專利名稱：室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封閉空間的空調(diào)方法和設(shè)備，特別是用于控制如溫室內(nèi)的溫度和濕度。
美國(guó)專利申請(qǐng)479009號(hào)公開了一種利用空氣與鹽水直接接觸熱交換器來調(diào)節(jié)閉室內(nèi)空氣的裝置，在上述換熱器中室內(nèi)空氣與貯罐內(nèi)鹽水接觸，將室內(nèi)空氣中的水蒸汽冷凝在鹽水中并形成稀鹽水。稀鹽水在蒸發(fā)器中再生，并將產(chǎn)生的蒸汽用管道輸送到安裝在室內(nèi)并用于加熱室內(nèi)空氣的間接式換熱器中。直接接觸換熱器內(nèi)的稀鹽水通過逆流式換熱器輸送到蒸發(fā)器內(nèi)，稀鹽水在換熱器內(nèi)吸收熱量，從而冷卻了從蒸發(fā)器內(nèi)抽取出的濃鹽水。結(jié)果經(jīng)過冷卻的濃鹽水又被輸回空氣/鹽水直接接觸換熱器的鹽水貯罐內(nèi)。由于采用了這樣的布置，進(jìn)入空氣/鹽水直接接觸換熱器的濃鹽水可保持在盡可能低的溫度。也就是說，進(jìn)入空氣/鹽水直接接觸換熱器的鹽水在其與空氣間的界面處的蒸發(fā)壓力幾乎總是小于室內(nèi)空氣的壓力，因此，進(jìn)入直接接觸熱交換器的鹽水是具有吸濕性的，從而能夠吸收空氣中的水分。
本發(fā)明的目的在于使上述裝置的實(shí)際尺寸變小，并通過增加返回室內(nèi)的熱量減少燃料消耗提高其使用效率。
室內(nèi)空調(diào)裝置由一個(gè)空氣/鹽水直接接觸換熱器及通過該換熱器交換室內(nèi)空氣的裝置組成。還設(shè)置了濃鹽水的貯罐形成第一鹽水回路，在該回路中貯罐內(nèi)鹽水與直接接觸換熱器進(jìn)行熱交換，將室內(nèi)空氣中水蒸汽冷凝到鹽水中并形成稀鹽水流回鹽水貯罐。該空調(diào)裝置還包括一個(gè)鹽水蒸發(fā)器，以形成第二鹽水回路設(shè)備。來自第一鹽水回路的稀鹽水在第二回路中與蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，從中蒸發(fā)出水分并產(chǎn)生水蒸汽。在本發(fā)明中為使第二回路中流速小于第一回路，設(shè)置了流量控制裝置。在最佳結(jié)構(gòu)中，所用的流量控制裝置應(yīng)使第一和第二回路中的流速至少保持一個(gè)數(shù)量級(jí)的差值，最好是第二回路中流速為第一回路的1/20。實(shí)驗(yàn)表明，這樣設(shè)計(jì)能達(dá)到效率最高、結(jié)構(gòu)最緊湊的效果。
下面根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1表示本發(fā)明總體布置的方框圖。
圖2表示
圖1中空氣鹽水直接接觸換熱器和蒸發(fā)器的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3說明本發(fā)明操作的空氣濕度圖。
圖4表示圖3所示本發(fā)明的另一實(shí)施例。
現(xiàn)在參見附圖，附圖標(biāo)記10表示溫室形成的空間，內(nèi)部有農(nóng)作物12，農(nóng)作物在日光照射時(shí)吸收二氧化碳并產(chǎn)生水蒸汽。在夜間，作物12休眠。裝置14與溫室相聯(lián)，該裝置包括空氣/鹽水直接接觸換熱器16，貯罐20中的鹽水經(jīng)管道18供給到換熱器16內(nèi)并通過管道22從換熱器中得到稀鹽水。去濕器16可由一個(gè)毛氈或黃麻材料的墊子組成，從而提供一個(gè)大接觸表面，并在其上供鹽水以形成一露于空氣中的薄鹽水層。因此，去濕器16成為如下所述的薄層直接接觸的空氣/鹽水換熱器。
溫室10中的管24和設(shè)置在其內(nèi)的去濕器16提供了將室內(nèi)空氣再次在去濕器中循環(huán)的裝置，特別是管24有一將室內(nèi)濕空氣吸過去濕器16的風(fēng)扇26，并使空氣在重新引入溫室之前經(jīng)過換熱器或散熱器28。
蒸發(fā)器30和鹽水貯罐20相聯(lián)，由與燃料源34相聯(lián)的燃燒器32來加熱蒸發(fā)器。管道22內(nèi)的稀鹽水由泵壓或靠重力流動(dòng)，經(jīng)過逆流換熱器36流入蒸發(fā)器30，在其內(nèi)鹽水再生。蒸發(fā)器蒸發(fā)稀鹽水中水分產(chǎn)生蒸汽并濃縮鹽水。管道28將蒸汽輸?shù)介y40處，由閥40選擇將蒸汽導(dǎo)向散熱器28(假如溫室要加熱)，還是導(dǎo)向水槽42中(當(dāng)為了以后的使用熱量和蒸汽有必要貯存時(shí))。
蒸發(fā)器30濃縮稀鹽水，并將濃縮的鹽水經(jīng)換熱器36輸入到鹽水貯罐20內(nèi)。在鹽水輸入到貯罐20之前將蒸發(fā)器產(chǎn)生的熱鹽水在換熱器36中冷卻，濃鹽水所吸收的熱量傳給了稀鹽水。
加熱蒸發(fā)器32的燃料最好是液化石油氣或天然氣，這是為了減少燃燒生成的二氧化碳和水。燃燒產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物通過與燃燒器相通的工作管44排到溫室10中。這種將燃燒產(chǎn)物，即二氧化碳和水輸送到溫室中的布置是最佳的。
在日光照射時(shí)，菜花或蔬菜等農(nóng)作物在生長(zhǎng)過種中會(huì)自動(dòng)地吸收溫室內(nèi)空氣中的二氧化碳。農(nóng)作物放出水分，這些水分加到進(jìn)入溫室的燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽中。假如沒有相反的步驟，那么在溫室中將會(huì)出現(xiàn)空氣幾乎飽和的狀態(tài)。去溫器16的目的是除掉溫室內(nèi)空氣中的水分，并將溫度保持在合適的水平。此外，去濕器16還可以用于提高溫室內(nèi)空氣的溫度，其具體方法將在下面描述。應(yīng)該使去濕器16將溫室內(nèi)的濕度有效地保持在85%以下，最好保持在80%到85%之間。如下所述，空氣濕度將是去濕器內(nèi)鹽水濃度、鹽水去濕器有效面積和流過其內(nèi)的質(zhì)量流量的函數(shù)。
如果需要進(jìn)一步提高溫室內(nèi)空氣的溫度，可將蒸發(fā)器30中產(chǎn)生的蒸汽引到散熱器28中，或用閥40將蒸汽引入水槽42內(nèi)用于貯存鹽水再生過程中所產(chǎn)生的熱量。夜間，當(dāng)溫室內(nèi)二氧化碳超過需要時(shí)，蒸發(fā)器30停止運(yùn)行，水槽42內(nèi)是白天操作下貯存的熱量，通過向散熱器28供給貯存的熱水而加熱室內(nèi)空氣。此外，由蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽可直接輸入到埋在溫室地下的管網(wǎng)中，從而在地下貯存了熱量。當(dāng)溫室為用于水栽培作物時(shí)，由蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽可用來直接加熱用于水栽培的液體。
去濕器16可以是一種常規(guī)型的如直接接觸式熱交換器，在其內(nèi)加到氈、黃麻或紙墊子上的濃鹽水形成一薄層。此外，墊子可以是毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)，使鹽水從其上緩慢地流過。鹽水流速可減少到正好保持墊子濕潤(rùn)的程度。為了獲得高濃度的鹽水，最好選用氯化鈣鹽，但其它的鹽類如氯化鎂、氯化鋰、氫氧化鈉或各種鹽的混合物也是可用的，海鹽亦可以。濃鹽水的蒸發(fā)壓力小于在相同溫度下水的飽和蒸汽壓。當(dāng)濃鹽水暴露于溫室內(nèi)空氣中以后，空氣中的水蒸汽在鹽水表面凝結(jié)。當(dāng)水蒸汽冷凝時(shí)，冷凝潛熱傳給了鹽水并加熱鹽水層，被加熱的鹽水將其得到熱量傳給流過鹽水表面的空氣。這就是等熵過程，在該過程中，當(dāng)空氣在通過去濕器時(shí)被加熱和干燥，鹽水的溫度基本上保持不變。這個(gè)過程將在下面作詳細(xì)描述。
