CN113543868A - 用于干燥剂的连续且有效吸水和再生的装置、空气冷却器以及用于控制这种装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使用液体干燥剂吸水以及通过蒸发所吸收的水来再生所述液体干燥剂的装置。所述装置可以进一步用在空气冷却器中。本发明还涉及一种用于控制用于吸水的装置的方法。

Description

用于干燥剂的连续且有效吸水和再生的装置、空气冷却器以 及用于控制这种装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于从气体中吸水的装置和一种从气体中吸水的方法，其中该过程是连续过程，其中使用回收蒸发热的系统来再生液体干燥剂。装置可以用在加湿器中以制备冷却且加湿的空气。

背景技术

存在很多从空气中提取水的方式，但其中许多方式都在努力提高效率。

通过使用液体干燥剂，空气中的蒸汽或水可以被吸收并存储在干燥剂中。液体干燥剂中可以存储的水量取决于干燥剂在不同湿度下吸收水蒸汽的能力。为了使用同一干燥剂来吸收新的蒸汽，干燥剂需要再生。当液体干燥剂被加热时，干燥剂中的蒸汽压力增加。当液体干燥剂中的蒸汽压力变得高于周围的蒸汽压力时，所吸收的水就会蒸发。这样，可以再生并再次使用液体干燥剂。每秒可被吸收/解吸的水量m可以由下描述：

其中，

是每秒吸收/解吸的水量，k是材料常数，A是液体干燥剂和空气的面积，并且P_m是液体干燥剂中的蒸汽压力，并且P_a是液体干燥剂周围气体中的蒸汽压力。

已经发明了使用蒸汽压缩系统对空气除湿的若干方法。WO2011/062554公开了一种使用吸水材料从空气中吸水或水分的装置。通过加热材料蒸发水并使.形成的水蒸气冷凝在装置的壁上，将水从所述材料除去。

US5,351,497公开了一种液体干燥剂在空调中的使用，其中用液体干燥剂处理气体并同时冷却该气体。可以通过加热液体干燥剂以除去水来再生液体干燥剂。

本发明人在WO2018/009125中公开了一种使用可以再生的液体干燥剂来从空气中吸收水分的装置。通过加热干燥剂以蒸发水实现再生，随后在热交换器中压缩并冷凝水。为了降低再生的液体干燥剂的温度并且使装置更节能，再生的液体干燥剂与即将再生的用过的液体干燥剂进行热交换。

US22060130654教导了一种使用吸湿液体从空气中分离水的方法和装置，并且还教导了如何通过加热将吸收的水从获得的富水液体中除去。这两种装置都教导了一种系统，其中加热的浓缩液体干燥剂与即将再生的液体干燥剂进行热交换。

在热交换液体干燥剂时，一个问题是热交换器内沉淀的风险可能导致装置故障。避免这种沉淀的一种方式是降低干燥剂中的盐的浓度，但这样会显著降低水分吸收量以及装置的效率。

当今的吸附冷却技术受到大量需要水来冷却空气的困扰。这是非常受限的，尤其是在缺水的地区。

WO2018/191807公开了一种使用流动干燥剂和空气膜交换器膜(LAMEE)调节封闭空间的空气的系统。系统包括再生器，该再生器用于再生可以与稀释干燥器混合的干燥剂。

现有技术的系统在从空气中吸收并生产水方面不够节能和节约成本，尤其是在不太潮湿的条件下。另外，需要一种设计成适于周围条件诸如环境温度和环境相对湿度(RH)的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服现有技术的缺点的装置。本发明通过或多或少地消除了盐沉淀的风险，解决了允许液体干燥剂的有效吸水和再生而不损害装置功能的问题。通过允许液体干燥剂中盐的更高浓度(接近饱和点)，本发明变得比现有技术更有效，尤其是在相对湿度(RH)为50或更低的环境中。此外，通过优化再生液体干燥剂的能量需求步骤，本发明被配置为尽可能节能。

在第一方面，本发明涉及一种如权利要求1所述的用于从气体中吸水的装置。

在第二方面，本发明涉及一种空气冷却器，该空气冷却器包括根据本发明所述的装置，该空气冷却器还包括加湿器，该加湿器包括第二壳体，该第二壳体可操作地连接到吸水部分以接收空气，该第二壳体具有用于分配水的构件，以及可选地用于增加气体与水之间的接触时间和接触面积的构件。

在第三方面，本发明涉及一种从诸如空气的气体中吸水或生产水的方法，其中该方法包括:

-检测液体干燥剂的浓度，

-当检测的浓度处于预定值或低于预定值时，将液体干燥剂运输到液体干燥剂再生部分，所述液体干燥剂具有第一温度，

-进行再生以将水从该液体干燥剂除去，该再生在该液体干燥剂再生部分中、在第二温度和第一压力下发生，其中使用第一能量的量来在再生过程中设置并维持第一压力，

-从该液体干燥剂再生部分运输再生的液体干燥剂以用于吸水，该再生的液体干燥剂具有第三温度，

其中，选择该第一压力，使得该第一能量的量处于或低于最大能量或预定最大能量，并且使得该再生的液体干燥剂的浓度为期望浓度和/或该第三温度与该第一温度之间的差被最小化。

在第四方面，本发明涉及一种用于吸水的装置，该装置包括:

至少一个吸水部分，该至少一个吸水部分用于使用液体干燥剂从气流中吸水，其中，该吸水部分可操作地连接到至少一个液体干燥剂容器，以用于将液体干燥剂输送到该吸水部分和从该吸水部分输送出液体干燥剂，其中该至少一个液体干燥剂容器进一步可操作地连接到液体干燥剂再生部分，以用于将液体干燥剂输送到该至少一个液体干燥剂容器和从该至少一个液体干燥剂容器输送出液体干燥剂，

其中，该液体干燥剂再生部分包括：

-包括容器的至少一个锅炉，

-真空系统，该真空系统可操作地连接到该锅炉，以用于降低该容器中的压力，以及

其中，该装置还包括控制单元，该控制单元被配置为获得液体干燥剂的浓度值，并且可操作地连接到该真空系统，以用于控制该真空系统而在液体干燥剂再生过程中将该容器中的压力降低到第一压力。

因此，可以以节能方式并且通过选择液体干燥剂的浓度或水活性来进行水的吸收，可以根据适合于本发明的每个应用的内容来控制用于吸水的装置的操作。因此，与现有技术装置相比，本发明的方法允许装置更具成本和能量效率的操作。

通过选择第一压力可以将装置的能量消耗保持在最大值以下，其方式使得可以在不使用超过最大能量的情况下进行再生。在大多数应用中，这将涉及将第一压力选择为尽可能低，而不需要超过最大能量，因为这也将使温差最小化。

合适地，通过使液体干燥剂达到沸腾温度以从液体干燥剂中以蒸气形式释放水，从而进行所述再生，并且第二温度是沸腾温度。因此，可以以可靠的方式释放水，并且因为可以通过调整压力来改变沸腾温度，实现了对水的释放和再生所需能量的释放两者的增加的控制。

此外，通过调整液体干燥剂再生部分中的第一压力来优选地控制沸腾温度。因此，液体干燥剂可以在由第一压力给出的温度下沸腾，其中优选地，第二温度保持较低，以使再生后的液体干燥剂与再生前的液体干燥剂之间的温差最小化。同时，有利地选择第一压力，使得能量消耗保持足够低，以优化总能量消耗并增加装置的成本效率。

合适地，第三温度等于第二温度。这通过避免来自液体干燥剂的释放水之后的额外温度升高来实现，并且具有再生后的液体干燥剂与再生前的液体干燥剂之间的温差进一步最小化的优点。

合适地，液体干燥剂的浓度的预定值为至少33％，或至少34％，或至少35％。因此，可以将浓度选择为液体干燥剂中的盐浓度，其中应当进行再生以便维持吸水效率。根据诸如装置中的流量和环境湿度和/或环境温度的因素适当选择浓度。

优选地，该方法还包括将再生的液体干燥剂冷却至第一温度。因此，通过在再生发生之后增加单独的冷却步骤，温差可以变得非常小甚至为零，以便在操作以吸水时进一步提高装置的效率。

合适地，该方法还包括检测环境温度并且将再生的液体干燥剂冷却至环境温度或更低。因此，可以进一步改善装置的操作，并且可以抵消通常在吸水过程中发生的液体干燥剂的加热，使得进一步改善吸收。

优选地，运输到液体干燥剂再生部分以用于再生的液体干燥剂小于用于吸水的装置中液体干燥剂总量的0.25，优选地小于总量的0.1，并且更优选地小于总量的0.05。因此，在装置的正常操作过程中可以发生较少量的再生，避免了为了再生目的的操作中断，而同时通过再生液体干燥剂来改善吸收。

合适地，再生的液体干燥剂与未再生并用于在装置的吸收部分中从气体中吸水的另外的液体干燥剂混合。因此，液体干燥剂的浓度更慢地改变，从而允许装置的操作在期望的操作条件下进行，这些操作条件不会因同时发生的再生而显著改变。此外，待再生的液体干燥剂的流量可以保持较小，使得再生所需的能量也较小。

优选地，以预定间隔确定浓度或电导率，并且只要浓度低于预定值，就将另外的液体干燥剂运输到再生部分以用于再生。因此，液体干燥剂的浓度一旦处于预定值，就可以开始再生，并且可以继续再生，直到再生了足够量的液体干燥剂，使得液体干燥剂的总可用量的浓度再次高于预定值。

合适地，在至少一种条件下进行将液体干燥剂运输进再生部分的运输和将液体干燥剂从所述再生部分运输出，以便使盐的沉淀最小化，所述条件优选地为高于第二压力的压力或高于第四温度的温度。因此，可以避免盐的沉淀，并且装置的导管保持清洁，使得操作不会由于沉淀而受到阻碍或减少，该沉淀在液体干燥剂中运输或者附着到内壁等。

合适地，再生的液体干燥剂的期望或预定期望浓度是最佳浓度，在该最佳浓度下，与液体干燥剂收集容器中的液体干燥剂混合或与待分配的液体干燥剂混合的再生的液体干燥剂的浓度处于或高于预定值。因此，较少量液体干燥剂的再生将用于使收集容器中较大量液体干燥剂的浓度达到预定值，使得不需要进一步再生。

期望的浓度可以预设，但是可以有利地基于至少一个参数来确定，诸如环境温度和环境湿度。因此，该装置可以以有效的方式操作，因为在吸水过程中液体干燥剂的浓度可以维持在适合给定位置的特定应用的水平。

根据本发明的第四方面，提供了一种包括用于执行该方法的构件的数据处理装置，所述数据处理装置优选地是用于吸水的装置的控制单元。还提供了一种包括指令的计算机程序产品，当该程序被计算机执行时，所述指令引起计算机执行该方法，以及包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在被计算机执行时引起计算机执行该方法。

鉴于下面的详细描述，本发明的许多附加优点和益处对于本领域技术人员来说将变得显而易见。下面呈现的实施例适用于本发明的所有方面。

附图说明

图1a)-c)是本发明的截面示意图。A)公开了三个部分：吸水部分(α)、液体干燥剂容器(β)和再生液体干燥剂部分(γ)的图示，b)示出了再生部分(γ)的一个实施例的截面图，并且c)示出了再生部分(γ)的另一个实施例的截面图。

