CN110809698B - 用于管理封闭空间中的条件的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种调节系统,包括第一集气室和第二集气室。第二集气室从封闭空间接收已加热的空气,且向所述空间供应已冷却的空气。系统还包括第一液体至空气膜能量交换器(LAMEE1),其布置在所述第一集气室内部。LAMEE1配置为使用液体干燥剂来降低所述第一空气流的焓。第二液体至空气膜能量交换器布置在在所述第一集气室内部LAMEE1的下游。LAMEE2配置为使用第一空气流以蒸发方式冷却流过LAMEE2的水。第一液体至空气热交换器(LAHX1)布置在第二集气室内部。LAHX1配置为使用第一冷却流体直接且可感测地冷却所述第二空气流。第二液体至空气热交换器(LAHX2)与LAMEE1流体连通,LAHX2配置为从LAMEE1接收液体干燥剂,并使用室外空气冷却所述液体干燥剂。
Description
附图说明
在附图中,相似的数字在不同的视图中可能描述相似的部件,其中附图不一定按比例绘制。具有不同字母后缀的相似数字可能表示相似部件的不同示例、较大逻辑或物理系统的子部件等。附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本公开中描述的各种示例。
图1示意性地描绘了根据本公开的示例调节系统。
图2描绘了根据本公开的另一示例调节系统。
图3是基本上类似于图2的示例系统的理论系统的计量过程图。
图4描绘了另一示例调节系统。
图5是基本上类似于图4的示例系统的理论系统的计量过程图。
图6是理论系统的计量过程图,该理论系统具有与模制以产生图5的过程图的系统相同的部件和布置,除了预冷却器和回收盘管具有较低的容量/调节效率,并且评估了不同的室外空气状况。
图7描绘了根据本公开的连接至调节系统的示例液体干燥剂再生系统。
图8示出了示例性的液体至空气热交换器,该液体至空气热交换器配置为冷却在干燥剂干燥器液体至空气膜能量交换器中使用的液体干燥剂。
图9和10描绘了另外两个示例调节系统。
图11描绘了另一示例调节系统。
图12描绘了另一示例调节系统。
图13描绘了另一示例调节系统。
图14是示出操作根据本公开的调节系统的方法的流程图。
图15描绘了另一示例调节系统。
具体实施方式
发明人认识到,除其他因素外,通过在将扫气空气供应到间接蒸发冷却器之前通过使用液体干燥剂调节模块降低扫气(或室外)气流的相对湿度来改善对封闭空间进行冷却的机会,这间接并可感测地(sensibly)冷却供应到封闭空间的过程(或供应)空气。与其他类型的系统相比,这种带有液体干燥剂干燥器的系统可以在更大范围的入口工作空气温度和湿度水平上满足排气冷却设定点温度(用于产品/过程冷却或舒适性冷却应用),并且能够潜在用于任何入口工作空气调节。在某些情况下,液体干燥剂干燥器模块中收集的水超过了蒸发冷却器中所需的水,因此有可能可感测减少或消除各种类型的加热和冷却系统中常见的大量用水。
住宅,商业和公共建筑的舒适冷却主要是使用蒸气压缩冷却设备进行的。许多过程应用(例如数据中心)也将机械冷却用于主要或补充冷却。在大多数这些应用中,所需的冷却温度是适度的(例如,在约50华氏度至约85华氏度的范围内)。由于压缩机、交换器和其他部件的大量生产,蒸气压缩机械冷却设备可产生高冷却能力,可靠运行并具有可接受的成本。但是,这些系统需要大量的高级能源(通常是电能)才能运行。例如,一些研究估算,空调装置消耗了美国国内年度总发电量的15%。此外,据估算,在炎热的夏季月份中,高峰用电需求的约1/3是由空调设备驱动的,在某些情况下,这会导致电网负荷和稳定性问题。
电力的生产仍然是碳密集的,因此电力驱动的冷却系统会导致二氧化碳(CO2)排放,并可能导致其他问题,例如全球变暖和气候变化。另外,热电发电需要相对大量的水用于冷却,并且美国用于热电和水电联产的平均用水量(蒸发水)约为2加仑/千瓦时。实际上,据估算,产生EER11空调所需电能所消耗的水大约等于产生等效冷却量的高效蒸发冷却系统所消耗的水。但是,蒸发冷却系统消耗的电能要少得多。
蒸气压缩系统通常还需要在高压下运行的合成制冷剂。在空调和制冷系统中部署大量制冷剂会导致安全、健康和环境问题,包括例如由氯氟烃(CFC)制冷剂引起的臭氧消耗。诸如氢氟碳化物(HFCs)之类的现代高效制冷剂可能具有非常高的全球变暖潜能,并且已被淘汰使用。另外,提议的替代氢氟烯烃(HFO)制冷剂和制冷剂混合物可能仍具有适度的高全球变暖潜能值(GWP),并且是易燃的、潜在有毒且昂贵的。因此,在发现或设计用于新的和已经安装的蒸气压缩系统的直接替代制冷剂选项方面存在挑战,其在效率、稳定性、可燃性、毒性和环境影响方面具有期望的特性。
蒸发冷却系统已成功用于许多应用中,尤其是在干燥气候中。直接蒸发式冷却器通常被认为是简单高效的,但是会导致室内湿度问题。间接蒸发式冷却器通常可以解决湿度问题,但可能在较低的湿球效率下运行。露点蒸发式冷却器可提供比常规直接或间接蒸发系统更低的冷却温度,并可将冷却功率维持在较高的室外湿球温度下。但是,随着工作空气湿度的升高,所有蒸发冷却技术都会失去冷却性能,并且如果没有辅助(通常为蒸汽压缩)冷却设备,可能无法在潮湿的气候中使用。
蒸发冷却系统的水利用效率也根据系统设计和控制特性而有很大不同。蒸发冷却器的用水可能是一个重大的感知或实际问题。例如,大型数据中心可能会消耗大量的饮用水,而在蒸发冷却效果最好的地区(干旱气候),水的需求可能无法持续。
吸收式制冷机已经被用于舒适性和过程冷却,特别是在有余热的情况下。吸收式制冷机系统已经商业化,可用于更大规模的应用,并且可以在需要所需技术和维护支持的集成建筑设计中替代机械冷却。单效吸收式制冷机的COP<1,因此需要大量的热量来驱动系统。当前的吸收式制冷机设计旨在替代电制冷机,并提供同等的冷却温度(例如40°F-50°F)。但是,这可能需要使用专门的材料(合金金属)、真空容器、多个热交换器、用于发生器的相对较高等级的热量输入、防止结晶的控制方法等。更高效率的双效和三效设计越来越复杂,并且昂贵。吸收系统的复杂性、成本和维护要求可能会限制其作为机械冷却的替代方案的广泛接受度,尤其是在轻负荷的商业和住宅应用中。
迫切需要用于舒适调节应用的替代冷却技术,其可以在很大程度上代替机械冷却。对环境影响、电力消耗以及对制冷剂的增加的监管压力日益提高的意识,是当前HVAC冷却设备面临的紧迫挑战。美国能源部BTO在2014年的报告中明确指出了这种需求,该报告的标题为“非蒸气压缩HVAC技术的节能潜力和RD&D机会”。
在该DOE报告中确定的最有前途的技术之一是干燥剂增强的蒸发冷却系统。然而,需要一种在商业上可行的设计,该设计能够满足对首次成本、持续运行成本、性能、可靠性、尺寸/重量限制等的要求,同时避免产生任何新的资源利用问题,例如过多的水或天然气消耗。
理想的系统设计将具有良好的冷却性能和紧凑性,使用低成本的材料,并避免使用任何对环境有害或有毒的物质。从热力学角度来看,该系统应在低等级热源输入的大气压附近工作,采用适度的温度变化并交换通量,以最大程度地减少系统的不可逆性并提高等价电效率(second law efficiency)。舒适性调节仅需要低等级的冷却,并且火用分析可以说明使用宝贵的高级能源(例如电)来驱动冷却设备会是多么浪费。当前,这在数据中心应用中最为明显,在该应用中,操作员希望最大程度地利用可用电源来运行计算设备(适当使用电力),并最大程度地降低冷却设备的电力消耗。
在一个示例中,用于控制封闭空间中的条件的系统包括:扫气集气室、过程集气室、第一液体至空气膜能量交换器(LAMEE1)、第二液体至空气膜能量交换器(LAMEE2)、第一液体至空气热交换器(LAHX1)和第二液体至空气热交换器(LAHX2)。过程集气室被配置为将扫气空气从扫气入口引导至扫气出口。过程集气室被配置为将过程空气从过程入口引导至过程出口。过程入口从该空间接收已加热的空气,而过程出口向该空间供应已冷却的空气。LAMEE1布置在扫气集气室内部。LAMEE1被配置为使用从中流过的第一流体来降低扫气空气的湿度。在LAMEE1的流体入口处的第一流体中的水的第一浓度低于在LAMEE1的流体出口处的第一流体中的水的第二浓度。LAMEE2布置在扫气集气室内部LAMEE1的下游。LAMEE2配置为使用扫气空气以蒸发方式冷却流过LAMEE2的第二流体。LAMEE2的流体出口处的第二流体的温度低于LAMEE2的流体入口处的第二流体的温度。LAHX1布置在过程集气室内。LAHX1配置为使用流经LAHX1的第三流体直接、可感测地冷却被引导通过过程集气室的过程空气。LAHX2与LAMEE1流体连通,并配置为接收和冷却第一流体使用室外空气接收和冷却第一流体。
图1描绘了示例性调节系统100。调节系统100被配置为调节诸如数据中心的封闭空间中的空气。调节系统100有时称为100%再循环系统,它通常意味着封闭空间内的空气通过调节系统(在这种情况下,通过系统的一部分,例如循环系统的过程侧)在连续的循环中再循环:被系统冷却到目标供应空气温度、再供应给空间、并被空间中的元件(例如计算机、服务器和其他电子设备)加热、然后返回系统进行冷却。尽管未详细示出或描述,但是调节系统可以包括补充空气单元或补充空气系统,以连续地或周期性地刷新空间内的空气。在添加补充空气的情况下,在某些情况下,可以采用加湿和/或除湿单元来控制封闭空间中空气的湿度。
在图1中,调节系统100包括系统机柜102、扫气集气室104、过程集气室106、LAMEE1108、LAMEE2 110、LAHX1 112、LAHX2 114以及第一流体环路116和第二流体环路118。扫气集气室104包括入口120和出口122。与入口120和出口122中的每一个相关联并大体上并置的分别是气流调节器124、126。过程集气室106包括入口128和出口132,入口128与气流调节器130相关联且并置,并且出口132与气流调节器134相关联且并置。调节系统100还包括液体干燥剂再生系统,该液体干燥剂再生系统配置为再生离开LAMEE1 108的干燥剂,其已被来自扫气空气的水稀释,并且在某些情况下,将从干燥剂中去除的水供应给其他部件,例如LAMEE2 110。
尽管未在图1中示出,在一些示例中,扫气集气室104还可以包括设置在LAMEE1108和LAMEE2 110之间的旁路入口和旁路气流调节器。在这种情况下,系统100可以被配置为关闭入口120处的气流调节器124并打开旁路气流调节器以旁路LAMEE1 108并引导扫气空气(例如,室外空气)通过气流调节器入口并通过LAMEE2 110。
来自封闭空间的空气通过过程入口128进入系统100。进入系统100的空气已在封闭空间中被加热并需要冷却至目标供应空气温度,该温度通常根据安置在封闭的空间中的设备的数量和特性确定,例如计算、网络、数据储存和其他设备。空气通过过程出口132从系统100供应到封闭空间。该供应空气由系统100冷却,并以目标供应空气温度或在目标供应空气温度的可接受公差范围内传输到该空间中。
扫气集气室104和流过其中的扫气空气可以是从入口120通过LAMEE1 108和LAMEE2 110输送室外空气(OA)然后通过扫气出口122排出增加的焓OA空气的集气室。扫气集气室104和过程集气室106彼此密封,以使扫气和过程空气流不会彼此混合(除了在并置的情况下两个室之间存在普通泄漏)。
扫气集气室104和过程集气室106由机柜102的内部空间的分隔的子部分限定,如图1中示意性地描绘的。在其他示例中,扫气集气室104和过程集气室106可以与系统100的系统机柜102分离并安装在系统机柜102中。尽管根据本公开的示例系统的某些部件被示意性地描绘为整个系统机柜的外部和/或两个分离的集气室的外部,至少在一些示例中,示例系统的所有冷却/调节部件都位于一个单独的系统包围部中,它们可以方便地包装、运输和安装。在这种情况下,扫气和过程的入口和出口可通过适当的管道或其他流体流导管直接连接或间接连接到附加的扫气空气供应和排气流动路径以及附加的封闭空间供应和回流路径。另外,机柜102和/或气室104和106内所示的一个或多个部件可以位于这种包围部的外部和/或与之分离。另外,集气室可以彼此分开地定位和/或包装,而不是共享共用的机柜。而且,根据本公开的示例系统可以与位于这些另外的扫气和过程空气流动路径之内或沿着这些另外的扫气和过程空气流动路径的其他加热、冷却、加湿、除湿、回收、再生和其他部件或系统结合使用。
根据本公开的示例性调节系统包括液体至空气膜能量交换器(LAMEE),其被配置为在液体和气流之间传递热量和水分以调节空气的温度和湿度和/或调节流经LAMEE的液体。在一个示例中,LAMEE中的膜可以是对水具有选择性渗透性的无孔膜,但对于液体中可能存在的其他成分则没有选择的渗透性。许多不同类型的液体可以与无孔膜结合使用,包括例如水、液体干燥剂、乙二醇。在一个示例中,LAMEE中的膜可以是半渗透性或蒸汽渗透性的,并且通常任何气相的物质都可以通过该膜,并且通常任何液相的物质都不能通过该膜。在一个示例中,LAMEE中的膜可以是微孔的,使得一种或多种气体可以穿过该膜。在一个示例中,该膜可以是选择性渗透的膜,使得某些成分可以穿过该膜,而其他成分则不能。应认识到,本文公开的调节系统中包括的LAMEE可以使用适合与与LAMEE相同或等同的装置一起使用的任何类型的膜。
