CN111278539A - 膜蒸发增强型蒸汽冷凝器 - Google Patents

Abstract

设置了包括一系列重复的蒸发和/或冷凝通道的膜式蒸发冷凝器（MEC），每个序列的通道包括将蒸汽冷凝成液体的冷凝通道，蒸发通道和零至一百个蒸发‑冷凝通道。冷凝通道具有不可渗透材料的壁，其在冷凝通道的外部与包含LEM的液体蒸发介质（TEM）管道共享该壁。LEM管道包括湿气传递膜（MTM），其中LEM可以蒸发到蒸发通道或蒸发‑冷凝通道中，该通道可以放大传热的效果，以进行额外的质量传递。

Description

膜蒸发增强型蒸汽冷凝器

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月29日提交的美国临时申请序列号62/551,537的权益，该临时申请的公开内容通过引用其整体(包括所有图形、表格和附图)的方式并入本文。

背景技术

传热介质的相变用于有效地移动热能。通常，冷凝器用于传递蒸汽中的热量，使其达到饱和并凝结成液体，释放出热量，该热量通过非渗透性表面传递到工作流体，该工作流体将热量通过另一个单独的过程传递给最终散热器。工作流体可以是气体，例如环境空气，其中加热的流体与大气混合以有效地耗散热输入。尽管仅受到影响，但冷凝器内工作流体的饱和温度必须超过工作流体的干球(dry-bulb)温度。因为没有发生质量交换，所以工作流体温度在吸收热量时会升高。由于空气的密度和比热相对于蒸汽冷凝的相变所释放的热来说非常低，因此需要大体积流量以使得工作流体的温度升高不会增加饱和温度。使用液体冷却剂(通常是水)将热量传递到单独的蒸发冷却装置(冷却塔)可以降低冷凝器所需的饱和温度。

当水蒸发到冷却空气中时，它仅需要超过冷却空气的湿球(wet-bulb)温度，而在很多时候，湿球温度显著低于干球温度。拥有一个单独的冷却塔的不利之处在于冷凝器的冷却仅是显热的(sensible)；限制了工作流体的温度上升，并需要高流速。传统的冷却塔技术对蒸发流体中溶解固体的浓度施加了严格的限制，以避免形成水垢沉积物。另外，由于小水滴释放到环境中会引起安全问题，因为这些水滴会携带致命的细菌，例如军团杆菌(legionella)。这要求仔细维护和定期加氯或其他氧化剂，这增加了责任和劳动量，通常限制了冷却塔在大型设备中的应用。

多年来，人们已经进行了各种尝试来组合冷却塔和冷凝器组件，方法是将液态水喷洒到热交换器的表面上，以蒸发冷却直接覆盖在与发生冷凝的表面相对的热交换表面的流体薄膜。将蒸发冷却与蒸汽冷凝相结合，可以将蒸发冷却的优点整合到一个组件中，从而改善包装并消除泵送水的麻烦。由于从冷凝蒸汽中释放出的相变热对蒸发冷却的相变热吸收的阻力可以忽略不计，因此工作流体的流速不需要很高，以应对显热交换的温度升高。

工作流体(例如水)的全部蒸发往往会在热交换表面上留下水垢沉积物，从而严重降低性能。当不能可靠地控制水膜的厚度和蒸发速率时，操作员可以像常规冷却塔操作员一样限制工作流体的溶解固体浓度。就像冷却塔一样，被雾化成环境空气流的裸露水是细菌的潜在来源。

现有技术中的这些缺陷可以通过单个组件来解决，该单个组件将具有合适几何形状的流动通道的选择性膜与固定在一起的支撑结构结合在一起，而无需使用额外的垫片，其中复杂的3D几何结构会产生效率提高。为此，提出了实用的膜式蒸发冷凝器及其在冷却和除湿系统中的应用。

