CN101336358B - 蒸发式冷却装置 - Google Patents

Abstract

描述了蒸发式冷却装置，其具有以间隔开的、大体上平行的关系布置的一对热传导板片(102)，连同将该板片(102)相互间隔开、且在板片之间限定主要流动通道(106)和辅助流动通道(108)的间隔元件(104)。入口管道(114)被连接到主要通道(106)，并且出口管道连接自主要通道(106)和辅助通道(108)。还提供了水分配系统(116)来将水供应到辅助通道(108)，使得经过主要通道(106)的主要空气流(A)可以通过沿着板片(102)的热传导而被冷却，以使水蒸发到经过辅助通道(108)的辅助空气流(B)中。

Description

蒸发式冷却装置

技术领域

本发明涉及热交换装置，且更特别地是涉及这种类型的蒸发式冷却装置，其能够通过将流体蒸发到辅助或工作空气流中来冷却主要或产品空气流。这样的装置也可以运作来提供热回收以及通风。

背景技术

蒸发式冷却器是一种使用液体蒸发潜热来提供冷却的装置。许多世纪以来，蒸发式冷却的原理已经是为人所知的。举例来说，放置在物体上的潮湿布料将会通过将液体从布料蒸发而使该物体保持凉快。通过连续增加液体于该布料，可以无限地维持冷却效果，而不需要输入电能。通过以这种方式将水分蒸发到空气流中而可以达到的最低温度则定义出该空气的湿球温度。间接蒸发式冷却器利用这个原理。经过热交换元件的主要表面上方的产品空气流可以借助于经过热交换器的辅助潮湿表面上方、且从该表面吸收湿气的工作空气流而冷却。

根据理论，如果一定量的空气是通过直接蒸发而被冷却的话，其绝对湿度会由于摄入湿气而增加。其相对湿度也会由于温度降低而增加，直到在湿球温度，其完全由水蒸气所饱和。然而，如果空气被冷却而没有产生直接蒸发的话，空气的绝对湿度则保持不变。当其温度降低时，只有相对湿度增加，直到在所谓的露点空气达到完全饱和为止。因此，露点低于湿球温度，且事实上被定义成空气本体为了达到饱和或是100％的相对湿度所必须被冷却到的温度。在此点，在空气之中的水蒸气像会凝结。

已经尝试的是通过在发生蒸发之前冷却或干燥工作空气流来对间接蒸发式冷却的原理进行改进。一种特别方便的冷却工作空气流的方式是反馈一部分被冷却的产品空气。这样的装置通常被称为露点冷却器，因为它们可以将产品空气的温度降低到低于其湿球温度且接近露点。通过优化空气流与其进行热交换的表面，可以实现高度有效的热传递。已经发现在热量从被弄湿的辅助表面传递的情况下，这样是特别有效的。为了向工作空气流提供湿气，被弄湿的辅助表面可以设有某些形式的液体供应来源，例如，以亲水层的形式。这样的层的存在因此可以使得将辅助表面与工作空气流之间的热隔离作用增加，从而减少热传递。

一种特别有效率的露点冷却器的形式可以从PCT公告WO03/091633得知，该PCT公告的内容通过引用结合与此。该装置使用具有在其主要以及辅助表面上的热传递元件的薄膜。这些热传递元件为翼片的形式，且相信能够改善从主要表面到辅助表面的热传递。该翼片作用以直接将热量传导到薄膜并且同时作用以瓦解在流动之中所发展出来的各种边界层。它们也用作增加在相关表面上进行热交换的有效总面积。被弄湿的第二表面的另外的重要特点可以从该文件、且也可以从PCT公告WO05/019739得知，其内容也通过引用结合与此。从而，通过仔细选择被用来当作水保留层的材料，可以达成最佳的蒸发而不会将辅助表面与工作空气流之间热隔离开。

