CN110913970B - 用于具有集成的基于微乳液的空气除湿的空调系统的解吸器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的空调系统的解吸器（20），解吸器具有：解吸片，其被卷绕以形成外端（21）、内端（22）、顶端和底端，其中收集管（23）设置在内端处并且解吸片具有：多个捕捉网层，其在解吸片的外端和内端之间延伸，以及多个基本上不透气的连接器层，其在解吸片的外端和内端之间延伸，其中连接器层置于解吸片的顶端和底端之间的网层之间。

Description

用于具有集成的基于微乳液的空气除湿的空调系统的解吸器

技术领域

示例性实施例涉及解吸系统领域，并且更具体地涉及用于具有集成的基于微乳液的空气除湿的空调系统的解吸器。

背景技术

一种类型的空调系统是具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的加热通风空调（HVAC）系统，该系统是可以提供潜在的空气冷却同时增强系统性能的技术。基于微乳液的空气除湿系统可以对涉及腐蚀性液体干燥剂溶液（LiCl、LiBr）和干燥剂轮（desiccantwheel）的除湿技术提出高效且有成本效益的替代方案。基于微乳液的空气除湿系统可以通过可提供以下相关益处的基于有机液体的微乳液吸附剂来实现：1）例如经由基于微乳液的解吸器的微乳液有机液体再生所需的热量可以是当使用其它干燥剂时所需的热量的一小部分；2）干燥剂再生温度可以是可比较地低的；3）当供应热量时，吸收的流体可以作为液体而不是蒸汽被释放，由此减少对某些冷凝器的需要，而解吸的流体可以用于冷却其它冷凝器；以及4）所利用的有机溶液不是腐蚀性的，由此降低操作复杂性和成本。

鉴于使用基于微乳液的空气除湿系统的HVAC系统的益处，存在解决基于微乳液的解吸器下游的油携带的期望。两个类别的油携带包括：（1）以气溶胶（液体微滴（droplet））形式的携带；以及（2）以蒸汽形式的携带。油微滴可以从由油润湿表面的几何特征创建的气流速度分布发生。相对于油蒸汽压力，油蒸汽可以从过程的温度发生。用于捕获油气溶胶的典型过程可以涉及将油微滴冲击和凝聚（coalescing）到高表面积有机或金属纤维网（mesh）上。用于捕获油蒸汽的过程可以涉及使用高容量固体吸附剂对油蒸汽的制冷或/和吸附。

工业设备可能经历油携带问题，包括例如油润滑旋转螺杆空气压缩机。解决油携带的设备可以被设计用于与HVAC系统相比产生大量的油携带的系统，并且可以被设计用于连续移除捕获的油微滴，这能够导致能量浪费。图1A和1B图示了具有自动化排出口的已知工业解吸器10a、10b。这样的系统可能非常复杂和昂贵。另外，这样的系统可以被设计用于涉及相对高压的操作，其提供允许不期望地高的压降的特大的部件。

发明内容

公开了一种用于具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的空调系统的解吸器，解吸器包括：解吸片，其被卷绕以形成外端、内端、顶端和底端，其中收集管设置在内端处并且解吸片包括：多个捕捉（de-entrainment）网层，其在解吸片的外端和内端之间延伸，以及多个基本上不透气的连接器层，其在解吸片的外端和内端之间延伸，其中连接器层置于解吸片的顶端和底端之间的网层之间。

除了上述特征中的一个或更多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：连接器层以条纹图案（in a stripe pattern）置于网层之间。

除了上述特征中的一个或更多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：解吸片是螺旋卷绕的。

除了上述特征中的一个或更多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：径向中心收集管。

除了上述特征中的一个或更多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：收集管包括内蒸汽过滤器和/或解吸片在外蒸汽过滤器中被缠绕。

除了上述特征中的一个或更多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：每个蒸汽过滤器是活性碳过滤器。

除了上述特征中的一个或更多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：解吸片的顶层和底层是连接器层。

除了上述特征中的一个或更多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：网层和/或连接器层在尺寸上基本上相同。

还公开了一种具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的空调系统，基于微乳液的空气除湿系统包括具有一个或更多个以上特征的解吸器。附加地公开了一种在具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的空调系统中从油浸渍空气解吸油的方法，该方法包括：将空气引导到解吸器中，所述解吸器具有以上特征中的一个或更多个。

