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CN222123368U - 除湿空气处理单元及加热通风空调和制冷系统 - Google Patents

除湿空气处理单元及加热通风空调和制冷系统 Download PDF

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CN222123368U CN202322375145.7U CN202322375145U CN222123368U CN 222123368 U CN222123368 U CN 222123368U CN 202322375145 U CN202322375145 U CN 202322375145U CN 222123368 U CN222123368 U CN 222123368U
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查尔斯·约翰·伯格
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Trane International Inc
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Abstract

一种用于加热通风空调和制冷(HVACR)系统的除湿空气处理单元，包括壳体、配置成在壳体内旋转的中空干燥剂鼓和设置在中空干燥剂鼓内的热交换器。中空干燥剂鼓包括围绕内部空间的侧壁和延伸穿过侧壁的通道。在通道中设置有干燥剂。热交换器配置成冷却流过中空干燥剂鼓的内部空间的空气。

Description

除湿空气处理单元及加热通风空调和制冷系统
技术领域
本实用新型涉及除湿单元以及在加热通风空调和制冷(heating,ventilation,air conditioning,and refrigeration，HVACR)系统中使用的除湿空气处理单元。
背景技术
HVACR系统通常用于对封闭空间(例如，商业建筑物或住宅建筑物的内部空间、制冷运输单元的内部空间等)进行加热、冷却和/或通风。HVACR系统可以包括调节封闭空间空气的空气处理单元(air handling unit，AHU)。AHU可包括壳体、一个或多个风扇、一个或多个热交换器等。AHU可以包括用于除湿空气的干燥剂。
实用新型内容
在一个实施例中，一种用于加热通风空调和制冷(HVACR)系统的除湿空气处理单元，包括壳体、中空干燥剂鼓和热交换器。所述壳体包括进气口和出气口。主气流路径从进气口延伸穿过壳体到出气口。中空干燥剂鼓设置在主气流路径中并且配置成在壳体内旋转。中空干燥剂鼓包括内部空间、围绕内部空间的侧壁、延伸穿过侧壁的通道、以及设置在通道中的干燥剂。热交换器设置在干燥剂鼓的内部空间中。热交换器配置成冷却流过中空干燥剂鼓的内部空间的空气。
在一个实施例中，主气流路径在进气口和出气口之间延伸穿过中空干燥剂鼓的侧壁至少两次。
在一个实施例中，中空干燥剂鼓和热交换器配置成，随着空气穿过中空干燥剂鼓对主流径中的空气进行除湿和冷却。
在一个实施例中，干燥剂配置成从流出中空干燥剂鼓的空气中吸附水分，以及将吸附的水分解吸到流入中空干燥剂鼓的空气中。
在一个实施例中，侧壁具有管状形状。
在一个实施例中，中空干燥剂鼓在壳体内的旋转使得通道以位于中空干燥剂鼓的第一侧和中空干燥剂鼓的第二侧之间移动。空气配置成通过位于中空干燥剂鼓的第一侧的一组通道流入中空干燥剂鼓，并通过位于中空干燥剂鼓的第二侧的一组通道流出中空干燥剂鼓。
在一个实施例中，主气流路径在不转动超过45度的情况下延伸穿过侧壁至少两次。
在一个实施例中，中空干燥剂鼓的旋转轴线在主气流路径中或大约垂直于主气流路径。
在一个实施例中，一种加热通风空调和制冷(HVACR)系统，包括：制冷线路，该制冷线路配置成冷却包括制冷剂的工作流体；以及除湿空气处理单元。除湿空气处理单元包括壳体、中空干燥剂鼓和热交换器。所述壳体包括进气口和出气口。主气流路径从进气口延伸穿过壳体到出气口。中空干燥剂鼓设置在主气流路径中并且配置成在壳体内旋转。中空干燥剂鼓包括内部空间、围绕内部空间的侧壁、延伸穿过侧壁的通道、以及设置在通道中的干燥剂。所述热交换器设置在所述干燥剂鼓的内部空间中。热交换器配置成冷却流过中空干燥剂鼓的内部空间的空气。热交换器使用工作流体或由工作流体冷却的中间流体来冷却空气。
在一个实施例中，主气流路径在进气口和出气口之间延伸穿过中空干燥剂鼓的侧壁至少两次。
在一个实施例中，中空干燥剂鼓和热交换器配置成，随着空气穿过中空干燥剂鼓对主流径中的空气进行除湿和冷却。
在一个实施例中，干燥剂配置成从流出中空干燥剂鼓的空气中吸附水分，以及将吸附的水分解吸到流入中空干燥剂鼓的空气中。
在一个实施例中，侧壁具有管状形状。
在一个实施例中，中空干燥剂鼓在壳体内的旋转使得通道以位于中空干燥剂鼓的第一侧和中空干燥剂鼓的第二侧之间移动。空气配置成通过位于中空干燥剂鼓的第一侧上的一组通道流入中空干燥剂鼓，并通过位于中空干燥剂鼓的第二侧上的不同组通道流出中空干燥剂鼓。
在一个实施例中，主气流路径在不转动超过45度的情况下延伸穿过侧壁至少两次。
在一个实施例中，中空干燥剂鼓的旋转轴线在主气流路径中或大致垂直于主气流路径。