在这种类型蒸发式冷却器的主要流动与辅助流之间的驱动温度差必须是非常地小，以便于实现到达露点的冷却。结果，为了要能够产生良好的热传递，在热交换器各处的热传导系数必须很高。在第WO03/091633号专利的情况中，相信翼片到薄膜的连接点是不良的热传输的区域。根据PCT公告WO03/091648A，已经尝试通过将位于薄膜相反侧上的翼片穿过薄膜直接连接而增进热传输。根据PCT公告WO01/57461，该翼片本身被形成为在薄膜之中的回旋部分(convolution)。

金属通常为良好的热导体，并且描述于PCT公告WO04/040219之中的装置使用了可以热封的金属层压板，用于形成翼片以及薄膜。这些翼片及薄膜接着被热封在一起。不过，所相信的是，层压板的粘接成分会不利地影响在相反薄膜表面上的翼片之间的热传递。此外，在连接处理过程中，该翼片事实上被压至与薄膜相接合的区域通常小于所需的。在此技术背景中也应该要注意的是，沿着薄膜的热传递是不需要的，因为其可不利地影响在入口与出口之间的温度差。因为这个原因，在过去通常会避免在露点冷却装置之中使用金属薄膜。

也已经针对蒸发式冷却装置建议了许多其它的构造，而这些构造需要通过薄膜来进行热传递。薄膜将其中提供有用于蒸发的液体的湿的区域与干燥区域分开。由Maisotsenko等人所提出的许多构造显示于美国第US6581402号专利之中，在其中越过板片的主要和工作流通过通道引导件而被分开。辅助流则被转向到板片的相反侧，并且通过蒸发以及通过从板片热传递来接收热量。

发明内容

为了要改进在主要流与辅助流之间的热传递，根据本发明所提供的是一种蒸发式冷却装置，包括一对热传导板片和间隔元件，该对热传导板片以间隔的、大体上平行关系布置，间隔元件则将板片彼此间隔开并且在板片之间限定主要和辅助流动通道。以这种方式，在主要与辅助通道之间的热传递可以主要通过沿着板片，从与主要通道相关的区域传导到与辅助通道相关的区域而发生。这与传统的装置相反，在传统装置中，在流体之间的热传递通过将流体分开的薄膜而进行。为了要引导第一以及第二流动，可提供主要入口管道以及辅助入口管道，主要入口管道形成入口流体连接部分，用以将空气供应到一组主要流动通道，辅助入口管道形成入口流体连接部分，用以将空气供应到一组辅助通道。入口管道可以由板片本身或是由另外的元件形成。还可以提供用以将水提供到辅助通道的水分配系统，以便于将其壁部弄湿。以此方式，可以通过沿着板片的热传导来冷却通过主要通道的主要空气流，以使水蒸发到通过辅助通道的辅助空气流中。在目前的上下文中，除非以其它方式具体指明，所提到的主要以及辅助通道是要涵盖通道的整体，以及在装置之内个别的通道段。

根据本发明另一个实施例，该传导板片可以包括边界层破坏结构。这样的结构或元件在防止形成沿着通道、特别是辅助通道的层流是很重要的。对于从板片表面进行良好热传递来说，层流通常是不想要的。通过破坏边界层，可以促进局部的紊流及较好地混合饱和空气，而产生了较高的热传递系数。应该注意的走，通常不希望有遍及热交换器的湍流，因为在通道上的压力降的增加比由于增加的热传递的益处更加重要。这样的结构可以设置在板片表面上或可以由板片本身的局部扭曲或外型轮廓而形成。

优选地，装置包括被多个以间隔开的、大体上平行的关系而叠置的热传导板片。间隔元件在每对相邻板片之间限定或通过每对相邻板片的主要和辅助流动区域。以这种方式，可以用简单的方式建立起大量的流动通道。