附图说明

以下描述不应当被认为以任何方式进行限制。参考附图，相同的元件被相同地编号：

图1A和1B图示了安装在工业油携带捕获系统中的已知自动化排出口；

图2图示了已知的离心分离器；

图3A和3B图示了已知的除雾器；

图4图示了已知的凝聚过滤器；

图5A和5B图示了根据所公开的实施例的解吸器；以及

图6图示了已知的蒸汽过滤器。

具体实施方式

参考附图，所公开的装置和方法的一个或更多个实施例的详细描述在本文中通过示例而非限制来呈现。

图5A-5B图示了根据用于作为空调系统（例如，加热通风空调（HVAC）系统和/或制冷系统）的部分的基于微乳液的除湿系统的实施例的解吸器20。解吸器20可以提供典型地存在于较复杂的系统中的优点。解吸器20可以是可更换模块或筒（cartridge）的形式，具有相对小的占用面积并提供相对低的压降。

现在参考图2、5A和5B，解吸器20可以部分地通过用作离心分离器30来最小化油的气溶胶浓度。离心分离器30可以包括具有多个开口的外壳32，所述多个开口包括第一开口34a、第二开口34b和第三开口34c。第一开口34a用作油浸渍空气的入口，以及第二开口34b用作部分解吸的空气的出口。第三开口34c用作在分离器30中收集的油的排出口。离心分离器30迫使进入的空气到螺旋流中，所述螺旋流朝向外壳32的壁驱动较大和较重的微滴以通过重力分离。

类似地，如图5B中所图示，所公开的解吸器20（例如在其顶视图中）具有螺旋卷绕配置以形成离心分离器。解吸器20的螺旋曲线图示为平面的，并且更具体地，图示为圆的阿基米德螺旋或渐开线。其它二维螺旋和三维螺旋可以是可用的。油浸渍气流在解吸器20的外径向段21中进入，并且在行进到解吸器20的中心22时加速到油收集管23中。较大的、较重的微滴被离心地向外驱动。

现在参考图3A、3B、5A和5B，在油浸渍空气中的较小的气溶胶颗粒可以不利用离心运动去除，因为较小的颗粒跟随空气流线。因此，已知的离心分离器30可以流体地跟随有已知的除雾器40。除雾器40包括除雾器外壳42、传送油浸渍空气的除雾器入口44a、传送从油浸渍空气除雾的油蒸汽的除雾器蒸汽出口46、传送除雾的空气的除雾的空气出口48。除雾器40还可以包括流体连接到除雾的空气出口48的压力释放回路50。内部地，除雾器40可以包含扩散器52和一个或更多个网垫54，其在图3B中较详细地图示。网垫54通过冲击来捕获较小的油微滴。

类似地，图5A和5B中公开的实施例可以提供多个捕捉网材料层，包括层24a-24d。网层24a-24b可以沿着从解吸器20的自顶向下的方向（即，从解吸器20的顶端25到解吸器20的底端26）间隔开。网层24a-24d可以沿着气流的方向延伸，使得每个层在解吸器21的径向外侧和解吸器22的径向内侧之间延伸。网材料24a-24d的层的自顶向下的跨度或高度被图示为各自基本上相同，尽管这不是必需的。网层24a-24d中的每个的面积以及这些层的面积总和可以足以对行进通过解吸器20的空气除雾。网层24a-24d可以是塑料。

现在转到图4、5A和5B，已知解吸器中的浸渍空气可以经过（pass over）凝聚膜62、64。膜62、64可以将剩余油微滴凝聚成较大微滴，其通过重力排出。在图5A和5B中所图示的公开的实施例中，随着浸渍空气行进通过解吸器20，网层24a-24d的形状提供了大的面积用于冲击，并且油微滴在油与网表面碰撞并最终向下排出时凝聚。对于较不苛刻的应用（诸如具有基于微乳液的除湿系统），流动路径可包括提供方向流的连续改变的螺旋形地成形的解吸器。这样的形状能够利用3D曲线（未图示）而不是螺旋2D曲线来获得。

多个连接器层27a-27e被置于解吸片的顶端和底端之间的网层24a-24d之间。连接器层27a-27e基本上是不透气的并且在解吸器20的内端21和内端22之间延伸。多个连接器层27a-27e例如是塑料。其它间隔件材料可以用于连接器层。

