用于控制流体内的水含量的系统和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780031467.0

申请日:

2007.08.27

公开号:

CN101512238A

公开日:

2009.08.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):F24F 3/14变更事项:申请人变更前权利人:阿迪尔西格尔有限公司变更后权利人:杜酷尔有限公司变更事项:地址变更前权利人:以色列蒂拉特变更后权利人:以色列基布兹海霍特拉姆登记生效日:20101104|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

F24F3/14; F24F5/00

主分类号:

F24F3/14

申请人:

阿迪尔西格尔有限公司

发明人:

丹·福克斯

地址:

以色列蒂拉特

优先权:

2006.8.25 US 60/840,312

专利代理机构:

北京安信方达知识产权代理有限公司

代理人:

王 漪;郑 霞

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内容摘要

一种用于控制流体内的水含量的系统和方法,该系统包括收集室和再生室,收集室用于用干燥剂从流体中收集水,再生室用于从干燥剂中收集水,并将水转移至第二流体。蒸发器冷却进入收集室的干燥剂,且冷凝器加热进入再生室的干燥剂。以有效地控制收集室和再生室之间传送质量和热量的方式使来自收集室的稀释的干燥剂与来自再生室的浓缩的干燥剂进行交换。在一个实施方案中,直到室内的其中一个或两个干燥剂的高度都超过预定高度,才进行质量的交换。当在两个室之间传送干燥剂流时,在两个干燥剂流之间传送热量。这提高了效率,并减小了蒸发器和冷凝器所需的能量输入。

权利要求书

1.  一种用于控制流体内的水含量的系统,其包括:
第一室,其包括促进第一流体流入所述第一室和流出所述第一室的入口和出口;
干燥剂,其能够被引入到所述第一室中以从移动通过所述第一室的第一流体中除去水;
第二室,其包括促进第二流体流入所述第二室和流出所述第二室的入口和出口,由此促进水从所述第二室内的干燥剂中蒸发入所述第二流体中,所述第一室和所述第二室中的一个室包括底部和其上具有孔的壁,所述孔设置在离所述底部预定高度处,使得当所述一个室内的干燥剂到达至少与所述孔一样高的高度时,干燥剂通过所述孔离开所述一个室,所述第一室和所述第二室中的另一个室被构建成接纳通过所述孔离开所述一个室的干燥剂;
阀,其被构建成接纳来自所述另一个室的干燥剂,且具有开启位置和关闭位置,所述开启位置用于促进干燥剂从所述另一个室流入所述一个室,而所述关闭位置用于抑制干燥剂从所述另一个室流入所述一个室;
高度传感器,其至少部分地设置在所述另一个室内,并被构建成当所述另一个室内的干燥剂的高度到达至少第一预定高度时,开启所述阀,而当所述另一个室内的干燥剂的高度降至第二预定高度之下时,关闭所述阀;以及
泵,其被构建成当所述阀开启时,将干燥剂从所述另一个室泵送入所述一个室。

2.
  如权利要求1所述的用于控制水的系统,其中所述干燥剂包括液体干燥剂。

3.
  如权利要求1所述的用于控制水的系统,其中所述一个室是所述第一室,而所述另一个室是所述第二室。

4.
  如权利要求3所述的用于控制水的系统,其还包括换热器,所述换热器被构建成接纳从所述第二室泵送至所述第一室的干燥剂,并在干燥剂进入所述第一室中之前,从干燥剂中除去热量。

5.
  如权利要求4所述的用于控制水的系统,其中所述换热器被设置成在所述第一室和所述第二室之间形成流体通路,且被进一步构建成:
当干燥剂通过所述孔离开所述第一室时,接纳来自所述第一室的干燥剂,并促进从所述第一室离开的干燥剂流向所述第二室,以及
促进热量从由所述第二室泵送的干燥剂传送至通过所述孔离开所述第一室的干燥剂。

