本技术总体上涉及除湿器,并且更具体地涉及用于内部环境的除湿器系统和组件。
背景技术:
1、已知多种气候管理策略和系统用于维持空气质量和/或管理湿度,以使内部空间中的人们感到舒适。这些气候管理策略和系统尤其包括打开窗户、使用空气交换器以及使用加湿器或除湿器。这种标准hvac系统总体上围绕被认为对于日常人类活动而言舒适的温度和湿度水平进行设计。当设计气候控制系统以用于在所期望的温度和湿度水平不同于典型的hvac要求的情况下、例如在温室中使用时,需要不同的解决方案。
2、管理湿度、特别是类似温室的半封闭环境中管理湿度的一种标准实践是打开通向环境的外部的窗户或百叶窗,以允许潮湿空气流出并且允许较干燥空气流入。在凉爽或较冷的气候地区,较干燥空气可能比流出的潮湿空气冷或冷得多。当采用这种解决方案时,内部环境的整体温度在交换空气以降低湿度时会下降。因此,随后需要额外的热来将内部环境恢复至期望的温度条件,由此增加了能耗和成本。
3、2015年9月22日发布的美国专利no.9140396提出了另一种湿度及气候管理的解决方案。公开了一种除湿设备,其使用与外部冷却源联接的冷却芯部,从而使冷却剂流体循环通过该冷却芯部。虽然避免了将加热的空气损失到外部的问题,但是该解决方案需要在制冷装置中使用冷却流体来使空气冷却以引起冷凝。在这样的制冷系统中,冷却剂流体可能蒸发,从而对环境造成损害。通常还需要大型热交换设备来使冷却剂流体冷却,从而通常需要大量的能量来运行,并且占用环境的较大面积的占地区域。
4、因此,仍然希望找到管理内部环境的湿度的解决方案。
技术实现思路
1、本技术的目的是改善现有技术中存在的不便中的至少一些不便。
2、根据本技术的各方面,提出了一种用于管理内部空间、比如半封闭或封闭环境中的湿度的除湿器系统。该系统包括集中式冷水供应部、一个或更多个除湿器组件以及流体连接至这些组件的水收集系统。每个除湿器组件包括热交换芯部以及接收来自冷水供应部的冷水的水喷射系统。循环通过组件的空气被芯部冷却,被喷射有冷水以引起冷凝,并且然后通过流回穿过该芯部(使从中流动的流出空气变暖,并且从而使流入空气冷却)而被再次升温。然后,从空气中冷凝的水被水收集系统收集,水可以在水收集系统中被发送至排水管,返回至冷水供应部,和/或提供给环境中的植物或其他设施。在一些情况下,水喷射还用于帮助在通常被称为“空气洗涤”的过程中对空气进行过滤。
3、通过使冷水供应部和水收集系统集中,可以在整个内部环境的不同位置处安装相对较小且成本较低的除湿器组件。该系统通过具有由这些组件进行多个不同位置的空气处理的能力,可以在内部环境中提供更有效的除湿。在一些情况下,组件可以单独地或以子组的方式被控制,以在内部环境的不同区域中提供本文中也被称为微气候的局部湿度控制。在至少一些实施方式中,热交换芯部、组件壳体和/或水收集系统可以使用增材制造(单独地或以一体连接的单元)进行制造。
4、根据本技术的一个方面,提供了一种用于内部环境中的湿度管理的除湿器组件。该组件包括:壳体,该壳体限定有至少一个空气入口和至少一个空气出口;热交换芯部,该热交换芯部至少部分地设置在壳体中,热交换芯部在其中限定有第一气流路径和第二气流路径,第一气流路径在第一气流路径的输入端部处流体连接至所述至少一个空气入口,第二气流路径在第二气流路径的输出端部处流体连接至所述至少一个空气出口;以及水喷射系统,该水喷射系统至少部分地设置在壳体中,水喷射系统构造成流体连接至冷水供应部,水喷射系统布置成用于至少部分地在第一气流路径的输出端部下游递送水滴,以在组件使用时使流自第一气流路径的空气中的水分冷凝,壳体和热交换芯部布置成使得水喷射系统下游的至少一些空气流动到第二气流路径的输入端部中。
5、在一些实施方式中,热交换芯部通过增材制造形成。
6、在一些实施方式中,热交换芯部具有蜂窝状逆流几何形状;第一气流路径由限定为穿过热交换芯部的第一多个通道形成;并且第二气流路径由限定为穿过热交换芯部的第二多个通道形成。
7、在一些实施方式中,壳体构造成连接至水收集系统,以从壳体中移除水。
8、在一些实施方式中,壳体在壳体的下部部分中限定有至少一个开口,所述至少一个开口布置成流体连接至水收集系统。
9、在一些实施方式中,水喷射系统包括至少部分地设置在壳体中的至少一个喷射喷嘴。
10、在一些实施方式中,壳体包括至少一个分隔壁,所述至少一个分隔壁大致竖向地延伸穿过壳体的一部分;第一气流路径的空气出口和至少一个喷射喷嘴设置在至少一个分隔壁的第一侧部上;并且第二气流路径的空气入口设置在至少一个分隔壁的第二侧部上。
11、在一些实施方式中,除湿器组件还包括设置在壳体中的风扇,该风扇布置成在使用时将空气从壳体的内部通过第二气流路径吸出。
