大气中。为此，它们也消耗大量的能量，主要是电力。随着气候的温度不断升高，对空调系统的需求将继续增加，使得对空调系统的能量需求预期在未来三十年达到三倍。
[0003]与基于蒸气压缩的空调系统相比，在空调系统中使用液体干燥剂再生器可减少能量消耗。一些类型的空调系统利用至少两个空气接触器(例如，空气
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液体接触器)；然而，这些系统无法电化学地再生液体干燥剂。相反，它们利用一个空气接触器通过将水分排到第二空气流中来再生液体干燥剂。这些类型的系统必须经由第二空气接触器执行所有其液体干燥剂再生。第一空气接触器然后专用于对第一空气流除湿。本文描述了这样的空调系统和方法：通过使液体干燥剂电化学再生并结合两个或更多个空气接触器，来减少能量消耗和总系统成本，同时增加系统操作范围。

技术实现思路

[0004]本公开涉及一种系统，该系统包括电化学液体干燥剂再生系统、第一空气接触器和第二空气接触器。电化学液体干燥剂再生系统包括第一输出流和第二输出流，其中第一输出流具有第一浓度的液体干燥剂，并且第二输出流具有小于第一浓度的第二浓度的液体干燥剂。第一空气接触器联接到第一输出流，并且设置有具有第一水浓度的第一输入空气流，该第一输入空气流与第一输出流流体连通，以形成具有低于第一水浓度的第二水浓度的第一输出空气流和稀释的输出干燥剂流。稀释的输出干燥剂流循环回到电化学液体干燥剂再生系统。第二空气接触器联接到与电化学液体干燥剂再生系统联接的液体干燥剂输出流，并且设置有具有第三水浓度的第二输入空气流，该第二输入空气流与液体干燥剂输出流流体连通，以形成具有高于第三水浓度的第四水浓度的第二输出空气流和浓缩的输出干燥剂流。浓缩的输出流循环回到电化学液体干燥剂再生系统。
[0005]在另一个实施方案中，系统包括电化学液体干燥剂再生系统、第一空气接触器和第二空气接触器。电化学液体干燥剂再生系统包括第一输出流和第二输出流，其中第一输出流具有第一浓度的液体干燥剂，并且第二输出流具有小于第一浓度的第二浓度的液体干燥剂。第一空气接触器联接到第一输出流，并且设置有具有第一水浓度的第一输入空气流，该第一输入空气流与第一输出流流体连通，以形成具有低于第一水浓度的第二水浓度的第一输出空气流和稀释的输出干燥剂流。稀释的输出干燥剂流循环回到电化学液体干燥剂再生系统。第二空气接触器联接到第二输出流和第一输出空气流，并且设置有第一输出空气
流，该第一输出空气流与第二输出流流体连通，以蒸发冷却第一输出空气流，从而输出具有高于第二水浓度且低于第一水浓度的第三水浓度的经调节的空气流和浓缩的输出干燥剂流。浓缩的输出干燥剂流循环回到电化学液体干燥剂再生系统。
[0006]另一个实施方案涉及一种方法，该方法包括使具有第一浓度的第一液体干燥剂流循环通过第一空气
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液体界面。使空气流过第一空气
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液体界面，使得第一液体干燥剂流从空气中吸收水。然后，第一液体干燥剂流经由水的吸收而被稀释，以形成具有小于第一浓度的第二浓度的第一输出流和除湿空气流。除湿空气流然后从第一空气
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液体界面输出。将第一输出流输入到电渗析再生器以形成第一液体干燥剂流和具有第三浓度的第二液体干燥剂流，第三浓度小于第一浓度。将第一液体干燥剂流输出到第一空气
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液体界面，并且将第二液体干燥剂流输出到第二空气
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液体界面，其中第二液体干燥剂流循环通过第二空气
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液体界面。空气流过第二空气
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液体界面，使得空气从第二液体干燥剂流中吸收水。第二液体干燥剂经由水的损失被浓缩，以形成具有高于第三浓度的第四浓度的第二输出流和加湿空气流。将第二输出流输入到电渗析再生器，并且加湿空气流从第二空气
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液体界面输出。
[0007]以上概述并非旨在描述本公开的每个所公开的实施方案或每种实施方式。以下附图和具体实施方式更具体地举例说明了例示性实施方案。
附图说明
[0008]下面的讨论是指以下图，其中同一参考数字可用于标识多个图中的类似/相同部件。然而，在给定图中使用数字指代部件并不旨在将部件限制在另一个标记有相同数字的图中。图未必按比例绘制。
[0009]图1为利用一个空气接触器的电化学再生除湿系统的框图；
[0010]图2为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的示意图；
[0011]图2A为根据一个示例性实施方案的电化学液体干燥剂再生系统的示意图；
[0012]图3为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的框图，该电化学再生除湿系统包括两个空气接触器；
[0013]图4为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的框图，该电化学再生除湿系统包括与热交换模块联接的两个空气接触器；
[0014]图5为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的框图，该电化学再生除湿系统包括与热交换模块(包括蒸发冷却)联接的两个空气接触器；
[0015]图6为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的框图，该电化学再生除湿系统包括两个空气接触器并引入排出空气；