发明内容

本发明的实施方式针对一种膜式蒸发冷凝器(MEC)，其中布置了用于蒸发和/或冷凝的重复序列(sequence)的通道，每排通道包括用于将蒸汽冷凝成液体的冷凝通道，蒸发通道，和零至一百个蒸发-冷凝通道。冷凝通道具有至少一个蒸汽入口和用于液体和/或蒸汽的至少一个出口，并且位于不渗透材料的两个壁之间，其中冷凝通道的不渗透材料的所有壁不终止重复序列的通道，冷凝通道的不渗透材料的所有壁包括与相邻的用于容纳液体蒸发介质(LEM)的LEM管道共享的壁。LEM管道位于非渗透性材料的第一壁和包含水分传递膜(MTM)的第二壁之间，LEM管道外部的MTM的表面是一个将LEM从LEM管道中蒸发掉的位置。LEM管道包括至LEM管道的一个或多个LEM入口。在本发明的一些实施方式中，MEC包括一个或多个蒸发-冷凝通道，每个蒸发-冷凝通道由LEM管道、非渗透性材料的第二壁限定，其提供了一个用于将从MTM蒸发的LEM冷凝为LEM冷凝物的位置，LEM管道的LEM入口，LEM管道的LEM出口和LEM冷凝物的出口。蒸发通道的所有壁都不会终止重复序列的通道，即LEM管道，其中LEM管道的MTM之间的空间或MTM与终端蒸发通道的不可渗透壁之间的末端空间允许将气态工作流体从一个或多个干工作流体入口运输到一个或多个湿工作流体出口。

根据本发明的实施方式，MEC可以是交替的冷凝通道和蒸发通道的重复序列。在本发明的另一个实施方式中，在冷凝通道和蒸发通道之间按通道顺序可以有1至10个，或者甚至多达100个蒸发-冷凝通道。

MTM可以是Aqualyte^TM，LEM是水。LEM可以来自一个来源或相同或不同材料的多个来源。当LEM是非饮用水时，由于LEM冷凝物可以是纯净水，因此MEC可以充当净水器。可以过滤非饮用水以去除可能使LEM管道淤塞的固体。过滤器可以是约20微米或更细。蒸发通道的LEM和蒸发-冷凝通道的LEM可以来自不同的来源。

在本发明的实施方式中，MEC可以采用蒸汽压缩设备。例如，来自蒸发通道的湿工作流体可以是压缩设备的输入，压缩设备的输出可以输送到冷凝通道的蒸汽入口。一个或多个泵可以联接至冷凝通道、蒸发-冷凝通道和蒸发通道中的至少一个。

在本发明的实施方式中，MEC包括至少一个蒸发冷却器和除湿器，每个蒸发冷却器和除湿器在第一MTM和第二MTM之间具有LEM通道，并且在第一MTM和无孔材料的第一壁之间具有真空蒸发管道，在第二MTM和第二壁之间的冷凝管道包括无孔材料，其中蒸发通道的湿工作流体出口连接到冷凝管道。

如上所述，本发明的实施方式涉及一种制备MEC的方法。在一个实施方式中，该方法包括以交替的顺序提供多个冷凝通道和蒸发通道，将蒸汽入口连接到至少一个管道以连接到蒸汽源，将LEM入口连接到至少一个管道以连接到LEM源，将干燥的工作流体入口连接到至少一个管道以连接至干燥的工作流体源，将液体出口连接到通往至少一个储存器，再循环设备、或排出(drain)的至少一个管道，并可选地，将LEM出口连接到通往至少一个储存器、再循环设备或排出的至少一个管道。在本发明的另一实施方式中，该方法包括以下附加步骤：提供多个蒸发-冷凝通道，并将LEM冷凝物出口连接至通往至少一个储罐、再循环设备或排水管的至少一个管道。在本发明的另一实施方式中，该方法还包括提供至少一个蒸发冷却器和除湿器，将湿工作流体出口连接至冷凝管道，以及将真空蒸发管道连接至真空源。真空源是连接到MEC内流体流的吸气器。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施方式的膜式蒸发冷凝器(MEC)，其具有一系列重复的冷凝通道和蒸发通道。

