CN102216721A - 组合冷却系统 - Google Patents

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Abstract

用于组合热交换系统中的热交换单元(102)，包括：具有用于冷却流体的封闭回路的至少一个第一热交换器(104)，位于第一热交换器上游的至少一个空气冷却器(112)，和可操作以使空气通过至少一个空气冷却器(112)和至少一个第一热交换器(104)的至少一个第一风扇装置(110)，当用在组合热交换系统中时，在第一热交换器与至少一个其他热交换单元中的热交换器之间提供冷却流体互连的至少一个通道。

Description

组合冷却系统
技术领域
本发明总体上涉及冷却系统，并且具体地涉及流体冷却热交换器，其中的流体基本上通过对流热换热冷却。本发明特别适合用于相对大的空间的冷却系统，例如，商业制冷系统或大型办公楼的空调系统的一部分。
背景技术
加热和制冷系统被用在大多数现代建筑中以将那些建筑中的温度保持在预定的限度内。一类用于大型建筑物冷却的系统是结合了屋顶安装热交换器的冷却系统。在此类型的系统中，来自建筑物内空气的热量通过建筑物内的一个或多个相互连接的热交换单元传递至屋顶安装热交换单元。在建筑物中，当空气通过热交换单元(蒸发器)时使用制冷剂冷却空气。受热后的制冷剂接着通过另一个热交换单元(冷凝器)，在其中使用热交换流体(例如水)将热量从制冷剂中提取出。受热后的水通常随后被传送至屋顶安装热交换器，其利用建筑物屋顶处的周围空气来冷却水，以准备进一步利用。最普遍安装的屋顶安装热交换器是称为“开放式”系统的类型，其包括很多缺点，例如易于产生并传播足够水平的称为嗜肺军团菌(legionella pneumophilia)的细菌，从而使吸入该细菌的人患上军团病(Legionnaire′s disease)。
大型建筑通常需要转移大量热负荷，特别是在盛夏中。因此，屋顶安装热交换器一般被配置成提供充足的热交换能力以应对最大预期热负荷。
鉴于与“开放式”屋顶安装热交换器相关联的问题，建筑物所有者越来越倾向于考虑“封闭式”屋顶安装热交换器或热交换器装置，其中冷却流体保持在封闭回路中并且不暴露于大气环境。封闭回路热交换器避免了与产生并传播嗜肺军团菌相关联的问题。不过，封闭回路热交换器具有一些问题，包括与相近尺寸和重量的开放式屋顶安装热交换器相比热交换能力显著降低。
封闭回路热交换器通常采用大型平面管和鳍片组件，其包括带有风扇装置的流体运载通道，以使空气通过和/或越过该平面组件，以满足期望的热交换需要。这些类型的热交换器的构造必需专门的设备来移动、安装和组装该结构。此外，在建筑物屋顶上一般需要专门的结构支撑件以将封闭回路热交换器的重量分配在屋顶表面上，并且在建筑物屋顶上需要大量的空间以容纳相对大的尺寸。通常，封闭回路热交换器为“场地外(off site)”构造，并运送至大型卡车上的安装位置，进而通过起重机从开车提升至屋顶，以进行安装和调试。布置运输和起重机的成本和不便利性是明显的并且增加了整个安装的成本。
在安装大型封闭回路热交换器的情形中，有时需要在与建筑物相邻的街上安置大型起重机来将塔(tower)提升至建筑物屋顶。这可能要求在安装过程中封闭街道，这一般将安装限制在街道使用相对低的时间阶段。当然，这一般涉及夜晚和周末，其增加对于任意安装人员的工资标准并因此增加安装的总体成本。
因此，需要提供替换的封闭回路热交换器，其比现有布置更紧凑，并且避免或至少改善与运输、安装和支撑封闭回路热交换系统相关联的成本和难度。
发明内容
在一个方面中，本发明提供用于组合热交换系统中的热交换单元，包括：具有用于冷却流体的封闭回路的至少一个第一热交换器；位于第一热交换器上游的至少一个空气冷却器；以及至少一个第一风扇装置，其可操作以使空气通过至少一个空气冷却器和至少一个第一热交换器；至少一个通道，当用在组合热交换系统中时在第一热交换器与至少一个其他热交换单元中的热交换器之间提供冷却流体相互连接。
在一个实施方式中，在使用中，空气冷却器具有由风扇装置导致通过其中的空气，风扇装置可以是第一风扇装置。在该实施方式中通过空气冷却器的空气被冷却。冷却的空气接着通过和/或越过封闭回路热交换器。
在另一个实施方式中，第一封闭回路热交换器配置成具有一定截面的(cross sectional)基本管状的装置，其中第一风扇装置可操作以使空气纵向通过第一封闭回路热交换器的基本上管状装置的内部空间。当然，空气也可以通过基本上管状装置的壁，从而辅助热交换过程。
在另一个实施方式中，具有用于冷却流体的封闭回路的第二热交换器与第一封闭回路热交换器设置成它们形成具有空气可通过的内部空间的基本上一定截面的管状装置。
风扇装置可安置在相对于第一封闭回路热交换器的各种位置中。不过，在一个示例性实施方式中，由第一风扇装置的操作而产生的空气流动的方向在基本上与管状装置的纵向轴线对齐的方向上，或者在基本上与第一封闭回路热交换器和第二封闭回路热交换器的装置的纵向轴线对齐的方向上。
当然，根据本发明的组合热交换系统可以包括使空气通过第一热交换器的一个或多个风扇装置。在那些包括两个或更多风扇装置的那些实施方式中，每个风扇装置的空气流动的方向是基本对齐的。在本发明的示例性实施方式中，组合热交换系统包括在管状装置的一个端部处的单个风扇装置，以用于迫使空气通过第一封闭回路热交换器。
当第一封闭回路热交换器形成为基本管状的装置时，它可以具有垂直于其标称纵向轴线的各种横截面形状。合适的形状包括基本上为四边形、六边形、八边形、星形、三角形或类似的形状。在一个实施方式中，管状装置具有垂直于其标称纵向轴线的大体圆形或椭圆形的横截面。在另一个示例性实施方式中，基本上管状的装置具有垂直于纵向轴线的大体方形或矩形的横截面。在该实施方式中，大体方形或矩形的横截面具有一个或多个锐角。
管状装置的结构可全部或部分地围绕管状装置的纵向轴线沿周界延伸。当然，在一些布置中，管状装置形成围绕纵向轴线的连续本体。这形成了围绕管状装置的纵向轴线的封闭管。在其他示例性实施方式中，第一封闭回路热交换器可与基本上管状的装置以及一热交换本体一起操作，所述热交换本体形成管状装置的壁并部分地围绕其纵向轴线延伸。这会在管状装置的本体中提供周界间隙。可以想到，管状装置的热交换本体围绕纵向轴线延伸的越多，该构造利用来自风扇装置的空气流来冷却在管状装置的壁中的流体通道中包含的冷却流体的效率越高。因此，优选地，管状装置的热交换本体围绕其纵向轴线延伸至最大程度就可能基本上形成围绕纵向轴线的包围物。当然，两个或更多个单独的封闭回路热交换器可基本上对接在一起，或紧密靠近地安置，以形成大体管状的包围物，空气从该包围物通过。
