气体除湿设备和具有气体除湿设备的运输工具.pdf
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910516380.7 (22)申请日 2019.06.14 (30)优先权数据 102018114352.4 2018.06.15 DE (71)申请人 空中客车作业有限公司 地址 德国汉堡 (72)发明人 马库斯皮斯克 (74)专利代理机构 北京德琦知识产权代理有限 公司 11018 代理人 张红霞王诚华 (51)Int.Cl. F24F 3/14(2006.01) B60H 3/02(2006.01) B61D 27/00(2006.01) B63J 2/02(200。
2、6.01) B64D 13/06(2006.01) (54)发明名称 气体除湿设备和具有气体除湿设备的运输 工具 (57)摘要 本发明涉及气体除湿设备和具有气体除湿 设备的运输工具, 气体除湿设备具有: 均包括第 一流体管线和第二流体管线的第一热交换器和 第二热交换器。 第一热交换器使第一热交换器的 第二流体管线中的流体与第一热交换器的第二 流体管线的外侧面上的第一冷却剂热耦合。 第二 热交换器使第二热交换器的第二流体管线中的 流体与第二热交换器的第二流体管线的外侧面 上的第二冷却剂热耦合。 气体除湿设备进一步包 括能够占据两个位置的阀和控制器, 在第一位 置, 与第一冷却剂和/或第二冷却剂相。
3、比具有更 高温度的流体被引导至第一热交换器的第一流 体管线中, 在第二位置, 流体被引导至第二热交 换器的第一流体管线中; 控制器被配置成用于将 阀选择性地置于第一或第二位置。 权利要求书2页 说明书12页 附图5页 CN 110608477 A 2019.12.24 CN 110608477 A 1.一种气体除湿设备(10), 包括: 第一热交换器(100A), 所述第一热交换器包括第一流体管线(101)和第二流体管线 (102), 其中所述第二流体管线(102)至少部分地包围所述第一流体管线(101); 以及 第二热交换器(100B), 所述第二热交换器包括第一流体管线(101)和第二流体。
4、管线 (102), 其中所述第二流体管线(102)至少部分地包围所述第一流体管线(101), 其特征在于, 所述第一热交换器(100A)被配置成用于使处于所述第一热交换器(100A)的第二流体 管线(102)中的流体与在所述第一热交换器(100A)的第二流体管线(102)的外侧面上的第 一冷却剂热耦合, 所述第二热交换器(100B)被配置成用于使处于所述第二热交换器(100B)的第二流体 管线(102)中的流体与在所述第二热交换器(100B)的第二流体管线(102)的外侧面上的第 二冷却剂热耦合, 并且 所述气体除湿设备(10)进一步包括: 阀(210), 所述阀能够占据两个位置, 其中在所述。
5、两个位置中的第一位置, 与所述第一 冷却剂和/或第二冷却剂相比具有更高温度的流体被引导至所述第一热交换器(100A)的第 一流体管线(101)中, 在所述两个位置中的第二位置, 所述流体被引导至所述第二热交换器 (100B)的第一流体管线(101)中; 以及 控制器(200), 所述控制器被配置成用于将所述阀(210)选择性地置于所述第一位置或 第二位置。 2.根据权利要求1所述的气体除湿设备(10), 进一步包括: 用于所述第一冷却剂和/或第二冷却剂的至少一个输送设备(220), 其中所述控制器(200)进一步被配置成: 当所述阀(210)置于所述第二位置时, 经由所 述第一热交换器(100。
6、A)的第二流体管线(102)的外侧面输送所述第一冷却剂; 当所述阀 (210)置于所述第一位置时, 经由所述第二热交换器(100B)的第二流体管线(102)的外侧面 输送所述第二冷却剂。 3.根据权利要求1或2所述的气体除湿设备(10), 其中所述第一热交换器(100A)的第一 流体管线(101)的出口(104)与所述第二热交换器(100B)的第二流体管线(102)的入口 (105)流体联接。 4.根据权利要求1或2所述的气体除湿设备(10), 其中所述第二热交换器(100B)的第一 流体管线(101)的出口(104)与所述第一热交换器(100A)的第二流体管线(102)的入口 (105)流体。
