CN101228398A - 冷却空气流的方法 - Google Patents

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Abstract

一种冷却第一空气流(50，50′，50″，51)的方法，所述方法利用下列方法步骤，对第二空气流(55，55′，55″，56)进行除湿、将水喷射到除湿的空气流中来冷却第二空气流，和将第一空气流与冷却的第二空气流通过热交换器(40)来冷却第一空气流。其中，第二空气流和/或第一空气流的除湿产生的冷凝液应用于喷射。

Description

冷却空气流的方法
技术领域
本发明涉及用于冷却空气流的装置并且具有权利要求1前序部分的技术特征。
背景技术
除湿系统在房屋技术中是已知的。其中可以使用EP 1 521 040中公开的装置。通过水可渗透和/或水蒸气可渗透的膜从流过第一腔的空气流中除去水分。在与待冷却的空气流和除湿的返回气流进行热交换之前，在所述返回的空气中加入液体并蒸发，以在热交换器上游降低返回气流的温度(蒸发冷却)。
EP 0 959 307公开了吸附性板式热交换器，通过复杂的步骤收集、再处理(通过加热解吸并随后的冷却)稀释的吸收剂，然后再次导入板式热交换器。
WO 03/091632公开了露点冷凝器，其中引导两股空气流通过导热壁。在此过程中，水从一股空气流中吸附到该壁的单侧吸湿性涂层中，并且通过蒸发重新返回介质。这导致了所述壁后的另一股空气流的冷却。
US 6,434,963描述了包括中央热交换器的冷却和加热装置。在热交换器的出口处设置了闭合的冷却循环，其进一步冷却供给的空气，从而进一步加热了返回的空气。在现有技术的装置中，在热交换器的上游向排出的空间内空气中加入水，以将其冷却。在返回空气通过冷却循环的加热部分之前，在热交换器的下游，有利地通过蒸发垫将更多的水加入返回空气中。在供给空气侧，收集在冷却循环的冷却部分冷凝的水并且将其循环回蒸发垫。也存在外部供给的水。
US 2005/056042描述了与US 6,434,963类似的装置，其中在热交换器上部将水喷入返回的空气中，从而润湿热交换器的壁。在热交换器的下部收集水允许进行部分水循环，除了保留在返回空气中的水蒸气。
发明内容
基于上述现有技术，本发明的目的在于，改善上述类型的装置，从而可以得到完全或部分自己自足操作的装置。
通过具有权利要求和权利要求4的技术特征的装置实现上述目的。
因此，冷却第一空气流的方法包括以下步骤：对第二空气流除湿，向除湿的第二空气流中喷水以冷却所述第二空气流，和使所述第一空气流和冷却的第二空气流通过热交换器以冷却所述第一空气流。在第二空气流的除湿过程中回收冷凝液，所述冷凝液重新用于喷射步骤。
由于物理状态，所述喷射还包括喷射水的蒸发。
为了提高自己自足的能力，尤其是对于可移动装置，还存在通过对开放的环境空气除湿来回收待喷射用的其它冷凝液的另外的选择。
根据本发明用于冷却第一空气流的装置包括用于至少一股第二空气流的空气除湿装置，其具有水可渗透和/或水蒸气可渗透的结构，该空气除湿装置通过泵送装置与冷凝分离器连接；冷却系统，除湿的第二空气流可以通过其中；和热交换器，两种空气流可以通过其中以冷却第一空气流。从冷凝分离器回收的水被导入冷却系统用于喷射(蒸发)。
在根据本发明装置的其它空气除湿装置中，可以从冷却的第一空气流中回收其它的冷凝液。
可以利用额外的空气除湿装置以从环境空气中回收另外的冷凝液。
所述额外的装置可以配置在交通工具上。在该配置中，通过交通工具的移动而产生沿着所述额外的空气除湿装置的空气流。
所述交通工具优选是机动车辆或机动车辆的拖车，尤其优选旅行宿营车、房车、载重车辆、拖车、船舶或航空器。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了本发明的一个实施方案的图示。
具体实施方式
图1示意性图示说明了根据本发明的装置。参考该图示性说明阐述根据本发明的装置的功能。用于冷却空间内空气的装置配置有多个单个的设备，其是本领域技术人员已知的，因此本文对此将不再详细说明。
在称为第一空气流的空气流中，通过各个元件将外部空气50作为供给空气51导入空间60。在夏季通常具有期望可以降低的外部温度的外部空气50通过粗粒子过滤器38和/或电过滤器39引入热交换器40，所述热交换器的可能设计为按照WO 2004/085946的板式热交换器。在热交换器40中，通过有利地逆流通过的冷却空气流55″来冷却外部空气50，并且将其作为冷却的空气流50′导出。然后，冷却的空气流50′有利地通入第一空气除湿装置1。冷却的空气流50′现在与较热的外部空气50相比具有较高的相对空气湿度，在该第一空气除湿装置1中从冷却的空气流50′除去水分，并且冷却的空气流50′作为冷却并除湿的空气流50″排出空气除湿装置1。通过风扇41将冷却并除湿的空气流50″作为供给空气51供给到有利地为密闭的空间60中，在该空间60中实现期望的气候条件。由此，供给空气51的温度低于外部空气50的温度。
