CN117916530A - 空气处理系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种空气处理系统，该空气处理系统包括除湿单元(10)、间接蒸发冷却单元(100)以及蒸汽压缩单元(200)，除湿单元包括液体干燥剂系统，液体干燥剂系统包括用于对工艺空气进行除湿的液体干燥剂；间接蒸发冷却单元用于冷却来自除湿单元的工艺空气并冷却液体干燥剂；蒸汽压缩单元包括压缩机(201)、冷凝器(202)和蒸发器(206)以用于进一步冷却来自间接蒸发冷却单元的工艺空气。优选的干燥剂是甲酸钾。

Description

空气处理系统
本发明涉及一种空气处理系统。
空调和空间制冷在炎热和潮湿的气候中是至关重要的。然而，空调消耗大量的电力，并且因此导致温室气体的产生。干燥剂制冷是产生制冷效果的常规空调的有吸引力的节能替代方案，但是尚未在商业规模上广泛采用。
在液体干燥剂制冷系统中，液体干燥剂在除湿器与再生器之间循环。工艺空气例如以逆流的方式穿过除湿器中的浓缩且冷却的液体干燥剂，以便将湿气和热量从空气传递至液体干燥剂。稀释的液体干燥剂然后传到再生器，在再生器中将其加热，并且使用清扫空气流(scavenger air stream，扫气流)从稀释的液体干燥剂吸收湿气，以再生浓缩的液体干燥剂。然后可以在除湿器中再使用该浓缩的液体干燥剂。
然而，在开发大规模液体干燥剂制冷系统中存在许多挑战。
因此，最常用的液体干燥剂是氯化锂、氯化钙和溴化锂(分别为LiCl、CaCl2和LiBr)的溶液，这些溶液典型地使用外部源诸如废热或太阳热在约80℃的温度下再生。这样的高温对该技术的广泛使用构成了挑战。
而且，由于干燥剂的毒性，在工艺空气中、特别是在高速(例如，高于10,000cfm(16990m3/hr))下残留(carryover，携带)液体干燥剂是一个健康问题，尤其是当干燥剂的液滴在空气中漂移到冷却的封闭空间时，或者当液体干燥剂与进行系统维护的人员接触时。
由于液体干燥剂的分压的升高，液体干燥剂温度升高到30℃以上降低了在工艺空气中湿气捕获的有效性。这进而可以要求提供连续的冷却源来控制温度升高，尤其是当由干燥剂处理过的工艺空气在高于30℃的温度下进入系统时(如在炎热的气候中遇到的)。
使用典型的无机液体干燥剂的经济可行性对除湿系统在典型的暖通空调(HVAC)单元中的广泛使用强加了约束。例如，LiCl可以成本为1300美元/100L。需要更可便宜的干燥剂。
使用包括LiCl、CaCl2和LiBr的液体干燥剂溶液会带来环境挑战，由于它们的腐蚀性，这些液体干燥剂溶液可以引起对空调系统的极大损坏。
太阳能驱动的除湿系统为持续再生稀释的干燥剂溶液提供了机会。然而，太阳辐射可能是间歇地可获得的，这可能对HVAC工业的采用造成实际限制。
使用废热再生液体干燥剂需要渗透性外部供应源的可用性。这可以将这种系统的使用限制到合适的废热源可用的位置，使得该概念不太吸引人和实用。
另一个问题是液体干燥剂的结晶。结晶可以在以高浓度储存的液体干燥剂溶液中随着温度的降低而发生，从而在循环泵上产生压力。水性盐干燥剂可能需要连续搅拌以防止结晶，这进而增加了该单元的能量消耗。
本发明寻求提供一种空气处理系统，该空气处理系统是对现有技术系统的改进。本文中，“工艺空气”用于指被处理的空气。本文讨论的本发明的益处对于高湿度和温度的工艺空气是最明显的。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种空气处理系统，该空气处理系统包括：除湿单元，该除湿单元包括液体干燥剂系统，该液体干燥剂系统包括用于对工艺空气进行除湿的液体干燥剂；间接蒸发冷却单元，该间接蒸发冷却单元用于冷却来自除湿单元的工艺空气并且用于冷却液体干燥剂；以及蒸汽压缩单元，该蒸汽压缩单元包括压缩机、冷凝器和蒸发器以用于进一步冷却来自间接蒸发冷却单元的工艺空气。