管状装置的周界中包括的间隙可能由于各种原因产生。在一个实施方式中，提供间隙用于提供集管(header)装置，冷却流体通过所述集管装置进入并离开形成管状装置的壁的封闭回路。所述集管可设置在两个间隔开的纵向端部中的一个或两个处，所述纵向端部的每一个均大体平行于管状装置的纵向轴线延伸。用于冷却流体的封闭回路在这些端部之间沿周界延伸。在一些布置中，只有其中一个纵向端部包括集管，另一端部具有带有封闭端部的连接部分。在其他的布置中，纵向端部的每一个均包括集管，借此允许流体在集管之间或在与各个集管相连的热交换本体的单独部分中流动。
在一个示例性实施方式中，通过进入在第一封闭回路热交换器的顶端处的集管并从在第一封闭回路热交换器的底端处的集管离开的方式，冷却流体流过第一封闭回路热交换器。在该实施方式中，优选地将风扇装置配置成使空气首先从底部流动，并流动通过竖直定向的管状热交换器单元内的基本上封闭的空间，引起空气轴向向上流动，进而从第一封闭回路热交换器的顶端离开。在另一个示例性实施方式中，风扇装置位于第一封闭回路热交换器的附近或顶端处。这两个实施方式提供逆流热交换装置，其中空气流和冷却流体流在不同的方向上。
可使用用于第一封闭回路热交换器的各种类型的流体运载通道，包括板、散热片(plate-pin，鳍板)、螺旋物、管、套管、盘管等。在一个示例性实施方式中，热交换器包括由多个沿周界设置的通道形成的封闭回路，所述多个通道相对于纵向轴线大体横向地设置在热交换本体中。
可根据具体冷却要求改变第一封闭回路热交换器中使用的冷却流体。在一些应用中，冷却流体是水或油。在其他的应用中，冷却流体从例如氨气、氟利昂或二氧化碳的制冷气体中选择。
在另一个实施方式中，第一封闭回路热交换器是带有这样的流体通道的微通道热交换器，所述流体通道显著小于标准管和鳍片封闭回路热交换器的流体通道。在一个具有封闭回路微通道热交换器的示例性布置中，冷却流体通过基本上水平的供应集管供应，并从封闭回路微通道热交换器通过进而通过另一个基本水平的回流集管。在一个布置中，供应集管位于封闭回路微通道热交换器的顶部处或靠近该顶部，并且回流集管位于封闭回路微通道热交换器的底部处或靠近该底部，以使冷却流体在顶部处或靠近顶部进入封闭回路微通道热交换器，并且由于重力的作用立即通过封闭回路微通道热交换器，并接着在底部处或靠近底部通过回流集管流出。
在另一个实施方式中，供应集管和回流集管位于封闭回路微通道热交换器的竖直侧面处或靠近该竖直侧面。通常，冷却流体通过供应集管流入并通过封闭回路微通道热交换器的流体通道到达回流集管，此处冷却流体可以流出回流集管。
在进一步的示例性实施方式中，封闭回路微通道热交换器包括第一封闭回路微通道热交换组件和第二封闭回路微通道热交换组件，其设置成使得第一组件的表面基本上平行于第二组件的表面，并对齐以使得冷却的空气流通过第一组件并接着通过第二组件。在该实施方式中，冷却流体设置成流动通过第一组件并接着通过第二组件。
应当指出，本发明的至少一个第一热交换器具有用于冷却流体的封闭回路，以保证防止冷却流体暴露于大气环境，并且具体地，不暴露于通过冷却流体热交换器的空气。在使用水作为冷却流体的情形中，当冷却流体通过热交换器(称作“封闭回路”热交换器)时，冷却流体与通过热交换器的空气之间的这种隔离消除了空气传播的军团细菌的散布的风险。实际中，封闭回路可能构成冷却系统内的环路的一部分，其中冷却流体从该流体被用来吸收热能的位置开始传输并接着被传输至冷却流体热交换器，以从冷却液中去除所吸收的热量。
在周围外部温度超过30摄氏度的一些环境中，使用利用周围空气冷却的封闭回路热交换器系统不能够充分去除空调系统的热能以形成商业上可行的构造。在这些布置中，因此只可能通过提供不实际的大型主热交换器来实现对流式冷却，这不具有商业上可行的前景。
在周围温度很高的环境中，在使周围空气通过热交换器之前冷却周围空气产生商业上可行的构造。
为了冷却流过第一热交换器的空气，可以在一个或多个空气入口上方或附近设置空气冷却器，通过所述空气入口风扇装置使冷却的空气通过第一封闭回路热交换器。在一个实施方式中，风扇装置抽吸冷却的空气使其通过第一封闭回路热交换器的壁。在该实施方式中，至少一个空气冷却器被径向地设置在第一封闭回路热交换器的壁的外面。
空气冷却器可具有许多布置。在一个示例性实施方式中，空气冷却器包括吸湿垫形式的吸湿材料，也就是说，其在使用中保持潮湿以使得通过空气冷却器的空气在经过第一热交换器中的封闭回路的一部分之前通过蒸发作用而冷却。已经发现使用具有吸湿材料的空气冷却器明显提高了热交换单元的冷却能力。因此，与没有空气冷却器的热交换单元相比，可从很小的热交换单元产生相同的冷却能力，由此减少了对于特定热负荷的热交换装置的资本成本。
在一个实施方式中，吸湿材料包括多个槽孔(fluted aperture)，并被设置成大体平行于第一封闭回路热交换器的本体的一个或多个壁。在该布置中，空气冷却器可包括流体分配器，其将湿剂分配在吸湿材料上，因此保持吸湿材料在热交换单元工作过程中是潮湿的。
在另一个实施方式中，热交换单元包括用于蒸发冷却空气的湿剂再循环系统，该系统包括：水分分配装置，其在使用中将湿剂分配在空气冷却器中的吸湿材料的上部；水槽，设置在空气冷却器中的吸湿材料的最下部以下，以用于初始收集湿剂径流(run-off)；水池，与水槽流体连通以用于收集和存储所述径流；以及泵，与水池流体连通，其在使用中将湿剂从水池传送至吸湿材料。
在一实施方式中，吸湿材料在它保持带有水的潮湿状态时支持绝热过程。尽管水不昂贵并且一般供应充足，但近年来尽可能地保存水的需要已经公知，尤其是由于已经在世界的那些在经历持续干旱的很多地区推行的用水限制。当然，水可包括添加剂，例如，抗菌剂和/或改进水再循环系统的工作的任何其他添加剂。
在另一个实施方式中，设置在吸湿材料最下部以下的水槽的尺寸设计成，与用作径流收集和存储装置的现有水槽装置相比，每单位长度收集和/或保持明显更少的径流。所述水槽可用作径流水的临时或中间存储位置，直到水槽中收集的水可被传送至水池为止。因为不要求水池延伸吸湿材料的全长，所以相比于现有的水槽装置，所述水池明显更小并保持明显更少的水，且同时仍在泵吸入口处维持正压头。
在该特定实施方式中，减小的水池尺寸(与通常的布置相比)有助于减小热交换单元的操作重量，这是对于提供用于热交换单元的合适的结构支撑需要考虑的因素。
在本发明的一实施方式中，外部的补充水源(恢复在空气冷却过程中蒸发的水)与湿剂再循环系统流体连通。在该实施方式中，通过一阀控制补充水的供应，该阀根据决定对于补充水的需求的控制系统来启用或禁用。补充水可供应至水槽。可替换地，并优选地，直接将补充水供应至吸湿材料，并且随着径流水被收集并流到水池，水池中的存储水的水位增加。
在一个实施方式中，通过将湿剂从水池泵送至湿剂分配装置，泵将湿剂从水池输送至吸湿材料。
在后面的实施方式中，当水作为湿剂来使用时，使用标准浮阀装置来监控水池中的水位，因此确保在泵吸入口处保持正压头。外部水不供应至水池而是直接施加至空气冷却器的吸湿材料，并可以通过分配水的水分配装置而输送至吸湿材料的上部。由于经由水池，补充水直接沉积在需要水的地方，而没有与填充水池并接着将补充水从水池通过泵并接着输送至水分配装置相关联的正常延迟。当然，与现有的水槽装置相比，增加相对小的水池中的水位所需要的时间明显更少。不过，将外部补充水直接施加至吸湿材料减少了使吸湿材料饱和所需要的时间。
