專利名稱：能量回收增強(qiáng)冷凝器再生干燥劑的制冷除濕器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)和除濕設(shè)備，尤其是涉及使用干燥劑除濕技術(shù)的空調(diào)方法和裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)的基于冷卻盤管的空調(diào)系統(tǒng)不能提供有效的除濕手段。由于這類 系統(tǒng)必須提供冷卻以提供除濕，因此在很多情況下冷卻超過所需要的，且期望的封閉物或 空間被過度冷卻。如果提供的冷卻不充分，則待冷卻空間的除濕不足。為了解決這個(gè)問題， 已經(jīng)在除濕冷卻盤管的下游使用再熱盤管。這樣可使冷卻盤管根據(jù)需要除濕，并可使再熱 盤管然后提高供給空氣的溫度，從而避免向封閉物供給過冷的空氣。這種方法的效率低下， 這是由于能量被用于降低空氣的溫度并且然后利用更多的能量把溫度重新升高。由于效率低下，ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-1989已經(jīng)排除了在空調(diào)系統(tǒng)中使用再熱裝置，除 非是從現(xiàn)場(chǎng)回收熱量。此外，ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-1989要求具有更大氣流的系統(tǒng)必須使用某種 形式的排出能量回收，以使用于調(diào)節(jié)被引入空間的室外空氣所用的能量最少。已經(jīng)開發(fā)出多種將能量回收、預(yù)處理與冷卻盤管除濕和現(xiàn)場(chǎng)回收再熱相結(jié)合的可 購買系統(tǒng)。圖1示出了一種這樣的系統(tǒng)，其中，示出了具有成套DX冷卻和冷凝器再熱系統(tǒng) 的能量回收通風(fēng)裝置。能量回收通風(fēng)裝置通常由具有已知結(jié)構(gòu)的焓輪構(gòu)成，所述焓輪可在 兩股氣流之間傳遞熱能和顯性能量。焓輪通常用于傳遞流出氣流的溫度和濕度(能量)給 流入的環(huán)境空氣。這些能量交換裝置通常由多孔材料構(gòu)成，以增大有助于能量傳遞的表面 積。也可以使用其他形式的能量傳遞系統(tǒng)，例如熱管。在圖1示出的系統(tǒng)中，使新鮮的或室外的供給空氣(環(huán)境空氣)通過能量回收裝 置(在該例中是焓輪)的一部分，以減小供給空氣的濕度和溫度。然后使供給空氣通過常 規(guī)制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器/冷卻盤管，以進(jìn)一步減小其濕度和溫度。然后使除濕和冷卻的空氣 通過制冷系統(tǒng)的冷凝器盤管，以提高供給空氣的溫度。再通過管道系統(tǒng)將該除濕且溫暖的 空氣直接供給到期望的空間。在圖1的系統(tǒng)中，排氣由風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)從空間抽出，并通過焓輪能量回收裝置的 一個(gè)單獨(dú)部分。這樣，排出空氣流的溫度和濕度增大，然后將排氣排放到大氣中。這種類型 的現(xiàn)有技術(shù)裝置有效地減小供給空氣中的濕氣并利用了能量回收，但是需要顯著的冷卻以 獲得期望的除濕性能。用于冷卻空氣以獲得這種除濕的大部分能量通過加熱盤管而逆轉(zhuǎn)， 以消除對(duì)空間的過冷。圖2是圖1中系統(tǒng)的溫濕圖，并提供了每個(gè)系統(tǒng)構(gòu)件對(duì)供給空氣作用的溫濕分析。在該示出的系統(tǒng)中，環(huán)境空氣或室外空氣(OA)具有大約100gr/lb的濕度比和大 約94° F的溫度；離開能量回收輪后，具有大約80gr/lb的濕度比和大約83° F的溫度；通
6過蒸發(fā)器盤管后，具有大約59gr/lb的濕度比和大約53° F的溫度；以及離開冷凝器盤管 后，具有相同的濕度比即大約59gr/lb和大約72° F的溫度。圖3以及美國專利No. 6，557，365B2的圖7中示出了另一種形式的冷凝器再生調(diào) 節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)在環(huán)境/室外空氣進(jìn)入干燥劑輪之前使用DX冷卻盤管來對(duì)環(huán)境/室外空氣 冷卻和除濕。然后，在將空氣供給到空間之前，利用干燥劑輪對(duì)其進(jìn)一步除濕和加熱。分離 的環(huán)境空氣流用作再生空氣流，并首先利用來自DX制冷循環(huán)的冷凝器熱對(duì)其加熱；然后， 使用被這樣加熱的空氣流從干燥劑輪趕走濕氣。該再生空氣流收集濕氣并將其排放到大氣 中?？梢再I到許多其他的干燥劑除濕系統(tǒng)，這些系統(tǒng)利用其他熱源使干燥劑輪再生，以向供 給空氣提供除濕和加熱循環(huán)。大多數(shù)這些裝置需要高的再生溫度以使干燥劑再生。圖4示出了圖3的系統(tǒng)的溫濕圖，以及示出了系統(tǒng)構(gòu)件對(duì)供給空氣流的作用。如 圖4中所看到的，供給到蒸發(fā)器盤管的室外空氣具有大約93° F的溫度和大約lOOgr/lb的 濕度比。