因此，本发明的第一方面的系统可以被认为是混合系统，在该混合系统中三个单元，即除湿单元、间接蒸发冷却单元和蒸汽压缩单元以大规模、商业能力(例如，20,000m3/hr以上)协同整合以用于能量高效性和100％新鲜空气的处理。系统可用于在炎热和潮湿的气候中独立地冷却室内或室外空间。该系统可以是全自动的，以基于外界天气条件和供气需求来管理不同单元的操作模式。
因此，本发明的第一方面的空气处理系统包括除湿单元，该除湿单元包括液体干燥剂系统。
液体干燥剂系统包括用于从工艺空气中吸收湿气的液体干燥剂，并且优选地包括除湿器，该除湿器包括干燥器，工艺空气在该干燥器内接触干燥剂。液体干燥剂系统优选地包括用于控制干燥剂的温度的一个或多个热交换器。
液体干燥剂特性(诸如电导率、动态粘度、比热容和密度)以及操作参数(诸如沸点升高、再生温度和储能密度)确定其用作液体干燥剂的潜力。在这些特性中，表面蒸汽压是影响除湿器中的传热和传质的最重要的参数之一。此外，液体干燥剂应该优选是无气味的、无毒的、不可燃的并且廉价的。
用于液体干燥剂系统中的优选干燥剂是甲酸钾(HCOOK)。HCOOK比常规的水性干燥剂盐腐蚀性更小并且更便宜，并且具有低的结晶温度。HCOOK可以有效地对具有高湿气含量的空气进行除湿。弱HCOOK的溶液再生的优选温度可以低至45℃。
HCOOK水溶液具有低毒性和粘度，并且既不是腐蚀性的也不是挥发性的。此外，在高溶液浓度下，HCOOK可以通过促进高度蒸汽压降低同时维持小于0℃的结晶温度而胜过常规液体干燥剂。
使用HCOOK作为液体干燥剂可以致使大气湿度比降低大于6g/kg，这导致潜热的降低和工艺空气的相对湿度的降低。这进而具有将能量使用减少20％至30％的潜力。
用于液体干燥剂系统中的优选的液体干燥剂因此包括含有HCOOK的水溶液、基本上由含有HCOOK的水溶液构成、或由含有HCOOK的溶液构成。优选地，液体干燥剂中使用的唯一干燥剂是HCOOK。
液体干燥剂系统优选地包括除湿器，除湿器优选地包括干燥器，工艺空气在干燥器内接触液体干燥剂。在干燥器中，工艺空气例如以横流(crossflow，横向(交叉)气流)穿过液体干燥剂，以将湿气和热量从工艺空气传递到液体干燥剂。干燥器优选地配备有控制器，以控制液体干燥剂流速和分布，以便通过控制液体与工艺空气比率来确保湿气和热量的最佳吸收效率。
干燥器优选地包括消除器以帮助防止液体干燥剂残留到工艺空气中。消除器可以被配置成例如通过其几何形状、厚度、分层、间距和/或所使用的材料，以防止液体干燥剂在大于10,000cfm(大约17,000m3/hr)的速度下残留。消除器因此优选地有助于消除与液体干燥剂残留相关的健康问题，具有小于3％的最小压降。
除湿器优选地进一步配备有：收集罐，收集罐用于从干燥器收集液体干燥剂溶液；泵，泵用于将液体干燥剂泵送至收集罐和从收集罐泵送液体干燥剂；以及喷淋系统，喷淋系统用于将液体干燥剂喷射到工艺空气中。
在本发明的第一方面的空气处理系统中，液体干燥剂由间接蒸发冷却单元冷却。就此而论，液体干燥剂系统优选地包括用于控制液体干燥剂的温度的一个或多个热交换器。一个或多个热交换器优选地包括液-液显热交换器，更优选地包括一系列液-液显热交换器。为了提高传热效率，一个或多个热交换器可以是板式逆流热交换器。一个或多个热交换器优选地使用冷水来降低液体干燥剂的温度。在优选实施例中，液体干燥剂系统包括一系列液-液显热板式热交换器，液体干燥剂通过该液-液显热板式热交换器从收集罐泵送并且泵送到收集罐。在优选实施例中，来自间接蒸发冷却单元的水用于一个或多个热交换器中以冷却液体干燥剂的温度。因此，在特别优选的实施例中，液体干燥剂系统包括闭环中的一系列液-液显热板式热交换器，这些液-液显热板式热交换器与间接蒸发冷却单元处于流体连通，使用来自间接蒸发冷却单元的水来冷却液体干燥剂。