7、联接。 5.根据权利要求1或2所述的气体除湿设备(10), 其中所述第一热交换器(100A)的第一 流体管线(101)的出口(114)与所述第一热交换器(100A)的第二流体管线(102)的入口 (115)流体联接。 6.根据权利要求5所述的气体除湿设备(10), 其中所述第一热交换器(100A)的第一流 体管线(101)的末端完全被所述第一热交换器(100A)的第二流体管线(102)包围, 所述末端 形成所述第一热交换器(100A)的第一流体管线(101)的出口(114), 并且流动经过所述第一 流体管线(101)的流体的流动方向在所述第一热交换器(100A)的第二流体管线(102)的、 由。
8、 所述第一热交换器(100A)的第二流体管线(102)的入口(115)形成的区域中反向。 权利要求书 1/2 页 2 CN 110608477 A 2 7.根据权利要求5所述的气体除湿设备(10), 其中所述第一热交换器(100A)的第二流 体管线(102)的出口(116)与所述第二热交换器(100B)的第一流体管线(101)的入口(117) 流体联接。 8.根据权利要求1或2所述的气体除湿设备(10), 其中所述第一热交换器(100A)的第二 流体管线(102)的出口(126)与所述第二热交换器(100B)的第二流体管线(102)的入口 (115)流体联接。 9.根据权利要求8所述的气体除湿。
9、设备(10), 其中所述第一热交换器(100A)的第一流 体管线(101)的入口(124)与所述第二热交换器(100B)的第一流体管线(101)的出口(114) 处于流体联接。 10.根据权利要求2所述的气体除湿设备(10), 进一步包括: 冷却剂通道(310), 用于所述第一冷却剂和/或第二冷却剂的输送设备(220)布置在所 述冷却剂通道中或布置在所述冷却剂通道上, 其中所述第一热交换器(100A)和/或所述第二热交换器(100B)布置在所述冷却剂通道 (310)中。 11.根据权利要求10所述的气体除湿设备(10), 其中所述冷却剂通道(310)至少在一个 部分由外圆柱体(321)和同中心。
10、地布置在所述外圆柱体(321)中的内圆柱体(322)组成, 其中所述第一热交换器(100A)以螺旋形方式形成和/或所述第二热交换器(100B)以螺 旋形方式形成, 并且 其中所述第一热交换器(100A)和/或所述第二热交换器(100B)布置在由所述外圆柱体 (321)和所述内圆柱体(322)形成的环形间隙中。 12.根据权利要求11所述的气体除湿设备(10), 其中所述外圆柱体(321)和所述内圆柱 体(322)各自在对应的端面(323, 324)处是闭合的, 并且至少所述外圆柱体(321)在与所述 端面(323, 324)相反的侧面处是打开的, 并且由所述外圆柱体(321)和所述内圆柱体(3。
11、22) 形成的所述环形间隙形成冷却剂进入开口(325)。 13.根据权利要求1或2所述的气体除湿设备(10), 进一步包括: 布置在所述第一热交换器(100A)中的至少一个第一传感器(230A), 和/或 布置在所述第二热交换器(100B)中的至少一个第二传感器(230B), 其中所述控制器(200)进一步被配置成用于接收所述至少一个第一传感器(230A)和/ 或所述至少一个第二传感器(230B)的信号并且用于检测所关联的热交换器(100)的第二流 体管线(102)是否结冰。 14.根据权利要求1或2所述的气体除湿设备(10), 进一步包括: 用于经除湿的气体的至少一个收集容器(410), 与。
12、所述第一热交换器(100A)和所述第 二热交换器(100B)中的至少一个的第二流体管线(102)的出口(106, 116, 136)流体联接; 和/或 用于水的至少一个收集容器(420), 与所述第一热交换器(100A)和所述第二热交换器 (100B)中的至少一个的所述第一流体管线(101)和第二流体管线(102)中的至少一个的用 于水的出口(421, 422)流体联接。 15.一种运输工具(11), 包括根据权利要求1至14之一所述的气体除湿设备(10)。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110608477 A 3 气体除湿设备和具有气体除湿设备的运输工具 技术领域 0001 本发明涉及一。