最优选地，对于这样的叠置板片结构来说，在第一对板片之间的主要流动区域大体上与在相邻一对的板片之间的相邻主要流动区域对齐。在这种情况中，可以将开口设在板片中，用于引导流通过分别在相邻的主要流动通道之间的板片以及通过分别在相邻的辅助流动通道之间的板片。该开口可以具有许多重要的功能。首先，它们可以作用以破坏边界层并且破开局部层流，因此增加热传递系数。其次，通过引导辅助流经过板片的两个表面，如果水或水保留层设在其中一个表面上的话，辅助流可以交替地暴露于热量的传递以及潜热。该开口优选地采用百叶窗的形式或是相似的流动引导通风口。已经发现的是，百叶窗在将饱和的空气引导离开边界层及引导进入通道内部最为有效，同时将由于过量的湍流引起的压力降减少到最小。

根据本发明的第一实施例，流动通道大体上全部与板片相对齐，并且在主要通道之中的流动方向与在辅助通道之中的流动相反。反向的流动结构已经被认为对于有效率的露点冷却来说是最优的。

根据本发明的第二实施例，在主要通道之中的流动方向与在辅助通道之中的流动反向，并且大体上垂直于板片的主平面。如果通过板片的百叶窗或是开口足够大而允许流动经由板片进行的话，就可以实现这样的配置。这样的配置的重大优点在于，间隔元件可以作为传导隔断板，防止沿主要流动方向的热传导。这种配置对于提供用于主要以及辅助流的入口以及出口连接也是有利的。

在替代实施例之中，在主要通道中的流动方向可大体上垂直于在辅助通道之中的流动。装置因此将会以交差流动而操作。其中的一个流动可以是平行于板片的并且另一个流动可以利用开口或百叶窗而穿过板片。可选地，二个流动都可以是部分地穿过且部分地平行于板片。应该注意的是，本发明的一个重要优点是本发明所提供的容许不同流动配置的多功能性。

根据本发明的重要特点，该装置包括亲水层，其至少部分地覆盖在辅助流动通道中的板片。亲水层作为水的保留及释放层。在此上下文中，所讨论的水应被理解为涵盖可以在作为蒸发式冷却器的装置的操作中使用的任何其它的蒸发流体。最优选地，亲水层只设在板片的一个表面上。亲水层并不需要是分开的层，而也可以是被形成为板片的表面处理，用以增加其亲水性。过去已经发现到：诸如波特兰水泥的黏性材料是非常令人满意的。可选地，可以使用纤维材料。已经发现非常重要的是，水保留层不应该由于将板片从辅助流隔绝而阻碍从板片的热传递。

在优选的实施例中，该间隔元件包括隔热材料。该间隔元件因此可以被视为形成在主要区域与辅助流区域之间的分开薄膜。然而，它们并不会如同在现有技术的结构中作为热交换薄膜。该间隔元件也具有构造性功能，来确保用于板片的适当支撑。

在可选实施例之中，间隔元件可以包括板片的大体上垂直于板片的主平面延伸的部分。每个间隔元件都可以直接地或是通过加入粘接剂或是其它形式的连接元件而支撑在相邻的板片上。在这种情况中，连接元件可以部分地扮演间隔件的角色并且也可以提供在相邻板片之间的绝热功能。

尽管已经将间隔元件的一个功能描述成在板片之间提供绝热，但是可以提供其它形式的传导隔板，用以减少在主要流动方向上的热传导。这当然取决于所选择的主要流动方向。对于沿着板片的流动来说，传导隔板可以通过百叶窗或是通过其它小狭缝来提供。特别是，可以利用不允许流动通过、但是中断热传导的狭窄狭缝。

根据本发明的重要方面，板片应该是良好的热导体。优选地，板片包括轻质且容易制造的铝。板片也可以包括其它金属，具体地如合金。如果有需要时，板片可以设有保护层，用以例如防止腐蚀或是腐败。不过，这样的层不应该过度地抑制板片的热传递。

根据本发明的优选实施例，连接自主要通道的出口与连接到辅助通道的入口流体连接。以这种方式，通过主要通道的流的一部分可以随后被引导通过辅助通道。以这种方式作为露点冷却器的操作相信对于实现最高操作效率以及主要通道的最低出口温度是有益处的。在主要出口与辅助入口之间的流体连接可以是一对一为基础，其中一个主要通道提供入口流到一个辅助通道。可选地，组合的主要流可以被分开并且其一部分返回到且被分配到辅助通道。在另外的可选实施例中，某些主要通道可以被专门地引导以将辅助空气提供到所有的辅助通道。在此上下文之中，所提到的主要通道的出口旨在包括有任何适当的连接部分，不论是内部或外部的，可以传送主要流的一部分，以供应流通过辅助通道的连接部分。