当然，打开允许外部(补充)水进入水再循环系统的浮阀最终增加了水池容纳物(content)，随着水流过吸湿材料，吸湿材料随之填充水池并最终动作以关闭操作的浮阀。
当然，同与水池和泵装置流体连通的水分配系统相比，这种由阀将外部水供应至吸湿材料可以通过单独的水分配系统发生。不过，没有理由相同的水分配装置不能既用于再循环水又用于外部补充水，并且在本发明的一实施方式中，补充水被引入从泵出口延伸至设置在吸湿材料上方的水分配系统的水管道中。
本发明的实施方式结合中间且临时的径流水收集装置，其中将任何收集的径流水引向水池，接着通过泵将水输送到设置在吸湿材料上方的水分配装置，这可以显著减少浪费的水的量，特别是与现有水槽装置相比该水池和水槽的尺寸显著减小。具体地，通过使用在吸湿材料下方的中间径流水收集装置作为水槽，并接着将径流水输送至水池，水池的尺寸可以显著小于标准水槽装置，同时仍保持泵吸入口处的所需的压头。
当然，在能够操作具有更小尺寸的水池的水再循环系统的情况下，除了减小系统的操作重量，还相当地减小了浪费的水的量，因为一般的倾卸(dumping)系统只会引起倾卸较小量的水。
在本发明的一个实施方式中，将补充水引导到水分配系统中在泵的出口之后并在水分配装置的入口之前的一位置处，与首先将补充水引导进水池或水槽并接着泵送到水分配装置的布置相比，使吸湿材料从干燥状态达到饱和所需要的时间量减少了。因此，在补充水被引导至泵的出口与水分配装置的入口之间的一位置的情况下，与现有系统相比，冷却设备从干模式过渡到湿模式所需要的时间明显减少了。在该延迟充分减小的情况下，在气候条件恶化的预期下水再循环系统的预清空(per-emptively)起始操作就不再需要了。可以尽可能快地从干模式向湿模式转变的反应更迅速的水再循环系统具有如下相关联的优点：可以避免空气冷却系统的更多错误准备(priming)情形，并因此避免在那些错误准备可能另外发生的情形中水的浪费。
根据另一个方面，本发明提供了用于在湿剂再循环系统中蒸发冷却空气的循环湿剂的方法，所述方法包括以下步骤：将湿剂施加至吸湿材料的上部，在开始将湿剂径流收集设置在吸湿材料下方的水槽中，将径流湿剂从水槽输送至用于存储的水池，将湿剂从水池输送至吸湿材料，以及监控水池中的湿剂的水平高度，并且当水池中的水平高度下降至预定阈值以下时，启用来自外部补充湿剂源的供应并直接将所述补充湿剂供应至吸湿材料。
根据本发明的另一个方面，提供一种组合热交换系统，其包括：至少两个热交换单元，每个热交换单元均具有包括用于冷却流体的封闭回路的第一热交换器；至少一个空气冷却器，形成位于第一热交换器的上游的第二热交换器；以及至少一个第一风扇装置，可操作以使空气通过至少一个空气冷却器和第一热交换器，其中所述至少两个热交换器单元中的每一个的第一热交换器都是流体连通的，以允许冷却流体在它们之间流动。
在一些实施方式中，从冷却流体流动的角度说，第一热交换器设置成与一个或多个其他的第一热交换器并联或串联。在该示例性实施方式中，第一封闭回路热交换器的每一个都有效地形成一热交换单元，并且可设计和构造一个或小数量的热交换单元。每个热交换单元都将具有预定的热交换能力。因此可在组合热交换系统中使用一个或多个热交换单元以适应选定的应用或使用的热负荷。例如，当用在建筑物的冷却系统中时，基于每个单元的热交换能力，可选择多个热交换单元以适应在夏天的最高温度时期建筑物的最大热负荷。
在另一个实施方式中，热交换单元包括从空气流动的角度与第一热交换器基本上对齐串联的第二热交换器，从而形成热交换器叠组(stack)。在该实施方式中，通过使用热交换器的叠组实现了增加的热交换能力，但是期望在空气流动系中放置两个或更多个热交换器以形成一叠组，以便增加流动通过叠组的阻力，并因此需要明显更大的空气供应。这相应地增加了风扇装置的耗电量，因为需要使空气通过与单个热交换器相比具有更大的空气流阻力的装置。
在另一个方面中，本发明提供了组合热交换系统的安装方法，包括：将一个或多个热交换单元运送至安装位置，将一个或多个热交换单元连接至冷却流体供应装置，将一个或多个热交换单元连接至电源，以及启动组合热交换系统。
通常，与使用平面管的屋顶安装热交换器和鳍片热交换器相比，热交换单元的尺寸相对较小。在一个实施方式中，热交换单元的尺寸适于放入建筑物的货梯中。以这种方式，每个单独的热交换单元可通过货梯运送至建筑物的屋顶，然后通过连接单独热交换单元的每一个来在屋顶上组装成组合热交换系统。在该方面中，将会在安装过程中连接每个热交换单元以为该建筑物提供总体需要的热交换能力。
由于任何故障的热交换单元可在不停用剩余的热交换单元的情况下被隔离并替换，因此这种组合系统的维护相比现有系统更灵活。隔离并替换或维修损坏的热交换单元同时剩余的热交换单元继续工作，这提供了便利性方面的显著优点，可以利用这种便利性实现对热交换系统的维修。
屋顶安装的热交换器一般是定制构造，以满足特定建筑物的热需求。因此，在一些情况中每个组件，诸如第一热交换器、风扇装置等的每个组成部件可为特定建筑物定制加工。应当理解，这可以导致在建筑物屋顶上构造非常大的结构。在一些实施方式中，本发明可定制构造。
附图说明
现在将参照描绘了本发明的示例性实施方式的附图描述本发明，附图中：
图1是示出了结合空气冷却屋顶安装热交换器的封闭回路冷却系统的主要部件的示意图。
图2是示出了结合空气冷却屋顶安装热交换器的封闭回路冷却系统的另一种形式的示意图，其中屋顶安装热交换器具有包括吸湿垫的空气冷却器。
图3是根据本发明的一个示例性实施方式的封闭回路热交换器盘管的平面图。
图4是图2中的封闭回路热交换器盘管的前视图。
图5是图2中的封闭回路热交换器盘管的右侧视图。
图6是图2中的封闭回路热交换器盘管的集管装置和盘管端的透视图。
图7是根据本发明的热交换单元的第一示例性实施方式的前视图。
图8是根据本发明的热交换单元的第二示例性实施方式的前视图。
图9是根据本发明的示例性实施方式的组合热交换系统的单个热交换单元的平面图。
图10是根据本发明的示例性实施方式的具有两个热交换单元的组合热交换系统的平面图。
图11是根据本发明的另一个示例性实施方式的具有三个热交换单元的组合热交换系统的平面图。
图12是根据本发明的另一个示例性实施方式的具有四个热交换单元的组合热交换系统的平面图。
图13是根据一个示例性实施方式的热交换单元的平面图。
图14是根据另一个示例性实施方式的示出为不具有空气冷却器的热交换单元的平面图。
图15是具有双联式(duplex，复式)热交换器装置的热交换单元的实施方式的前视图。
图16是以不同方向显示的根据图13的热交换单元的视图。
图17是以不同方向显示的根据图14的热交换单元的视图。
图18是热交换单元的实施方式的前视图。
图19是示出了热交换器本体的平面侧的封闭回路热交换器的实施方式的视图。
图20是图19中的封闭回路热交换器的侧视图。