12、在一些实施方式中,壳体、热交换芯部和水喷射系统布置成使得在所述设备使用时:温暖潮湿的空气流动到至少一个空气入口中并流动到第一气流路径中,热从流动通过第一气流路径的空气传递至流动通过第二气流路径的空气,从而使流动通过第一气流路径的空气冷却;经冷却的潮湿空气从第一气流路径流动出,并且受到从水喷射系统喷射的雾的影响,雾使流动经过水喷射系统的空气进一步冷却,并且导致所述空气中的湿气冷凝;经冷却除湿的空气流动到第二气流路径的输入端部中以流动通过热交换芯部,流动通过第二气流路径的空气经由热交换芯部接收来自流动通过第一气流路径的空气的热;并且经再次升温除湿的空气从壳体的至少一个空气出口流动出。
13、在一些实施方式中,热交换芯部的至少大部分竖向设置在水喷射系统上方。
14、在一些实施方式中,热交换芯部是设置在壳体的上部部分中的第一热交换芯部;并且第一热交换部竖向设置在水喷射系统的上方;并且还包括设置在壳体的下部部分中的第二热交换芯部,第二热交换部设置在水喷射系统的下方。
15、根据本技术的另一方面,提供了一种用于内部环境中的湿度管理的除湿系统。该系统包括多个除湿器组件,每个除湿器组件包括:壳体,该壳体限定有至少一个空气入口和至少一个空气出口;热交换芯部,该热交换芯部设置在壳体中,热交换芯部在其中限定有第一气流路径和第二气流路径,第一气流路径在第一气流路径的输入端部处流体连接至所述至少一个空气入口,第二气流路径在第二气流路径的输出端部处流体连接至所述至少一个空气出口;以及水喷射系统,水喷射系统至少部分地设置在壳体中,水喷射系统布置成用于至少部分地在第一气流路径的输出端部下游递送水滴,以在所述组件使用时使流自第一气流路径的空气中的水分冷凝,水喷射系统构造成流体连接至冷水供应部,壳体和热交换芯部布置成使得水喷射系统下游的至少一些空气流动到第二气流路径的输入端部中,并且该系统包括水收集系统,水收集系统流体连接至每个除湿器组件,以用于接收来自每个除湿器组件的水。
16、在一些实施方式中,除湿系统还包括冷水供应部,冷水供应部流体连接至每个除湿器组件的水喷射系统。
17、在一些实施方式中,冷水供应部包括:水贮存器;以及泵,泵流体连接至水贮存器和每个除湿器组件的水喷射系统。
18、在一些实施方式中,除湿系统还包括制冷机单元,制冷机单元操作性地连接至水贮存器,以用于在系统的操作期间使水贮存器中的水冷却。
19、在一些实施方式中,制冷机单元设置在内部环境的外部。
20、在一些实施方式中,水收集系统流体连接至水贮存器,使得从多个除湿器组件收集的水被提供给冷水供应部,以在系统的操作期间重复使用。
21、在一些实施方式中,该系统布置成将由水收集系统收集的水递送至至少一个种植结构。
22、在一些实施方式中,水收集系统由多个刚性管形成。
23、在一些实施方式中,多个刚性管通过增材制造形成。
24、在一些实施方式中,除湿系统还包括水过滤器,水过滤器流体连接至水收集系统,以用于过滤所收集的水。
25、根据本技术的又一方面,提供了一种用于内部环境中的湿度管理的除湿器结构,该组件包括:容器;除湿器组件,除湿器组件部分地设置在容器中,该除湿器组件包括壳体和热交换芯部,壳体限定有至少一个空气入口和至少一个空气出口,热交换芯部至少部分地设置在壳体中,热交换芯部在其中限定有第一气流路径和第二气流路径,第一气流路径在第一气流路径的输入端部处流体连接至所述至少一个空气入口,第二气流路径在第二气流路径的输出端部处流体连接至所述至少一个空气出口;以及水喷射系统,水喷射系统至少部分地设置在所述容器中,水喷射系统构造成流体连接至冷水供应部,水喷射系统布置成用于至少部分地在第一气流路径的输出端部下游递送水滴,以在所述组件使用时使流自第一气流路径的空气中的水分冷凝,壳体和热交换芯部布置成使得水喷射系统下游的至少一些空气流动到第二气流路径的输入端部中。
26、在一些实施方式中,热交换芯部通过增材制造形成。
27、在一些实施方式中,热交换芯部具有蜂窝状逆流几何形状;第一气流路径由限定为穿过热交换芯部的第一多个通道形成;并且第二气流路径由限定为穿过热交换芯部的第二多个通道形成。
28、在一些实施方式中,容器构造成连接至水收集系统,以从壳体中移除水。
29、在一些实施方式中,水喷射系统包括至少部分地设置在容器中的至少一个喷射喷嘴。
30、在一些实施方式中,除湿器结构还包括设置在壳体中的至少一个风扇,该风扇布置成在使用时将空气从容器的内部吸入到第二气流路径中。
31、在一些实施方式中,容器、壳体、热交换芯部和水喷射系统布置成使得当所述设备在使用中时:温暖潮湿的空气流动到至少一个空气入口中并流动到第一气流路径中,热从流动通过第一气流路径的空气传递至流动通过第二气流路径的空气,从而使流动通过第一气流路径的空气冷却;经冷却的潮湿空气从第一气流路径流动出,并且受到从水喷射系统喷射的雾的影响,雾使流动经过水喷射系统的空气进一步冷却,并且导致所述空气中的湿气冷凝;经冷却除湿的空气流动到第二气流路径的输入端部中以流动通过热交换芯部,流动通过第二气流路径的空气经由热交换芯部接收来自流动通过第一气流路径的空气的热;并且经再次升温除湿的空气从壳体的至少一个空气出口流动出。