6.
  如权利要求4所述的用于控制水的系统,其中所述换热器连接至外部的冷却源,以在干燥剂进入所述第一室之前,从干燥剂中除去热量。

7.
  如权利要求4所述的用于控制水的系统,其中所述换热器设置在所述阀的下游,使得在干燥剂流过所述阀之前,所述换热器接纳从所述第二室泵送的干燥剂。

8.
  如权利要求7所述的用于控制水的系统,其中所述换热器连接至外部的冷却源,以在干燥剂进入所述第一室之前,从干燥剂中除去热量。

9.
  如权利要求1所述的用于控制水的系统,其中所述高度传感器包括具有浮动物和致动器的浮动物系统,所述致动器被构建成与所述浮动物配合以及在所述开启位置和所述关闭位置之间致动所述阀。

10.
  如权利要求1所述的用于控制水的系统,其中所述阀包括用于开启和关闭所述阀的机电装置。

11.
  一种用于控制流体内的水含量的方法,所述方法利用包括第一室、液体干燥剂以及第二室的系统来控制流体内的水含量,所述第一室包括促进第一流体流入所述第一室和流出所述第一室的入口和出口,所述液体干燥剂能够被引入到所述第一室中,以从移动通过所述第一室的第一流体中除去水,所述第二室包括用于促进第二流体流入所述第二室和流出所述第二室的入口和出口,以促进水从所述第二室内的干燥剂中蒸发入第二流体中,所述第一室和第二室中的一个室包括壁和底部,所述方法包括:
利用一过程从第一流体中除去水,所述过程包括将第一流体中的至少一部分第一流体暴露于干燥剂,由此增大干燥剂中的至少一部分干燥剂的水含量;
将具有增大的水含量的至少一部分干燥剂引入第二流体中,由此促进来自干燥剂的水蒸发入第二流体中,并增大第二流体的水含量;
在所述一个室的所述壁上离底部预定高度处设置孔,由此当所述一个室内的干燥剂到达至少与所述孔一样高的高度时,促进干燥剂通过所述孔离开所述一个室;
当所述第一室和所述第二室中的另一个室内的干燥剂的高度到达至少第一预定高度时,自动从所述另一个室向所述一个室传送干燥剂;以及
当所述另一个室内的干燥剂的高度降至第二预定高度之下时,自动停止从所述另一个室向所述一个室传送干燥剂。

12.
  如权利要求11所述的方法,其中所述第一预定高度大于所述第二预定高度。

13.
  如权利要求12所述的方法,其中自动从所述另一个室向所述一个室传送干燥剂的所述步骤包括:当所述另一个室内的干燥剂的高度到达至少所述第一预定高度时,自动开启阀;以及
其中自动停止从所述另一个室向所述一个室传送干燥剂的所述步骤包括:当所述另一个室内的干燥剂的高度降至所述第二预定高度之下时,自动关闭所述阀。

14.
  如权利要求11所述的方法,其还包括:在从所述另一个室传送至所述一个室的干燥剂到达所述一个室之前,冷却该从所述另一个室传送至所述一个室的干燥剂。

15.
  如权利要求14所述的方法,其中冷却该从所述另一个室传送至所述一个室的干燥剂的所述步骤包括:将来自干燥剂的热量传送至所述系统外部的冷却源。

16.
  如权利要求11所述的方法,其中所述另一个室被构建成接纳通过所述孔离开所述一个室的干燥剂,所述方法还包括:在干燥剂离开所述一个室之后,进入所述另一个室之前,加热干燥剂。

17.
  如权利要求16所述的方法,其中在干燥剂离开所述一个室之后,加热干燥剂的所述步骤包括:将热量由从所述另一个室自动传送至所述一个室的干燥剂中传送至离开的干燥剂。