LAMEE1 108可用于降低流过扫气集气室104的扫气空气的焓并对其除湿。LAMEE1108还可以收集水,其可在根据本公开的调节系统100或其他这种系统中使用或被调节系统100的其他部件或其他这种系统使用。LAMEE1 108的水收集速率/容量可以超过LAMEE2 110(或另一种类型的蒸发冷却器)的蒸发速率,这可以使调节系统100的运行或至少使LAMEE2的运行独立于附加/外部水源。另外,由于LAMEE1 108可以在高于室外环境干球温度的温度下(例如,摄氏35度)使用液体干燥剂在各种环境条件下有效运行,因此在仅使用室外空气的空气冷却器(例如,聚合物流体冷却器或PFC)中会发生干燥剂的冷却/散热性能离开LAMEE1的情况。
调节系统100的LAMEE1 108可以起到使用液体干燥剂从扫气空气中除去水的作用,以降低扫气空气的湿度,从而降低湿球温度。可以适度降低通过LAMEE1 108的扫气空气的温度,但是湿度的降低以及降低湿球温度的相关效果可以可感测地提高LAMEE2 110(配置为用作蒸发冷却器)的冷却能力,从而改善和提高扩展了系统100可以满足数据中心或其他封闭空间的目标供应空气温度的效率和条件。
循环通过LAMEE1 108和/或LAMEE2 110的冷却流体可以包括水、液体干燥剂、乙二醇、其他吸湿流体、其他蒸发性液体和/或它们的组合。在一个示例中,在LAMEE1 108中使用并流过的冷却流体是液体干燥剂,其是高浓度盐溶液。盐的存在可以对冷却流体进行消毒,以防止微生物滋生。另外,干燥剂盐会影响溶液的蒸气压,并使冷却流体从空气中释放或吸收水分。为了控制目的,可以调节液体干燥剂的浓度,以控制LAMEE1 108内/通过LAMEE1/由LAMEE1进行的扫气空气或冷却流体的冷却和/或除湿量。
在示例中,在LAMEE2 110中使用并流过LAMEE2 110的冷却流体是水,在某些情况下,流过LAMEE2 110或其一部分的水是由LAMEE1 108从扫气空气中去除的水。LAMEE2 110可包括用于使水通过交换器的进水口和出水口。在其他情况下,其他类型的蒸发冷却流体,包括上面列出的蒸发冷却流体,可以与用于LAMEE2 110和根据本公开的其他此类示例的水结合使用或作为对其的替代。
在一个示例中,液体干燥剂,例如盐溶液干燥剂通过液体入口流入LAMEE1 108,并通过液体出口流出LAMEE1 108。扫气空气进入扫气集气室104,并通过其进气口和出气口流过LAMEE1 108。当扫气空气流过液体干燥剂,并被LAMEE1 108中使用的隔膜隔开时,扫气空气中的水通过隔膜凝结成液体干燥剂。离开LAMEE1 108的扫气空气可以具有比进入LAMEE1的扫气空气更低的温度和/或更低的湿度,并且因此降低了扫气空气的焓和湿球温度。降低的湿球温度扫气空气从LAMEE1 108下游流出通过扫气集气室104流入LAMEE2 110。
调节系统100的LAMEE2 110可以使包括蒸发流体的冷却流体再循环,以通过将流体中的水蒸发到经过LAMEE2的扫气空气中来降低冷却流体的温度。LAMEE2 110可以用作蒸发冷却器,利用扫气空气和冷却流体(例如水)中的冷却潜能来散热。尽管所公开的示例包括在扫气集气室104中配置为蒸发冷却器的LAMEE2,但在其他示例中,可以采用不同类型的蒸发冷却装置,包括例如湿式介质直接蒸发冷却器。在一个示例中,LAMEE2 110可以使用可透过蒸汽的柔性聚合物膜来分离扫气空气和水或流过LAMEE2的其他流体。相对于其他系统/设备,通过LAMEE2 110的水流率和空气流率可能不受诸如高面速下的液滴携带之类的问题的限制。另外,LAMEE2 110可以以类似于冷却塔的能够将热能输送到冷却器中的水流量运行,并且升高的入口水温可以提高LAMEE2的蒸发冷却能力。
LAMEE2 110在本文中可以被称为蒸发冷却器和/或蒸发冷却器LAMEE。当扫气空气流过LAMEE2 110时,随着流过LAMEE2的一部分水蒸发到扫气空气中,水、或扫气空气和水都可以被冷却到接近进气湿球(WB)温度的温度。离开LAMEE2 110的扫气空气可通过扫气风扇136,并在扫气集气室104的出口处作为排气离开。
由于在LAMEE2 110中的蒸发冷却过程,交换器出口处的水温可以小于入口处的水温。换句话说,流过LAMEE2 110的水被入口和出口之间的装置冷却。来自LAMEE2 110的温度降低的水或“冷却”水可用于提供冷却至流过/流经LAHX1 112的过程空气。
LAMEE1 108可以被称为除湿LAMEE和/或干燥剂驱动的除湿LAMEE。如上所述,LAMEE2 110可以被称为蒸发冷却器LAMEE。如图1所示。如图1所示,除湿LAMEE1 108被布置在扫气集气室104中蒸发冷却器LAMEE2 110的上游,以在蒸发冷却器LAMEE2中蒸发冷却之前降低扫气空气的湿度。通过降低扫气空气的湿球温度,从而降低蒸发器冷却器LAMEE2110的理想和实际冷却极限,使扫气空气预干燥可以提高系统100中的冷却潜力。除湿LAMEE1 108也可以预冷却扫气空气。干燥剂驱动的除湿可以允许系统100用适度的附加能量输入将过程空气冷却到更低的温度。
除湿LAMEE1 108的结构可以与蒸发冷却器LAMEE2 110相似。但是,除湿LAMEE1108可以使用与蒸发冷却器LAMEE2 110不同的冷却流体。例如,流经LAMEE1 108的干燥剂流体可以是氯化锂溶液,而流过LAMEE2 110的冷却(或“蒸发”)流体可以是纯水或纯度较高的水。
示例性调节系统100还包括两个液体至空气热交换器LAHX1 112和LAHX2 114,它们通常在流过该交换器的冷却流体与流过/通过该交换器的空气之间交换热量。LAHX1 112设置在过程集气室106中,是调节系统100中的冷却部件,最终直接并可感测地冷却来自封闭空间的过程空气。
LAHX1 110可以是各种类型的液体至气体交换器,包括例如冷却盘管。冷却盘管通常由嵌入翅片阵列中的盘绕铜管形成。在根据本公开的示例中可以采用各种特定的配置、容量等。可以使用的其他示例LAHX包括微通道热交换器。通过LAHX1 110和LAHX2 112中的一个或两个循环的冷却流体可以包括水、液体干燥剂、乙二醇、其他吸湿流体、其他蒸发性液体和/或它们的组合。另外,流过LAHX1 112的冷却流体可以与流过LAMEE2 110的冷却流体相同或不同,如根据本公开的其他示例更详细地描述的。
LAHX2 114被配置为冷却离开LAMEE1 108的液体干燥剂,并将干燥剂返回到LAMEE1的流体入口。如上所述,在一些示例中,LAMEE1 108的入口温度阈值(或设定点)可以高于室外空气干球温度。在至少一些这样的情况下,LAHX2 114可以在可感测的冷却过程中仅使用室外空气将液体干燥剂冷却到LAMEE1 108的入口温度阈值。但是,在某些情况下,可以在LAHX2 114中采用室外空气和某种蒸发冷却增强技术(例如,绝热冷却或喷水)的组合来冷却离开LAMEE1 108的液体干燥剂。
LAHX1 112可以是各种类型的流体冷却部件和/或液体至气体交换器。在一个示例中,LAHX1 110是聚合物流体冷却器(PFC),其被配置为采用室外空气将离开LAMEE1 108的液体干燥剂冷却至目标入口干燥剂温度。这样的PFC可以是例如来自加拿大安大略省戈姆利的Cesaroni技术公司的PolyCoil聚合物热交换器。在图7和图8中示出并描述了用作LAHX1 110的各种部件(或根据本公开的其他示例中的另一相似部件)的附加细节和示例。
再次参考图1,调节系统100还包括扫气风扇(或风扇阵列)136和过程风扇(或风扇阵列)138,它们分别驱动扫气空气和过程空气通过系统100。根据本公开的示例性调节系统100和其他示例性系统可以包括比图1的示例中所示的更多或更少的风扇。此外,相对于图1所示的位置,风扇可以位于系统100内的不同位置。例如,扫气风扇136和过程风扇138中的一个或两个可以配置为单个风扇或多个风扇,包括风扇阵列,例如由密苏里州奥福尔伦市的Nortek Air Solutions提供的系统。尽管未在图中示出,但是根据本公开的示例性调节系统可以包括一个或多个过滤器,其布置在扫气集气室104和过程集气室106中的一个或两个中的多个位置。
在图1的示例中,扫气风扇136布置在扫气集气室104内部LAMEE2 110下游。在该位置,扫气风扇136产生的热量中的至少一些通过扫气出口122从扫气集气室104排出,扫气出口122正好位于扫气风扇136的下游。过程风扇138布置在过程集气室106内LAHX1 112的上游。在此位置,LAHX1 112可以消除过程风扇138产生的一些热量。在其他示例中,扫气风扇136可以位于扫气集气室104内部/沿途的不同位置,过程风扇138可位于过程集气室106内部/沿途的不同位置。
在图1的示例中,调节系统100包括第一流体环路116和第二流体环路118。在根据本公开的示例中采用的流体环路,包括第一流体环路116和第二流体环路118,其可以包括多个不同的互连导管或流体流动路径,以及其他与冷却流体有关的部件,包括例如阀、泵、罐或其他储存容器等。第一和第二流体环路116和118中的每一个都可以被认为包括多个互连的流体流动分支,或者也可以被表征为包括多个流体环路。
第一和第二流体环路116和118被构造和配置成在系统100的多个部件之间输送一种或多种冷却流体(或更一般地为“传热”流体)。在图1的示例中,第一流体环路116在LAMEE1 108和LAHX2 114之间输送第一冷却流体。第二流体环路118在LAMEE2 110和LAHX112之间输送第二冷却流体。如上所述,在一个示例中,第一流体环路116在LAMEE1 108和LAHX2 114之间输送盐溶液液体干燥剂以及第二流体环路118在LAMEE2 110和LAHX 112之间输送水。
调节系统100还包括系统控制器150。系统控制器150可以包括硬件、软件及其组合,以实现此处由控制器所实现的功能。系统控制器150可以是包括多个部件的模拟、数字或模拟和数字组合控制器。作为示例,控制器150可以包括ICB、PCB、处理器、数据储存设备、开关、继电器等。处理器的示例可以包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP),专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的离散或集成逻辑电路中的任何一个或多个。
在一些示例中,储存设备被描述为计算机可读储存介质。在一些示例中,储存设备包括临时储存器,这意味着一个或多个储存设备的主要目的不是长期储存。在一些示例中,储存设备被描述为易失性储存器,这意味着当计算机关闭时,储存设备不维护储存的内容。易失性储存器的示例包括随机存取储存器(RAM)、动态随机存取储存器(DRAM)、静态随机存取储存器(SRAM)以及本领域已知的其他形式的易失性储存器。数据储存设备可以用于储存程序指令,以供控制器150的处理器执行。例如,储存设备由软件、应用、算法使用,例如,在控制器150上运行和/或由其执行。储存设备可以包括短期和/或长期储存器,并且可以是易失性和/或非易失性的。非易失性储存元件的示例包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存或电可编程储存器(EPROM)或电可擦除可编程(EEPROM)储存器的形式。
系统控制器150可以被配置为使用各种公共和/或专有标准和/或协议经由各种有线或无线通信技术和部件与调节系统100及其部件进行通信。例如,可以采用某种电力和/或通信网络来促进控制器150与调节系统100之间的通信和控制。在一个示例中,系统控制器150可以经由专用或公共局域网(LAN)与调节系统100进行通信,专用或公共局域网可以包括根据一种或多种标准和/或经由一种或多种传输介质起作用的有线和/或无线元件。在一个示例中,系统100可以被配置为根据802.11或蓝牙规范集之一或另一标准或专有无线通信协议来使用无线通信。可以根据各种不同的通信协议来格式化向(包括控制器150)的系统100的部件和从系统100的部件传输的数据。例如,全部或部分通信可以通过基于数据包的Internet协议(IP)网络进行,该网络通过例如5类以太网电缆或通过802.11或Bluetooth无线连接在传输控制协议/Internet协议(TCP/IP)数据包中通信数据。