離開蒸發(fā)器盤管后，其具有大約62° F的溫度和大約78gr/lb的濕度比。離開干 燥劑輪時(shí)，其具有大約72° F的溫度和大約58gr/lb的濕度比。圖5示出了另一種現(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)，在該實(shí)例中，該空調(diào)系統(tǒng)使用了冷凝器 再生干燥劑系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有對(duì)供給空氣的焓回收預(yù)處理。如圖5中所看到的，新鮮的室 外環(huán)境供給空氣通過焓回收裝置的一部分，除濕、冷卻后再通過常規(guī)DX制冷系統(tǒng)的冷卻盤 管，進(jìn)一步降低其濕度和溫度。然后，使這樣冷卻和干燥后的供給空氣流通過干燥劑裝置， 在此進(jìn)行除濕，加熱，然后通過管道系統(tǒng)供給到空間。排氣通過風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)(未示出)從 空間抽出，然后通過焓回收裝置的另一部分，在此，排氣被加熱和加濕，然后排放到大氣中。 在該系統(tǒng)中，與環(huán)境分離的空氣流利用制冷系統(tǒng)的冷凝器盤管加熱，然后用作再生空氣流。 使該再生空氣流通過干燥劑裝置的另一部分，進(jìn)行冷卻和加濕，然后排放到大氣中。圖6示出了圖5的系統(tǒng)的溫濕圖，以及示出了每個(gè)系統(tǒng)構(gòu)件對(duì)供給空氣的作用。如 圖6中所看到的，室外供給空氣最初具有大約lOOgr/lb的濕度比和大約93° F的溫度；通 過焓輪后，供給空氣具有大約84gr/lb的濕度比和大約84° F的溫度。通過蒸發(fā)器盤管后， 供給空氣具有大約78gr/lb的濕度比和大約62° F的溫度。通過干燥劑輪后，當(dāng)供給空氣 被供給到空間時(shí)其具有大約58gr/lb的濕度比和大約72° F的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
與上面描述的傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)和方法相比，本發(fā)明在處理新鮮或室外空氣以供給處 于空間溫度和處于或低于空間濕度的空氣方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。最顯著的優(yōu)點(diǎn)是能耗低。 更加具體地，與其他可利用的技術(shù)相比，本發(fā)明把需要的能量輸入減少了 30至75%。本發(fā)明的一個(gè)附加顯著益處是能夠提供比一些其他技術(shù)更低的供給空氣濕度條 件(露點(diǎn)或gr/lb (絕對(duì)濕度比))。更加特別地，基于盤管的除濕器系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生在蒸發(fā)器盤 管上結(jié)冰的問題，因?yàn)檫@種系統(tǒng)提供較低的盤管溫度以提供較低的濕度條件。另一方面，本 發(fā)明通過利用在冷卻盤管后面的基于干燥劑的除濕循環(huán)，能夠提供較低的供給空氣濕度條 件(露點(diǎn)或gr/lb)。本發(fā)明的一個(gè)目的是處理室外的或新鮮的環(huán)境供給空氣，并將該空氣從室外環(huán)境 條件除濕和冷卻到期望的空間空氣條件。ASHRAE已經(jīng)定義了建筑物的舒適條件是溫度為 73° F至78° F，空氣相對(duì)濕度為大約50%或絕對(duì)濕度為55gr/lb至71gr/lb。特別地，本發(fā)明特別適于處理美國東南部熱且潮濕的空氣以及環(huán)境空氣條件是溫度為60° F至105° F 或更大以及含濕量為70至180gr/lb的世界上其他熱且潮濕的氣候，然后輸送達(dá)到空間溫 度以及處于或低于空間濕度的被處理空氣，通常是在大約70° F至85° F的范圍以及大約 45至大約71gr/lb的含濕量。當(dāng)設(shè)計(jì)空間條件與規(guī)定的ASHRAE條件不同時(shí)，使用本發(fā)明也 能夠?qū)崿F(xiàn)比ASHRAE所提出的略低以及略高的范圍。本發(fā)明的另一個(gè)目的是非常有效地處理室外、新鮮的環(huán)境空氣，能量輸入比目前 可獲得的大多數(shù)處理系統(tǒng)更低。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng)，其能夠提供變化的除濕和冷卻能力，以作 用于和克服新鮮或室外供給空氣和/或建筑物自身的變化的除濕和冷卻負(fù)荷。本發(fā)明的另一個(gè)目的是在寒冷季節(jié)使用能量回收裝置對(duì)室外或新鮮供給空氣的 加熱，以便減小將空氣加熱到空間溫度條件的熱輸入需求。更加具體地，該系統(tǒng)利用排出 空氣，通過能量回收換熱器將熱傳遞給新鮮的或室外供給空氣，從而在空氣被加熱裝置加 熱前大大提高其溫度和/或濕度。因此，可以根據(jù)需要將例如-10° F的溫度加熱到大約 50° F的溫度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，空調(diào)系統(tǒng)包括用于通過使排出空氣流經(jīng)過能量回收裝置 (例如焓輪)來從排出空氣流回收能量的部件。