说明书

用于控制流体内的水含量的系统和方法
相关申请的交叉引用
此申请要求享有2006年8月25日提交的美国临时申请系列号60/840,312的权益,该申请在此以引用方式全文并入。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及用于控制流体内的水含量的系统和方法。
2.背景技术
通常而言,使用冷凝系统从空气或其他气态流体中收集水。示例性的冷凝系统提供了一个被冷却至引入空气(incoming air)的露点或低于空气露点的温度的表面。正如现有技术中众所周知的,在空气的露点下或低于其露点对空气进行冷却会造成来自空气的水蒸气冷凝,并降低空气的绝对湿度。一定量空气的湿度基本上决定了可以被引入到该空气量中的水量或从其中除去的水量。
然而,空气的湿度和温度从一个地区到一个地区变化,热带地区和亚热带地区是热而湿的空气,而在世界的其余部分是较冷的、湿度小的空气。在一年当中,各地区的空气的温度和水蒸气含量随着季节性的天气变化也会大范围地变化。因此,根据世界各地区的不同,以及根据一年中的时令的不同,可能会期望加湿或除湿,如为了使环境更舒适。
除了提高舒适度外,控制空气中的水量对工业应用来说是重要的。而且,可能期望从空气中除去水,使得水可以用于,如用于饮用,或用在期望淡水的其他应用中。不考虑控制空气中的水量的原因,常规的水管理系统有时也常会存在不期望的局限。例如,当空气的露点是低的,尤其是当其低于水的凝固点时,使用冷凝系统可能难以或不可能除去水。一种即使在露点低时也能从空气中除去水的方法是使用利用干燥剂来从空气中提取水的系统。
在干燥剂系统中,既有热量又有质量被传送至空气,而且也既有热量又有质量被从空气中传送出来。此类型的常规系统在至少两种类型的传送-即,热量传送或质量传送中的至少一个方面通常是低效的-这是因为在传送一个时可能会固有地传送另一个,而这是不期望有的。例如,干燥剂轮(desiccant wheel)可以用于从空气流中除去水蒸气,由此将质量传送出空气并降低空气的焓。然而,同时,由于从空气中冷凝出水时发生的相变而会增加大量的热;这造成空气的焓的增大。
常规的基于干燥剂的除湿器通常要求干燥剂从吸收湿气的第一区域-即“收集”或“除湿”站移动到排出湿气的第二区域-即,再生站。在固体干燥剂的情形中,通过将干燥剂从除湿站物理地移动到再生站,如通过将干燥剂放置到旋转轮、带或类似物上实现了此种传送。在液体干燥剂系统中,通常设置两个泵:一个用于将液体泵送至再生站,而另一个用于将液体从再生站泵送至除湿站。在某些实施方案中,使用单个泵从一个站泵送至另一个站,而回流是重力供给。
一种这样的系统通过用液体干燥剂喷射第一空气流而从第一空气流中除去空气。干燥剂可以在被喷射之前冷却。从空气中除去的水由干燥剂收集,干燥剂逐渐变稀。冷的、稀的干燥剂被收集在收集室的底部。在系统的另一侧,稀释的干燥剂被加热并与第二空气流接触,第二空气流从干燥剂中除去水,由此使干燥剂的浓度更高。温暖的、浓缩的干燥剂(concentrated desiccant)被收集在再生室的底部。