图21是具有八个热交换单元的组合热交换系统的顶视图。
图22是结合现有湿剂再循环系统的热交换单元的实施方式的概略图；
图23根据本发明实施方式的包括湿剂再循环装置的冷却系统的实施方式的概略图；以及
图24是图23中的冷却系统的概略图，其提供了图23中详细示出的一些部件的透视图。
具体实施方式
参见图1，显示了为建筑20提供冷却的空气的传统封闭回路冷却系统装置18的示意图。该封闭回路冷却系统装置18包括屋顶安装热交换器23，其通常包括基本平面的主热交换板27、27A。
描绘的封闭回路冷却系统装置18包括位于建筑20的底部的热交换器系统21，其设计用于在制冷流体的封闭环路22与水回路30之间交换热负荷。水回路30联接至建筑物的内部空调系统(未示出)。一般通过将空气抽吸通过包括一部分冷冻水回路30的管道来冷却建筑物20中的空气。来自空气中的热能被传递至冷却建筑物20中的空气的冷冻水回路30。使用制冷流体的封闭环路22来冷却水回路30。这通过使制冷流体通过热交换器28来实现，制冷流体在热交换器中从水回路30吸收热能，其还以逆流流动的方式移动通过热交换器28。制冷流体通过回路22的流动由压缩机24驱动并由膨胀阀26调节。
屋顶安装热交换器23安置建筑物20的屋顶上。示出的屋顶安装热交换器23包括空气冷凝器27、27A，所述空气冷凝器配置有位于冷凝器27、27A的顶部处的电动风扇29和31，所述电动风扇将空气经由侧面空气入口(未示出)抽吸通过27、27A的冷凝器盘管，并通过风扇29和31将抽吸的空气排出到屋顶安装热交换器23上方。因为热交换器一般很大并且由于使用的大型风扇29和31在工作过程中发出大量的噪声，因此通常将屋顶安装热交换器23放置在建筑物20的屋顶上。将制冷流体从建筑20的地下室向上泵送到建筑物20的屋顶，并使其通过冷凝器盘管27、27A，在此处热量从制冷流体转移到由风扇29和31抽吸通过盘管27、27A的空气。
所示出的空气冷却冷凝器利用引导通风逆流将空气抽吸通过塔23。在该构造中，风扇29、30位于冷凝器27、27A的空气出口处。空气进入塔23，并在与通过冷凝器27、27A的冷却流体的流动相反的方向上抽吸空气使其竖直通过冷凝器27。
现在参见图2，示出了向建筑物34提供空调气的封闭回路冷却系统布置32的第二种形式。该冷却系统布置32可包括带有封闭回路冷却布置的屋顶安装热交换器35。
示出的冷却系统布置32与相对图1描述的布置类似，在于它包括制冷流体的封闭回路36，其中制冷流体依靠冷凝器42而通过冷凝器38和蒸发器40。流体通过封闭回路36的流动由膨胀阀44控制。蒸发器40包括使热能从其移除的封闭水回路46，以便以类似于前面所述的方式利用封闭水回路36来实现建筑物34中的空气的冷却。冷凝器38用作热交换器以将热能从制冷流体的封闭环路36中提取出。
通过使用通过管道50被抽吸入冷凝器38并通过管道48被运送出冷凝器38的冷却流体，来实现在冷凝器38中将热能从制冷流体的封闭环路36去除。在泵51的控制下将冷却流体抽吸入冷凝器38并使其通过冷凝器38。从冷凝器38流出的冷却流体通过管道48被运送至建筑物34的屋顶，在此处冷却流体进入封闭回路屋顶安装热交换器35的屋顶安装封闭回路热交换器52。封闭回路屋顶安装热交换器35包括电动风扇54和56，其操作以抽吸空气通过其中。
封闭回路热交换器52的管道(在图1和2中都没有详细示出)一般是导热的并以弯曲路径形成，其设置在当空气被抽吸通过封闭回路热交换器52时将经受空气流动的区域中。可以理解，管到的区段可包括导热延伸部，以提高当空气经过管道时的对流热传导效率。通常，导热延伸部包括通常由合适的热传导材料形成散热片(heat fin)。在已经通过以弯曲路径形成的管道部分时，水接着通过下流管50被运送出屋顶安装封闭回路热交换器52，并利用泵51被泵送到冷凝器38中。
除了使冷却流体通过管道的经受受迫空气流的部分，屋顶安装热交换器35还包括空气冷却器57。空气冷却器57包括位于封闭回路热交换器52的空气入口上游的潮湿的吸湿材料。风扇54、56的工作将空气抽吸通过空气冷却器57的潮湿吸水材料，进而使吸湿材料中的湿剂蒸发。蒸发湿剂需要的能量从空气提取，因此在空气通过封闭回路热交换器52之前冷却空气。产生的冷却空气当通过封闭回路热交换器52时允许更大的温度变化，并因此增加屋顶安装热交换器35在从流过封闭回路热交换器52的水中去除热能的效率。
图3至6显示了可用在封闭回路屋顶安装热交换器23中的热交换单元的第一封闭回路热交换器60的一种示例形式。如所示出的，在该实施方式中，封闭回路热交换器60构造成大体管状形状的盘管，其具有名义纵向轴线62X-X(在图4和5中最好的显示)。管状盘管62构造有大体方形的横向截面区域(即，垂直于轴线X-X)，如图3中最佳地示出。该方形横截面具有圆角。管状盘管62没有完全围绕纵向轴线X-X延伸，而是在它的一个转角处具有纵向间隙64。在纵向间隙64处设置有纵向布置的集管装置66(在图6中最好的显示)，其包括通向热交换盘管60的入口端口68和出口端口70。集管装置66包括两个纵向定向的集管72和73，供应集管72具有上侧安装的入口管74，且回流集管73具有下侧安装的出口管75。当然，在其他的实施方式中，入口管74和出口管75可通过共用集管装置连接。热交换盘管60和集管装置被安装在方形基座平台78上，该基座平台通常由镀锌钢板、强化混凝土等构造成。
第一热交换器60中的间隙66形成热交换盘管60的两个纵向端部76和77，多个沿周界设置的导热管道79在这两个端部之间延伸。每个管79的周界部分的端部在各个部件处并在每个端部利用U形弯曲接头80相互连接，以形成将水从供应集管72运送至回流集管73的弯曲路径。管79安装在在基座平台78中安装的框架结构82上，所述框架结构82在每个管79的周长之间提供预定的间隔。选择该间隔以允许由空气冷却器冷却的空气从第一封闭回路热交换器60的外部开始通过封闭回路热交换器60的侧面进而经过管道79流动。
在工作中，冷却流体(例如水、氨水或氟利昂)经由入口管74通过供应集管72进入封闭回路热交换器60并流过管道79。通过图1中所示的实施方式中的风扇(例如风扇29和31)或图2中所示的实施方式中的风扇54或56迫使冷却空气经过管道79，从而将管道79中水的热量传输至管道79(一般是传导式热传递)，并通过管道到达空气(一般是对流式热传递)。管道79中水被冷却并接着经由出口管75通过回流集管73从第一封闭回路热交换器60放出。
图7和8显示了根据本发明的结合封闭回路热交换器的热交换单元82和84的两个优选实施方式。