液体干燥剂系统优选地包括再生器，再生器用于浓缩已通过从工艺空气中吸收湿气而被稀释的液体干燥剂。在再生器内，相对热的稀释的液体干燥剂溶液暴露于清扫空气流，例如由具有与再生的干燥剂成比例的空气流的轴流风扇引导，并且由于蒸汽压的差异，湿气从稀释的液体干燥剂溶液传递到清扫空气。再生器可以以大于25g/s的速率再生液体干燥剂，例如含有HCOOK的溶液。液体干燥剂系统优选地被配置和控制为使得当液体干燥剂的浓度下降到预定阈值以下时液体干燥剂从除湿器传到再生器。例如，阈值浓度可以在60％以下。
再生器优选地包括热交换器，热交换器用于升高液体干燥剂的温度，并且再生器可以优选地还包括轴流风扇以引导清扫空气。再生器还可优选进一步包括用于将加热的稀释的液体干燥剂喷射到清扫空气流中的液体喷射系统，和用于将液体干燥剂泵送到再生器周围的泵。为了提高传热效率，热交换器可以是液-液显热板式热交换器。热交换器可将再生器内液体干燥剂的温度提高至45℃以上。在优选实施例中，热交换器使用来自蒸汽压缩单元的压缩机的内部废热，内部废热具有降低压缩机的温度、因此提高其运行效率的附加优点。在这些实施例中，液体(例如水)可以将废热从压缩机运送到热交换器，以独立于蒸汽压缩单元中使用的制冷剂的闭环循环，以避免单元之间的任何交叉污染。
再生器优选地包括消除器，以减少在再生过程期间在清扫空气流内的液体干燥剂损失。消除器可优选地包括具有优选几何形状、厚度和间距的纤维素垫。
在本发明的第一方面的系统的除湿单元内的优选除湿过程可因此概括如下。储存在除湿器收集罐中的具有相对高的浓度和低温的液体干燥剂进入干燥器中。在干燥器中，液体干燥剂接触工艺空气，由此，通过具有比正被除湿的工艺空气更低的蒸汽压的液体干燥剂，热量和湿气从工艺空气传递到液体干燥剂，因此干燥工艺空气，并且提高液体干燥剂的温度并降低液体干燥剂的浓度。液体干燥剂然后离开干燥器并且穿过一个或多个热交换器以降低其温度以及因此蒸汽压，用于增加吸收来自工艺空气的湿气的效力，并且然后重新进入收集罐，从收集罐使用泵以受控的液体流速使干燥剂循环通过喷雾系统进入干燥器中。当液体干燥剂变得足够稀时，例如当浓度下降到阈值水平(例如60％)以下时，将液体干燥剂传到再生器。在此，稀释的液体干燥剂被加热，优选地通过使其穿过热交换器，由此提高其蒸汽压力。然后使清扫空气穿过加热的、稀释的液体干燥剂以去除湿气(液体干燥剂的蒸汽压高于清扫空气的蒸汽压)，并且因此浓缩液体干燥剂。然后将浓缩的液体干燥剂传回收集罐。然后，除湿和再生的过程继续。
本发明第一方面的空气处理系统还包括用于冷却来自除湿单元的空气和用于冷却液体干燥剂的间接蒸发冷却单元。
蒸发冷却是通过水的蒸发来冷却空气的过程。因此，水吸收大量的热量以蒸发(即，其具有高的蒸发焓)，并且蒸发冷却涉及水使用空气中的热能从液体到气体的相变。间接蒸发冷却是通过与加湿的清扫空气流进行热交换来冷却工艺空气，而无需工艺空气流和清扫空气流的任何直接混合的过程。这有助于防止例如湿气和污染物在工艺空气流和清扫空气流之间转移。
因此，在本发明的第一方面的空气处理系统中，来自除湿单元的除湿后的工艺空气进入间接蒸发冷却单元，在间接蒸发冷却单元中工艺空气通过与加湿的清扫空气流进行热交换而被冷却。来自工艺空气的显热被清扫空气流中的水吸收，因此冷却工艺空气。这进而由于蒸汽压缩单元的蒸发盘管上的负载的减少而可以导致节能(例如，高达30％)。工艺空气温度的降低可以达到15℃，这取决于两个空气流之间的热传递效率。间接蒸发冷却单元优选地包括用于在工艺空气与加湿的清扫空气流之间交换热量的横流板式显热交换器，并且还可以优选地包括用于加湿清扫空气流的喷水器。喷水器优选地被配置为可由控制器控制以使空气与水的热传递效率最佳。