13、种气体除湿设备, 其将热的流体选择性地供应至第一热交换器或第 二热交换器中; 并且还涉及一种具有这种气体除湿设备的运输工具。 特别地, 本发明涉及一 种气体除湿设备, 其中热的流体被引导至第一热交换器或第二热交换器中, 以便对热交换 器的区域进行除冰, 而第一热交换器和第二热交换器中的另一个热交换器被用于对气体除 湿; 以及涉及一种经对应地配备的运输工具。 背景技术 0002 在许多应用中使用必须具有特别高的干燥度的气体, 即气体具有非常低的含水量 (理想地, 含水量等于零)。 例如, 必须对供应给燃料电池的气体(H2和O2)除湿, 以获得燃料电 池的高效率。 0003 在对气体进行干燥或除湿。
14、时, 气体的温度下降, 从而温度低于水的露点。 在此情况 下, 气体中所包含的水可以作为凝结水析出。 温度下降得越低, 气体越干燥。 气体的冷却借 助于对应的热交换器来进行, 所述热交换器从气体中提取热能。 0004 为了获得气体的高的干燥品质, 必须将对应的气体冷却到低于水的冰点。 然而, 这 导致在热交换器中冷凝的水结冰, 例如在热交换器的冷的壁部处或呈从气体析出的冰晶的 形式。 只要必须获得高的干燥品质, 上述结冰是无法避免的, 但是这种结冰导致热交换器的 流动横截面越来越窄(由于冰晶的沉积)和/或由于在热交换器的壁处递增的冰层而降低热 交换器的性能。 0005 从热交换器除冰在大多数情。
15、况下通过对热交换器加热来进行。 因此, 例如可以用 热空气流来代替冷空气流, 所述热空气流可以对热交换器的已经形成冰层的壁部进行加 热, 从而使冰融化。 然而, 在这个阶段中, 热交换器无法被用于对气体进行除湿。 发明内容 0006 因此, 本发明的基本目的在于: 提供一种气体除湿设备, 所述气体除湿设备可以实 现以高效且成本有效的方式对气体流进行连续干燥; 以及一种具有这种气体除湿设备的运 输工具。 0007 这个目的通过具有根据第一方面的特征的气体除湿设备、 并且通过具有根据另一 方面的特征的运输工具来实现。 0008 根据第一方面, 一种气体除湿设备, 包括: 第一热交换器, 所述第一热。
16、交换器包括 第一流体管线和第二流体管线, 其中所述第二流体管线至少部分地包围所述第一流体管 线; 以及第二热交换器, 所述第二热交换器包括第一流体管线和第二流体管线, 其中所述第 二流体管线至少部分地包围所述第一流体管线。 换言之, 第一流体管线的至少一个部分布 置在第二流体管线内并且第二流体管线的一部分围绕第一流体管线的上述至少一个部分。 0009 在第一流体管线中流动的流体可以是任何任意的液体或任何任意的气体。 该流体 能够传输热能并经由第一流体管线的材料将热能排放至第二流体管线中的流体。 说明书 1/12 页 4 CN 110608477 A 4 0010 此外, 所述第一热交换器可以被。
17、配置成用于使处于所述第一热交换器的第二流体 管线中的流体与在所述第一热交换器的第二流体管线的外侧面上的第一冷却剂热耦合。 热 耦合可以以简单的方式在于: 第一冷却剂接触第二流体管线的外侧面和/或流过第二流体 管线的外侧面, 使得冷却剂可以吸收来自第二流体管线的材料的热能并在此情况下冷却第 二流体管线。 对应地, 第二流体管线吸收来自处于第一热交换器的第二流体管线中的流体 的热能, 从而在流体与冷却剂之间实现热耦合。 0011 在第二流体管线中流动的流体可以是任何任意的气体, 所述气体必须被除湿。 所 述流体显然还可以是包含水的液体, 可以通过对流体进行冷却而使水结晶(结冰)并由此能 够从在第二。
18、流体管线中流动的流体中去除。 为此, 可以提供过滤器, 所述过滤器将冰晶过滤 出来; 和/或提供水分离器, 以便离析冷凝水或融水。 0012 所述第二热交换器也可以被配置成用于使处于所述第二热交换器的第二流体管 线中的流体与在所述第二热交换器的第二流体管线的外侧面上的第二冷却剂热耦合。 在 此, 热耦合可以以与第一热交换器情况下相同的方式来进行。 0013 在设计变体中, 第一热交换器和/或第二热交换器包括在各自的第二流体管线的 外侧面上的散热片或其他突出部, 以增大各自的第二流体管线的外侧面以及由此与各自的 冷却剂的接触面。 0014 在另一设计变体中, 第一热交换器和/或第二热交换器包括在。
19、各自的第一流体管 线的外侧面上和/或在各自的第二流体管线的内侧面上的散热片或其他突出部。 例如, 在相 应的第一流体管线的外侧面与相应的第二流体管线的内侧面之间还可以布置有间隔板或 间隔体。 这些间隔板或间隔体增大相应的热交换器的稳定性(尤其在长的流体管线的情况 下), 并且还可以被用作安装辅助件。 这些散热片、 突出部、 间隔板和/或间隔体在流动经过 相应的第二流体管线的流体中产生涡流和/或湍流, 由此在相应的第一流体管线与流动经 过相应的第二流体管线的流体之间或者在相应的第二管线与流动经过相应的第二流体管 线的流体之间提高热传递。 可选地, 散热片和/或其他突出部可布置在相应的第一流体管线。