在称为第二空气流的空气流中，来自空间60的返回空气55通过之后将描述的元件作为排出空气56排放到环境中。具有内部温度的返回空气55通常从密闭的空间60通过粗粒子过滤器38和/或电过滤器39。返回空气55进入第二空气除湿装置2，并且作为除湿的空气流55′离开第二空气除湿装置2。借助于风扇41将除湿的空气流55′送入冷却系统20。在冷却系统中，冷却除湿的空气流55′。因此，冷却的空气流55″从冷却系统排出。在热交换器40中，在冷却的空气流55″和热的外部空气流50之间发生热交换。进行热交换之后，之前冷却的现在较热的空气流55″作为排出空气56离开热交换器，其随后被排放到环境中。
两个空气除湿装置1、2可以为按照EP 1 521 040的设计或者可以为相当的装置。空气除湿装置1、2例如各自包含第一腔4，其通过水可渗透和/或水蒸气可渗透的膜3与第二腔5分离。前述的空气流在每种情况下都流过分离的第一腔4。
在另一个实施方案中，可以提供两个分离的空气除湿装置1、2，或者仅为第二空气流55提供空气除湿装置2。如下面所指出的，还可以提供在附图中没有示出的另外的空气除湿装置，其用于处理环境空气，即对环境空气进行除湿。然而，此过程的目的不是对环境空气进行除湿，而是回收冷凝液。这可以利用分离的冷凝水分离器或关于空气除湿装置1、2说明的冷凝水分离器11来实现。
通过例如由真空泵10产生的部分真空在歧管6中和在空气除湿装置1、2的第二腔5中产生部分真空。通过与空气除湿装置1、2的第二腔5连接的该歧管6排出该更湿润的空气。部分真空将空气和水蒸气的混合物100吸入冷凝水分离器11。借助于冷凝水分离器11，将混合物100分离成空气101和水102。空气101排放到环境中，水102通过导管12引入增压泵13。通过另外的导管段14将加压的水103供给到冷却系统20。
在例如根据WO 2004/085946设计的冷却系统20中，通过一个或多个喷嘴雾化加压的水103，以增加除湿的空气流55′的湿度。在此过程中，排出空气的相对湿度增加，由于蒸发吸热，所以除湿的空气流55′的温度下降，从而得到冷却的空气流55″。过量的水排放到环境中。或者还可以收集过量的水并用于将其循环到冷却系统20中。
通过除湿空气流50′和/或55′回收冷凝水102并且随后将其循环到冷却系统20中，使得根据本发明的装置可以全部或部分自己自足地操作。
通过安置额外的空气除湿装置(附图中没有示出)允许回收另外的冷凝液。在该设置中，所述装置不包括腔4，因此膜3直接接触空气流。如果所述装置安装在机动车辆或机动车辆的拖车上例如旅行宿营车、房车、载重车辆、拖车或航空器上，则是非常有利的。在这些情况下，空气流是由交通工具的相对风产生的流过的空气流。因此从开放的环境空气中回收用于喷射目的的其它冷凝液。
在本领域技术人员已知的导管或管道中引导所有的所述空气流(不包括流过的空气流)。
所述装置在冬季还可以用于加热和加湿空气流50、50′、50″。然后在冷却系统20中不冷却空气流55′、55″。因此，在热交换器40中，可以通过较热的返回空气55″加热空气流50。此外，在第二空气除湿装置2中从返回空气55中除去水分，并且通过歧管6送入第一空气除湿装置1。通过第一空气除湿装置1，增加了空气流50′的湿度。所述装置可以与房车加热设备或机动车辆加热设备结合。
根据图1的装置可以以简单的方式级联。通过下述方式得到最简单的级联：在引导空气流50和56的管道上安装其它的装置，所述其它的装置内在地包含如图1左侧所示的过滤器38、39以及热交换器40，并且包含直至图1右侧所示的风扇41和过滤器38、39，使得供给空气51的管道与所述管道50相连接，并且返回空气55的管道与前述装置的排出空气相连接。因此，在多个步骤中可以整体更大幅度地降低温度。除了其引入的电源之外，各个装置可以自给自足，有利地结合用于排出空气的管道101。这种级联布置的优点是其简单性，这是因为可以使用相同结构的装置。如果一个单元出现故障，不会影响整个装置本身的功能，这是因为例如另一个装置的风扇41将继续保持空气的流动，如果水循环出现故障，则另一个级联元件的冷却将继续工作。
在较简单的串联配置中，只是空气除湿装置2与喷射体系20和热交换器40级联。风扇41，过滤器38、39和水分离器11同样可以在整个装置上只提供一次。随后返回空气55连续地通过组合件2、20和40，而外部空气50在每种情况下仅通过热交换器40的第二管道，任选地还通过空气除湿装置1。
附图标记列表
1    空气除湿装置
2    空气除湿装置
3    水可渗透的和/或水蒸气可渗透的膜
4    第一腔
5    第二腔
6    歧管
10  真空泵
11  冷凝水分离器
12  导管
13  增压泵
14  导管
20  冷却系统
38  粗粒子过滤器
39  电过滤器
40  热交换器
41  风扇
50  外部空气
50′冷却的空气流
50″除湿并冷却的空气流
51  供给空气
55  返回空气
55′除湿的空气流
55″冷却的空气流
56  排放空气
60  空间
100 空气和冷凝水的混合物
101 空气
102  水
103  加压的水

