紧凑型干燥剂冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及以下类型的固态干燥剂冷却系统：在其中，大部分固态干燥剂 在其对气流进行除湿的主动位置和热空气被用于蒸发来自于干燥剂的湿气的再生位置之 间循环移动。通常方法包括旋转的干燥剂转轮，并且除湿的空气通常在被允许进入空间以 被冷却之前通常由蒸发冷却进行进一步调节。
【背景技术】
[0002] 前述类型的固态干燥剂冷却系统已经在多种构造中被提出。在如图1所示的基本 布置中，由送风机供应的新鲜（外部的）空气1在旋转的干燥剂转轮3中被除湿。在这个 接近绝热干燥的过程中，空气不可避免地被变暖。热量回收热交换器4用于将暖的干燥空 气向下冷却回至接近周围温度，随后，在被引入到占用空间（供应空气7)以提供期望的空 间调节之前，通过使用蒸发冷却过程6将得到的预冷却的干燥空气流进一步冷却至低于周 围环境的温度。
[0003] 干燥剂转轮的再生需要确保连续的干燥过程。通过使热空气通过干燥剂转轮的一 侧来实现再生。从干燥剂转轮移除的湿气与离开干燥剂转轮的再生空气流一起被排出。
[0004] 再生空气可以源于占用空间（回流空气8)或者源于外部周围环境（新鲜空气）。 再生空气在热量回收热交换器4中被预加热之前首先在冷却器9中被蒸发冷却。这在供应 空气蒸发冷却过程之前使供应空气温度最小化并且在加热线圈10中以外部的供应热量对 其进一步加热之前使再生空气的温度最大化。随后，加热后的回流空气在作为排出空气由 再生空气风扇11排出之前通过干燥剂转轮3的再生器侧。
[0005] 干燥剂冷却主要被发现在商业和大规模装置中，尤其在较高的湿度是显著的问题 的地方，例如在超市中和溜冰比赛地点。该技术并未以任意显著程度在居住应用中被发现， 尽管具有多个潜在的益处：耐用性、易于维护并且利用比如源于屋顶安装的太阳能收集器 的低温热量的有效操作。太阳能干燥剂冷却系统在大部分公开中被评估（包括S.D. White 等人的· "Indoor temperature variations resulting from solid desiccant cooling in a building without thermal back-up"，International Journal of Refrigeration 32 (2009)，695-704 ;and Rowe 等人的· "Preliminary findings on the performance of a new residential solar desiccant air-conditioner"，Proc.Eurosun 2010, Graz, Oct 2010).
[0006] 干燥剂冷却系统的限制性应用起因于上述的基本布置的不利之处。这个过程遭受 (i)由横跨干燥剂转轮和热量回收转轮的大的压降引起的高的寄生风扇功率消耗，（ii)体 积大（由于存在两个风扇以分别在供应侧和再生侧驱动空气而引起），（iii)成本以及（iv) 针对利用间歇式热源的自发冷却的不适合性（由当热量不可用于使干燥剂转轮再生时不 能实现显著的冷却而引起）。
[0007] 以前，至少在一定程度上已经提出了利用在供应侧的间接蒸发冷却器通过替换热 量回收热交换器来解决这些不利之处，其中热量回收热交换器用于在供应侧将暖的干燥空 气向下冷却回至接近周围温度并且预加热再生空气。
[0008] 已经实现了 ：在供应侧利用间接蒸发冷却器来替换热量回收热交换器的更早提及 的前述提议呈现出一种机会以实质上消除干燥剂冷却回路的供应侧和再生侧之间的压力 失衡。具体地，供应空气和再生空气都流过
[0009] ?单一热交换器过程和
[0010] ?相等有效长度的单一干燥剂转轮通道。
[0011] 为了本发明的目的，沿路径的有效长度为管道长度加上管道的等同长度，其产生 了与单元操作（比如热交换器和/或干燥剂转轮）相同的沿路径的压降。例如，包括管道 长度L和干燥剂转轮长度（L d)的路径具有有效长度L+Ld，其中，Ld是产生与干燥剂转轮一 样的压降的管道的长度。因此，由相似有效长度的限定路径具有相似级别的压降。
