具体实施方式

以下对实施例的描述参照附图。不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元素。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。为了简单起见，以下实施例都是关于具有用于控制温室内部温度和/或湿度的液体干燥剂湿度泵和蒸发冷却器(LDHPEC)系统的温室进行讨论的。然而，LDHPEC系统不仅可以用于温室中，还可以用于任何其他封闭空间。一些附加实施例是关于在与牲畜生产相关的受控环境中使用的液体干燥剂空气净化(LDAP)系统进行讨论的。然而，LDAP系统能够用于与牲畜生产以外的其他目的例如人类居住或植物生产相关的任何受控环境，。

在整个说明书中提到的“一个实施例”或者“实施例”，是指结合该实施例所描述的特定特征、结构或者特性包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中各个地方出现的短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”不一定都是指同一实施例。另外，特定特征、结构或者特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多个实施例中。

根据一个实施例，如图1所示，存在位于闭合的封闭空间102(在本实施例中为温室，但该系统用于任何封闭空间)附近的LDHPEC系统100。LDHPEC系统100包括：液体干燥剂蒸发冷却器(LDEC)系统110、液体干燥剂湿气回收(LDHR)系统120、存储系统130、连接LDEC系统、LDHR系统和存储系统的管道系统140以及控制LDHPEC系统100的每个部件的控制系统150。这些系统中的每个都参照以下附图来更详细地讨论。

环境空气AA从封闭空间102的外部吸入到LDEC系统110中，在该LDEC系统中，使环境空气冷却并增加其湿度，由此形成温度低于进入空气流AA且湿度高于进入空气流AA的空气流AB。冷却后的且潮湿的空气流AB作为空气流AC释放在封闭空间102内，以用于在白天期间在进入封闭空间的太阳波(能量)104最大时降低封闭空间的温度。在一种应用中，空气流AC通过排放机构160被释放在封闭空间102的大面积上。在一种应用中，排放机构160可以包括具有相应孔的各种管道，并且该管道分布在植物106的床107的下部，用于在封闭空间102的整个地板上均匀地释放空气流AC。存在于封闭空间102内的各种植物106与空气流AC相互作用，并释放植物的部分湿气，这导致了高湿度、温暖的空气流AD。高湿度、温暖的空气流AD被吸收到LDHR系统120中。为此目的，可以使用一个或更多个风扇108来将各种空气流移入、移出并通过封闭空间102。

LDHR系统120从高湿度、温暖的空气流AD中去除湿气，并将其转换成低湿度的空气流AE，该低湿度的空气流可以作为空气流AF排放到封闭空间102的外部。这个过程使空气流AE更暖。当干燥剂的蒸气压力小于或大于相应空气流的蒸气压力时，LDEC系统110和LDHR系统120中均使用的干燥剂与存储系统130交换，从而使每个系统使用低蒸气压力干燥剂或高蒸气压力干燥剂。优选地，存储系统130位于地下，如位于地球表面101下方。然而，存储系统130也可以位于地面上方。在一种应用中，存储系统130位于封闭空间102以下，以减小管道系统140的长度且减小系统的占地面积。现在将更详细地讨论LDHPEC系统100的每个部件系统。

图2示意性地示出了LDHPEC系统100的各个子系统及其流体连接。更具体地，空气流AA在入口300处进入LDEC系统110(参见图3以获得LDEC系统110的更多细节)并且穿过垫310。垫310具有许多通道(其是多孔介质)，这些通道促使空气流移动通过垫。例如，该垫可以包括但不限于中空纤维膜、平板膜、填充介质床、纸板垫、塑料垫等。同时，泵P1使液体干燥剂312从容器314通过管道316泵送至垫310的顶部310A。沿着管道316设置有阀V1，用于控制液体干燥剂312的量。替代地，可以在阀处就地使用变速泵或一个以上的泵。液体干燥剂312由于重力而向下流过形成在垫310中的通道，并与进入空气流AA相互作用。

液体干燥剂312最初的蒸气压力高于进入空气流AA的蒸气压力。因此，水从液体干燥剂中蒸发，冷却空气流AA和液体干燥剂312。另外，随着水蒸气从液体干燥剂312中转移到空气流AA，流出的空气流AB的湿度增加。当由位于容器314中的传感器组件WS1测量的液体干燥剂312的蒸气压力下降至等于或低于由位于入口300中的传感器组件AS1测量的进入空气流AA的蒸气压力时，不再发生蒸发冷却。这在一段时间之后才会发生，因为泵P1使液体干燥剂312通过垫310连续地再循环，并且水蒸气从液体干燥剂连续地蒸发。当这种情况发生时，与传感器、阀和泵通信的控制器150指示液体泵P1关闭。如果进入空气流AA的蒸气压力降低到干燥剂的蒸气压力以下，则控制器打开泵P1。

在分批循环结束时(分批循环可以是全天、一小时、半天或者由操作员设置的任何其他周期时间)，控制器150指示阀V1关闭以防止液体干燥剂312进一步输送到垫310，并打开阀V2以利用泵P1将低蒸气压力的液体干燥剂312从LDEC系统110中泵出到空的存储罐S1(参见图2)，该存储罐是存储系统130的一部分。控制器150还打开阀V3并关闭阀V4以实现该结果。一旦由控制器150基于从传感器组件WS1中接收到的测量值确定LDEC系统110为空，则经由泵P3用来自另一满的存储罐S2的高蒸气压力的液体干燥剂412(由传感器WS3进行测量)对LDEC系统110再填充。在这方面，控制器150停止泵P1并启动连接到第二存储罐S2的泵P3。控制器150还关闭阀V5和阀V8，使得来自第二存储罐S2的液体干燥剂412被引导至容器314。控制器150使得泵P3能够在一定时间段内泵送液体干燥剂412，直到容器314被填满和/或第二存储罐S2被排空。仅当液体干燥剂412的蒸气压力(利用传感器WS3测量)高于进入空气流AA的蒸气压力(利用传感器AS1测量)时，控制器150才做出使用第二存储罐S2为LDEC系统110供应液体干燥剂412的决定。

注意，例如，如果液体干燥剂312的蒸气压力小于进入空气流AA的蒸气压力的时间长于给定时间间隔，则控制器150能够决定甚至在分批循环结束之前就清空LDEC系统110，其中，该给定时间间隔可以取任何值。

用于构建LDHPEC系统100各个元件的材料优选地包括耐腐蚀材料，诸如塑料，但该选择不仅限于塑料。这是因为液体干燥剂312和314可能是腐蚀性的。注意，在这些实施例中使用的液体干燥剂可以包括与盐水、微咸水或废水无关的物质。例如，液体干燥剂可以包括但不限于氯化镁、氯化钙、溴化锂等，或者液体干燥剂可以与三甘醇、乙酸钾等组合。注意，本文所讨论的LDHPEC系统100最适合于缺乏淡水的地区，如淡水非常宝贵的沙漠和半沙漠地区。还应当注意，本文所讨论的LDHPEC系统100使用需要最少电能的元件，如阀或泵。因此，尽管LDHPEC系统100能够调节封闭空间102内部的空气的温度，但没有使用常规的空调单元，因为这些单元是大的电能消耗装置。因此，LDHPEC系统100使用了少量的电力以及少量的淡水来调节封闭空间102内部的空气。

尽管图1示出了单LDEC系统110用于冷却进入空气流AA，但是也可以使用多个LDEC系统110来实现该目标。在一个应用中，多个LDEC系统110并联连接以冷却更大量的进入空气。然而，在另一应用中，如图3所示，可以将LDEC系统110和另一系统110'串联连接，以进一步降低空气流AB的温度。附加系统110'可以包括与第一LDEC系统110类似的泵P1'、容器314'和垫310'。在另一应用中，附加系统110'可以是不同于系统110的常规蒸发冷却系统。在另一实施例中，附加系统110'可以修改为用作气溶胶去除系统，以去除空气中的源自液体干燥剂312的盐气溶胶。这有利于保护室内环境免受盐气溶胶进入室内环境的潜在影响。在另一实施例中，附加系统110'可以是常规的机械蒸气压缩或类似的空气制冷单元。

冷却后的空气流AC现在与封闭空间102内的植物相互作用，并随着植物蒸腾开始获得湿气。另外，由于白天期间由太阳辐射冲击封闭空间102所产生的热量，因此热量会被添加到空气流AC。因此，进入LDHR系统120的入口400(参见图4)的空气流AD的湿度“高”并且具有“高”的温度。如图1所示，可以使用一个或更多个风扇108(或类似的空气运动装置)来迫使空气从入口300通过封闭空间102到达LDHR系统120的出口420。图4示出了LDHR 120，其具有由多孔材料制成的垫410，从而使空气流AD穿过该垫并在另一侧作为具有较少水蒸气的空气流AE离开。泵P4将存储在容器414中的液体干燥剂412泵送到垫410的顶部区域410A并释放到垫中。液体干燥剂412由于重力或压力(取决于系统)而流过垫410内部的各个通道，直到其返回到容器414。在此流动期间，液体干燥剂412与空气流AD相互作用并去除该空气流中的水，从而产生空气流AE。发生这种情况是因为液体干燥剂412的蒸气压力低于空气流AD的蒸气压力。然后，空气流AE通过出口420从封闭空间102排出。传感器AS3和AS4分别位于入口400和出口420内，用于监测相应空气流的蒸气压力。传感器WS4位于容器414内，用于测量是否存在液体干燥剂412。尽管泵P4示出为位于容器414内，但是也可以使该泵位于容器外。

如现在所讨论的，加湿后的空气流AD循环通过LDHR系统120。最初，LDHR系统120包含具有低于湿的空气流AD的蒸气压力的蒸气压力的液体干燥剂412。因此，当湿的空气流AD穿过垫410并且同时液体干燥剂412穿过该垫时，湿气从空气流AD中回收并被吸收到液体干燥剂412中。泵P4使液体干燥剂412连续地循环通过垫410。当由传感器WS4测量的液体干燥剂412的蒸气压力增加到与由传感器AS3测量的湿的空气流AD的蒸气压力相等时，控制器150指示泵P4关闭。如果空气流AD的蒸气压力再次增加到液体干燥剂412的蒸气压力之上，则控制器150指示泵P4再次开启。在分批循环结束时，控制器150指示阀V11关闭并且控制器150指示阀V12打开，以使容器414外的少量液体干燥剂412循环到第二存储罐S2。

返回图2，当该步骤发生时，控制器150关闭阀V9并打开阀V10，以使液体干燥剂412流入第二存储罐S2中。当已经从容器414中移除液体干燥剂412时，如由传感器WS4所测量的，则控制器150启动第一存储罐S1的泵P2，打开阀V6并且关闭阀V5和V8，以将具有低于湿的空气流AD的蒸气压力的蒸气压力的液体干燥剂312从第一存储罐S1中进行泵送来重新填充容器414。

以这种方式，控制器150使用第一罐S1和第二罐S2来向LDEC系统110和LDHR系统120交替地提供液体干燥剂，从而在某种意义上随着每种液体的蒸气压力或低或高来将液体干燥剂312与液体干燥剂412交换。第一存储罐S1中的低蒸气压力的干燥剂312源自LDEC系统110，这意味着从液体干燥剂312提取的湿气被添加到了进入空气流AA中，然后释放到封闭空间102内部，然后通过LDHR系统120的液体干燥剂412从空气流AD中回收同一湿气，以经由存储系统130再循环回到LDEC系统110中。

例如，在一种实现中，对于分批交换循环，LDEC系统110将第一液体干燥剂312泵送到空的第一存储罐S1，然后第二存储罐S2将第二液体干燥剂412泵送到LDEC系统110，使得现在第二存储罐S2为空，然后LDHR系统120将第二液体干燥剂412泵送到空的第二存储罐S2，然后第一存储罐S1将第一液体干燥剂312泵送到LDHR系统120，以使得在批处理交换周期结束时，LDEC系统具有新鲜的高蒸气压力的液体干燥剂，LDHR系统具有新鲜的低蒸气压力的液体干燥剂，第一存储罐S1是空的，且第二存储罐S2含有高蒸气压力的液体干燥剂。

类似于图3所示的实施例对于LDEC系统110那样，图4中的LDHR系统120可以包括第二单元120'，该第二单元可以与第一单元串联连接或并联连接。第二单元120'可以被配置为用作LDHR系统或者用作气溶胶去除系统。

上述传感器可以包括温度传感器、相对湿度传感器、压力传感器、电导率传感器、折射率传感器、密度传感器、液位传感器或任何其他传感器中的一个或更多个，或者包括这些传感器的组合。

控制器150可以实施为图5所示的计算装置。硬件、固件、软件或其组合可以用于执行本文所描述的各个步骤和操作。

适合于执行示例性实施例中所描述的活动的计算装置500可以包括服务器501。这种服务器501可以包括耦接到随机存取存储器(RAM)504和只读存储器(ROM)506的中央处理器(CPU)502。ROM 506也可以是存储程序的其他类型存储介质，诸如可编程ROM(PROM)、可擦PROM(EPROM)等。处理器502可以通过输入/输出(I/O)电路508和总线510与其他内部和外部部件通信以提供控制信号等。处理器502执行由软件和/或固件指令所规定的本领域已知的各种功能。