根据本发明另一方面，所提供的蒸发式冷却器包括如上文所描述的热交换器，该蒸发式冷却器具有用于容纳热交换器的壳体、连接到主要通道的入口管道、连接自主要和辅助通道的出口管道、用于促使通过主要和辅助通道的空气循环的空气循环装置、将水提供到水分配系统的水供应装置、以及用于控制冷却器的操作的控制器。这样的露点冷却器因此可以作为独立的装置操作，或是可以被整合到较大的加热及通风系统之中。另外，温度、压力、湿度以及其它这样的传感器可以被设在壳体之内，用于监控操作以及在需要时提供反馈到控制器。

附图说明

在参照以下一些示范性实施例的附图之后将可以理解本发明的特点以及优点，在附图中：

图1A示出了传统蒸发式热交换器的一部分的透视图；

图1B示出了图1A的一部分沿着直线1B-1B所截取的剖面详细图；

图2示出了根据本发明第一实施例的热交换元件的类似于图1B的剖面详细图；

图3示出了构建成露点冷却装置的图2的热交换元件的透视图；

图4示出了与图3的实施例类似的本发明第二实施例的透视图；

图5示出了使用于本发明第三实施例中的可选热交换板片的透视图；

图6示出了类似于图2的本发明第四实施例的详细图；并且

图7示出了本发明第五实例的端视图。

具体实施方式

图1A示出了描述于PCT公告WO04/040219的现有技术热交换器之中的当前使用的类型的热交换元件1的一部分，该专利的内容通过引用结合与此。热交换元件1包括具有第一表面12和第二表面14的薄膜10。箭头A及箭头B指示用于作为露点冷却器使用的空气的流动方向。箭头A代表在第一表面12上的主要空气流动。箭头B代表了在第二表面14上的辅助空气流动。薄膜10为从薄型铝板所形成。薄膜10的两侧都设有配置在条带18之中的翼片16。翼片16在它们的基部28处被热密封粘接剂附于薄膜10上。为此目的，翼片16也是由以热密封粘接剂层压的铝所形成。在这种类型的蒸发式冷却装置中，热交换主要是发生在第二表面14上的翼片16的表面上，而不是发生在薄膜本身处。此热量通过翼片16的材料内的传导从位于第一表面12上的翼片处供应。

该翼片16设有穿透层压板的长形槽的形式的百叶窗20。该百叶窗20成组排列。第一组22用以引导流进入表面之中，而第二组24则引导流离开表面。通过以这种方式在翼片16的两个表面之间引导流，百叶窗20用作通过使形成的边界层瓦解来增加热传递系数。除了这个功能之外，可以造成在第二表面14上的辅助空气B交替地首先流过翼片16的外表面、继之流过翼片16的内表面，在外表面处，辅助空气B可通过蒸发以从液体保留层接收湿气，在翼片16的内表面处，辅助空气B可以直接接收热能来提升其温度。翼片16也设有传导跨接物30。这些跨接物30为大致上遍及翼片整体高度的通过翼片16的切痕的形式。这些跨接物减少了不想要有的，在空气流动方向上沿着翼片16的热传输，否则的话，这样的热传输可能会降低介于入口与出口之间的温度差。

图1B说明了形成该结构的不同层。薄膜10包括软退火铝的基层42、铺在基层上的底涂料层44以及铺在底涂料层上，由热及压力激活用于连结翼片16的抗腐蚀粘接剂层46。翼片16也包括设有底涂料层50的软退火铝层48。翼片16也设有在其外表面上的液体保留层26，该液体保留层作用以保留及后续地释放水用于蒸发。