首先参见图7中所示的实施方式，示出了低噪声热交换单元82的前视图。交换单元82是自备(self contained，机内)单元，其可单独使用，或与相似的热交换单元82耦接在一起，以形成用在建筑物20、34的屋顶上的屋顶安装热交换器结构23、35中的热交换系统，例如图1和2中所示。热交换单元82包括如前面所述的第一封闭回路热交换器60。第一封闭回路热交换器60安装在由镀锌钢板材和部件构造的基座平台85上。在第一封闭回路热交换器60上方竖直地安置中心安装的电动风扇86，其布置用于将冷却空气抽吸通过第一封闭回路热交换器60的侧壁。风扇86在中心安装，其扇叶87可围绕基本上与封闭回路热交换器60的纵向轴线X-X对齐的轴线旋转。风扇86定向成扇叶87背离风扇电机87A朝向封闭回路热交换器60的内部向下指引。为了减少由风扇86工作导致的震动和噪声，将风扇86安装在由例如橡胶等阻尼材料形成的圆柱形衰减鼓88中。
在封闭回路热交换器60的侧壁外面的两侧处设置有两个基本平面的空气冷却器89和90。空气冷却器89、90由吸湿材料形成，在一个实施方式中，在湿剂是利用分配装置(未示出)被送到空气冷却器89和90上的水滴的情况下，吸湿材料保持水。空气冷却器89和90悬在侧壁上方，其形成封闭回路热交换器60的空气入口，从而要求经过热交换盘管62的管道79的冷却空气首先通过空气冷却器89和90。如前面所述，湿剂的蒸发从通过空气冷却器89和90的空气提取热能，并因此冷却所述空气。空气被冷却的程度取决于周围环境的温度和外部空气的湿度。
在一实施方式中，包括多个直径尺寸小于7mm的槽孔的吸湿材料垫被用于空气冷却器89和90。
应当理解，通常利用例如控制阀等的湿剂分配器(未示出)将水施加至每个空气冷却器89和90的顶部，由此使空气冷却器89和90潮湿。水施加器通常将水分配在空气冷却器89和90的顶部上。水施加器施加的水最终向下滴落而通过空气冷却器89和90，并基本弄湿空气冷却器89和90的全部材料。在空气冷却器89和90没有充分吸收施加于其上的水时，来自每个空气冷却器89和90的底部的径流可以被收集在一水池(未示出)中，可经由泵(也未示出)将水送回水施加器。在一些示例性实施方式中，来自空气冷却器底部的径流没有再循环至空气冷却器的顶部。
现在参见图8中所示的实施方式，其示出了标准构造热交换单元84的前视图。与图7中所示的热交换单元类似，该单元84是自备热交换单元，其可单独使用，或与类似的热交换单元(例如图7或图8中所示)流体连接在一起，以形成与单个自备热交换单元相比具有更大的热交换能力的热交换系统。例如在图7或图8中详细描绘的结构可以构建在建筑物的屋顶上，例如图1和图2中所示。热交换单元84的结构与针对图7中所示的热交换单元82的描述很相似，并且包括如前面所述的封闭回路热交换器60、风扇92、安装在基座平台85A上的空气冷却器93和94。图7和图8中所示的两个实施方式之间的差别与风扇92的定向和安装部件91(风扇92位于其中)的构造有关。在该实施方式中，风扇92仍然在中心安装，其扇叶95可围绕基本与封闭回路热交换器60的纵向轴线X-X对齐的轴线旋转。不过，风扇92没有安装在圆柱形衰减鼓88中，而是安装在直径D大于封闭回路热交换器60的内径E的腔体中。这允许风扇92具有更宽的扇叶95，并因此与图7中所示的热交换单元82的较小风扇86相比具有抽吸通过封闭回路热交换器60的更高的体积流速。此外，风扇92定向成使扇叶95远离风扇发电机95A以及封闭回路热交换器60的内部而向上指引。
图7和图8中所示的热交换单元82和84可连接其他相似的热交换单元82、84以形成组合热交换系统。图9至图12显示了热交换单元82、84的各种组合布置的平面图，为了描述的简便，将参照热交换单元82的参考标号来表示所述组合布置。应当理解这些图可等同地用于图8中所示的热交换单元。
图9显示了单个热交换单元82的平面图，热交换单元82包括圆形管状封闭回路热交换器60’。应当理解，该管状封闭回路热交换器60’具有与图3至图6中所示的封闭回路热交换器60相同的元件，但具有大体圆形的横截面而不是大体方形的横截面。图10、图11和图12显示了分别结合在两个、三个和四个热交换单元82系列中的热交换单元82。
热交换单元82、84可以串联或并联连接，并且在一个实施方式中，在每个热交换单元82、84之间具有隔离回路或固定装置，从而允许每个单个的热交换单元被隔离并下线维护或替换，同时允许剩余的热交换单元仍然工作。因此，在这种维护期间中，具有这些热交换单元82、84的屋顶安装热交换器仍然以减小的能力工作。
在一具体应用中，热交换单元82、84的数目可以选择成满足具体建筑物或结构的最大热负荷。在这方面，热交换单元82、84各自的热能力已知，并且可以估计建筑物的空调系统的最大总热负荷。将会针对夏天的峰值温度负荷来大体估计最大能力。选择在建筑物上使用的热交换单元82、84的数目以满足该最大能力。
在示例性实施方式中，图7至图12中所示的每个热交换单元82、84的尺寸设计成允许热交换单元82、84适合进入标准货梯。典型的尺寸会是例如1420mm宽、1420mm长和2015mm高。这些尺寸将允许热交换单元82、84通过如下方式安装：将热交换单元82、84装载到建筑物中的货梯中，将热交换单元82、84从一层运送至建筑物的顶层，热交换单元将被放置在屋顶。这与现有热交换系统相比能够减少安装成本，现有热交换系统一般是需要利用专用升降设备(例如起重机)运送至建筑物屋顶的大型设备。可想而知，由于租用起重机以及在建筑物的底部放置起重机、阻塞道路等以及从道路上提升设备所涉及许可和法规手续，因此这是昂贵的应用。
如在图7至图12中可见，每个热交换单元82、84具有自己的基座结构85、85A，因此在大多数应用中不需要在建筑物屋顶上构建新的安装结构，而是可以将热交换单元螺栓固定或通过其他的方式固定至现有屋顶结构。
在一些实施方式中，每个热交换单元82、84的空气冷却器89和90只有在围绕热交换单元的周围空气温度高于预定温度时是可操作的。在这些实施方式中，热交换单元82、84可包括启用空气冷却器89和90的控制器。例如，当从封闭回路热交换器出来的冷却流体的温度升高至高于第一预定极限时，该控制方法将在有规律或周期性的基础上将空气冷却器89和90弄湿一段短暂的时间。例如，第一预定极限可以是24℃。当冷却流体温度高于第一极限时空气冷却器89和90将被弄湿，直到从封闭回路热交换器出来的冷却流体的温度下降到第二预定极限之下的时候为止。第二预定极限优选地低于第一极预定限温度至少2℃，以避免分配器响应预定极限周围的冷却流体温度的小波动而不断的启用和禁用。
可使用替换的控制方法，目的在于操作空气冷却器89和90达到最少的需要时间，以针对增加冷却能力要求的时间段来适应增加冷却能力的需要。
在其他的实施方式中，可使用可变螺距的风扇以将空气抽吸通过第一封闭回路热交换器和空气冷却器。
除了水以外可在热交换器的封闭回路中使用一系列的冷却流体。在一个替换实施方式中，冷却流体包括高浓度的氨水，且第一封闭回路热交换器包括不锈钢或铝管道，该管道实现使氨水通过封闭回路热交换器。此外，可以使用一系列的材料以形成用于冷却流体的通道，例如低碳钢。如在本领域中理解的，根据本发明的热交换器的改进冷却效果实现了这样的热交换器构造：其包括氨水冷却流体，具有减小的物理尺寸，同时具有与较大尺寸的传统热交换器的冷却能力相似的冷却能力。因此，对于相对小的设备而言，采用氨水作为冷却流体的封闭回路交换器变成了更经济可行的选择。