[0016]图7为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的框图，该电化学再生除湿系统包括与热交换模块(包括蒸发冷却)联接的两个空气接触器并引入排出空气；
[0017]图8为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的框图，该电化学再生除湿系统包括两个空气接触器，其中一个空气接触器被配置成对输入空气流过除湿；
[0018]图9为根据一个示例性实施方案的电化学再生除湿系统的框图，该电化学再生除湿系统包括三个空气接触器；并且
[0019]图10至图11为根据示例性实施方案的方法的流程图。
具体实施方式
[0020]本公开涉及电化学再生液体干燥剂除湿系统。液体干燥剂系统可用于暖通空调(HVAC)等。如上所陈述，空气调节是能量密集型过程，并且是造成近10％美国电力消耗的原因，其中除湿占潮湿地区的能量负荷的一半以上。本文所述的系统提供了一种用于除湿以进行空气调节的有效热力学方法，该方法包括将氧化还原辅助电渗析液体干燥剂再生器与两个或更多个空气接触器组合。
[0021]系统各自结合利用了两个或更多个空气接触器与电化学再生器，以便使用液体干燥剂执行除湿和/或冷却。该组合充分利用了不需要与空气接触或热输入来再生液体干燥剂的电化学系统。电化学再生系统供给第一空气接触器，该第一空气接触器对第一空气流除湿；并且至少部分地供给至少第二空气接触器，该第二空气接触器也再生液体干燥剂。这允许在从完全再生液体干燥剂到在第二空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，所述系统包括：电化学液体干燥剂再生系统，所述电化学液体干燥剂再生系统包括第一输出干燥剂流和第二输出干燥剂流，其中所述第一输出干燥剂流具有第一浓度的液体干燥剂，并且所述第二输出干燥剂流具有小于所述第一浓度的第二浓度的液体干燥剂；第一空气接触器，所述第一空气接触器联接到所述第一输出干燥剂流，并且设置有具有第一水浓度的第一输入空气流，所述第一输入空气流与所述第一输出干燥剂流流体连通，以形成具有低于所述第一水浓度的第二水浓度的第一输出空气流和稀释的干燥剂输出流，其中所述稀释的干燥剂输出流循环回到所述电化学液体干燥剂再生系统；和第二空气接触器，所述第二空气接触器联接到与所述电化学液体干燥剂再生系统联接的液体干燥剂输出流，并且设置有具有第三水浓度的第二输入空气流，所述第二输入空气流与所述液体干燥剂输出流流体连通，以形成具有高于所述第三水浓度的第四水浓度的第二输出空气流和浓缩的干燥剂输出流，其中所述浓缩的干燥剂输出流循环回到所述电化学液体干燥剂再生系统。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电化学液体干燥剂再生系统由电势驱动，所述电势引起在两个不同电极处发生的法拉第反应，并且经历所述法拉第反应的材料从一个电极循环到另一个电极并且再次循环返回。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一空气接触器和所述第二空气接触器中的至少一者接收环境空气作为来自所述系统外部的输入。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一空气接触器和所述第二空气接触器中的至少一者接收回流空气或排出空气作为输入。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一空气接触器和所述第二空气接触器中的至少一者远离所述电化学液体干燥剂再生系统定位，并且在远程位置接收排出空气作为输入。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一空气接触器和所述第二空气接触器中的至少一者使空气通过中间膜界面而暴露于液体干燥剂流。7.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：传热系统，所述传热系统联接到包括所述第一输入空气流、所述第一输出空气流和所述第一输出干燥剂流的第一组流中的至少一个流，并且进一步联接到包括所述第二输入空气流、所述第二输出空气流和所述第二输出干燥剂流的第二组流中的至少一个流，其中所述传热系统被配置成将热量从所述第一组中的至少一个流传递到所述第二组中的至少一个流。8.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：传热系统，所述传热系统联接到所述第一空气接触器并且进一步联接到所述第二空气接触器，以冷却所述第一空气接触器中的所述液体干燥剂并且将热量传递到所述第二空气接触器。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述传热系统被配置成使用第一传热方法从所述第一空气接触器传递热量，并且使用第二传热方法将热量传递到所述第二空气接触器，所述第二传热方法不同于所述第一传热方法。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述传热方法中的至少一种是蒸发。
11.根据权利要求1所述的系统，其中联接到所述电化学液体干燥剂再生系统的所述液体干燥剂输出流是所述第二输出干燥剂流。12.根据权利要求1所述的系统，其中联接到所述电化学液体干燥剂再生系统的所述液体干燥剂输出流是被配置成处理所述第二输出干燥剂流的处理系统的输出流。13.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：第三空气接触器，所述第三空气接触器联接到与所述电化学液体干燥剂再生系统联接的所述液体干燥剂输出流并且联接到所述第一输出空气流，并且设置有所述第一输出空气流，所述第一输出空气流与包含所述液体干燥剂输出流的输入流流体连通，以蒸发冷却所述第一输出空气流，从而输出具有高于所述第二水浓度且低于所述第一水浓度的第五水浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：帕洛阿尔托研究中心公司，
类型：发明
国别省市：