20、 和相应的第二流体管线上, 但任何情况下仅布置在这两条流体管线中的一者上。 换言之, 第 一流体管线的散热片和/或其他突出部不与第二流体管线的散热片和/或其他突出部相连。 这样的热交换器无论是否具有布置在第一流体管线或第二流体管线上或这两条流体管线 上的散热片、 突出部、 间隔板和/或间隔体, 均可以通过3D打印方法, 例如借助于ALM方法(加 层制造)简单且成本有效地进行生产。 此外, 可以用ALM方法来生产流体管线和/或散热片、 突出部、 间隔板和/或间隔体的任意轮廓。 0015 另外, 气体除湿设备可以包括阀, 所述阀能够占据两个位置。 在此情况下, 在所述 阀的这两个位置中的第一位置,。
21、 与所述第一和/或第二冷却剂相比具有更高温度的流体可 以被引导至所述第一热交换器的第一流体管线中; 在所述阀的这两个位置中的第二位置, 所述流体可以被引导至所述第二热交换器的第一流体管线中。 例如, 所述阀可以布置在普 通的流体管线中并将在所述普通的流体管线中流动的流体引导至第一热交换器或第二热 交换器, 并且尤其引导至第一热交换器或第二热交换器的各自的第一流体管线。 0016 最后, 所述气体除湿设备可以包括控制器, 所述控制器被配置成用于将所述阀选 择性地移动至所述第一位置或第二位置。 通过控制器和阀能够选择性地将流体引导至第一 热交换器或第二热交换器中, 所述流体与第一冷却剂和/或第二冷。
22、却剂相比具有更高的温 说明书 2/12 页 5 CN 110608477 A 5 度。 这可以实现从内部起使对应的热交换器加热(变热)。 通过将较热的流体引入第一热交 换器或第二热交换器的相应的第一流体管线中, 第一流体管线向第二流体管线中所包含的 流体输出热能。 可能在第二流体管线中所包含的冰(已结晶的流体)由此融化并且相应的热 交换器可以被除冰。 借助于阀被引导至第一流体管线中的流体的温度可以是高于处于第二 流体管线中的流体的冰点的温度。 由此能够实现对应的热交换器的快速除冰。 0017 在阀与第一热交换器和第二热交换器之间设置有相应的流体管线。 替代性地, 第 一热交换器和第二热交换器被。
23、布置成使得阀可以直接地连接至第一热交换器和第二热交 换器的相应的第一流体管线。 由此, 可以减小被引入相应的第一流体管线中的流体的热能 损失并加速相应的热交换器的除冰。 0018 第一热交换器和第二热交换器中的每一者的第一流体管线和第二流体管线可以 包括任意的横截面形状。 因此, 第一流体管线和第二流体管线可以各自具有圆形的横截面, 其中第二流体管线具有比第一流体管线更大的直径。 圆形的横截面相对于作用于第一流体 管线和第二流体管线的压力提供最大的稳定性。 附加地或替代性地, 所述第一热交换器和 第二热交换器中的至少一者的所述第一流体管线和第二流体管线中的至少一者可以具有 不同的横截面形状, 。
24、例如椭圆形、 矩形、 方形或多边形。 相应的横截面形状可以是对称的或 者具有任意的、 不对称的形状。 通过以对应的方式选择横截面形状, 可以确定相应的流体管 线的表面, 所述表面有利于对相应的热交换器除冰。 例如, 这些第二流体管线之一的具有尽 可能小的拐角(优选椭圆形或圆形)或尽可能少的曲率变换的横截面形状防止形成凹部 (niches), 在结冰之后引导至第一流体管线中的流体的热能难以到达这些凹部并且由此这 些凹部难以被除冰。 另一方面, 所述第二流体管线的具有拐角和/或曲率变换的横截面形状 提高与相应冷却剂的可用热耦合面积, 由此可以对待除湿的流体进行更好的冷却以及由此 更好的除湿。 具有。
25、拐角和/或曲率变换的横截面形状也适用于第一流体管线, 以便改善所述 第一流体管线中的流体与所述第二流体管线中的流体(冰)的热耦合。 0019 由于第一热交换器和第二热交换器的第二流体管线包围第一流体管线, 所述第二 流体管线具有比所述第一流体管线更大的表面(至少在第二流体管线包围第一流体管线的 区域中)。 这确保了第二流体管线与冷却剂之间的热流动大于第一流体管线与在第二流体 管线中流动的流体之间的热流动+。 0020 在设计变体中, 气体除湿设备可以进一步包括用于第一和/或第二冷却剂的至少 一个输送设备。 所述输送设备例如可以以泵、 压缩机或鼓风机的形式实现。 所述控制器进一 步被配置成: 当。