用于再生鹽水和提供二氧化碳的燃料在1000m2的溫室內(nèi)運(yùn)行10小時(shí)大約需15～20kg。在某種環(huán)境中，一天僅需運(yùn)行3至4個(gè)小時(shí)，否則溫室內(nèi)的溫度將超過農(nóng)作物生長(zhǎng)所需溫度。在這種情況下或者關(guān)掉整個(gè)系統(tǒng)，或者將室外空氣引入室內(nèi)。
為了提供適當(dāng)?shù)目刂?br> 圖1所示的整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，管44上可安裝一個(gè)可調(diào)的擋板閥48，用來控制進(jìn)入溫室10的燃燒產(chǎn)物速度。在管24和溫室上可安裝一個(gè)合適的閥門(圖中未表示)，用來分別控制注入管道和溫室的空氣流量。
如果需要，可使用上述設(shè)備增加空氣濕度，而不是去濕。為了達(dá)到這一目的，鹽水貯罐20及去濕器16中的鹽水應(yīng)具有使其蒸發(fā)壓力大于同溫度下飽和蒸汽壓的濃度。因此，這種鹽水暴露在溫室空氣中時(shí)，水將從鹽水中蒸發(fā)出來進(jìn)入溫室空氣中。此外，蒸發(fā)器內(nèi)的蒸汽可直接引入溫室。
本發(fā)明的最佳結(jié)構(gòu)如圖2所示，現(xiàn)參考圖2，其中裝置100中包括空氣/鹽水直接接觸換熱器，該換熱器包括一集水管102接收位于其下的貯罐20a中的鹽水，而且在集水管102與貯罐之間裝有可漏入空氣的圓形套104。套104可以是編織物或由金屬加強(qiáng)的網(wǎng)套，其目的是提供結(jié)構(gòu)上的剛度并使其在下面描述的空氣流動(dòng)中面對(duì)抽吸力的影響而仍保持圓柱形狀。
集水管102包括噴霧頭(未表示)向套104分配鹽水，因此鹽水以薄霧形態(tài)從集水管落到貯罐中。
位于集水管102上面的風(fēng)扇106從室10A中以箭頭108所示方向通過套104抽取空氣。因此室內(nèi)空氣和向下流動(dòng)的鹽霧在整個(gè)圓柱套104內(nèi)接觸。去霧器107懸吊在集水管之上風(fēng)扇106之下，當(dāng)空氣返回室內(nèi)前，分離掉流過套104內(nèi)鹽霧空氣中夾帶的鹽水滴。
靠近圓柱套104的是垂直立管110，該管從稍低于貯罐的位置垂直地延伸到稍高于集水管102。立管110底部密閉而在頂部與室10A的空氣相通。管112將立管110的上部與集水管102聯(lián)。位于貯罐20A下部的泵104通過管116和貯罐相通，并從貯罐中將鹽水通過管118輸送到立管110底部。泵114的輸出量可被調(diào)節(jié)到使立管110內(nèi)充滿鹽水，如參考標(biāo)記120所示那樣，正好稍高于管112，濃鹽水可流入集水管102。
如圖2所示，第一鹽水回路由貯罐20A、管道118、立管110、管道112、和套104組成。當(dāng)泵114運(yùn)行時(shí)，貯罐20A內(nèi)的鹽水流入立管112的底部，其液位并高到正好超過管道112，然后注入集水管內(nèi)，并從該管內(nèi)沿著套104的周邊噴出，向下流入貯罐中。
如上所述，風(fēng)扇106可有效地交換密閉空間和熱交換器16A之間的空氣。使整個(gè)套104內(nèi)形成薄霧狀向下流動(dòng)的吸濕鹽水和因風(fēng)扇工作形成的氣流接觸，并相互發(fā)生作用。因?yàn)辂}水吸水，在鹽水向下流入貯罐過程中，室內(nèi)空氣中的水分由鹽水吸收，鹽水變稀。
濃縮器112是第二鹽水回路的一部分。用于再次將貯罐20A中的鹽水濃縮;第二鹽水回路還包括鹽水蒸發(fā)器30A;經(jīng)過泵114將鹽水送到位于蒸發(fā)器30A內(nèi)鹽水槽126中稀鹽水管道124;將濃鹽水從鹽水槽126內(nèi)輸回到貯罐20a中的管道128。間接換熱器36A與管道124和128按換熱關(guān)系相聯(lián)。熱交換器最好是一種內(nèi)裝與管道124相聯(lián)的盤管129的封閉式圓筒結(jié)構(gòu)，管道128與圓筒結(jié)構(gòu)的一端相聯(lián)，圓筒的另一端與管道132相聯(lián)。在這種方式下，貯罐20A中的稀鹽水由泵114增壓基本上以一個(gè)方向流過圓筒結(jié)構(gòu)130，而蒸發(fā)器的熱鹽水經(jīng)與管道124相聯(lián)的盤管129的外部以相反方向流過。
蒸發(fā)器30A包括燃燒來自槽34A的燃料的燃燒器32A。閥138控制向燃燒器32A供給燃料的速度。閥138自身的操作由液位傳感器109控制。燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣向上流過圍繞槽126的夾套，然后從煙囪44A中排出。槽126最好為搪瓷套、涂瓷普通鋼、不銹鋼、鈦或鎳。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，在蒸發(fā)器30A中用陰極27作為陰極保護(hù)，陰極最好用鋅，并聯(lián)結(jié)在槽126上。為了減少蒸發(fā)器30A的腐蝕，重要的是減少槽126內(nèi)鹽水中氧氣的含量。在本實(shí)施例中當(dāng)燃燒器32A停止運(yùn)行時(shí)通過裝設(shè)在第二回路中用來阻止鹽水流動(dòng)的裝置來實(shí)現(xiàn)上述目的。燃燒器32A的運(yùn)行由液位傳感器109控制，當(dāng)貯罐20A內(nèi)鹽水液面下降并低于液位傳感器109時(shí)，燃燒停止，而一旦當(dāng)液面又達(dá)到液位傳感器109的位置時(shí)再重新工作。
最后，槽126的頂部用管142聯(lián)到位于室10A內(nèi)管套出口處144的換熱器140上，該管套提供了一個(gè)和風(fēng)扇106相通的類似文丘里噴管的裝置。熱交換器140包含有翅板146，這些翅片增加了換熱面積使來自蒸發(fā)器的蒸汽在流入換熱器后將熱量傳出。因換熱器內(nèi)蒸汽冷凝而產(chǎn)生的冷凝水由管148排出和收集或類似所述的其它布置來處理。
為了提高圖2所示裝置的工作效率，在管124上裝有具有選擇操作閥形式的縮頸管150，其目的是確保第二回路中的鹽水量小于第一回路。優(yōu)先的方案是流量控制裝置150應(yīng)被調(diào)整到使第一和第二回路間的鹽水流速至少有一個(gè)數(shù)量級(jí)的差值。最好是第二回路中流速為第一回路的1/20。
本發(fā)明基本上可以把燃燒燃料供給蒸發(fā)器內(nèi)稀鹽水的熱量全部返回給封閉空間。也就是說，在蒸發(fā)器內(nèi)供給稀鹽水的顯熱，稀鹽水中水蒸發(fā)成為蒸汽所消耗的熱量，由蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽冷凝成水而放出的冷凝潛熱，都通過換熱器36A和140返回給了密閉空間。進(jìn)一步說是這些熱量返回給了室內(nèi)空氣而不是先給鹽水然后給空氣。因此，加到直接接觸換熱器16A上的套104的濃鹽水溫度保持在盡可能低的程度，從而鹽水的吸濕性就可盡可能增高。因此，系統(tǒng)將以最大可能效率運(yùn)行。