为了要有效地作为露点冷却器，在第一表面12和第二表面14上的翼片16之间的热传递必须通过确保适当的连接技术而被达到最大。同样为了要使经由薄膜10热传递的面积达到最大，翼片16的基部或沟槽28必须被制作成尽可能地宽阔及尽可能地平坦。然而已经发现的是，即使极为小心地将翼片16结合到薄膜10，接触的面积还是不够。此外，在翼片/薄膜/翼片构造之中的粘接剂以及底涂料的存在已经降低了跨过薄膜的热传递系数。

图2显示出通过根据本发明蒸发式冷却装置的热交换元件100的一部分的剖面。为了要与现有技术的配置直接进行比较，只显示出热交换元件100的一部分，该部分对应于图1B所示的装置且与其处于相同方向。

根据图2，其中显示出一些间隔开的、大体上平行关系布置的热传导板片102。间隔元件104将板片102彼此间隔，并且与板片102一起界定出介于该板片102之间的主要流动通道106及辅助流动通道108。板片102是由铝或是其它适当的热传导材料制成。与图1的翼片16不同，板片102并未设有粘接剂层或底涂料层。板片102在辅助通道108的区域之中，在它们的其中一个表面上设有水保留层110。百叶窗112设成在辅助通道108的区域中通过板片102。间隔元件104由一种稳定成形的树脂材料制成。这些间隔元件并不需要是热传导的，因为它们的功能只是要将板片102保持在间隔关系并且防止空气从主要通道106流到辅助通道108。事实上，相信所需要的是间隔元件104是隔绝热的，以便于减少在流动方向之中的热传导。

现在将更进一步详细地解释根据图2的装置的操作。水或其它可蒸发的液体通过未显示于图中的装置而被供应到水保留层110。使得辅助空气B的流动流动通过辅助通道108。当辅助空气经过水保留层时，其通过蒸发吸收水。百叶窗4引导空气通过板片102，在板片处空气接着通过从板片102表面处的直接热传递而变暖。使主要空气A的流动与辅助流的流动反向地流动通过主要通道106。主要流动通过直接热传递到板片102而被冷却。传递到主要通道的区域中的板片102的热量在板片102之中根据箭头H被传导到辅助通道108的区域。因此可以看出的是，板片102作为热传导元件、而不作为热交换薄膜。

图3显示出图2热交换元件100的透视图，其中可以看出板片102的范围。图3也示出了如何将热交换元件100建立成露点冷却器120。也应该注意的是，热交换元件100已经相对于图2旋转90°而进入其操作位置。

如同可以在图3中看出的，板片102延伸超出图2所示的那些主要通道106及辅助通道108而到达另外的主要通道106以及辅助通道108。板片102在流动方向之中的范围也被指示出来。与图1现有技术装置中翼片16布置在条带18之中的所不同的是，本发明的板片102从热交换元件100的一个尽头延伸到另一个尽头。在图3中，为了简化的缘故，只有显示出三十二个短通道，可了解的是，实际上板片102可以在所有的方向中延伸得相当的程度，因而通道106、108的长度以及数目均可以更大。

图3也示出了用于主要通道106的入口管道114。入口管道114由延伸超出板片102之外的间隔元件104的材料形成。这种材料因此可以通过适当的成型技术形成闭合的入口管道114。入口管道114用做将入口空气流A从循环装置115引导到主要通道106，并且保持空气流A与离开辅助通道108的空气流B间隔开。在使用时，空气流B通常将会湿气饱和并且将会被排出。应该了解的是根据需要也可以利用其它将管道形成为用于主要通道106或辅助通道108的入口或出口的方法。

水分配系统116也显示于图3之中。水分配系统116为一系列导管118的形式，其从水供应源119处通到出口122，用于将小水滴124喷到辅助通道108之中。百叶窗112容许小水滴124通过板片102而到达坐落在下方的其它辅助通道。也可以使用替代的水分配系统116。优选的装置为目前使用于Oxycell Rooftop 400型蒸发式冷却器的系统，其大致描述于国际专利公告WO04/076931之中，此专利通过引用结合与此。水供应源119以及循环装置115均由控制器130所控制。该装置可以被封装于适当的壳体(未示出)之中。