26、所述阀置于所述第二位置时, 经由所述第一热交换器的第二流体管线的外 侧面输送所述第一冷却剂; 当所述阀置于所述第一位置时, 经由所述第二热交换器的第二 流体管线的外侧面输送所述第二冷却剂。 换言之, 所述控制器可以如下地控制所述至少一 个输送设备, 使得冷却剂不穿过必须被除冰的热交换器。 由此, 中断对第二流体管线中的流 体的冷却并且由此中断结冰的进程。 0021 此外, 所述控制器可以被配置成用于根据冷却剂的温度来运行所述输送设备。 因 此, 可以取决于冷却剂的温度在自由对流(输送设备不运行)与强制对流(输送设备运行)之 间进行变换。 在设计变体中, 可以如此控制输送设备的运行, 使得针对自。
27、由对流, 以最小可 能的输出来运行所述输送设备。 由此, 避免了所述输送设备的易受干扰的启动过程, 由此提 高系统的可靠性。 说明书 3/12 页 6 CN 110608477 A 6 0022 根据冷却剂和/或藉由阀被引导至所述第一流体管线中的流体的温度, 可以省去 所述至少一个输送设备。 例如, 当引导至所述第一流体管线中的流体的温度高于应通过冷 却从在所述第二流体管线中流动的流体中凝结的物质(例如水)的冰点(例如高于所述第二 流体管线中的流体的冰点大于10K、 大于20K或大于50K)时, 足以对热交换器进行除冰。 然 而, 如果冷却剂的温度(在很大程度上)低于在所述第二流体管线的流体中。
28、有待凝结的物质 的冰点, 可能同样不需要输送设备。 由于在所述第二流体管线中的流体与冷却剂之间的高 的温差, 不需要将变热的冷却剂额外去除。 例如, 当冷却剂的温度低于在所述第二流体管线 中流体中有待凝结的物质的冰点小于10K、 小于20K或小于50K时, 可以省去用于所述冷却剂 的输送设备。 0023 此外, 所述第一和/或第二热交换器可以如下地被设定尺寸, 即相应的第二流体管 线的表面的大小和/或在相应的第二流体管线上的可选散热片的大小和布置可以如下地被 设定尺寸, 使得可以通过断开输送设备来对结冰的热交换器进行除冰。 另一方面, 可以通过 运行所述输送设备来达到在相应的第二流体管线中的流。
29、体中(明显)低于有待析出的物质 的冰点的温度。 换言之, 冷却剂要么通过强制对流(输送设备运行)、 要么通过自由对流(输 送设备不运行)而运动。 当然, 所述第一和/或第二热交换器可以如下地被设定尺寸, 即使在 没有输送设备的情况下、 通过自由对流, 相应的热交换器也适用于对在相应的第二流体管 线中流动的流体进行除湿并且还可以仅通过流动经过相应的第一流体管线的热流体来除 冰。 0024 在另一个设计变体中, 所述第一热交换器的第一流体管线的出口可以与所述第二 热交换器的第二流体管线的入口流体联接。 这允许经由阀被引入所述第一热交换器的第一 流体管线中的流体在所述第二热交换器中、 并且尤其在其第。
30、二流体管线中冷却。 由此, 待除 湿的气体可以用作被引入第一热交换器的第一流体管线中以便对所述第一热交换器进行 除冰的流体。 0025 可选地, 所述第二热交换器的第一流体管线的出口可以对应地与所述第一热交换 器的第二流体管线的入口流体联接。 在此, 经由阀被引入所述第二热交换器的第一流体管 线中的流体在所述第一热交换器中、 并且尤其在其第二流体管线中冷却。 在此情况下, 所述 流体同样可以是藉由控制器和阀选择性地被引导至所述第一热交换器的第一流体管线中 或所述第二热交换器的第一流体管线中的待除湿的气体。 这种布置允许: 在同时使用有待 除湿的气体作为用于对(正好不被用于除湿的)热交换器进行除。
31、冰的热源的情况下, 交替地 使用所述第一热交换器和第二热交换器来对所述气体进行除湿。 此外, 这种变体可以实现 仅需要一个(转换)阀和两个上述热交换器的气体除湿设备。 由此, 所述气体除湿设备在设 计上特别简单、 易于维护并且具有比常见的气体除湿设备、 尤其具有额外的加热设备的这 种气体除湿设备更小的重量。 0026 在另一个设计变体中, 所述第一热交换器的第一流体管线的出口可以与所述第一 热交换器的第二流体管线的入口流体联接。 关于这一点, 同一流体相继地被引导经过所述 第一热交换器的第一流体管线和第二流体管线。 例如, 所述第一流体管线的出口与所述第 二流体管线的入口重合。 0027 例如。
32、, 所述第一热交换器的第一流体管线的末端可以完全被所述第一热交换器的 第二流体管线包围, 所述末端形成所述第一热交换器的第一流体管线的出口。 这可以实现 说明书 4/12 页 7 CN 110608477 A 7 流动经过所述第一流体管线的流体的流动方向在所述第一热交换器的第二流体管线的、 由 所述第一热交换器的第二流体管线的入口形成的区域中反向。 在流过所述第一流体管线并 转向之后, 所述流体在相反的方向上流过所述第二流体管线。 0028 替代性地或附加地, 所述第二热交换器的第一流体管线的末端可以完全被所述第 二流体管线的第二流体管线包围, 所述末端形成所述第二热交换器的第一流体管线的出 。
33、口。 这同样可以实现流动经过所述第一流体管线的流体的流动方向在所述第二热交换器的 第二流体管线的、 由所述第二热交换器的第二流体管线的入口形成的区域中反向。 在流过 所述第一流体管线并转向之后, 所述流体在相反的方向上流过所述第二流体管线。 0029 所述第一和/或第二热交换器的上述设计可以实现所述气体除湿设备的紧凑的构 造方式, 因为相应的热交换器的第一流体管线和第二流体管线的长度可以是几乎一样大的 并且所述长度决定性地确定所述气体除湿设备的大小。 可能的长度差仅在于在第一流体管 线的开口处的连接部、 在第一流体管线和第二流体管线之间的反向点和/或第二流体管线 的出口处的连接部。 所述第一流。
34、体管线的主要长度对应于所述第二流体管线的长度, 因为 这两条流体管线在所述区域中重叠。 0030 同样, 替代性地或附加地, 所述第一热交换器的第二流体管线的出口可以与所述 第二热交换器的第一流体管线的入口流体联接。 换言之, 所述第一热交换器和第二热交换 器串联连接。 0031 例如, 所述第一热交换器和第二热交换器可以是根据以上描述的设计变体(其中 同一热交换器的第一流体管线的出口与第二流体管线的入口流体联接)而实现并且可以是 串联连接的。 由此, 可以在第二热交换器中对气体进行除湿, 同时待除湿的气体对第一热交 换器(在通过串联连接的热交换器的流动方向上)进行除冰。 关于这一点, 在除湿。
35、之前在所 述第二热交换器中还热的气体流动经过所述第一热交换器的第一流体管线和第二流体管 线, 由此实现快速除冰。 现在, 为了对在除湿过程中结冰的第二热交换器进行除冰, 通过转 换所述阀来将热的气体引入所述第二热交换器(尤其是其第一流体管线)中。 通过布置第二 阀, 可以配置所述第一热交换器和第二热交换器的相反的串联连接, 所述第二阀可以将所 述第一热交换器的第二流体管线的出口与所述第二热交换器的第一流体管线的入口之间 的流体联接转换成所述第二流体管线的第二流体管线的出口与所述第一热交换器的第一 流体管线入口之间的流体联接。 关于这一点, 所述控制器还可以被设计成, 还选择性地如下 地控制所述。
36、第二阀, 使得这两个热交换器以上文描述的方式在这些阀的这两种连接变体的 每一种连接变体中串联连接, 也就是说, 始终从内向外地被流过(即, 一旦流过第一流体管 线, 再流过同一热交换器的第二流体管线)。 0032 在另一个设计变体中, 所述第一热交换器的第二流体管线的出口可以与所述第二 热交换器的第二流体管线的入口流体联接。 这可以实现选择性地使用第一热交换器和第二 热交换器来对在相应的热交换器第二流体管线中流动的流体进行除湿。 在此情况下, 有待 除湿的气体首先被引导经过所述第一热交换器的第二流体管线并且接着在所述第二热交 换器的第二流体管线中被除湿。 为了对后者进行除冰, 待除湿的气体的流。
37、动方向被反向, 即 首先被引导至所述第二热交换器的第二流体管线中并且接着被引导至所述第一热交换器 的第二流体管线中, 在那里对气体进行除湿。 0033 在对第二热交换器进行除冰的过程中, 藉由阀将流体引导至所述第二热交换器的 说明书 5/12 页 8 CN 110608477 A 8 第一流体管线中。 可选地, 在所述第二热交换器的第二流体管线的外侧面上流动的冷却剂 的体积流量被限制或完全被停止。 为了对第一热交换器进行除冰, 藉由阀并借助于控制器 将流体引导至所述第一热交换器的第一流体管线中。 可选地, 在此还可以限制或停止用于 冷却所述第一热交换器的冷却剂的体积流量。 0034 在另一个设。
38、计变体中, 所述第一热交换器的第一流体管线的出口可以与所述第二 热交换器的第一流体管线的入口流体联接。 由此, 所述第一热交换器或第二热交换器的相 应第一流体管线的流体在流过所关联的热交换器之后流入相应另一个热交换器的第一流 体管线中。 在对相应的热交换器进行除冰的过程中, 流体在对应的第一流体管线中吸收热 能, 从而所述流体在其接着流过的另一个热交换器的第一管线中仅引起在所关联的第二流 体管线中的气体很小程度地变热或者完全不变热。 由此, 不干扰或仅非常小地干扰在那里 正好进行的除湿过程。 特别地, 相对于冷却剂而言, 与第二流体管线的较大的表面相比, 在 包围第一流体管线的第二流体管线中所。