在一个实施例中，一种调节除湿空气处理单元中的空气的方法。除湿空气处理单元包括壳体、设置在壳体内的中空干燥剂鼓和设置在干燥剂鼓的内部空间中的热交换器。该方法包括相对于壳体旋转中空干燥剂鼓。中空干燥剂鼓包括内部空间、围绕内部空间的侧壁、延伸穿过侧壁的通道以及设置在通道中的干燥剂。该方法还包括引导空气穿过中空干燥剂鼓。引导空气包括：通过使空气穿过侧壁中的与干燥剂接触的第一组通道将空气引导到中空干燥剂鼓的内部空间中，并且利用热交换器冷却中空干燥剂鼓的内部空间中的空气。引导空气还包括：通过使由热交换器冷却的空气通过与干燥剂接触的侧壁中的第二组通道而利用干燥剂从由热交换器冷却的空气中吸附水分。
在一个实施例中，使空气穿过侧壁中的与干燥剂接触的第一组通道包括将由干燥剂吸附的水分解吸到穿过第一组通道的空气中。
附图说明
图1是HVACR系统的制冷线路的实施例的示意图。
图2是用于HVACR系统的空气处理单元的实施例的示意图。
图3是根据实施例的图2中的空气处理单元中的干燥剂鼓的侧面示意图。
图4是干燥剂鼓的实施例的径向剖视图。
图5是HVACR系统中调节空气的实施例的方框流程图。
相同的参考数字表示相同的部件。
具体实施方式
图1是加热通风空调和制冷(HVACR)系统1中的制冷线路5的实施例的示意图。在一个实施例中，HVACR系统1可以是配置成调节建筑物(例如，办公空间、住宅等)内部的工业、商业或住宅HVACR系统1。在一个实施例中，HVACR系统1可以是用于冷却运输单元(例如，海运集装箱、运输/卡车运输集装箱、冷藏柜等)和/或乘用运载工具(例如，公共汽车、飞机等)内部的运输HVACR。
制冷线路5包括压缩机10、冷凝器20、膨胀装置30和蒸发器40。在一个实施例中，可以修改制冷线路5以包括附加部件。例如，在一个实施例中，制冷线路5可以包括节能器热交换器、一个或多个流量控制装置、接收罐、干燥器、吸液式热交换器等。制冷线路5的部件流体连接。为了清楚起见，在附图中提供了点线和点划线以指示流体流过一些部件(例如，压缩机10、冷凝器20、蒸发器40)，并且应当理解为并未指定每个部件内的特定路线。
制冷线路5可配置为能够在冷却模式下操作的冷却系统(例如，HVACR的流体冷却器、空调系统等)，和/或制冷线路5可配置为能够在冷却模式和加热模式下运行的热泵系统。
制冷线路5应用气体压缩和热传递的已知原理。制冷线路可以配置成加热或冷却过程流体(例如水、空气等)。在一个实施例中，制冷线路5可以表示冷却过程流体(例如水等)的冷却器。在一个实施例中，制冷线路5可以表示冷却和/或加热过程流体(例如空气、水等)的空调和/或热泵。
在制冷线路5的操作期间，工作流体(例如，制冷剂、制冷剂混合物等)在相对较低的压力下以气态从蒸发器40流入压缩机10。压缩机10将气体压缩成高压状态(其也加热气体)。在被压缩之后，相对较高的压力和较高温度的气体从压缩机10流到冷凝器20。除了流过冷凝器20的工作流体之外，第一过程流体PF1(例如，外部空气、外部水、冷却器水等)也分别流过冷凝器20。当第一过程流体PF1流过冷凝器20时，第一过程流体从工作流体吸收热量，随着工作流体流过冷凝器，冷凝器20冷却工作流体。工作流体冷凝成液体，然后流入膨胀装置30。膨胀装置30允许工作流体膨胀，其将工作流体转化为混合的蒸汽和液态。如本文所述的“膨胀装置”也可以被称为膨胀器。在一个实施例中，膨胀器可以是膨胀阀、膨胀板、膨胀容器、孔口等或其它类似的膨胀器构。应当理解，膨胀器可以是在该领域中使用的用于膨胀工作流体以使气态工作流体的压力和温度降低的任何类型的膨胀器。然后，相对较低温度的蒸汽/液体工作流体流入蒸发器40。第二过程流体PF2(例如，空气、水等)也流过蒸发器40。随着工作流体流过蒸发器40，其从第二过程流体PF2吸收热量，随着工作流体流过蒸发器40，其冷却第二过程流体PF2。随着工作流体吸收热量，工作流体蒸发成蒸汽。然后，工作流体从蒸发器40返回到压缩机10。当制冷线路5例如以冷却模式操作时，上述过程继续。
图2是加热通风空调和制冷(HVACR)系统101的实施例的示意图。HVACR系统101配置成通过向调节空间103供应调节空气来调节(例如，加热、冷却、除湿等)调节空间103。图2示出了AHU 110的俯视示意图。HVACR系统可以包括管道通风系统105和空气处理单元(AHU)110。AHU 110配置成提供对调节空间103调节的调节空气。例如，AHU 110配置成排出特定温度(例如，在预定温度、预定温度范围内等)和特定湿度(例如，在预定湿度、预定湿度范围内、在特定相对湿度、预定相对湿度范围内等)的调节空气。例如，排出的调节空气的特定温度和湿度可以基于调节空间103的当前温度和/或当前湿度与调节空间103的期望温度和/或期望湿度之间的差。
AHU 110通过管道通风系统105连接到调节空间103。从AHU 110排出的调节空气通过管道通风系统105被引导到调节空间103。管道通风系统105配置成将从AHU 110排出的调节空气分配到调节空间103。在一个实施例中，AHU可以直接连接/通风到调节空间103。
AHU 110包括具有进气口114和出气口116的壳体112。空气通过进气口114进入AHU110，且在其流过AHU 110时被调节，以及被调节的空气从出气口116排出。随着空气从进气口114流到出气口116时AHU 110调节空气。经调节的空气从出气口116流入调节空间103。如图2所示，管道通风系统105可以分别连接到AHU 110的进气口114和出气口116。