在优选实施例中，离开间接蒸发冷却单元的冷却的清扫空气穿过蒸汽压缩单元的冷凝器，以帮助制冷剂的冷却。这降低了制冷剂的压力，并且进而降低了蒸汽压缩单元的压缩机上的负载，并且因此降低了其功耗。间接蒸发冷却单元优选地还包括消除器，消除器被配置成帮助防止清扫空气中残留有水滴，并且因此在优选实施例中被带入到冷凝器盘管中，并且还被配置成在间接蒸发冷却单元中保持水位。
间接蒸发冷却单元还用于冷却液体干燥剂，并且在这一点上，来自间接冷却单元的水可以传到除湿器，以在与工艺空气接触之后(例如在一个或多个热交换器内)冷却液体干燥剂。间接蒸发冷却单元优选地包括水收集罐，水收集罐用于容纳和收集在喷水器中使用的水。这些水因此可用于冷却液体干燥剂，以及冷却清扫空气。间接蒸发冷却单元的水收集罐还可以用于供应水以使用如本文所描述的直接蒸发垫绝热地冷却蒸汽压缩单元冷凝器，并且还可以用于存储来自蒸汽压缩单元蒸发器盘管的冷的冷凝水。
本发明的第一方面的空气处理系统进一步包括用于冷却来自间接蒸发冷却单元的工艺空气的蒸汽压缩单元。
蒸汽压缩冷却是制冷剂在压缩机中被压缩、在冷凝器中被冷却、膨胀(例如通过膨胀阀或节流阀)、并且被蒸发的过程。因此，制冷剂(通常为气体)在压缩机中被压缩以提高其温度和压力。压缩的制冷剂然后传到冷凝器，其中热量从制冷剂传递到经过的空气，因此降低制冷剂的温度，同时保持基本上恒定的压力。然后使冷却的制冷剂膨胀，例如通过膨胀阀或节流阀，这降低制冷剂的压力和温度。制冷剂随后蒸发，从其周围环境吸收热量并因此冷却其周围环境。
在本发明的第一方面的空气处理系统中使用的蒸汽压缩单元因此包括压缩机、冷凝器和蒸发器。如上所述，在优选实施例中，冷凝器由离开间接蒸发冷却单元的冷却的清扫空气冷却，以帮助制冷剂的冷却。这进而降低了压缩机上的负载，并且降低了其功耗。
蒸汽压缩单元可以采用直接蒸发冷却来提高效率。因此，清扫空气流可通过直接蒸发冷却来冷却，并穿过冷凝器以帮助冷却。清扫空气流可通过例如穿过吸湿垫润湿，吸湿垫可用水润湿，例如水来自一个或多个喷水器。垫可例如为纤维素垫。在优选的实施例中，水来源于间接蒸发冷却单元，例如本文所述的水收集罐。冷却制冷剂降低其压力，并因此降低压缩机上的负载，有助于系统性能和效率。例如，通过以此方式使用直接蒸发冷却，压缩机的功耗可以降低大于5％，并且性能系数增加大于5％。
应注意的是，在高相对湿度(RH)下(例如在80％或高于80％)，通过直接蒸发冷却对蒸汽压缩单元的效率的改进就冷凝器的性能而言可以变得微不足道，并且因此可以控制水供应在较高RH下(例如当RH＞80％时)断开。
工艺空气最终穿过蒸发器用于冷却到所要求的温度。在工艺空气冷却至其露点以下的情况下，所收集的冷的冷凝水可以返回到间接蒸发冷却单元，以降低间接蒸发冷却单元中所使用的水的温度，并且因此帮助通过热交换来降低液体干燥剂的温度，如以上所描述的。
如上所述，在优选实施例中，来自蒸汽压缩单元的压缩机的废热用于通过热交换在再生过程中加热稀释的液体干燥剂。这提高了压缩机在再生过程期间的效率。
离开蒸汽压缩单元的工艺空气然后可以被吹入待冷却的空间中，优选地通过电子换向(EC)风扇，用于增强控制和减少能耗。
根据本发明的第二方面，提供了一种含有甲酸钾的溶液在根据任一项前述权利要求的系统中作为液体干燥剂的用途。优选地，HCOOK是存在于液体干燥剂中的唯一干燥剂。