对于蒸发式冷却器的有效率操作的一个重要因素是液体保留层的特性。虽然所讨论的是液体保留层，可以很清楚地了解的是，该层事实上是液体保留及释放层。对于这样的层的要求，其可以容易地释出其水分，使得蒸发不会受到阻力。同样重要的是，其应该能够快速地且有效地将水分配到所有相关的表面。因此其应该是亲水性的，而不是吸湿性的，优选地是主要通过表面张力效应来保留水分。

在图2及图3的实施例中，液体保留层110是由纤维材料制成。层110被示意性地示出以具有一种非常开放的结构，使得板片102的金属可以透过介于层110纤维之间的空间清楚地看到。相信是可以促进从板片102的热传递而不会将其闷住。现有技术使用厚灯芯材料层的装置已经有效地隔绝热传输层，防止热传递。用于形成水保留层110的示意性材料为20g/m²的聚酯/粘胶50/50混合物，其可以从荷兰的Lantor B.V.购得。另一个示例性材料为30g/m²的涂布有聚酰胺纤维的聚酯，其可以从荷兰的Colbond N.V.购得，名为Colback^TM。也可以使用其它具有相似性质的材料，包括合成纤维以及如羊毛的天然纤维。在需要时，液体保留层110可以被涂覆或者被处理，用以提供抗菌或是其它防污特性。

液体保留层110可以用胶黏的方式附着到板片102上。对于用于上述铝以及Lantor纤维，已经发现到2微米的双组份聚氨酯粘接剂层可以提供绝佳的效果。当存在的是这样的薄层时，其在热传递上的作用可以忽略。更应该注意的是，液体保留层的存在只会影响从板片102到辅助空气流B的热传递，并且对于介于主要通道106与辅助通道108之间的板片102内的热量传导不会有任何显著的影响。已经发现的是以上所描述的纤维层对于制造的目的来说是理想的，这是因为它们可以被提供为层压板，层压板可在连续的加工程序中被形成为百叶窗以及其它形状。诸如波特兰(Portland)水泥的其它液体保留层也可以使用，并且事实上已经被发现能够提供优良的特性，然而迄今为止，由于它们在形成热交换元件之前会有破裂或是剥落的倾向，因此它们的制造更加复杂。不过相信其它如氧化铝的表面抛光对于所需要的水保留以及芯吸作用来说本身就是足够的。

现在将基于针对图2描述的原理来描述在露点冷却器构造中的图3所描绘的装置120的操作。主要空气流A以温度T1进入入口114并且流过主要通道106。空气流A被循环装置115所驱动。空气流A通过热传递到板片102而被冷却到接近其露点的温度T2。在离开主要通道106时，已被冷却的主要空气流A被分开以形成已冷却的产品流C以及辅助流B。产品流C通过适当的管道运送到需要冷却空气的任何地方。辅助流B经由辅助通道108而返回。当辅助流返回时，辅助流通过从板片102的热传递而被加热并且通过从水保留层110的蒸发吸收湿气。在离开辅助通道108时，辅助流B将已经恢复到接近其原始温度T1，但是将会几乎是100％饱和。流A以及流B之间的焓的差别代表了对于产品流C来说可取得的冷却的量。

在图3的装置中，可以注意到，热量可以沿双方向H通过板片102在其两侧上从主要通道106传导到辅助通道108。热量也可以在流动方向中传递，而这通常是不希望发生的。在辅助通道108之中百叶窗112的存在减少了此区域中纵向的热传递。根据图3的实施例，在主要通道106的区域中并没有显示出百叶窗。然而，可以了解的是，百叶窗也可以设在这个区域中，用于促进湍流以及用于减少纵向的热传递。