空气通过进气口114进入AHU 110。进入空气处理单元的空气包括来自调节空间103的返回空气FR流和环境空气FA(例如，来自外部环境的空气、室外空气等)流。如图2所示，进气口114可以包括第一进气口114A和第二进气口114B。例如，进气口114可以是包括AHU110的进气口114A，114B的AHU 110的进气口部分。第一进气口114A是与调节空间103流体连接的返回进气口。来自调节空间103的返回空气FR通过第一进气口114A流入AHU 110的壳体112。例如，管道通风系统105连接到第一进气口114A。在一个实施例中，第二进气口114B是流体连接到周围外部环境(例如，建筑物的外部、外部室外环境等)的壳体112的开口、通风口或入口。环境空气FA通过第二进气口114B流入AHU 110。
AHU 110和HVACR系统101可以具有混合的空气配置，其中AHU 110调节返回空气FR和环境空气FA的组合(例如，入口空气FI是返回空气FR和环境空气FA的混合物)。例如，入口空气FI可含有与环境空气FA相比更多量的返回空气FR(例如，含有为或约5体积％(vol％)的环境空气FA、为或约10体积％的环境空气FA的混合物)。在一个实施例中，AHU 110和HVACR系统101可以具有无空气再循环配置，其中AHU 110不利用任何返回空气FR(例如，入口空气FI是100％的环境空气FA1)。例如，处于无空气再循环配置的AHU 110可以阻挡用于返回空气FR的第一进气口114A。混合空气配置和无空气再循环配置中的每一者可以由HVACR系统101在其各种模式(例如，加热模式、冷却模式等)中的任何一者中使用。
AHU 110包括设置在壳体112内的冷却热交换器130和中空干燥剂鼓140。随着空气FI从进气口114流到壳体112内的出气口116，入口空气FI流过干燥剂鼓140和冷却热交换器130。AHU 110还可以包括一个或多个风扇180，其吹送和引导空气通过壳体112。如图2所示，作为一个示例，风扇180可以设置在壳体112内。
在一个实施例中，AHU 110具有冷却模式。在该冷却模式中，空气进入AHU的壳体112，在AHU 110内被冷却和除湿，然后，被冷却和除湿的空气FD从壳体112排出到调节空间103。在冷却模式中，热交换器130是冷却空气的冷却热交换器，并且干燥剂鼓140对空气进行除湿。
在一个实施例中，AHU 110可以包括加热器165(例如，电加热器、燃烧加热器等)，其用于在空气通过干燥剂鼓140之前加热空气。加热器165可用于提高水从干燥剂解吸到空气中的效率。例如，当由AHU 110调节的空气具有相对高的湿度时，可以使用加热器165。
AHU 110具有主气流路径118，其从进气口114延伸穿过壳体112到出气口116。进入AHU 110的空气(例如，入口空气FI)从进气口114通过行进通过主气流路径118流到出气口116。在冷却模式的实施例中，入口空气FI在流过主气流路径118时被除湿和冷却。
干燥剂鼓140设置在壳体110内的主气流路径118中。干燥剂鼓140配置成在壳体110内旋转。例如，干燥剂鼓140可以围绕纵向轴线A1旋转。干燥剂鼓140的旋转轴线(例如，纵向轴线A1)处于或大致垂直于主气流路径118。如图2和图3所示，干燥剂鼓140的旋转轴线是水平的(例如，轴线A1平行于图2中的页面延伸并延伸进入图3中的页面)。在一个实施例中，干燥剂鼓140的旋转轴线可以是竖直的(例如，轴线A1延伸进入图2的页面中并且在图3中上下延伸)。
作为关于干燥剂鼓140如何能够旋转的一个示例，AHU 110包括一个或多个马达170，其配置成使干燥剂鼓140在壳体110内旋转。在所示实施例中，一个或多个马达170驱动一个或多个与干燥剂鼓140接触的轮172，该轮172使干燥剂鼓140旋转。
在另一实施例中，作为另一示例，驱动轴(未示出)可以沿着干燥剂鼓140的纵向轴线A1延伸并连接到干燥剂鼓140，并且一个或多个马达170可以驱动/旋转驱动轴以使干燥剂鼓140旋转。
在另一实施例中，作为另一示例，一个或多个马达170可以具有的滑轮，滑轮驱动围绕干燥剂鼓140的皮带(未示出)以使干燥剂鼓140旋转。
应当理解，可以以各种方式被构造和配置干燥剂鼓140的移动或旋转，以使其完成旋转，而不限于图2和图3所示的特定结构和配置。
干燥剂鼓140是中空的并且包括侧壁142和内部空间144。侧壁142包围内部空间144。在一个示例中，侧壁142具有管状形状。干燥剂鼓140包括延伸穿过干燥剂鼓140侧壁142的通道146。每个通道146从侧壁142的外部148延伸到干燥剂鼓140的内部空间144。干燥剂鼓包括大量通道146。例如，干燥剂鼓140可以包括数百或数千条通道146(例如，至少100条通道，至少1000条通道)。通道146允许空气从干燥剂鼓140的外部流到干燥剂鼓140的内部，然后从干燥剂鼓140的内部流到干燥剂鼓的外部。为了说明的目的，在图3和图4中仅示出干燥剂鼓140中的少数通道。
在操作期间，干燥剂鼓140在壳体112内旋转。当干燥剂鼓140旋转时，通道146随着干燥剂鼓140的旋转而旋转，使得每个通道146以设置在干燥剂鼓140的第一侧150A和干燥剂鼓140的第二侧150B之间循环地移动。例如，当沿着干燥剂鼓140的旋转轴线A1(例如，沿着轴线A1)观察时，第一侧150A可以是干燥剂鼓140的左侧/左壁，第二侧150B可以是鼓的右侧/右壁(例如，如图2所示)。第一侧150A和第二侧150B是干燥剂鼓140的相对端。例如，干燥剂鼓140的旋转可以使设置在第一侧150A(例如，图2中的左侧)处的通道146移动以移动到图2中的页面中，并且第二侧150B中的通道146移出图2中的页面。
主气流路径118中的空气穿过通道146而穿过干燥剂鼓140。空气通过设置在第一侧150A处的通道146流入干燥剂鼓140的内部空间144，并且通过当前设置在第二侧150B处的不同组通道146流出干燥剂鼓140。