Claims (9)

1.一种冷却第一空气流(50，50′，50″，51)的方法，所述方法包括下列步骤：
-对第二空气流(55，55′，55″，56)除湿，
-将水喷射到除湿的第二空气流(55′)中以冷却第二空气流(55′)，
-使第一空气流(50)和冷却的第二空气流(55″)通过热交换器以冷却第一空气流(50)，
其特征在于，在第二空气流(55)的除湿步骤中回收的冷凝液用于所述喷射步骤中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，随后同样对冷却的第一空气流(50，50′，50″，51)除湿，并且将所回收的冷凝液用于所述喷射步骤中。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，通过对开放的环境空气除湿回收用于所述喷射步骤的另外的冷凝液。
4.一种用于冷却第一空气流(50，50′，50″，51)的装置，所述装置包括用于至少一个第二空气流的具有水可渗透和/或水蒸气可渗透的结构(3，4)的空气除湿装置(2)，空气除湿装置(2)通过泵送装置(13，10)与冷凝分离器(11)连接，所述装置还包括冷却系统(20)，所述除湿的第二空气流可以通过所述冷却系统(20)，所述装置还包括热交换器(40)，所述两种空气流可以通过热交换器(40)以冷却所述第一空气流，其特征在于，从冷凝分离器(11)回收的水导入冷却系统(20)用于喷射。
5.根据权利要求4的装置，其特征在于，利用另外的空气除湿装置(1)从冷却的第一空气流(50，50′，50″，51)中回收另外的冷凝液。
6.根据权利要求4或5的装置，其特征在于，利用附加的空气除湿装置从风扇推动的或非风扇推动的流过的环境空气中回收另外的冷凝液。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于，所述装置设置在交通工具上，并且可以通过移动所述交通工具产生沿所述附加的空气除湿装置的空气流。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述交通工具是机动车辆或者机动车辆的拖车，尤其是旅行宿营车、房车、载重车辆、拖车、船舶或航空器。
9.根据权利要求4～8中任一项的装置，其特征在于，以空气除湿装置(2)、冷却系统(20)和热交换器(40)的顺序连续提供至少两套用于使得第二空气流(55至56)通过其中的空气除湿装置(2)、冷却系统(20)和热交换器(40)，在每种情况下，第一空气流(50至51)与第二空气流(55至56)逆流地通过级联连接的热交换器(40)，任选地通过可选地设置到热交换器(40)的另外的空气除湿装置(1)。
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