图2示出了根据本发明的实施方式的多效MEC，其中在每一对冷凝通道和蒸发通道之间插入了多个蒸发-冷凝通道。

图3示出了根据本发明的实施方式的多效MEC，其中在每一对冷凝通道和蒸发通道之间插入多个蒸发-冷凝通道，并且使用多个液体蒸发介质(LEM)源。

图4示出了根据本发明实施方式的包括流体入口和出口的MEC的布置。

图5示出了根据本发明实施方式的可包括在MEC中的蒸发冷却器和除湿器。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及膜式蒸发冷凝器(MEC)，其中冷凝流体(可以是水或任何其他实用的可冷凝流体)和工作流体(可以是水或任何其他实用的蒸发流体)驻留在非渗透性传热表面的相反两侧，在该非渗透性传热表面与选择性渗透性传质膜之间保留着一层薄薄的工作流体。MEC可以包含在任何可抑制冷凝工作流体产生焓的设备中：调节建筑物或其他围护结构的温度或湿度水平，例如HVAC应用；作为工艺的一部分进行循环；是将一种流体与溶液或混合物隔离的蒸馏装置的一部分；进行结晶以浓缩溶液中溶解的固体，直到开始沉淀为止；或者是通过去除不挥发性化合物来处理水或其他液体的热处理过程的一部分。MEC的横截面如图1所示。

如图1所示，两个不可渗透的传热表面1限定了一个通道，该通道用于利用重力输送冷凝蒸汽3，例如但不限于蒸汽，该蒸汽进入该通道并通过该通道前进。提供热量的冷凝蒸汽3通过热交换介质(HEM)的壁2的非渗透性热传递表面1传递，热交换介质可以是金属或其他材料膜的表面，具有足够高的热传递系数，并且任何需要的耐压力和耐腐蚀性。冷凝蒸汽经历冷凝并作为液体4离开通道。来自冷凝蒸汽的热量通过壁2进入包含在壁2和可渗透膜(PM)5所限定的LEM管道6中的液体蒸发介质(LEM)中。LEM可以是水或可利用冷凝蒸汽提供的热量蒸发的任何其他液体。蒸汽穿过PM 5，对于水来说该PM 5可以是湿气转移膜(MTM)，并且在本文中将该PM称为MTM，尽管应理解，该MTM可以是除水以外的某些化学品的PM，并且这些其他LEM可以与MTM一起使用，其中“湿气(moisture)”是水以外的液体。在叙述水和/或蒸汽的情况下，水代表任何其他合适的液体，而蒸汽代表任何合适的蒸汽。湿气穿过MTM 5并且蒸发成包含工作流体的气流，该工作流体作为相对“干燥”的气体7进入由两个MTM 5之间限定的蒸发通道，并作为相对“湿”的气体8离开。“干燥”的气体是没有来自LEM的蒸汽的气体，而“湿”气体是一种包含至少一些LEM蒸汽的蒸汽。本文所用的干燥气体是在工作温度下可以吸收额外的LEM蒸汽的气体，本文所用的湿气是在工作温度下LEM蒸汽可以从中冷凝的气体。尽管冷凝通道中的工作温度可以不同，而蒸发通道中的工作温度可以是相同的温度。尽管如图所示，MEC仅显示用于冷凝介质的两个通道和用于从MTM蒸发的三个通道，其中用于蒸发的两个外部通道由一个MTM和一个容纳壁限定，根据本发明的实施方式，MEC是不限于此，可以包括用于冷凝和蒸发的多个重复对的通道。外部通道可以独立用于冷凝或蒸发。

