CN104081148B - 热交换基体 - Google Patents

Abstract

一种热交换基体包括多个基本上平面的箔(32，34)，该多个基本上平面的箔包括保水材料，布置成间隔开的基本上平行的关系。每个箔(32，34)定义具有流方向(F)和横向方向(T)的主平面(P)，并且箔(32，34)包括条(36a，36b，36c)，所述条在横向方向(T)上延伸条长度并且在流方向(F)上与相邻条(36a，36b，36c)间隔开，并且每个条(36a，36b，36c)与所述主平面(P)偏移开的距离与相邻条的不同。该基体可以设置在用于待加湿和冷却的空气的流通道中。

Description

热交换基体

技术领域

本发明涉及可用作向流体流引入水分的绝热加湿器的类型的热交换基体。本发明进一步涉及制造这样的装置的方法。这种类型的基体可以操作来为了家用目的提供绝热冷却，还可以与传统的空调和加热系统相结合地用于增湿。其还可以用于与干燥剂相结合地从气流中除去水分。

背景技术

一种形式或另一种形式的热交换装置实质上存在于所有的装置和处理中。工作的性能总是涉及形式为热量的能量的释放。如果不需要，则热量经常经由设置有例如冷却散热片(cooling fin)的适当导热表面释放到环境中。如果热量的数量过多，或者如果其可用于有用的目的，则可提供专用的加热器来将热量传送到例如另一个系统。热交换还可能发生在不同介质之间：气体、液体和固体介质可以根据所需的性能以各种组合相接合。

绝热系统也是已知的，其通过将液体(通常为水)蒸发到空气流中进行工作。这样的系统从严格意义上来说并不是热交换器，因为其并不主要使热量进入或离开系统。实际上，它们用于仅仅改变空气流的温度，同时通过添加的水的可感知的热量提升空气流的焓。随着水蒸发到空气流中，通过空气流的冷却提供该水的蒸发的潜在热量。对于相对热而干燥的空气，这种冷却方法可能是非常有效的。

在US3792841和US5143658中公开了传统的绝热冷却器。这种装置通常包括由多堆波纹板形成的基体，这些波纹板放置在彼此顶部上使得相邻层中的波纹相对于彼此成一定角度。这些板可以由不同材料形成，但是树脂加强有机或无机纤维材料时最普遍的。这些板由外壳或框架支撑，该外壳或框架可提供用于引导空气流通过所述堆的入口和出口连接。供水装置被提供来用于连续地或间歇地将水或另一种易挥发液体施加到板。在操作中，待冷却的空气通过堆。假设空气没有完全饱和，其将从这些板吸收水蒸汽。因为这些，空气的温度朝向所谓的湿球温度降低，该湿球温度是理论上的最小值。对于给定操作条件，这种装置的效率可由驱动空气流通过所述对所需的输入能量确定。这实际上仅仅是所需的有效外部能力，并且在很大程度上由所述堆的总流阻和空气流的速度决定。现有技术的装置的主要问题是为了使效率最优化，其倾向于变得体积较大。

除了绝热冷却，类似构造的装置也用于为实现其他目的而加湿空气流。尤其是，在集成的加热、通风和空气调节系统(HVAC)中，经常为了舒适的目的而期望能增加空气的绝对湿度。尤其是在冬季的月份中，加热系统易于使空气变得相对干燥。这可能导致呼吸问题、静电和其他不适。以有效方式增加湿度而不必增大HVAC装置的体积是令人期望的。

以上装置优于传统热交换器的重要区别是它们可以仅仅与一个介质流交互。这避免了复杂的入口和出口歧管，通常几乎不需要考虑基体的导热性。传统的空气对空气热交换器以错流或逆流方式工作，热转移发生在主通道与次通道之间，主通道和次通道必须例如通过热传导壁彼此密封。重要的设计考虑因素是为传导壁实现足够的热转移系数的方式。另一个考虑因素是多个交错的通道如何连接到入口和出口歧管。

另一类热交换器是热回收轮。这种装置使用基体形式的显热和潜热交换介质，其提供了通过使用风扇或吹风机使空气流可以被指引通过的空气通道。该基体支撑去湿材料，该材料可吸收水分并可采取多种形式，诸如纤维网眼或蜂窝状物。一种类型的蜂窝状基体是由多层间隔开的、基本上平行的片状材料形成的，尤其是由交替层的波纹片状材料和平的片状材料形成的。在后一种情况下，波纹是大体上平行的，并且提供了沿轮子的深度延伸的多条轴向延伸的通道。在US 4769053和US 5542968中公开了这样的装置。不同的材料被提议来用于基体构造，包括铝和纤维材料。已经有相当多的注意力放在对去湿涂层的优化使用上。然而，这种轮的一个特有缺点是其整个体积。这通常与有效的热交换所需的材料体积相关，并与对有效流通过的面积的需求有关，该有效流通过的面积不会导致显著的压降和风扇的相关高功率消耗。

在过去，为了许多不同的目的，已经提出许多其他形式的热交换构造。US 4147210公开了网板热交换器，其包括交替的网板和间隔器。网板由网眼形式的诸如铜或铝这样的传导材料制成。

因此期望在针对给定性能的基体体积方面和通过装置的流的能量效率方面改善现有设计。

发明内容

根据本发明，提供了一种热交换基体，其定义了流通道并包括多个基本上平面的箔，该多个基本上平面的箔包括保水材料，布置成间隔开的基本上平行的关系，每个箔定义具有流方向和横向方向的主平面，其中该箔包括条，所述条在横向方向上延伸并且在流方向上与相邻条间隔开，并且每个条与所述主平面偏移开的距离与相邻条的不同。产生的基体被认为是实现了每单位体积高出相当多的热交换能力，并且进一步被认为是在HVAC应用中通常遇到的空气速度下的流阻力方面具有更高的效率。在本上下文中，间隔开的关系被理解为仅仅是每个箔的主平面与彼此间隔开。相邻箔的条因此可以彼此接触，并因此可以有助于实现间隔开的功能。此外，尽管提到了平面的箔，这可以被理解为指的是它们局部的定位，并且并不旨在限制基体的整个形状，该整个形状在使用者可调整为任意适当的形状。但，大体上，箔至少在流方向上是平的，在横向方向上是平的或弯曲的，如以下描述。

尽管可考虑条的不同的配置和朝向，不过，大体上，条将位于基本上平行于流方向。并不希望受理论的限制，认为将所有或大部分条定位成位于流的方向在降低热交换器两端的压降方面是有利的。

根据本发明的，热交换基体可形成单个流通道。这被理解为表示尽管可存在间隔器，但它们并不将流划分成隔绝的独立流束。此外，由基体定义的流通道在横向方向上的流宽度至少为多倍的条宽度。

尽管相信原理适用于具有偏移到两个不同位置的条的箔，但装置被认为是在条相对于主平面偏移到至少四个不同位置时提供的性能增强。为了避免怀疑，在当前上下文中，零偏移位置也被当作一个位置，代表位于箔的主平面中的条。提供到多个位置的条偏移被认为在蒸发冷却的情况下是尤其有利的。如以下更详细地讨论的，认为在多个偏移位置提供条会减少在经过条的空气流内建立层流边界层。通过减少这样的层，实现了从条的表面更好地吸收水，这继而导致更有效的蒸发冷却。

优选地，条偏移到主平面上方以及下方的位置允许使材料分布均衡。这在制造过程中可能是很重要的，因为降低了变形。在本文的上下文中，条可以部分偏移到第一位置并且部分偏移到第二位置被发现是便利的。通过这种方式，在给定行的条中条的长度可以被调整成全部彼此相同。在本文的上下文中，要区别条的长度和绝对长度。条的绝对长度被测量为在条被连接到箔的点之间沿条的轮廓的距离。长度可以是这两个点之间的直接距离。在优选实施例中，每个条的长度为10mm左右，而绝对长度可以是12mm左右。通过形成每一个都具有相同的绝对长度的散热片，由于在板中形成散热片而导致的板的变形可以至少被部分避免。