图2a)-b)是根据本发明的再生液体干燥剂部分的实施例的截面示意图。

图3a)-b)是本发明一个实施例的截面示意图，其中存储罐中的液体干燥剂与热泵中的冷却介质进行热交换。

图4a)-b)是本发明一个实施例的截面示意图，每个再生部分(γ)有两个吸水部分(α)。

图5是a)本发明一个实施例的截面示意图，具有三个部分，用于吸水(α)、液体干燥剂容器(β)、再生液体干燥剂(γ)和吸附冷却(λ)；b)具有冷却垫或蒸发垫的吸水部分(α)的一个实施例的俯视截面示意图；c)吸水部分(α)的一个实施例的俯视截面示意图；以及d)具有单个垫的吸水部分(α)的一个实施例的俯视截面示意图。

图6是本发明一个实施例的截面示意图，具有三个部分，用于吸水(α)、液体干燥剂容器(β)、再生液体干燥剂(γ)以及吸附冷却/加湿器(λ)。

图7是从气体中吸水并再生液体干燥剂的方法的一个实施例的示意图。

图8是加湿并冷却空气的方法的一个实施例的示意图。

图9是a)现有技术WO2018/009125的液体干燥剂的盐浓度和温度的示意图；b)根据本发明一个实施例的液体干燥剂的盐浓度和温度的示意图，其中液体再生部分γ是热泵系统；以及c)根据本发明一个实施例的液体干燥剂的盐浓度和温度的示意图，其中液体再生部分γ是蒸汽压缩系统。

图10是图表，其公开了当根据本发明在锅炉中用MgCl₂再生液体干燥剂时，a)作为浓度函数的容量和b)作为浓度函数的COP。

具体实施方式

在本申请中，措辞“吸水材料(water absorbing material)”、“吸水材料(waterabsorption material)”和“吸湿材料”可互换使用。

在本申请中，措辞“最佳温度范围”是这样的温度范围，其中第三温度T3(离开液体干燥剂再生部分γ的液体干燥剂的温度)尽可能低，并且第三温度T3与第一温度T1(进入液体干燥剂再生部分γ的液体干燥剂的温度)之间的差尽可能小，同时仍然使用小于在装置1中用于再生的最大能量。优选地，最佳温度范围足够高，使得当再生的液体干燥剂运输到液体干燥剂容器β时，再生的液体干燥剂内的吸收材料的沉淀被最小化或避免。

在本申请中，措辞“最佳浓度”是再生的液体干燥剂S4中吸收材料的浓度，使得当再生的液体干燥剂与待分配的液体干燥剂S1混合或与液体干燥剂收集容器β(诸如液体干燥剂收集部件46或液体干燥剂存储罐48)中的液体干燥剂混合时，与液体干燥剂收集容器中的液体干燥剂S2混合的再生的液体干燥剂的浓度至少达到待进行再生的预定浓度。因此，最佳浓度是因为液体干燥剂收集容器中的液体干燥剂的浓度高于预定值而不需要进行另外再生的浓度。这个最佳浓度取决于所用的吸收材料和运输到液体干燥剂再生部分γ的液体干燥剂的选定的量。

在本申请中，重量％和wt％可互换使用。

在本申请中，措辞“可操作地连接”是指一个部件或部分通过合适的管道或管子连接到另一个部件或部分，允许液体或气体从一个部分或部件流到随后的部分或部件，或者它们连接，其方式使得电信号或电子信号可以从一个部件传递到另一个部件。

在本申请中，措词“最大能量”是指液体干燥剂能够以节能并因此成本有效的方式再生的能量水平。最大能量可以预设或预定，或者最大能量可以基于在容器3中获得第一压力P1所需的能量以及加热所述容器3中的液体干燥剂以再生液体干燥剂所需的能量来设置。

附图和公开的实施例仅仅是示例并且不进行限制。图中的虚线表示不同部件或部分之间的连通。

在本文的描述中，液体干燥剂S1、S1’-S4、气流A1-A4、和水或蒸汽W1-W4的表示应该仅被视为示意性的或说明性的并且不进行限制。

通常，S1表示分配或待分配的液体干燥剂，S2表示已经吸收了水并且可能已经与S4混合的分配、收集的液体干燥剂或收集的分配的液体干燥剂，S1’表示返回到用于分配液体干燥剂的构件并且可能在分配之前与S4混合的液体干燥剂，S3表示进入液体干燥剂再生部分γ的液体干燥剂或待再生的液体干燥剂，并且S4表示离开液体干燥剂再生部分γ的再生或浓缩的液体干燥剂。通常，A1表示进入吸收部分的气体，A2表示离开同一部分的气体，A3表示已经被加热或热交换的气体A2，并且A4表示离开加湿器的除湿气体。通常，W1表示液体干燥剂再生过程中产生的蒸汽，W2表示加湿器中分配的水，W3是离开加湿器的水，并且W4是离开再生部分的冷凝水。

吸水材料或吸收任何液体的材料的浓度的任何测量或检测优选通过测量或检测所述液体的电导率来进行。

任何液体的沸点的任何测量或检测优选地通过测量或检测所述液体的比重来进行，这导致密度，并由此可以计算液体的沸点。

本发明涉及使用液体干燥剂在空气中吸水。根据本发明的装置可以用于例如但不限于室内环境或空调装置的除湿。干燥剂中较低的蒸汽压力，即较高的盐浓度，会导致较高的水蒸汽吸收率。因此，期望在液体干燥剂中具有高浓度的吸收材料或盐，以吸收空气中的水蒸汽。然而，液体干燥剂中可以溶解的盐量是有限的。这个限制取决于温度，其中热水可以溶解更多的盐。

为了避免在蒸发或冷却过程中形成盐晶体，浓度永远不能超过最大浓度极限。在蒸发过程中，液体干燥剂被加热到水蒸发的沸点。现有技术还建议使用热交换器来回收热量并从而节约能源。然而，如果干燥剂中的盐浓度在热交换过程中达到最大允许浓度，则盐晶体将在热交换器中形成并引起分解和故障。

本发明促进液体干燥剂中更高的盐浓度，并且其中分配的液体干燥剂具有低温，留下更有效的吸水过程和装置。本发明还提供了一种允许通过创新的再生过程以高节能的方式吸收水的装置、方法和系统。

用于吸水的装置

根据本发明的装置被设计成用于从气体例如从空气中吸水。该装置可以集成到另一个装置中，或者可以是独立的装置，并且该装置适合于生产水。

现在参考图1a)、b)和c)。根据本发明的装置1包括至少一个吸水部分α，该吸水部分适于使用液体干燥剂S1从气体A1中吸水。水或水分摄取过程导致气体A2的水分减少，并且分配的液体干燥剂S2的水含量增加。吸水部分α可操作地连接到至少一个液体干燥剂容器β，以用于将液体干燥剂输送到吸水部分α(S1/S1’)和从该吸水部分α输送液体干燥剂(S2)。至少一个液体干燥剂容器β进一步可操作地连接到液体干燥剂再生部分γ，以用于将液体干燥剂输送到至少一个液体干燥剂容器β(S4)和从该至少一个液体干燥剂容器β输送液体干燥剂(S3)。液体干燥剂再生部分γ也可操作地连接到再生液体干燥剂容器21或优选地通过再生液体干燥剂容器21连接到液体干燥剂容器β，以用于输送液体干燥剂S4。

液体干燥剂再生部分γ包括至少一个锅炉2，该锅炉包括容器3和可操作地连接到容器3的真空系统18，并且其中所述部分优选地还包括再生液体干燥剂容器21。

该装置优选地还包括控制单元19，该控制单元被配置为获得、确定、检测或测量液体干燥剂中吸水材料的浓度值，并且可操作地连接到真空系统18，以用于控制真空系统18在液体干燥剂再生过程中将容器3中的压力降低到第一压力。在一个优选实施例中，控制单元19被配置为获得或测量或检测或确定液体干燥剂容器β中收集的液体干燥剂S2的浓度(优选地通过测量电导率和温度)，优选地还获得或测量或检测或确定待再生的液体干燥剂S3的温度，并且优选地还获得或测量或检测或确定周围大气的温度和湿度(RH)(环境温度和相对湿度)。基于环境温度和相对湿度和/或液体干燥剂容器β中收集的分配的液体干燥剂S2的浓度，控制单元19可以被配置为设置预定值或阈值，即，进行液体干燥剂的再生的浓度，或者β中的液体干燥剂应被运输到再生部分γ的时间和数量。在一个实施例中，控制单元19被配置为获得或测量或确定待分配的液体干燥剂S1的浓度和收集的液体干燥剂S2的浓度，并且还被配置为基于ΔC(即，待分配的液体干燥剂S1的浓度与液体干燥剂容器β中收集的分配的液体干燥剂S2的浓度之差)设置预定值或阈值。优选地，由控制单元19执行的测量、计算或确定基于液体干燥剂中使用的吸收材料或盐。

该装置优选地还包含加热单元5。加热单元5的一个优点是液体干燥剂可以被加热，这意味着容器中的压力不必降低到节省能量的程度。真空系统18被配置为降低容器3中的压力，并且加热器5可操作地连接到容器3或者布置在容器3中，被配置为加热容器3中的液体干燥剂。优选的再生液体干燥剂容器21可操作地连接到容器3，以用于从容器3输送再生的液体干燥剂S4，并且可操作地连接到液体干燥剂容器β，优选地液体干燥剂收集部件46，或者用于分配液体干燥剂的构件66。在一个实施例中，锅炉2包括锅炉壳体，该锅炉壳体包括容器3、加热单元5和真空系统18以及优选地再生液体干燥剂容器21。在一个实施例中，加热单元5是热泵或热泵系统8。在另一个实施例中，真空系统和加热单元5是蒸汽压缩系统。