干燥剂鼓140包括干燥剂。可以以涂覆到干燥剂鼓140的表面的涂层的形式来使用干燥剂。在一个实施例中，将涂层施加到干燥剂鼓140的通道146的表面/侧(例如，涂层包含施加到干燥剂鼓140中的通道146的表面/侧的干燥剂的树脂涂层)。在一个实施例中，干燥剂(例如，干燥剂颗粒)可以均匀地掺入形成通道146的材料中。在一个实施例中，干燥剂鼓140可以具有鼓段，该鼓段是干燥剂颗粒的填充床，其中通道146是延伸穿过填充床的通道。当空气流过干燥剂鼓中的通道146时，空气流过干燥剂。
干燥剂鼓140中的干燥剂配置成当干燥剂在干燥剂鼓140中旋转时在解吸水和吸收水之间切换。将干燥剂暴露于导致水从干燥剂解吸到空气中的空气流(例如，空气从干燥剂提取水，吸附在干燥剂中的水解吸到空气中)也可以称为使干燥剂再生。在干燥剂鼓140中，干燥剂配置成当设置在干燥剂鼓140的第一侧150A时将水解吸到空气中，并且当设置在干燥剂鼓140的第二侧150B时从空气中吸附水。当干燥剂设置在第一侧150A时设置在第二侧150B中的水被解吸到空气中。
冷却热交换器130设置在干燥剂鼓140内的主气流路径118中。冷却热交换器130设置在干燥剂鼓140的内部空间144中。冷却热交换器130设置在干燥剂鼓140的第一侧150A和第二侧150B之间的干燥剂鼓内。主气流路径118中的空气穿过冷却热交换器130以穿过干燥剂鼓140。例如，通过第一侧150A(通过当前位于第一侧150A处的通道146)流入的空气被迫流过冷却热交换器130以到达第二侧150B并且流出干燥剂鼓140(通过当前位于第二侧150B处的通道146)。因此，空气通过流过第一侧150A处的侧壁142的一部分(例如，流过当前设置在第一侧150A处的侧壁142中的通道146)、流过冷却热交换器130、然后流过第二侧150B处的侧壁142的一部分(例如，流过当前设置在第二侧150B处的侧壁142中的通道146)而流过干燥剂鼓140。
热交换器130附接到AHU 110的壳体112，使得热交换器130相对于壳体112保持在固定位置。壳体112可包括维修面板120，维修面板120可被打开以通入冷却热交换器130和干燥剂鼓140。当壳体112打开时(例如，当壳体112中的维修面板120打开以维修热交换器130和/或干燥剂鼓140时)，热交换器130可以配置成停留在其固定位置。例如，当去除干燥剂鼓140以进行维修和/或更换时，热交换器130配置成保持在壳体112内的适当位置。
图3是AHU 110中的干燥剂鼓140的示意性侧视图。干燥剂鼓140沿圆周方向D1旋转。气流路径中的空气(例如，入口空气FI)流入干燥剂鼓140。例如，入口空气FI处于(第一)温度TI并且具有(第一)湿度比ωI。空气穿过第一侧150A中的通道146，并且吸附在干燥剂中的水被解吸到穿过第一侧150A中的通道146的空气(例如，入口空气FI)中。这使通道146中的干燥剂再生。例如，将空气从第一湿度比ωI加湿到较高的湿度比ω2。然后，更潮湿的空气F2被排放到内部空间144中。
如图3所示，气流路径118中的空气流过干燥剂鼓140的内部空间144(例如，从干燥剂鼓140的第一侧150A到第二侧150B)。在内部空间144内，更潮湿的空气F2从第一侧150A中的一组通道146排出，然后通过冷却热交换器130并被冷却热交换器130冷却。空气F2在穿过内部空间144(例如，从干燥剂鼓150的第一侧150A到第二侧150B)时穿过冷却热交换器130。空气F2穿过冷却热交换器130(例如，流过/穿过冷却热交换器130的表面区域(例如，作为一个示例是盘管))并被热交换器130冷却。例如，当空气流过冷却热交换器130时，空气从(第二)温度T2冷却到更低的温度T3。
冷却流体FCF也流过与空气分离的热交换器130。当空气和冷却流体FCF分别流过热交换器130时，它们在不进行物理混合的情况下进行热交换。冷却流体FCF从空气F2吸收热量，其冷却空气。冷却流体FCF由HVACR系统101的制冷线路(例如，图1中的制冷线路5)冷却。在一个实施例中，冷却流体FCF可以是制冷线路的工作流体。例如，冷却热交换器130可以是制冷线路的蒸发器(例如，图1中的蒸发器40)。在另一实施例中，冷却流体FCF可以是由工作流体(例如，在图1中的蒸发器40中的工作流体)冷却的中间流体(例如，水、冷却器流体等)，并且在冷却热交换器130中，中间流体冷却流过冷却热交换器130的空气。如图2所示，用于将冷却流体FCF供应到热交换器130和从热交换器130供应冷却流体FCF的管道可以平行于干燥剂鼓140的旋转轴线A1从干燥剂鼓140延伸。
热交换器130中湿空气F2的冷却还导致空气F2中的一部分湿气在热交换器130上/在热交换器130内冷凝，其使空气被部分除湿。AHU 110可以包括用于热交换器130的滴盘132。热交换器上的冷凝液滴入滴盘132中，然后从AHU 110排出。这也使空气被部分除湿。从热交换器130排出的空气F3的温度T3和湿度比ω3低于流入热交换器130的空气F2的温度T2和湿度比ω2。
然后，冷却的、部分除湿的空气F3从热交换器130流过干燥剂鼓140的第二侧150B中的通道146。干燥剂在通过干燥剂鼓140的第二侧150B中的通道146时从空气F3吸附水分。例如，空气FD从干燥剂鼓140排出，空气FD的湿度比ωD低于入口空气FI的湿度比ωI并且低于在干燥剂鼓140内流动的空气F2、F3的湿度比ω2，ω3。当空气流过干燥剂鼓140的第二侧150B中的通道146时，空气也可以被干燥剂鼓140的材料稍微加热(例如，被加热/增加到温度TD，其显著低于温度T2和TI并且略高于温度T3)。然后，冷却的、(进一步)除湿的空气FD从干燥剂鼓140排出(例如，从干燥剂鼓140的第二侧150B中的一组通道146排出)。