使新鮮的、室外環(huán)境供給空氣經(jīng)過能量回收 裝置的“另一側(cè)”。在沒有空氣傳遞經(jīng)過能量回收裝置的情況下，能量回收裝置將能量從一 股空氣流傳遞給另一股空氣流。當(dāng)環(huán)境條件比空間條件更溫暖且濕度更大時(shí)，本發(fā)明的該 方面可以降低供給空氣的溫度并且在一些裝置中可以降低供給空氣的濕度。當(dāng)環(huán)境條件比 空間條件更冷且更干燥時(shí)，本發(fā)明的該方面還可以提高供給空氣的溫度并且在一些裝置中 可以增大供給空氣的濕度。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明的系統(tǒng)在將供給空氣供給到需要的空間之前利 用冷卻盤管來降低供給空氣的溫度和濕度。利用來自制冷系統(tǒng)的再生熱的干燥劑除濕裝置 提供附加的除濕，同時(shí)提高供給空氣的溫度。如果期望，對(duì)空氣的附加冷卻是一種用以提供 較低溫度供給空氣和克服建筑物內(nèi)部顯負(fù)荷的選擇。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還能夠利用已通過能量回收裝置的排出空氣來為干燥劑除濕 循環(huán)提供再生空氣源。利用常規(guī)制冷系統(tǒng)的冷凝器盤管來提高排出空氣的溫度，然后使該 空氣通過干燥劑裝置的另一部分，以提供干燥劑裝置的再生。排出空氣流在該再生過程中 被冷卻和加濕，再通過附加的冷凝器盤管，以接收從制冷系統(tǒng)排出的額外熱。也可以在該第 二冷凝器盤管前增設(shè)蒸發(fā)冷卻裝置，以減少進(jìn)入第二冷凝器盤管的排出空氣，從而提高制 冷系統(tǒng)的效率和/或增大冷凝器散熱的能力。


通過下面結(jié)合附圖來閱讀的本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明上述的以及 其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中圖1是傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的能量回收空調(diào)或通風(fēng)裝置的示意圖，使用了 DX冷卻和冷 凝器再熱系統(tǒng)；圖2是溫濕圖，描述了系統(tǒng)構(gòu)件對(duì)圖1所示系統(tǒng)的供給空氣流的作用；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的冷凝器再生干燥劑系統(tǒng)的示意圖4是溫濕圖，描述了系統(tǒng)構(gòu)件對(duì)圖3所示系統(tǒng)的供給空氣流的作用；圖5是使用焓能量回收預(yù)處理系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的冷凝器再生干燥劑系統(tǒng)的示意 圖；圖6是溫濕圖，描述了在圖5所示系統(tǒng)中各構(gòu)件對(duì)供給空氣流的作用；圖7是根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的示意圖；圖8是示出了在圖7所示系統(tǒng)中各構(gòu)件對(duì)供給空氣流的作用的溫濕圖；圖9是示出了在圖7所示系統(tǒng)中各構(gòu)件對(duì)排出空氣流的作用的溫濕圖；圖10是本發(fā)明第二實(shí)施例的示意性表示；圖11是示出了在圖10所示系統(tǒng)中各構(gòu)件對(duì)排出空氣流的作用的溫濕圖；圖12是本發(fā)明第三實(shí)施例的示意性表示；圖13是本發(fā)明第四實(shí)施例的示意性表示；圖14是本發(fā)明第五實(shí)施例的示意性表示；圖15是本發(fā)明第六實(shí)施例的示意性表示；圖16是本發(fā)明第七實(shí)施例的示意性表示；以及圖17是本發(fā)明第八實(shí)施例的示意性表示。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在詳細(xì)地參考附圖并首先參考圖7，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng) 10，其中，環(huán)境空氣流12被處理到期望的溫度和濕度條件，以供房間、封閉物或空間14使 用。在示出的實(shí)施例中，該系統(tǒng)在這樣的區(qū)域使用，在此區(qū)域中，外部環(huán)境空氣具有如上所 述的高溫和高含濕量或比率。圖7是示意圖，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所描述的空氣流 容納在合適的管道工程中并通過未示出的合適的風(fēng)扇來移動(dòng)。如圖7所示，新鮮的、室外的、環(huán)境供給空氣12首先通過能量回收裝置16的一部 分13。當(dāng)空氣通過能量回收裝置16時(shí)被冷卻和除濕。如上所述，該能量回收裝置可以是常 規(guī)的旋轉(zhuǎn)焓輪或其他形式的換熱器例如熱管，用于在供給空氣流12和從空間14抽出的排 出空氣流18之間換熱。在使用熱管的情況下，環(huán)境空氣將被冷卻但不被除濕。被冷卻和除濕的供給空氣流然后通過常規(guī)DX制冷單元22的冷卻盤管或蒸發(fā)器盤 管20，以進(jìn)一步降低其溫度和濕度，所述DX制冷單元包括壓縮機(jī)23。接著供給空氣通過干 燥劑裝置26的一部分以進(jìn)一步降低其濕度同時(shí)提高其溫度，該干燥劑裝置26例如是常規(guī) 的涂有硅膠的旋轉(zhuǎn)式波形干燥劑輪。此時(shí)，供給空氣處于或接近空間14的期望溫度，以及 等于或低于該空間的期望濕度。當(dāng)離開干燥劑輪26時(shí)的供給空氣的濕度比小于空間14中的期望濕度比時(shí)，供給 空氣將給空間提供除濕能力以克服內(nèi)部的潛負(fù)荷。供給空氣可以在此時(shí)直接供給到空間， 或者可以使用可選擇的位于干燥劑輪和空間14之間的冷卻盤管或蒸發(fā)器盤管28對(duì)其進(jìn)一 步冷卻，以向空間提供冷卻作用和克服內(nèi)部的顯負(fù)荷。排出空氣流18由風(fēng)扇或吹風(fēng)機(jī)(未示出)從空間14抽出，然后經(jīng)過能量回收裝 置16的另一部分30。在通過部分30時(shí)排出空氣被在部分13中吸收的熱加熱，并被加濕， 然后通過制冷系統(tǒng)22的冷凝器盤管32，以便提高其溫度。離開冷凝器32的排出空氣比在 進(jìn)入時(shí)的溫度更高，然后通過使排出空氣通過干燥劑裝置的單獨(dú)部分34而被用來使輪26的干燥劑再生。排出空氣流在該再生過程中被冷卻和加濕。然后，現(xiàn)在變得較冷的排出空 氣可經(jīng)過制冷系統(tǒng)22中的第二冷凝器盤管36以便從制冷系統(tǒng)更多地恢復(fù)，再被排放到大 氣中。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，本發(fā)明的系統(tǒng)利用排出空氣流從環(huán)境供給空氣流 回收熱和再生干燥劑輪。排出空氣流還可用于通過冷凝器32和/或36從制冷系統(tǒng)回收或 吸收熱。利用干燥劑再生過程的蒸發(fā)冷卻作用增大了排出空氣流的這種散熱潛力。根據(jù)需 要，使用合適的控制裝置，該排出/再生空氣流18的量可以等于或小于供給空氣流的量。這 是一個(gè)重要的方面，因?yàn)楸娝苤?，審慎型空調(diào)設(shè)計(jì)要求建筑物中為正的空氣壓力。為了獲 得正的空氣壓力，新鮮的或室外供給空氣的量必須等于或大于排出空氣的量。圖8的溫濕圖示出了圖7中所示本發(fā)明構(gòu)件對(duì)供給空氣流12的作用。如圖8中 所看到的，該作用和在圖5的現(xiàn)有技術(shù)裝置中獲得的作用相似，但是本發(fā)明可以包括附加 的冷卻盤管28，用于在供給空氣流離開干燥劑輪26后對(duì)其進(jìn)行處理。然而，與圖5的系統(tǒng) 不同，本發(fā)明收回了在圖5系統(tǒng)的排出空氣流中浪費(fèi)的熱。因此，離開空間14和進(jìn)入焓輪 16的部分30的排出空氣具有大約72° F的溫度和大約64gr/lb的濕度比，當(dāng)離開焓輪時(shí) 其具有大約83° F的溫度和80gr/lb的濕度比。當(dāng)排出空氣流通過冷凝器盤管32時(shí)，排 出空氣流吸收從盤管排出的熱，使得當(dāng)排出空氣流離開盤管并進(jìn)入干燥劑輪的再生部分34 時(shí)，排出空氣流具有大約108° F的溫度和80gr/lb的濕度比。在排出空氣流通過干燥劑 輪的部分34后以及在進(jìn)入冷凝器盤管36之前，排出空氣流具有大約80° F的溫度和大約 122gr/lb的濕度比。當(dāng)排出空氣流通過冷凝器盤管36時(shí)，在被排放到大氣之前排出空氣流 吸收由該盤管排出的熱并且排出空氣流的溫度升高到大約108° F或更高。圖10示出了圖7所示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，使用相同的參考數(shù)字表示相同的部 件。在該實(shí)施例中，在排出空氣流經(jīng)過的干燥劑輪26和第二冷凝器盤管36之間增設(shè)了蒸 發(fā)冷卻裝置38。該蒸發(fā)冷卻裝置可以具有常規(guī)結(jié)構(gòu)，例如使用具有已知結(jié)構(gòu)的交叉波紋板 材料，使供給水相對(duì)于空氣流交叉或逆流地通過該結(jié)構(gòu)，以冷卻空氣流。這種對(duì)排出空氣流 的附加蒸發(fā)冷卻進(jìn)一步降低了其溫度。處于該更低溫度的排出空氣流在其進(jìn)入冷凝器盤管 36時(shí)具有附加的散熱能力，因此可以獲得更低且更有效的冷凝器溫度以及更低的制冷劑壓 頭。圖11的溫濕圖示出了圖10所示本發(fā)明的作用。由于使用了增設(shè)在干燥劑輪26 和第二冷凝器36之間的蒸發(fā)冷卻裝置，因此排出空氣流的溫度進(jìn)一步降低到大約77° F， 濕度比增大到大約130gr/lb，從而當(dāng)其進(jìn)入第二冷凝器時(shí)提供附加的冷卻和更低的溫度。本發(fā)明提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的顯著益處。使用單股空氣流來排氣、再生以及給冷 凝器散熱，顯著地降低實(shí)現(xiàn)這三個(gè)任務(wù)所需要的風(fēng)扇功率(用于移動(dòng)各個(gè)空氣流)。當(dāng)系 統(tǒng)不需要增大的總靜壓來克服不同的換熱器時(shí)，大大減小了總氣流。由于風(fēng)扇功率與靜壓 的平方和氣流的立方成比例，因此減小的氣流在減小風(fēng)扇功率要求方面是一個(gè)更重要的因
