CN112969530A - 干燥剂组合物及其用途 - Google Patents

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蔡建永
M·R·伊斯兰穆
D·T·裴
K·J·艾姆
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Abstract

本发明提供包括超吸收性聚合物和吸湿性材料的干燥剂组合物、包括干燥剂组合物的除湿器、蒸发冷却器以及包括除湿器和蒸发冷却器的系统。本发明的系统适合用于高湿度的热带环境。

Description

干燥剂组合物及其用途
技术领域
本发明涉及干燥剂组合物，涉及包括干燥剂组合物的除湿器，涉及逆流式露点蒸发冷却器，并且涉及包括除湿器和/或蒸发冷却器的空气冷却系统。
背景技术
在热和潮湿的气候中，由供暖、通风和空调(HVAC)消耗的能量通常包括多达建筑物中总能耗的50％。在与HVAC相关的能耗中，55％用于制冷机。因此，制冷机的能量效率对确保整个HVAC系统有效并且对环境友好是至关重要的。
常规的工作驱动空调系统在标准额定条件下的热力学极限为0.45kW/Rton，其中冷冻水的出口温度和入口冷却水温度分别为12.2℃和29.4℃。另外，存在对在此类系统中使用的HCFC/CFC制冷剂引起的臭氧损耗和温室效应的担忧。
一种环境友好型冷却系统是蒸发冷却器，其不需要CFC制冷剂或能量密集型压缩机。而是，蒸发冷却器利用例如水等流体蒸发的冷却效果。空气可以通过水源，导致水蒸发，这冷却了周围环境/表面。可以将蒸发冷却器分类为其中工作流体(水和空气)直接接触的直接蒸发冷却器(DEC)，和其中表面/板将工作流体分隔开的间接蒸发冷却器(IEC)。在IEC中，水的蒸发冷却了分隔表面/板，然后冷却了表面/板另一侧上流动的空气。DEC的一个问题是由于与蒸发的水接触，输出空气的湿度增加，意味着输出空气可能会令人不适地潮湿。IEC不受该问题的困扰，因为通过分隔表面/板提供冷却效果，并且输出空气的湿度不变。
然而，间接蒸发冷却器的缺点是它们不适合用于例如在新加坡等湿度高的热带条件。这是因为蒸发冷却潜力在较高的湿度下降低(蒸发速率较低)，所以冷却效果限制在窄的温度范围内。另外，因为IEC仅明显地冷却空气，产物空气的湿度比与入口空气的湿度比一样高。因此，在高湿度的空气输入下，产物空气通常不在热舒适区中。
已知的IEC包括来自美国科罗拉多的冷却器。Coolerado冷却器是错流IEC。错流是热交换器的不利模式，因为产物空气没有完全冷却，并且需要高的工作空气流量。这导致较低的冷却能力。另外，错流构造导致热交换器的尺寸大且效率低。如上所述，Coolerado冷却器不适合用于高湿度热带环境中。
另一个已知的IEC是来自新加坡ST Engineering的Airbitat Smart Cooler。至于Coolerado空调，它不适合用于入口空气的湿度高的热带条件。结果，它的冷却能力低并且产物空气不在人类的舒适区中。
因此，需要适合用于高湿度热带环境中的环境友好冷却系统。
发明内容
可以通过使入口空气干燥来改善IEC的性能。因此，为了使IEC的蒸发冷却潜力扩大，本发明人开发新的干燥剂组合物。与市售硅胶相比，干燥剂组合物具有高得多的吸水能力，并且可以在较低温度下再生。这允许使用来自太阳能收集器的能量或低品质废热进行再生。
因此，本发明的第一方面提供以下内容：
1.一种干燥剂组合物，其包括超吸收性聚合物和吸湿性材料。
2.根据条款1所述的干燥剂组合物，其中超吸收性聚合物选自由聚乙烯醇和聚丙烯酸盐组成的组中的一种或多种。
3.根据条款1或2所述的干燥剂组合物，其中聚丙烯酸盐选自由聚丙烯酸钠和聚丙烯酸钾组成的组中的一种或多种。
4.根据前述条款中任一项所述的干燥剂组合物，其中吸湿性材料选自由盐和二醇组成的组中的一种或多种。
5.根据条款4所述的干燥剂组合物，其中盐是无机盐，任选地，其中盐选自由氯化锂、氯化钙、和溴化钠组成的组中的一种或多种。
6.根据条款4所述的干燥剂组合物，其中盐是有机盐，任选地，其中盐是甲酸钾。
7.根据条款4所述的干燥剂组合物，其中二醇选自由三甘醇、聚乙二醇、二甘醇、乙二醇和四甘醇组成的组中的一种或多种。
8.根据前述条款中任一项所述的干燥剂组合物，其中超吸收性聚合物与吸湿性材料的重量比为约10:1至约1:2，任选地，约5:1至约1:1.5，例如约2.5:1至约1:1.1。
9.根据前述条款中任一项所述的干燥剂组合物，其中吸湿性材料分散在超吸收性聚合物内。
10.根据前述条款中任一项所述的干燥剂组合物，其进一步包括抗菌剂。
11.根据条款10所述的干燥剂组合物，其中抗菌剂选自由氨、三甲胺、乙酸、苯胺、双胍、重金属、苯酚和甲酚组成的组中的一种或多种。
12.根据条款10或11所述的干燥剂组合物，其中抗菌剂以与组合物的总重量相比为1至5重量％的量存在。
13.根据前述条款中任一项所述的干燥剂组合物，其中：
(a)超吸收性聚合物是聚乙烯醇并且吸湿性材料是氯化锂，任选地，其中聚乙烯醇与氯化锂的重量比为约5:1至约1:2，例如约2.5:1至约1:1.1，特别是约3:2至约1:1；或
(b)超吸收性聚合物是聚丙烯酸钠并且吸湿性材料是氯化锂，任选地，其中聚丙烯酸钠与氯化锂的重量比为约5:1至约1:2，例如约2.5:1至约1:1.1，特别是约3:2至约1:1；或
(c)超吸收性聚合物是聚乙烯醇并且吸湿性材料是甲酸钾，任选地，其中聚乙烯醇与甲酸钾的重量比为约10:1至约5:1，例如约7:1至约5:1；或
(d)超吸收性聚合物是聚丙烯酸钠并且吸湿性材料是甲酸钾，任选地，其中聚丙烯酸钠与甲酸钾的重量比为约5:1至约1:2，例如约2.5:1至约1:1.1，特别是约1:1。
本发明的干燥剂组合物可用于干燥剂系除湿器。因此，本发明的第二方面提供以下内容：
14.一种除湿器，其包括如条款1至13中任一项所述的干燥剂组合物。
15.根据条款14所述的除湿器，其包括涂覆有干燥剂组合物的干燥剂转轮。
16.根据条款14或条款15所述的除湿器，其包括板翅式热交换器，板翅式热交换器包括涂覆有干燥剂组合物的翅片。
17.根据条款16所述的除湿器，其包括至少两个板翅式热交换器，板翅式热交换器各自包括涂覆有干燥剂组合物的翅片。