如图3所示，在一些示例中，AHU 110可以包括一个或多个密封件162A、162B，其配置成防止空气围绕干燥剂鼓140和/或冷却热交换器130流动。AHU 110可以包括设置在干燥剂鼓140和壳体112之间(例如，干燥剂鼓140的外部)的一个或多个密封件162A，密封件162A配置成当空气从入口流到114到出口116时防止空气绕过干燥剂鼓140(例如，防止空气绕过干燥剂鼓140而不是流过干燥剂鼓140)。AHU 110还可以包括设置在干燥剂鼓140内部(例如，在干燥剂鼓140的侧壁144和冷却热交换器130之间)的一个或多个密封件162B，该密封件162B配置成当空气流过干燥剂鼓140时防止空气绕过冷却热交换器130(例如，防止空气从第一侧150A中的通道146流动到第二侧150B中的通道146而不穿过冷却热交换器130)。
如图3所示，AHU 110可以包括用于干燥剂鼓140的一个或多个支撑件164。一个或多个支撑件164配置成在壳体112内可旋转地支撑干燥剂鼓140。例如，一个或多个支撑件164可以将干燥剂鼓140保持在壳体112内的适当位置，同时仍然允许干燥剂鼓140相对于壳体112旋转。如图3所示，在一个实施例中，一个或多个支撑件164可以是可旋转的轮，其支撑干燥剂鼓140同时允许干燥剂鼓在壳体112内自由旋转。一个或多个支撑件164配置成允许通过维修面板120的开口从壳体112移除干燥剂鼓140(例如，允许通过由维修面板120覆盖的开口滑出干燥剂鼓140)。
在所示实施例中，干燥剂鼓140具有中空圆柱形，侧壁142具有圆柱形管状。在一个实施例中，侧壁142的管状形状可以不同于圆形，例如(但不限于)是矩形、圆边矩形、椭圆形、赛道形等。应当理解，在其它实施方式中，干燥剂鼓140及其侧壁142可具有与所列不同的可旋转中空/管状形状。干燥剂鼓140及其侧壁142的轴向端部可以是开口的或加盖的。
主气流路径118总体上是直的。如图2所示，主气流路径118不弯曲(例如，不具有明显的曲线或弯曲)。例如，当从进气口114行进到出气口116时，主气流路径118不转动超过90度。在图2中，进气口114和出气口116设置在壳体112的相对端壁113A中。在一个实施例中，进气口114和/或出气口116可以位于壳体112的侧壁113B中。在这种构造中，从进气口114延伸到出气口116的主气流路径118仍然是直的。
主气流路径118在进气口114和出气口116之间穿过干燥剂鼓140的侧壁142至少两次。例如，主气流路径118延伸穿过侧壁142至少两次(例如，延伸穿过侧壁142进入干燥剂鼓140并延伸穿过侧壁142离开干燥剂鼓140)，同时不转动超过45度，如图2所示。在一个实施例中，主气流路径118延伸穿过侧壁至少两次，同时不转动超过90度。在一个实施例中，主气流路径118延伸穿过侧壁至少两次，同时不转动超过120度。在一个实施例中，主气流路径118延伸穿过侧壁至少两次，同时不转动超过180度。这可以有利地允许AHU 110具有相对于其它常规除湿和/或空气处理单元(例如，采用使气流路径转动180度的干燥剂鼓、利用多个气流路径等)的紧凑尺寸。
图4是干燥剂鼓240的实施例的径向剖视图。例如，径向剖视图平分干燥剂鼓240(例如，沿着与指示图2中的主气流路径118的线平行延伸的平面)。如关于图2和图3中的干燥剂鼓140类似讨论的，干燥剂鼓240包括侧壁242、内部空间244和延伸穿过侧壁242到达内部空间244的通道246。干燥剂鼓240配置成在使用期间(例如，在圆周方向D1上)旋转。空气通过当前位于干燥剂鼓的第一侧250A中的通道246进入干燥剂鼓240，并且空气通过当前位于干燥剂鼓240的第二侧250B中的其它通道246离开干燥剂鼓240。
图4仅示出了干燥剂鼓240中的少量通道246。干燥剂鼓240包括大量通道146。例如，干燥剂鼓240可以包括数百条或数千条通道146(例如，至少100条通道，至少1000条通道)。为了说明的目的，图4仅示出干燥剂鼓240中的少量通道246(例如，图4中仅示出八个区段258中的通道246)。例如，通道246沿着干燥剂鼓240的整个周边或围绕干燥剂鼓240的整个周边设置。例如，通道246设置在图4中的每个区段258中。
侧壁242包括外支撑框架252、内支撑框架254、以及设置在外支撑框架252和内支撑框架254之间的干燥剂部分256。干燥剂部分256中设置有干燥剂。干燥剂部分256由设置在多孔支撑材料上的干燥剂形成。干燥剂可以设置在支撑材料上(例如，作为涂层设置在支撑材料的一个或多个表面上)和/或在支撑材料中(例如，浸渍在多孔支撑材料中，多孔支撑材料由包括干燥剂的材料形成)。
在一个实施例中，干燥剂部分256可以是堆叠的干燥剂纸。干燥剂层纸在除湿器领域是已知的。例如，在一个实施例中，干燥剂层纸可以是涂覆和/或包含在纸材料本身中的干燥剂的纸片。堆叠中的至少交替层的干燥剂纸是褶皱的(例如，交替层的平坦纸和褶皱纸，交替层的具有小褶皱和大褶皱的纸片等)，其在相邻层的纸之间形成通道。