两个室可以通过如孔连接,以使稀释的和浓缩的干燥剂池进行混合。由于在稀释的和浓缩的干燥剂之间将存在浓度梯度,所以在两个室之间自然会发生扩散。虽然孔可能是传送质量-即,水离子的有效装置,但是当温暖的、浓缩的干燥剂与冷的、稀释的干燥剂混合时,孔也促进了热量传送。这在某些应用中可能是可接受的,但是在其他的应用中,可能期望具有既能控制热量传送又能控制质量传送的系统。
另一种调节空气的干燥剂系统描述在1990年7月17日授权给Peterson等人的美国专利US 4,941,324中。Peterson等人描述了一种在冷凝器池(condenser sump)和蒸发器池之间传送液体干燥剂的装置。来自蒸发器池的稀释的干燥剂被传送至冷凝器池中,而来自冷凝器池的浓缩的干燥剂被传送回到蒸发器池。传送装置包括一对泵和一系列的球阀,其控制在池之间传送的干燥剂的量和输送至干燥剂分配器的干燥剂的量。
Peterson等人的系统存在的一个局限性是限制了对池之间传送的干燥剂的量的控制。具体地说,这种系统可能会导致在两个池之间泵送不期望的大量干燥剂以便使干燥剂连续再生。由于冷凝器池内的干燥剂的温度可能明显比蒸发器池内的干燥剂的温度高,所以当大量的液体在池之间传送时,可能发生不期望量的热量传送。这可能是非常低效的。为了有助于缓解这种低效率,当在两个池之间泵送两个干燥剂流时,Peterson等人的系统利用换热器来在两个干燥剂流之间传送热。虽然,这可以缓解一些低效率,但是由于此过程传送大量的液体,所以仍可能是不期望的低效率。
在许多不同的领域中-如,调节空气、从空气中收集水以及使用内燃机或气体涡轮机发电-控制一种或多种材料的热量和质量的传送对过程的总效率来说是重要的。因此,需要一种用于控制流体内的水含量的系统和方法,其可以在各种环境条件下,利用至少部分是液体的干燥剂从流体中提取水,并且可以有效地控制从水到干燥剂和从干燥剂到水的质量传送和热传送。
发明概述
本发明的各实施方案提供了一种用于使用至少部分是液体的干燥剂来控制流体内的水含量的系统和方法,且其中,从水到干燥剂和从干燥剂到水的质量传送和热量传送能得到控制。这种系统和方法可以用在空气调节、水制造、环境控制和能量产生的领域中。
本发明的各实施方案还提供了一种用于控制流体内的水含量的系统和方法,其中冷却的干燥剂在其从空气流中除去水时被稀释,且被收集在收集室的池内。稀释的干燥剂被传送到再生室,干燥剂在再生室中被加热并与别的空气流接触。这实现从干燥剂中除去水,且现在浓缩的干燥剂被收集在再生室的池内。以有效控制干燥剂池内的水的热量传送和质量传送的方式混合池内的干燥剂。
在一个实施方案中,两个池由诸如孔的开口连接。当液体干燥剂在收集室内被喷射时,其质量和体积随着其从空气中除去水而增大。当干燥剂持续从空气流中收集更多的水时,其在收集室内的高度升高。当此高度超过孔的高度时,一些稀释的干燥剂进入再生室,并与再生池内的更浓缩的干燥剂混合;这造成再生池内的干燥剂的高度升高。当再生室内的干燥剂的高度到达预定高度时,浮动物致动的阀(float-actuated valve)开启,以允许一些干燥剂被泵送回到收集室中。这样,在收集室内的干燥剂的高度到达孔之前,不会将质量从收集室传送至再生室。类似地,在收集室内的干燥剂的高度移动浮动物以致动阀之前,质量将不会从再生室传送至收集室。孔和浮动物开关可以按照期望的来设置,使得质量流被有效地控制。