在第一回路中鹽水的流速最好應(yīng)大約比把室內(nèi)空氣中除去水分速度大2個(gè)數(shù)量級(jí)(大約100倍)。在常用的封閉空間應(yīng)用中(即在溫室、密閉的游泳池等等)，除水速度大約是10～20kg/h，所以第一回路中鹽水流速將是1～2m3/h。在這種情況下，當(dāng)室內(nèi)空氣中水蒸汽在直接接觸換熱器中冷凝時(shí)，由鹽水吸收的冷凝熱量幾乎立即返回給了室內(nèi)空氣，因?yàn)樵谒鰲l件下，除濕過程是在如下所述的等焓條件下完成的。從而，空氣中的水蒸汽所轉(zhuǎn)換出的熱量幾乎立即還給了室內(nèi)空氣而極少部分的熱量保存在鹽水中。同樣，在生產(chǎn)象蘑菇或貯存食品與蔬菜的封閉空間內(nèi)需要較低溫度時(shí)，本發(fā)明通過直接將濃縮鹽水時(shí)產(chǎn)生的水蒸汽排出室外即可以防止現(xiàn)有系統(tǒng)的負(fù)載增加。
如果第二回路(與蒸發(fā)器相聯(lián)通)中的鹽水流速與第一回路(與封閉空間相通)中的流速相同。那么就需要大量的熱來加熱蒸發(fā)器內(nèi)的鹽水。當(dāng)然，如果使用預(yù)熱器，所需的熱量將減少，但這種設(shè)計(jì)將需要一個(gè)較大的預(yù)熱器來提供所需的換熱面積。因此，為了減小系統(tǒng)的實(shí)際尺寸并有較地利用能量，本發(fā)明涉及到減小進(jìn)入和流出蒸發(fā)器內(nèi)鹽水流速和流過預(yù)熱器的流速(即第二回路中鹽水流量)。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)想而得到的這些結(jié)果將在下面描述。首先，應(yīng)該考慮定義系統(tǒng)絕熱轉(zhuǎn)換系數(shù)(ACE)。
(1)ACE＝(η)(Cpa)(Mb)(△Tba)其中η＝(△Tair)/(△Tba)，設(shè)計(jì)參數(shù)
Ma＝空氣流速(kg/h)Cpa空氣比熱△Tba鹽水和入口空氣間的溫差現(xiàn)在來考慮圖3所示的空氣濕度圖。點(diǎn)Ⅰ代表室內(nèi)空氣在直接接觸換熱器16A入口處的初始狀態(tài)，并給定了空氣的濕度和溫度。點(diǎn)Ⅱ代表空氣在直接接觸換熱器出口處的狀態(tài)。點(diǎn)Ⅲ代表當(dāng)未對(duì)鹽水進(jìn)行加熱時(shí)系統(tǒng)處于絕熱狀態(tài)下空氣/鹽水交界面處的鹽水狀態(tài)。點(diǎn)Ⅴ代表當(dāng)熱負(fù)荷較大時(shí)鹽水的狀態(tài)。在點(diǎn)Ⅴ處的鹽水蒸汽壓大于點(diǎn)Ⅰ處鹽水的蒸汽壓。最后，點(diǎn)Ⅳ代表當(dāng)鹽水溫度因蒸發(fā)而下降時(shí)空氣/鹽水交界面處的鹽水狀態(tài)。點(diǎn)Ⅳ處鹽水蒸汽壓與點(diǎn)Ⅰ處蒸汽壓相同。
點(diǎn)Ⅱ′代表當(dāng)熱負(fù)荷大到使換熱器出口的空氣和換熱器入口處空氣具有相同的絕對(duì)濕度時(shí)直接接觸換熱器出口處空氣的狀態(tài)(即換熱器以絕熱方式運(yùn)行)。
圖3中與方程(1)有關(guān)的表達(dá)式是△Tba＝TⅢ-TⅠ△Tair＝TⅡ-TⅠ比值η接近于1，代表出口空氣的溫度接近于空氣/鹽水交界面處鹽水溫度。但是，熱負(fù)荷較大時(shí)，鹽水中水的蒸發(fā)量超過鹽水上空氣中水分的冷凝量時(shí)，直接接觸換熱器成為增濕器而不是去濕器。
如給鹽水所加的熱量為Qb，直接接觸換熱器的效率可表示成(2)EFF＝ACE〔1-(V)(Qb)/ACE〕其中Ⅴ是因蒸發(fā)而放出的Qb中的系數(shù)。因而，Ⅴ越小，鹽水越濃。另一方面，當(dāng)鹽水更濃時(shí)，就會(huì)達(dá)到飽和;很明顯會(huì)出現(xiàn)不希望出現(xiàn)的析鹽結(jié)果。因此，如果鹽濃縮度和ACE已成最大值時(shí)，提高效率的唯一方式是減小熱負(fù)荷Qb，實(shí)現(xiàn)這一目的的可能方法將在下面進(jìn)行分析。
參考