图4示出了密切地对应于图3的装置的本发明替代实施例。在图4中相同的元件以与图3中相同的附图标记来表示。根据图4，百叶窗112也被设在主要通道106的区域中。在这种情况下，百叶窗112足够大，使得完全的流A以及B可以通过而没有实质性的阻力。封闭件126被施加于流动通道106、108的两个端部。入口管道114形成在最下方的主要通道106的下侧。在操作时，主要空气流A从入口管道114被引导向上，并且相继地通过每个板片102，通过百叶窗112。在从最上方的主要通道106的区域离开时，流被分开以形成产品流C、及通过在辅助通道108区域中的板片108向下返回的辅助流B。在其它方面操作大致上与图3实施例的操作相同。然而。可以注意到一些优点。由于流A以及流B大体上垂直于板片102，在流动方向中可以没有热传导。此外，由于辅助流B与水分配的方向对准，其可以被用来增进水的输送。可以注意到，在图4中的流动方向也可以是反向的，从而主要流A向下。可选地，该装置可以在一侧上转向，并且水可以通过封闭件126被供应到辅助通道108。图4实施例的另一个优点是，封闭件126以及入口管道114(或另外的管道)可以是更加简单地制造以及连接。

图3以及图4的实施例以反向的流动而操作。对于露点冷却器来说，这种方式像相当地被认为是最有效率的构造。然而，可能在某些情况中交叉的流动构造是需要的。图3以及图4的装置均可用交叉流动配置来操作。在图3中，辅助流B可以通过百叶窗110，在垂直于板片的方向上进行。在图4中，任一流动都可以通过提供适当的入口以及出口管道而被重新导向。

虽然图4的实例已经借助于百叶窗112来说明，可以了解的是，可以使用任何适当的通过板片102的通道。也可以注意到的是，如果间隔元件的材料是一种能够浸渗板片102并且密封该通道的树脂，则百叶窗或是通道并不需要被限定在单个的通道区域中。图5示出了板片202，其具有布置在其上，用以形成主要通道206和辅助通道208的间隔元件204。板片202设有在其表面上的开口212。间隔元件204的材料进入开口212之中，用以防止空气从主要通道206泄漏到辅助通道208。在板片202任一侧上的间隔元件204因此可以例如通过熔化等连接在一起，用以形成大致上连续的间隔件结构。如同在先前的实例之中，流动可以是大体上沿着、或是大体上通过板片、或甚至是对角地发生。板片也可以设有如上文所描述的水保留层(未显示于图中)。

可以构想出许多另外的结构变型。图6示出了与图2类似的热交换元件300的部分剖面图。图6的实施例与图2实施例的不同之处在于没有提供百叶窗。而是，板片302设有用以促进紊流的表面轮廓312。在此实例中，所示的表面轮廓312为小浅凹。然而，要了解的是板片302本身可以进一步被塑造轮廓或形成波形皱折来达成所需的效果。水保留层310作为间歇性条带地设在辅助通道308之中，使得空气流可以交替地流过板片302的金属表面以及水保留层310被弄湿的表面。图6实例的另一个特点是：水分配系统316设在间隔元件304之内。每个间隔元件304为具有出口322的小弹性管件318的形式。在压力下将水供应到管件318使得水滴从出口322喷射以弄湿水保留层310。

图2至图6的实施例已经使用了分开的间隔元件来保持板片间隔开。根据本发明另一个方面，在图7中的剖面示出了其中的间隔件为从板片本身的材料制成的实例。根据图7，多个板片402被形成，每个板片都具有一种Z字形(zig-zag)的结构。每个板片402都具有被间隔件区域434所间隔开的主要通道区域430以及辅助通道区域432。该间隔件区域434大体上垂直于主要通道区域430以及辅助通道区域432。应注意的是，主要通道区域430大于辅助通道区域432。这个差异的原因将会在下文中进一步地解释。主要以及辅助通道区域430、432设有百叶窗412，并且辅助通道区域432设有如先前图2到图5实施例的水保留层(未示出)。板片402相互叠置，使得间隔件区域434相互对齐，并且将每个板片402从其相邻的板片隔开。介于板片之间的接触点通过粘接剂436而连接在一起。粘接剂436也以先前实施例的方式作为间隔件。板片可以替代地以其它适当的方式，例如卡扣机械连接而连接在一起。