另外，本发明还涉及与标准蒸发冷却器相比具有改善的冷却性能的蒸发冷却器。本发明的蒸发冷却器具有改善冷却性能并且减小冷却器体积的逆流构造。因此，本发明的第三方面提供以下内容：
18.一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其包括：
通过一个或多个通道板分隔开的热交换室，其中各通道板配置为提供彼此相邻的至少一个产物通道和至少一个工作通道，
其中至少一个产物通道在第一端处具有空气入口并且在第二端处具有产物空气出口，
其中至少一个工作通道具有在至少一个产物通道的产物空气出口近端的端部区域、穿过作为工作通道的边界的至少一个通道板而形成的产物空气入口，和在产物空气入口远端的端部区域的工作空气出口；
至少一个供水部件或设备；
鼓风机，其构造为将空气推进至至少一个产物通道的空气入口，由此通过至少一个产物通道的产物空气出口，以及至少一个工作通道的产物空气入口和工作空气出口；其中：
各通道板具有面向至少一个产物通道中的第一表面，所述第一表面是不透水性材料或者涂覆在不透水性材料中，和面向至少一个工作通道中的第二表面，所述第二表面可以是芯吸材料或者可以涂覆有芯吸材料，条件是各工作通道中至少一个通道板表面是芯吸材料或者涂覆有芯吸材料；和
将供水部件或设备构造为使得其能够将水供给至一个或多个通道板各自的第二表面上的芯吸材料。
19.根据条款18所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中用于将水供给至芯吸材料的部件是第一水箱，并且将第一水箱构造为通过经芯吸材料的毛细管作用将水供给至芯吸材料。
20.根据条款19所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中逆流式露点间接蒸发冷却器包括两个以上的配置为通过毛细作用将水供给至芯吸材料的水箱。
21.根据条款19或20所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中各水箱位于热交换室的外部，并且芯吸材料从热交换室延伸至各水箱，或者与延伸至各水箱的一块芯吸材料连接。
22.根据条款18至21中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中芯吸材料包括纤维、棉、纱布或绵纸，任选地，其中芯吸材料包括多孔纤维材料，例如天然多孔纤维材料。
23.根据条款18至22中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中不透水性材料选自由不透水性聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯)和不透水性金属(例如铝、铜或不锈钢)组成的组中的一种或多种。
24.根据条款18至23中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中逆流式露点蒸发冷却器构造为使得在操作中流过各产物通道的空气的小部分流过产物空气入口进入工作通道，并且流过各产物通道的空气的大部分流过产物空气出口。
25.根据条款24所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中空气的小部分是进入干的产物通道的空气的5至25重量％，优选10至15重量％。
可以使用本发明的干燥剂组合物，以在空气通过蒸发冷却器之前降低它的湿度。例如，混合系统包括蒸发冷却器和干燥剂组合物系除湿器。此类混合系统克服与蒸发冷却器在高湿度环境下的使用相关的限制。首先，供应空气通过除湿器干燥，然后通过冷却器来明显地冷却。除湿器不仅将供应空气的湿度显著地降低至人体热舒适的水平，而且协同地提高用于冷却器的蒸发冷却潜力。借助于除湿器，蒸发冷却器广泛适用于所有气候条件。显著地，该混合系统可以完全由太阳能供电，并且可以用作室内和室外使用的便携式空调单元。
因此，本发明的第四方面提供以下内容：
26.一种空气冷却系统，其包括：
系统入口；
除湿器；
蒸发冷却器；和
系统出口；其中：
空气冷却系统包括从系统入口至系统出口的液体流路，液体流路通过除湿器然后通过蒸发冷却器；和
除湿器是根据条款14至17中任一项所述的除湿器。
优选地，该系统包括本发明的逆流式露点蒸发冷却器，因为该类型的蒸发冷却器提供改善的冷却性能。因此，本发明的第五方面提供以下内容：
27.一种空气冷却系统，其包括：
系统入口；
除湿器；
蒸发冷却器；和
系统出口；其中：
空气冷却系统包括从系统入口至系统出口的液体流路，液体流路通过除湿器然后通过蒸发冷却器；
除湿器是根据条款14至17中任一项所述的除湿器；和
蒸发冷却器是根据条款18至25中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器。
尽管空气冷却系统优选包括本发明的干燥剂组合物(如本发明的第四和第五方面中)，本发明还预期使用其它类型除湿器的空气冷却系统。因此，本发明的第六方面提供以下内容：
28.一种空气冷却系统，其包括：
系统入口；
除湿器；
蒸发冷却器；和
系统出口；其中：
空气冷却系统包括从系统入口至系统出口的液体流路，液体流路通过除湿器然后通过蒸发冷却器；和
蒸发冷却器是根据条款18至25中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器。
本发明的第四、第五和第六方面还提供以下：
29.根据条款26至28中任一项所述的冷却系统，其进一步包括一个或多个构造为沿着液体流路推进空气的鼓风机。
30.根据条款26至29中任一项所述的冷却系统，其进一步包括用于向除湿器和/或蒸发冷却器供电的电源。
31.根据条款30所述的冷却系统，其中电源包括或者可连接至选自由光伏电池和光伏热混合太阳能收集器组成的组中的一种或多种。
附图说明
图1示出用于测试和分析干燥剂组合物性能的测试设备。设备涉及使加湿的空气经过涂覆有干燥剂的热交换器(DCHE)。
图2示出在图1的设备中测试的干燥剂组合物的实验结果，所述干燥剂组合物是70重量％聚丙烯酸钠超吸收性聚合物和30重量％LiCl。基本上水平的线描述入口温度(上图)和湿度(下图)。可变的线示出当测试干燥剂几个循环时的出口温度和湿度。
图3示出在图1的设备中测试的干燥剂组合物的实验结果，所述干燥剂组合物是60重量％聚丙烯酸钠超吸收性聚合物和40重量％LiCl。基本上水平的线描述入口温度(上图)和湿度(下图)。可变的线示出当测试干燥剂几个循环时的出口温度和湿度。
图4至图6示出根据本发明的干燥剂组合物在不同相对湿度下吸附水的能力。y轴示出以干燥剂组合物的质量％计的水摄入，并且x轴示出30℃下的相对湿度。SAP是指聚丙烯酸钠超吸收性聚合物，并且PVA是指聚乙烯醇超吸收性聚合物。干燥剂的吸附能力比硅胶吸附能力高几倍。
图7a-7d示出本发明的干燥剂组合物的有利性能：(a)比较示出本发明的干燥剂组合物具有比硅胶高5-7倍的吸水能力；(b)涂覆有超吸收剂的转轮除湿器；(c)比较示出涂覆有超吸收剂的转轮比涂覆有商业硅胶的转轮具有更高的除湿性能；和(d)包含抗菌剂的干燥剂的抗菌和除臭特性。
图8a、图8b和图9示出根据本发明的实施方案的逆流式露点蒸发冷却器的热交换室内干的产物通道和湿的工作通道的配置的不同视图。
图10示出根据本发明的实施方案的逆流式露点蒸发冷却器中水箱和芯吸材料的配置。芯吸材料从热交换室的湿的工作通道延伸，并且与水箱中的水接触。然后通过毛细作用将水转移至湿的工作通道。
图11a示出根据本发明的实施方案的空气冷却系统实施方案中组件的顺序。将空气吹过除湿器，然后吹过逆流式露点蒸发冷却器，随后排出为干燥且冷却的产物空气。图11b示出本发明的冷却系统与几个市售冷却器(来自新加坡ST Engineering的Airbitat，来自美国科罗拉多的Coolerado，和常规IEC)相比，能够在更大程度上降低空气的温度和湿度二者。
具体实施方式
干燥剂组合物
本发明提供干燥剂组合物、除湿器和利用该干燥剂组合物的空气冷却系统。如本文中所使用的，“干燥剂组合物”是能够从周围空气吸收水，由此降低周围空气的湿度的组合物。吸水后，干燥剂组合物将变湿并且可以通过加热来干燥。提到本文中的干燥剂组合物包括提到干的(例如无水)组合物，和提到湿的(例如饱和)组合物，以及提到部分湿的干燥剂组合物。在实施方案中，干燥剂组合物在水中能够吸收高达它们重量的七倍，例如高达五倍。
本发明的干燥剂组合物包括超吸收性聚合物和吸湿性材料。
如本文中所使用的，词语“包含(comprising)”或其类似的词例如“包含(comprises)”可以解释为需要所提及的特征，但是不限制其它特征的存在。可选地，词语“包含”还可以涉及仅意图存在的列出的组件/特征的情况(例如词语“包含”可以由短语“由……组成”或“基本上由……组成”代替)。明确地预期可以将较宽和较窄的解释二者都应用至本发明的所有方面和实施方案。换言之，词语“包含”及其同义词可以由短语“由……组成”或短语“基本上由……组成”或其同义词代替，反之亦然。
用于根据本发明的组合物中的适合的超吸收性聚合物包括聚乙烯醇和聚丙烯酸盐(例如聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾)。如本领域技术人员应当理解的那样，超吸收性聚合物包含交联。如此，提到聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸钠、和聚丙烯酸钾作为超吸收性聚合物将理解为提到交联聚乙烯醇、交联聚丙烯酸盐、交联聚丙烯酸钠、和交联聚丙烯酸钾。通常，交联在聚合物的合成期间进行。这可以涉及交联剂的添加，可以使用任意适当的交联剂，并且适合的试剂包括与聚合物主链上的反应性基团反应的那些，以及本身引入聚合物主链的那些。适合的交联基团是本领域技术人员已知的，并且包括乙二醇二甲基丙烯酸酯、马来酸和戊二醛。交联基团的选择将取决于聚合物主链的性质。例如，当聚合物是聚丙烯酸盐时，适合的交联剂是乙二醇二甲基丙烯酸酯。当聚合物是PVA时，适合的交联剂包括马来酸和戊二醛。
将交联引入聚合物的另一种方法是基于自由基的聚合。在聚合过程期间产生的自由基可以与聚合物链反应，在链的中间形成自由基(巨自由基)。该巨自由基可以与另一个巨自由基反应，以形成交联聚合物。自由基可以通过在反应混合物中包括引发剂(例如热引发剂和光引发剂)，或者通过使用高能辐射来形成。
用于根据本发明的组合物中的适合的吸湿性材料包括盐和二醇。盐可以是有机盐或无机盐。适合的有机盐的实例是甲酸钾。适合的无机盐的实例包括氯化锂、氯化钙、和溴化钠，例如氯化锂。适合的二醇的特定实例包括三甘醇和聚乙二醇。也可以使用其它二醇，例如二甘醇、乙二醇和四甘醇。
干燥剂组合物可以包含抗菌剂。如本文中所使用的，术语“抗菌剂”是指例如抑制或防止细菌生长和/或杀死细菌等能够提供抗菌作用的任意试剂或化学品。
包括抗菌剂具有清洁经过干燥剂组合物的空气，以及干燥的效果，由此减少难闻的气味。这也有助于避免细菌或霉菌在除湿器或整个系统内的潮湿环境中积聚。可以包括在干燥剂组合物中的适合的抗菌剂的实例包括氨、三甲胺、乙酸、苯胺、双胍、重金属、苯酚和甲酚。
在本发明的实施方案中，超吸收性聚合物选自聚乙烯醇和聚丙烯酸盐中的一种或多种，吸湿性材料选自氯化锂、溴化锂、氯化钙、三甘醇和聚乙二醇中的一种或多种，并且抗菌剂选自苯胺、双胍、重金属以及苯酚和甲酚中的一种或多种。
在本发明的一些实施方案中，超吸收性聚合物是聚乙烯醇。
在本发明的一些实施方案中，超吸收性聚合物是聚丙烯酸钠。
在本发明的一些实施方案中，吸湿性材料是氯化锂或甲酸钾。
在本发明的特定实施方案中，超吸收性聚合是聚乙烯醇并且吸湿性材料是氯化锂。
在本发明的可选的特定实施方案中，超吸收性聚合物是聚丙烯酸钠并且吸湿性材料是氯化锂。
超吸收性聚合物与吸湿性材料的重量比为约10:1至约1:2，任选地，约5:1至约1:1.5，例如约2.5:1至约1:1.1。如本文中所使用的，当应用在重量比上时，术语“约”是指与特定的比值的偏差多达10％的重量比。当超吸收性聚合物是聚乙烯醇并且吸湿性材料是甲酸钾时，HCO2K:PVA的重量比优选小于1:5，以便确保制备的溶液是均质的。
通常，干燥剂组合物的大部分由超吸收性聚合物和吸湿性材料制成，并且因此，根据本发明的干燥剂组合物通常包含与组合物的总重量相比为20-60重量％的吸湿性材料和40-80重量％的超吸收性聚合物。在实施方案中，干燥剂组合物包含与组合物的总重量相比为30-50重量％的吸湿性材料和50-70重量％的超吸收性聚合物。
当干燥剂中包括时，通常以与组合物的总重量相比为0.1至10重量％，例如1-5重量％的量包括所述抗菌剂。在特定的实施方案中，干燥剂组合物包含与组合物的总重量相比为1-5重量％的抗菌剂、30-50重量％的吸湿性材料和45-69重量％的超吸收性聚合物。
如本领域技术人员应当理解的，提到超吸收性聚合物和吸湿性材料的重量百分数是指干聚合物/吸湿性材料的重量百分比。
在一些实施方案中，干燥剂组合物包含超吸收性聚合物和吸湿性材料，并且基本上没有多孔硅质材料。如本文中所使用的，“基本上没有多孔硅质材料”是指干燥剂组合物包含与组合物的总重量相比为小于5重量％的多孔硅质材料，例如小于3重量％、小于1重量％、小于0.5重量％、或小于0.1重量％。
在本发明的实施方案中，干燥剂组合物基本上由超吸收性聚合物和吸湿性材料组成，任选地，进一步包括如本文中所定义的抗菌剂。在此类实施方案中，与组合物的总重量相比为至少90重量％的组合物可以由超吸收性聚合物、吸湿性材料和任选的抗菌剂制成，例如至少95重量％、至少97重量％、至少98重量％、至少99重量％、至少99.5重量％或至少99.9重量％。
吸湿性材料通常分散在整个超吸收性聚合物基质中。
可以使用图1中所示的实验装置来分析干燥剂组合物的性能。可以将室外空气101、和任选地室内空气102(当打开阀103时)收集并且带进空气加热器104中。可以在空气进入涂覆有干燥剂的热交换器106之前通过超声波加湿器105来将其加湿。参照样品可以通过旁路管线107绕过热交换器。热交换器106包括待测试的干燥剂，以及控温的水管。可以通过冷水浴108、热水浴109和水阀控制机构110来控制水的温度。风扇111帮助驱动空气通过测试设备，并且可以分析供应空气112。
除湿器
本发明还提供包括根据本发明的干燥剂组合物的除湿器。干燥剂系的除湿器是本领域技术人员众所周知的。他们将能够容易地使用于干燥剂除湿器的通用设计适应于包括本发明的干燥剂组合物。
根据本发明的一种类型的除湿器包括板翅式热交换器，所述板翅式热交换器包含涂覆有干燥剂组合物的翅片。在这种类型的除湿器中，将湿空气吹过翅片，并且通过干燥剂来干燥。同时通过通道供给冷却流体，以捕获除湿过程期间释放的吸附放热。然后，温暖的流体(例如水)可以通过位于翅片另一侧上的通道，到达干燥剂，使干燥剂变暖并且干燥。由于该过程循环地而不是连续地运行，板翅式热交换器型除湿器将通常包括至少两个热交换器，使得一个热交换器可以执行干燥功能(产生湿的干燥剂)同时使另一个热交换器上的干燥剂干燥。到执行干燥功能的干燥剂接近饱和时，将使另一个热交换器上的干燥剂干燥。然后可以交换各热交换器的模式，使得干的干燥剂执行除湿功能并且使湿的干燥剂干燥。这意味着除了各热交换器切换功能的短暂时段以外，除湿器几乎可以连续运行。
根据本发明的另一类型的除湿器包括涂覆有干燥剂组合物的干燥剂转轮。在该类型的除湿器中，湿空气通过转轮的一部分，并且通过干燥剂来干燥。转轮缓慢旋转，使得目前湿部分的干燥剂移动远离湿空气源，并且暴露新的干燥部分的干燥剂，以继续干燥空气。温暖的空气通过干燥剂转轮的另一部分，以使湿的干燥剂在返回暴露至潮湿的空气之前得到干燥。
干燥剂转轮型除湿器700的一个实例示出在图7b中。入口空气流705流向干燥剂转轮700的干燥部分710，在此除去水蒸气/水分，产生离开干燥剂转轮700的干燥空气流720。然后，该空气可以指向逆流式露点蒸发冷却器。由于干燥剂转轮700具有有限的吸附水的能力，将需要使干燥剂再生，这可以通过经由指引干燥的加热的空气(730；例如当使用根据本发明的干燥剂组合物时50-60℃)通过干燥剂转轮的再生部分740而再生干燥剂来实现，由此使干燥的加热的空气730通过再生部分740离开干燥剂转轮700，作为通常排放到环境中的潮湿的空气750。如所示，干燥剂转轮700可以配备有电动机760和驱动系统770，以使干燥剂转轮旋转，使得所有干燥剂在干燥剂转轮700的干燥部分710和再生部分740之间旋转。
因此，在本发明的实施方案中，提供包括涂覆有干燥剂组合物的干燥剂转轮700的除湿器。在进一步的实施方案中，除湿器还包括用于使转轮旋转的电动机760和驱动系统770。
逆流式露点蒸发冷却器
本发明还提供一种逆流式露点蒸发冷却器。逆流式露点蒸发冷却器通常包括两个以上的空气流动通道和三个空气流动流，即，(i)供应/摄入空气，(ii)产物/输出空气，和(iii)工作空气(图8a、图8b和图9)。将待冷却的供应空气推动通过干的(产物)通道，在此通过相邻湿的(工作)通道内发生的水蒸发来降低其温度。抽取该调节空气的一部分(通常是大部分)作为冷冻产物空气，同时采用剩余部分作为工作空气，以在湿的通道中进行蒸发冷却。湿的通道中水的蒸发主要受到气流与水膜边界层中的饱和空气之间的水蒸气分压差的影响。如此，如果用除湿器使供应空气干燥，则这会增加湿的通道中的蒸发速率。工作空气在离开通道之前几乎饱和，并且作为湿的排出空气排出。用此类配置，可以将初始供应空气的相当大的一部分冷却至接近其露点，该过程与常规的蒸发冷却不同。
因此，本发明的一个方面(参考图8a、图8b和图9)提供逆流式露点间接蒸发冷却器，其包括：
通过一个或多个通道板809、909分隔开的热交换室800，其中各通道板809、909配置为提供彼此相邻的至少一个产物通道801、901和至少一个工作通道802、902，
其中至少一个产物通道801、901在第一端处具有空气入口805、905并且在第二端处具有产物空气出口806、906，
其中至少一个工作通道具有在至少一个产物通道801、901的产物空气出口806、906近端的端部区域、穿过作为工作通道802、902的边界的至少一个通道板809、909而形成的产物空气入口807、907，和在产物空气入口807、907远端的端部区域的工作空气出口808、908；
至少一个供水部件或设备；
鼓风机，其构造为将空气推进至少一个产物通道的空气入口，并且由此通过至少一个产物通道801、901的产物空气出口806、906，以及至少一个工作通道的产物空气入口807、907和工作空气出口808、908；其中：
各通道板809、909具有面向至少一个产物通道内的第一表面803、903，第一表面是不透水性材料或者涂覆在不透水性材料中，和面向至少一个工作通道内的第二表面804、904，第二表面可以是芯吸材料或者可以涂覆有芯吸材料1001，条件是各工作通道中至少一个通道板表面是芯吸材料或者涂覆有芯吸材料；和
将供水部件或设备构造为使得它能够将水供给至一个或多个通道板808、809各自的第二表面804、904上的芯吸材料。
现在将参照图8a、图8b和图9中示出的实施方案更详细地描述本发明的逆流式露点蒸发冷却器装置。如所描绘的，逆流式露点蒸发冷却器通常包括热交换室800，其包括在热交换室800内具有层叠配置的成对的干的通道801、901和湿的通道802、902。各干的通道801、901和湿的通道802、902通过隔板或通道板809、909分隔开。
干的通道801、901和湿的通道802、902以交替配置层叠，使得除了限定热交换室边界的通道以外，各干的通道801、901夹持在两个湿的通道802、902之间，反之亦然。应当理解，还期望具有单个干的通道801、901和单个湿的通道802、902的装置以本文中描述的方式工作。尽管图8a、图8b和图9中示出的通道以竖直配置层叠(即，通道板809、909横向配置)，应当理解，通道可以以可以工作的任意适合的取向来配置。例如，在本文中考虑的其它实施方案中，通道板809、909可以竖直配置，使得通道在热交换室中以横向方式配置。
各干的通道801、901和湿的通道802、902之间的分隔(通道)板809、909具有面向干产物通道内的第一表面803、903，所述第一表面是不透水性材料或涂覆在不透水性材料中，和面向湿的工作通道的第二表面804、904，所述第二表面可以是芯吸材料或者可以涂覆有芯吸材料。
从鼓风机(未示出)供给的供给输入空气805a、905a通过空气入口805、905进入干的通道801、901。在本发明的逆流式露点间接蒸发冷却器与除湿器联接的方面和实施方案中，在该空气进入蒸发冷却器的空气入口805、905之前，可以对其进行干燥。在输入空气通过干的通道时，它将热损失到湿的通道802、902中。热损失包括湿的通道中空气的显热损失和芯吸材料上水的潜热损失。随着输入空气到达干的通道801、901的端部，其一部分将作为冷却产物空气806a、906a通过产物空气出口806、906。到达干的通道的端部的另一部分输入空气将通过产物空气入口807、907移动到湿的通道802、902中，其中然后沿相反方向(即逆流)使其通过湿的通道，并且因此增加从湿的通道的湿表面804、904的水蒸发速率，直到其通过工作空气出口808、908作为排出工作空气808a、908a。产物空气入口807、907配置在分隔/通道板809、909与产物空气出口806、906相邻的部分中。工作空气出口808、908配置为使得排出工作空气808a、908a不作为输入空气重新进入冷却器。这可以通过使用排出管/排出口或防止输入空气和排出空气混合的其它方式来实现。
如将理解的，为了确保干的通道801、901的端部处产物空气的适当划分，使产物空气出口和产物空气入口的尺寸适当。例如，为了确保至少一些产物空气通过产物空气入口转向，产物空气出口可以具有受限的开口(例如其具有小于进入干的通道的供应空气输入805、905的尺寸)。类似地，当在湿的通道802、902中仅需要小部分调节空气时，产物空气输入807、907通常是通道板809、909的一个或多个小孔。这确保产物空气的大部分最终通过产物空气输出806、906排出。
提取到湿的通道中以用作工作空气的部分调节空气通常为5-60体积％。作为工作空气提取的量将取决于冷却器的要求。例如，输入空气越潮湿，随着空气通过湿的通道可以蒸发进入空气中的每单位空气的水越少。这意味着对于越潮湿的空气输入，湿的通道中需要越高的空气通过量，以便获得令人满意的冷却性能。对于干燥的输入空气，能够在工作通道中蒸发的每单位的水更多，并且需要更低的空气通过量。在实施方案中，进入湿的通道的空气的比例为调节空气的5-25体积％，例如10-15体积％。在其他实施方案中，进入湿的通道的空气的比例为25-60体积％。通常，逆流式露点蒸发冷却器与干燥的输入空气源一起使用，并且在湿的通道中仅需要少量空气。这使得大约75-95％，例如85-90％的供应空气作为调节产物空气排出。进入湿的通道的空气量可以通过使用湿的通道的端部处的抽风机抽出排出空气来增加。类似地，作为产物空气排出的空气量可以通过使用干的通道的端部处的抽风机抽出产物空气来增加。如果风机存在于在干的和湿的产物通道的端部处，则可以使用风机各自的速度，以调节流过各通道的空气比例。
不透水性材料可以选自由不透水性聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯)和不透水性金属(例如铝、铜或不锈钢)组成的组中的一种或多种。
如上所述，各干的通道具有一个或多个穿过分隔(通道)板进入湿的通道而形成的产物空气入口，产物空气入口位于干的通道的产物空气出口的近端的端部区域。各通道板可以只具有单个产物空气入口，将其连接至一个干的通道。可选地，湿的通道可以具有多于一个的产物空气入口，例如用于接通湿的通道的各干的通道的一个入口。通常，湿的通道将与两个干的通道接通(例如当通道板横向取向时一个在上面并且一个在下面，或者当通道板竖直取向时一个在左面并且一个在右面)。然而，湿的通道可以以方格图案的配置在四个侧面与干的通道接通，并且在该情况下各湿的通道可以具有将其连接至四个干的通道的产物空气入口。
为了正常运转工作，本文中描述的冷却器装置还需要部件或设备，以将水供给至湿的通道中的芯吸材料。这是必要的，以便替换由于冷却器中蒸发而损失的水。因此，冷却器还包括构造为当装置在运行中时将水供给至湿的工作通道中的芯吸材料的供水部件或设备。可以采用将水供给至芯吸材料的任意适合的装置。然而，供水部件通常包括一个或多个(例如至少两个)配置为将水供给至芯吸材料的水箱。
例如，芯吸材料的一部分可以延伸到热交换室的边界以外(例如通过边界)，以与水箱中保持的水接触。通过毛细作用将水抽入并且通过该芯吸材料，由此使得水使湿的通道中存在的芯吸材料饱和。延伸至水箱的芯吸材料可以与在工作通道内形成的芯吸材料是同一块的。例如，湿的通道中的芯吸材料可以是一片材料，并且延伸出热交换室的芯吸材料可以是同一片或者可以是从同一块材料形成的线料。可选地，延伸出热交换室的芯吸材料可以是连接至工作通道中的芯吸材料的单独的一块芯吸材料。当两块以上的芯吸材料连接在一起时，它们可以通过例如缝在一起等允许水芯吸通过材料并且从一块材料至另一块材料的任意手段来连接。
图10示出根据本发明的该实施方案的具有水箱的冷却器的实例。芯吸材料(毛细管布(capillary clothes))1001延伸通过热交换室1002的边界并且进入水箱1003中。当水箱容纳水时，毛细管布1001将与水接触，并且水将通过毛细作用通过毛细管布输送至湿的通道。
如本领域技术人员将理解的，工作通道中存在的芯吸材料的各层与延伸至水箱的一块芯吸材料连接(或为其一部分)。这意味着可以将水供应至工作通道内芯吸材料的每一层。
芯吸材料可以选自但不限于纤维、棉、纱布或绵纸材料中的一种或多种，例如多孔纤维材料，例如天然多孔纤维材料。
冷却器还包括一个或多个推进空气通过冷却器的鼓风机(例如风机)。例如，鼓风机可以构造为将空气推进到至少一个产物通道的空气入口，并且由此通过至少一个产物通道的产物空气出口，以及至少一个工作通道的产物空气入口和工作空气出口。
已经显示，根据本发明的逆流式露点蒸发冷却器的湿球效率高达105-115％并且露点效率高达80-90％(参见以下实施例)。与Coolerado冷却器相比，当用温度为32±3℃和湿度比为22±3g/kg的输入空气测试时，本发明的逆流IEC的冷却能力高出～15-20％并且露点和湿球效率分别高出15-25％。
尽管逆流式露点蒸发冷却器可以特别地以本文中所述的干燥剂和除湿器的组合使用，但是它们也可以单独使用，以在可以从例如系统中有益的区域中提供冷却效果。例如外部区域。在此类情况下，本发明的逆流式露点蒸发冷却器可以通过一个或多个光伏电池供电，使得它们是能量有效的。
空气冷却系统
参考图11a，本发明还提供空气冷却系统。该系统包括系统入口1101，其可以包括鼓风机，以辅助空气的吸入。将除湿器1102放置在蒸发冷却器1103之前。蒸发冷却器的效率随着空气湿度的增加而降低，因为蒸发速率在较高湿度下降低。该问题可以通过将除湿器放置在蒸发冷却器之前来解决，除湿器在空气1104流入蒸发冷却器之前将其干燥。这导致蒸发冷却器的工作通道内的蒸发速率更高，由此提高冷却性能，以及将输出空气的湿度降低至更舒适的水平。
在冷却系统中使用除湿器的效果可以参见图11b。除湿器潜在地将空气冷却，增加干球温度，但是显著地降低湿度。然后，逆流式露点蒸发冷却器明显地使空气冷却，产生热舒适区内的冷却、干燥的产物空气。这与在热舒适区之外产生相对湿度高的冷却空气的市售冷却器是相反的。
通常，本发明的空气冷却系统包括：
系统入口；
除湿器；
蒸发冷却器；和
系统出口；其中：
空气冷却系统包括从系统入口到系统出口通过除湿器并且然后通过蒸发冷却器的液体流路。
除湿器和蒸发冷却器的各种组合是可以的。在本发明的范围内预期以下冷却系统：
(a)一种系统，其包括本发明的除湿器，和蒸发冷却器；
(b)一种系统，其包括除湿器，和本发明的逆流式露点蒸发冷却器；和
(c)一种系统，其包括本发明的除湿器，和本发明的逆流式露点蒸发冷却器。
该系统可以进一步包括电源或部件，用于向除湿器和/或蒸发冷却器供电，例如太阳能系电源，例如光伏电池和/或光伏热混合太阳能收集器。可选地，该系统可以包括电源可以连接至其的电接触。如本领域技术人员将理解的，如本文中所述的除湿器和逆流式露点蒸发冷却器还可以包括此类电源或用于供电的部件。
除了本发明的逆流式露点蒸发冷却器中存在一个或多个鼓风机以外，本发明的系统和除湿器可以包括一个或多个鼓风机。鼓风机的目的是推进空气通过系统和除湿器。适合的鼓风机的一个实例是风机。在本发明的实施方案中，鼓风机位于系统入口处，以辅助空气的吸入。
本发明的优点
本发明的干燥剂组合物、除湿器、逆流式露点蒸发冷却器、和冷却系统具有许多优点。
·干燥剂组合物比例如二氧化硅和沸石等传统干燥剂具有更高的吸水能力。这使得使用更少量的干燥剂(减小尺寸和重量)，同时使得性能得到提高。
·干燥剂组合物可以在比通常需要超过100℃温度的传统干燥剂更低的温度(例如50-60℃)下干燥/再生。这意味着干燥剂组合物需要更少的能量来干燥，并且可以使用例如太阳能或废热源等环境友好的选项来干燥。
·可以容易地将干燥剂涂覆在各种材料上，而不需要粘结剂。相反，例如二氧化硅和沸石等传统干燥剂需要粘结剂来涂覆在表面上。
·干燥剂由于组分的吸湿性质而具有抗菌和除臭性能，并且这可以通过包括抗菌剂来进一步提高。这意味着空气冷却系统和除湿器包含干燥和清洁的干燥剂输出产物空气。
·与其它冷却器系统相比，逆流式露点间接蒸发冷却器具有许多优点。
о直接蒸发冷却器将供应空气暴露至待蒸发的水，因此增加输出空气的湿度。此外，输出空气暴露至冷却器湿的内部增加细菌和霉菌传播的风险。
о逆流蒸发冷却器比传统错流冷却器更紧凑，同时具有更高的冷却能力。错流冷却器通常导致未完全冷却的空气并且需要高流速的工作空气。
о蒸发冷却器不需要能量密集的机械压缩机，意味着它可以通过太阳能或废热源来供电。
о蒸发冷却器不需要除了鼓风机以外的活动件，以提高可靠性并且使制造简化。
·冷却系统高度紧凑、便携并且多功能。由于干燥剂提高的性能使得除湿器可以比传统除湿器更小。蒸发冷却器的逆流设计比传统错流设计更紧凑。
实施例
制备干燥剂组合物涂覆表面的通用方法
将超吸收性聚合物的粉末添加在蒸馏水中，然后将适当量的吸湿性材料添加至混合物中，以实现期望的比例。可选地，可以首先将吸湿性材料溶解，随后添加超吸收性聚合物。根据所需的超吸收性聚合物的量，可以分批将其添加至溶液中。然后在例如80℃的升高的温度下连续搅拌混合物5-6小时，直到获得均匀的溶液为止。
可以将该均匀的溶液涂覆在表面上，并且如下所述来干燥。
首先，在蒸馏水中清洁表面，并且在60-70℃下干燥1小时。
如果表面是金属的，则在用干燥剂组合物涂覆之前，应将其用耐腐蚀材料(例如聚偏二氟乙烯)来保护。这可以通过将表面浸渍在以下溶液中，然后使表面在100℃下干燥1小时来进行：在二甲基甲酰胺/丙酮(1:1)混合物中包含3-5％聚偏二氟乙烯的溶液。
然后通过使制备的干燥剂组合物溶液流过表面来进行干燥剂涂覆过程。其后，使用鼓风机，以将过量的溶液从表面吹掉，然后在100℃下干燥2-3小时。
为了确定已涂覆表面的干燥剂组合物的量，可以在涂覆之前和之后对该部分称重，并且记录涂覆在表面上的干燥剂的量。涂覆过程通常进行多次，直到以大约50-60g/m2的量涂覆干燥剂为止。
实施例1：PVA和LiCl(2:1)干燥剂组合物溶液