圖1，在預(yù)熱器36A中產(chǎn)生的熱交換可用如下式子表示(3)h〔(T132-T124)+(T128-T132)〕＝(2)(Cpb)(m)(T125-T124)另一方面，考慮預(yù)熱器36A，可得(4)m(T125-T124)＝(m-mO)(T128-T132)其中h為換熱系數(shù)(W/℃)m為進(jìn)入預(yù)熱器和蒸發(fā)器的流速(kg/h)mo為蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)率(kg/h)Cpb為鹽水比熱T124，T125，T128和T132是預(yù)熱器36A入口處、出口處的溫度，單位℃。
解方程(3)和(4)得(5)T125＝｛T132+T128+T124〔(mCpb/h)-1〕｝/〔(2mCpb/h)+1〕(6)h＝x/y(7)x＝2mCpb〔(m-mO)(T128-T132)/m〕(8)y＝T132+T128+2T124-〔(m-m0)(T128-T132)/m〕對(duì)本發(fā)明的實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行有效地測(cè)量得到下列數(shù)據(jù)
T124T125T128T132m m0h QbACE EF℃℃℃℃kg/hkg/hkg/hkg/hkg/h15 74 120 40 97 19 116 1.4 13.3 0.95※158512040194193323.813.30.86159012040388197596.413.30.751592120407721916401413.30.5215941204020001945303613.3-0.32156212065194191167.013.30.74※優(yōu)選條件通過對(duì)上述數(shù)據(jù)的分析，得到如果所有流過熱交換器的鹽水也流過預(yù)熱器和蒸發(fā)器，即使預(yù)熱器比最優(yōu)預(yù)熱器大40倍(這是根據(jù)h大約是大于40倍的事實(shí))，直接接觸換熱器的效率(EF)變成負(fù)值。在這種情況下，直接接觸換熱器將對(duì)室內(nèi)空氣增濕，而不是去濕。
將鹽水流速m從2000kg/h減少到772kg/h就會(huì)出現(xiàn)正效率。然而效率仍很低，即使預(yù)熱器尺寸(根據(jù)h值)大約是最優(yōu)預(yù)熱器的十四倍。僅將第二回路中鹽水量減小到97kg/h就可以得到高效率。因而，上述數(shù)據(jù)表示了鹽水流速m越小，所需的預(yù)熱器尺寸越小，直接接觸換熱器的工作效率越高，從而，可以由下式表示(9)(Sd-Si)/Sd＝mo/m這里，Sd為由蒸發(fā)器抽出的鹽水濃度(kg鹽/kg溶液)Si為流入蒸發(fā)器的鹽水濃度(kg鹽/kg溶液)由式(9)看出，鹽水流量m越小，從蒸發(fā)器中排出的鹽水的濃度Sd越高。從而，就會(huì)出現(xiàn)析鹽現(xiàn)象。因此，即使為增加效率而減小第二回路中鹽水流速，但應(yīng)注意不能將鹽水流量減少到在鹽水流出蒸發(fā)器時(shí)已處于飽和狀態(tài)，以避免出現(xiàn)析鹽現(xiàn)象。
因此，最有效的工作系統(tǒng)應(yīng)是在第一回路中采用相當(dāng)高的鹽水流速(流過直接接觸換熱器)，第二回路的鹽水流速相對(duì)低(流過蒸發(fā)器和預(yù)熱器)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一回路中的流速范圍是1～2m3/h，第二回路中的流速范圍是60～70L/h。在管124上設(shè)置的縮頸閥150作為可調(diào)流量控制閥用來控制第二回路中鹽水的流量。一般地講，管124上的縮頸閥在實(shí)際系統(tǒng)中不必進(jìn)行調(diào)節(jié)，然而當(dāng)通過管118上安裝的閥或控制泵114的轉(zhuǎn)速改變第一回路中的流量時(shí)，閥150才用于調(diào)整第二回路內(nèi)流量并與第一回路內(nèi)流量成某種關(guān)系。