在一个实施例中，干燥剂部分256可以是在其上或其中施加有干燥剂的金属泡沫。例如，在延伸穿过金属泡沫的开口结构(例如，孔、隧道等)的表面上提供/涂覆干燥剂。干燥剂可以以本领域已知的方式结合到金属泡沫中，例如但不限于浸涂、电泳沉积、电刷沉积、喷涂沉积、电喷涂、使用粘合剂(例如，硅酸盐粘合剂等)等。可替换地或附加地，干燥剂可以通过设置在金属泡沫本身的金属/材料(例如，形成金属泡沫的金属/金属组合物包括干燥剂)中而集成到金属泡沫中。
在一个实施例中，干燥剂部分256可以是在其上或其中施加有干燥剂的塑料泡沫。例如，可以在延伸穿过塑料泡沫的孔的内表面上提供/涂覆干燥剂。例如，可以在延伸穿过塑料泡沫的开口结构(例如，孔、隧道等)的表面上提供/涂覆干燥剂。干燥剂可以以本领域已知的方式结合到塑料泡沫中，例如但不限于，浸涂、电泳沉积、电刷沉积、喷雾沉积、电喷涂、使用粘合剂(例如，硅酸盐粘合剂等)等。可替换地或附加地，干燥剂可以通过设置在塑料泡沫本身中而结合到塑料泡沫中(例如，形成塑料泡沫的塑料组合物包括干燥剂)。塑料泡沫的塑料组合物可以是塑料和一种或多种其它材料的复合材料(例如碳复合材料等)。
在一个实施例中，干燥剂部分256可以是在其上/其中施加干燥剂的多孔3D蜂窝材料。例如，多孔3D蜂窝材料可以是3D印刷金属材料或3D印刷塑料材料。例如，在延伸穿过3D蜂窝的孔/通道的内表面上提供/涂覆干燥剂。延伸穿过3D蜂窝的通道可以彼此平行地延伸(例如，所有在相同方向上延伸穿过3D蜂窝材料的通道)。干燥剂可以以本领域已知的方式结合到多孔3D蜂窝材料中，例如但不限于上文针对塑料泡沫和/或金属泡沫所讨论的方式。可替换地或附加地，干燥剂可以通过设置在蜂窝材料本身(例如，形成多孔3D蜂窝的材料/组合物包括干燥剂)中而集成到多孔3D蜂窝材料中。
干燥剂部分256的材料中的通道/孔可配置成允许足够的空气流通过干燥剂鼓240，同时具有足够的表面用于干燥剂和流过干燥剂鼓240的空气之间的相互作用。例如，干燥剂部分256可以具有相对小的孔、相对大的孔或小孔和大孔的分布，以实现跨越干燥剂鼓240的压降与空气相互作用的干燥剂的表面区域之间的期望平衡。
在一个实施例中，支撑框架252、254可以是其上附接干燥剂部分256的穿孔材料。在所示实施例中，支撑框架252、254是穿孔硬质板(例如，穿孔金属板、穿孔硬质塑料板等)。在图4中，干燥剂鼓240包括内部支撑框架252和外部支撑框架254。在另一实施例中，干燥剂鼓240可仅包括单个支撑框架252、254。例如，在一个实施例中，干燥剂鼓240可以仅包括内部支撑框架252，其中干燥剂部分256是干燥剂鼓240的最外层/最外表面。
可以以各种方式形成干燥剂部分256。干燥剂部分256可以通过将一块或多块多孔载体材料切割成干燥剂鼓240的期望形状来形成。干燥剂可以在切割/成形之前(例如，切割涂覆/含有干燥剂的多孔材料)和/或在切割/成形之后(例如，切割多孔材料然后将干燥剂施加/涂覆到多孔材料的孔/通道上)结合到多孔材料中。干燥剂部分256可以形成为防止这样流过干燥剂部分256，其中干燥剂部分256将绕过流动进入然后离开干燥剂鼓的内部空间并穿过冷却热交换器(例如，流过侧壁242而不进入内部空间244)。
如图4所示，干燥剂部分256可以由多个单独的周边/弧形部分258形成，所述周边/弧形部分258附接到外支撑框架252和/或内支撑框架254以形成干燥剂部分256。在一个实施例中，可以根据多孔材料的连续块切出每个部分258。在另一个实施例中，可以将具有平行孔/通道(例如，装有干燥剂的纸)的多孔材料楔形物放在一起以形成块/圆柱体，使得平行孔/通道在每个楔形物处或其周围径向延伸。然后，楔形物的块/圆柱体被挖空(即，其内芯被移除)以形成部分258。中空化使每个楔形物成形为相应的一个部分258。每个部分258具有在干燥剂部分256中径向向外延伸或大致径向向外延伸的孔/通道(例如，在图4中形成在干燥剂层256中的通道246的部分)。使用周边/弧形部分258可以确保每个通道246沿着干燥剂鼓240的整个周边/圆周径向向外延伸或大致径向向外延伸(例如，径向向外，小于径向向外的15度)。
在一个实施例中，干燥剂部分256可以由从多孔载体材料块切割的单件材料形成。例如，当多孔支撑材料具有沿多个方向延伸穿过多孔支撑材料(例如，塑料泡沫、金属泡沫等)的孔/通道时，干燥剂部分256可以是单件的。这种用于孔/通道的结构可以允许通道246径向延伸穿过干燥剂部分256(例如，从干燥剂部分256的外侧延伸到内侧)，同时保持总体一致的尺寸，使得在干燥剂鼓240旋转时穿过侧壁242的气流保持恒定或大致恒定(例如，小于10％的变化)。
在一个实施例中，干燥剂部分256的中空形状可以由中空盘形成，该中空盘以堆叠(例如，沿着纵向轴线堆叠，沿着干燥剂鼓240的长度堆叠)的形式附接到外部支撑框架252和/或内部支撑框架254，以形成干燥剂部分256。例如，附接到框架252、254的堆叠的中空盘可以形成干燥剂部分256的中空圆柱形状。每个中空盘可以由周边/弧形部分258形成(例如，当多孔材料具有平行的孔/通道时)。每个部分258可以由多孔材料块或由多孔材料的楔形物块形成，如上所述。在一个实施例中，中空盘可以是从多孔材料块切割的单件。干燥剂部分256可以在中空盘之间包括间隔件(未示出)。
在另一实施例中，干燥剂部分256可以由包裹在(内部)支撑框架254周围的干燥剂涂覆/包含柔性多孔支撑材料(例如，加载干燥剂的纸、涂覆干燥剂的柔性塑料泡沫等)形成。柔性多孔支撑材料配置成弯曲的，使得当多孔支撑材料围绕支撑框架254包裹/弯曲时，其通道/孔(例如，形成在图4中的干燥剂部分256中的通道246的部分)保持充分打开。在一个实施例中，涂覆/包含干燥剂的柔性多孔支撑材料可以是由交替的浅褶皱层和深褶皱层形成的加载干燥剂的纸。例如，在浅褶皱层和深褶皱层中褶皱处于同一周期(例如，每个通道由加载纸中的深褶皱和浅褶皱限定)。浅褶皱和深褶皱的构造允许当加载干燥剂的纸围绕支撑框架254包裹/弯曲(例如，包裹成管状)时通道保持充分打开。