现在将参考附图详细描述本发明的说明性实施例，在附图中：
图1是根据本发明的第一方面的空气处理系统的实施例的示意图；
图2是示出了图1中示出的实施例的除湿单元的示意图；以及
图3是示出了图1中所示的实施例的间接蒸发式冷却单元和蒸汽压缩单元的示意图。
在附图中，工艺空气由参考“A”的箭头表示，工艺空气在图1的右侧进入系统并且在图1的左侧离开系统。
因此，图1示出了根据本发明第一方面的空气处理系统。空气处理系统包括用于对工艺空气进行除湿的除湿单元、用于冷却来自除湿单元的工艺空气并且用于冷却液体干燥剂的间接蒸发冷却单元、以及用于进一步冷却来自间接蒸发冷却单元的工艺空气的蒸汽压缩单元，总体上分别由附图标记10、100和200表示。
除湿单元10包括液体干燥剂系统，该液体干燥剂系统包括除湿器(总体上由附图标记20表示)和再生器(总体上由附图标记30表示)。在图2中还图示出了除湿单元10。
在所图示的实施例中使用的除湿器20包括用于从工艺空气A中吸收湿气的干燥剂(其流动路径在图1和图2中示出，如所指示的)、工艺空气在其内接触干燥剂的干燥器21、收集罐24以及用于控制干燥剂的温度的一个或多个热交换器22。
用于除湿器的优选干燥剂是含有甲酸钾(HCOOK)的水溶液。HCOOK比常规的水性干燥剂盐腐蚀性更小并且更便宜，并且具有低的结晶温度。HCOOK可以有效地对具有高湿气含量的空气进行除湿。弱HCOOK的溶液再生的优选温度高于45℃。
HCOOK水溶液具有低毒性和粘度，并且既不是腐蚀性的也不是挥发性的。此外，在高溶液浓度下，HCOOK可以通过促进高度蒸汽压降低同时维持小于0℃的结晶温度而胜过常规液体干燥剂。
使用HCOOK作为除湿器20中的干燥剂可以致使大气湿度比降低大于6g/kg，这导致潜热的降低和工艺空气A的相对湿度的降低。这进而具有将能量使用减少20％至30％的潜力。
除湿器20包括干燥器21，工艺空气A在该干燥器内接触液体干燥剂。在干燥器21中，工艺空气A以交叉流穿过液体干燥剂，以便将湿气和热量从工艺空气A传递到液体干燥剂。在所图示的实施例中，液体干燥剂保持在收集罐24中，并且工艺空气A穿过由喷雾器23提供的液体干燥剂喷雾。干燥器21配备有控制器(未示出)以控制液体干燥剂流速和分布，从而通过控制液体与工艺空气A比率来确保湿气和热量的最佳吸收效率。
干燥器21优选地包括消除器(图中未示出)，以帮助防止液体干燥剂残留到工艺空气中。消除器可以被配置成例如通过其几何形状、厚度、间距、分层和/或所使用的材料，以防止液体干燥剂在大于10,000cfm(大约17,000m3/hr)的速度下残留。消除器因此优选地有助于消除与液体干燥剂残留相关的健康问题，具有小于3％的最小压降。
除湿器20包括用于控制液体干燥剂的温度的多个热交换器22。在所示实施例中，热交换器22为板式逆流液-液显热交换器，并使用来自间接蒸发冷却单元100的冷水来冷却液体干燥剂。
液体干燥剂系统包括再生器30，用于浓缩已经通过吸收来自干燥器21中的工艺空气A的水分而被稀释的液体干燥剂。在再生器30内，相对热的稀释的液体干燥剂溶液暴露于经由轴流风扇36提供的清扫空气流(由箭头“B”表示)，并且由于蒸汽压的差异，湿气从稀释的液体干燥剂溶液传递到清扫空气B。再生器30可以使液体干燥剂以大于25g/s的速率再生。液体干燥剂系统被配置和控制为使得当液体干燥剂的浓度下降到预定阈值以下时该液体干燥剂从除湿器21传到再生器30。例如，阈值浓度可以在60％以下。
所图示的实施例中的再生器30包括用于接纳来自除湿器20的稀释的液体干燥剂的液体干燥剂储器33。再生器30还包括液-液显热板式逆流热交换器31，以升高液体干燥剂的温度。热交换器31可将再生器30内的液体干燥剂温度升高至例如45℃以上。在所图示的实施例中，热交换器31使用来自蒸汽压缩单元200的压缩机201的废热，这具有降低压缩机201的温度的附加优点，因此改进了压缩机的运行效率。在所图示的实施例中，来自压缩机201的废热用于通过热交换器35来加热水，热交换器进而加热热交换器31中的液体干燥剂，如图1和图2中所示。
在所图示的实施例中，再生器30包括用于将热液体干燥剂喷射到清扫空气B中的喷雾器34和用于降低在再生过程期间在清扫空气流B内的液体干燥剂损失的消除器32。消除器32可包括纤维素垫。
如图1和图2所图示的本发明的第一方面的系统的除湿单元10内的除湿过程可描述如下。具有相对高浓度(“强”)和低温的液体干燥剂经由喷雾器23从收集罐24进入干燥器21。在干燥器21中，液体干燥剂喷射到工艺空气A中，由此，由于液体干燥剂具有比被除湿的工艺空气A更低的蒸汽压，热量和湿气从工艺空气A传递到液体干燥剂，因此冷却和干燥工艺空气A，并且提高温度并降低液体干燥剂的浓度。温的液体干燥剂从干燥器21传出进入收集罐24中，并且通过热交换器22以降低其温度(以及因此蒸汽压力，用于增加从工艺空气吸收湿气的效力)，并且然后返回到干燥器21。当液体干燥剂变得足够稀(“弱”)时，例如当浓度下降到阈值水平以下(例如60％以下)时，液体干燥剂传到再生器储器33。弱液体干燥剂从这里穿过热交换器31，因此提高了其蒸汽压力。加热的稀释的液体干燥剂从热交换器31传到喷雾器34，在喷雾器34中，其被喷雾到清扫空气B中以去除湿气(液体干燥剂的蒸汽压高于清扫空气的蒸汽压)，并因此浓缩液体干燥剂。然后将浓缩的(“强的”)液体干燥剂传回收集罐24。液体干燥剂流动路径在图1和图2中示出。
本发明的第一方面的空气处理系统的所图示实施例进一步包括间接蒸发冷却单元100，该间接蒸发冷却单元用于冷却来自除湿单元10的空气并且用于冷却液体干燥剂，如图1和图3中所图示的。
因此，在所图示的实施例中，来自除湿单元10的除湿的工艺空气A传入到间接蒸发冷却单元100中，在该间接蒸发冷却单元中，除湿的工艺空气通过与加湿的清扫空气流(由箭头“C”表示)的热交换而被冷却。来自工艺空气A的显热被清扫空气流C中的水吸收，因此冷却工艺空气A。这进而由于蒸汽压缩单元的蒸发盘管上的负载的减少而可以导致节能(例如，高达30％)。工艺空气温度的降低可以达到15℃，这取决于这两个空气流之间的热传递效率。所图示的间接蒸发式冷却单元100包括横流板式显热交换器102以及喷水器103，横流板式显热交换器用于在工艺空气A与加湿的清扫空气流C之间交换热量，喷水器用于用来自水收集罐101的水来加湿清扫空气流。喷水器103优选配置有均匀分布以覆盖清扫空气流C的适当喷嘴，并且可由控制器(未示出)控制以使空气与水的热传递效率最佳。
离开间接蒸发冷却单元100的冷却的清扫空气C穿过蒸汽压缩单元200的冷凝器202，以帮助蒸汽压缩单元制冷剂的冷却。这降低了制冷剂的压力，并且进而降低了蒸汽压缩单元200的压缩机201上的负载，并且因此降低了其功率消耗。在所图示的实施例中，间接蒸发冷却单元100还包括消除器104，该消除器被配置为帮助防止水滴被清扫空气残留，并因此进入冷凝器202的盘管，并且还在间接蒸发冷却单元100中维持水位。在通过冷凝器202之后，清扫空气C被风扇105排出。
来自间接蒸发冷却单元100的水传到除湿器20，如图中所指示的，以在与热交换器22内的工艺空气A接触之后冷却液体干燥剂。
本发明的第一方面的空气处理系统的所图示实施例进一步包括蒸汽压缩单元200，该蒸汽压缩单元用于冷却来自间接蒸发冷却单元100的工艺空气A，如图1和图3中所图示的。
蒸汽压缩单元200包括压缩机201、冷凝器202和蒸发器206。如上所述，在所示实施例中，冷凝器202由离开间接蒸发冷却单元100的被冷却的清扫空气C冷却，以帮助制冷剂的冷却。这进而降低了压缩机201上的负载，并且降低了功耗。
在所图示的实施例中，蒸汽压缩单元200采用直接蒸发冷却来提高效率。因此，清扫空气流(由箭头“D”表示)可以通过直接蒸发冷却来冷却，并且穿过冷凝器202以帮助冷却。清扫空气流D可通过例如穿过吸湿垫203润湿，吸湿垫用来自喷水器204的水润湿。垫可例如为纤维素垫。在所示实施例中，水来自于间接蒸发冷却单元水收集罐101，如图中所示。冷却制冷剂降低其压力，并因此降低压缩机201上的负载，有助于系统性能和效率。例如，通过以此方式使用直接蒸发冷却，压缩机201的功耗可以降低，并且性能系数增加超过5％。应注意，在高相对湿度(RH)下，例如在80％或以上，通过直接蒸发冷却的蒸汽压缩单元200的效率的改进相对于冷凝器的性能可以变得微不足道，并且水供应因此可以被控制为在较高RH下(例如当RH＞80％时)切断。
穿过蒸发器206的盘管以降低其温度的工艺空气A可以被冷却到其露点之下，并且在这个阶段收集的水可以返回到间接蒸发冷却单元水收集罐101，以降低间接蒸发冷却单元100中使用的水的温度，并且因此帮助通过热交换来降低液体干燥剂的温度，如以上所描述的。
如以上描述并且在图1和图2中图示的，在优选实施例中，来自蒸汽压缩单元200的压缩机201的废热用于通过热交换在再生过程中加热稀释的液体干燥剂。这提高了压缩机201的效率。
离开蒸汽压缩单元200的工艺空气A然后被EC风扇205吹入待冷却的空间中。
应当理解，上述实施例仅为了说明的目的而描述了本发明。实际上，本发明可以应用于许多不同的配置，详细的实施例对于本领域的技术人员而言是易懂的。

Claims (29)

1.一种空气处理系统，所述空气处理系统包括除湿单元、间接蒸发冷却单元以及蒸汽压缩单元，所述除湿单元包括液体干燥剂系统，所述液体干燥剂系统包括用于对工艺空气进行除湿的液体干燥剂；所述间接蒸发冷却单元用于冷却来自所述除湿单元的工艺空气并且用于冷却所述液体干燥剂；所述蒸汽压缩单元包括压缩机、冷凝器和蒸发器以用于进一步冷却来自所述间接蒸发冷却单元的工艺空气。
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统被配置为以20,000m3/hr及以上的容量处理新鲜空气。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述液体干燥剂包括含甲酸钾的溶液。
4.根据权利要求3所述的系统，所述系统被配置为使大气湿度比降低大于6g/kg。
5.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述液体干燥剂系统包括用于控制所述液体干燥剂的温度的一个或多个热交换器。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述液体干燥剂系统包括一系列液-液显热板式逆流热交换器。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述一个或多个热交换器与所述间接蒸发冷却单元流体连通，用于使用来自所述间接蒸发冷却单元的水来冷却所述液体干燥剂。
8.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述液体干燥剂系统包括干燥器，所述干燥器具有消除器以减少液体干燥剂残留到所述工艺空气中。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述消除器被配置为在高于8,000cfm的速度下以小于3％的最小压降减少液体干燥剂残留。