39、述第一流体管线的较小的表面确保对气体进行充 分冷却以便除湿。 0035 流动经过所述第一流体管线的流体可以是任何任意的流体, 只要所述流体具有用 于除冰所需的温度。 例如, 可以使用液体或气体。 当然, 还可以在对待除湿的气体进行除湿 之前或者在不同的压力状态下(其中所述气体具有比除湿之前更高的温度)使用所述气体。 0036 在另一个设计变体中, 所述第一热交换器和第二热交换器可以被视为单元, 其中 上述单元与两个热交换器的对应相同地设计的单元串联连接。 例如, 所述第二热交换器的 第二流体管线的出口可以与(第二单元)的第三热交换器的第一流体管线的入口流体联接, 并且所述第三热交换器的第一流体。
40、管线的出口可以与所述第一热交换器的第二流体管线 的入口流体联接。 由此, 经过所述第一热交换器和第二热交换器的第一流体管线和第二流 体管线的气体和/或流体的流动方向不必改变。 0037 根据设计变体, 所述气体除湿设备可以包括冷却剂通道。 在此情况下, 在所述冷却 剂通道中还可以布置有第一热交换器和/或第二热交换器。 所述冷却剂通道可以是冲压空 气通道或另外的冷却剂通道, 在不具有与气体除湿设备相关的输送设备的情况下, 冷却剂 流动经过所述另外的冷却剂通道。 可选地, 用于所述第一冷却剂和/或第二冷却剂的输送设 备可以布置在所述冷却剂通道中或布置在所述冷却剂通道处。 0038 在另一个设计方案。
41、中, 所述冷却剂通道可以至少在一个部分由外圆柱体和同中心 地布置在所述外圆柱体中的内圆柱体组成。 在此情况下, 所述外圆柱体和内圆柱体形成环 形间隙, 所述环形间隙形成冷却剂通道部分。 所述环形间隙可以与所述冷却剂通道的另一 部分相连, 所述另一部分例如包括所述输送设备。 0039 此外, 所述第一热交换器可以以螺旋形方式形成和/或所述第二热交换器可以以 螺旋形方式形成。 因此, 所述第一热交换器和/或所述第二热交换器可以布置在由所述外圆 柱体和所述内圆柱体形成的环形间隙中。 这允许气体除湿设备以非常紧凑的方式进行设 计。 0040 根据另一个变体, 所述外圆柱体和所述内圆柱体可以各自在对应的。
42、端面处是闭合 的。 在此情况下, 所述外圆柱体的端面可以与所述内圆柱体的对应的端面间隔开。 由此, 在 这两个端面之间将形成所述冷却剂通道的另一部分。 此外, 所述外圆柱体至少可以在与所 述端面相反的侧面处是打开的, 并且由所述外圆柱体和所述内圆柱体形成的环形间隙可以 说明书 6/12 页 9 CN 110608477 A 9 形成冷却剂进入开口。 因此, 所述冷却剂能够从进入开口、 穿过环形间隙被引导经过该/这 些热交换器, 其中所述气体除湿设备是紧凑的并且同时是稳健的。 0041 在又一设计变体中, 所述气体除湿设备进一步可以包括: 布置在所述第一热交换 器中的至少一个第一传感器; 和/或。
43、布置在所述第二热交换器中的至少一个第二传感器。 该/这些传感器可以是温度传感器、 压力传感器、 红外传感器、 图像传感器等, 由此能够确定 所述热交换器中的状态、 尤其结冰状态。 对应地, 所述控制器可以进一步被配置成用于接收 所述至少一个第一传感器和/或所述至少一个第二传感器的信号并且用于确定所关联的热 交换器的第二流体管线是否结冰。 0042 在另一设计变体中, 所述气体除湿设备可以进一步包括用于经除湿的气体的至少 一个收集容器, 所述至少一个收集容器与所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少 一个的第二流体管线的出口流体联接。 替代性地或附加地, 所述气体除湿设备可以包括用 于水的至少。
44、一个收集容器, 所述至少一个收集容器与所述第一热交换器和所述第二热交换 器中的至少一个的所述第一流体管线和第二流体管线中的至少一个的、 用于水的出口流体 联接。 用于水的出口(与是哪条流体管线无关)可以是独立的阀或在所关联的流体管线中的 另一出口点。 替代性地或附加地, 用于水的出口还可以在用于流体的入口处被整合到对应 的流体管线中。 0043 可选地, 用于水的出口可以被布置在如下位置处, 所述位置在稍后安装了热交换 器的状态下在所述气体除湿设备中形成最低点, 从而水(来自所述第一流体管线和/或第二 流体管线的融化的冰)由于引力而流向用于水的出口。 0044 因此, 在各个设计变体中, 所述。