在50ml水中，添加2.5g聚乙烯醇超吸收性聚合物和1.25g氯化锂粉末。在80℃下搅拌该混合物5-6小时，以得到可以使用以上通用方法涂覆在表面上的均匀的凝胶溶液。
实施例2：聚丙烯酸钠和LiCl(1:1)干燥剂组合物溶液
在100ml水中，添加2.5gLiCl并且用搅拌器手动混合。
在LiCl溶液中添加1.5g聚丙烯酸钠超吸收性聚合物，并且在80℃下搅拌该混合物2-3小时。
此外，添加1g聚丙烯酸钠超吸收性聚合物(总计2.5g)，并且在相同的条件下继续搅拌，直到获得均匀的凝胶溶液为止。
实施例3：聚丙烯酸钠和LiCl(3:2)干燥剂组合物溶液(2.5升)
在2500ml蒸馏水中，添加33.33g的LiCl。在室温下手动搅拌混合物约5-10分钟，以获得均匀的LiCl溶液。
在LiCl溶液中添加约15g聚丙烯酸钠超吸收性聚合物，并且在80℃下磁力搅拌2-3小时。
添加另外15g聚丙烯酸钠超吸收性聚合物，并且在相同的条件下继续搅拌另外2-3小时。
添加另外10g聚丙烯酸钠超吸收性聚合物，并且在相同的条件下继续搅拌另外2-3小时。
最后，添加10g聚丙烯酸钠超吸收性聚合物，并且继续搅拌直到获得均匀的凝胶溶液为止。
实施例4：PVA和HCO2K(5:1)干燥剂组合物溶液
在50ml水中，添加2.5g的PVA超吸收性聚合物，并且在80℃下搅拌该混合物2-3小时。
通过在30ml水中添加0.5g的HCO2K来制备HCO2K在水中的溶液。
将两种溶液混合并且在80℃下将其连续搅拌1-2小时，直到获得均匀的凝胶溶液为止。
实施例5：聚丙烯酸钠和HCO2K(1:1)干燥剂组合物溶液
在50ml水中，添加0.5g的HCO2K并且将其手动搅拌约5分钟。
在溶液中，添加0.5g聚丙烯酸钠超吸收性聚合物，并且在80℃下搅拌混合物2-3小时，直到获得均匀的凝胶溶液为止。
实施例6：干燥剂组合物涂覆的热交换器的性能
使板翅式热交换器涂覆有包含30重量％和40重量％LiCl的聚丙烯酸钠-LiCl干燥剂组合物。根据实施例3的方法制备干燥剂组合物(根据需要调节聚丙烯酸钠超吸收性聚合物和氯化锂的量)。将热交换器引入图1中示出的干燥剂涂覆的热交换器测试系统中。
干燥剂组合物的性能在图2和图3中示出。干燥剂组合物能够将空气的湿度从22g/kg降低至15.2g/kg(30重量％LiCl)，并且从21.5g/kg降低至16.5g/kg(40重量％LiCl)。
聚丙烯酸钠-LiCl(30重量％)
入口条件
参数 值 单位
入口温度/T<sub>α,in</sub> ～30 ℃
入口空气湿度比/ω<sub>α,in</sub> ～22 g/kg
循环时间/t<sub>cycle</sub> 15 分钟
冷却水温度/T<sub>cw,in</sub> ～20 ℃
热水温度/T<sub>hw,in</sub> ～50 ℃
空气流速 55 kg/小时
水流速 4 kg/分钟
对于三个循环的平均出口结果为：
Tα,out＝～26℃
ωα,out＝～15.2g/kg
聚丙烯酸钠-LiCl(40重量％)
入口条件
参数 值 单位
入口温度/T<sub>α,in</sub> 32.3 ℃
入口空气湿度比/ω<sub>α,in</sub> 21.5 g/kg
循环时间/t<sub>cycle</sub> 13 分钟
冷却水温度/T<sub>cw,in</sub> 21.05 ℃
热水温度/T<sub>hw,in</sub> 45.12 ℃
干燥剂-空气接触时间 0.105 秒
出口结果：
Tα,out＝26.65℃
ωα,out＝16.5g/kg
实施例7：本发明的空气冷却系统与商业冷却器的比较
商业蒸发冷却器(Coolerado、Airbitat、和常规间接蒸发冷却器)从相应的制造商获得。
制备根据本发明的空气冷却系统，其中除湿器为板翅式热交换器，其包含涂覆有干燥剂组合物的翅片，所述干燥剂组合物由聚丙烯酸钠超吸收性聚合物(60重量％)和氯化锂(40重量％)组成。除湿器联接至根据本发明的逆流式露点蒸发冷却器。
如下测试各冷却器。设置冷却器并且运行，直到它们达到稳定运行(约1小时)为止。测量并且记录冷却器的不同位置处的空气温度和湿度。在图11b中的湿度图中绘制输入和输出空气的平均空气条件。尽管来自商业冷却器的输出空气比输入空气更冷，但其包含相同或更高的水分含量。结果，商业蒸发冷却器没有在热舒适区内产生输出产物空气。相反，本发明的冷却系统能够降低空气的湿度和温度二者，产生在热舒适区内的更冷且更干燥的产物空气。

Claims (31)

1.一种干燥剂组合物，其包括超吸收性聚合物和吸湿性材料。
2.根据权利要求1所述的干燥剂组合物，其中所述超吸收性聚合物选自由聚乙烯醇和聚丙烯酸盐组成的组中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的干燥剂组合物，其中所述聚丙烯酸盐选自由聚丙烯酸钠和聚丙烯酸钾组成的组中的一种或多种。
4.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂组合物，其中所述吸湿性材料选自由盐和二醇组成的组中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的干燥剂组合物，其中所述盐是无机盐，任选地，其中所述盐选自由氯化锂、氯化钙、和溴化钠组成的组中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的干燥剂组合物，其中所述盐是有机盐，任选地，其中所述盐是甲酸钾。
7.根据权利要求4所述的干燥剂组合物，其中所述二醇选自由三甘醇、聚乙二醇、二甘醇、乙二醇和四甘醇组成的组中的一种或多种。
8.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂组合物，其中超吸收性聚合物与吸湿性材料的重量比为约10:1至约1:2，任选地，约5:1至约1:1.5，例如约2.5:1至约1:1.1。
9.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂组合物，其中所述吸湿性材料分散在所述超吸收性聚合物内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂组合物，其进一步包括抗菌剂。