在一个实施例中，一个或多个支撑框架252可以是多孔带的形式。在一个实施例中，干燥剂部分256可以由分别附接至多孔带的部分258形成，这允许干燥剂部分256随着多孔带的移动而柔性和弯曲。在一个实施例中，干燥剂部分256可以是施加到织物材料和/或多孔带的柔性多孔基材上的干燥剂涂层的形式。多孔带可以由多孔编织织物、多孔无纺织物和/或多孔层状织物形成。例如，干燥剂部分256可以是施加到多孔编织织物、多孔无纺织物或多孔带的其它织物层上的干燥剂涂层的形式。
图5是HVACR系统中调节空气的方法1000的方框流程图。在一个实施例中，方法1000可用于控制图2中的HVACR系统101。例如，方法1000可以由图2中的HVACR系统101的控制器(例如，HVACR控制器、AHU控制器等)执行。例如，HVACR系统包括具有壳体(例如，壳体112)的AHU(例如，AHU 110)、设置在壳体内的中空干燥剂鼓(例如，干燥剂鼓140)和冷却热交换器(例如，冷却热交换器130、蒸发器40)。
在1010，使中空干燥剂鼓相对于壳体旋转。干燥剂鼓包括内部空间(例如，内部空间144)、围绕内部空间的侧壁(例如，侧壁142)、延伸穿过侧壁的通道(例如，通道146)、以及设置在通道中的干燥剂。例如，一个或多个马达(例如，马达170)可用于使中空干燥剂鼓旋转。然后，方法1000进行到1020。
在1020，引导空气(例如，入口空气FI)通过中空干燥剂鼓。例如，一个或多个风扇(例如，风扇180)可用于吹送空气通过空气处理单元的壳体/到空气处理单元的壳体内。在1020处引导空气通过中空干燥剂鼓包括1022、1024和1026。
在1022，通过使空气穿过第一组通道(例如，干燥剂鼓150的第一侧150A中的通道)来引导空气进入中空干燥剂鼓的内部空间。在干燥剂鼓的侧壁中，空气在1020处流过通道时接触干燥剂。随着空气通过通道，干燥剂被从干燥剂解吸到空气中的干燥剂中的水分在1022被空气再生。干燥剂中吸附的水分/水也可以处于较低的温度(例如，在或大约在温度T3)，使得空气在1022处通过第一组通道时也冷却空气。然后，方法1000从1022前进到1024。
在1024，随着空气流过内部空间，中空干燥剂鼓的内部空间中的空气被冷却热交换器冷却。在一个实施例中，热交换器是制冷线路(例如，制冷线路5)中的蒸发器，并且使用制冷线路中的冷却的工作流体来冷却空气。在一个实施例中，热交换器使用由工作流体(例如，过程流体PF2)冷却的中间流体来冷却空气。然后，方法1000从1024前进到1026。
在1026，由热交换器冷却的空气通过侧壁中的第二组通道(例如，干燥剂鼓140的第二侧150B中的通道)从中空干燥剂鼓排出。随着空气通过第二组通道，空气与干燥剂接触，并且随着空气通过第二组通道，干燥剂从空气吸附水分。干燥剂鼓的材料也可以处于较高的温度(例如，在或大约在温度FI)，然后由热交换器冷却的空气，使得在1026处穿过第二组通道的空气也(稍微)加热空气。
在一个实施例中，方法1000可以用于在配置成除湿空气的除湿模式下操作HVACR系统和/或AHU。在一个实施例中，方法1000可以用于在配置成冷却和除湿空气的冷却和除湿模式下操作HVACR系统和/或AHU。例如，方法1000可以包括在冷却模式下操作HVACR的制冷线路，该冷却模式向冷却器热交换器提供相对较冷的工作流体或中间流体。
应当理解，在一个实施方式中的方法1000可以包括上面所示和/或讨论的图1中的制冷线路5和HVACR系统和/或图2中的HVACR系统101的特征。
各个方面：
方面1至8中的任何一项可与方面9至18中的任何一项结合；方面9至16中的任何一项可与方面17至18中的任何一项结合。
方面1、一种用于HVACR系统的除湿空气处理单元，包括：壳体，其包括进气口和出气口，主气流路径从进气口延伸穿过壳体到出气口；中空干燥剂鼓，其设置在主气流路径中并且配置成在壳体内旋转，所述中空干燥剂鼓包括内部空间、围绕内部空间的侧壁、延伸穿过侧壁的通道、以及设置在通道中的干燥剂；以及热交换器，其设置在干燥剂鼓的内部空间中，所述热交换器配置成冷却流过中空干燥剂鼓的内部空间的空气。
方面2、根据方面1的除湿空气处理单元，其中，所述主气流路径在进气口和出气口之间延伸穿过中空干燥剂鼓的侧壁至少两次。
方面3、根据方面1和2中任一项的除湿空气处理单元，其中，所述中空干燥剂鼓和所述热交换器配置成，随着空气穿过中空干燥剂鼓对所述主气流路径中的空气进行除湿和冷却。
方面4、根据方面1至3中任一项的除湿空气处理单元，其中，所述干燥剂配置成从流出中空干燥剂鼓的空气中吸附水分，以及将吸附的水分解吸到流入中空干燥剂鼓的空气中。
方面5、根据方面1至4中任一项的除湿空气处理单元，其中，所述侧壁具有管状形状。
方面6、根据方面1至5中任一项的除湿空气处理单元，其中，所述中空干燥剂鼓在壳体内的旋转使得通道以位于中空干燥剂鼓的第一侧和中空干燥剂鼓的第二侧之间移动，所述空气配置成通过位于中空干燥剂鼓的第一侧的一组通道流入中空干燥剂鼓并且通过位于中空干燥剂鼓的第二侧上的一组通道流出中空干燥剂鼓。
方面7、根据方面1至6中任一项的除湿空气处理单元，其中，所述主气流路径在不转动超过45度的情况下延伸穿过侧壁至少两次。
方面8、根据方面1至7中任一项的除湿空气处理单元，其中，所述中空干燥剂鼓的旋转轴线在主气流路径中或大致垂直于主气流路径。