45、气体除湿设备可选地、 如下地设计, 使得在除冰期 间产生的融水由于重力而从相应的热交换器流出。 换言之, 所述第一流体管线和/或第二流 体管线被布置成使其包括斜度, 由此融化的冰由于重力而流失。 例如, 在螺旋形地成形的热 交换器的情况下, 螺旋可以具有梯度, 所述梯度可以使融水排出。 0045 根据另一方面, 一种运输工具包括根据第一方面和/或所关联的变体所述的气体 除湿设备。 0046 此外, 在此描述的设计方案、 变体和方面能够任意地组合, 从而包括了其他未明确 描述的设计变体。 附图说明 0047 以下借助附图对本发明的实施例进行更详细说明。 0048 图1示出气体除湿设备的概览示意图。
46、, 0049 图2示出根据设计变体的第一热交换器和第二热交换器的示意图, 0050 图3示出根据另一设计变体的热交换器的示意图, 0051 图4示出根据又一设计变体的第一热交换器和第二热交换器的示意图, 0052 图5示出另一个气体除湿设备的概览示意图, 0053 图6示出根据另一设计变体的第一热交换器和第二热交换器的示意图, 0054 图7示出根据又一设计变体的热交换器的示意图, 0055 图8示出根据另一设计变体的第一热交换器和第二热交换器的示意图, 0056 图9示出冷却剂通道的示意图, 在所述冷却剂通道中示例性地布置有热交换器, 并 说明书 7/12 页 10 CN 110608477。
47、 A 10 且 0057 图10示出具有气体除湿设备的运输工具的示意图。 具体实施方式 0058 根据本发明, 描述一种气体除湿设备, 其将热的流体选择性地供应至第一热交换 器或第二热交换器中; 并且还描述了一种具有这种气体除湿设备的运输工具。 0059 图1示出气体除湿设备10的概览示意图, 所述气体除湿设备包括第一热交换器 100A和第二热交换器100B。 在此情况下, 将待除湿的气体从源205引导至气体除湿设备10的 阀210。 阀210可以占据两个位置, 其中在阀210的第一位置, 待除湿的气体(或任意的另外的 流体)被引导至第一热交换器100A; 而在阀210的第二位置, 待除湿的气。
48、体被引导至第二热 交换器100B。 在穿过第一热交换器100A或第二热交换器100B之后, 流体流向相应的另一热 交换器100A、 100B并且从那里流到用于经除湿的气体的收集容器410中。 0060 第一热交换器100A和第二热交换器100B中的每一个通过对应的连接部BW、 CW被连 接至用于水的收集容器(420A, 420B)。 当然, 还可以提供单个的、 共用的用于水的收集容器 420。 用于水的收集容器420用于容纳在相应的热交换器100A、 100B中从待除湿的气体中冷 凝的水。 0061 此外, 每个热交换器100A、 100B可以配有用于输送冷却剂的输送设备220A、 220B。。
49、 输送设备220可以实现使所关联的热交换器100被冷却剂(没有单独示出)流过, 所述冷却剂 可以实现在相应的热交换器100内冷却待除湿的气体。 当然, 还可以提供单独的输送设备 220并由另一个设备(例如阀等)将冷却剂的体积流量引导至这两个热交换器100之一。 0062 至少阀210以及可选地还有输送设备220A、 220B或这些输送设备220中的每一个可 以由控制器200来致动。 因此, 控制器200可以将阀210带到两个位置中的第一位置或第二位 置, 以便创建从源205到这些热交换器100之一的流体流量(气体流量)。 对应地, 控制器200 可以调节经过这些输送设备220之一的冷却剂的体积。
50、流量(包含冷却剂的停止)。 为此, 控制 器200可以可选地与传感器230A、 230B相连, 传感器230A、 230B被布置在相应的热交换器 100A、 100B中并给控制器200提供信号, 由此控制器200可以确定在相应的热交换器100中的 流体管线是否结冰。 0063 图2示出根据一个设计的第一热交换器100A和第二热交换器100B的更为详细的示 意图。 这些热交换器100A、 100B中的每一个包括第一流体管线101和第二流体管线102。 在此 情况下, 第二流体管线102至少部分包围第一流体管线101。 例如, 第一流体管线101和第二 流体管线102可以是两条同中心地布置的管路。。
- 内容关键字: 气体 除湿 设备 具有 运输工具
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