因为两个池内的干燥剂的温度可能是不同的-收集池内的干燥剂比再生池内的干燥剂更冷些-所以本发明还对两个干燥剂室之间的热量传送进行控制。在一个实施方案中,来自再生池的较温暖的、浓缩的干燥剂在进入收集室之前,通过换热器-如,致冷系统的蒸发器。这冷却了浓缩的干燥剂,且可以减少进入系统所需的能量输入,这是因为收集室内的干燥剂在其被喷射到收集室内的空气流上之前,将不会需要同样多的冷却。
在本发明的另一个实施方案中,在收集池内的干燥剂与空气流接触之前,使用蒸发式换热器来冷却该干燥剂,该蒸发式换热器是致冷蒸气压缩循环的一部分。类似地,来自再生池的浓缩的干燥剂在被喷射到再生室内的空气流上之前,穿过换热器以收集热量。在一些实施方案中,换热器可以是单独的致冷循环的一部分,或可选择地,可以连接至诸如发动机或发生器的另一个产生热的设备。在其他实施方案中,换热器可以是冷凝器,其是相同的致冷循环的一部分,正如蒸发器一样。
为了实现在两个室之间有效地传送热量,可以使用系统换热器。系统换热器可以被构建成当干燥剂流从一个室传送至另一个室时,接纳两股干燥剂流。具体地说,当较冷的、稀释的干燥剂到达孔的高度时,其离开收集池。然后,其流经系统换热器并进入再生室。另一方面,当再生池内的较暖的、浓缩的干燥剂的高度高到足以致动浮动阀时,该较暖的、浓缩的干燥剂被泵送通过系统换热器。在系统换热器中,被泵送至收集室的干燥剂放出热量,而流入再生室的干燥剂收集热量。这样,收集室的干燥剂需要较少的冷却,而再生室的干燥剂需要较少的加热。因而,热量传送和质量传送都得到控制以提供有效的系统。
上述系统可以适于使用在许多不同的领域中。例如,这种系统可以用于环境控制以对室内的空气进行除湿并冷却。可选择地,或与环境控制系统相结合,由再生室内的空气流持留的水可以被收集用作适于饮用的水或不适于饮用的水。可以通过使离开再生室的湿空气流通过致冷系统的蒸发器来实现上述水的收集。在一些实施方案中,可以使离开收集室和再生室的空气流通过换热器,以在这两股空气流之间传送热量,由此导致冷凝并从湿空气流中收集水。
本发明的至少一个实施方案可以消毒和过滤冷凝的水以生成纯净的饮用水。因此,在一个实施方案中,来自凝液捕集器(condensate collector)中的冷凝水在紫外线(UV)装置中暴露于合适的UV辐射以从有害的微生物中释放水。另外,辐射过的水被连续通过炭过滤器以除去污染物和挥发性有机化合物(VOC),以及通过多个矿物柱以矿化水和/或在水中加入维生素。净化的和矿化的水被收集在第一存储罐中。另外,在将水存储于第一存储罐中之前,使其通过充氧器。来自第一存储罐的水以预定的时间间隔循环通过UV装置来维持水的质量。本发明的各实施方案还可以被构建成在形成的冷凝液少的情形中,从外部的源中引入水。因此,通过快速断开接头连接诸如市政供水龙头的外部的源,以向第一存储罐供给补充的水。