图7的实施例作为露点冷却器的操作大致上与先前的实施例相同。主要空气流A流过主要通道区域430。流A可以由适当的风扇(未示出)来驱动。流A通过热传递到板片402的而被冷却。在从主要通道区域430离开时，被冷却的主要流A被分开以形成冷却的产品流C以及辅助流B。辅助流B通过辅助通道区域432而返回。当辅助流返回时，其由于从板片402的热传递被加热，并且通过从水保留层蒸发而吸取湿气。由于只有部分的流通过辅助通道区域而返回，它们的横截面积并不需要与主要通道区域一样大。主要与辅助通道之间的流动面积的这样的差别也可以使用在先前的实施例之中。

流A、B可以通过百叶窗410经由板片402而发生。在这样的流动配置中，粘接剂436作为热间隔件或跨接件，防止在流动方向上的传导。流A、B也可以大体上沿着板片402而进行，因而只有一部分的流会通过百叶窗410。

因此，本发明已经通过参照上文所讨论的某些实施例而描述。可以理解的是，这些实施例容易有对于那些本领域技术人员来说熟知的各种修改以及替代的形式。可以针对本文所描述的结构及技术进行许多除了那些上文所描述之外的修改，而不会偏离本发明的实质及范围。据此，尽管已经描述了具体的实施例，这些实施例仅为例子并且不会在本发明的范围上形成限制。

Claims (14)

1.一种蒸发式冷却装置，包括：

一对热传导板片，所述板片以间隔的、大体平行的关系布置，包括边界层破坏结构；

间隔元件，将所述板片相互间隔开，并且在所述板片之间限定主要和辅助流动通道；

连接到所述主要流动通道的主要空气供应装置；

连接到所述辅助流动通道的辅助空气供应装置；

亲水层，所述亲水层至少部分地覆盖在所述辅助流动通道中的板片；和

水分配系统，用以将水提供到所述辅助通道，使得通过主要通道的主要空气流可以通过沿着所述板片的热传导而被冷却，以造成水蒸发到通过所述辅助通道的辅助空气流中。

2.如权利要求1所述的装置，包括以间隔的、大体上平行关系布置的多个热传导板片，和在每对相邻板片之间限定主要和辅助流动通道的间隔元件。

3.如权利要求2所述的装置，其中在第一对板片之间的主要通道与在相邻一对板片之间的相邻主要通道大体上对齐。

4.如权利要求3所述的装置，还包括用于将流引导通过分别在相邻主要流动通道之间、和分别在相邻辅助流动通道之间的板片的开口。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述开口形成为百叶窗。

6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中在所述主要通道中的流动方向与在所述辅助通道中的流动方向反向，且大体上与所述板片对齐。

7.如权利要求4或5所述的装置，其中在所述主要通道中的流动方向与在所述辅助通道中的流动反向，且大体上垂直于所述板片的主平面。

8.如权利要求4或5所述的装置，其中在所述主要通道中的流动方向大体上垂直于在所述辅助通道中的流动。

9.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述间隔元件包括绝热材料。

10.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述间隔元件包括所述板片的大体上垂直于所述板片的主平面延伸的部分。

11.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述板片包括铝。

12.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述主要和辅助通道的横截面积不同。

13.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中连接自所述主要通道的出口与连接到所述辅助通道的入口流体连接，从而经过所述主要通道的流的至少一部分可随后被引导经过所述辅助通道。

14.一种蒸发式冷却器，包括如前述权利要求中任一项所述的装置，所述蒸发式冷却器还包括：

壳体，用于容纳所述装置；

入口管道，连接到所述主要通道；

出口管道，连接自所述主要和辅助通道；

空气循环装置，用于使通过所述主要和辅助通道的空气循环；

水供应装置，将水提供到所述水分配系统；以及

控制器，用于控制所述冷却器的操作。

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