設(shè)置的立管110建立一個(gè)靜壓頭，來滿足集水管102的正常工作，同時(shí)穩(wěn)定第二回路中鹽水流量以確保蒸發(fā)器內(nèi)保持適量的鹽水。也應(yīng)注意在蒸發(fā)器30A中的鹽水液面應(yīng)超過貯罐20A內(nèi)鹽水液面，從而確保蒸發(fā)器內(nèi)鹽水具有足夠的靜壓頭維持流過預(yù)熱器30A所需鹽水的流量而不必增加水泵。這是一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，可將濃鹽水返回到集水管102中或直接接觸換熱器的立管120中。在這種情況下，或使用一臺(tái)水泵，或?qū)⒄舭l(fā)器30A升高到某個(gè)位置，使得蒸發(fā)器內(nèi)的鹽水液位高于集水管。后一種改進(jìn)如圖4所示。
從上面已描述的各個(gè)實(shí)施例中可明顯地看到因本發(fā)明的方法和設(shè)備得到的改善與優(yōu)點(diǎn)。做出的各種變化和改進(jìn)不能與權(quán)利要求所述思想和范圍相分離。
權(quán)利要求
1.用于密閉空間調(diào)節(jié)空氣的裝置，它包括空氣/鹽水直接接觸換熱器；與所述直接接觸換熱器交換空氣的設(shè)備；貯存濃鹽水的貯罐；構(gòu)成第一鹽水回路的設(shè)備，來自貯罐的鹽水在其內(nèi)流動(dòng)并與直接接觸換熱器進(jìn)行熱交換，鹽水將其表面空氣中的水蒸汽冷凝形成稀鹽水后流回貯罐，鹽蒸發(fā)器；構(gòu)成第二鹽水回路的設(shè)備，來自第一回路的稀鹽水在第二回路內(nèi)流過并與所述蒸發(fā)器換熱，蒸發(fā)出水分并產(chǎn)生蒸汽；其特征在于具有使第二回路中流速保持在小于第一回路流速水平的流量控制設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于在第二回路中設(shè)置一間接換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述間接換熱器是內(nèi)裝盤管式的，來自貯罐的鹽水流過盤管，來自蒸發(fā)器的鹽水流過盤管外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于第二鹽水回路包括將上述貯罐中稀鹽水輸送到蒸發(fā)器內(nèi)的管道，在所述流量控制裝置中包括設(shè)在上述管道上的縮頸管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述縮頸管是可調(diào)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述裝置，其特征在于設(shè)置有控制縮頸管通道尺寸的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其特征在于所述的流量控制裝置使第一回路和第二回路的流速差保持在至少一個(gè)數(shù)量級(jí)的水平上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于第二回路中的流速是第一回路的流速的二十分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述直接接觸換熱器包括一個(gè)位于貯罐之上向貯罐分配鹽水的集水管;所述第一回路中包括垂直的立管，從貯罐伸至集水管;將立管和集水管聯(lián)通的管道;從貯罐中將液體用泵打入立管底部的泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述裝置，其特征在于所述立管的頂端與所述室內(nèi)空氣相通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述裝置，其特征在于來自蒸發(fā)器的濃鹽水要被送回到所述貯罐內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述裝置，其特征在于來自蒸發(fā)器的濃鹽水被送回到立管中。