真空系统18以及优选地还有加热单元5被配置为产生再生的液体干燥剂(S4)，并且被配置为以就装置1的总能量消耗而言节能的方式这样做。

关于装置1的总能量消耗的配置意味着真空系统18和加热单元5被配置为使用最小量的能量来再生液体干燥剂和/或再生液体干燥剂以获得预定的ΔC或最佳的ΔC。过低的ΔC将导致液体干燥剂大量流过再生部分γ，这又将导致高能耗。过高的ΔC会导致吸水部分α吸水不足。在后一种情况下，吸收相同量的水将需要更高量的能量，例如通过增加风扇或泵72的活动，并且该装置在干燥环境中可能不那么有效。装置每单位能量吸收或产生最大量水的最佳ΔC取决于环境温度和相对湿度，但也取决于液体干燥剂中使用的吸收材料或盐。可以根据本发明的方法进行配置。通常，通过知道ΔC或液体干燥剂容器β中收集的液体干燥剂的浓度的预定值(应在该值下进行再生)以及再生的液体干燥剂S4的期望浓度，可以选择由真空系统18产生的容器3中的第一压力P1，以便使用最小量的能量，即处于或低于最大能量来产生再生的液体干燥剂S4。在一个实施例中，优选地也测量收集的液体干燥剂S2或待再生的液体干燥剂S3的温度，更优选地，也测量环境温度和湿度。优选地使用控制单元19来进行该配置，该控制单元被配置为获得或测量或确定收集的分配的液体干燥剂S2的浓度和优选地温度，和/或优选地待再生的液体干燥剂S3的浓度和优选地温度，以及优选地周围大气的温度和湿度(RH)。在优选实施例中，控制单元19使用根据本发明的方法。在一个实施例中，控制单元还被配置为至少基于液体干燥剂的浓度的预定值，即再生待发生时的浓度和再生后再生的液体干燥剂S4的期望浓度，确定液体干燥剂的再生所需的能量的量，并且其中控制单元还被配置为选择第一压力，使得所述能量的量小于或等于最大能量。在一个实施例中，控制单元还被配置为基于环境温度和环境湿度以及收集的分配的液体干燥剂S2的浓度中的至少一个来确定或选择再生的液体干燥剂S4的期望浓度。在另一个实施例中，控制单元被配置为选择第一压力以使第三温度与第一温度之间的温差最小化。进行温度的最小化，使得所述能量的量仍然小于或等于最大能量。本发明促进待分配的液体干燥剂S1的浓度处于或非常接近饱和点。

控制单元19可以布置在装置1中，以促进装置1的不同部件或部分之间的任何通信。控制单元19可以是一个或多个单元。控制单元19可以是具有合适软件的计算机或处理器，并且可以与用于检测参数的至少一个传感器通信，所述参数诸如装置不同部件的液体干燥剂的浓度、液体干燥剂的温度、环境温度以及环境湿度等。真空系统18和加热单元5之间的连通在图1-3、图5和图6中用虚线示意性地示出，并且可以使用控制单元19来促进。控制单元19优选地被配置为控制真空系统18和可选的加热单元5、通过使用小于最大能量的能量而以节能的方式操作。控制单元19还可以优选地与液体干燥剂容器β通信，以获得或确定或检测或测量分配的液体干燥剂S2的温度和/或浓度。控制单元19优选地与容器3或可选的再生液体干燥剂容器21通信，以便确定所获得的再生液体干燥剂的浓度。可以使用与控制单元19通信的相关部件或部分中的合适传感器来进行确定和/或测量。

蒸汽压缩

水的蒸发需要能量，并且减少所需能量的一种方式是使用其中回收蒸发能量的蒸汽压缩。合适的系统例如是机械蒸汽再压缩或真空蒸汽压缩系统。在一个优选实施例中，锅炉2包括真空蒸汽压缩(VVC)系统或机械蒸汽压缩系统(MVR)，其中所述系统包括加热单元5，该加热单元使用从液体干燥剂获得的压缩蒸汽来加热容器3中的液体干燥剂。

图1b)公开了一个优选实施例，其中锅炉2包括加热单元5，该加热单元包括压缩机7、第一干燥剂热交换器9和第二干燥剂热交换器11、调节器17a和/或阀17b；以及可选的加热装置28。可选的加热装置28与容器3中的液体干燥剂热接触，可选的加热装置28可以在加热单元5出故障时或在启动过程中充当备用加热器或者仅仅作为额外的加热器。调节器17a调节压力，并且将液体干燥剂从容器3泵送到第二热交换器11并泵送回到容器3。阀17b控制第二干燥剂热交换器11中的流量和/或压力。第一干燥剂热交换器9可操作地连接到至少一个液体干燥剂容器β，以用于分别输送和接收液体干燥剂S3和S4，并且进一步可操作地连接到容器3，以用于分别输送和接收液体干燥剂S3和S4。第一干燥剂热交换器9被配置为使待再生的液体干燥剂S3(将温度从第一温度T1提高到升高的第一温度T1’)与再生的液体干燥剂S4(将温度从T2降低到第三温度T3)热交换。容器3可操作地连接到调节器17a以用于输送液体干燥剂，其中调节器17a进一步可操作地连接到第二干燥剂热交换器11以用于输送液体干燥剂S3’。第二干燥剂热交换器进一步可操作地连接到阀17b，该阀又可操作地连接到容器3以用于输送液体干燥剂S3’。容器3也可操作地连接到压缩机7，以用于将蒸汽输送到压缩机。压缩机7进一步可操作地连接到第二干燥剂热交换器11，以用于输送压缩蒸汽。容器3优选地可操作地连接到再生液体干燥剂容器21，以用于输送再生的液体干燥剂S4，其中再生液体干燥剂容器21进一步可操作地连接到液体干燥剂容器β，优选地液体干燥剂收集部件46，或者用于分配液体干燥剂的构件66。再生液体干燥剂容器21优选与控制单元19通信。当具有多于一个吸水部分α时，再生液体干燥剂容器21使得将再生的液体干燥剂分配到不同的吸水部分更容易且更有效。使用蒸汽压缩诸如真空蒸汽压缩(VVC)系统或机械蒸汽压缩系统(MVR)的一个优点是再生是节能的，并且可以基于吸收材料进行优化。

具有第一温度T1的待再生的液体干燥剂S3进入第一干燥剂热交换器9，并通过与再生的液体干燥剂S4的热交换被加热。液体干燥剂S3离开第一干燥剂热交换器9，具有升高的温度T1’并进入容器3。在容器中，压力将使用真空系统或压缩机7降低，并使用加热系统5和可选的加热装置28加热到第二温度T2。液体干燥剂被允许离开容器并进入调节器17a，以在进入第二干燥剂热交换器11之前调整液体干燥剂的压力。在第二干燥剂热交换器中，液体干燥剂在重新进入容器3之前与压缩蒸汽进行热交换。来自容器3中的液体干燥剂的蒸汽W1通过加热和减压产生，并且被允许离开容器并进入压缩机7。蒸汽在压缩机中被压缩，产生温度升高的蒸汽W1’，并被允许进入第二干燥剂热交换器11，其中压缩的蒸汽与液体干燥剂进行热交换。蒸汽被允许冷凝，在热交换器中形成冷凝W4。压缩机7和第二干燥剂热交换器允许冷凝能量返回到蒸发过程。压缩机7被配置为压缩蒸汽，使得容器3中的液体干燥剂S3在离开容器3时具有优选地在最佳温度范围和/或最佳干燥剂浓度范围内的温度。至少部分地选择该最佳温度范围和/或最佳干燥剂浓度范围，使得在第一干燥剂热交换器中和/或在将再生的液体干燥剂S4运输到吸水部分α或液体干燥剂容器β过程中不发生或发生最少量的沉淀。再生的液体干燥剂S4将仅具有稍微高于待再生的液体干燥剂S3的盐浓度。在一个优选实施例中，选择最佳温度范围，使得需要最小量的附加热量来在压力P1下形成蒸汽W1。

每个锅炉2的每个容器3包括用于液体干燥剂进出容器3的入口和出口。入口和出口可以是可密封的。优选地，容器3包括第一入口30、第一出口32和可选的排放阀或泵34。第一入口30被布置为允许从液体干燥剂容器β输送的待再生的液体干燥剂S3进入容器3。容器的第一出口32被布置为允许浓缩的液体干燥剂S4离开容器3，并被输送到液体干燥剂收集部件46或吸水部分α的用于分配液体干燥剂的构件66，但优选地是液体干燥剂收集部件46。容器3还包括可操作地连接到压缩机7的第二出口33、可操作地连接到调节器17的第三出口35以及可操作地连接到第二干燥剂热交换器的第二入口37，以用于接收加热的液体干燥剂S3’。锅炉2或第二干燥剂热交换器11可以具有用于抽取冷凝水W4的出水口39。锅炉壳体和/或容器3可以进一步隔热，以便使能量损失最小化。

热泵

在另一个优选实施例中，加热单元5是热泵或热泵系统8。图1c)公开了另一个优选实施例，其中锅炉2包括具有加热室4和冷凝室6的容器3。加热室和冷凝室可操作地彼此连接，其方式使得在加热室4中加热液体干燥剂的过程中形成的蒸汽可以进入冷凝室6。使用热泵或热泵系统的一个优点是节能。

在一个优选实施例中，加热单元5包括热泵系统8，该热泵系统具有布置在加热室4中的第一热交换器10和布置在冷凝室6中的第二热交换器12。第一热交换器10与加热室中的液体干燥剂热接触，并且第二热交换器12与从加热室4进入冷凝室6的蒸汽热接触。冷却装置14连接到第一热交换器和第二热交换器。冷却装置14将离开第一热交换器10的冷却介质(CM)或制冷剂在进入第二热交换器12之前冷却。压缩机16可操作地连接到第二热交换器12和第一热交换器10，以便将离开第二热交换器的冷却介质或制冷剂在进入第一热交换器之前压缩。锅炉2中的热泵系统8优选地被配置为将加热室4中的液体干燥剂在离开锅炉3时保持在最佳温度范围内和/或最佳浓度。容器3优选地可操作地连接到再生液体干燥剂容器21，以用于输送再生的液体干燥剂S4，其中再生液体干燥剂容器21进一步可操作地连接到液体干燥剂容器β，优选地液体干燥剂收集部件46，或者用于分配液体干燥剂的构件66。再生液体干燥剂容器21优选与控制单元19通信。当具有多于一个吸水部分α时，再生液体干燥剂容器21使得将再生液体干燥剂分配到不同的吸水部分更容易且更有效。在一个优选实施例中，选择最佳温度范围，使得需要最小量的附加热量来在压力P1下形成蒸汽W1。优选地，冷却装置14和压缩机16布置在锅炉2的容器3的外部。

在一个实施例中，真空系统18包括喷射器或阀22，该喷射器或阀可操作地连接到冷凝水收集器20并进一步连接到储水罐24。储水罐24还可操作地连接到真空泵26，该真空泵进一步可操作地连接到喷射器或阀22。这促进收集冷凝水的有效且简单的方式。

可选的加热装置28可以布置在锅炉的加热室4中。加热装置与液体干燥剂热接触以加热液体干燥剂。可选的加热装置28可以在热泵系统8出故障时或在启动过程中充当备用加热器或者仅仅作为额外的加热器。

通过使用热泵系统作为加热装置来加热加热室4中的液体干燥剂，通过选择非常适合特定液体干燥剂的再生参数(温度和压力)的冷却介质，该过程可以更加优化。

冷凝水收集器20可以布置在容器3中，优选地布置在冷凝室6中，以用于在蒸汽W1在与第二热交换器12接触时冷凝的情况下收集冷凝水。

加热室4中的第一热交换器10与液体干燥剂热接触，被配置为加热液体干燥剂以产生蒸汽W1，并且第二热交换器12布置在冷凝室6中，被配置为冷凝已经进入或进入冷凝室的所产生的蒸汽W1。冷却装置14和压缩机16布置在第一热交换器与第二热交换器之间，被配置为冷却离开第一热交换器10的冷却介质并加热离开第二热交换器12的冷却介质。膨胀阀38可以布置在热泵系统中。膨胀阀38可以可操作地连接到冷却装置14并且还连接到第二热交换器，或者它可以可操作地连接到冷却装置14并且还连接到第一热交换器10。膨胀阀38优选地布置在冷却装置14的下游。热泵系统8中合适的冷却介质(CM)或制冷剂可以是氢氟碳化物或其混合物。合适的冷却介质的非限制性示例是R407C、R134A和HFO-1234z。在一个实施例中，冷却装置14、压缩机16和膨胀阀38都布置在容器3的外部。