现在转到图5A、5B和6，外过滤器72可用作第四解吸元件，以用于其中除了油气溶胶之外也不耐受（tolerate）油蒸汽的过程。在已知的解吸系统中，可以利用制冷剂干燥器（未图示），或者诸如存在于某些饮料瓶74内的活性碳筒可以在解吸器20周围被缠绕以形成外过滤器72。类似地，所公开的实施例可以提供内蒸汽过滤器，其是在解吸器20的内半径22处的活性碳过滤筒28。活性碳筒28的具体直径和长度可以足以提供穿过其行进的空气中的油蒸汽的期望过滤。

对于基于微乳液的除湿系统，使用上述四个分离的设备导致过度的成本和压降。以上公开的解吸器20可提供相对紧凑的系统，其被设计成通过组合离心运动、冲击和凝聚的动作来实现较复杂系统的相同目标。

总之，如图5B中所图示，解吸器20的封装可以是螺旋卷绕片。解吸器20包括缠绕在中心油收集管23周围的一个或更多个膜封套，并且管23可以被活性碳筒28包围。渗透空气沿着具有最小压降的螺旋路径朝向油收集管23行进。

术语“大约”旨在包括与基于在提交本申请时可用的装备对特别量的测量相关联的误差度。例如，“大约”能够包括给定值的±8%或5%或2%的范围。

本文中所使用的术语仅出于描述特别实施例的目的，而不旨在限制本公开。如本文中所使用的，单数形式“一个”、“一”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。还将理解的是，术语“包括”和/或“包括，”，当在本说明书中使用时，指定所陈述特征、总体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、总体、步骤、操作、元件部件和/或其分组的存在或添加。

虽然已经参考一个或更多个示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将理解的是，在不背离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替代其元件。另外，在不背离本公开的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特别情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于作为设想的用于执行本公开的最佳模式而公开的特别实施例，而是本公开将包括落入权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (5)

1.一种用于具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的空调系统的解吸器，所述解吸器包括：

解吸片，其被卷绕以形成外端、内端、顶端和底端，其中收集管设置在所述内端处，

其中所述解吸片包括：

多个捕捉网层，其在所述解吸片的所述外端和所述内端之间延伸，以及

多个基本上不透气的连接器层，所述连接器层在所述解吸片的所述外端和所述内端之间延伸，并且

其中：

所述连接器层置于所述解吸片的所述顶端和所述底端之间的所述网层之间；

所述连接器层以条纹图案置于所述网层之间；

所述解吸片是螺旋卷绕的；

所述收集管在所述解吸器的径向中心处，并且

所述收集管包括内蒸汽过滤器，所述内蒸汽过滤器是活性碳过滤器；且

所述解吸器包括围绕所述解吸器缠绕的另一个活性碳过滤器，从而形成外蒸汽过滤器。

2.根据权利要求1所述的解吸器，其中所述解吸片的顶层和底层是连接器层。

3.根据权利要求2所述的解吸器，其中所述网层和/或连接器层在尺寸上基本上相同。

4.一种具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的空调系统，所述基于微乳液的空气除湿系统包括根据前述权利要求中任一项所述的解吸器。

5.一种在具有集成的基于微乳液的空气除湿系统的空调系统中从油浸渍空气解吸油的方法，所述方法包括：

将所述空气引导到具有解吸片的解吸器中，所述解吸片被卷绕以形成外端和内端、顶端和底端，其中收集管连接到所述内端，

其中所述解吸片包括：

多个捕捉网层，其在所述解吸片的所述外端和所述内端之间延伸，以及

多个基本上不透气的连接器层，所述连接器层在所述解吸片的所述外端和所述内端之间延伸，并且

其中：

所述连接器层置于所述解吸片的所述顶端和所述底端之间的所述网层之间，

所述连接器层以条纹图案置于所述网层之间；以及

所述解吸片是螺旋卷绕的；

所述收集管在所述解吸器的径向中心处，并且所述收集管包括内蒸汽过滤器，所述内蒸汽过滤器是活性碳过滤器；且

所述解吸器包括围绕所述解吸器缠绕的另一个活性碳过滤器，从而形成外蒸汽过滤器。

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