10.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述液体干燥剂系统包括用于浓缩液体干燥剂的再生器，所述液体干燥剂已通过吸收来自所述工艺空气的湿气而被稀释。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述再生器被配置为以大于25g/s的速率再生液体干燥剂。
12.根据权利要求10或11所述的系统，其中，所述液体干燥剂系统被配置为当所述液体干燥剂的浓度下降到预定阈值以下时将液体干燥剂传送到所述再生器。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述阈值小于60％。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的系统，其中，所述再生器包括用于升高所述液体干燥剂的温度的热交换器。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述热交换器是液-液显热交换器。
16.根据权利要求14或15所述的系统，其中，所述热交换器使用来自所述蒸汽压缩单元的所述压缩机的内部废热来加热所述液体干燥剂。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的系统，其中，所述再生器包括消除器，所述消除器用于减少在所述再生过程期间在清扫空气流内的液体干燥剂损失。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述消除器包括一个或多个纤维素垫。
19.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述间接蒸发冷却单元包括横流板式热交换器，所述横流板式热交换器用于在工艺空气与加湿的清扫空气流之间交换显热。
20.根据权利要求19所述的系统，所述系统被配置为使得离开所述间接蒸发冷却单元的冷却的清扫空气穿过所述蒸汽压缩单元的所述冷凝器。
21.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述间接蒸发冷却单元包括消除器，所述消除器被配置为帮助防止清扫空气中残留有水滴。
22.根据任一项前述权利要求所述的系统，其中，所述蒸汽压缩单元被配置为采用直接蒸发冷却。
23.根据权利要求22所述的系统，所述系统被配置为通过直接蒸发冷却来冷却清扫空气流，并且使所冷却的清扫空气流通过所述冷凝器以帮助冷却。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述清扫空气流经由吸湿垫润湿以帮助绝热地冷却所述冷凝器。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述垫包括纤维素垫。
26.根据权利要求24或25所述的系统，所述系统被配置为从所述间接蒸发冷却单元获得用于润湿所述垫的水。
27.根据任一项前述权利要求所述的系统，所述系统被配置为使从所述蒸汽压缩单元的所述蒸发器的盘管捕获的水返回至所述间接蒸发冷却单元。
28.根据任一项前述权利要求所述的系统，所述系统包括用于将冷却和除湿的工艺空气吹送到期望空间中的电子换向(EC)风扇。
29.一种含甲酸钾的溶液的用途，所述含甲酸钾的溶液在根据前述任一项权利要求所述的系统中作为液体干燥剂。
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