ο此外，使用單股氣流來提供這些功能也在再生過程向干燥劑輪提供更低的濕度水 平。建筑物排氣以空間濕度從空間排出。然后排氣通過能量回收裝置。該裝置能量回收不 會(huì)增大排氣的濕度(當(dāng)使用顯熱回收裝置時(shí))，或者根據(jù)焓回收裝置的效率而僅增大在室 外條件和室內(nèi)條件之間的一定比例。在任一情況下，離開能量回收裝置和進(jìn)入干燥劑輪時(shí)的濕度比室外條件更低。無論濕度多大，排出空氣都處于同一溫度。該溫度由排氣回收過 程決定，其中，溫度交換與濕度水平和增加的冷凝器的熱無關(guān)，也與濕度無關(guān)。當(dāng)干燥劑輪 用作相對(duì)濕度交換器時(shí)，在具有確定溫度的空氣流中的較低濕度條件提供了較低的相對(duì)濕 度。因此，空氣中的較低濕度通過增強(qiáng)的再生而賦予干燥劑裝置更大的能力。本發(fā)明優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的其他益處涉及制冷循環(huán)的冷凝器散熱能力和溫度。冷凝器 的熱必須排放到大氣中。本發(fā)明排出空氣流的溫度比環(huán)境溫度低。如同濕度關(guān)系一樣，排 出空氣從空間排出并通過能量回收裝置。排出空氣的溫度以空間溫度和室外溫度之間差值 的一定比例增大。離開時(shí)的溫度處于比室外環(huán)境溫度更低的某一溫度。這提供了兩個(gè)好 處。第一個(gè)好處是，因?yàn)闇囟雀?，減小了將熱從冷凝器盤管散發(fā)給空氣流所需的氣流量， 以及進(jìn)入冷凝器的制冷劑溫度和進(jìn)入冷凝器的空氣溫度之間的差更大。減小的空氣流量要 求也降低了風(fēng)扇的功率要求。這在某種程度上包括在如上所述的減小的空氣流量要求中。 此外，進(jìn)入冷凝器的空氣溫度更低允許離開冷凝器的制冷溫度更低，并且提供更低的壓頭。 當(dāng)壓頭降低時(shí)，減小了壓縮機(jī)必須做的用來提高制冷劑壓力的功的量，從而允許壓縮機(jī)以 較低的功率要求運(yùn)行。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，排出空氣流在第二冷凝器排出更多熱量的能力和效 率。干燥劑輪的蒸發(fā)冷卻作用把溫度降回到允許同一空氣流執(zhí)行更多散熱的溫度。這也減 小了總氣流，并提供減小的風(fēng)扇功率。在該第二冷凝器的前面增設(shè)蒸發(fā)冷卻裝置進(jìn)一步降 低了該溫度，從而如上所述像第一冷凝器那樣為第二冷凝器提供相同的效率。這使第二冷 凝器能夠?qū)⒏嗟臒崤欧沤o更少的空氣流，并節(jié)約了風(fēng)扇功率。這還降低溫度，減小制冷劑 回路中的壓頭，從而減小壓縮機(jī)功率。除了上述的以外，當(dāng)使用干燥劑輪作為干燥劑裝置26時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的效 率，這是由于可以控制輪的轉(zhuǎn)速來增大或減小加熱和除濕，以控制供給空氣流的溫度和濕度。圖12-14示出了如圖10所示本發(fā)明的其他實(shí)施例，仍然使用相同的參考數(shù)字表示 相應(yīng)的部件。在每個(gè)實(shí)施例中，使用常規(guī)的管道工程、擋板和控制裝置來提供一個(gè)或多個(gè)空 氣流旁路，以選擇性地旁通一股或兩股空氣流的一部分繞過干燥劑輪。圖12示出了使用旁路42來引導(dǎo)一部分供給空氣流繞過干燥劑輪26的除濕部分。圖13示出了使用旁路42和旁路44，旁路44使一部分排出空氣流繞過干燥劑輪的 再生部分34。圖14僅示出了在干燥劑輪的再生部分34使用單個(gè)旁路44。提供一個(gè)或多個(gè)這樣的旁路繞過干燥劑輪具有幾個(gè)益處。在供給側(cè)或再生側(cè)調(diào)節(jié) 旁路可提供對(duì)供給空氣流的干燥作用的能力調(diào)節(jié)。此外，在不需要除濕時(shí)可以避免干燥劑 輪的壓降，從而可以減小風(fēng)扇的功率要求以及可以更有效地運(yùn)行。這還使得在單元設(shè)計(jì)方 面具有更大的靈活性，從而能夠使單元能夠供給比干燥劑輪所容納的更多的空氣。這種靈 活性可以降低設(shè)備的成本，以滿足特定的單元性能要求。圖15是如圖10所示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，相似的部件仍然使用相同的參考數(shù)