11.根据权利要求10所述的干燥剂组合物，其中所述抗菌剂选自由氨、三甲胺、乙酸、苯胺、双胍、重金属、苯酚和甲酚组成的组中的一种或多种。
12.根据权利要求10或11所述的干燥剂组合物，其中所述抗菌剂以与所述组合物的总重量相比为1至5重量％的量存在。
13.根据前述权利要求中任一项所述的干燥剂组合物，其中：
(a)所述超吸收性聚合物是聚乙烯醇并且所述吸湿性材料是氯化锂，任选地，其中聚乙烯醇与氯化锂的重量比为约5:1至约1:2，例如约2.5:1至约1:1.1，特别是约3:2至约1:1；或
(b)所述超吸收性聚合物是聚丙烯酸钠并且所述吸湿性材料是氯化锂，任选地，其中聚丙烯酸钠与氯化锂的重量比为约5:1至约1:2，例如约2.5:1至约1:1.1，特别是约3:2至约1:1；或
(c)所述超吸收性聚合物是聚乙烯醇并且所述吸湿性材料是甲酸钾，任选地，其中聚乙烯醇与甲酸钾的重量比为约10:1至约5:1，例如约7:1至约5:1；或
(d)所述超吸收性聚合物是聚丙烯酸钠并且所述吸湿性材料是甲酸钾，任选地，其中聚丙烯酸钠与甲酸钾的重量比为约5:1至约1:2，例如约2.5:1至约1:1.1，特别是约1:1。
14.一种除湿器，其包括如权利要求1至13中任一项所述的干燥剂组合物。
15.根据权利要求14所述的除湿器，其包括涂覆有所述干燥剂组合物的干燥剂转轮。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的除湿器，其包括板翅式热交换器，所述板翅式热交换器包括涂覆有所述干燥剂组合物的翅片。
17.根据权利要求16所述的除湿器，其包括至少两个板翅式热交换器，所述两个板翅式热交换器各自包括涂覆有所述干燥剂组合物的翅片。
18.一种逆流式露点间接蒸发冷却器，其包括：
通过一个或多个通道板分隔开的热交换室，其中各通道板配置为提供彼此相邻的至少一个产物通道和至少一个工作通道，
其中所述至少一个产物通道在第一端处具有空气入口并且在第二端处具有产物空气出口，
其中所述至少一个工作通道具有在所述至少一个产物通道的所述产物空气出口近端的端部区域、穿过作为所述工作通道的边界的至少一个通道板而形成的产物空气入口，和在所述产物空气入口远端的端部区域的工作空气出口；
至少一个供水部件或设备；
鼓风机，其构造为将空气推进至所述至少一个产物通道的所述空气入口，由此通过所述至少一个产物通道的所述产物空气出口，以及所述至少一个工作通道的所述产物空气入口和工作空气出口；其中：
各通道板具有面向所述至少一个产物通道内的第一表面，所述第一表面是不透水性材料或者涂覆在不透水性材料中，和面向所述至少一个工作通道内的第二表面，所述第二表面可以是芯吸材料或者可以涂覆有芯吸材料，条件是各工作通道中至少一个通道板表面是芯吸材料或者涂覆有芯吸材料；和
将所述供水部件或设备构造为使得其能够将水供给至所述一个或多个通道板各自的所述第二表面上的所述芯吸材料。
19.根据权利要求18所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中所述用于将水供给至所述芯吸材料的部件是第一水箱，并且将所述第一水箱构造为通过经所述芯吸材料的毛细作用将水供给至所述芯吸材料。
20.根据权利要求19所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中所述逆流式露点间接蒸发冷却器包括两个以上的配置为通过毛细作用将水供给至所述芯吸材料的水箱。
21.根据权利要求19或20所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中各水箱位于所述热交换室的外部，并且所述芯吸材料从所述热交换室延伸至各水箱，或者与延伸至各水箱的一块芯吸材料连接。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中所述芯吸材料包括纤维、棉、纱布或绵纸，任选地，其中所述芯吸材料包括多孔纤维材料，例如天然多孔纤维材料。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中所述不透水性材料选自由不透水性聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯)和不透水性金属(例如铝、铜或不锈钢)组成的组中的一种或多种。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中所述逆流式露点蒸发冷却器构造为使得在操作中流过各产物通道的空气的小部分流过产物空气入口进入工作通道，并且流过各产物通道的空气的大部分流过所述产物空气出口。
25.根据权利要求24所述的逆流式露点间接蒸发冷却器，其中所述空气的小部分是进入干的产物通道的空气的5至25重量％，优选10至15重量％。
26.一种空气冷却系统，其包括：
系统入口；
除湿器；
蒸发冷却器；和
系统出口；其中：
所述空气冷却系统包括从所述系统入口至所述系统出口的液体流路，所述液体流路通过所述除湿器，然后通过所述蒸发冷却器；和
所述除湿器是根据权利要求14至17中任一项所述的除湿器。
27.根据权利要求26所述的冷却系统，其中所述蒸发冷却器是如权利要求18至25中任一项定义的逆流式露点间接蒸发冷却器。
28.一种空气冷却系统，其包括：
系统入口；
除湿器；
蒸发冷却器；和
系统出口；其中：
所述空气冷却系统包括从所述系统入口至所述系统出口的液体流路，所述液体流路通过所述除湿器，然后通过所述蒸发冷却器；和
所述蒸发冷却器是根据权利要求18至25中任一项所述的逆流式露点间接蒸发冷却器。
29.根据权利要求26至28中任一项所述的冷却系统，其进一步包括一个或多个构造为沿着所述液体流路推进空气的鼓风机。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的冷却系统，其进一步包括用于向所述除湿器和/或蒸发冷却器供电的电源。
31.根据权利要求30所述的冷却系统，其中所述电源包括或者可连接至选自由光伏电池和光伏热混合太阳能收集器组成的组中的一种或多种。
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