附图简述
图1显示了根据本发明的一个实施方案的用于控制流体内的水含量的系统的示意图;以及
图2显示了根据本发明的另一个实施方案的用于控制流体内的水含量的系统的示意图。
本发明各实施方案的详细描述
图1显示了根据本发明的一个实施方案的用于控制流体内的水含量的系统10。具体地说,该系统10被构建成控制空气中的水含量-或者从空气中收集水用以存储和随后的使用,或者控制空气的湿度。值得注意的是,虽然此处呈现的实施例利用环境空气作为控制水含量的流体,但是本发明还能够控制其他流体的水含量。系统10包括第一室或收集室12和第二室或再生室14。收集室12包括允许第一空气流20流经收集室12的入口16和出口18。当空气流经收集室12时,其接触干燥剂22,在图1所示的实施方案中,干燥剂22经由导管24被喷射入室12中。
当空气移动穿过收集室12时,冷凝出汽化的水,并用干燥剂22将其收集在室12底部部分中的收集池26内。干燥剂22因吸附或吸收来自空气中的水而被稀释。虽然图1中显示的干燥剂22都是液体,但是本发明设想使用双相干燥剂-如固体和液体。可以使用有效获得期望结果的任何干燥剂材料,包括氯化锂(LiCl)和氯化钙(CaCl2),它们是典型的液体干燥剂溶液;然而,可以采用其他液体干燥剂。
可以单独使用或组合使用诸如多元醇(polycol)的液体干燥剂。典型的多元醇包括诸如乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、二乙二醇(diethytlene glycol)、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇以及其混合物。还可以使用多元醇化合物、多元醇或液体羟胺,多元醇化合物通常是固态的,但是在无水液体中基本上是可溶的。这些固态多元醇化合物的代表是赤藻糖醇、山梨糖醇、季戊四醇和低分子量的糖。典型的羟胺包括醇胺,诸如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、包括单异丙醇、二异丙醇和三异丙醇在内的异丙醇胺或二甘醇胺(digylcolamine)。
如上所述,干燥剂22是液体干燥剂,其可以是纯物质或可以包括40%氯化锂的水溶液。干燥剂22被泵28泵送入导管24。在干燥剂22被引入到收集室12中之前,泵28将干燥剂22泵送通过第一换热器30。通过冷却干燥剂22,提高了干燥剂22从第一空气流20中除去水的能力。诸如致冷剂的流体经由导管32、34穿过换热器30。例如,换热器30可以是致冷系统一部分的蒸发器。这种致冷系统可以用于控制周围的环境条件,或用于一些其他目的或多个目的。在第一换热器30中将干燥剂22冷却至低于第一空气流20的温度的温度。这样,当空气流20穿过收集室12时被冷却。作为换热器30的替代物,换热器可以被设置在收集室12的内部以直接冷却第一空气流20,或在干燥剂22被喷射入收集室12中之后,冷却干燥剂22。
再生室14也包括促进第二空气流40移入和移出再生室14的入口36和出口38。与收集室12一样,再生室14也包括用于将干燥剂22经由导管44泵送入再生室14的泵42。通过泵42将干燥剂22泵送通过第二换热器46。经由导管48、50从任何方便的源中向换热器46增加热。例如,换热器46可以是形成了致冷系统一部分的冷凝器。这种致冷系统可以与使用换热器30的致冷系统一样。在这种情况下,每一个换热器将会连接到压缩机或致冷泵,由此允许系统10产生其自己的热和冷,而不必依靠任何外部的源。可选择地,换热器46能够接纳来自其他源的热,诸如内燃机或生成器。
通过使干燥剂22穿过换热器48,其被加热至第二空气流40的温度之上的温度,使得当第二空气流40通过再生室14时被加热。通过加热第二空气流40,将更多的水从干燥剂22中蒸发入第二空气流40中。换热器46位于再生室14的外部,作为换热器46的替代物,换热器(未显示)可以位于再生室14的内部。在干燥剂22在再生室12中被喷射到空气流40之上后,其被收集在再生室14底部处的再生池52内。离开再生室14的温暖的、潮湿的空气流40可以被引入到另一个换热器(未显示)中以从空气流40中除去水。
如上所述,本发明提供了一种用于在诸如系统10的系统中传送热量和质量的有效机制。在离室12的底部57的一些预定的高度处,在收集室12的壁55上设置有一开口,在图1所示的实施方案中,此开口是孔54。在一些实施方案中,孔54通常可以是具有圆角的矩形,宽约1厘米-3厘米(cm)且高约1cm-10cm,这取决于系统10的容量。当在收集室12中由干燥剂22收集的水的量(质量)增大时,池26内的干燥剂22的高度也升高。当高度超过孔54的高度时,收集室内的一些稀的干燥剂22进入再生室14,并与池52内的浓缩的干燥剂22混合。这样,这是有效的-即在池26内的干燥剂到达预定高度之后,才会发生从收集室12到再生室14的质量传送。