字表不。 在該實(shí)施例中，來自蒸發(fā)器盤管20的冷凝水回收在水槽50或類似物中，并通過泵 52供給到蒸發(fā)冷卻器。為蒸發(fā)冷卻要求而回收冷凝水可在無需補(bǔ)充水的情況下增大效率。這也將獲得更低的用水成本和更低的安裝成本。圖16是參考圖7如上所述的本發(fā)明的另一種變形。在該實(shí)施例中，管道工程相對(duì) 于干燥劑輪而言的結(jié)構(gòu)被重新布置，使得環(huán)境/供給空氣流沿與排出/再生空氣流的流向 相反的方向(而不是如圖7所示沿同一方向)流過干燥劑輪。這種逆流布置提供更好的干 燥性能，以提供更高的效率。這種布置的物理布局的建立比其他實(shí)施例更為困難，并可能需 要更高的成本。在其他附圖中示出的所有其他之前指出的實(shí)施例也可以加到該實(shí)施例中， 從而提供本發(fā)明的多種選擇和變化。盡管已經(jīng)在此參考附圖描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不 限于這些精確的實(shí)施例；在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn) 行各種變化和修改。
權(quán)利要求
一種用于向封閉物供給調(diào)節(jié)空氣的方法，包括以下步驟a)按照以下方式調(diào)節(jié)環(huán)境空氣流i)冷卻環(huán)境供給空氣流到第一降低溫度；ii)使冷卻的環(huán)境供給空氣流通過制冷系統(tǒng)的冷卻盤管，以降低溫度到第二降低溫度；iii)在干燥劑除濕裝置中對(duì)這樣冷卻的環(huán)境供給空氣流除濕；和iv)向封閉物輸送被這樣冷卻和干燥的空氣；以及b)按照以下方式調(diào)節(jié)和使用來自封閉物的排出空氣流i)提高排出空氣流的溫度，ii)使處于所述提高溫度的排出空氣流經(jīng)過制冷系統(tǒng)的冷凝器盤管，以提高該排出空氣流的溫度并降低該排出空氣流的相對(duì)濕度；iii)然后使該加熱的排出空氣流通過干燥劑除濕裝置的再生部分，以再生干燥劑除濕裝置，并降低該排出空氣流的溫度以及增大該排出空氣流的含濕量；iv)然后使來自干燥劑除濕裝置的排出空氣流經(jīng)過第二冷凝器盤管，以進(jìn)一步提高該排出空氣流的溫度；和v)然后將排出空氣流排放到大氣中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)環(huán)境空氣流的步驟包括減小環(huán)境空氣流 的含濕量同時(shí)將環(huán)境空氣流冷卻到所述第一降低溫度的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)環(huán)境空氣流的步驟包括減小環(huán)境空氣流 的含濕量同時(shí)使環(huán)境空氣流通過制冷冷卻盤管的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)排出空氣流的步驟包括在使該排出空氣 流經(jīng)過制冷系統(tǒng)的冷凝器盤管之前減小排出空氣流的含濕量同時(shí)提高該排出空氣流溫度 的步驟。
5.如權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括在干燥劑除濕裝置和第二冷凝器盤 管之間的排出空氣流中提供附加的蒸發(fā)冷卻的步驟。
6.如權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括使用干燥劑輪除濕裝置和選擇性地 改變干燥劑輪裝置的旋轉(zhuǎn)速度以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用進(jìn)而提供能力控制的步驟。
7.如權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括選擇性地旁通一部分供給空氣流繞 過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
8.如權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括選擇性地旁通一部分排出空氣流繞 過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
9.如權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括選擇性地旁通一部分供給空氣流和 一部分排出空氣流繞過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，包括從冷卻盤管回收冷凝水并將所述冷凝水泵送到蒸 發(fā)冷卻裝置以進(jìn)行蒸發(fā)冷卻作用的步驟。
11.如權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括在供給空氣通過干燥劑除濕裝置 后向供給空氣提供附加的冷卻以向封閉物提供冷卻能力的步驟。
12.如權(quán)利要求1-4中的任何一項(xiàng)所述的方法，包括使所述環(huán)境空氣流和排出空氣流 以相反的方向通過所述干燥劑除濕裝置的步驟。