系统控制器150可以包括用于控制调节系统100的操作的一个或多个程序、电路、算法或其他机制。例如,系统控制器150可以被配置为调节扫气风扇和过程风扇136和138的速度,和/或控制第一流体环路116和第二流体环路118中的一个或两个中的阀、泵等的致动。系统控制器150还可被配置为以多种调节(例如,冷却)模式操作系统100。例如,系统控制器150还可被配置为在蒸发模式下操作系统100,其中LAMEE1 108被停用,气流调节器124关闭,旁路气流调节器(在LAMEE1 108和LAMEE2 110之间的扫气集气室104中)被打开,并且冷却流体通过第一流体环路116限定的回旋回路从LAHX1 112的出口到LAMEE2 110的入口,通过LAMEE2 110,从LAMEE2 110的出口到LAHX1 112的入口,再通过LAHX1 112返回到其出口循环。此外,系统控制器150还可以配置为在除湿增强蒸发模式下操作系统100,在该模式下,LAMEE1 108被激活,气流调节器124打开,旁通气流调节器关闭,并且冷却流体通过第一流体环路116在LAMEE1 108和LAHX1 112之间循环。
尽管在图1的示例中未详细示出,调节系统100还可以包括一种或多种部件以在返回到LAMEE2 110之前回收流过LAHX1 112的流体和/或一种或多种部件以使流过LAMEE1108的液体干燥剂再生。在流过LAMEE1 108的液体干燥剂再生的情况下,在一些示例中,再生回路和部件可以被配置为在通过LAMEE1和LAHX2的每个循环中再生少于100%的干燥剂。
在根据本公开的一些示例中,采用LAMEE1的重要特征/优点(相对于一些其他类型的液体干燥装置)是通过根据本公开的这种示例性LAMEE可能实现的相对较高的干燥剂流速。由于通过干燥剂干燥器LAMEE的高流速,即使干燥剂可能吸收LAMEE1中的热量(除湿气外),流速也可以容许温度升高,而无需附加的干燥剂冷却,例如需要附加的冷却流过同一交换器以冷却干燥剂。在这种系统中,干燥剂温度的控制很重要,因为对于给定的干燥剂盐浓度,干燥剂吸收水分的能力会随着干燥剂温度的升高而降低。通过仅使LAMEE1和LAHX2之间的总流量的一部分再生,有助于维持通过干燥剂干燥器LAMEE的较高流量。参照图2和图4的示例更详细地描述了此类部件或系统的示例。
图2描绘了根据本公开的另一示例调节系统200。从图2可以明显看出,调节系统200共享图1的示例调节系统100的许多部件和功能。例如,调节系统200包括系统机柜102、扫气集气室104、过程集气室106、LAMEE1 108、LAMEE2 110、LAHX1 112和LAHX2 114。扫气集气室104包括入口120和出口122,以及气流调节器124和126,它们与入口116和出口118中的每一个相关联并且通常并置。过程集气室106包括入口128和出口132,入口128与气流调节器130相关联且并置,出口132与气流调节器134相关联且并置。调节系统200还包括扫气风扇136、过程风扇138和系统控制器150。调节系统200包括液体干燥剂再生系统,该系统被配置为再生离开LAMEE1 108的干燥剂,该干燥剂已被扫气空气中的水稀释,并在某些情况下将从干燥剂中去除的水供应至其他部件,包括例如LAMEE2 110。
除了与调节系统100共同的部件之外,调节系统200包括回收盘管202、第一储存罐204和第一泵206以及第二储存罐208和第二泵210。回收盘管202可以包括多个不同类型的设备,这些设备配置为使用从扫气集气室104中的LAMEE2 110流出的空气冷却从LAHX1 112返回到LAMEE2的流体。在一示例中,回收盘管202是许多不同类型的LAHX设备之一。
离开LAHX1 112的流体将处于升高的温度或被“加热”,因为从过程空气排出的热量已被流体吸收。因此,可以将流体输送到扫气集气室104中的回收盘管202,其在流体返回到LAMEE2 110之前冷却流体。回收盘管202可以利用扫气空气的冷却潜能来冷却流体。离开LAMEE2 110的扫气空气可以相对较凉,因此来自冷却流体的附加显热可以被排入扫气空气。经过LAMEE2 110后扫气空气中仍然具有可用的能量的一个原因是,LAMEE2通过增加扫气空气的湿度而不是实质上提高空气温度来冷却水或其他流体。从这个意义上讲,系统200使用扫气空气的潜热传递能力来冷却用于可感测地冷却过程空气的冷却流体(例如水),并使用扫气空气的显热传递能力来冷却已从过程空气中吸收热量的流体。
因此,调节系统200的一个优点是能够使用扫气空气作为工作流体来冷却和回收流过LAMEE2 110的冷却流体。回收盘管202或等效设备可以相对便宜、构造和维护简单,因此潜在地简化和减少了根据本公开的至少一些示例性调节系统和方法的成本和复杂性。而且,与不包括这种部件的系统相比,回收盘管202可以提供与用水效率有关的许多优点。例如,包括回收盘管202可以使真正的节能运行模式成为可能,其中没有蒸发调节发生并且流体在回收盘管202和LAHX1 112之间的回返循环中运行。另外,回收盘管202可以通过提高扫气排气温度来提高水蒸发模式的效率。
在图2的调节系统200的示例中,第一储存罐204和第一泵206包括在第一流体环路212中并连接到第一流体环路212。第一流体环路212的结构和功能可以与图1的第一流体环路116相似,除了第一流体环路212包括罐204和泵206以及相关联的联接器以将这些部件结合到回路中之外。第二储存罐208和第二泵210包括在第二流体环路214中并连接到第二流体环路214。第二流体环路214的结构和功能可以与图1的第二流体环路118相似,除了第二流体环路214包括罐208和泵210以及相关联的联接器以将这些部件结合到回路中之外。
储存罐204可用于储存由LAMEE2 110冷却的流体。尽管图2未示出,罐204可包括补充阀和排放阀,以维持罐内的流体水平和硬度水平。储存罐204可在储存罐内或储存罐周围包括一个或多个温度传感器,以监视储存在其中的流体的温度。在一个示例中,用于调节系统200的控制方案可以部分地基于与设定点温度相比的罐204中的流体的测量温度。在一个示例中,可以基于来自封闭空间的估计的冷却负荷或封闭空间的乘员的设备所需要的温度(例如,数据中心中的计算、联网等设备)来预先确定设定点温度。在调节系统100的操作期间,设定点水温也可以部分地基于封闭空间中的条件(例如,像周期性处理或数据储存负载变化之类的数据中心的操作)而变化。
可以由系统控制器150控制的泵206将冷却的流体从储存罐204泵送到LAHX1 112中,由此LAHX1 112冷却供应到封闭空间的过程空气。在流体向过程空气提供冷却之后,流体可以再循环回到LAMEE2 110(包括通过回收盘管202)。
流体环路212可以包括多个不同的互连导管或流体流动路径,以及其他与冷却流体有关的部件。流体环路212可以被认为包括多个互连的流体流分支,或者也可以被表征为包括多个流体环路。在任何情况下,流体环路212被构造和配置成在系统200的冷却部件之间输送一种或多种冷却流体(或更一般地为“传热”流体)。在图2的示例中,流体环路212在LAMEE2 110、LAHX1 112和回收盘管202之间输送冷却流体,例如水,将流体储存在罐204中,并使用泵206将流体从罐204输送到LAHX1 112。
储存罐208可用于储存由LAMEE1 108用来对扫气空气进行除湿从而降低扫气空气的焓/湿球温度以提高蒸发冷却器LAMEE2 110的冷却能力的流体。罐208可包括在罐中或罐周围的一个或多个温度传感器,以监测储存在罐中的流体的温度。在一个示例中,用于调节系统200的控制方案可以部分地基于与设定点温度相比的罐208中的流体的测量温度。在一个示例中,可以尤其基于来自封闭空间的估计的冷却负荷来预定设定温度。流过LAMEE1108的流体的设定温度在调节系统200的运行过程中也可以部分地基于封闭空间中的条件(例如,数据中心的运行,例如周期性处理或数据储存负载变化)而变化。在一个示例中,可以通过调制LAHX2 114的容量来控制进入LAMEE 1108的流体的温度。
可以由系统控制器150控制的泵210,将流体从储存罐208泵送到LAHX2 114,LAHX2114使用室外空气冷却流体,并将冷却后的流体返回到LAMEE1 108的流体入口。流体环路214可以包括许多不同的互连导管或流体流动路径,以及其他与冷却流体有关的部件。流体环路214可以被认为包括多个互连的流体流分支,或者也可以被表征为包括多个流体环路。无论如何,流体环路214被构造和配置成在系统200的选择的部件之间输送一种或多种流体。在图2的示例中,流体环路214在LAMEE1 108和LAHX2 114之间输送流体,例如,液体干燥剂,将流体储存在罐208中,并使用泵210将流体从罐208输送到LAHX2 114。
系统控制器150可以以与参照图1的调节系统100描述的方式相似的方式与调节系统200相关联地构造和操作。例如,控制器150可以通信地连接到系统200,可以控制其部件的操作,并且可以以多种模式来操作系统,包括例如以与上文参照图1的示例描述的蒸发模式和干燥剂增强蒸发模式类似的模式。另外,系统控制器150可以通过在回收盘管202和LAHX1 112之间的回返循环中传输冷却流体来在真正的节能模式下运行系统200。在这种真正的节能模式下,LAMEE1 108和LAMEE2 110(或代替LAMEE2的另一蒸发冷却器)被禁用,并且扫气空气明显冷却了冷却流体,而冷却流体则明显冷却了过程空气。
图3是基本上类似于图2的示例系统200的理论系统的计量过程图。计量过程图示出了模制的调节系统的状况,特别是在操作期间在系统的不同部件和/或在不同点的其工作流体的状况。图3中描绘的过程图使用各种数值、分析、算法等方法、工具等创建,以估算当在某些初始条件下操作时根据本公开的系统的物理特性。
示例模制系统在包括大约32.2摄氏度的室外空气干球温度、29.4摄氏度的室外空气湿球温度和81.6%的相对湿度的环境条件下运行。此外,模制系统的高度为海平面(0米),大气压力约为760毫米汞柱,大气压约为101.325kPa。LAMEE1中使用的液体干燥剂是氯化锂溶液,盐浓度约为38%,目标流体入口温度为35摄氏度。从过程集气室出口供应到封闭空间的过程空气的目标设定温度约为30摄氏度。与图3的过程图相关联的特征值如下:
1.扫气入口120处的空气条件和流速
经过LAMEE1 108的空气的能量变化
2.离开LAMEE1 108的空气条件
经过LAMEE2 110的空气的能量变化
3.离开LAMEE2 110的空气条件
4.离开回收盘管202的空气条件
经过回收盘管202的空气的能量变化
5.LAMEE2 110流体出口
温度(℃) |
27.400 |
参照图3的计量过程图,扫气空气(在此示例中为室外空气)通过扫气入口进入冷却系统的扫气集气室,其干球温度为32.2摄氏度,湿球温度为29.4摄氏度,相对湿度为81.6%。通过LAMEE1后,扫气空气的焓可感测地降低,扫气空气的干球温度约为35.5摄氏度,湿球温度为24.9摄氏度,相对湿度为42.4%。通过LAMEE2后,扫气空气的干球温度约为31摄氏度,湿球温度为27.4摄氏度,相对湿度为76.8%。
另外,图3的过程图示出了当扫气空气通过回收盘管时,空气明显地冷却了流过回收盘管的流体,因此扫气空气的含湿量几乎保持不变,而干球温度随着扫气空气被循环通过回收盘管的流体可感测加热而升高。最后,从扫气集气室中的LAMEE2出口供应至过程集气室中的LAHX1入口的冷却流体的温度约为27.4摄氏度,在此示例中,这足以使LAHX1可感测地将过程空气冷却至封闭空间的目标设定点温度约为30摄氏度。
可以使用封闭空间的目标设定点温度和LAHX1 112的效率来确定LAMEE2 110的流体出口处的流体的目标温度。封闭空间的目标设定点温度可以是已知的、恒定的,由空间中的期望条件规定。例如,在数据中心中,目标设定点温度可以是数据中心中的计算机、网络、数据储存等部件需要维护以正常运行的温度或该温度以下。类似地,LAHX1 112的效率将是已知的值或范围,并由用作LAHX1 112的特定冷却部件规定。因此,可以通过从空间的目标设定点温度T空间减去导致LAHX1 112无效的已知常数A来确定LAMEE2 110的流体出口处的流体温度TLAMEE2_流体_出口。如下所示:
(1)TLAMEE2_流体_出口=T空间-A
在前述公式中,“A”有时被称为接近温度,即,从盘管出来的空气温度T空间接近入口水温TLAMEE2_流体_出口有多近。该术语可以在设计阶段使用。然而,在操作中,系统通常将使用反馈控制回路来维持离开空气的温度T空间。水温将例如被动态地调节以将T空间保持在目标值。
再次参考图2,调节系统200包括液体干燥剂再生系统,该液体干燥剂再生系统经由第二流体环路214流体连接至LAMEE1 108。液体干燥剂再生系统可以采取多种不同的特定形式,并且通常被配置为再生离开LAMEE1 108的稀释干燥剂,并且在某些情况下,将从干燥剂中去除的水供应给其他部件,包括例如LAMEE2 110。因此,目标浓度的干燥剂可以返回到LAMEE1 108用于被其或者在其中使用,通过LAMEE1从扫气空气中去除的水可以提供给使用水的部件,以达到一些有用的效果,例如替换/补充LAMEE2 110中消耗的水。
通常,示例性液体干燥剂再生系统可包括热驱动盐水浓缩系统。例如,可以使用真空膜蒸馏系统,其副产物是蒸馏水。在一个示例中,德国memsys有限公司的真空膜蒸馏系统。在根据本公开的示例中,也可以使用电驱动或机械驱动的其他类型的再生系统。
液体干燥剂再生系统可以用于根据本公开的任何示例中,既可以重构除湿LAMEE中使用的液体干燥剂,也可以提取从扫气空气中除去的水,以在相同或不同的系统的其他地方发挥作用。图4描绘了另一示例调节系统400。调节系统400共享图2的示例调节系统200的许多部件和功能并且增加了预冷却器402、泵404和阀406,它们通过第一流体环路408结合到系统中并与系统互连。因此,示例性调节系统400包括LAMEE1 108、预冷却器402、LAMEE2 110和回收盘管202,LAMEE1 108使用液体干燥剂降低进入的扫气空气(例如,室外空气)的焓/湿球温度,预冷却器402在来自LAMEE1的除湿的扫气空气流过/经LAMEE2 110之前对其可感测冷却,LAMEE2 110冷却流体,以供LAHX1 112使用,以直接和可感测地冷却将要被供应返回到封闭空间的过程返回空气,回收盘管202将从LAHX1 112流出的流体在其返回到LAMEE2的入口之前冷却。调节系统400还包括液体干燥剂再生系统,该系统配置为再生离开LAMEE1 108的干燥剂,该干燥剂已被扫气空气中的水稀释,并且在某些情况下,将从干燥剂中去除的水供应给其他部件,包括例如LAMEE2 110。
在图4中,调节系统400包括系统机柜102、扫气集气室104、过程集气室106、LAMEE1108、LAMEE2 110、LAHX1 112、LAHX2 114和回收盘管202。扫气集气室104包括入口120和出口122,以及与入口120和出口122中的每一个相关联并且大体并置的气流调节器124和126。过程集气室106包括入口128和出口132,入口128与气流调节器130相关联并与之并置,而出口132与气流调节器134相关联并与之并置。调节系统400还包括扫气风扇136、过程风扇138、系统控制器150、储存罐204和208和相关联的泵206和210,以及第二流体环路214。
调节系统400的预冷却器402布置在LAMEE1 108和LAMEE2 110之间的扫气集气室104中。预冷却器402可以是例如冷却盘管,其被配置为在流过预冷却器的扫气空气和/或流体进入LAMEE2 110之前对其进行调节。在一些示例中,可以在进气口附近的扫气集气室104和/或过程集气室106内布置过滤器(未示出)。
在图4的示例中,第一流体环路408的分支可以将水(或另一种传热流体)从罐204输送到预冷却器402的入口。流过预冷却器402的冷却流体通过流体环路408从预冷却器的出口输送到LAMEE2 110的入口(并且在某些情况下与离开回收盘管202的流体混合)。
系统400的第一流体环路408还包括阀406。第一流体环路408的分支408a将由回收盘管202冷却的冷却流体从回收盘管的流体出口输送到阀406。取决于阀406的状态,流经分支408a的流体可以流经分支408b到达LAMEE2 110的入口,或者可以流经分支408c进入罐204。流体环路408的分支408d从预冷却器402的出口输送流体并与流过分支408b(来自阀406)的流体(在流到LAMEE2 110的入口之前)混合。分支408e将流体从储存罐204传输到过程集气室106中的LAHX1 112的流体入口。最后,分支408f从过程集气室106中的LAHX1 112的出口传输流体至扫气集气室104中回收盘管202的入口。
至少在某些情况下,当进入预冷却器402的水的温度低于进入的空气(如果该设备正在运行且没有旁路而离开LAMEE1的空气)的干球温度时,预冷却器402可以起作用。调节系统400可以在典型的夏季条件以及在室外空气可能非常热和潮湿的极端夏季条件下使用。预冷却器402可以起到降低扫气空气干球温度的作用,从而预冷却通过预冷却器的扫气空气并加热预冷却器402中的水。扫气空气和水然后可以通过LAMEE2 110,如上所述,在这种情况下,发生蒸发,并且水(或其他流体)或空气和水都可以被冷却到接近离开预冷却器的扫气空气的湿球温度的温度,该温度低于进入预冷却器的湿球温度。在通过LAMEE2 110之后,扫气空气随后可以通过回收盘管202,从而冷却回收盘管202从LAHX1 112接收的加热流体。
调节系统400可以允许多种操作模式,并且模式的选择可以例如取决于室外空气条件和系统的冷却负荷。当室外空气相对较冷时(例如,处于阈值温度或低于阈值温度),调节系统400可以在第一模式(节能模式)下运行。在该第一示例操作模式中,LAMEE1 108、预冷却器402和LAMEE2 110都被停用和/或被空气和/或流体流绕过。扫气集气室104中的回收盘管202和过程集气室106中的LAHX1 112被耦合,使得冷却流体(例如,水)以闭合回路循环通过回收盘管和LAHX1。
在第二操作模式,其也可以称为绝热模式,冷却流体(例如,水)继续以闭合回路的形式流过扫气集气室104中的回收盘管202和过程集气室106中的LAHX1 112。LAMEE2 110被接合以在进入的扫气空气通过回收盘管之前绝热地冷却它。在采用这种或类似绝热模式的一个示例中,水或另一种传热流体在封闭回路中被泵送通过LAMEE2 110,而与在回收盘管202和LAHX1 112之间输送水的水或其他流体环路无关。在该第二示例性操作模式中,LAMEE108和预冷却器402可以停用和/或被空气和/或流体流绕过。在空气在LAMEE2中绝热冷却之前,也可以启动LAMEE1以预干燥空气。
在第三操作模式下,也可以称为蒸发模式,从回收盘管202的出口流出的水或其他流体例如通过阀406的激活或被停用而被引导到LAMEE2 110的流体入口中。LAMEE2 110将水冷却到设定点温度。从LAMEE2 110的流体出口流出的水被输送到LAHX1 112的流体入口(例如,通过罐1 204)。在此模式下,LAMEE2 110、回收盘管202和LAHX1 112都在过程水(或其他流体)回路中,而LAMEE1 108和预冷却器402在此第二示例操作模式中被停用和/或被空气和/或流体流绕过。
在第四操作模式下,也可以称为增强或超蒸发模式,LAMEE1 108和/或预冷却器402被激活以降低扫气气流的焓。预冷却器402可以使用罐1 204中的一些冷过程水,或者由另一冷水源供应。在一些示例中,预冷却器402和LAMEE1 108可以被分开地/按顺序地发挥作用,从而界定附加的操作模式。
图5是基本上类似于图4的示例系统400的理论系统的计量过程图。该计量过程图示出了示例模制系统的条件,特别是在操作过程中在系统的不同部件和/或不同点的工作流体的条件。图5中描绘的过程图使用各种数值、分析,算法等方法、工具等来创建,以估算当在某些初始条件下操作时根据本公开的系统的物理特性。
示例模制系统在包括大约30.7摄氏度的室外空气干球温度、27.7摄氏度的室外空气湿球温度和80%的相对湿度的环境条件下运行。此外,模制系统的高度为16米,大气压力约为758.56毫米汞柱,大气压约为101.133kPa。LAMEE1中使用的液体干燥剂是氯化锂溶液,盐浓度约为32%,目标流体入口温度为35摄氏度。从过程集气室出口供应到封闭空间的过程空气的目标设定温度为85华氏度。与图5的过程图相关联的特征值如下:
1.扫气入口120处的空气条件和流速
2.离开LAMEE1 108的空气条件
经过LAMEE1 108的空气的能量变化
3.离开预冷却器402的空气条件
经过预冷却器402的空气的能量变化
4.离开LAMEE2 110的空气条件
经过LAMEE2 110的空气的能量变化
5.离开回收盘管202的空气条件
经过回收盘管202的空气的能量变化
6.LAMEE2 110的流体出口
温度(℃) |
26.600 |
参考图5的计量过程图。扫气空气(在此示例中为室外空气)通过扫气入口进入调节系统的扫气集气室,其干球温度为30.7摄氏度,湿球温度为27.7摄氏度,相对湿度为80%。通过LAMEE1后,扫气空气的焓已可感测降低,扫气空气的干球温度约为34.9摄氏度,湿球温度为26摄氏度,相对湿度为49.8%。通过预冷却器后,扫气空气的干球温度为28.4摄氏度,湿球温度为24.4摄氏度,相对湿度为72%。通过LAMEE2之后,扫气空气的干球温度约为29.3摄氏度,湿球温度约为27.2摄氏度,相对湿度为85.1%。
另外,图5的过程图示出了当扫气空气通过回收盘管时,空气可感测地冷却流过回收盘管的流体,因此当扫气空气被循环通过回收盘管的流体加热时,扫气空气的温度升高。最后,从扫气集气室中的LAMEE2出口供应至过程集气室中的LAHX1入口的冷却流体温度约为26.6摄氏度,在此示例中,这足以使LAHX1直接并且可感测地将过程空气冷却至约30摄氏度的封闭空间的目标设定点温度。
图6是用于理论系统的计量过程图,该理论系统具有与模制以产生图5的过程图的系统相同的部件和布置,除了预冷却器和回收盘管具有较低的容量/调节效率。图6的计量过程图示出了示例模制系统的条件,特别是在运行期间在系统的不同部件和/或不同点处的其工作流体的条件。图6中描绘的过程图使用各种数值、分析,算法等方法、工具等来创建,以估算当在某些初始条件下操作时根据本公开的系统的物理特性。
示例模制系统在包括大约32.2摄氏度的室外空气干球温度、29.4摄氏度的室外空气湿球温度和81.5%的相对湿度的环境条件下运行。此外,模制系统的高度为16米,大气压力约为758.56毫米汞柱,大气压约为101.133kPa。LAMEE1中使用的液体干燥剂是氯化锂溶液,盐浓度约为38%,目标流体入口温度约为33.9摄氏度。从过程集气室出口供应到封闭空间的过程空气的目标设定点温度约为28.7摄氏度。与图6的过程图相关联的特征值如下:
1.扫气入口120处的空气条件和流速
2.离开LAMEE1 108的空气条件
经过LAMEE1 108的空气的能量变化
起始点名称 | 总能量(W) | 显热(W) | 潜热(W) | 湿度差(kg/hr) | 显热比 | 焓/含湿量(kJ/kg/g/kg) |
入口120 | -364,416 | 58,008 | -422,424 | -594.0 | -0.159 | N/A |
3.离开预冷却器402的空气条件
经过预冷却器402的空气的能量变化
4.离开LAMEE2 110的空气条件
经过LAMEE2 110的空气的能量变化
起始点名称 | 总能量(W) | 显热(W) | 潜热(W) | 湿度差(kg/hr) | 显热比 | 焓/含湿量(kJ/kg/g/kg) |
预冷却器 | 227,637 | 1,774 | 225,863 | 318.4 | 0.008 | N/A |
5.离开回收盘管202的空气条件
经过回收盘管202的空气的能量变化
起始点名称 | 总加热(kW) | 总能量(W) | 显热(W) | 潜热(W) | 湿度差(kg/hr) | 显热比 | 焓/含湿量(kJ/kg/g/kg) |
LAMEE2 | 120.6 | 120,650 | 120,650 | 0 | 0.0 | 1.000 | N/A |
6.LAMEE2 110的流体出口
温度(℃) |
25.700 |
参照图6的计量过程图,扫气空气(在此示例中为室外空气)通过扫气入口进入调节系统的扫气集气室,其干球温度为32.2摄氏度,湿球温度为29.4摄氏度,相对湿度为81.5%。通过LAMEE1后,扫气空气的焓可感测降低,扫气空气的干球温度约为35.5摄氏度,湿球温度为24.8摄氏度,相对湿度为42.3%。通过预冷却器后,扫气空气的干球温度为28.6摄氏度,湿球温度为约23摄氏度,相对湿度为62.5%。通过LAMEE2后,扫气空气的干球温度约为28.7摄氏度,湿球温度为26.2摄氏度,相对湿度为82.3%。
另外,图6的过程图示出了当扫气空气通过回收盘管时,空气可感测地冷却流过回收盘管的流体,因此当扫气空气被循环通过回收盘管的流体加热时,扫气空气的温度升高。最后,从扫气集气室中的LAMEE2出口供应至过程集气室中的LAHX1入口的冷却流体温度约为25.7摄氏度,在此示例中,这足以使LAHX1直接和可感测地将过程空气冷却至约28.7摄氏度的封闭空间目标设定点温度。
再次参考图4,调节系统400包括液体干燥剂再生系统,该液体干燥剂再生系统经由第二流体环路214流体连接至LAMEE1108。液体干燥剂再生系统可以采取多种不同的特定形式,并且通常被配置为再生离开LAMEE1 108的稀释的干燥剂,并且在某些情况下,将从干燥剂中去除的水供应给其他部件,包括例如LAMEE2 110。因此,目标浓度的干燥剂可以返回到LAMEE1 108,用于由其使用/在其中使用,由LAMEE1从扫气空气中去除的水可以提供给使用水的部件,以达到一些有用的效果,例如替换/补充LAMEE2 110中消耗的水。
通常,示例性液体干燥剂再生系统可包括热驱动盐水浓缩系统。例如,可以使用真空膜蒸馏系统,其副产物是蒸馏水。在一个示例中,德国memsys有限公司的真空膜蒸馏系统。液体干燥剂再生系统可以用于根据本公开的任何示例中,既可以重构除湿LAMEE中使用的液体干燥剂,又可以提取从扫气空气中去除的水,以在相同或不同系统中的其他地方获得有用的效果。
图7描绘了根据本公开的连接至调节系统的示例性液体干燥剂再生系统。包括干燥剂再生器700的再生系统流体地联接到LAMEE1 108和LAMEE2 110。因此,图7的装置可以与根据本公开的任何示例的调节系统一起使用,并且通常连接到该示例的调节系统,包括图1、2、4和9-13的示例。
再生器700通常被配置成以目标相对浓度(例如,水对盐)调制和维持流过LAMEE1的液体干燥剂,包括例如将氯化锂液体干燥剂以从大约32%氯化锂到大约38%氯化锂的浓度范围输送到LAMEE1的流体入口。另外,再生器700可以从流出LAMEE1的稀释干燥剂中提取水,并将该水供应到LAMEE2。如上所述,根据本公开的示例中的干燥器LAMEE1的水收集速率/容量可以超过蒸发冷却器LAMEE2的蒸发速率。因此,在至少一些示例和操作条件下,由LAMEE1从扫气空气中去除的水(除了可感测降低扫气空气的焓并从而提高LAMEE2的冷却能力)可以收集到足以完全提供驱动LAMEE2运行所需的流体的量。
图7描绘了示例性调节系统的一部分,该示例性调节系统包括设置在扫气集气室104中的LAMEE1 108和LAMEE2 110。流体罐204和208以及相关联的泵通过包括例如第一和第二流体环路702和704的一个或多个流体环路与LAMEE1 108和LAMEE2 110以及再生器700流体互连。如上所述,LAMEE1 108被配置为从流过扫气集气室104的扫气空气中除去水。LAMEE1 108从扫气空气中提取的水稀释了流过LAMEE1的液体干燥剂。在图7的示例中,稀释的干燥剂从LAMEE1 108的流体出口流出并进入罐208,在这里,稀释的干燥剂与由再生器700供应的浓缩干燥剂混合,并且从这里液体干燥剂流到LAMEE1 108的流体入口并通过调节输送阀706流入再生器700。
在该示例中,可以控制阀706以调节从罐208流出的干燥剂的流速,从而将一定量的干燥剂转移到再生器700,需要将罐208中的混合干燥剂保持在干燥剂的浓度的目标值或阈值范围内,包括例如将罐208中的干燥剂的浓度保持在约32%氯化锂至约38%氯化锂的范围内。在一个示例中,控制输送阀706以大约250加仑/分钟(gpm)输送到LAMEE1 108的流体入口,并且以大约12gpm输送到再生器700。当流入LAMEE1 108的扫气空气的湿度升高时,可以通过控制输送阀706来增加转移到再生器700中的干燥剂的量。在一些示例中,可以由参考图1、2和4的示例描述的系统控制器150来控制输送阀706。
LAMEE1 108的除湿能力可以取决于流过其中的液体干燥剂的流速、温度和浓度。在一些情况下,根据本公开的示例性调节系统可以在流入LAMEE1 108的液体干燥剂的设定点温度和设定点浓度下运行。另外,在一些示例中,干燥剂通过LAMEE1 108的流速可以保持不变。LAMEE1 108上的负载可能会随着通过扫气集气室104的气流条件的变化而变化。例如,如果空气流的湿度增加,则LAMEE1 108上的负载会增加。结果,相对于如果LAMEE1接收到相对较低湿度的空气流,离开LAMEE1 108的液体干燥剂可能需要更多的再生。因此,再生系统可以被配置为使得当需要干燥剂的附加再生时,可以经由调节阀706来增加流向再生器700的液体干燥剂的流速。为了实现干燥剂的流速和浓度的选择性调节,例如混合在罐2208中,再生系统可以被配置为使得流向LAHX2 114的液体干燥剂的流量可以相对恒定,并且通过调节阀706的液体干燥剂的流量可以是可变的。
再生器700可以是热驱动的盐水浓缩装置/系统。在一个示例中,再生器700是真空多效膜蒸馏装置,其配置为利用热量来蒸馏流过其中的干燥剂溶液。在一个示例中,再生器700可以在大约80摄氏度下每千瓦时的热量输入中蒸馏出3升水。在某些情况下,可以使用从封闭空间中散发出来的热量来驱动再生器700,包括例如使用从服务器和数据中心中的其他设备中散发出的热量来驱动再生器。但是,蒸馏液体干燥剂的热量输入要求可能比通常从数据中心的此类设备中去除的热量输入要求更高,因此,在某些情况下,可能需要附加的热/能源来驱动再生器700对干燥剂的蒸馏。再生器700还可以包括其他类型的装置,包括例如电渗析、反渗透(RO)过滤、带冷凝器的燃气锅炉、真空辅助、多级闪蒸或除了真空多效膜蒸馏装置的其他膜蒸馏装置。
在操作中,离开罐208的干燥剂可通过第二流体环路704输送至再生器700。再生器700可将水与干燥剂分离,从而可将浓缩的干燥剂供应经由第二流体环路704输送返回至罐208,并且蒸馏水的供应可以通过第一流体环路702从再生器输送到各种部件/位置。
在一个示例中,蒸馏水可以被输送到用于蒸发冷却器LAMEE2 110的罐204。因此,通过扫气室104的气流中的水可以被干燥剂干燥器LAMEE1 108中的干燥剂吸收,与再生器700中的干燥剂分离,然后用作蒸发冷却器LAMEE 110的冷却流体。这可以可感测减少或消除用于蒸发冷却器LAMEE或其他类型的蒸发冷却器的操作的水。
如上所述,根据本公开的示例性调节系统的一个特征是能够仅使用室外空气来可感测地冷却在LAMEE1 108中使用的液体干燥剂的能力。图。图8描绘了示例LAHX 800,其冷却在LAMEE1 108中使用的液体干燥剂。LAHX800通过流体环路802以与图1、2、4和9-13的示例中的LAHX2 114类似的方式流体连接至LAMEE1 108。
如上文参考图7所述,在液体干燥剂离开LAMEE1 108之后,可以将液体干燥剂排放到罐208中,到再生系统上并且从再生系统排放到LAHX800。LAHX800可以被配置为在将干燥剂通入至LAMEE1 108之前降低干燥剂的温度。LAHX 800和再生器700因此可以在使干燥剂循环通过扫气集气室104中的干燥剂干燥器LAMEE1 108之前联合降低温度并提高液体干燥剂的浓度。为了使干燥剂有效地从通过LAMEE1 108的气流中去除水分,这两种能力都是重要的。
LAHX 800可以包括适合于冷却液体干燥剂的任何类型的装置。在一个示例中,LAHX 800配置为仅使用室外空气来冷却LAMEE1 108中使用的液体干燥剂。在一示例中,LAHX 800是聚合物流体冷却器(具有或不具有蒸发冷却能力)、板式交换器或其他合适的热交换器。如示意性地描绘的,LAHX 800可以位于扫气集气室104和/或调节系统的其他部件的外部并与之分离。但是,在另一个示例中,LAHX 800可以与系统的其他部件并置在一个公共机柜中,并且可以通过LAHX用管道输送室外空气。
与干燥剂干燥器LAMEE1 108结合的示例再生系统的设计可以促进根据本公开的调节系统的操作,而几乎没有外部水消耗。LAMEE1 108可以从空气流中去除水,并且使用该水(与干燥剂分离以用于干燥剂的再生)作为调节系统中一个或多个冷却器的冷却流体。回收的水可以储存在罐中,并可以根据需要使用。如LAMEE2 110的蒸发冷却器的运行通常需要大量的水。具有这种干燥剂再生/水提取的示例性调节系统可以消除或可感测减少操作该系统所需的外部水,进而可以降低系统的成本、复杂性和外部效应。
与干燥剂干燥器LAMEE1 108结合的示例再生系统的设计还可以改善蒸发冷却器LAMEE2 110(或其他蒸发冷却设备)的运行,因为可以直接从大气中收集水。从再生器中的液体干燥剂中回收的此类水通常被认为是质量较高的水,对于包括蒸发式冷却器的许多冷却应用而言,这可能是理想的。这种高质量的水可以增加LAMEE2 110中介质的使用寿命,并可以减少对冷却器的维护需求。相反,如果供应给LAMEE2 110的水是来自井或地表水源的饮用水,则在某些情况下,可能会发生矿物质堆积或结垢,这可能需要调节系统或其部分包括矿物质浓度的管理或其他水处理单元。
图9和图10描绘了另外两个示例性调节系统900和1000。调节系统900和1000共享图1、图2和图4的示例性调节系统100、200和400的许多部件和功能,并且每个都向流体环路添加机械冷却系统以对储存在罐204中的水(或其他流体)提供冷却。包括在图9的调节系统900中的机械冷却系统包括水冷式冷凝器,而包括在图10的调节系统1000中的机械冷却系统包括风冷式冷凝器。
在图9中,调节系统900包括系统机柜102、扫气集气室104、过程集气室106、LAMEE110、预冷却器402、LAMEE2 110、回收盘管202、LAHX1 112、LAHX2 114和DX单元902。扫气集气室104包括入口120和出口122以及与之相关联且通常并置的气流调节器124和气流调节器126。过程集气室106包括与气流调节器130相关联且并置的入口128和与气流调节器134相关联且并置的出口132。调节系统900还包括扫气风扇136、过程风扇138、阀406、系统控制器150和罐204和208。图9省略了促进冷却流体输送通过系统900的泵,但是根据本公开,适当数量和布置的这种泵可以包括在该调节系统和其他调节系统中。
在图9中,调节系统900包括DX或直膨式单元902。如图9所示,例如在极端的室外空气条件下,具有预冷却器402的调节系统可以与DX单元902结合使用。如果罐204中的温度高于目标设定点温度(以覆盖100%的负载),则DX单元902可以将水冷却至目标设定点温度。因此,DX单元902可以提供对离开罐204的水(或其他流体)的附加冷却,使得水可以充分冷却以覆盖封闭空间的加热/冷却负荷。
DX单元902包括蒸发器904、压缩机906、冷凝器908和膨胀阀910。DX单元902被配置为使用例如冷凝的制冷剂液体来冷却罐204中的水。在操作中,DX单元902通过使冷凝的制冷剂流经第一热交换器、蒸发器904的一侧来冷却罐204中的水或其他流体,通过使制冷剂流经第一热交换器、蒸发器904的一侧可以对流过蒸发器904另一侧的水进行冷却。在蒸发器904中,制冷剂吸收热量后膨胀,最终转化为气体。DX单元902然后将制冷剂泵送到压缩机906,压缩机906压缩气体制冷剂并使之通过另一个热交换器,冷凝器908。制冷剂吸收的热量可以排出,冷却后的压缩制冷剂再次处于液体形式。DX单元902然后通过膨胀阀910将冷却的制冷剂液体泵送(或以其他方式输送)回到蒸发器904,并且该循环再次开始。
在图9的示例中,冷凝器908是水冷式冷凝器。冷凝器908是热交换器,DX单元902的制冷剂和LAMEE2 110的水(或其他流体)通过该热交换器流动。如参考其他示例所述,水在LAMEE2 110中被冷却。来自LAMEE2 110的冷却水由调节系统900的流体环路输送至冷凝器908,并流经冷凝器908。冷却水冷却流经压缩机908另一侧的压缩制冷剂,并且冷却制冷剂通过膨胀阀910流回到蒸发器904。例如,在与来自预冷却器402的水混合后,离开冷凝器908的水被输送到LAMEE2 110的入口,预冷却器402的水也被输送到LAMEE2 110的入口。
与根据本公开的至少一些其他示例一样,调节系统900可以根据各种因素以多种模式操作,包括来自封闭空间的热负荷和/或室外空气(或进入的扫气空气)条件。例如,系统控制器150可以被配置为控制系统900(以及根据本公开的其他示例系统)的元件以在不同模式下不同地操作。系统控制器150可以被配置为以节能模式和蒸发模式以及其他模式来操作系统900。通常,在节能模式下,进入系统的室外空气具有足够的冷却能力,因此LAMEE2 110(或带有稍微改动过的流体环路的预冷却器402)可以用扫气空气冷却水或其他流体,而无需通过LAMEE1 108进行冷却。在蒸发模式下,例如,预冷却器402、LAMEE1 108、LAMEE2 110和回收盘管202均可被激活,并用于使用通过扫气集气室104的扫气空气冷却流经系统的水。
在一个示例中,系统控制器150被配置为使调节系统900以蒸发模式运行。在这种模式下,例如,室外扫气空气被风扇136吸入并通过扫气集气室104。室外空气通过LAMEE1108,从而减少了室外/扫气空气的焓。室外空气经过预冷却器402并通过预冷却器402进行冷却,该预冷却器使用通过流体环路从罐1 204输送到预冷却器入口的流体将其冷却。然后,冷却的室外空气流过并蒸发冷却流过LAMEE2 110的流体。冷却流体通过流体环路从冷凝器908的水侧出口和预冷却器402的出口输送到LAMEE2 110。扫气空气通过LAMEE2 110,流过回收盘管202。回收盘管202接收来自LAHX1 112的出口的流体且,扫气空气冷却从LAHX1接收的加热流体。然后,风扇136将扫气空气从扫气集气室104的出口122排出。
由LAMEE2 110冷却的水或其他蒸发冷却流体由流体环路输送到罐1 204,罐中储存水。如上所述,DX单元902可以被激活以冷却储存在罐1 204中的水或其他流体,以将流体保持在目标设定点温度。水从罐1 204输送到预冷却器402的入口以及到蒸发器904的水侧的入口。水从蒸发器904的水侧的出口被输送至LAHX1 112。LAHX1 112使用由LAMEE2 110和DX单元902冷却的水冷却从封闭空间返回到过程集气室106的被加热的过程空气。
仍处于蒸发模式,水从过程集气室106中的LAHX1 112的出口流到扫气集气室104中的回收盘管202的入口。系统控制器150在蒸发模式中可以激活或不激活阀406(取决于阀的默认状态),以使水从回收盘管202的出口流入冷凝器908的水侧。水离开冷凝器908并返回到LAMEE2 110的入口。
系统控制器150还可被配置为使调节系统900以节能模式操作。例如,在节能模式下,系统控制器150可以使预冷却器402、LAMEE1 108和在某些情况下使DX单元902停用和/或使扫气空气绕过预冷却器402和LAMEE1 108。在该模式下,LAMEE2 110使用扫气空气冷却水,然后通过阀406、罐1 204和蒸发器904的水侧将水输送到LAHX1 112。
图10描绘了另一个示例性调节系统1000。图9的调节系统900和图10的调节系统1000之间的主要实质区别在于调节系统900的DX单元902包括水冷式冷凝器908,而调节系统1000的DX单元1002包括风冷式冷凝器1008。DX单元1002可以在系统1000中使用,以将储存在罐204中的冷却流体维持在目标设定点温度。
在图10中,DX单元1002包括蒸发器1004、压缩机1006、风冷式冷凝器1008和膨胀阀1010。风冷式冷凝器1008布置在扫气集气室104中回收盘管202的下游,在某些示例中,是在风扇136下游,接近扫气集气室104的出口122。压缩的制冷剂由DX单元1002的流体环路从压缩机1006输送到冷凝器1008。流过扫气集气室104的扫气空气穿过并冷却流过冷凝器1008的制冷剂。
尽管冷凝器1008在图10中显示在集气室104内,但是冷凝器1008可以位于集气室104的外部并且在机柜102的外部。冷凝器1008可以位于机柜102的外部,并且可以例如在通常具有温和的室外空气条件的气候中使用。冷凝器1008可以使用室外空气,在某些情况下,室外空气的温度可以比通过如图10所示的集气室104中的冷凝器的扫气空气的温度低。如果冷凝器1008位于机柜102的外部,则应认识到冷凝器可以包括附加部件,例如一个或多个风扇。
调节系统900和1000可以包括多种冷却流体和相关的冷却流体环路。例如,流过DX单元1002的制冷剂可以是第一冷却流体,用于输送制冷剂的导管和其他部件可以是第一流体环路或流体环路的第一部分。流过预冷却器402、LAMEE2 110、LAHX1 112和回收盘管202的第二冷却流体可以是水或主要是水。可以单独使用较大的流体冷却回路或较大的流体冷却回路的一部分(例如,导管、阀、泵、过滤器等)在调节系统900和1000的各个部件之间输送水。两个冷却流体环路或一个回路的两个部分可以彼此流体隔离,以使得第一冷却流体和第二冷却流体不会相互混合。
图11描绘了另一示例调节系统1100。调节系统1100共享图9和图10的示例调节系统900和1000的许多部件和功能,除了系统1100采用机械冷却系统1102来补充对流过过程集气室106的过程空气的冷却外。机械冷却系统1102包括风冷式冷凝器1108,但在另一个示例中,可以在调节系统1100中使用包括水冷式冷凝器。
过程空气的机械冷却可以起到在特定室外或其他条件下提供所需冷却的作用。另外,如果水冷却系统或其部件,例如,预冷却器402、LAMEE2 110、LAHX1 112和/或回收盘管202,由于某些原因发生故障或脱机,则可以使用机械冷却系统1102来对从封闭空间接收的加热的过程空气进行一些或全部所需的冷却,以达到目标供应空气温度。
在图11中,调节系统1100包括系统机柜102、扫气集气室104、过程集气室106、LAMEE1 108、预冷却器402、LAMEE2 110、回收盘管202、LAHX1 112、LAHX2 114和机械冷却系统1102。扫气集气室104包括入口和出口122以及分别相关联的且大致并置的气流调节器122和气流调节器124。过程集气室106包括入口128和出口132,入口128与气流调节器130相关联并且并置,出口132与气流调节器134相关联并且并置。调节系统1100还包括扫气风扇136、过程风扇138、阀406、系统控制器150和储存罐1 204以及储存罐2 208。从图11中省去了促进冷却流体通过系统1100的输送的泵,但是根据本公开,适当数量和布置的这种泵可以包括在该调节系统和其他调节系统中。
调节系统1100包括DX单元1102(或一些其他类似的机械冷却系统)。DX单元1102包括DX盘管1104、压缩机1106、冷凝器1108和膨胀阀1110。DX盘管1104布置在过程集气室106中的LAHX1 110的下游。DX单元1102配置为使用例如冷凝的制冷剂液体冷却流过过程集气室106的过程空气。在操作中,DX单元1102通过使冷凝的制冷剂流过盘管来冷却过程空气,通过使冷凝的制冷剂流过盘管冷却过程空气并使制冷剂在吸收热量时膨胀,最终转化为气体。然后,DX单元1102将制冷剂泵送到压缩机1106,压缩机1106压缩气体制冷剂并使之通过另一个热交换器,布置在扫气集气室104中的冷凝器1108。扫气空气冷却流经冷凝器1108的制冷剂,此后,冷却的压缩制冷剂再次呈液态。DX单元1102然后将冷却的制冷剂液体通过膨胀阀1110泵送(或以其他方式输送)回到DX盘管1104,并且该循环再次开始。
与根据本公开的至少一些其他示例一样,调节系统1100可以根据各种因素以多种模式操作,包括来自封闭空间的热负荷和/或室外空气(或进入的扫气空气)条件。例如,系统控制器150可以被配置为控制系统1100(以及根据本公开的其他示例系统)的元件以在不同模式下不同地操作。系统控制器150可以被配置为以节能模式和蒸发模式以及其他模式来操作系统1100。例如,在节能模式中,通常,进入系统的室外空气具有足够的冷却能力,使得LAMEE2 110可以用扫气空气冷却水或其他流体,而无需通过LAMEE1 108进行调节。在这种模式下,例如,系统控制器150可以使LAMEE1 108、预冷却器402以及在某些情况下使DX单元1102停用和/或使扫气空气绕过预冷却器和LAMEE1。在该模式下,如参考根据本公开的其他示例所描述的,LAMEE2 110使用扫气空气冷却水,并将水通过阀406和罐204输送到LAHX1112。在蒸发模式下,例如LAMEE1 108、预冷却器402、LAMEE2 110和回收盘管202都可以被激活并用于冷却流到LAHX1 112并由其用来冷却过程空气的水(或其他传热流体)。另外,在蒸发加DX模式下,DX单元1102可被激活并用于提供补充冷却至LAHX1 112冷却的过程空气。
在一个示例中,系统控制器150被配置为使调节系统1100以蒸发模式操作。在这种模式下,例如,室外扫气空气被风扇136吸入并通过扫气集气室104。室外空气通过LAMEE1108,通过LAMEE1 108减少了室外/扫气空气的焓。然后,室外空气通过预冷却器402并通过预冷却器402进行冷却,该预冷却器使用通过第一回路从罐1 204输送到预冷却器入口的流体进行冷却。冷却的室外空气然后流过并蒸发冷却流经LAMEE2 110的流体。扫气空气经过LAMEE2 110并流过回收盘管202。回收盘管202从LAHX1 112的出口接收流体,扫气空气冷却从LAHX1 112接收的加热的流体。然后风扇136将扫气空气从扫气集气室104的出口122排出
由LAMEE1 108冷却的水或其他蒸发冷却流体通过流体环路运输到罐1 204,罐1204储存水。水从罐1204输送到预冷却器402的入口和LAHX1 112的入口。LAHX1112使用LAMEE2 110冷却的水直接、可感测地冷却从封闭空间返回到过程集气室106的加热的过程空气。
仍处于蒸发模式,水从过程集气室106中的LAHX1 112的出口流向扫气集气室104中的回收盘管202的入口。系统控制器150在蒸发模式中可以激活或不激活阀406(取决于阀门的默认状态),以使水从回收盘管202的出口流入罐204。
在蒸发加DX模式下,系统控制器150激活DX单元1102。在该模式下,LAHX1 112使用来自罐204的冷却水或其他流体冷却过程空气。此外,过程空气经过LAHX1 112并被过程集气室106中的布置在LAHX1 112下游的DX盘管1104进一步地冷却。在这种情况下,DX盘管1104可以在将过程空气供应到封闭空间之前将该空气冷却到目标供应温度。
系统控制器150还可以被配置为使调节系统1100在节能模式下运行。例如,在节能模式下,系统控制器150可以使LAMEE1 108、预冷却器402以及在某些情况下使DX单元1102停用和/或使扫气空气绕过预冷却器和LAMEE1。在该模式下,如参照根据本公开的其他示例所描述的,LAMEE2 110使用扫气空气冷却水,并将水通过阀406和罐204输送到LAHX1 112。
图12示出了包括液体至液体热交换器(LLHX)1202的另一示例性调节系统1200。调节系统1200具有与上述示例相同的许多部件和功能。例如,在图12中,调节系统1200包括系统机柜102、扫气集气室104、过程集气室106、LAMEE1 108、LAMEE2 110、LAHX1 112和LAHX2114。扫气集气室104包括入口120、出口122,以及分别与其相关联且通常并置的气流调节器124和126。过程集气室106包括与气流调节器130关联和并置的入口128和与气流调节器134关联和并置的出口132。调节系统1200还包括扫气风扇136、过程风扇138、系统控制器150以及罐204和208。从图12中省略了促进冷却流体输送通过系统1200的泵,但是根据本公开,适当数量和布置的这种泵可以包括在该调节系统和其他调节系统中。
在图12的示例中,调节系统LLHX 1202,其被配置和布置成使用经由第一流体环路1204和罐1204来自LAMEE2 110的水或其他第一冷却流体,来冷却经由第二流体环路1206流过LLHX 1202、LAHX1 112和回收盘管202的第二冷却流体。使用调节系统1200中的LLHX1202可具有许多优点,包括例如减少在冬季/节能模式下流体环路1206中冻结的风险,因为第二冷却流体可以是乙二醇或其他具有防冻特性的流体。
由LAMEE2 110冷却的水经由流体环路1204从LAMEE2的出口输送到罐1 204。冷却的水离开罐204并进入LLHX 1202的第一侧(例如LLHX的水侧)。第二流体可以通过流体环路1206的输入线进入LLHX 1202并流出,并通过回路1206的另一部分输送到LAHX1112。冷却剂可以是任何合适的传热流体,并且在某些情况下可以包括防冻以最大程度降低冬季冷却剂冻结的风险。流过LLHX 1202的水侧的冷却水冷却流过LLHX的第二侧的第二冷却流体。然后,冷却的第二冷却流体被输送到LAHX1 112,LAHX1 112使用第二冷却流体来冷却从密封空间接收在过程集气室106中的加热的过程空气。如其他示例所述,LAHX1 112可以配置为将过程空气冷却到目标供应空气温度。
在用于冷却过程空气之后,可以通过流体环路1206将较高温度(也称为加热)的冷却剂从过程集气室106中的LAHX 112的出口输送到扫气集气室中的回收盘管202的入口。流过扫气集气室106的扫气空气冷却加热的第二冷却流体,此后第二冷却流体再循环回到LLHX 1202的第二侧。
LLHX 1202可以物理上位于系统机柜102中,但位于集气室104和106外部。在某些示例中,LLHX 1202可以位于扫气集气室104或过程集气室106中。此外,LLHX 1202可以与系统机柜102以及集气室104和106分开放置,在这种情况下,可以使用泵或其他机构在LLHX和调节系统1200的其他部件之间输送冷却流体。
尽管在图12的示例中未示出,但是,调节系统1200还可以包括机械冷却系统,如DX单元,以为储存在罐1 204中的水或其他冷却流体提供冷却或为在LLHX 1202,LAHX1 112和回收盘管202之间循环的第二冷却流体提供冷却。这样的DX单元可以以类似于参考图1的调节系统1100所描述的方式耦合到调节系统1200并与其协同工作。另外,在根据本公开的示例中,调节系统1200可以配置有LLHX,具有或不具有附加的机械冷却系统,并且不具有预冷却器402。
系统控制器150可以被配置为以多种模式控制调节系统1200的操作。上面描述了第一或蒸发模式,其中调节系统的所有部件都处于活动状态并提供冷却。
另外,系统控制器150可以在节能模式下操作调节系统1200。在节能模式下,例如,系统控制器150可以使LAMEE1 108、预冷却器402和/或LAMEE2 110停用和/或使空气和/或流体流绕路。在该模式下,LLHX 1202通常处于非活动状态,并且第二冷却流体通过第二流体环路1206在LAHX1 112和回收盘管202之间的绕行回路中循环。回收盘管202使用扫气空气冷却第二冷却流体并输送第二流体进入LAHX1 112,LAHX1 112使用冷却的第二流体冷却从封闭空间接收的加热的过程空气。
调节系统1200包括多种冷却流体和相关的冷却流体环路1204和1206。第一冷却流体(例如水或主要是水)流过LAMEE2 110、预冷却器402和LLHX 1202(至少在LAMEE被激活以提供蒸发冷却的蒸发模式)。第二冷却流体(例如乙二醇)流经LAHX1 112、回收盘管202和LLHX 1202,第二冷却流体用于蒸发和节能操作模式。
图13描绘了根据本公开的另一示例调节系统1300。在一些示例中,扫气空气回路和过程空气回路可以被分开一些距离,而不是被共同容纳/封装和并置。图13的示例性调节系统1300与图4的调节系统400基本相同,除了调节系统1300不包括容纳扫气和过程空气回路(以及在某些情况下,流体环路)的系统机柜102。在图13的示例中,取而代之的是,扫气集气室104和相关的部件以及过程集气室106和相关的部件被分开地定位并且彼此隔开一定距离。尽管就部件和功能而言,该示例是在图4的示例之后模制的,但是根据本公开的其他示例性调节系统也可以被如此布置和配置。例如,调节系统100、200、900、1000、1100和1200中的任何一个还可以包括分离的且彼此隔开一定距离的扫气和过程空气回路(例如,集气室、冷却部件、流体环路或其一部分等)。
图14是描绘根操作据本公开的调节系统的示例方法1400的流程图。在图14中,方法1400包括引导第一空气流通过布置在第一集气室(1402)内部的第一液体至空气膜能量交换器(LAMEE1),引导第一空气流通过布置在LAMEE1(1404)的下游的第一集气室内部的第二LAMEE(LAMEE2),引导第一冷却流体通过布置在第二气室(1406)内的第一液体至空气热交换器(LAHX1),并引导液体干燥剂通过与LAMEE1(1408)流体连通的第二LAHX(LAHX2)。
在图14的示例方法中,LAMEE1配置为使用液体干燥剂来降低流过第一集气室的第一空气流的焓。LAMEE2被构造为使用第一空气流来蒸发冷却流过LAMEE2的水。第二集气室配置为将第二空气流从第二入口引导至第二出口。另外,第二入口从封闭的空间接收已加热的空气(全部或部分地由系统调节),第二出口将已冷却的空气供应到该空间。LAHX1配置为使用第一冷却流体直接并可感测地冷却第二空气流。LAHX2配置为使用室外空气冷却流体干燥剂。
图14的示例方法大体示出了根据本公开的示例起作用以调节封闭空间中的空气的方式。图14的方法的功能可以通过根据本公开的各种调节系统来执行。例如,方法1400的功能可以由调节系统100、200、400、900、1000、1100、1200和/或1300来执行,其部件和功能在上文参考图1至图13进行了描述。
图15示出了示例性调节系统300,其可以类似于所描述的其他示例性系统并且包括用于再生的流体环路的替代设计。为了简单起见,在图15中仅示出了系统1500的一部分,应认识到可以包括附加部件。例如,在图15中仅示出了集气室104的一部分,但是应认识到集气室104可以包括以上参考其他示例示出和描述的一些或全部附加部件。
LAMEE1 108可以以与以上示例中所述类似的方式构造和操作。可以将在出口1510处离开LAMEE1 108的稀释干燥剂分成两条流动路径-通往罐208的第一流动路径,或者直接通往再生器700的第二流动路径(经由干燥剂回路1520)。再生器700可以类似于上述再生器操作。在入口1530处进入再生器700的干燥剂可以处于第一浓度C1。在出口1540处离开再生器700的浓缩干燥剂可以处于第三浓度C3,并且可以被输送到罐208中以与已经在罐中的干燥剂混合。这样,罐208中的干燥剂可以处于第二浓度C2,该第二浓度C2大于第一浓度C1并且小于第三浓度C3。
在以上描绘和描述的对比示例中,代替稀释干燥剂(浓度为C1)与罐中的干燥剂混合然后流向再生器(第二浓度为C2),在图15中离开LAMEE1 108的稀释干燥剂被直接以第一浓度C1输送到再生器700。以第二浓度C2离开罐208的所有干燥剂循环通过LAHX2 114并通过LAMEE1返回,而不是选择性地将一部分第二浓度C2的干燥剂引导至再生器700。因此在图15的设计中,干燥剂流路的分支在LAMEE1 108的出口1510处,而不是在罐208的出口处。
说明&示例
本申请提供以下示例性实施方式或示例,其编号不应解释为指代重要性级别:
示例1提供了一种用于控制封闭空间中的条件的系统,所述系统包括:第一集气室,其配置为将第一空气流从第一入口引导至第一出口;第二集气室,其配置为将第二空气流从第二入口引导至第二出口,所述第二入口从所述空间接收已加热的空气,且所述第二出口向所述空间供应已冷却的空气;第一液体至空气膜能量交换器(LAMEE1),其布置在所述第一集气室内部,LAMEE1配置为使用液体干燥剂来降低所述第一空气流的焓;第二液体至空气膜能量交换器(LAMEE2),其布置在所述第一集气室内部LAMEE1下游,LAMEE2配置为使用第一空气流以蒸发方式冷却流过LAMEE2的水;第一液体至空气热交换器(LAHX1),其布置在第二集气室内部,LAHX1配置为使用第一冷却流体直接且可感测地冷却所述第二空气流;以及第二液体至空气热交换器(LAHX2),其与LAMEE1流体连通,LAHX2配置为从LAMEE1接收液体干燥剂,并使用室外空气冷却所述液体干燥剂。
示例2提供了示例1的系统,并且可选地其中,LAMEE1配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓。
示例3提供了示例1和/或示例2的系统,并且可选地其中,LAMEE1配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓,并且其中流过LAMEE2的水的至少一部分包括由LAMEE1从所述第一空气流中去除的水。
示例4提供了示例1-3中任何一个的系统,并且可选地还包括布置在扫气集气室的内部LAMEE2上游的预冷却器盘管,所述预冷却器盘管配置为在扫气空气进入LAMEE2之前调节所述扫气空气。
示例5提供了示例4的系统,并且可选地其中,所述预冷却器盘管配置为接收由LAMEE2冷却的水的至少一部分,以调节所述扫气空气。
示例6提供了示例4的系统,并且可选地,还包括流体储存罐,以储存从LAMEE2的流体出口接收的水。
示例7提供了示例6的系统,并且可选地还包括机械冷却系统,所述机械冷却系统配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的水。
示例8提供了示例6的系统,并且可选地还包括液体至液体热交换器(LLHX),其配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的水。
示例9提供了示例8的系统,并且可选地还包括第三液体至空气热交换器(LAHX3),LAHX3布置在第一集气室的内部LAMEE2下游,且配置为使用扫气空气冷却水和第一冷却流体中的至少一个。
示例10提供了示例9的系统,并且可选地,还包括:第一流体环路,其配置为将水从LAMEE2的流体出口输送通过LLHX,并将水返回至LAMEE2的流体入口;以及第二流体环路,其与第一流体环路流体隔离,所述第二流体环路配置为将第一冷却流体从LAHX3的出口通过LLHX输送到LAHX1的入口,并将第一冷却流体从LAHX1的流体出口返回至LAHX3的流体入口。
示例11提供了示例1-10中的任何一个的系统,并且可选地,还包括布置在在过程集气室内部LAHX1下游的直接交换(DX)盘管,所述DX盘管配置为使用流过其中的第二冷却流体冷却过程空气。
示例12提供了示例1-11中的任何一个的系统,并且可选地,其中,LAMEE1配置为通过将水和热量从所述第一空气流去除来降低所述第一空气流的焓,LAMEE1的流体入口处的液体干燥剂的温度低于LAMEE1的流体出口处的所述液体干燥剂的温度。
示例13提供一种用于控制封闭空间中的条件的系统,所述系统包括:扫气集气室,其配置为将扫气空气从扫气入口引导至扫气出口;过程集气室,其配置为将过程空气从过程入口引导至过程出口,所述过程入口从所述空间接收已加热的空气,所述过程出口将已冷却的空气供应至所述空间;第一液体至空气膜能量交换器(LAMEE1),其布置在扫气集气室内部,LAMEE1配置为使用流过LAMEE1的第一流体来降低扫气空气的湿度,LAMEE1的空气入口处的扫气空气中水的第一浓度高于LAMEE1的空气出口处的扫气空气中的水的第二浓度;蒸发冷却器,其布置在扫气集气室内部LAMEE1下游,所述蒸发冷却器配置为使用扫气空气以蒸发方式冷却流过其中的第二流体,在蒸发冷却器的流体出口处的所述第二流体的温度低于在所述蒸发冷却器的流体入口处的所述第二流体的温度;第一液体至空气热交换器(LAHX1),其布置在所述过程集气室内部,LAHX1配置为使用流过LAHX1的第三流体直接并可感测地冷却被引导通过所述过程集气室的过程空气;以及第二液体至空气热交换器(LAHX2),LAHX2与LAMEE1流体连通,并配置为接收所述第一流体并使用室外空气冷却所述第一流体。
示例14提供了示例13的系统,并且可选地,其中,LAMEE1配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓。
示例15提供了示例13和/或示例14的系统,并且可选地,其中,所述第二流体包括水,且其中LAMEE1配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓,并且其中流过所述蒸发冷却器的水的至少一部分包括由LAMEE1从所述第一空气流中去除的水。
示例16提供了示例13-15中任一项的系统,并且可选地,还包括布置在扫气集气室的内部LAMEE2上游的预冷却器盘管,所述预冷却器盘管配置为在扫气空气进入LAMEE2之前调节所述扫气空气。
示例17提供了示例16的系统,并且可选地,其中,所述预冷却器盘管配置为接收由所述蒸发冷却器冷却的所述第二流体的至少一部分,以调节所述扫气空气。
示例18提供了示例16的系统,并且可选地,还包括流体储存罐,以储存从所述蒸发冷却器的流体出口接收的第二流体。
示例19提供了示例18的系统,并且可选地,还包括机械冷却系统,所述机械冷却系统配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的第二流体。
示例20提供了示例18的系统,并且可选地,还包括液体至液体热交换器(LLHX),其配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的第二流体。
示例21提供了示例20的系统,并且可选地,还包括第三液体至空气热交换器(LAHX3),LAHX3布置在第一集气室的内部所述蒸发冷却器下游,且配置为使用扫气空气冷却第二流体和第一冷却流体中的至少一个。
示例22提供了示例21的系统,并且可选地,还包括:第一流体环路,其配置为将水从所述蒸发冷却器的流体出口输送通过LLHX,并将水返回至所述蒸发冷却器的流体入口;以及第二流体环路,其与第一流体环路流体隔离,所述第二流体环路配置为将第一冷却流体从LAHX3的出口通过LLHX输送到LAHX1的入口,并将第一冷却流体从LAHX1的流体出口返回至LAHX3的流体入口。
示例23提供了示例13-22中任何一个的系统,并且可选地,还包括布置在在过程集气室内部LAHX1下游的直接交换(DX)盘管,所述DX盘管配置为使用流过其中的第二冷却流体冷却过程空气。
示例24提供了示例13-23中任何一个的系统,并且可选地,其中,LAMEE1配置为通过将水和热量从所述第一空气流去除来降低所述第一空气流的焓,LAMEE1的流体入口处的液体干燥剂的温度低于LAMEE1的流体出口处的所述液体干燥剂的温度。
示例25提供了一种用于控制封闭空间中的条件的方法,该方法包括:将第一空气流引导通过第一液体至空气膜能量交换器(LAMEE1),LAMEE1布置在第一集气室内部,LAMEE1配置为使用液体干燥剂来降低所述第一空气流的焓;将所述第一空气流引导通过第二液体至空气膜能量交换器(LAMEE2),LAMEE2布置在所述第一集气室内部LAMEE1下游,LAMEE2配置为使用第一空气流以蒸发方式冷却流过LAMEE2的水;将第一冷却流体引导通过第一液体至空气热交换器(LAHX1),LAHX1布置在第二集气室内部,所述第二集气室配置为将第二空气流从第二入口引导至第二出口,所述第二入口接收来自所述空间的加热空气,所述第二出口将已冷却的空气供应至所述空间,LAHX1配置为使用所述第一冷却流体直接并可感测地冷却所述第二空气流;以及将液体干燥剂引导通过第二液体至空气热交换器(LAHX2),LAHX2与LAMEE1流体连通,LAHX2配置为使用室外空气冷却所述液体干燥剂。
示例26提供了一种用于控制封闭空间中的条件的系统,所述系统包括:第一集气室,其配置为将第一空气流从第一入口引导至第一出口;第二集气室,其配置为将第二空气流从第二入口引导至第二出口,所述第二入口从所述空间接收已加热的空气,且所述第二出口向所述空间供应已冷却的空气;第一液体至空气膜能量交换器(LAMEE1),其布置在所述第一集气室内部,LAMEE1配置为使用液体干燥剂来降低所述第一空气流的焓;蒸发冷却器,其布置在所述第一集气室内部LAMEE1下游,所述蒸发冷却器配置为使用第一空气流以蒸发方式冷却流过所述蒸发冷却器的水;第一液体至空气热交换器(LAHX1),其布置在第二集气室内部,LAHX1配置为使用第一冷却流体直接且可感测地冷却所述第二空气流;以及第二液体至空气热交换器(LAHX2),其与LAMEE1流体连通,LAHX2配置为从LAMEE1接收液体干燥剂,并使用室外空气冷却所述液体干燥剂。