为了优化流特性，条优选地在流方向上与具有相同偏移的后续条间隔开至少三倍的条宽度，更优选地为至少五倍的这个宽度。尽管不希望受到理论的限制，但可以认为流被每个条重复打断，并且在流方向上条的有限长度限制了边界层的建立。根据这个理论，条被布置在基体中，每个条具有相对于其相邻条精心选择的位置。在基体内每个条的位置都是在考虑了以下事项才选择的。

可以认为由于介质(例如气体)流经过条，在条的表面处在流内逐渐产生了边界层，这产生了所谓的层流式流。由于此边界层内的速度小于外面，其充当了隔热层，减少了在介质的主体与条之间的热传递。结果是，减少了在介质沿着条的长度流动时的热传递。在蒸发冷却器的情况下，认为该边界层在条表面上产生了一层高湿度的空气。因为湿度高，这一层吸收水的能力减弱。还防止了较少的湿空气从空气流主体到达用于进一步的水吸收的条表面。对于热回收轮和类似装置，会出现相反的情形。在那种情况下，边界层可防止空气流中的水分相当多地接触基体材料和其去湿涂层。这种边界层的存在因此是不利的，因为其降低了蒸发冷却器中的水吸收，并妨碍了去湿装置中的水分吸收。

为了减少由于在条表面处产生边界层而导致的在热交换器中层流式流的建立，条在流方向上的长度受到限制。理论上，该条不应长于在条表面处边界层生长到其完全厚度所需的长度。一旦空气或介质流超过了条，则层流状流逐渐恢复成湍流。考虑到这一点，在流方向上成直线的条适当地间隔开，使得等到介质到达下游条的前边缘，由上游条产生的层流状流已充分恢复成湍流，使得可以再次发生良好的热传递。同样，这个下游条在流方向上的长度受到限制，并且与另外的下游条充分间隔开，使得在介质到达下一个下游条之前重新建立起湍流。通过这种方式，层流状、隔热流被充分避免，并且实现了在介质和条之间的良好的热传递，并且/或者实现了从条表面良好地吸收水。根据本发明的优选形式，条的宽度在1mm至5mm之间，优选地在1.5mm至3.0mm之间。在可行的实施例中，条的宽度为约2.0mm。通常，所有条都具有相同的宽度，但并不需要是这样，例如在基体的不同区中可使用不同宽度的条。

根据进一步的优选实施例，节距，即一个条的前边缘与紧挨着的条的前边缘之间的在流方向上的距离是条宽度的至少三倍。优选的，其可以是至少五倍的条宽度。

除了以上考虑事项外，在相邻箔中最接近的条应该充分间隔开，以避免这些最接近的条的边界层之间的过多干扰。通过利用这些考虑事项，具有条的箔的基体可以堆叠在一起，由此多行条在流方向上充分间隔开，一避免层流式流，并且相邻层中的最接近的条在垂直于流方向的方向上充分间隔开，以避免过多的边界层干扰。

在基体的一个实施例中，可将多个间隔器设置在相邻的箔之间，以维持它们的间隔开的关系。间隔器也可以提供额外的功能性，诸如硬度、各层的相互附接，分离成流通道或区域和液体供应。不过，根据本发明的重要方面，箔可以堆叠在一起或卷在一起，而不使用间隔器。这种情况下，各个条的偏移可以足以保持箔分开。

在本发明的进一步的实施例中，该条布置在以流方向延伸的多个行中，每个行通过无条区与相邻行分离开。无条区可将箔的稳定度确保到其定义出既没有被切割也没有被以其他方式变形的连续片的箔的程度。无条区也可以用作间隔器的位置。

根据本发明的重要方面，条优选地在其两个表面上均配备了保水表面。作为条表面的一部分的保水元件，诸如粗化表面，可以通过对条进行蚀刻或类似的表面处理以使它们本质上更亲水来实现。

保水表面可以可替换地是分离的层，其例如被涂敷或粘附到条。这一方面，用于增湿或绝热冷却的条可以与用于非直接蒸发冷却的条不同。后种情况下，通常认为有必要使热交换器表面的某些区域没有任何覆盖物，以便有助于直接的热传递。在前一种情况下，将条完全覆盖可能是更优选的。在过去已经发现诸如波特兰水泥这样的胶结材料被用作保水层时是令人非常满意的。可替换地，可使用纤维材料。

在优选实施例中，柔性保水表面设置在叠层板形式的箔上。通过提供柔性的保水表面，可以在形成之前赋予给箔期望的特性，诸如保水表面的空间分布。然后，条被便利地形成期望的形状。在令人满意的实施例中，保水层具有开放结构，使得在使用中，热交换介质可以通过保水层的开放结构直接接触条表面。通过这种手段，热交换器将热的热量和潜在热量传递给流过其的流体介质的能力被提高。该开放结构可以包括形成保水层的纤维材料的纤维之间的空间。这样的纤维材料可以是具有开放结构的编织层或非编织层。

纤维材料可以通过粘合剂或其它类似方法附着到箔或条。优选地，粘合剂和纤维材料应该使得在将箔形成期望的形状时不会发生分层。在使用粘合剂之处，粘合剂被选择成增强条或保水层的性能。因此，粘合剂可以被选择成具有保水性能或导热性能，或者具有这两种性能，并且可以被认为形成了这些层中的任一种层的一部分。

本发明的优选实施例具有的保水表面包括被印刷到、喷涂到或转印到条上的材料。这种被印刷的材料可以是亲水的以便保留水分，或者可以被设置成图案，该图案用于通过表面张力或毛细作用保留水。这样的图案例如可以包括材料的隔离区域，该隔离区域可以间隔开允许有持水能力同时使下面的条的多个部分对空气流开放的距离。为代替或补充材料的隔离区，还可以设置提供了期望的持水能力的互联区。将材料印刷到条表面上可以通过喷墨印刷来进行。

根据本发明的一个特定实施例，箔包括一层铝。实际上，箔可以主要是铝的，例如其两个表面上覆盖有保水层。箔可以具有在50至300微米之间，优选地在75至150微米之间的厚度。对于基于铝的箔，已经发现70微米左右的箔材料厚度足够为条提供最理想的强度和稳定性。如果使用铝，可能期望将其涂敷以适当的漆以防止侵蚀。将理解，尽管铝提供了制造方面的优势，但对于热传导的目的铝并不是必要的。例如，也可以采用其他材料形成基体，尤其是塑料和非金属材料。

更优选地，根据本发明的热交换基体包括类似尺寸的多个箔，该多个箔堆叠在一起形成块状结构。可替换地，其可以包括卷绕在一起形成圆柱形的或环形的结构的一个或多个箔。恰当的尺寸取决于计划的用途和制造方面考虑因素，不过，已发现在流方向上100mm左右的尺寸对于大多数HVAC目的而言是足够的。此外，箔的密度可设置成使得实现了在500m²/m³至800m²/m³之间的基体总表面积，优选地为650m²/m³左右。在这种优选构造中，相邻的箔之间的间隔在2.0mm左右，但其通常可以在1mm至5mm之间，优选地在1.5mm至3.0mm之间。

本发明还涉及用于形成这种基体的热交换箔。该箔包括条，每个条在所述横向方向上延伸条长度并且在流方向上与相邻条间隔开，由此每个条与主平面偏移开的距离与相邻条的不同。已经发现，这样的箔在形成热交换基体时可以灵活地形成多种形式和配置。

本发明进一步涉及制造这样的热交换基体或箔的方法，包括：提供对具有保水的第一和第二表面的箔材料的供应；将所述箔材料传递通过切割站，以将箔切割成形成多个条，每个条具有定义横向方向的条长度，并且在流方向上每个条通过切口与每个相邻的条分离开；以及将切割箔传递通过形成站，以使每个条与所述箔的主平面偏移开与相邻条不同的距离。

该方法尤其适用于软退火铝箔，其呈现必要的稳定性和强度，并可以通过描述的方式容易地被切割和成形。优选地，该箔的厚度在50至300微米之间，优选地在75至150微米之间，包括任意的涂层或保水构造。

根据本发明的方法，箔在横向方向上被馈送通过实现切割站和形成站的辊子。之后，可通过将箔的部分分离，并将所述部分堆叠，以形成具有多个层的堆来将处理过得箔形成基体。可替换地，可将箔卷起，以形成具有多个层的辊子。间隔器可以按需要被插入在所述多个层之间，以维持它们各自的间隔或以其他方式增强稳定性。

根据本发明的又进一步的方面，蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元可以包括这样的如上描述的热交换基体，该热交换基体保持在外壳中，外壳至少具有空气入口、空气出口和用于引导空气以流方向通过所述基体的风扇装置。此外，可以提供使基体湿润的水源。该装置还可以用于以空气清洗或以其他方式将气味、灰尘或其他不需要的物质从空气流中除去。在被实现为绝热冷却器的优选形式中，该绝热冷却器包括用于使基体湿润的水源，条基本上竖直地延伸，并且流通道基本上水平地延伸，水源布置成将水供应到多个箔的上侧使得水能够沿条向下流动。这样的配置允许适宜地将水分配成降下和通过基体。尤其是，在这种配置中，被提供来维持相邻箔之间的距离的间隔器不应在流方向上延伸，因为这将妨碍水的向下流动。优选地，通过相邻箔之间的粘合剂或适当聚合体的小点或滴来提供间隔。该点的最大尺寸可以为1cm左右。

根据可替换的方面，热回收轮可包括卷起的箔形式的这种热交换基体，该轮的轴与流方向对齐，并且轮进一步包括用于使空气流以轴方向通过基体的风扇装置，其中条在其表面上设置有去湿材料。在此上下文中，应注意，去湿材料不同于仅为保持水的材料，因为其可以通过额外的吸湿或化学机构保持水。因此需要与非去湿性水保持材料加以区分，非去湿性水保持材料仅通过物理的或表面张力现象保持水。

附图说明

通过参考以下多个实施例的附图将能体会到本发明的特征和优点，在附图中：

图1示出了传统的绝热增湿器；

图2示出了图1中的装置的一部分的特写视图；

图3示出了根据本发明的热交换基体的一部分；

图3a示出了图3的基体的部分的具体视图；

图3b示出了在图3a中的位置IIIb处截取的横截面图；

图4示出了根据本发明第二实施例的箔；

图4a示出了沿箭头A的方向截取的图4中的箔的部分视图；

图5示出了热回收轮形式的本发明的实施例；

图5a示出了图5中的基体的部分视图；

图6示出了作为绝热冷却器元件的本发明的实施例；以及

图6a示出了图6中的基体的部分视图。

具体实施方式

图1示出了被布置成将水分引入到空气流S中的传统绝热增湿器1的结构。该增湿器包括热交换基体2，其被外壳4所支撑，该外壳4形成空气流S的入口6和出口8。此外，还提供了控制器10、供水12和风扇14。

图2示出了热交换基体2的截面的特写视图。其包括多个波纹材料的层20，该波纹材料包括树脂浸渍纤维素纤维。这些层20堆叠在一起，由此相邻层中的波纹22以一定角度横跨在彼此上，形成流的通道24。波纹的节距(pitch)约为25mm。

如图1和图2中所示的增湿器1可用于将相对干燥、温暖的空气冷却到接近其湿球温度。在使用中，待冷却的空气流被供应到入口6。在这个阶段，空气可具有温度Tl，且具有低的相对湿度RH1。水由供水12供应给基体2，导致多个层20的纤维材料吸收水分。在空气流S经过流通道24时，其从多个层20的表面夹带走蒸发到空气流S中的水分。因为这样，空气的温度降低，并且空气的相对湿度相应增加。空气流离开基体2时具有温度T2和相对湿度RH2。如果蒸发出足够的水蒸气，则空气会达到其湿球温度，并且将完全饱和，具有100％的相对湿度。尽管未示出，但可将液滴消除器设置在基体2的下游，以便除去细微的水滴，否则这些水滴可能被空气流夹带。

以上描述的传统增湿器相对体积较大。为了实现最大限度的增湿，流方向的长度通常在200mm和300mm之间，取决于典型的入口空气湿度条件。所需要的正面面积取决于期望的效能(capacity)，每1000m³/h需要约0.14m²。