图13示出了具有包括四个热交换器本体104的封闭回路热交换器的热交换单元102的实施方式，其中四个热交换器本体104包括第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器和第四热交换器。所述封闭回路热交换器通过连接通道106流体连通。在该实施方式中，每个热交换器本体104均具有与其紧挨的位于封闭回路热交换器104的上游的空气冷却器112。还示出了使空气通过封闭回路热交换器和空气冷却器的风扇装置110。在该实施方式中，风扇装置具有一个风扇108，其是六扇叶风扇。
图14示出了图13中的热交换单元的细节，其中显示供应集管114在封闭回路热交换器的其中一个的上方，以用于冷却流体流入封闭回路热交换器104。
图15是热交换单元102的一个实施方式的侧视图。在该实施方式中，封闭回路热交换器104是双联式封闭回路热交换器，其具有基本彼此平行设置的第一热交换器本体116和第二热交换器本体118，以使得通过封闭回路热交换器的空气经过这两个热交换器本体。冷却流体在第一供应集管120处流入，其接着向上流到第一热交换器本体116，直到它到达第一出口集管122。该第一出口集管122与用于第二热交换器本体118的第二供应集管124为冷却流体连通的。第二供应集管124允许冷却流体向下流动通过第二热交换器镶板，直到它到达回流集管126。冷却流体可接着流向热交换器单元102中的另一个封闭回路热交换器，可替换地，冷却流体可以流向另一个热交换器单元(未示出)中的另一个封闭回路热交换器，进一步可替换地冷却流体可流出到达图1中所示的冷却系统装置的另一部分。
图16显示了图3中所示的热交换单元的不同定向。
图17示出了图14中所示的热交换单元的不同定向的细节。
热交换单元的不同定向可用于增加热交换器和/或空气冷却器对周围空气的暴露。这能够增加热交换单元的流入和冷却特性，尤其当被用作热交换单元的组合热交换系统中的组件时。
图18是热交换单元102的侧截面视图，其示出了在热交换单元顶部处的风扇装置110以及两个封闭回路热交换器104以及在热交换单元侧面处的两个空气冷却器112。
图19显示了示出热交换器本体131的平面侧面130的封闭回路热交换器的实施方式。
图20是图19中所示的热交换器本体131的侧视图，其具有相对于纸面面向左的平面侧面132和面向右130的平面侧面。
图21示出了具有八个热交换单元102的组合热交换系统160的平面图。经由热交换系统供应管路140将冷却流体供应至组合热交换系统。每个热交换单元102都具有经由热交换单元供应管路142的来自热交换系统供应管路140的冷却流体的进入流。冷却流体经由热交换单元回流管路152流出每个热交换单元102。热交换单元回流管152的每一个均允许冷却的冷却流体流入热交换系统回流管路150。在图中冷却流体的流动方向已经用箭头在管路上标记出。
参见图22，提供了组合热交换系统装置的概略图，其中冷却流体通过供应管路215流过封闭回路热交换器225、230，并在流过封闭回路热交换器225、230之后通过回流管路220排出。冷却流体可以是水或用于传送热量的制冷流体，例如氟利昂。此外，在冷却流体是水的情形中，可加入添加剂，例如乙二醇，以用于阻止冷却流体的结冰。通过供应管路215将冷却流体供应至封闭回路热交换器225、230，以用于冷却冷却流体液的目的，并且在通过封闭回路热交换器225、230的过程中，从冷却流体提取热能，使得通过回流管路220流出的流体具有显著较低的温度，并因此可以返回到冷却系统的利用所述流体来吸收和传递热能的部分。
在周围空气温度充分低的期间，在空气冷却器不工作的情况下将空气抽吸通过封闭回路热交换器225、230。在该情形中，组合热交换系统210被描述成以“干”模式运行，并且随着冷却流体水/制冷剂通过封闭回路热交换器225、230，仅通过使空气通过封闭回路热交换器225、230的作用，就将热能从冷却流体提取出。
不过，在周围空气温度不是充分低的期间，或在需要的增加的热交换能力时这不可以通过在“干”模式下工作的封闭回路热交换器实现，通过湿剂(优选地为水弄湿空气冷却器35、40形式的吸湿材料，以在空气通过封闭回路热交换器25、30之前实现空气的蒸发冷却。
当空气冷却器完全干燥并且水槽255、260中没有水的情况下，则打开水补充电磁阀270，以将外部补充水通过管道267、265引导进水槽255、260。通过入口管道272将外部补充水提供给水补充电磁阀门270。可以根据局部安装规范包括背压流动阻止装置273。
水槽255、260包括监控水槽255、260中的水位的一般为浮动装置形式的水位监控装置。一旦水槽中有充分水位以保持水泵245的入口的正压头，则可操作泵以通过管道246泵送水并将水提供给水分配装置247、250，以用于将水分配至空气冷却器235、240的上部。
当然，随着水在重力的作用下向下滴落通过空气冷却器235、240，空气冷却器中的吸湿材料吸收湿剂，并且一旦饱和，则任何提供给空气冷却器235、240的多余的水将流出吸湿材料。最终，将任何径流水收集在水槽255、260中。除了检测水槽中的充足水位以及禁用水补充电磁阀270的漂浮监控装置之外，在进入水槽255、260的径流水连续供应的情况下，水槽255、260具有过流机构280、285。随着时间推移，当蒸发冷却系统工作时，水在其冷却通过空气冷却器235、240的周围空气时被蒸发，并且通过水补充电磁阀270与水槽255、260中的浮动监控装置的共同的操作来补充由于汽化而引起的任何水损耗。只要组合热交换系统210需要在“湿”模式下工作，湿剂再循环系统就继续工作。
水泵阀275也通过管道265连接至水槽255、260。以有规律的基础操作水泵阀，目的在于泵送水槽255、260中的容纳物，以减小细菌的产生和繁殖的可能性，其中细菌可能由于水槽255、260中沉淀物和/或杂质的浓度增加而导致。在使用水作为湿剂时尤其是这样。
图22中详细示出的再循环系统的具体布置是非常普通的并且已经被成功应用了几十年。不过，该湿剂再循环系统的标准布置具有包括水槽容量相对大的缺点。在这方面中，图22是端部透视图并且水槽255、260延伸空气冷却器235、240的全长。在封闭回路热交换器相对长的情形中，水池容量相对应地也较大，并且为了在泵245的入口侧处保持的正水压头，需要保持水槽255，260中水的最小深度。对于相对长的水槽，保持最小深度可代表很大量的水。此外，现有结构的单独的缺点是由于将外部补充水供应至水槽255、260所引起的组合热交换系统210从“干”模式到“湿”模式的过渡需要的相当长的时间。
图23中详细示出了具有用于使空气冷却器潮湿的湿剂再循环系统的本发明的实施方式，其提供了从与图22的类似的端部视角得到的概略图。
参见图23，需要冷却的冷却流体通过供应管路315被提供给封闭回路热交换器325、330。随着流体通过封闭回路热交换器325、330，热能从此处被提取出来并且冷却的冷却流体从封闭回路热交换器325、330的底部排出。冷却的冷却流体通过回流管路320返回。正如用于图22中详绘的布置那样，组合热交换系统300通过使冷却流体通过封闭回路热交换器325、330同时使周围空气通过封闭回路热交换器，来从冷却流体提取热能。在周围空气温度不够低或需要增加热交换能力的情形中，通过将湿剂(优选地为水)施加至空气冷却器335、340，使得空气冷却器蒸发冷却周围空气，图23中详绘的装置从“干”模式过渡至“湿”模式。冷却的空气接着通过封闭回路热交换器325、330。
在图23中详绘的布置中，当需要将装置向“湿”模式过渡时，启动水补充电磁阀370以允许外部水通过管道372供应以通过管道346和349，直到外部补充水到达并通过水分配装置348、350。外部补充水接着向下滴落通过空气冷却器335、340的吸湿材料并被吸湿材料吸收。随着周围的空气通过空气冷却器335、340，由于开始被吸湿材料吸收的水随之汽化并从液态转换为气态形式，因此空气在蒸发作用下冷却。
为了保证空气冷却器335、340完全饱和，向水分配装置348、350提供充足量的水，使得水向下滴落通过蒸发空气冷却器335、340，并流过空气冷却器进入各个收集水槽335、360。收集水槽335、360作为径流水的临时和中间的收集处，径流水接着通过管道被提供到达水池365。水池不需要延伸空气冷却器335、340的全长并且尺寸可设置成具有与标准水槽容量相比明显较小的容量(如图22中所示)。水池365收集来自水槽335、360的径流水，并在收集了足够的径流水时向泵345的吸入口提供充足的压头，接着可以启动泵将径流水向上泵送通过管道346、349并将水池365中收集的水重新分配至设置在空气冷却器348、350之上的水分配装置。可包括背压流动阻止装置347。
补充电磁阀370可以由于水池365中的浮动装置形式的水位监控装置而启动。可包括背压流动阻止装置371。在任何情形中，当水从蒸发空气冷却系统大幅减少时，水池365中的水位降低并且当足够低(使得在泵吸入口处不能保持正压头)时，补充电磁阀370启用以将替换补充水引入系统。在图23的实施方式中，补充水直接沉积在空气冷却器的顶部上，这里是最立即需要水的。随着径流收集在收集水槽355、360中并且流至水池365，水池中的水位增加。
再次，如对于图22中详细示出的设备，当一段时间结束时，启用泵阀375以释放水池365中的全部容纳物，从而减小水池365中细菌和污泥产生和增长的可能性。不过，因为水池365的尺寸设置成与标准结构相比具有明显较低的容量，由于泵送操作而排放水的量也相对应地明显较少。
在补充水被直接提供至水分配装置348、350因此有效地绕过水池365的实施方式中，与现有布置相比，该布置在实现使空气冷却器335、340完全饱和时提供甚至更少的延迟。
参见图24，提供了图23中的冷却系统的透视图。图23和24中的相同部分使用相同的参考标号标识。
图24以透视图的形式详细示出了冷却系统的各个部分并且尤其重要的是收集水槽355、360的延伸部分延伸了空气冷却器335、340的全长。此外，由收集水槽355、360收集的水接下来流向用于收集和存储的水池365。如图24中所示的，水池365的尺寸与收集水槽355、360的尺寸相比小得多，因此，水池365与收集水槽355、360相比具有明显减小的容积。因此，如果水槽355、360被用于收集和存储径流，将会需要更多的水(与水池365相比)以在泵的吸入口处保持最小的压头。
在工业化和商业化应用中，空气冷却器335、340可以是相对大的。在这些应用中，空气冷却器335、340经常包括许多较小的冷却垫，它们彼此邻接放置，从而形成延伸了足够长度和高度以与封闭回路热交换器325、330的尺寸基本一致的壁。因此，收集水槽355、360必须沿着空气冷却器335，340的全长延伸以收集来自空气冷却器335、340的任何水径流。
不过在图23和24中的实施方式中，收集水槽355、360可用作用于水径流的临时收集和存储装置，并可以将径流水流传送至用于收集和存储的水池365。因此，与必须同时收集和存储径流水的现有收集和存储水槽相比，收集水槽355、360的水容纳容积明显减小，并在泵吸入口处保持充分的压头。
在已经使径流水流到水池365时，将水向上泵送通过逆流压力阻止装置347，并通过管道到达水分配装置348、350，由此将水分配至空气冷却器335、340的上部。
本领域的技术人员应当理解此处披露的本发明可以进行除了那些具体描述的内容以外的变型和修改。应当理解本发明包括所有在本发明的精神和范围内的变型和修改。
在该说明书中引用的任何现有技术，没有也不应当被作为现有技术构成本权利要求书的优先权日期时相关领域中的技术人员的公知常识的一部分的承认或任何形式的启示。

Claims (39)

1.一种用于组合热交换系统中的热交换单元，包括：
至少一个第一热交换器，具有用于冷却流体的封闭回路；
至少一个空气冷却器，位于所述第一热交换器的上游；以及
至少一个第一风扇装置，能操作以使空气通过所述至少一个空气冷却器和所述至少一个第一热交换器；
至少一个通道，当用在所述组合热交换系统中时，在所述第一热交换器与至少一个其他热交换单元中的一热交换器之间提供冷却流体互连。
2.根据权利要求1所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器是微通道热交换器。
3.根据权利要求1所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器包括至少一个流体运送通路，并且其中所述流体运送通路的类型是板、鳍板、螺旋物、导管、套管或盘管装置中的任意一种。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器包括至少一个第一微通道热交换器组件和至少一个第二微通道热交换器组件。
5.根据权利要求4所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器组件和至少一个第二热交换器组件设置成使得所述第一组件的表面基本上平行于所述第二组件的表面，并且所述第一组件和第二组件对齐以使得空气流动通过所述第一组件并接着通过所述第二组件，并且其中，所述冷却流体设置成流动通过所述第一组件并接着通过第二组件。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器包括在所述至少一个第一热交换器的竖直侧面之间延伸的流体运送通路。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的热交换单元，其中，冷却流体是水、油、氨水、氟利昂和二氧化碳中的任意一种或多种。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器构造成使得其形成具有一定截面的基本管状装置，该管状装置具有所述空气能通过的内部空间。