[0012] 因此，在供应空气侧和再生空气侧的流速和压降每一个均具有相似的级别。这种 在供应空气和再生空气之间的压降的内在平衡能够使单一空气源在供应空气管道和再生 空气管道之间平均地（或实质上相等）划分以及流动，而不需要压力平衡/减压阻尼器或 者其他控制装置。
[0013] 由此，用在传统干燥剂冷却过程中的传统风扇对可以使用向供应侧和再生侧供应 空气的单一风扇来替换，而无需借助用于控制供应空气侧和再生空气侧之间流动的减压阻 尼器。更应该注意的是，一个风扇而非两个风扇将减少系统的体积和成本，并且消除减压阻 尼器将减少寄生风扇功率。
[0014] Shapiro (US2009/0145140A1, 2009)提出了一种利用单一风扇的循环。然而，这个 循环并非是内在平衡的。在Shapiro循环中，被干燥的空气通过干燥剂转轮和热交换器，同 时再生空气流通过干燥剂转轮和四个热交换器。因此，Shapiro循环需要减压阻尼器来平 衡供应侧和再生侧之间的流动和压力，从而与传统两个风扇过程相比会导致不可接受的高 的风扇能量消耗，
[0015] 此外，当利用单一风扇时，Shapiro循环并没有针对可选地操作模式之间的转换提 供工具。
[0016] 已经认识到，环境条件和位置对待被调节的空气的质量和再被调节的空气的性质 具有影响。这些性质包括湿度和温度。因此，设计为在一组气候或环境条件下的有效使用 的固态干燥剂冷却系统也许在一年中的所有时间不是有效的并且不能在广泛范围的位置 和环境中使用。因此，取决于季节或其他环境而转换至不同操作模式的能力也许对于有效 操作是不利的。
[0017] 对本说明书中的任意现有技术的参考并不是、或者不应该被视为承认或者以任意 形式建议了该现有技术在澳大利亚或任何其他管辖形成公知常识的部分，或者该现有技术 可以被有理由地预期为被确定、理解并且被视为与本领域技术人员相关。
[0018] 本发明的目标是提供至少部分地克服前述不利之处的、这类早期描述的固态干燥 剂冷却过程的一种或多种改进。
【发明内容】
[0019] 根据第一方面，本发明提供了一种干燥剂冷却系统，包括：
[0020] 限定了用于待被冷却的空气的第一路径以及用于再生空气的第二路径的装置；
[0021] 保持固态干燥剂块循环移动在其中固态干燥剂处于所述第一路径中以通过将湿 气吸收至干燥剂来对所述待被冷却的空气进行除湿的第一位置和其中固态干燥剂处于所 述第二路径中以使所述再生空气收取在其内的湿气作为水蒸气的第二位置之间的结构；
[0022] 空气加热器布置，其在所述第二位置上游的第二路径中以用于对所述再生空气进 行加热；
[0023] 空气冷却器布置，其独立于所述空气加热器布置并且在所述第一位置下游的第一 路径中；以及
[0024] 空气递送装置，其耦合至所述第一路径和第二路径，由此所述装置可操作为从公 共进口沿所述第一路径和第二路径递送空气，其中，沿所述相应路径的压降具有相似的级 别并且没有减压阻尼器提供用于两个路径之间的流动控制。
[0025] 优选地，所述第一路径从空气进口延伸至待被调节的空间，并且所述第二路径延 伸至并延伸通过固态干燥剂块材料的再生侧。
[0026] 根据第一方面，本发明还提供了一种干燥剂冷却系统，包括：
[0027] 公共进口，其将空气递送至用于待被调节的空气的第一路径，以及用于再生空气 的第二路径；
[0028] 保持固态干燥剂块循环移动在其中固态干燥剂处于所述第一路径中以通过将湿 气吸收至干燥剂来对所述待被冷却的空气进行除湿的第一位置和在其中固态干燥剂处于 所述第二路径中以使所述再生空气收取其内的湿气作为水蒸气的第二位置之间的结构；
[0029] 空气加热器布置，其在所述第二位置上游的第二路径中以用于对所述再生空气进 行加热；
[0030] 空气冷却器布置，其独立于所述空气加热器布置并且在所述第一位置下游的第一 路径中；
[0031] 空气递送装置