13.一種用于向封閉物供給調(diào)節(jié)空氣的方法，包括以下步驟a)按照以下方式調(diào)節(jié)環(huán)境空氣流i)在能量回收裝置中冷卻環(huán)境供給空氣流，以降低其溫度和含濕量； )使冷卻和干燥的環(huán)境空氣通過制冷系統(tǒng)的冷卻盤管，以進(jìn)一步降低環(huán)境空氣的溫 度和含濕量到預(yù)定的條件；iii)然后使空氣通過干燥劑除濕裝置的一部分，以提高空氣溫度和減小空氣含濕量；iv)然后向所述封閉物輸送被這樣處理的環(huán)境空氣；以及b)按照以下方式調(diào)節(jié)和使用來自封閉物的排出空氣流i)使排出空氣流通過所述能量回收裝置，以提高該排出空氣流的溫度和含濕量， )然后使排出空氣經(jīng)過所述制冷系統(tǒng)中的冷凝器盤管，以在提高其溫度的同時(shí)降低 其相對(duì)濕度；iii)然后使被這樣加熱的排出空氣通過所述干燥劑除濕裝置的另一部分，以再生干燥 劑除濕裝置、降低排出空氣流的溫度以及增大排出空氣流的含濕量；iv)然后使排出空氣流經(jīng)過第二冷凝器盤管，以進(jìn)一步提高其溫度；和 ν)然后將排出空氣流排放到大氣中。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，包括在干燥劑除濕裝置和第二冷凝器盤管之間的排出 空氣流中提供附加的蒸發(fā)冷卻的步驟。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，包括使用干燥劑輪除濕裝置和選擇性地改變干燥劑輪 裝置的旋轉(zhuǎn)速度以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用進(jìn)而提供能力控制的步驟。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，包括選擇性地旁通一部分供給空氣流繞過干燥劑除濕 裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，包括選擇性地旁通一部分排出空氣流繞過干燥劑除濕 裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，包括選擇性地旁通一部分供給空氣流和一部分排出空 氣流繞過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，包括從冷卻盤管回收冷凝水并將所述冷凝水泵送到蒸 發(fā)冷卻裝置以進(jìn)行蒸發(fā)冷卻作用的步驟。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，包括在供給空氣通過干燥劑除濕裝置后向供給空氣提 供附加的冷卻以向封閉物提供冷卻能力的步驟。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，包括使所述環(huán)境空氣流和排出空氣流以相反的方向通 過所述干燥劑除濕裝置的步驟。
22.一種用于向封閉物供給調(diào)節(jié)空氣的方法，包括以下步驟a)按照以下方式調(diào)節(jié)溫度范圍為大約60° F至大約105° F、含濕量為每磅70至180 格令的環(huán)境空氣i)向能量回收裝置供給所述環(huán)境空氣流，以降低環(huán)境空氣流的溫度和含濕量； )使冷卻和干燥的環(huán)境空氣通過制冷系統(tǒng)的冷卻盤管，以進(jìn)一步降低環(huán)境空氣的溫 度和含濕量到預(yù)定的條件；iii)然后使空氣通過干燥劑除濕裝置的一部分，以提高其溫度到預(yù)定的大約70° F至 大約85° F的溫度范圍和減小其含濕量到每磅大約45至65格令；和 3iv)然后向所述封閉物輸送被這樣處理的空氣；以及 b)按照以下方式調(diào)節(jié)和使用來自封閉物的排出空氣流i)從封閉物排出空氣，ii)使排出空氣流通過所述能量回收裝置，以提高該排出空氣流的溫度和含濕量，iii)使排出空氣經(jīng)過所述制冷系統(tǒng)中的冷凝器盤管，以在提高該排出空氣流的溫度的 同時(shí)降低其相對(duì)濕度；iv)然后使被這樣加熱的排出空氣通過所述干燥劑除濕裝置的另一部分，以制冷干燥 劑除濕裝置、降低該排出空氣流的溫度以及增大排出空氣流的含濕量；ν)然后使排出空氣流經(jīng)過第二冷凝器盤管，以進(jìn)一步提高該排出空氣流的溫度；和 vi)將排出空氣流排放到大氣中。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，包括在干燥劑除濕裝置和第二冷凝器盤管之間的排出 空氣流中提供附加的蒸發(fā)冷卻的步驟。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，包括使用干燥劑輪除濕裝置和選擇性地改變干燥劑除 濕裝置的旋轉(zhuǎn)速度以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用進(jìn)而提供能力控制的步驟。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，包括選擇性地旁通一部分供給空氣流繞過干燥劑除濕 裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，包括選擇性地旁通一部分排出空氣流繞過干燥劑除濕 裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，包括選擇性地旁通一部分供給空氣流和一部分排出空 氣流繞過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的步驟。
28.如權(quán)利要求2所述的方法，包括從冷卻盤管回收冷凝水并將所述冷凝水泵送到蒸 發(fā)冷卻裝置以進(jìn)行蒸發(fā)冷卻作用的步驟。
29.如權(quán)利要求22所述的方法，包括在供給空氣通過干燥劑除濕裝置后向供給空氣提 供附加的冷卻以向封閉物提供冷卻能力的步驟。
30.如權(quán)利要求22所述的方法，包括使所述環(huán)境空氣流和排出空氣流以相對(duì)的方向通 過所述干燥劑除濕裝置的步驟。
31.一種用于向封閉物供給調(diào)節(jié)空氣的裝置，包括用于從環(huán)境供給空氣流回收熱能以將供給空氣流冷卻到第一降低溫度的部件； 制冷系統(tǒng)，其包括用于從熱能回收部件接收供給空氣流以將供給空氣流的溫度降低到 第二降低溫度的蒸發(fā)器盤管；用于對(duì)來自蒸發(fā)器盤管的冷卻的環(huán)境供給空氣流除濕的干燥部件；和 用于向封閉物輸送被這樣冷卻和干燥的空氣的部件；用于從環(huán)境空氣流回收熱能的所述部件適于接收來自封閉物的排出空氣流并提高其 溫度；所述制冷系統(tǒng)包括用于從所述熱能回收部件接收排出空氣流、提高其溫度以及減小其 相對(duì)濕度的冷凝器盤管；所述干燥劑除濕部件包括用于從所述冷凝器盤管回收排出空氣以再生干燥劑除濕裝 置、降低排出空氣流的溫度和增大排出空氣流的含濕量的再生部；以及所述制冷系統(tǒng)包括用于從干燥劑除濕部件回收排出空氣流以進(jìn)一步提高其溫度的第二冷凝器盤管。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中，用于回收熱能的所述部件在減小環(huán)境空氣流的 含濕量的同時(shí)將環(huán)境空氣流冷卻到所述第一降低溫度。
33.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中，制冷系統(tǒng)的所述蒸發(fā)器盤管冷凝供給空氣流中 的水分以減小環(huán)境空氣流的含濕量。
34.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中，用于回收熱能的所述部件在減小排出空氣流的 含濕量的同時(shí)提高其溫度。
35.如權(quán)利要求31-34中的任何一項(xiàng)所述的裝置，包括在干燥劑除濕裝置和第二冷凝 器盤管之間的排出空氣流中的蒸發(fā)冷卻部件。
36.如權(quán)利要求31-34中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述干燥劑除濕裝置是干燥劑 輪除濕裝置。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，包括用于選擇性地改變干燥劑輪裝置的旋轉(zhuǎn)速度以調(diào) 節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用進(jìn)而提供能力控制的部件。
38.如權(quán)利要求31-34中的任何一項(xiàng)所述的裝置，包括選擇性地旁通一部分供給空氣 流繞過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的部件。
39.如權(quán)利要求31-34中的任何一項(xiàng)所述的裝置，包括選擇性地旁通一部分排出空氣 流繞過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的部件。
40.如權(quán)利要求31-34中的任何一項(xiàng)所述的裝置，包括選擇性地旁通一部分供給空氣 流和一部分排出空氣流繞過干燥劑除濕裝置以調(diào)節(jié)對(duì)空氣流的干燥作用的部件。
41.如權(quán)利要求35所述的裝置，包括用于從冷卻盤管回收冷凝水并將所述冷凝水泵送 到蒸發(fā)冷卻裝置以進(jìn)行蒸發(fā)冷卻作用的部件。
42.如權(quán)利要求31-34中的任何一項(xiàng)所述的裝置，包括用于在供給空氣通過干燥劑除 濕裝置后向供給空氣提供附加的冷卻以向封閉物提供冷卻能力的部件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于調(diào)節(jié)環(huán)境空氣以便在封閉物中使用的方法和裝置，該方法和裝置在顯性能量回收裝置中將供給的環(huán)境空氣流冷卻，或者在焓能量回收裝置中冷卻和除濕供給的環(huán)境空氣流。然后通過制冷冷卻系統(tǒng)的冷卻盤管對(duì)這樣冷卻的空氣進(jìn)行冷卻以減小其溫度和濕度。然后使被這樣冷卻和除濕的空氣通過旋轉(zhuǎn)干燥劑輪的一部分或者通過一不同類型的干燥劑除濕裝置，它們處于可減小空氣含濕量和提高空氣溫度的條件。
文檔編號(hào)F25D17/06GK101918777SQ200980101706
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者M·海斯, P·泰奇 申請(qǐng)人:蒙特斯公司