方面9、一种加热通风空调和制冷(HVACR)系统，包括：制冷线路，其配置成冷却包括制冷剂的工作流体；以及除湿空气处理单元，所述除湿空气处理单元包括：包括进气口和出气口的壳体，其中主气流路径从进气口延伸穿过壳体到出气口、布置在主气流路径中并且配置成在壳体内旋转的中空干燥剂鼓，所述中空干燥剂鼓包括内部空间、围绕内部空间的侧壁、延伸穿过侧壁的通道，以及设置在通道中的干燥剂，以及设置在干燥剂鼓的内部空间中的热交换器，所述热交换器配置成冷却流过中空干燥剂鼓的内部空间的空气，其中所述热交换器使用工作流体或由所述工作流体冷却的中间流体来冷却空气。
方面10、根据方面9的HVACR系统，其中，所述主气流路径在进气口和出气口之间延伸穿过中空干燥剂鼓的侧壁至少两次。
方面11、根据方面9和10中任一项的HVACR系统，其中，所述中空干燥剂鼓和所述热交换器配置成，随着空气穿过中空干燥剂鼓对主气流路径中的空气进行除湿和冷却。
方面12、根据方面9至11中任一项的HVACR系统，其中，所述干燥剂配置成从流出中空干燥剂鼓的空气中吸附水分，以及将吸附的水分解吸到流入中空干燥剂鼓的空气中。
方面13、根据方面9至12中任一项的HVACR系统，其中，所述侧壁具有管状形状。
方面14、根据方面9至13中任一项的HVACR系统，其中，所述中空干燥剂鼓在壳体内的旋转使得通道以位于中空干燥剂鼓的第一侧和中空干燥剂鼓的第二侧之间移动，所述空气配置成通过位于中空干燥剂鼓的第一侧上的一组通道流入中空干燥剂鼓并且通过位于中空干燥剂鼓的第二侧的不同组的通道流出中空干燥剂鼓。
方面15、根据方面9至14中任一项的HVACR系统，其中，所述主气流路径在不转动超过45度的情况下延伸穿过侧壁至少两次。
方面16、根据方面9至15中任一项的HVACR系统，其中，所述中空干燥剂鼓的旋转轴线在主气流路径中或大致垂直于主气流路径。
方面17、一种调节除湿空气处理单元中的空气的方法，所述除湿空气处理单元包括壳体、设置在壳体内的中空干燥剂鼓和设置在干燥剂鼓的内部空间中的热交换器，所述方法包括：相对于壳体旋转中空干燥剂鼓，所述中空干燥剂鼓包括内部空间、围绕内部空间的侧壁、延伸穿过侧壁的通道、和设置在所述通道中的干燥剂；引导空气穿过中空干燥剂鼓，包括：通过使空气穿过侧壁中的与干燥剂接触的第一组通道而将空气引导到中空干燥剂鼓的内部空间中，利用热交换器冷却中空干燥剂鼓的内部空间中的空气，通过使由热交换器冷却的空气通过与干燥剂接触的侧壁中的第二组通道而利用干燥剂从由热交换器冷却的空气中吸附水分。
方面18、根据方面17的方法，其中，使空气穿过侧壁中的与干燥剂接触的第一组通道包括将由干燥剂吸附的水分解吸到穿过第一组通道的空气中。
本文使用的术语旨在描述特定实施例，而不是旨在限制。除非另有明确说明，否则术语“一”、“该”也包括复数形式。当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件。
关于前面的描述，应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以进行详细的改变，特别是在所使用的构造材料以及部件的形状、尺寸和布置的方面中。本说明书和所描述的实施例仅是示例性的，本公开的真实范围和精神由所附权利要求指定。

Claims (9)

1.一种用于加热通风空调和制冷系统的除湿空气处理单元，包括：
壳体，其包括进气口和出气口，主气流路径从所述进气口延伸穿过所述壳体到所述出气口；
中空干燥剂鼓，其设置在所述主气流路径中并且配置成在所述壳体内旋转，所述中空干燥剂鼓包括内部空间、围绕所述内部空间的侧壁、延伸穿过所述侧壁的通道、以及设置在所述通道中的干燥剂；和
热交换器，其设置在所述干燥剂鼓的所述内部空间中，所述热交换器配置成冷却流过所述中空干燥剂鼓的所述内部空间的空气。
2.根据权利要求1所述的除湿空气处理单元，其特征在于，所述主气流路径在所述进气口和所述出气口之间延伸穿过所述中空干燥剂鼓的所述侧壁至少两次。
3.根据权利要求1或2所述的除湿空气处理单元，其特征在于，所述中空干燥剂鼓和所述热交换器配置成，随着空气穿过所述中空干燥剂鼓对所述主气流路径中的空气进行除湿和冷却。
4.根据权利要求1或2所述的除湿空气处理单元，其特征在于，所述干燥剂配置成从流出所述中空干燥剂鼓的空气中吸附水分，以及将吸附的水分解吸到流入所述中空干燥剂鼓的空气中。
5.根据权利要求1或2所述的除湿空气处理单元，其特征在于，所述侧壁具有管状形状。
6.根据权利要求1或2所述的除湿空气处理单元，其特征在于，所述中空干燥剂鼓在所述壳体内的旋转使得所述通道以位于所述中空干燥剂鼓的第一侧和所述中空干燥剂鼓的第二侧之间移动，所述空气配置成通过位于所述中空干燥剂鼓的第一侧的一组通道而流入所述中空干燥剂鼓并且通过位于所述中空干燥剂鼓的第二侧的一组通道而流出所述中空干燥剂鼓。
7.根据权利要求1或2所述的除湿空气处理单元，其特征在于，所述主气流路径在不转动超过45度的情况下延伸穿过所述侧壁至少两次。
8.根据权利要求1或2所述的除湿空气处理单元，其特征在于，所述中空干燥剂鼓的旋转轴线在所述主气流路径中或大致垂直于所述主气流路径。
9.一种加热通风空调和制冷系统，包括：
制冷线路，其配置成冷却包括制冷剂的工作流体；和
根据权利要求1至8中任一项所述的除湿空气处理单元，其中，所述热交换器使用所述工作流体或由所述工作流体冷却的中间流体来冷却空气。
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