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述裝置，其特征在于來自蒸發(fā)器的濃鹽水被送回到集水管中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于上述裝置在構(gòu)成和安排上要保證濃鹽水靠自身重力從蒸發(fā)器流回到上述貯罐內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述裝置，其特征在于設(shè)置有一個(gè)和室內(nèi)空氣相聯(lián)通的輔助間接換熱器，及將蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽輸送到上述輔助換熱器的蒸汽管。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述裝置，其特征在于上述蒸汽管從蒸發(fā)器向上斜通到上述輔助換熱器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于上述蒸發(fā)器中包括在其內(nèi)盛鹽水的涂瓷鋼板。
18.一種調(diào)節(jié)封閉空間空氣的裝置，包括一個(gè)空氣/鹽水直接接觸換熱器，在其中含有接收貯罐內(nèi)鹽水的集水管;位于集水管之下的貯罐;置于集水管和貯罐之間的透氣圓形套9;集水管上包括有將鹽水在圓形套中從集水管以薄層的方式落入貯罐的鹽水分配裝置;位于集水管上部從室內(nèi)抽取空氣的風(fēng)扇;空氣透過圓形套并和套上的鹽水相接觸，其特征在于還設(shè)置有垂直地從貯罐伸向集水管的立管，其上端與室內(nèi)空氣相通;聯(lián)通上述立管和集水管的管道;從貯罐內(nèi)抽出鹽水并輸?shù)搅⒐艿撞康谋?再次濃縮貯罐內(nèi)鹽水的濃縮裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述裝置，其特征在于上述鹽水濃縮設(shè)備包括鹽水蒸發(fā)器;把由泵抽出的鹽水輸送到蒸發(fā)器的稀鹽水管;將鹽水由蒸發(fā)器輸送到貯罐的濃鹽水管;稀鹽水管和濃鹽水管之間構(gòu)成換熱關(guān)系。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述裝置，其特征在于設(shè)置了限制稀鹽水管和濃鹽水管內(nèi)的流量小于聯(lián)通立管和集水管的管中的流量的10%的流量控制裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于蒸發(fā)器有一燃燒器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于濃鹽水貯罐內(nèi)有一鹽水液面?zhèn)鞲衅鳌?br> 23.根據(jù)權(quán)利要求22所述裝置，其特征在于燃燒器的運(yùn)行和第二回路中鹽水流量由上述傳感器控制。
全文摘要
調(diào)節(jié)密閉空間空氣的裝置包括空氣/鹽水直接接觸換熱器，使室內(nèi)空氣與換熱器直接進(jìn)行熱交換，及一個(gè)鹽水貯罐。形成第一回路，使來自貯罐內(nèi)鹽水與換熱器直接接觸進(jìn)行換熱，在鹽水上冷凝室內(nèi)空氣中的水分并形成稀鹽水蒸發(fā)器并構(gòu)成第二鹽水回路，在該回路中，來自第一回路的稀鹽水與蒸發(fā)器換熱，稀鹽水被蒸出水分并產(chǎn)生蒸汽，最后還提供保持第二回路中流量小于第一回路流量的流量控制。
文檔編號(hào)A01G9/24GK1043850SQ88109288
公開日1990年7月18日 申請(qǐng)日期1988年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月31日
發(fā)明者加德·阿薩夫 申請(qǐng)人:地球物理工程公司