服务器501还可以包括一个或更多个数据存储装置，包括硬盘驱动器512、CD-ROM驱动器514和能够读取和/或存储信息的其他硬件诸如DVD等。在一个实施例中，可以将用于执行上述步骤的软件存储并分布在CD-ROM或DVD516、USB存储装置518或者能够便携地存储信息的其他形式的介质上。这些存储介质可以插入到诸如CD-ROM驱动器514、磁盘驱动器512等的装置中并由其来读取。服务器501可以耦接到显示器520，该显示器可以是任何类型的已知显示器或呈现屏幕，诸如LCD、等离子显示器、阴极射线管(CRT)等。提供了用户输入接口522，其包括一个或更多个用户接口机构，诸如鼠标、键盘、麦克风、触摸板、触摸屏、语音识别系统等。

服务器501可以耦合到其他装置，诸如泵、传感器和阀。服务器可以是如全球区域网(GAN)诸如因特网528中的较大网络配置的一部分，该服务器使得能够最终连接到各个有线和/或移动计算装置。

虽然以上讨论的LDHPEC系统100被示出为仅包括LDEC系统110和LDHR系统120，但是可以添加更多的系统，例如传统的空调单元、光伏系统、照明系统、用于清洁封闭空间的透明壁以使得太阳能能够到达植物的清洁系统、将在后面进行讨论的空气净化系统等。

控制器150可以被编程以控制图2所示的系统，如现在参照图6所讨论的。在步骤600中，控制器150与每个泵、传感器和阀进行通信以将ID分配到每个元件。在步骤602中，控制器从传感器AS1接收输入空气流AA的蒸气压力测量结果，并将其与由传感器WS1测量的液体干燥剂312的蒸气压力进行比较。如果空气流AA的蒸气压力小于液体干燥剂312的蒸气压力，则在步骤604中控制器150打开泵P1，打开阀V1并关闭阀V2，以使得液体干燥剂312能够流过垫310，并且冷却空气流AA并向其增加湿度。如果比较步骤602的结果为否，则在步骤604中控制器关闭LDEC系统的泵。

此外，在步骤608中，控制器还接收进入LDHR系统120的空气流AD的蒸气压力测量结果以及流过LDHR系统120的液体干燥剂412的蒸气压力测量值，并将这些蒸气压力进行比较。如果空气流AD的蒸气压力大于液体干燥剂的蒸气压力，则在步骤610中控制器启动LDHR系统120的泵P4和控制液体干燥剂向系统流动的阀V11，并关闭从LDHR系统中去除液体干燥剂的阀V12。然而，如果空气流AD的蒸气压力低于液体干燥剂的蒸气压力，则在步骤612中，控制器关闭LDHR系统120的泵。在步骤614中，如果LDEC或LDHR系统的分批运行已结束或者满足特定条件(例如，液体干燥剂312的蒸气压力小于进入空气流AA的蒸气压力的时间长于给定时间间隔，其中该给定时间间隔可以取任何值)，则控制器150打开阀V2和/或V12并关闭阀V1和V11，以清空系统110和120中的一个或两者的液体干燥剂。注意，两个系统110和120可以同时或顺序地或交替地操作。来自每个系统110和120的液体干燥剂分别通过用于LDEC系统的阀V2和V3以及用于LDHR系统的阀V12和V10在相应存储罐S1和S2中清空。然后，在步骤616中，控制器150可以决定利用不同的液体干燥剂重新填充系统110和120中的一个或两者，例如，利用来自第二存储罐S2的液体干燥剂412重新填充LDEC系统110，并利用来自第一存储罐S1的液体干燥剂312重新填充LDHR系统120。以这种方式，由一个系统排出的液体干燥剂被另一个系统再利用，反之亦然。然后，该过程返回到步骤602，以再次测量这两个系统中进入空气流和流出空气流以及液体干燥剂的蒸气压力，并且重复该过程本身。控制器150可以被编程为仅在白天、仅在夜晚、在白天和夜晚或者在任何期望的时间段期间运行该循环。

尽管以上过程描述了在热和干的气候下使用所提出的LDHPEC系统以为室内环境提供对空气的冷却和加湿，但是所描述的系统能够反过来为室内环境提供对湿冷空气的加热和除湿。选择对空气进行冷却和加湿还是对空气进行加热和除湿将取决于室内环境中设置的期望条件、局部气候以及待调节空气(可以包括室外空气、室内循环空气或两者的任意组合)的温度和湿度。

创建模型以估计由LDEC系统110和TEC系统110'对蒸发冷却过程贡献的湿度的百分比，以估计通过在干和热气候中实施LDHPEC系统100可能节省的水量。使用沙特阿拉伯利雅得从2012年10月至2013年9月的月平均气候(温度和湿度)作为模型的基础。尤为重要的是4月至10月的较暖月份，在上述月份中广泛使用蒸发冷却来为受控的环境农业维持凉爽的温度。该模型是针对长度为40m、宽度为10m、高度为3m的温室开发的。LDEC系统110的蒸发冷却效率估计为0.75，TEC系统110'的蒸发冷却效率估计为0.80。LDHR系统120的湿气回收效率估计为0.75。对于沙特阿拉伯王国内的平均现有温室，西红柿的估计产量为每年30kg/m2，且所估计的水足迹为每千克生产西红柿350L(基于沙特国王大学Abdulaziz alHarbi教授在2018年2月5日于阿联酋阿布扎比举行的全球农业创新论坛上的报告)；或者为每月每平方米温室约875升。对于干和热气候下的温室，据估计，蒸发冷却器贡献了农业系统总耗水量的80-90％(参见：Lefers等，2016；和Sabeh，2007)。使用所开发的模型，估计LDEC系统110将贡献总蒸发冷却水使用的约75-80％，其约为温室总用水量的60-75％。基于该模型，LDHPEC系统100估计在沙特阿拉伯安装的每公顷的温室中可节约水45000至50000m³。当按脱盐水的价格(即约2.5美元/m³)来对节水量进行估值时，估计使用LDHPEC系统100在节水方面能够实现每公顷温室每年125000美元的总价值。2015年沙特阿拉伯的温室的估计总生产面积为3019公顷。因此，如果将这种系统仅施加到现有温室的10％，则每年可实现超过3700万美元的节水总价值。

所描述的系统从离开封闭空间的空气中捕获湿气，并将其“泵送”回进入封闭空间的空气，以通过利用液体干燥剂进行蒸发冷却。该系统可以反向运行，再次利用液体干燥剂对封闭空间的空气进行加热和除湿。最重要的是，所讨论的系统可以节省在干和热气候下常规温室所需的大量水。反向而言，该系统可以节省用于加热或除湿的能量。

如图7所示，如上所述的用于控制温室内部的温度的方法可以包括：步骤700，打开与液体干燥剂蒸发冷却器(LDEC)系统110相关联的泵P1，以通过使用第一液体干燥剂312冷却进入空气流(AA)；步骤702，打开与液体干燥剂湿气回收(LDHR)系统120相关联的泵P4，以通过使用第二液体干燥剂412从湿的空气流(AD)中去除湿气；步骤704，将第一液体干燥剂312从LDEC系统110中转移到存储系统130；步骤706，将第二液体干燥剂412从LDHR系统120中转移到存储系统130；以及步骤708，将第一液体干燥剂312和第二液体干燥剂412分开地存储在存储系统130处。进入空气流(AA)是从封闭空间外部获取的，并且湿的空气流(AD)包括来自第一液体干燥剂(312)的水蒸气和来自位于温室内的植物的水蒸气。在一个应用中，来自存储系统的第一液体干燥剂被馈送到LDEC系统，并且来自存储系统的第二液体干燥剂被馈送到LDHR系统。该方法还可以包括，利用控制器将来自多个传感器中的一个传感器的指示进入空气流中的蒸气压力的读数与来自多个传感器中的另一传感器的指示第一液体干燥剂的蒸气压力的读数进行比较，并确定关闭与LDEC系统相关联的泵，以及/或者利用控制器将多个传感器中的一个传感器的指示湿的空气流中的蒸气压力的读数与来自多个传感器中的另一传感器的指示第二液体干燥剂的蒸气压力的读数进行比较，并确定关闭与LDHR系统相关联的泵。

除了用基于液体干燥剂的系统控制湿度和温度的可能性以外，液体干燥剂还提供了用于空气净化的独特机会，以帮助控制疾病、空气传播的孢子、花粉的传播以及灰尘/微粒的去除。液体干燥剂的高盐浓度(例如，高达重量40％，约是海水的盐浓度的10倍)对许多微生物菌株和真菌孢子是致命的。此外，当被实施到洗涤器、垫和风扇系统以及填充介质床中时，液体干燥剂系统能够经由直接的空气/液体接触来有效地去除空气传播的灰尘和其他微粒。

由于引起疾病的微生物可能附着到空气传播的灰尘和微粒，因此从空气流中去除这种灰尘有助于防止疾病的传播。此过程对于许多应用尤其是对于受控环境家禽业而言是必需的，由于农场之间的疾病传播和农场的不良的卫生习惯，受控环境家禽业最近在鸡中发生了大量致死事件。这对植物生产工业也是重要的，该行业经受经由空气传播的灰尘、孢子和微生物转移的疾病和病原真菌。

然而，常规工业洗涤器在其操作中利用了淡水。由于液态水与空气之间的蒸气压差低于饱和点(低于100％相对湿度)，所以这种淡水既冷却了经处理的空气又增加了该经处理的空气的湿度。空气净化所期望的对空气流的冷却和加湿并不总是所期望的，并且因为由于蒸发损失而必须在净化单元中连续地补充水，因此消耗了水资源。这使得现有的基于淡水的系统不期望在寒冷气候中从空气流中洗涤颗粒，也不期望在希望将湿度水平保持在一定值以下的系统中洗涤颗粒以及/或者在缺水或限制水进入的区域中洗涤颗粒。另外，在洗涤器中使用淡水不能净化空气中的微生物；这些系统仅去除微粒，并甚至可能有助于疾病如军团菌的传播。

与现有空气净化器的这些问题不同，接下来将要讨论的新型LDAP系统与基于淡水的空气净化器相比时具有以下益处中的一个或更多个：(1)在不改变空气的热性质及其湿度的情况下去除污染物，(2)节省淡水，和/或(3)干燥的高盐液体条件不利于病原体如军团菌的繁殖。

关于新型LDAP系统的第一个益处，即它能够在不影响空气的热性质的情况下净化空气(在期望这样做的气候下)，因为液体干燥剂的蒸气压力能够等于环境空气的蒸气压力，因此该系统能够在不改变空气的热性质的情况下以洗涤的方式从空气中去除污染物。这是优于普通淡水洗涤器的重要优势，尤其是在经调节的室内环境的情况下。所提出的在这些系统中用液体干燥剂代替淡水使得能够调整液体干燥剂以使得干燥剂的蒸气压力与正在被处理的空气流的蒸气压力相匹配或几乎相匹配。以这种方式，来自/进入干燥剂溶液中的水蒸气的蒸发和收集被最小化，并且正在被处理的空气流能够在不增加或降低其湿度的情况下被净化。

在期望某个湿度设定点(诸如相对湿度为50％)的情况下，取决于正在被净化的空气流的原始和期望条件，能够制备液体干燥剂溶液，以经由液体干燥剂从干燥剂溶液中蒸发和/或冷凝到干燥剂溶液中来调节空气流。一旦空气的蒸气压力与液体干燥剂的蒸气压力相匹配，水蒸气从干燥剂蒸发和/或冷凝到干燥剂就停止，而干燥剂继续净化空气流。这样，干燥剂系统不需要向系统中连续补充水，并且在系统中没有故障(泄漏等)的前提下，理论上可以在无需更换干燥剂溶液的情况下操作。

除了节水以及将空气流改变/保持到/处于所期望的湿度水平的可能性以外，基于液体干燥剂的系统还提供了净化空气的多种形式的空气污染物(包括微生物)的可能性。净化空气中潜在病原体的可能性使得LDAP系统在降低疾病和受污染空气向/在/从受控环境中的发生和传播方面非常具有吸引力。

根据图8所示的实施例，LDAP系统能够实现为垫和风扇系统800，其包括支撑在托盘804上方的垫802。液体干燥剂806存储在罐808中并利用泵810来泵送，使其通过导管812到达垫802的顶部802A。液体干燥剂806由于重力流过垫802，并在垫的底部802B处被收集在托盘804中，然后从该托盘返回至罐808。风扇822(或等效机构)迫使未经处理的空气流820进入并通过垫，并因此通过与液体干燥剂806的直接接触而与液体干燥剂相互作用。作为该相互作用的结果，各种杂质和病原体被转移到液体干燥剂，并且因此将它们从未经处理的空气流820中去除，从而得到经处理的空气流824。垫802能够具有与上述垫310的结构相同的结构。

图9示出了作为洗涤器系统900的LDAP系统的另一实现。洗涤器系统900包括主体902，该主体被配置为在顶端902A处接收来自喷洒器906的液体干燥剂904。喷洒器906流体地连接到管道908，该管道运送来自泵910的液体干燥剂904。泵910流体地连接到主体902的底部902B，并且该泵使液体干燥剂循环通过由管道908和主体902形成的闭合回路。未经处理的空气流920在入口912处插入到主体902中。在空气颗粒922与液体干燥剂904直接相互作用之后，经处理的空气流924在出口914处离开主体902。如先前实施例中那样，由于空气颗粒与液体干燥剂颗粒之间的直接相互作用，各种杂质和病原体被转移到液体干燥剂，并因此它们从未经处理的空气流920中去除，从而得到经处理的空气流924。

在图10中示出LDAP系统的另一可能的实现，并且该实现使用填充介质床系统1000。填充介质1002可以由与垫802相同的材料制成。在该系统中，利用泵1008使液体干燥剂1004从托盘/容器1006通过管道1010被泵送至放置在填充介质1002的顶部处的分配装置1012。填充介质1002通过重力保持到系统1000的主体1001。液体干燥剂的颗粒由于重力而下落通过填充介质1002，并与来自未经处理的空气流1020的空气颗粒1022直接相互作用。未经处理的空气流1020在入口1014处进入主体1001，该入口放置在填充介质1002下方。空气颗粒1022在向上方向上移动通过填充介质1002，并在出口1016处作为经处理的空气流1024离开。然后，液体干燥剂1004在托盘1006处被收集并由泵1008进行再循环。如先前实施例中那样，由于空气颗粒与液体干燥剂颗粒之间的直接相互作用，各种杂质和病原体被转移到液体干燥剂，并因此它们从未经处理的空气流1020中去除，从而获得经处理的空气流1024。

上述任何LDAP系统(应当注意，也可以使用该系统的其他实现)都例如在受控环境农业中使用了液体干燥剂来净化进入的未处理空气流。在图8至图10所示的任何系统中，被污染的空气都被吸入为与液体干燥剂接触，并且液体干燥剂经由直接的空气/液体接触，利用附加的消毒过程来去除空气传播的污染物。

由于在液体干燥剂的再循环过程期间，灰尘和固体持续积聚在液体干燥剂系统中，因此需要将灰尘从液体系统中过滤/去除以使得能够连续操作，或者需要更换整个液体流。可以经由筒式过滤器、膜系统、砂过滤器、涡流过滤器或类似的过滤装置(本清单并非详尽无遗)来实现从液体干燥剂系统中去除灰尘。从液体流中去除灰尘使得LDAP系统能够在无需更换干燥剂溶液的情况下继续操作。

在图11中示出了LDAP系统1100的用于从进入液体干燥剂流1104中去除所收集的固体的过滤装置1102的一种可能布置。本领域技术人员应当理解，其他布置也是可以的并且可以在系统的其他实施例中实现。系统1100还包括迫使液体干燥剂通过各个元件的泵1106。泵1106可以流体连接到UV处理模块1108，该UV处理模块被配置为对液体干燥剂消毒并杀死可在干燥剂的高盐条件下存活的生物。图11所示的元件可以以任何顺序来彼此流体连接。然后液体干燥剂输出流1110准备好被提供到上述系统800、900或1000中的任何一个。在一种应用中，泵1106是系统800、900或1000的每个中所示的泵，并且沿着管道812、908或1010来添加过滤装置1102和UV处理模块1108。

随着微生物在LDAP系统中积聚，一些微生物被溶液中的液体干燥剂的高盐度和/或其导致的高渗透压杀死，高盐度和/或其导致的高渗透压可能导致微生物细胞裂解和/或其他致死过程。然而，如果并且当其他微生物的数量超过某个临界值，则它们可能保持存活，并可能稍后重新引入到空气流中。尽管这些微生物可以在液体干燥剂的盐度、高渗透压条件下生存，但是经由使用由紫外线(UV)处理模块1108提供的紫外光可以将其杀死或使其无法生存。在一种应用中，UV光可以经由UV处理模块1108的UV灯供应到系统。然而，在一种应用中，紫外线处理模块1108将所经过的溶液简单地暴露到包括UV光的自然阳光下。直列式UV灯占地面积较小，但需要电力来操作。自然阳光不需要电力，但可能需要较大的占地面积。

LDAP系统可以被配置为不同于传统的淡水空气净化装置，因为液体存储区域将被设计为抗腐蚀并且适应液体干燥剂的体积随着环境空气湿度及其导致的液体体积变化的波动。

除了空气净化之外，LDAP系统还可以用于经由蒸发冷却、干燥剂加热、除湿和/或热/能量交换来对进入空气流进行热调节。通过在建筑物的HVAC系统的入口和出口处放置一个或更多个LDAP系统，能够实现潜热和显热交换，以对室外空气进行预调节并减少其他HVAC部件上的负荷。这种系统能够从系统的出口收集显热和/或潜热以及冷却，并将这种调节再循环到单通道类型HVAC系统中的进气口，在该系统中，室内空气被室外空气连续地替代。在这方面，图12示出了包括连接到HVAC系统1212的受控环境室1210的系统1200。在本文中，室1210应理解为包括任何受控环境结构，无论该结构是否用于人类居住、动物生长或农作物生产。进入空气流1240首先由第一LDAP系统1220(能够是上述系统800、900或1000中的任一个)处理，然后由HVAC系统1212冷却，然后被提供到室1210。在该实施例中，室1210能够是容纳牲畜的畜棚或类似的封闭空间。然后，第二LDAP系统1230对离开室1210的空气流进行处理，并且流出的空气流1242被释放到环境中。图1至图4所示的实施例中更详细地描述了这种潜热交换过程。

LDAS系统1220和1230安装在单通类型的HVAC系统1200上，其中，室内空气被室外空气连续地替代。这种系统净化了进入和流出的空气，以保护受控环境室1210中的动物或农作物，并且还阻止了室1210外的任何疾病或污染物的传播。另外，当液体干燥剂在室1210的入口与出口之间(即，在如图12所示的第一LSAD系统与第二LSAD系统之间)循环时，该系统用作热/冷交换器，以减少其他HVAC系统部件上的负荷。因此，图12所示的系统1200的第一LDAP系统位于空气入口处并且用于减少进入室1210中的病原体和灰尘负荷，而第二LDAP系统安装在空气出口处并且用于减少离开室1210的病原体和灰尘负荷。在一个实施例中，HVAC系统1212是图1所示的LDHPEC系统100。LDHPEC系统100包括液体干燥剂蒸发冷却器系统110、液体干燥剂湿气回收系统120、存储系统130、管道系统140和控制系统150。

替代地，如图12所示的实施例，如果不期望以连续的方式更新室1210内部的空气，则可以如图13所示，将一个或更多个LDAP系统1220作为独立系统放置在室1210内部，并且然后将入口空气流1240和出口空气流1242限制在室1210的内部。HVAC系统1212仍可用于冷却室1210内部的空气。如本领域技术人员应理解的，将LDAP系统与在其中生活有牲畜或生长有植物的室相关联地使用只是该空气净化系统的一种可能应用。LDAP系统能够被施加到需要净化空气的任何情景中。

鉴于由于各种疾病(如禽流感)在畜牧业中的爆发而造成的严重后果，本文所讨论的LDAP系统预期显著改善受控环境的空气质量，并且对包括家禽业在内的受控环境农业具有特殊意义。可以安装本文所讨论的LDAP系统，以净化来自受控环境中的进入、再循环的和/或离开的空气流。

所公开的实施例提供了一种与湿气回收系统相结合的蒸发系统，这两种系统都使用液体干燥剂来控制封闭空间内部的温度并使封闭空间内部的湿气再循环。封闭空间中的进入空气流中具有来自添加于其中的液体干燥剂的湿气，而刚好在空气流被排放到封闭空间外部之前将该湿气回收。另外，液体干燥剂空气净化系统可以用作独立系统，或者也可以与液体干燥剂湿度泵和蒸发冷却器系统相结合地使用。应当理解，该描述并非旨在限制本发明。相比之下，示例性实施例旨在覆盖包括在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的替代、修改和等同物。此外，在示例性实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对所要求保护的本发明的全面理解。然而，本领域技术人员应当理解，可以在没有这种具体细节的情况下实践各种实施例。

尽管在实施例中以特定组合来描述了本实施例的特征和元件，但是每个特征或元件能够在没有实施例中其他特征和元件的情况下单独使用，或者可以在具有或不具有本文所公开的其他特征和元件的各种组合中使用。

该书面描述使用了所公开主题的示例，以使得本领域技术人员能够实践该主题，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。该主题的可专利范围由权利要求书所限定，并且可以包括本领域技术人员可以想到的其他示例。这种其他示例旨在包括在权利要求的范围内。

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