用于蒸发的热量最终是通过冷凝蒸汽3冷凝至液体4提供的，例如，蒸汽冷凝成水。工作流体可以是空气，LEM可以是水。LEM可以处于流动状态，也可以有效地处于封闭的通道中，该通道通过与LEM源接触而保持充满状态。到LEM的流动促进混合，以维持几乎恒定的热量，并且当LEM是溶液时，在LEM管道内的整个管道厚度上保持恒定的浓度分布。根据本发明的实施方式，MEC具有许多有利的性质，包括但不限于：允许单个组件代替当前使用的液冷冷凝器和冷却塔的典型组合；因为MEC通过传质与工作流体相互作用，所以冷凝流体的饱和温度仅需要超过工作流体的湿球温度；通过消除蒸发介质从冷凝器到单独冷却塔的循环，MEC消除了蒸发介质的温差和质量流率之间的相关性；允许大大减小尺寸，并有可能完全消除循环泵及其寄生功率的要求；并避免直接蒸发，形成很小的气滴或蒸发介质的连续薄膜，以实现有效的传热，而无需使用MTM来调和(mediate)LEM的传质。

根据本发明实施方式的MEC可以包括在：如美国专利号8,470,071中所公开的增强的HVAC系统中；如美国专利号9,283,518中所公开的流体处理系统；如在PCT申请号PCT/US2016/056064中公开的蒸发冷却系统；或如美国专利申请号15/969,449中所公开的紧凑型膜基热质交换器。所有这些公开内容通过引用并入本文。通过从保持在不可渗透材料和可渗透膜之间的LEM薄通道中蒸发，热量可以有效地从与通道对面的不可渗透材料表面接触的流体转移到与LEM通道对面的MTM表面接触的流体中。在本文中，可冷凝的流体或蒸发的流体通常被认为是水、空气和蒸汽，但是，如本领域技术人员所理解的，在本说明书中公开的设计范围内，其他化学物质可以提供相同的功能。

在本发明的一个实施方式中，用于冷凝和蒸发的通道可以被分成多层，作为多效构造MEC，如图2中的四层构造所示。这些层显示出一系列冗余的冷凝通道，例如蒸汽冷凝通道，其中第一通道是蒸汽冷凝通道，其中冷凝蒸汽13进入，冷凝液体14排出，并且位于两个与LEM管道16接触的两个非渗透性HXM 12之间，每个接触蒸汽冷凝通道13远端的HXM 12表面上的PM 15。在这种构造下，离开MTM 15的水蒸汽与蒸汽冷凝通道共享HXM 12，并且水蒸汽抵靠在相邻的HXM 12上冷凝，在该处，在第一HXM处释放的热量驱使LEM管道16的蒸发通过接触的MTM 15进入第二蒸发-冷凝通道；其中，来自LEM管道16的冷凝物抵靠在第二HXM12上冷凝，从而允许其作为第二液体24流出。在连续蒸发-冷凝通道中的冷凝和蒸发级联(cascade)通过连续的蒸发和冷凝将蒸汽冷凝的能量传输通过级联的每一层。从蒸汽或其他冷凝介质输入的初始能量可在级联中有效地重复使用，在随后的蒸发-冷凝通道在水或其他可冷凝蒸汽中达到或接近饱和时是最有效的。后续的蒸发-冷凝通道的数量可以为一到十或更多，具体取决于传热效率和LEM管道16中LEM的质量。这将增加过程的获得的输出比(GOR)，从而增加在给定量的热输入下蒸发的液体量。最终，第n个随后的蒸发-冷凝通道将其HXM 12与其中LEM管道16及其MTM 15将蒸发的水或其他可蒸发的流体输送到包含工作流体(例如空气)的气流中的通道共用，该工作流体作为相对“干燥”的气体17进入由两个MTM 15之间限定的蒸发通道，并作为相对“湿”气体18流出。通过随后的蒸发-冷凝通道的冷凝通道与蒸发通道之间的顺序可以重复多次。例如2次到100次或更多次。

在本发明的实施方式中，可以修改多效构造的MEC，使得没有工作流体作为“干燥”气体17被引入蒸发通道，该蒸发通道的入口被去除，带阀关闭或加盖；从MEC排出的“湿”气体18被转移到未示出的蒸汽压缩装置，该蒸汽压缩装置可以是机械的，电化学的或其他形式的压缩机，而不是立即冷凝的。蒸发通道的带阀入口可用于通过根据需要或期望实现的期望的性能去除或添加蒸汽来维持蒸发蒸汽的期望压力。离开压缩机的高压蒸汽作为冷凝蒸汽13输送到第一冷凝通道，以代替外部供应的蒸汽。这允许通常由电动机提供的机械能在系统内部移动热量，而冷凝的热量被重新捕获以用于不同位置的蒸发。与热动力系统相比，这种热泵效应可使系统更加节能。

根据本发明的实施方式，多效构造MEC允许通过LEM的蒸发提供的蒸汽冷凝液体14和冷凝液体24在管道23中合并并收集为纯水或其他液体。以此方式，LEM几乎可以是任何质量的水，仅受悬浮固体量的限制。因此，可以使用任何非饮用水，只要过滤去除尺寸超过约20微米的颗粒。所使用的非饮用水可以通过MEC的管道21进行再循环，其中，根据冷凝液体24的去除，可以根据需要在入口22处添加未再循环的非饮用水，并在出口25处去除以维持所需的水部分以维护MEC正常功能。

根据本发明的实施方式的多效MEC由于由MTM交界面(interface)提供的特征而实现了优异的性能。MEC为蒸发提供了可靠的预定表面积。MTM可确保连续的蒸发液膜没有局部干斑，并且不会在表面上形成水垢和沉积水垢。MTM后面的LEM被其上方的流体柱加压，因此流体回路会回收将流体提升到设备顶部所花费的能量。没有MTM的常规设备无法承受此压力，需要将液体泵送回柱顶部以克服高度变化。与许多传统的蒸发冷却设备中用于分配蒸发流体的喷嘴相比，LEM层内的分配歧管使用的压力要小得多，以使流体均匀地分布在MTM表面上。LEM与工作流体的直接接触(如在冷却塔应用中)允许冷却流体中的任何空气中的颗粒被工作流体捕获。这破坏了液体的均匀流动，从而允许形成局部的干燥点，并导致脏水在塔底的开放式蓄积池中积聚，这需要经常维护并导致霉菌危害健康。

通过使用耐污垢膜(例如具有面对蒸发介质的固态全蒸发涂层的复合膜，例如Aqualyte^TM)，相对于传统冷却塔，LEM可以高度浓缩。传统塔倾向于使用经过高度处理的再生水作为饮用水的代替方案，这是MTM所不需要的，例如Aqualyte^TM，它可以与仅通过筛选固体进行预处理的废水一起使用，也可以与海水和盐度达到25％的盐水一起使用。根据本发明的实施方式的MEC具有极大地改变冷却塔市场以使用非饮用水的潜力，这是由于在美国发电厂蒸发冷却约占淡水抽取量的41％。通过使用选择性MTM，微生物往返LEM的运输消除了任何传播的空气传播毒素，而所有污染物和毒素仍然浸没在LEM中。MTM处的LEM之间的交界面确保了在分子水平发生的转移和蒸发，因此不会形成被夹带在工作流体中的可以维持和传播微生物种群的水滴。

图3示出了将根据本发明的实施方式的多效MEC结合到平板式热质交换器中，该平板式热质交换器将蒸发和冷凝的多个阶段结合到单个组件中并且使用多个LEM源。在所示的构造中，MTM和非渗透性HXM的层模式在不同的流体流之间进行调节。如图3所示：蒸汽33是由外部热源(例如锅炉46)产生的，蒸汽在一对HXM 32之间的冷凝通道中冷凝，从而产生液态冷凝物34，可以在封闭循环中通过泵39返回锅炉或从系统中移除。来自冷凝通道内的该蒸汽冷凝的热量通过HXM 32传递到蒸发-冷凝通道内的LEM管道36中。该加热的LEM是在热交换器47中使用温暖的冷凝液体34预热的工艺用水，以提供显热。过程LEM通过泵48传输到由HXM 32和MTM 35限定的通道中。蒸汽从接触LEM管道36的MTM 35进入蒸发-冷凝通道，在此通道中以低于液体冷凝物34的温度在相邻的第二HXM 42上冷凝成第二液体44。在HXM42处冷凝为第二液体44的冷凝会导致从第二LEM管道46的蒸发。浓缩的LEM与LEM 50的源合并，并通过泵49在循环回路中输送，其中LEM穿过MTM 45进入MEC的蒸发通道，其中“干燥”气体37从MTM 45抽取蒸汽并将其作为“湿”气体38排出。

根据本发明的一个实施方式，图4示出了平板式热质交换器的示例性非限制性构造的横截面，该平板式热质交换器可以容纳与图3所示的等效的MEC。两个单独的子组件有助于实施MEC。第一子组件是“空气板条(slat)”51，其分离并支撑相邻的MTM，从而为空气提供了流入57和流出58蒸发通道的空间，同时与蒸汽53的冷凝物54的入口和出口以及用于进出内部蒸汽冷凝通道和蒸发-冷凝通道的水或其他LEM55的入口55和出口56隔离开。第二子组件是与空气板条互补布置的“蒸汽板条”52，但被真空密封，并且包括合适的不可渗透的传热材料，以在相邻的HEM对之间分配蒸汽，在此，蒸汽在MEC中冷凝，而从蒸发-冷凝通道中密封蒸汽通道。空气板条和蒸汽板条以堆叠的方式交替布置，在各隔室之间具有密封件，从而允许间隙空间充满水或其他蒸发介质。

在许多空调应用中，潮湿的热空气流68被冷却和除湿以冷却干燥的空气67。在本发明的实施方式中，蒸发冷却器和除湿器包括LEM，其可以是限制在一对MTM 62之间的水，如图5所示。在第一MTM的相对侧，可以在不可渗透的屏障72和第一MTM 62之间形成真空蒸发管道。MTM 62允许水分子从水LEM通道66通过进入真空以提供具有蒸发的水蒸汽70，这引起冷却。所施加的真空69的大小控制LEM通道66的水中的水温。同时，湿空气流68被引入由在LEM通道66的相对侧上的第二MTM 62和第二不可渗透屏障62限定的冷凝管道中。冷却水通道用作从空气流中吸干水分子以使湿空气68除湿以冷却干燥空气67。暖空气68和冷水LEM通道66交换显热以减少气流的温度。该蒸发式冷却器和除湿器可以与根据本发明的实施方式的MEC结合，或者可以单独使用或与其他空调装置结合使用。例如，多效MEC的潮湿排气可以穿过LEM通道66，将其湿度和一些热量传递至真空。真空源可以是机械真空泵，扩散泵或抽吸器，例如水抽吸器。当真空源是抽吸器时，可以通过MEC中的流向抽吸器提供水或其他流体源，例如，通过LEM冷凝液流，LEM出口流，冷凝通道的液体出口，到任何LEM入口的任何水流，或者可能是MEC以外的液体源。

在不与本说明书的明确教导相抵触的范围内，本文中提及或引用的所有专利和专利申请通过引用整体并入本文，包括所有附图和表格。

应当理解，本文描述的示例和实施方式仅用于说明目的，并且鉴于其的各种修改或改变将给本领域技术人员以启示，并且将被包括在本申请的精神和范围内。

Claims (18)

1.膜式蒸发冷凝器（MEC），包括用于蒸发和/或冷凝的重复序列的通道，每个序列通道包括：

冷凝通道，其用于将蒸汽冷凝为液体，所述冷凝通道包括：

不可渗透材料的两个壁，其中不终止重复序列通道的通道的不可渗透材料的两个壁是与用于容纳液体蒸发介质（LEM）的LEM管道的不可渗透材料的壁共享的壁，所述LEM管道包括：

不可渗透材料的第一壁；和第二壁，所述第二壁包括湿气传递膜（MTM），在LEM管道外部的MTM的表面是用于将LEM从LEM管道蒸发的位置；

至LEM管道的至少一个LEM入口；

用于蒸汽的至少一个蒸汽入口；和

用于液体的至少一个液体出口；和

零到一百个蒸发-冷凝通道，每个通道包括：LEM管道；包括不可渗透的材料的第二壁，第二壁是将从MTM蒸发的LEM冷凝成LEM冷凝物的位置；

至LEM管道的至少一个LEM入口和至少一个LEM出口；和

至少一个LEM冷凝物出口；和

蒸发通道，其中所有不终止重复序列通道的所有壁都包括LEM管道以及LEM管道的MTM之间的空间或MTM与终端蒸发通道的不可渗透壁之间的末端空间，并且其中每个蒸发通道具有至少一个工作流体入口和至少一个工作流体出口。

2.根据权利要求1所述的MEC，其中，所述通道序列具有零个蒸发-冷凝通道，包括重复序列的交替的冷凝通道和蒸发通道。

3.根据权利要求1所述的MEC，其中所述通道序列在通道的序列中具有1至10个蒸发-冷凝通道。

4.根据权利要求1所述的MEC，其中MTM是Aqualyte^TM，并且LEM是水。

5.根据权利要求1所述的MEC，其中LEM来自一个来源。

6.根据权利要求1所述的MEC，其中LEM来自多个来源。

7.根据权利要求1所述的MEC，其中LEM是非饮用水。

8.根据权利要求7所述的MEC，还包括在LEM入口之前的过滤器。

9.根据权利要求1所述的MEC，还包括蒸汽压缩装置，其中蒸发通道的湿工作流体出口的湿工作流体被输入到压缩装置，并且压缩装置的输出被输送到冷凝通道的蒸汽入口。

10.根据权利要求1所述的MEC，其中蒸发通道的LEM和蒸发-冷凝通道的LEM来自不同的来源。

11.根据权利要求10所述的MEC，还包括至少一个泵，所述至少一个泵联接至冷凝通道、蒸发-冷凝通道和蒸发通道中的至少一个。

12.根据权利要求1所述的MEC，其中LEM是水，并且LEM冷凝物是纯净水。

13.根据权利要求1所述的MEC，进一步包括至少一个蒸发冷却器和除湿器，所述蒸发冷却器和除湿器包括具有第一MTM和第二MTM的LEM通道，在第一MTM与包括无孔材料的第一壁之间的真空蒸发管道，冷凝管道包括第二MTM和包括无孔材料的第二壁，其中蒸发通道的湿工作流体出口连接到冷凝管道。

14.一种制备根据权利要求1所述的MEC的方法，包括：

以交替序列提供多个冷凝通道和蒸发通道；

将蒸汽入口连接到至少一个用于连接至蒸汽源的管道；

将LEM入口连接到至少一个用于连接至LEM源的管道；

将工作流体入口连接到至少一个用于连接到工作流体源的管道；

将液体出口连接到至少一个连接到至少一个储存器、再循环设备或排水装置的管道；和

可选地，将LEM出口连接到至少一个连接到至少一个储存器、再循环设备或排水装置的管道。

15.根据权利要求14所述的制备MEC的方法，还包括：

提供多个蒸发-冷凝通道；和

将LEM冷凝物出口连接到至少一个连接到至少一个储存器，再循环设备或排水装置的管道。

16.根据权利要求13所述的制备MEC的方法，还包括：

提供至少一台蒸发式冷却器和除湿器；

将工作流体出口连接至冷凝管道；和

将真空蒸发管道连接到真空源。

17.根据权利要求15所述的制备MEC的方法，其中真空源是连接到所述MEC内的流体流的抽吸器。

18.一种包括根据权利要求1所述的MEC的设备，其中，所述设备是：暖通空调；工艺冷凝器；蒸馏装置；结晶装置；水处理装置；或液体处理装置。

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