32、根据本技术的又一方面,提供了一种除湿器系统,该除湿器系统包括至少一个根据以上实施方式中的任一实施方式的除湿器结构以及流体连接至水收集结构的至少一个水收集结构。
33、如本文所使用的,在给定的值或范围的上下文中,术语“约”是指在给定的值或范围的20%内、优选地10%内、并且更优选地5%内的值或范围。
34、本技术的实施方式各自具有上面提到的目的和/或方面中的至少一个目的和/或方面,但不必具有所有的目的和/或方面。应当理解的是,本技术的由于试图实现上述目的而导致的一些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文中未具体叙述的其他目的。
35、通过以下描述、附图和所附权利要求,本技术的实施方式的附加的和/或替代性的特征、方面和优点将变得明显。
1.一种用于内部环境中的湿度管理的除湿器组件,所述组件包括:
2.根据权利要求1所述的除湿器组件,其中,所述热交换芯部通过增材制造形成。
3.根据权利要求1或2所述的除湿器组件,其中:
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的除湿器组件,其中,所述壳体构造成连接至水收集系统,以从壳体中移除水。
5.根据权利要求4所述的除湿器组件,其中,所述壳体在所述壳体的下部部分中限定有至少一个开口,所述至少一个开口布置成流体连接至所述水收集系统。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的除湿器组件,其中,所述水喷射系统包括至少部分地设置在所述壳体中的至少一个喷射喷嘴。
7.根据权利要求6所述的除湿器组件,其中:
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的除湿器组件,还包括设置在所述壳体中的风扇,所述风扇布置成在使用时将空气从所述壳体的内部通过所述第二气流路径吸出。
9.根据权利要求1所述的除湿器组件,其中,所述壳体、所述热交换芯部和所述水喷射系统布置成使得在设备使用时:
10.根据权利要求1所述的除湿器组件,其中,所述热交换芯部的至少大部分竖向设置在所述水喷射系统的上方。
11.根据权利要求1所述的除湿器组件,其中:
12.一种用于内部环境中的湿度管理的除湿系统,所述系统包括:
13.根据权利要求12所述的除湿系统,还包括冷水供应部,所述冷水供应部流体连接至每个除湿器组件的所述水喷射系统。
14.根据权利要求13所述的除湿系统,其中,所述冷水供应部包括:
15.根据权利要求14所述的除湿系统,还包括制冷机单元,所述制冷机单元操作性地连接至所述水贮存器,以用于在所述系统的操作期间使所述水贮存器中的水冷却。
16.根据权利要求15所述的除湿系统,其中,所述制冷机单元设置在所述内部环境的外部。
17.根据权利要求16所述的除湿系统,其中,所述水收集系统流体连接至所述水贮存器,使得从所述多个除湿器组件收集的水被提供给所述冷水供应部,以在所述系统的操作期间重复使用。
18.根据权利要求12所述的除湿系统,其中,所述系统布置成将由所述水收集系统收集的水递送至至少一个种植结构。
19.根据权利要求12所述的除湿系统,其中,所述水收集系统由多个刚性管形成。
20.根据权利要求19所述的除湿系统,其中,所述多个刚性管通过增材制造形成。
21.根据权利要求12所述的除湿系统,还包括水过滤器,所述水过滤器流体连接至所述水收集系统,以用于过滤收集到的水。
22.一种用于内部环境中的湿度管理的除湿器结构,该组件包括:
23.根据权利要求22所述的除湿器结构,其中,所述热交换芯部通过增材制造形成。
24.根据权利要求22或23所述的除湿器结构,其中:
25.根据权利要求22至24中的任一项所述的除湿器结构,其中,所述容器构造成连接至水收集系统,以从壳体中移除水。
26.根据权利要求22至25中的任一项所述的除湿器结构,其中,所述水喷射系统包括至少部分地设置在所述容器中的至少一个喷射喷嘴。
27.根据权利要求22至26中的任一项所述的除湿器结构,还包括设置在所述壳体中的至少一个风扇,所述风扇布置成在使用时将空气从所述容器的内部吸入到所述第二气流路径中。
28.根据权利要求22所述的除湿器结构,其中,所述容器、所述壳体、所述热交换芯部和所述水喷射系统布置成使得在设备使用时:
29.一种除湿器系统,包括:
