冷卻空氣流的方法

2023-04-30 23:45:11 2

專利名稱：冷卻空氣流的方法
技術領域：
本發明涉及用於冷卻空氣流的裝置並且具有權利要求1前序部分的 技術特徵。
背景技術：
除溼系統在房屋技術中是已知的。其中可以使用EP 1 521 040中公 開的裝置。通過水可滲透和/或水蒸氣可滲透的膜從流過第一腔的空氣 流中除去水分。在與待冷卻的空氣流和除溼的返回氣流進行熱交換之 前，在所述返回的空氣中加入液體並蒸發，以在熱交換器上遊降低返回 氣流的溫度(蒸發冷卻)。EP 0 959 307公開了吸附性板式熱交換器，通過複雜的步驟收集、 再處理(通過加熱解吸並隨後的冷卻)稀釋的吸收劑，然後再次導入板 式熱交換器。WO 03/091632公開了露點冷凝器，其中引導兩股空氣流通過導熱 壁。在此過程中，水從一股空氣流中吸附到該壁的單側吸溼性塗層中， 並且通過蒸發重新返回介質。這導致了所述壁後的另 一股空氣流的冷 卻。US 6,434,963描述了包括中央熱交換器的冷卻和加熱裝置。在熱交 換器的出口處設置了閉合的冷卻循環，其進一步冷卻供給的空氣，從而 進一步加熱了返回的空氣。在現有技術的裝置中，在熱交換器的上遊向 排出的空間內空氣中加入水，以將其冷卻。在返回空氣通過冷卻循環的 加熱部分之前，在熱交換器的下遊，有利地通過蒸發墊將更多的水加入 返回空氣中。在供給空氣側，收集在冷卻循環的冷卻部分冷凝的水並且 將其循環回蒸發墊。也存在外部供給的水。US 2005/056042描述了與US 6,434,963類似的裝置，其中在熱交換 器上部將水噴入返回的空氣中，從而潤溼熱交換器的壁。在熱交換器的 下部收集水允許進行部分水循環，除了保留在返回空氣中的水蒸氣。發明內容基於上述現有技術，本發明的目的在於，改善上述類型的裝置，從 而可以得到完全或部分自己自足操作的裝置。通過具有權利要求和權利要求4的技術特徵的裝置實現上述目的。因此，冷卻第一空氣流的方法包括以下步驟對第二空氣流除溼， 向除溼的第二空氣流中噴水以冷卻所述第二空氣流，和^f吏所述第一空氣 流和冷卻的第二空氣流通過熱交換器以冷卻所述第一空氣流。在第二空 氣流的除溼過程中回收冷凝液，所述冷凝液重新用於噴射步驟。由於物理狀態，所述噴射還包括噴射水的蒸發。為了提高自己自足的能力，尤其是對於可移動裝置，還存在通過對 開放的環境空氣除溼來回收待噴射用的其它冷凝液的另外的選擇。根據本發明用於冷卻第一空氣流的裝置包括用於至少一股第二空 氣流的空氣除溼裝置，其具有水可滲透和/或水蒸氣可滲透的結構，該 空氣除溼裝置通過泵送裝置與冷凝分離器連接；冷卻系統，除溼的第二 空氣流可以通過其中；和熱交換器，兩種空氣流可以通過其中以冷卻第 一空氣流。從冷凝分離器回收的水被導入冷卻系統用於噴射(蒸發)。在根據本發明裝置的其它空氣除溼裝置中，可以從冷卻的第一空氣 流中回收其它的冷凝液。可以利用額外的空氣除溼裝置以從環境空氣中回收另外的冷凝液。所述額外的裝置可以配置在交通工具上。在該配置中，通過交通工 具的移動而產生沿著所述額外的空氣除溼裝置的空氣流。所述交通工具優選是機動車輛或機動車輛的拖車，尤其優選旅行宿 營車、房車、載重車輛、拖車、船舶或航空器。


下面將參考附圖更詳細地描述本發明，其中 圖1 示出了本發明的一個實施方案的圖示。
具體實施方式
圖l示意性圖示說明了根據本發明的裝置。參考該圖示性說明闡述 根據本發明的裝置的功能。用於冷卻空間內空氣的裝置配置有多個單個 的設備，其是本領域技術人員已知的，因此本文對此將不再詳細說明。在稱為第一空氣流的空氣流中，通過各個元件將外部空氣50作為 供給空氣51導入空間60。在夏季通常具有期望可以降低的外部溫度的 外部空氣50通過粗粒子過濾器38和/或電過濾器39引入熱交換器40， 所述熱交換器的可能設計為按照WO 2004/085946的板式熱交換器。在 熱交換器40中，通過有利地逆流通過的冷卻空氣流55〃來冷卻外部空氣 50，並且將其作為冷卻的空氣流50'導出。然後，冷卻的空氣流50'有利 地通入第一空氣除溼裝置1。冷卻的空氣流50'現在與較熱的外部空氣 50相比具有較高的相對空氣溼度，在該第一空氣除溼裝置1中從冷卻的 空氣流50'除去水分，並且冷卻的空氣流50'作為冷卻並除溼的空氣流 50〃排出空氣除溼裝置1。通過風扇41將冷卻並除溼的空氣流50〃作為 供給空氣51供給到有利地為密閉的空間60中，在該空間60中實現期 望的氣候條件。由此，供給空氣51的溫度低於外部空氣50的溫度。在稱為第二空氣流的空氣流中，來自空間60的返回空氣55通過之 後將描述的元件作為排出空氣56排放到環境中。具有內部溫度的返回 空氣55通常從密閉的空間60通過粗粒子過濾器38和/或電過濾器39。 返回空氣55進入第二空氣除溼裝置2 ，並且作為除溼的空氣流55'離開 第二空氣除溼裝置2。藉助於風扇41將除溼的空氣流55'送入冷卻系統 20。在冷卻系統中，冷卻除溼的空氣流55'。因此，冷卻的空氣流55〃 從冷卻系統排出。在熱交換器40中，在冷卻的空氣流55〃和熱的外部空 氣流50之間發生熱交換。進行熱交換之後，之前冷卻的現在較熱的空 氣流55〃作為排出空氣56離開熱交換器，其隨後被排放到環境中。兩個空氣除溼裝置1、 2可以為按照EP 1 521 040的設計或者可以 為相當的裝置。空氣除溼裝置l、 2例如各自包含第一腔4，其通過水可 滲透和/或水蒸氣可滲透的膜3與第二腔5分離。前述的空氣流在每種 情況下都流過分離的第一腔4。在另一個實施方案中，可以提供兩個分離的空氣除溼裝置l、 2，或者僅為第二空氣流55提供空氣除溼裝置2。如下面所指出的，還可以提 供在附圖中沒有示出的另外的空氣除溼裝置，其用於處理環境空氣，即 對環境空氣進行除溼。然而，此過程的目的不是對環境空氣進行除溼， 而是回收冷凝液。這可以利用分離的冷凝水分離器或關於空氣除溼裝置 1、 2說明的冷凝水分離器11來實現。通過例如由真空泵10產生的部分真空在歧管6中和在空氣除溼裝 置l、 2的第二腔5中產生部分真空。通過與空氣除溼裝置l、 2的第二 腔5連接的該歧管6排出該更溼潤的空氣。部分真空將空氣和水蒸氣的 混合物100吸入冷凝水分離器11。藉助於冷凝水分離器11，將混合物 100分離成空氣101和水102。空氣101排放到環境中，水102通過導 管12引入增壓泵13。通過另外的導管段14將加壓的水103供給到冷卻 系統20。在例如才艮據WO 2004/085946 i殳計的冷卻系統20中，通過一個或多 個噴嘴霧化加壓的水103，以增加除溼的空氣流55'的溼度。在此過程中， 排出空氣的相對溼度增加，由於蒸發吸熱，所以除溼的空氣流55'的溫 度下降，從而得到冷卻的空氣流55"。過量的水排放到環境中。或者還 可以收集過量的水並用於將其循環到冷卻系統20中。通過除溼空氣流50'和/或55'回收冷凝水102並且隨後將其循環到冷 卻系統20中，使得根據本發明的裝置可以全部或部分自己自足地操作。通過安置額外的空氣除溼裝置(附圖中沒有示出)允許回收另外 的冷凝液。在該設置中，所述裝置不包括腔4，因此膜3直接接觸空氣 流。如果所述裝置安裝在機動車輛或機動車輛的拖車上例如旅行宿營 車、房車、載重車輛、拖車或航空器上，則是非常有利的。在這些情況 下，空氣流是由交通工具的相對風產生的流過的空氣流。因此從開放的 環境空氣中回收用於噴射目的的其它冷凝液。在本領域技術人員已知的導管或管道中引導所有的所述空氣流(不 包括流過的空氣流)。所述裝置在冬季還可以用於加熱和加溼空氣流50、 50'、 50"。然後 在冷卻系統20中不冷卻空氣流55'、 55〃。因此，在熱交換器40中，可以通過較熱的返回空氣55〃加熱空氣流50。此外，在第二空氣除溼裝置 2中從返回空氣55中除去水分，並且通過歧管6送入第一空氣除溼裝置 1。通過第一空氣除溼裝置l,增加了空氣流50'的溼度。所述裝置可以 與房車加熱設備或機動車輛加熱設備結合。根據圖1的裝置可以以簡單的方式級聯。通過下述方式得到最簡單 的級聯在引導空氣流50和56的管道上安裝其它的裝置，所述其它的 裝置內在地包含如圖l左側所示的過濾器38、 39以及熱交換器40，並 且包含直至圖l右側所示的風扇41和過濾器38、 39，使得供給空氣51 的管道與所述管道50相連接，並且返回空氣55的管道與前述裝置的排 出空氣相連接。因此，在多個步驟中可以整體更大幅度地降低溫度。除 了其引入的電源之外，各個裝置可以自給自足，有利地結合用於排出空 氣的管道IOI。這種級聯布置的優點是其簡單性，這是因為可以使用相 同結構的裝置。如果一個單元出現故障，不會影響整個裝置本身的功能， 這是因為例如另一個裝置的風扇41將繼續保持空氣的流動，如果水循 環出現故障，則另一個級聯元件的冷卻將繼續工作。在較簡單的串聯配置中，只是空氣除溼裝置2與噴射體系20和熱 交換器40級聯。風扇41，過濾器38、 39和水分離器11同樣可以在整 個裝置上只提供一次。隨後返回空氣55連續地通過組合件2、 20和40, 而外部空氣50在每種情況下僅通過熱交換器40的第二管道，任選地還 通過空氣除溼裝置l。附圖標記列表1 空氣除溼裝置2 空氣除溼裝置3 水可滲透的和/或水蒸氣可滲透的膜4 第一腔5 第二腔6 歧管10 真空泵11 冷凝水分離器12 導管13 增壓泵14 導管20 冷卻系統38 粗粒子過濾器39 電過濾器40 熱交換器41 風扇50 外部空氣 50' 冷卻的空氣流50〃 除溼並冷卻的空氣流51 供給空氣55 返回空氣55' 除溼的空氣流 55〃 冷卻的空氣流56 排放空氣 60 空間100 空氣和冷凝水的混合物101 空氣102 水103 加壓的水
權利要求
1.一種冷卻第一空氣流(50，50′，50″，51)的方法，所述方法包括下列步驟-對第二空氣流(55，55′，55″，56)除溼，-將水噴射到除溼的第二空氣流(55′)中以冷卻第二空氣流(55′)，-使第一空氣流(50)和冷卻的第二空氣流(55″)通過熱交換器以冷卻第一空氣流(50)，其特徵在於，在第二空氣流(55)的除溼步驟中回收的冷凝液用於所述噴射步驟中。
2. 根據權利要求l的方法，其特徵在於，隨後同樣對冷卻的第一 空氣流(50，50'，50"，51)除溼，並且將所回收的冷凝液用於所述噴射 步驟中。
3. 根據權利要求1或2的方法，其特徵在於，通過對開放的環境空 氣除溼回收用於所述噴射步驟的另外的冷凝液。
4. 一種用於冷卻第一空氣流(50，50',50",51)的裝置，所述裝置 包括用於至少一個第二空氣流的具有水可滲透和/或水蒸氣可滲透的結 構(3，4)的空氣除溼裝置(2)，空氣除溼裝置(2)通過泵送裝置(13， 10)與冷凝分離器(11)連接，所述裝置還包括冷卻系統(20)，所述 除溼的第二空氣流可以通過所述冷卻系統(20)，所述裝置還包括熱交 換器(40)，所述兩種空氣流可以通過熱交換器(40)以冷卻所述第一 空氣流，其特徵在於，從冷凝分離器(11)回收的水導入冷卻系統(20) 用於噴射。
5. 根據權利要求4的裝置，其特徵在於，利用另外的空氣除溼裝 置(1)從冷卻的第一空氣流(50， 50', 50〃， 51)中回收另外的冷凝液。
6. 根據權利要求4或5的裝置，其特徵在於，利用附加的空氣除溼 裝置從風扇推動的或非風扇推動的流過的環境空氣中回收另外的冷凝 液。
7. 根據權利要求6的裝置，其特徵在於，所述裝置設置在交通工具上，並且可以通過移動所述交通工具產生沿所述附加的空氣除溼裝置 的空氣流。
8. 根據權利要求7的裝置，其特徵在於，所述交通工具是機動車 輛或者機動車輛的拖車，尤其是旅行宿營車、房車、載重車輛、拖車、 船舶或航空器。
9. 根據權利要求4~8中任一項的裝置，其特徵在於，以空氣除溼 裝置(2)、冷卻系統(20)和熱交換器(40)的順序連續提供至少兩套 用於使得第二空氣流(55至56)通過其中的空氣除溼裝置(2)、冷卻 系統(20)和熱交換器(40),在每種情況下，第一空氣流(50至51) 與第二空氣流(55至56)逆流地通過級聯連接的熱交換器(40)，任選 地通過可選地設置到熱交換器(40)的另外的空氣除溼裝置(1)。
全文摘要
一種冷卻第一空氣流(50，50′，50″，51)的方法，所述方法利用下列方法步驟，對第二空氣流(55，55′，55″，56)進行除溼、將水噴射到除溼的空氣流中來冷卻第二空氣流，和將第一空氣流與冷卻的第二空氣流通過熱交換器(40)來冷卻第一空氣流。其中，第二空氣流和/或第一空氣流的除溼產生的冷凝液應用於噴射。
文檔編號F24F5/00GK101228398SQ200680027062
公開日2008年7月23日 申請日期2006年7月21日 優先權日2005年7月25日
發明者烏爾斯·A·魏德曼 申請人:艾姆斯管理股份公司