然后，装置1还被配置为允许离开容器3的第二出口36的收集水通过第一入口40进入储水罐24。真空系统18应该优选地尽可能地减小锅炉2的容器3中的压力，以便限制离开液体干燥剂收集部件β的液体干燥剂S3与离开再生部分γ的再生液体干燥剂S4之间的温差。这显著减少了加热锅炉中的液体干燥剂所需的能量的量。

现在参考图1b)和2a)-b)。每个锅炉2的每个容器3包括用于液体干燥剂进出容器3的入口和出口。入口和出口可以是可密封的。优选地，容器3包括第一入口30、第一出口32和可选的排放阀或泵34，该排放阀或泵可操作地连接到第一出口32或第一干燥剂热交换器9，以用于将再生的液体干燥剂S4运输到液体干燥剂容器β。第一入口30被布置为允许从液体干燥剂容器β输送的待再生的液体干燥剂S3进入容器或容器3的加热室4。容器的第一出口32被布置为允许浓缩的液体干燥剂S4离开容器3或加热室，并被输送到液体干燥剂收集部件46或吸水部分α的用于分配液体干燥剂的构件66，但优选地是液体干燥剂收集部件46。容器3还可以具有第二出口36，该第二出口用于抽取使用第二干燥剂热交换器11或冷凝水收集器20收集的冷凝水。锅炉2和/或容器3可以进一步隔热，以使能量损失最小化。

该装置由此被配置为允许离开液体干燥剂收集容器β的待再生的液体干燥剂S3通过第一入口30进入锅炉2和容器3。允许液体干燥剂在锅炉2的容器3中被加热单元5加热以产生蒸汽W1，留下更浓缩的液体干燥剂S4。允许浓缩或再生的液体干燥剂S4通过第一出口32可选地通过排放阀或泵34离开容器3。浓缩或再生的液体干燥剂S4然后返回到用于分配液体干燥剂的构件66或液体干燥剂收集容器β(诸如液体干燥剂收集部件46)，或者优选地通过再生液体干燥剂容器21返回到吸水部分α的用于分配液体干燥剂的构件66。在加热容器3中的液体干燥剂过程中产生的蒸汽W1被允许冷凝并被收集。

容器3中的液体干燥剂的温度应足够高以蒸发液体干燥剂中的一些水。因为容器3中的压力降低，蒸发或沸腾温度降低。蒸发温度还取决于所用的盐和液体干燥剂中的盐浓度，因为盐会提高所述沸腾温度。在一个优选实施例中，温度是液体干燥剂在锅炉中第一压力下的沸腾温度。在一个优选实施例中，锅炉或加热室中液体干燥剂的最佳温度为30℃至125℃，更优选地70℃-115℃，或更优选75℃-110℃。这将使T3与T1之间的温差最小化。小的温差也将导致液体干燥剂收集容器β中的液体干燥剂没有或只有很小的温度升高。在另一个优选实施例中，最佳温度为90℃或更低，或70℃或更低，或60℃或更低，但30℃或更高，或40℃或更高。在一个特别优选的实施例中，当液体干燥剂是或包含氯化镁时，温度为30℃-60℃，更优选地40℃-50℃。容器3中的压力优选地为10mbar-300mbar。在一个实施例中，当使用热泵时，容器3中的压力为30mbar-100mbar，优选地45mbar-50mbar。在一个实施例中，当使用蒸汽压缩时，压力优选地为100mbar-300mbar，更优选地为约200mbar。应优化液体干燥剂的温度和容器3中的压力，使得装置1是节能的。压力应该优选足够低，使得进入容器3的液体干燥剂S3应该尽可能少地被加热，以便从所述干燥剂蒸发水。第一温度T1与第三温度T3之间的差应该尽可能小，优选地5℃或更小，或者3℃或更小，或者1℃或更小。另外，S3与S4之间的浓度差优选地应该很小。

真空系统18和加热单元5被配置为产生再生的液体干燥剂的浓度、优选地最佳浓度，并且优选地选择第一压力P1，使得T3与T1之间的温差也尽可能小。真空系统18和加热单元5优选地被配置为蒸发刚好足够的水，使得当再生的液体干燥剂与液体干燥剂容器β中的液体干燥剂混合时，达到或超过预定的浓度值。最佳浓度优选地比再生步骤之前的液体干燥剂的浓度高1重量％-30重量％。在一个优选实施例中，最佳浓度高3重量％-25重量％。优选地仅除去足够量的水以便达到预定的浓度值。因为液体干燥剂的沸点随着浓度的增加而升高，连续除去会耗费太多能量。

在再生部分γ中产生的任何水可以通过出水口39或42排出。出水口42可以是容器3的第二出口36，或者它可以布置在储水罐24中。根据本发明，可以收集离开再生部分γ的水W4，任选地进一步净化并用作饮用水或用于冷却并湿润空气冷却器中的空气。

现在参考图4a)和b)。液体干燥剂容器β可以是液体干燥剂收集部件46，该液体干燥剂收集部件布置为吸水部分α的部件和/或与吸水部分α分离的液体干燥剂存储罐48。在一个实施例中，液体干燥剂容器β包括液体干燥剂收集部件46，该液体干燥剂收集部件可操作地连接到吸水部分α，并且还可操作地连接到液体干燥剂存储罐48，以用于将液体干燥剂输送到吸水部分α和从吸水部分α输送出液体干燥剂，并且用于将液体干燥剂输送到液体干燥剂存储罐48。液体干燥剂收集部件46优选地还可操作地连接到液体干燥剂再生部分，以用于输送再生的液体干燥剂S4。液体干燥剂收集部件46可以布置在吸水部分α的第一壳体60的底部。

现在参考图4a)和b)。已经在吸水部分α中从气体吸收了水的分配的液体干燥剂S2例如通过第一入口52进入液体干燥剂容器β，诸如液体干燥剂收集部件46或液体干燥剂存储罐48。再生的液体干燥剂S4可以进入液体干燥剂收集部件46。该装置被配置为使用加热器50加热液体干燥剂收集部件46或液体干燥剂存储罐48中的液体干燥剂。液体干燥剂容器β可操作地连接到吸水部分α和用于分配液体干燥剂的构件。待运输到吸水部分α的待分配的液体干燥剂S1/S1’可以通过第一出口56离开液体干燥剂容器β。待运输到再生部分γ的液体干燥剂S3可以通过第二出口58离开液体干燥剂容器β。传感器可以布置在液体干燥剂容器β中，并且适于确定干燥剂中的水含量。传感器优选地与控制单元19通信，以有效地控制液体干燥剂的温度和浓度。

加热器50可以是任何合适的加热器，诸如电加热器、区域加热、太阳能加热或任何合适的热加热器。在一个实施例中，加热器50是热交换器。当加热器50是热交换器时，容器β中的液体干燥剂可以与热泵系统8的冷却装置14中的冷却介质或制冷剂进行热交换。后者在图3a)和b)中被示意性示出。加热器50和冷却装置14可以是热交换器，诸如板式热交换器。通过具有可以可操作地连接到两个或更多个液体干燥剂收集部件46的液体干燥剂存储罐48，促进了液体干燥剂的持续供应，此外，通过容器β中的液体干燥剂与热泵系统8中的冷却介质的热交换，装置1变得更节能。液体干燥剂容器β可以可操作地连接到泵78和过滤器81，其中过滤器可操作地连接到吸水部分α。过滤器81除去颗粒和其他不需要的杂质。在一个实施例中，液体干燥剂容器β包括液体干燥剂收集部件46，该液体干燥剂收集部件可操作地连接到泵78，该泵又可操作地连接到过滤器81。然后，过滤器可操作地连接到用于分配液体干燥剂的至少一个构件66，其中泵78促进液体干燥剂的运输。

在一个优选实施例中，装置1在每个液体干燥剂容器β中包含两个或更多个吸水部分α，例如三个或更多个，或者四个或更多个，或者五个或更多个。通过具有两个或更多个吸水部分，装置1变得更节能，并且允许更连续的吸收和再生过程。在另一个优选实施例中，装置1在每个液体干燥剂再生部分γ中包含两个或更多个吸水部分α，例如三个或更多个，或者四个或更多个，或者五个或更多个。这使得装置更有效，因为进出再生部分γ的流量通常比S1/S1’的再循环流量低得多。优选地，当装置1包括两个或更多个液体干燥剂容器β和/或两个或更多个液体干燥剂再生部分γ时，该装置还包括可操作地连接到每个液体干燥剂再生部分γ的至少一个再生液体干燥剂容器21。所述再生液体干燥剂容器21优选地可操作地连接到每个吸水部分α，以用于输送再生的液体干燥剂S4。在一个优选实施例中，该装置被配置为将再生的液体干燥剂S4与在用于分配液体干燥剂的构件66上游的待分配的液体干燥剂S1/S1’混合。

现在参考图5a)。根据本发明的装置1包括吸水部分α、液体干燥剂容器β和液体干燥剂再生部分γ，其中使用液体干燥剂在吸水部分α中干燥气体，该液体干燥剂收集在液体干燥剂容器β中并在再生部分γ中再生，并然后通过液体干燥剂容器β返回到吸水部分α。吸水部分α包括具有第一进气口62和第一出气口64的第一壳体60，并且其中所述入口和出口都可以使用任何合适的构件来密封，以关闭或密封所述入口和出口。关闭或密封入口或出口的合适构件可以是阀、止回阀、门、遮板或闸门。第一壳体60可以是隔热的。第一壳体60包括用于分配液体干燥剂的至少一个构件66和可选的用于增加气体与液体干燥剂S1之间的接触时间和/或接触面积的构件68。用于增加气体与液体干燥剂之间的接触时间和接触面积的构件68可以沿气流方向布置在用于分配液体干燥剂的构件66之前，或者它可以布置为邻近或接触用于分配液体干燥剂的构件。液体干燥剂S1通常是从液体干燥剂容器β回收或分配的液体干燥剂和再生的液体干燥剂S4的混合物。

第一壳体60可操作地连接到液体干燥剂容器β，允许分配的液体干燥剂离开第一壳体60并进入液体干燥剂容器β。如上所述，液体干燥剂容器β可以是第一壳体60的部分或部件、干燥剂收集部件46，和/或它可以是单独的罐、液体干燥剂存储罐48。

装置1被配置为将再生的液体干燥剂S4保持在干燥剂不沉淀的温度。在一个实施例中，管或管子是隔热的，以便避免沉淀或使沉淀最小化。在另一个实施例中，液体干燥剂再生部分γ位于吸水部分α附近。

吸水部分α被布置成使得进入气体A1可以从第一进气口62流过第一壳体60、到达并流过第一出气口64。气体应该使用分配液体干燥剂的构件66与液体干燥剂S1接触。用于增加气体与液体干燥剂之间的接触时间和接触面积的构件68可以是挡板、颗粒或珠或颗粒床或珠床的形式。气体A1中的水或水分被液体干燥剂中的吸水材料吸收，并且通过出口64排出的气体A2是干燥的或至少比A1干燥，并且因为蒸发能量被释放来加热气体，因此具有比A1高的温度。为了避免液体干燥剂被气流带走，或者作为最后的干燥步骤，除雾器70可以布置在用于分配液体干燥剂的构件66之后和第一出气口64之前。

为了控制气体流过壳体，风扇或泵72可以是第一壳体60或优选地布置在该第一壳体中。

用于分配液体干燥剂的构件66可以是任何合适的构件，并且在一个优选实施例中是喷嘴。在另一个优选实施例中，用于分配液体干燥剂的构件66是冷却垫或蒸发器垫。当用于分配液体干燥剂的构件是冷却垫或蒸发器垫时，该垫优选地布置成不垂直于气流。液体干燥剂优选地使用合适类型的分配器设置在垫的顶部。可以使用任何合适的冷却垫或蒸发器垫，诸如来自Hutek的CeLPad 0760或CeLPad 0790。使用冷却垫或蒸发器垫的优点在于，用于增加接触时间和接触面积的构件68不是必需的，因为垫本身充当这种构件68，并且垫减少了所需的液体干燥剂的量，并且对于使用液体干燥剂的水吸收是有效的。

在一个优选实施例中，用于分配第一壳体60中的液体干燥剂的构件是冷却垫或蒸发器垫或垫66。这些垫为气流提供了一个大的暴露表面，并且使得分配液体干燥剂变得简单且有效。冷却或蒸发器垫具有前侧和后侧，其中前侧面向进入的气体。优选地，垫66相对于轴线a成角度X°布置，所述轴线a基本上在气流A1的方向上延伸。在一个实施例中，如图5b)和c)所示，两个垫66优选地以v形布置在一起，v形的开口面向气流的方向。优选地，垫66关于轴线a对称布置，使得v的开口是角度X°的两倍。第一壳体60中的垫66之间的角度X°相对于轴线a优选地为10°或更大、或20°或更大、或30°或更大，但80°或更小、或70°或更小、或60°或更小。在一个优选的实施例中，角度是30°-40°。垫的这种v形布置提供了大的表面积和良好的吸水性。图5d)公开了另一个实施例，其中单个冷却垫相对于轴线a成角度X°布置，并且从第一壳体60的一侧延伸穿过气流A1的方向到达所述壳体的另一侧，以便迫使气体穿过所述垫。角度X°优选地为10°-40°，诸如20°-30°，以便获得良好的吸收和良好的气流。

为了进一步控制并优化通过垫的气流，突出元件67可以沿着垫布置，优选地相对于垫成一角度，所述角度不是90°，使得元件67不垂直于垫，即成小于90°的角度，诸如80°或更低。在一个优选实施例中，突出元件67布置在冷却或蒸发器垫66的背侧。突出元件优选地在气流方向上具有凹形，以进一步优化通过垫的流。这在图5b)中示意性地示出。在另一个优选实施例中，突出元件在气流方向上具有凸形，以进一步优化通过垫的流。在优选实施例中，冷却垫或蒸发器垫的角度X°为30°-60°，并且该实施例的每个垫优选地包括布置成基本上不垂直于垫的突出元件67。在图5c)中，公开了一个优选实施例，其中垫66相对于轴线a成角度X°布置，并且其中垫66在气流A1方向上的近端与第一壳体60的壁隔开距离b。该距离b取决于第一壳体的尺寸，但是可以在10cm-100cm的范围内。通过在垫与第一壳体的壁之间产生距离b，进入的空气A1可以更容易地流过垫。可以通过在第一壳体60的壁与垫66之间布置分隔壁61来产生距离b。在一个实施例中，垫的远端也可以由分离装置69分离，这可以进一步增强流量并减少风扇或泵72上的负载。在一个优选实施例中，垫66从第一壳体60的远端延伸到第一壳体66的近端，以便获得最佳的表面积和水分吸收。

液体干燥剂可以再循环，直到吸水材料饱和或达到预定的浓度值。在分配之前，可以使用冷却装置74冷却液体干燥剂，该冷却装置可操作地连接到液体干燥剂收集容器β，以用于接收液体干燥剂(S1/S1’)，并且可选地还可操作地连接到再生部分γ，以用于接收再生的液体干燥剂S4。冷却装置74还可操作地连接到用于分配液体干燥剂的构件66，以用于输送冷却的液体干燥剂。

使用液体干燥剂供应装置76供应新的或新鲜的液体干燥剂，该液体干燥剂供应装置可以是被配置为供应液体干燥剂的存储容器和泵。供应装置76可以与控制单元19通信，以便监控对新的或新鲜的液体干燥剂的需求。供应装置76可以与锅炉2连通。可以使用冷却装置74将新的、新鲜的、再循环的或再生的液体干燥剂冷却到期望的温度。冷却装置可以是但不限于风扇和热交换器、吸附冷却装置或热泵。通过降低再循环液体干燥剂或再生干燥剂的温度，干燥剂可以获得低于环境空气的温度。这将使该装置成为有效的冷却和除湿装置。

装置1包括至少一个泵78，该泵被配置为促进液体干燥剂从吸水部分α流向液体干燥剂容器β、流向锅炉2和容器3并且流出容器3并流向用于分配液体干燥剂的构件66。泵的数量应该多达促进所述流所需的数量，诸如一个、两个、三个、四个、五个或六个或更多。在一个实施例中，根据本发明的装置包括至少两个泵。

本发明中使用的泵可以布置在装置中任何合适的位置。在一个实施例中，泵可以是离心泵、线性泵、隔膜泵、活塞泵或旋转叶片泵中的一种或多种。一个或多个泵的选择取决于所需的压力。COP值(性能系数)应尽可能高。

液体干燥剂可以是从气体或空气中吸水的任何溶液。该溶液包含任何合适的吸收材料或盐，其中吸收材料或盐可以是LiCl、CaCl₂、CaBr₂、LiBr₂、MgCl₂、NaNO₃、碱式乙酸盐(优选地乙酸钾)、硫酸盐或本领域技术人员已知的任何合适的材料或其组合。在一个实施例中，液体干燥剂包含乙酸钾、LiCl,CaCl₂或MgCl₂，优选地LiCl或MgCl₂，更优选地MgCl₂(氯化镁)或更优选地乙酸钾。氯化镁的优点是含有它的液体干燥剂吸水性高，它具有低反应性，低毒性，价格便宜，并且它不会显著提高液体干燥剂中水的沸腾温度。在一个实施例中，液体干燥剂包含乙酸钾。使用诸如乙酸钾的碱式乙酸盐的优点是吸水性高，但无腐蚀性。吸收材料可以是盐、颗粒或粉末的形式。液体干燥剂中吸收材料的浓度优选地接近饱和、饱和或过度饱和，以便获得更高的吸收。在一个实施例中，液体干燥剂的吸收材料饱和或过度饱和。

本发明促进在液体干燥剂中可以使用更高的盐浓度，这又允许吸收更多的水分。待使用构件66分配的液体干燥剂S1中的盐浓度优选地尽可能高，以便吸收尽可能多的水分。在一个实施例中，盐浓度接近或处于饱和点，或者液体干燥剂过度饱和。在一个实施例中，浓度为至少30重量％(wt％)，或至少32重量％或至少35重量％。在一个优选实施例中，盐浓度是30wt％-50wt％，优选地33wt％-46wt％。在另一个优选实施例中，当盐是氯化镁或包含氯化镁时，浓度为30重量％、至少33wt％、或至少34wt％、或至少35wt％，诸如33wt％-35wt％或34wt％-35wt％。在另一个实施例中，当盐是溴化锂(LiBr₂)时，浓度优选地为40wt％-50wt％，更优选地43wt％-47wt％，甚至更优选地45wt％-46wt％。在另一个实施例中，待分配的液体干燥剂S1中的碱式乙酸盐的浓度为至少65重量％，优选地67重量％-70重量％。

本发明被证明是非常有效的，尤其是在相对湿度(RH)为70％或更低的环境中，诸如65％或更低，或60％或更低，或55％或更低，或50％或更低。

图9a)和b)中示出了本发明的优点，其中与现有技术相比，浆料中更高的浓度是可能的，并且这是以节能的方式实现的。

空气冷却器

现在参考图6。该装置可以用作空气冷却器79。空气冷却器包括用于从气体1中吸水的装置和加湿器λ。加湿器λ(吸附冷却器)包括第二壳体80，该第二壳体可操作地连接到吸水部分α以用于接收空气。第二壳体80具有可操作地连接到吸水部分α的第一入口82和第一出口84、用于分配水溶液的至少一个构件86、可选地构件88，该构件88用于增加气体与水溶液W2(例如水)之间的接触时间和接触面积，并且该构件88可以沿气流方向布置在用于分配水的构件86之前或附近。第一入口82和第一出口84都可以是可密封的。用于分配水的构件86优选地布置成使得水的分配基本上在气流的方向上或者在平行于气流的方向上进行。构件86可以包括在气流方向上具有开口或出口的接口或喷嘴，或者构件88可以是冷却垫或蒸发器垫。加湿器或冷却部分λ还包括集水部件90，该集水部件可操作地连接到用于分配水的构件，并且优选地还连接到出水口42。第三热交换器92可以沿气流方向布置在第一入口82之前，并且第二壳体80还可以包括除雾器94，该除雾器布置在用于分配水的构件之后并且在第一出口84之前。集水部件90可以是与壳体90可分离的部件，或者它可以是壳体80的不可分离的部件。集水部件90可以由与第二壳体90相同的材料制成，或者它可以由另一种材料制成。在一个实施例中，集水部件90和储水罐24是相同的。

根据本发明的空气冷却器79可以包括至少一个泵96，该泵被配置为促进水或水溶液从第二壳体80运输到集水部件90和用于分配水的构件86。泵的数量应尽可能多，以促进所述运输。泵的数量可以是一个、两个、三个、四个、五个或六个或更多。在一个实施例中，根据本发明的装置包括至少两个泵。

第三热交换器92与第一壳体的第一出气口64连通，使得通过第一出气口64离开第一壳体的气体A2在第三热交换器92中被冷却以提供气体A3。气体A3被水溶液W2加湿，并且排出气体A4的温度也低于气体A3，因为蒸发能量被吸收来冷却气体。在集水部件90收集的水可以再用作水溶液W3。冷却装置75可以布置在加湿器中，被配置为冷却待使用分配水溶液的构件86分配的水。使用供水装置98供应新的或新鲜的水，该供水装置被配置为供应水或水溶液，并且可选地通过冷却装置60或集水部件90与用于分配水溶液的构件86连通。供应装置98优选地与控制单元19通信，以便监控水质和对新的或新鲜的水的需求。供水装置98可以是存储容器和泵。传感器可以布置在集水部件90中，并且所述传感器可以与控制单元19通信。