示例27提供了示例26的系统,并且可选地,其中,所述蒸发冷却器包括第二LAMEE。
示例28提供了示例26和/或示例27的系统,并且可选地,其中,LAMEE1配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓。
示例29提供了示例26-28中任一个的系统,并且可选地,其中,LAMEE1配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓,并且其中流过LAMEE2的水的至少一部分包括由LAMEE1从所述第一空气流中去除的水。
示例29提供了示例26-29中任一个的系统,并且可选地,其中,LAMEE1配置为通过将水和热量从所述第一空气流去除来降低所述第一空气流的焓,LAMEE1的流体入口处的液体干燥剂的温度低于LAMEE1的流体出口处的所述液体干燥剂的温度。
已经描述了根据本公开的各种示例。这些示例和其他示例在所附权利要求的范围内。
Claims (30)
1.一种用于控制封闭空间中的条件的系统,所述系统包括:
第一集气室,其配置为将第一空气流从第一入口引导至第一出口;
第二集气室,其配置为将第二空气流从第二入口引导至第二出口,所述第二入口从所述空间接收已加热的空气,且所述第二出口向所述空间供应已冷却的空气;
第一液体至空气膜能量交换器,其布置在所述第一集气室内部,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为使用液体干燥剂来降低所述第一空气流的焓;
第二液体至空气膜能量交换器,其布置在所述第一集气室内部所述第一液体至空气膜能量交换器下游,所述第二液体至空气膜能量交换器配置为使用第一空气流以蒸发方式冷却流过所述第二液体至空气膜能量交换器的水;
第一液体至空气热交换器,其布置在所述第二集气室内部,所述第一液体至空气热交换器配置为使用第一冷却流体直接且可感测地冷却所述第二空气流;以及
第二液体至空气热交换器,其与所述第一液体至空气膜能量交换器流体连通,所述第二液体至空气热交换器配置为从所述第一液体至空气膜能量交换器接收液体干燥剂,并使用室外空气冷却所述液体干燥剂。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓,并且其中流过所述第二液体至空气膜能量交换器的所述水的至少一部分包括由所述第一液体至空气膜能量交换器从所述第一空气流中去除的所述水。
4.根据权利要求1所述的系统,还包括布置在扫气集气室的内部所述第二液体至空气膜能量交换器上游的预冷却器盘管,所述预冷却器盘管配置为在扫气空气进入所述第二液体至空气膜能量交换器之前调节所述扫气空气。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述预冷却器盘管配置为接收由所述第二液体至空气膜能量交换器冷却的所述水的至少一部分,以调节所述扫气空气。
6.根据权利要求4所述的系统,还包括流体储存罐,以储存从所述第二液体至空气膜能量交换器的流体出口接收的所述水。
7.根据权利要求6所述的系统,还包括机械冷却系统,所述机械冷却系统配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的所述水。
8.根据权利要求6所述的系统,还包括液体至液体热交换器,其配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的所述水。
9.根据权利要求8所述的系统,还包括第三液体至空气热交换器,所述第三液体至空气热交换器布置在所述第一集气室的内部所述第二液体至空气膜能量交换器下游,且配置为使用所述扫气空气冷却所述水和所述第一冷却流体中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的系统,还包括:
第一流体环路,其配置为将所述水从所述第二液体至空气膜能量交换器的流体出口输送通过所述液体至液体热交换器,并将所述水返回至所述第二液体至空气膜能量交换器的流体入口;以及
第二流体环路,其与所述第一流体环路流体隔离,所述第二流体环路配置为将所述第一冷却流体从所述第三液体至空气热交换器的出口通过所述液体至液体热交换器输送到所述第一液体至空气热交换器的入口,并将所述第一冷却流体从所述第一液体至空气热交换器的所述流体出口返回至所述第三液体至空气热交换器的流体入口。
11.根据权利要求1所述的系统,还包括布置在过程集气室内部所述第一液体至空气热交换器下游的直接交换盘管,所述直接交换盘管配置为使用流过其的第二冷却流体冷却所述第二空气流。
12.根据权利要求1所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水和热量从所述第一空气流去除来降低所述第一空气流的焓,所述第一液体至空气膜能量交换器的流体入口处的所述液体干燥剂的温度低于第一液体至空气膜能量交换器的流体出口处的所述液体干燥剂的温度。
13.一种用于控制封闭空间中的条件的系统,所述系统包括:
扫气集气室,其配置为将扫气空气从扫气入口引导至扫气出口;
过程集气室,其配置为将过程空气从过程入口引导至过程出口,所述过程入口从所述空间接收已加热的空气,且所述过程出口向所述空间供应已冷却的空气;
第一液体至空气膜能量交换器,其布置在所述扫气集气室内部,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为使用流过所述第一液体至空气膜能量交换器的第一流体来降低所述扫气空气的湿度,所述第一液体至空气膜能量交换器的空气入口处的所述扫气空气中水的第一浓度高于所述第一液体至空气膜能量交换器的空气出口处的所述扫气空气中的水的第二浓度;
蒸发冷却器,其布置在所述扫气集气室内部所述第一液体至空气膜能量交换器下游,所述蒸发冷却器配置为使用所述扫气空气以蒸发方式冷却流过其的第二流体,在所述蒸发冷却器的流体出口处的所述第二流体的温度低于在所述蒸发冷却器的流体入口处的所述第二流体的温度;
第一液体至空气热交换器,其布置在所述过程集气室内部,所述第一液体至空气热交换器配置为使用流过所述第一液体至空气热交换器的第三流体直接且可感测地冷却被引导通过所述过程集气室的所述过程空气;以及
第二液体至空气热交换器,所述第二液体至空气热交换器与所述第一液体至空气膜能量交换器流体连通,并配置为接收所述第一流体并使用室外空气冷却所述第一流体。
14.根据权利要求13所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水从所述扫气空气中去除来降低所述扫气空气的焓。
15.根据权利要求13所述的系统,其中,所述第二流体包括水,且其中所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水从所述扫气空气中去除来降低所述扫气空气的焓,并且其中流过所述蒸发冷却器的所述水的至少一部分包括由所述第一液体至空气膜能量交换器从所述扫气空气中去除的所述水。
16.根据权利要求13所述的系统,还包括布置在所述扫气集气室的内部所述第二液体至空气膜能量交换器上游的预冷却器盘管,所述预冷却器盘管配置为在所述扫气空气进入所述第二液体至空气膜能量交换器之前调节所述扫气空气。
17.根据权利要求16所述的系统,其中,所述预冷却器盘管配置为接收由所述蒸发冷却器冷却的所述第二流体的至少一部分,以调节所述扫气空气。
18.根据权利要求16所述的系统,还包括流体储存罐,以储存从所述蒸发冷却器的流体出口接收的所述第二流体。
19.根据权利要求18所述的系统,还包括机械冷却系统,所述机械冷却系统配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的所述第二流体。
20.根据权利要求18所述的系统,还包括液体至液体热交换器,其配置为使用第一冷却流体来冷却所述储存罐中的所述第二流体。
21.根据权利要求20所述的系统,还包括第三液体至空气热交换器,所述第三液体至空气热交换器布置在第一集气室的内部所述蒸发冷却器下游,且配置为使用所述扫气空气冷却所述第二流体和所述第一冷却流体中的至少一个。
22.根据权利要求21所述的系统,还包括:
第一流体环路,其配置为将所述水从所述蒸发冷却器的流体出口输送通过所述液体至液体热交换器,并将所述水返回至所述蒸发冷却器的流体入口;以及
第二流体环路,其与所述第一流体环路流体隔离,所述第二流体环路配置为将所述第一冷却流体从所述第三液体至空气热交换器的出口通过所述液体至液体热交换器输送到所述第一液体至空气热交换器的入口,并将所述第一冷却流体从所述第一液体至空气热交换器的所述流体出口返回至所述第三液体至空气热交换器的流体入口。
23.根据权利要求13所述的系统,还包括布置在所述过程集气室内部所述第一液体至空气热交换器下游的直接交换盘管,所述直接交换盘管配置为使用流过其的第二冷却流体冷却所述过程空气。
24.根据权利要求13所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水和热量从所述扫气空气去除来降低所述扫气空气的焓,所述第一液体至空气膜能量交换器的流体入口处的所述第一流体的温度低于所述第一液体至空气膜能量交换器的流体出口处的所述第一流体的温度。
25.一种用于控制封闭空间中的条件的方法,该方法包括:
将第一空气流引导通过第一液体至空气膜能量交换器,所述第一液体至空气膜能量交换器布置在第一集气室内部,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为使用液体干燥剂来降低所述第一空气流的焓;
将所述第一空气流引导通过第二液体至空气膜能量交换器,所述第二液体至空气膜能量交换器布置在所述第一集气室内部所述第一液体至空气膜能量交换器下游,所述第二液体至空气膜能量交换器配置为使用所述第一空气流以蒸发方式冷却流过所述第二液体至空气膜能量交换器的水;
将第一冷却流体引导通过第一液体至空气热交换器,所述第一液体至空气热交换器布置在第二集气室内部,所述第二集气室配置为将第二空气流从第二入口引导至第二出口,所述第二入口接收来自所述空间的已加热的空气,所述第二出口将已冷却的空气供应至所述空间,所述第一液体至空气热交换器配置为使用所述第一冷却流体直接且可感测地冷却所述第二空气流;以及
将所述液体干燥剂引导通过第二液体至空气热交换器,所述第二液体至空气热交换器与所述第一液体至空气膜能量交换器流体连通,所述第二液体至空气热交换器配置为使用室外空气冷却所述液体干燥剂。
26.一种用于控制封闭空间中的条件的系统,所述系统包括:
第一集气室,其配置为将第一空气流从第一入口引导至第一出口;
第二集气室,其配置为将第二空气流从第二入口引导至第二出口,所述第二入口从所述空间接收已加热的空气,且所述第二出口向所述空间供应已冷却的空气;
第一液体至空气膜能量交换器,其布置在所述第一集气室内部,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为使用液体干燥剂来降低所述第一空气流的焓;
蒸发冷却器,其布置在所述第一集气室内部所述第一液体至空气膜能量交换器下游,所述蒸发冷却器配置为使用所述第一空气流以蒸发方式冷却流过所述蒸发冷却器的水;
第一液体至空气热交换器,其布置在所述第二集气室内部,所述第一液体至空气热交换器配置为使用第一冷却流体直接且可感测地冷却所述第二空气流;以及
第二液体至空气热交换器,其与所述第一液体至空气膜能量交换器流体连通,所述第二液体至空气热交换器配置为从所述第一液体至空气膜能量交换器接收所述液体干燥剂,并使用室外空气冷却所述液体干燥剂。
27.根据权利要求26所述的系统,其中,所述蒸发冷却器包括第二LAMEE。
28.根据权利要求26所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓。
29.根据权利要求26所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水从所述第一空气流中去除来降低所述第一空气流的焓,并且其中流过所述第二液体至空气膜能量交换器的水的至少一部分包括由所述第一液体至空气膜能量交换器从所述第一空气流中去除的所述水。
30.根据权利要求26所述的系统,其中,所述第一液体至空气膜能量交换器配置为通过将水和热量从所述第一空气流去除来降低所述第一空气流的焓,所述第一液体至空气膜能量交换器的流体入口处的所述液体干燥剂的温度低于所述第一液体至空气膜能量交换器的流体出口处的所述液体干燥剂的温度。
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