9.根据权利要求8所述的热交换单元，其中，所述管状装置具有基本上包括下面中的任意一种的截面形状：大体上为方形、大体上为六边形、大体上为八边形、大体上为星形、大体上为三角形、大体上为圆形、大体上为矩形以及大体上为椭圆形。
10.根据权利要求8或9所述热交换单元，其中，所述管状装置具有沿周界完全围绕所述管状装置的纵向轴线延伸的结构。
11.根据权利要求8至10中任意一项所述的热交换单元，其中，所述管状装置具有沿周界部分围绕所述管状装置的纵向轴线延伸的结构。
12.根据权利要求8至11中任意一项所述的热交换单元，其中，所述管状装置形成围绕所述纵向轴线的连续本体。
13.根据权利要求8至12中任意一项所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器包括热交换本体，并且其中，所述热交换本体部分地围绕所述管状装置的纵向轴线延伸。
14.根据权利要求13所述的热交换单元，其中，所述封闭回路由多个沿周界设置的通道形成，这些通道相对于所述纵向轴线大体横向地设置在所述热交换本体中。
15.根据权利要求8至14中任意一项所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一风扇装置能操作以使空气纵向通过所述管状装置的内部空间。
16.根据权利要求8至15中任意一项所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一风扇装置定位在所述管状装置的一个端部处。
17.根据权利要求8至16中任意一项所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一风扇装置使所述空气通过所述管状装置的壁。
18.根据权利要求1至17中任意一项所述的热交换单元，还包括用于允许所述冷却流体进入以及离开所述封闭回路的集管装置。
19.根据从属于权利要求8至17中的任意一项的权利要求18所述的热交换单元，其中，所述集管装置包括设置在所述管状装置的一个纵向端处或其附近、并大体平行于所述管状装置的纵向轴线的集管。
20.根据从属于权利要求8至17中的任意一项的权利要求18所述的热交换单元其中，所述集管装置包括在所述管状装置的两个间隔纵向端部处设置的集管，并且其中这些集管的每一个都大体平行于所述管状装置的纵向轴线延伸。
21.根据权利要求18至20中任意一项所述的热交换单元，其中，所述冷却流体以如下方式流动通过所述至少一个第一热交换器：进入位于所述至少一个第一热交换器的顶端处的集管装置，并从位于所述至少一个第一热交换器的底端处的集管装置离开。
22.根据权利要求18所述的热交换单元，其中，所述集管装置包括设置在所述至少一个第一热交换器的顶部处或其附近的基本上水平的供应集管以及设置在所述至少一个第一热交换器的底部处或其附近的基本上水平的回流集管；并且，其中，所述冷却流体通过所说供应集管供应并通过所述至少一个第一热交换器到达所述回流集管。
23.根据权利要求1至22中任意一项所述的热交换单元，其中，所述空气冷却器包括吸湿垫形式的吸湿材料，并且其中，所述空气冷却器在使用时利用湿剂保持潮湿，使得通过所述空气冷却器的空气在经过所述至少一个第一热交换器的一部分之前通过蒸发作用而冷却。
24.根据权利要求23所述的热交换单元，其中，所述吸湿材料包括多个槽孔。
25.根据权利要求23或24所述的热交换单元，其中，所述吸湿材料支持绝热过程。
26.根据权利要求23至25中任意一项所述的热交换单元，其中，所述湿剂是水。
27.根据权利要求26所述的热交换单元，其中，所述水包括抗菌添加剂。
28.根据权利要求23至27中任意一项所述的热交换单元，还包括湿剂再循环系统，包括：
湿剂分配装置，在使用时，用于将所述湿剂分配在所述吸湿材料的上部；
水槽，设置在所述吸湿材料的最下部的下方，用于初始收集湿剂径流；
水池，与所述水槽流体连通，用于收集并存储所述径流；以及
泵，与所述水池流体连通，所述泵在使用时将所述湿剂从所述水池传送至所述吸湿材料。
29.根据权利要求28所述的热交换单元，还包括与所述湿剂再循环系统流体连通的外部的补充湿剂源，其中补充湿剂的任何供应直接供应至所述吸湿材料。
30.根据权利要求28或29所述的热交换单元，其中，所述湿剂从所述水池至所述吸湿材料的传送通过将湿剂传送至所述湿剂分配装置来实现。
31.根据权利要求29或30所述的热交换单元，其中，所述补充湿剂被供应至所述湿剂分配装置。
32.根据权利要求1至31中任意一项所述的热交换单元，还包括具有用于冷却流体的封闭回路的至少一个第二热交换器。
33.根据权利要求32所述的热交换单元，当从属于权利要求8至31中的任何一项时，其中，所述至少一个第一热交换器和至少一个第二热交换器构造成使它们形成所述管状装置。
34.根据权利要求32或33所述的热交换单元，其中，从空气流动的角度，所述至少一个第一热交换器与所述至少一个第二热交换器基本上串联对齐，由此形成热交换器叠组。
35.根据权利要求32或33所述的热交换单元，其中，所述至少一个第一热交换器和所述至少一个第二热交换器并联设置。
36.一种组合热交换系统，包括：
至少两个热交换单元，每个热交换单元均具有包括用于冷却流体的封闭回路的第一热交换器；
至少一个空气冷却器，形成第二热交换器，位于所述第一热交换器的上游；以及
至少一个第一风扇装置，能操作以使空气通过所述至少一个空气冷却器和所述第一热交换器，
其中，所述至少两个热交换单元中的每一个热交换单元的第一热交换器流体连通，以允许冷却流体在热交换单元之间流动。
37.一种组合热交换系统，包括：
至少两个热交换单元，每个热交换单元是根据权利要求1至35中的任意一项所述的热交换单元，
其中，所述至少两个热交换器单元中的每一个热交换单元的至少一个第一热交换器流体连通，以允许冷却流体在热交换单元之间流动。
38.一种循环在根据权利要求29至31的任意一项所述的湿剂再循环系统中用于蒸发冷却空气的湿剂的方法，所述方法包括下面的步骤：
将所述湿剂施加至所述吸湿材料的上部；
将湿剂径流初始收集在设置所述吸湿材料下方的所述水槽中；
将所述湿剂径流从所述水槽传送至用于存储的所述水池；
将所述湿剂从所述水池传送至所述吸湿材料；以及
监控所述水池中的湿剂水平高度，并且在所述水池中的所述湿剂水平高度下降至预定阈值以下的情况下，启用来自外部补充湿剂源的供应并将所述补充湿剂直接供应至所述吸湿材料。
39.一种组合热交换系统的安装方法，包括：
将根据权利要求1至35中任何一项所述的一个或多个热交换单元运送至安装位置；
将所述一个或多个热交换单元连接至冷却流体供应源；
将所述一个或多个热交换单元连接至电源；以及
启动所述组合热交换系统。
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