当气体中的水蒸汽被干燥剂吸收时，在从水蒸汽到水的相变中释放蒸发热。用于分配干燥剂和干燥剂流的构件66被布置成使得蒸发热和来自气体的水例如通过基本垂直地分配液体干燥剂而被干燥剂从第一壳体60转移，而气流基本水平。当气体和干燥剂具有相同的蒸汽压力时，干燥剂将不再吸收任何更多的水蒸汽。然而，如果两种介质之间存在温差，则在气体与干燥剂之间仍交换热能。因此，离开第一出气口64的气体或空气的温度和蒸汽压力可能与液体干燥剂进入第一壳体60之前的温度和蒸汽压力相同。因此，气体的温度可能比进入壳体的气体低，并且气体的湿度可能比进入壳体的气体低。当流过第一和/或第二壳体的气流是水平的时，这甚至更加明显。

进入加湿器的除湿气体或空气可能具有与干燥剂相同的蒸汽压力和温度，并因此具有低的相对湿度。低的相对湿度将允许气体通过吸附冷却(即，加湿)被冷却。在这里通过本领域技术人员已知的任何构件(表示为用于分配水的构件86)进行对气体的吸附冷却或加湿。用于吸附冷却的水可以是但不限于取自集水部件90。因为离开吸水或除湿部分α的气体将具有与液体干燥剂相同或类似的温度，并且用于吸附冷却的水应该优选地具有与可以被引导通过冷却装置60的气体或所用水相同或优选地更低的温度。

装置1或79还可以包括调节器，以便控制液体干燥剂和水的流动，并且调节管子中的压力。还可以有膨胀罐或调节器100，该膨胀罐或调节器可操作地连接到液体干燥剂再生系统γ，并且还可操作地连接到吸水部分α。在膨胀罐或调节器100中，液体干燥剂的压力优选地调节到环境压力左右。

装置的不同部件(例如第一壳体、泵、容器和锅炉)通过合适的管道连接。管道优选地应当是隔热的，以便减少液体干燥剂中沉淀的风险，使能量损失最小化，并避免管道中的冷凝。在一个实施例中，用于液体干燥剂的任何管道都是隔热的。

装置1和79可以包括控制单元19，该控制单元被配置为优化从气体中提取的能量和水量以及用于再生液体干燥剂的特性。控制单元可以控制至少一个泵78和96的压力、由可选的加热装置28添加到加热室4中的液体干燥剂的热量。控制单元还可以控制任何限制器，并且可以监控液体干燥剂容器β中的液体干燥剂的浓度。控制单元19可以包括布置在装置中的一个或多个传感器。控制单元优选地包括合适的软件，以便调整装置不同部件的设置或属性。

不同的部分α、β、γ和λ可以布置在共同的壳体中或分开布置。部分α和λ在本文中被描述为不同的部分，但是可以是仅一个部分，其中第一壳体60的第一出气口64和第二壳体80的第一入口82是同一个。

吸水和冷却空气的方法

现在将参考图7和图8描述根据本发明的方法以及气体和液体的流动。在下面的描述和附图中，所表示的气流(A1-A4)和液体干燥剂(S1-S4)应该仅被视为说明性的而非限制性的。

现在参考图7。允许气流A1进入第一壳体120。分配122液体干燥剂S1，并且使气流A1与液体干燥剂和可选构件68接触，该构件68用于增加气体与液体干燥剂之间的接触时间和接触面积。允许水或水分被液体干燥剂中的吸水材料吸收124。然后收集126已经与气流S2接触的液体干燥剂，并且允许气流A2离开第一壳体60 128。允许液体干燥剂S2离开第一壳体，并且在液体干燥剂容器β中收集130该液体干燥剂，并且可选地使用加热器50加热132。在锅炉2中收集134离开液体干燥剂容器β的加热的液体干燥剂S3。

使用热泵系统8从收集的液体干燥剂136中蒸发水，并且使蒸发的水冷凝138，形成冷凝水，收集140该冷凝水。可以将热泵系统中的冷却介质或制冷剂与液体干燥剂容器β中的液体干燥剂进行热交换142。允许浓缩的液体干燥剂S4离开144锅炉2，并返回146液体干燥剂容器β或吸水部分α。然后可以将液体干燥剂容器β中的液体干燥剂运输到用于分配液体干燥剂的构件148。

当该装置用于产生加湿的冷气或空气时，该方法还包括图8所示的步骤。提供150离开第一壳体60的干燥气体A2，并且然后可以进行热交换152，形成冷却气体A3。在一个实施例中，热交换器中使用的介质是周围的空气或气体，诸如A1。在一个实施例中，在分配水溶液之前使用冷却装置75来冷却该水溶液。分配154水溶液或水W2，并且使气流A3与水溶液和可选构件88接触156，该构件用于增加气体与水溶液或水之间的接触时间和接触面积。然后在集水部件90中收集158已经与气流接触的水溶液。在使气体与分配的溶液接触时加湿该气体，并且吸收蒸发能量来冷却气体，并且冷却的加湿气体A4离开160第二壳体。允许集水部件90中收集的水被运输162到用于分配水的构件86。可选地，可以将在液体干燥剂再生过程中产生并在步骤140中收集的水W4返回162到集水部件90。

现在将更详细地描述用于控制吸水装置的方法的优选实施例。

在装置1的操作过程中，以合适的间隔或连续地检测液体干燥剂的浓度。检测可以发生在液体干燥剂容器β中，或将液体干燥剂送进/送出吸水部分α的任何导管中，以及在吸水部分α本身中。优选地，第一传感器布置在液体干燥剂存储罐48的内部、液体干燥剂存储罐48的入口或出口处、或液体干燥剂收集部件46中、或者运输装置1中的液体干燥剂的管子、管道或其他导管的内部。第一传感器优选地被配置为确定干燥剂中的水含量，如上所述，或者直接或通过测量电导率和温度来确定浓度，并且可以将测量值传送到控制单元19，在该控制单元中可以如上所述确定并监控浓度。优选地，由控制单元19执行的测量、计算或确定基于液体干燥剂中使用的吸收材料或盐。

当在本文中使用术语液体干燥剂的浓度时，这应理解为液体干燥剂中吸收材料或盐的浓度。在一些实施例中，盐是氯化镁(MgCl₂)，但在其他实施例中，盐可以替代地是氯化钾(KCl)、碱式乙酸盐或溴化锂(LiBr)或任何其他合适的盐。确定水含量或盐浓度，并将其与预定值进行比较，该预定值取决于所使用的盐和装置1操作的环境。取决于环境和待除湿的气体的温度和湿度，预定值变化。为了从相对湿度(RH)为50％或更低的气体中吸收水分，待分配的液体干燥剂中的盐浓度需要接近饱和。对于一些盐诸如氯化镁，这意味着浓度优选地为至少30％，或至少31％、或至少32％、或至少33％、或至少34％、或至少35％。优选的范围在34重量％-36重量％。当使用乙酸钾时，浓度优选地为至少65重量％、更优选地至少67重量％、优选地至少69重量％。优选的范围在67重量％-70重量％。

当所收集的液体干燥剂S2的检测浓度被确定为处于或低于预定值时，将选定量的液体干燥剂运输到液体干燥剂再生部分γ，如上文详细描述的。液体干燥剂的量优选地小于装置1中液体干燥剂总量(重量)的0.25，优选地小于总量的0.1，并且更优选地小于总量的0.05但优选地大于0.001。因此，装置1可以使用剩余的液体干燥剂继续吸水操作。

优选地，在已经移除选定量的液体干燥剂用于再生之后，在一个间隔之后或连续地再次测量浓度，并且只要确定浓度处于或低于预定值，就选择另一个量并运输到再生部分γ用于再生。所选择的量可以在装置1的操作过程中保持固定，或者可以根据系统中液体干燥剂的总量或者根据检测到的浓度与预定值的相差多少而变化，其中大的差异指示应该选择较大的量用于再生，而小的差异相反地指示仅需要再生较小的量，以便将浓度维持在期望值或期望的间隔。

被运输用于再生的液体干燥剂S3处于第一温度T1，该第一温度可以由温度传感器或用于测量温度的类似构件确定，并且该构件可以被布置在将液体干燥剂S3运输到液体干燥剂再生部分γ的管道、管子或导管内，在这种管道、管子或导管的入口或出口内侧，或者可替代地在放置第一传感器的相同或类似位置。可替代地，温度传感器可以与第一传感器相同，并且被配置为检测浓度和温度。在液体干燥剂再生部分γ内，如上文详细描述的再生液体干燥剂。在第二温度T2(液体干燥剂的沸腾温度)和第一压力下进行再生。如本领域公知的，通过调整第一压力，可以相应地改变沸腾温度。作为非限制性实例，液体干燥剂的吸收材料或吸水材料(诸如氯化镁)的浓度在再生过程中从约30重量％-33重量％增加到约34重量％-36重量％，并且对于诸如乙酸钾的碱式乙酸盐，浓度在再生过程中从60重量％-65重量％增加到66重量％-70重量％。再生发生直到液体干燥剂达到期望浓度，可以由装置1或装置的控制单元19根据参数预设或确定该期望浓度，所述参数诸如环境温度、环境湿度、或装置1的参数，诸如吸水部分和/或液体干燥剂容器中的液体干燥剂的总量。再生的液体干燥剂的期望浓度可以有利地是最佳浓度，即，一个浓度，该浓度使得在将再生的液体干燥剂和液体干燥剂容器β中的液体干燥剂混合之后获得的液体干燥剂的浓度至少达到待发生再生的浓度的预定值，使得不需要进一步的再生。在一个实施例中，期望浓度可以有利地是获得最佳ΔC的浓度。在一些应用中，再生可以被设置为在达到预定值时发生，并且最佳浓度然后应该是使液体干燥剂容器中液体干燥剂总量的浓度高于预定浓度的浓度。在其他应用中，再生可以被设置为在浓度低于预定浓度时发生，使得最佳浓度为一浓度，其使液体干燥剂容器中液体干燥剂总量的浓度达到预定量或以上。

再生之后，通过将再生的液体干燥剂S4插入吸水部分α或插入液体干燥剂容器β中，运输再生的液体干燥剂S4以再次用于吸水。在一些实施例中，再生的液体干燥剂S4直接用于吸水，但是在大多数实施例中，它将首先与已经存在于吸水部分α或液体干燥剂容器β中的液体干燥剂混合，优选地与液体干燥剂收集部件46中的液体干燥剂混合。离开液体干燥剂再生部分γ的再生的液体干燥剂S4具有第三温度T3。

再生使用第一能量的量发生，需要该第一能量的量来设置和维持液体干燥剂再生部分内部压力。需要该能量来操作被配置为调整压力的真空系统。为了以节能方式进行再生，确定或预设最大能量，并且选择第一压力P1，其方式使得第一能量的量小于或等于最大能量。再生发生，直到液体干燥剂处于期望浓度和/或第三温度(T3)与第一温度(T1)之间的差最小。有利地，进行再生，其方式使得在温度增加最小的情况下达到期望浓度，同时仍然需要小于或等于最大能量。

因此，有利的是将第三温度T3保持得尽可能低，使得第三温度T3与第一温度T1之间的差最小化。因此，可以提高吸水的效率，并且还可以减少对再生的液体干燥剂S4的进一步冷却的需求，从而也节约了能量。因为从第一温度T1开始并将第一温度T1升高到液体干燥剂的沸腾温度来达到第三温度T3，因此可以通过降低再生部分γ中液体干燥剂的沸腾温度来使第三温度T3最小化。这是通过选择第一压力P1从而降低沸腾温度来实现的。控制单元19优选地被布置为使用第一温度T1来确定合适的第一压力P1，以便保持第二温度T2接近第一温度，但同时避免降低压力太多而需要过多的能量消耗。在优选实施例中，选择第一压力P1，使得降低压力所需的能量与将再生的液体干燥剂S4从第三温度T3冷却到第一温度T1所需的能量相平衡。在该优选实施例中，第一压力P1因此被选择为最低压力，该最低压力仍然需要比冷却再生的液体干燥剂S4少的能量。

通常，如果再生之后液体干燥剂没有发生明显的加热，则第三温度T3将与第二温度T2相同，或者至少非常接近第二温度T2。也有利的是，避免在液体干燥剂再生之后对其进行加热，因为这有助于将第三温度T3与第一温度T1之间的差保持为最小。如果再生的液体干燥剂与待再生的液体干燥剂进行热交换，则第三温度T3将低于第二温度T2。然而，优选地，T3足够高，以便避免热交换器中的沉淀。

因此，优选地，第一温度T1用于选择第一压力P1，使得沸腾温度尽可能接近第一温度T1，同时仍然保持产生第一压力P1所需的能量低于能量阈值，该能量阈值是预定的或者可以根据冷却再生的液体干燥剂所需的能量来调整，或者可替代地根据可用能量或被认为合适的任何其他因素来调整。

因此，通过确定再生前液体干燥剂的浓度并选择再生后的期望浓度，也可以确定在不同沸腾温度下进行再生所需的能量。然后，选择尽可能低的沸腾温度，同时还需要低于该最大能量值的能量，使得以节能且因此成本有效的方式使温差最小化。根据再生前液体干燥剂的浓度和再生后的期望浓度，以及诸如再生前的温度的其他因素，能量需求可以不同，这对本领域技术人员来说是显而易见的。

基于环境温度、环境湿度和/或诸如液体干燥剂总量的其他因素，可以选择或预先确定，或者可替代地可以确定液体干燥剂的期望浓度。在环境温度和环境湿度都很高的应用中，可以使用较低的期望浓度，而较低的环境温度和较低的环境湿度将需要较高的期望浓度，以便装置有效地操纵来吸水。在一些应用中，可以在操作过程中确定至少一个参数，诸如环境温度、环境湿度或其他因素，并且还调整期望浓度，以允许即使温度、湿度和/或其他因素随时间变化情况下也有效的操作。然而，在许多应用中，可以预定并预设期望的浓度，以便实现具有更少传感器和其他组件的成本有效的装置。

在一些实施例中，仍然需要将再生的液体干燥剂S4从第三温度T3冷却至第一温度T1或至少冷却至低于第三温度T3的温度。也可以由控制单元19根据第三温度T3或其他因素来确定此需求。在一些实施例中，期望进一步冷却再生的液体干燥剂S4，优选地冷却至环境温度或甚至更低，因为这增加了吸水效率。

在将液体干燥剂S3运输到液体干燥剂再生部分γ和将再生的液体干燥剂S4运输回吸水部分α或液体干燥剂容器β的过程中，有利的是避免液体干燥剂中的盐沉淀或至少使其最小化。这是通过在高于第二压力P2的压力和/或高于第四温度T4的温度下运输液体干燥剂来实现的。在一个优选的实施例中，T4与T3相同。

在一个实施例中，第一温度T1为25℃，并且第一压力P1被选择为50mbar。这将导致第二温度T2，该第二温度也是液体干燥剂的沸腾温度，在40℃-45℃的范围内。当避免在液体干燥剂再生后对其的额外加热时，所得的第三温度T3基本上与第二温度T2相同，即，不执行会显著改变温度的额外加热。在这个实施例中，该装置可以位于环境温度约为20℃或30℃的地方，并且液体干燥剂中使用的盐是MgCl₂。再生前的液体干燥剂与再生后的液体干燥剂之间的温差约为15℃-20℃，但是在许多实施例中，可以实现更小的差，尤其是在选择较低的压力作为第一压力P1时。可以在高湿度环境中使用较低浓度的盐。

如上所述，可以有利地从再生后的液体干燥剂传递热量到待再生的液体干燥剂，使得可以进一步使再生过程中的温度升高最小化。在此类实施例中，温差可以保持得非常小，同时允许更高的第一压力P1，这可以使用更少的能量来实现。

选为预定值的液体干燥剂的浓度根据本发明的每个应用而变化，但是选择浓度的一些重要因素是环境湿度和装置中的流量。对于较高的环境湿度，可以选择较低的浓度，诸如约30％(例如当使用氯化镁或氯化锂时)，而当环境温度和环境湿度较低时，可能需要较高的浓度，诸如约33％、34％或甚至35％。当使用碱乙酸盐诸如乙酸钾时，对应的浓度在高环境湿度下为60重量％-65重量％，在低环境湿度下为67重量％-70重量％。对于装置中的高流量，较高的浓度可以是优选的，而在较低流量下，可以选择较低的浓度。这里给出的浓度是针对在液体干燥剂中使用MgCl₂的实施例，并且对于其他盐，所选择的浓度将如本领域技术人员容易理解的那样变化。然而，根据流量和环境湿度选择浓度的一般原则是相同的，而不管用作液体干燥剂的物质是什么。

尽管上面描述的本发明的实施例包括本地控制单元和控制单元19，以及在该控制单元19中的至少一个处理器中执行的过程，或者可替代地单独的处理器单元，但是本发明还扩展到计算机程序，特别是载体上或载体中的适于将本发明付诸实践的计算机程序。程序可以是源代码、目标代码、源代码和目标代码中间的代码的形式，诸如部分编译的形式，包括软件或固件，或者适合用于实现根据本发明的过程的任何其他形式。程序可以是操作系统的一部分，也可以是单独的应用程序。载体可以是能够承载程序的任何实体或装置。例如，载体可以包括存储介质，诸如闪存、ROM(只读存储器)，例如DVD(数字视频/多功能盘)、CD(光盘)或半导体ROM、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)或磁记录介质，例如软盘或硬盘。此外，载体可以是可传输的载体，诸如电信号或光信号，其可以通过电缆或光缆或通过无线电或其他方式传送。当程序包含在可以由电缆或其他装置或构件直接传送的信号中时，载体可以由这种电缆或装置或构件构成。可替代地，载体可以是其中嵌入程序的集成电路，该集成电路适于执行或用于执行相关过程。

在一个或多个实施例中，可以提供可加载到存储器中的计算机程序，该存储器可通信地连接或耦接到至少一个数据处理器，例如控制单元19，该数据处理器包括软件或硬件，用于当该程序在至少一个数据处理器上运行时执行根据本文的任一实施例的方法。

在一个或多个另外实施例中，可以提供其上记录有程序的处理器可读介质，其中当程序被加载到至少一个数据处理器中时，该程序使得至少一个数据处理器，例如控制单元19，执行根据本文的任一实施例的方法。

应当注意，本文描述的各种实施例的特征可以自由组合，除非这种组合被明确声明为不合适。

示例

示例1

如果进入热交换器的干燥剂的温度约为20℃，则氯化镁的最大允许浓度约为35％以避免在热交换器中形成盐晶体，因为温暖的干燥剂将变凉。由于在蒸发过程中从干燥剂除去水，因此进入热交换器和蒸发过程的干燥剂浓度需要低于35％。

如果期望一定的产水量

则根据

通过热交换器和蒸发器的流量Q取决于蒸发过程之前和之后的浓度的差ΔC。

因为没有100％效率的完美热交换器，则流量Q越高，就需要越多能量来将液体干燥剂加热到沸点。将干燥剂加热到沸点需要的功率P可以表达为：

P＝C_vQ(T_b-T_a)(1-μ)

其中，Q是通过干燥剂的流量，T_b是沸腾温度，T_a是吸水器中的干燥剂的温度，并且μ是热交换器的效率。从方程式可以看出，期望的是使流量最小化并使效率μ最大化。这在图9b)中示意性地示出。

作为示例，如果ΔC是5。使用机械蒸汽再压缩，有效的蒸发过程是可以是可能的。然而，吸水过程中的浓度可以不超过30％，其对应于约50％的平衡相对湿度。这个的影响是，在吸水过程中，仅将空气的相对湿度干燥至50％。如果空气的相对湿度比50％干，不可能从空气中吸收水蒸汽。此外，如果使用风扇来处理，则从空气中吸收1kg水蒸汽所需的能量取决于待处理的空气中的相对湿度。如果待处理的空气(工艺空气)是例如51％，则风扇需要处理大量的空气来吸收1kg的水。如果工艺空气为90％，则待处理的空气量较少。

示例2

使用根据本发明的装置来从空气中吸水。作为液体干燥剂，使用氯化镁，并且使用冷却垫来分配液体干燥剂。布置风扇来将空气运输通过吸水部分，并且空气具有58％的相对湿度。

实验表明，空气在吸收之后的相对湿度为43％。

示例3

使用利用热泵的商用锅炉来研究液体干燥剂的浓度如何影响蒸发1升水时的能耗(kWh)。在液体干燥剂中使用氯化镁作为吸收材料，并且测量沸点时的压力为1巴。

如下表所示，液体干燥剂的沸点随增加的浓度而增加。

如图10所示，增加浓度所需的能量急剧增加。因此，再生步骤应优选地产生足够的浓度，即足以有效吸收水或水分的浓度。更高的浓度需要不必要的能量，并因此成本更高。

Claims (39)

1.一种用于吸水的装置(1)，包括：

至少一个吸水部分(α)，所述至少一个吸水部分用于使用液体干燥剂从气流中吸水，其中所述吸水部分可操作地连接到至少一个液体干燥剂容器(β)，以用于将液体干燥剂输送到所述吸水部分(α)和从所述吸水部分(α)输送出液体干燥剂，其中，所述至少一个液体干燥剂容器(β)进一步可操作地连接到液体干燥剂再生部分(γ)，以用于将液体干燥剂输送到所述至少一个液体干燥剂容器(β)和从所述至少一个液体干燥剂容器(β)输送出液体干燥剂，

其中，所述液体干燥剂再生部分(γ)包括：

-包括容器(3)的至少一个锅炉(2)，

真空系统(18)，所述真空系统可操作地连接到所述锅炉(2)以用于降低所述容器(3)中的压力，并且其中所述再生部分(γ)优选地还包括可操作地连接到所述容器(3)的加热单元(5)，所述加热单元所述加热单元被配置为加热所述容器(3)中的液体干燥剂，并且

其中，所述装置还包括控制单元(19)，所述控制单元被配置为获得或确定液体干燥剂的浓度值，并且可操作地连接到所述真空系统(18)，以用于控制所述真空系统(18)以在液体干燥剂的再生过程中将所述容器(3)中的所述压力降低至第一压力；其中，所述控制单元(19)还与所述液体干燥剂容器(β)通信，以确定或检测或测量在所述液体干燥剂容器(β)中收集的液体干燥剂的温度和/或浓度。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制单元(19)还与所述吸水部分(α)通信，以确定或检测或测量待分配的液体干燥剂(S1)的浓度，并且其中所述控制单元(19)优选地被配置为确定所述待分配的液体干燥剂(S1)与在所述液体干燥剂容器(β)中所述收集的液体干燥剂的浓度之间的浓度差(ΔC)。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述控制单元(19)进一步被配置为至少基于待再生的液体干燥剂(S3)的浓度或在所述液体干燥剂容器(β)中所述收集的液体干燥剂(S2)的浓度、以及再生之后的再生的液体干燥剂(S4)的预定期望浓度来确定再生所述液体干燥剂需要的能量的量，并且其中，所述控制单元进一步被配置为选择所述第一压力，使得用于操作所述真空系统来达到并维持所述第一压力的能量的量小于或等于预定的最大能量。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(19)进一步被配置为基于环境温度和环境湿度中的至少一个来确定或预先确定再生的液体干燥剂(S4)的所述期望浓度，和/或其中，所述控制单元进一步被配置为确定或预先确定在所述液体干燥剂容器(β)中收集的分配的液体干燥剂的阈值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(19)被配置为选择所述第一压力以使再生的液体干燥剂(S4)的第三温度与待再生的液体干燥剂(S3)的第一温度之间的温差最小化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述再生部分(γ)还包括加热单元(5)，所述加热单元包括压缩机(7)、第一干燥剂热交换器(9)、第二干燥剂热交换器(11)、调节器(17)，并且其中，所述再生部分(γ)还包括可选的加热装置(28)；

其中，所述第一干燥剂热交换器(9)可操作地连接到所述至少一个液体干燥剂容器(β)以用于输送和接收液体干燥剂，并且进一步可操作地连接到所述容器(3)以用于输送和接收液体干燥剂；

其中，所述容器(3)可操作地连接到所述调节器(17)以用于将液体干燥剂输送到所述调节器，并且其中，所述调节器(17)进一步可操作地连接到所述第二干燥剂热交换器(11)以用于输送液体干燥剂；

其中，所述第二干燥剂热交换器(11)进一步可操作地连接到所述容器(3)以用于输送液体干燥剂；并且

其中，所述容器(3)也可操作地连接到所述压缩机(7)以用于将在所述容器(3)中形成的蒸汽输送到所述压缩机，并且其中，所述压缩机(7)进一步可操作地连接到所述第二干燥剂热交换器(11)以用于输送压缩的蒸汽。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述液体干燥剂再生部分(γ)包括

-至少一个锅炉(2)，所述至少一个锅炉包括具有加热室(4)和冷凝室(6)的容器(3)，其中，所述加热室(4)连接到所述冷凝室(6)而允许在所述加热室中形成的蒸汽进入所述冷凝室，

-真空系统(18)，所述真空系统可操作地连接到所述锅炉(2)，以用于降低所述容器(3)中的所述压力，以及

热泵系统(8)，其中，所述热泵系统具有：第一热交换器(10)，所述第一热交换器布置在所述加热室(4)中而与所述加热室中的液体干燥剂热接触；和第二热交换器(12)，所述第二热交换器布置在所述冷凝室(6)中而与所述冷凝室(6)中的蒸汽热接触，其中，所述第一热交换器进一步连接到冷却装置(14)，其中，所述冷却装置(14)还连接到所述第二热交换器(12)，并且其中，所述第二热交换器连接到压缩机(16)，所述压缩机(16)也连接到所述第一热交换器(10)。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述液体干燥剂容器(β)包括加热器(50)，其中，所述加热器是热交换器，在所述热交换器中，所述液体干燥剂容器(β)中的所述液体干燥剂与所述热泵(8)的冷却介质进行热交换。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述装置的每个液体干燥剂再生部分(γ)包括两个或更多个吸水部分(α)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置的每个液体干燥剂容器(β)包括两个或更多个吸水部分(α)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述液体干燥剂容器(β)包括液体干燥剂收集部件(46)，所述液体干燥剂收集部件可操作地连接到所述吸水部分(α)，并且其中，所述液体干燥剂收集部件进一步可操作地连接到液体干燥剂存储罐(48)，以用于将液体干燥剂输送到所述吸水部分(α)和从所述吸水部分(α)输送出液体干燥剂，并且用于将液体干燥剂输送到所述液体干燥剂存储罐(48)。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述锅炉或所述加热室中所述液体干燥剂的温度为40℃至125℃，优选地70℃-115℃，更优选地75℃-110℃。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述吸水部分(α)包括用于分配所述液体干燥剂的至少一个构件(66)，并且其中，所述构件是冷却垫或蒸发器垫或垫，并且其中，所述吸水部分(α)还优选地包括风扇或泵(72)，以便提供通过第一壳体(60)的气流。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述再生的液体干燥剂(S4)的浓度比再生之前高1％-30％，优选地3％-25％。

15.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述吸水部分(α)、所述液体干燥剂容器(β)和所述液体干燥剂再生部分(γ)通过隔热管连接，以用于使干燥剂的沉淀最小化。

16.根据权利要求13所述的装置，其中，所述冷却垫或蒸发器垫相对于基本上在所述气流的方向上延伸的轴线(a)成角度X°布置，并且其中，所述垫从所述第一壳体(60)的一侧延伸穿过所述气流的方向，并且其中优选地，所述垫包括基本上不垂直于所述垫布置的突出元件(67)。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述角度X°是10°-40°。

18.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述液体干燥剂是氯化镁(MgCl₂)或碱式乙酸盐、优选地乙酸钾的水溶液。

19.根据权利要求18所述的装置，其中，使用用于分配液体干燥剂的所述构件(66)的待分配的所述液体干燥剂(S1)中氯化镁的浓度至少为30重量％，优选地为34重量％至36重量％，或者其中，使用用于分配液体干燥剂的所述构件(66)的待分配的所述液体干燥剂(S1)中碱式乙酸盐的浓度至少为65重量％，优选地为67重量％-70重量％。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的装置，其中，所述控制单元(19)与所述真空系统(18)和所述加热单元(5)通信，并且其中，所述真空系统和所述加热单元(5)被配置为产生具有最佳温度范围的再生的液体干燥剂。

21.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括控制单元(19)，其中，所述控制单元(19)与所述加热单元(5)和所述真空系统(18)通信。

22.一种除湿器，所述除湿器包括根据权利要求1至21中任一项所述的装置。

23.一种空气冷却器，所述空气冷却器包括根据权利要求1至21中任一项所述的装置(1)，所述空气冷却器还包括加湿器(λ)，所述加湿器包括第二壳体(80)，所述第二壳体可操作地连接到所述吸水部分(α)以用于接收空气，所述第二壳体具有用于分配水的构件(86)和可选地用于增加所述气体与所述水之间的接触时间和接触面积的构件(88)。

24.根据权利要求23所述的空气冷却器，其中，所述用于分配水的构件(86)被布置成使得水的分配大致在所述气流的方向上进行。

25.一种用于控制用于吸水的装置的方法，所述装置包括液体干燥剂再生部分(γ)，其中，所述方法包括

-检测或确定液体干燥剂中吸水材料的浓度，

-当检测的浓度处于预定值或低于预定值时，将液体干燥剂(S3)运输到液体干燥剂再生部分(γ)，所述液体干燥剂具有第一温度(T1)，

-进行再生以将水从所述液体干燥剂除去，所述再生在所述液体干燥剂再生部分(γ)中、在第二温度(T2)和第一压力(P1)下发生，其中，使用第一能量的量来在再生过程中设置并维持所述第一压力，

-从所述液体干燥剂再生部分(γ)运输再生的液体干燥剂(S4)以用于吸水，所述再生的液体干燥剂(S4)具有第三温度(T3)，

其中，选择所述第一压力(P1)，使得所述第一能量的量处于或低于预定最大能量，并且使得所述再生的液体干燥剂的浓度处于预定期望浓度和/或所述第三温度(T3)与所述第一温度(T1)之间的差被最小化。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，通过以下使所述液体干燥剂达到沸腾温度以从所述液体干燥剂中以蒸气形式释放水，从而进行所述再生，并且其中，所述第二温度(T2)是所述沸腾温度。

27.根据权利要求25或26所述的方法，其中，通过调整所述液体干燥剂再生部分(γ)中的所述第一压力(P1)来控制所述沸腾温度。

28.根据权利要求25-27中任一项的方法，其中，液体干燥剂的所述浓度的所述预定值为至少33wt％、或至少34wt％、或至少35wt％、优选地34wt％-36wt％。

29.根据权利要求25-28中任一项所述的方法，还包括

-将所述再生的液体干燥剂(S4)冷却至所述第一温度(T1)。

30.根据权利要求25-29中任一项所述的方法，还包括

-检测环境温度并且将所述再生的液体干燥剂(S4)冷却至所述环境温度或更低。

31.根据权利要求25-30中任一项所述的方法，其中，运输到所述液体干燥剂再生部分(γ)以用于再生的所述液体干燥剂(S3)小于所述用于吸水的装置(1)中液体干燥剂总量的0.25，优选地小于所述总量的0.1，并且更优选地小于所述总量的0.05。

32.根据权利要求25-31中任一项所述的方法，其中，所述再生的液体干燥剂(S4)与未再生并用于在所述装置的吸水部分中从气体中吸水的另外的液体干燥剂混合。

33.根据权利要求25-32中任一项所述的方法，其中，以预定间隔确定所述浓度，并且其中，只要所述浓度低于所述预定值，就将另外的液体干燥剂运输到所述再生部分(γ)以用于再生。

34.根据权利要求25-33中任一项所述的方法，其中，在至少一种条件下进行将液体干燥剂运输进所述再生部分(γ)和将液体干燥剂从所述再生部分(γ)运输出，以使盐的沉淀最小化，所述条件优选地为高于第二压力(P2)的压力或高于第四温度(T4)的温度。

35.根据权利要求25-34中任一项所述的方法，其中，所述再生的液体干燥剂的所述期望浓度是最佳浓度，在所述最佳浓度下，与液体干燥剂收集容器(β)中的液体干燥剂混合的所述再生的液体干燥剂的浓度处于或高于浓度的所述预定值。

36.根据权利要求25-35中任一项所述的方法，其中，基于环境温度和环境湿度中的至少一个来确定所述期望浓度。

37.一种包括用于执行根据权利要求25-36中任一项所述的方法的构件的数据处理装置，所述数据处理装置优选地是所述用于吸水的装置的控制单元。

38.一种包括指令的计算机程序产品，所述指令在所述程序由计算机执行时引起所述计算机执行根据权利要求25-36中任一项所述的方法。

39.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在由计算机执行时引起所述计算机执行根据权利要求25-36中任一项所述的方法。

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