在再生室14中,当温暖的干燥剂22被喷射入空气流40中时,其损失水;因此,池52内的干燥剂的高度趋向于降低。然而,当稀的干燥剂22通过孔54进入再生室14时,会出现池52内的干燥剂的高度升高。最后,再生室14内的干燥剂的高度将会到达最大的期望值。为了对从再生室14至收集室12的质量传送进行控制,设置了高度传感器。在图1所示的实施方案中,高度传感器是浮动物系统56。浮动物系统56包括连接到致动器60的浮动物58,致动器60使阀62在开启和关闭位置之间操作。在图1所示的实施方案中,阀62位于换热器64的下游,阀的操作将在下面更充分地解释。在其他实施方案中,诸如换热器64的换热器可以在阀62的下游。
当再生室14中的干燥剂22的高度到达第一预定高度时,浮动物58使致动器60能够促进阀62的开启。在开启位置,阀62允许一些由泵42泵送的干燥剂22被传送回到收集室12中。这样,浮动物系统56对从再生室14至收集室12的质量传送进行控制。在图1所示的实施方案中,阀是诸如螺线管操作阀(solenoid valve)的机电设备,且致动器60的移动致动开关,从而允许电流给线圈通电来开启螺线管。在其他实施方案中,阀62以机械方式连接到致动器60,使得致动器60的移动能以机械方式开启和关闭阀62。其他实施方案可以使用非接触式高度传感器,如本领域已知的电容传感器。当再生室内的干燥剂22的高度降低至第二预定值之下时,致动器60使阀62关闭。第一和第二预定位置可以是基本上相同的,或它们可以是不重合的以提供滞后作用,使得阀不会因干燥剂高度的略微波动而反复地开启和闭合。
除了控制质量传送,系统10还控制两个室12、14之间的热量传送。在图1所示的实施方案中,这利用浮动物系统56结合换热器64来实现。虽然未显示在图1中,但是应理解,换热器64可以通过,如导管66、68连接至致冷系统,或其他系统,而这样的系统能提供通过其的流,以当干燥剂22被泵送通过换热器64时,冷却干燥剂22。在干燥剂22被泵送回到收集室12中之前,冷却干燥剂22减小了进入换热器30中所需的能量输入。这为室12、14之间的热量传送提供了一种有效的机制。
图2阐释了根据本发明的另一个实施方案的用于控制空气中的水含量的系统10′。系统10′的各元件被标上与它们在如图1所示的系统10中的各自的对应物相同的编号,且用符号(′)标志被进一步表示。与系统10一样,系统10′包括收集室12′和再生室14′,它们每一个都具有其自己的用于控制干燥剂22′的温度的换热器30′、46′。系统10中,收集室12和再生室14彼此有效地邻接,而与其不同的是,在系统10′中,收集室12′和再生室14′由换热器70隔开,换热器70的作用将在下面更详细的解释。
为了有效地控制两个室12′、14′之间的质量传送和热量传送,系统10′包括收集室12′内的孔54′。当池26′内的干燥剂22′的高度超过孔54′的高度时,干燥剂将从收集室12′流向再生室14′。这控制了从收集室12′至再生室14′的质量传送。然而,与系统10不同的是,干燥剂22′并不是直接流入再生室14′中,相反,干燥剂22′流过换热器70。
与系统10一样,系统10′也包括具有浮动物58′和致动器60′的浮动物系统56′,致动器60′致动阀62′。当池52′内的干燥剂22′的高度到达预定高度时,浮动物58′移动致动器60′,这开启了阀62′。这允许干燥剂22′从再生室14′被泵送至收集室12′,并有效地控制了质量流。
为了有效控制两个室12′、14′之间的热量传送,还使用换热器70。如图2所示,换热器70连接至阀62′,使得当致动器60′开启阀62′时,来自池52′的温暖的干燥剂被泵送通过换热器70。当较冷的干燥剂22′在从收集室12′到再生室14′的方向上通过换热器70时,其收集来自离开再生室14′的干燥剂22′的热。这样,进入再生室14′的干燥剂22′比其离开收集室12′时温暖,且进入收集室12′的干燥剂22′比其离开再生室14′时冷。这意味着分别加热和冷却换热器46′、30′所需的能量少,由此导致效率的提高和总能量的节约。在其他实施方案中,可以使用多个换热器,如图1所示的换热器64与图2所示的换热器70的组合。
虽然已经阐释并描述了本发明,但是并不表明这些实施方案阐释并描述了本发明的所有可能的形式。相反,说明书中所采用的词汇是描述性的词汇,而不是限制性的,且应理解可以进行各种变化而并不偏离本发明的主旨和范围。

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一种用于控制流体内的水含量的系统和方法,该系统包括收集室和再生室,收集室用于用干燥剂从流体中收集水,再生室用于从干燥剂中收集水,并将水转移至第二流体。蒸发器冷却进入收集室的干燥剂,且冷凝器加热进入再生室的干燥剂。以有效地控制收集室和再生室之间传送质量和热量的方式使来自收集室的稀释的干燥剂与来自再生室的浓缩的干燥剂进行交换。在一个实施方案中,直到室内的其中一个或两个干燥剂的高度都超过预定高度,才进行。

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