图3示出了根据本发明的热交换基体30的一部分。该基体包括第一箔32和第二箔34。箔32、34分别定义主平面P，其具有流方向F和横向方向T。为了以下描述，箔的无形变边缘区域将被当做主平面P的基准水平面。每个箔被分隔成多个条36，这些条通过切口38与箔32、34部分分离开，并且这些条与主平面偏移开偏移距离d。

在图3中的实施例中，条36设置在以流方向F排列的多个行40中。行40中的连续的条被指定为36a、36b和36c。图3a示出了沿方向A截取的图3中的基体30的视图。可以看到，条36偏移到三个不同的位置，即零位置(位于平面P中)，偏移到平面上方的距离d1和平面下方的距离d2。每个条36在流方向F上与相邻条分离开，并且与主平面P偏移开与其相邻条的距离不同的距离。

在每个条40之间，设置有无条区42，其也在主平面P的水平面中。间隔器44设置在无条区42中，在本情况下设置在基体的中央和边缘。间隔器44用于使箔32和34彼此分隔开一定距离。在本实施例中，距离d1为2.0mm，距离d2也是。箔32、34之间的间隔为6.0mm。此外，在流方向F中测得的每个条36的宽度w为2.0mm，而条36的长度l为10mm。

图3b示出了在图3中的位置B处截取的箔32的材料的横截面视图。尽管描述了箔32，但将会理解箔34是基本相同的。箔32包括软退火铝的基础层46，其厚度为70微米。在每个表面上，基础层48被涂敷以PVC底涂料或类似物的保护层50。保护层50也是可以热密封的，并且可用于在需要时在构造期间将箔的多个部分连接到一起或者将箔的多个部分连接到其他元件。箔32的两个表面上的最外层是保水层52。应注意，这些层的厚度都是示意性示出的，它们实际上可以相对于彼此变化得相当大。

蒸发冷却器的有效操作的重要因素是保水层52的性能。尽管提到的是保水层，但很明显可以理解的是该层实际上是保水和放水层，并没有化学上对其进行粘接。对这种层的要求是其很容易将其水分放出使得经历的对蒸发的抵抗最小化。也很重要的是其应将水快速而有效地散布到所有相关表面。因此其应该是亲水的，而不必是易吸湿的，优选地主要通过表面张力作用来保水。

在当前实施例中，保水层52由纤维材料形成。用于形成保水层30的示例性材料是可从荷兰的Lantor B.V.购得的20g/m²聚酯/粘胶50/50混合物。另一种示例性材料是可从荷兰的Colbond N.V.购得的名为Colback^TM的30g/m²的涂敷了聚酯纤维的聚酰胺。还可以使用具有类似性质的其他材料，包括合成和自然纤维，诸如羊毛。必要时，保水层52可以被涂敷或以其他方式处理，以提供抗细菌或其他抗污染的特性。

通过使用2微米的双组分聚氨酯粘合剂层，将保水层52粘着性地附接到保护层50。所产生的层压件已经被认为对于制造的目的是理想的，因为其可以在连续处理中被形成和切割成期望的形状，而不会有出现大量分层。诸如波特兰水泥的其他保水层也可以被使用，并且实际上已经被发现提供了良好的性能，但是它们的生产较复杂因为如果在基体形成前被施加则可能发生破裂或剥落。不过，可以认为其他表面抛光和处理，诸如铝氧化，自身就可能足以提供所需的保水性和毛细作用。

在使用中，基体30可设置在包括多层的块料中，并且可以设置在如参考图1所描述的外壳中，代替传统的基体2。根据本发明，用于给定的冷却和空气流的外壳的总尺寸可以被减小，或者可替换地，对于同样大小的外壳，可提供大得多的空气流。

图4示出了本发明的第二实施例，其中前面加上100的类似数字用于指示与第一实施例的元件类似的元件。箔132定义了主平面P，具有流方向F和横向方向T。在此实施例中，箔132被划分成条136A-J，这些条在流方向F上通过切口138彼此分离开，并且在横向方向T上通过无条区142与相邻的条136分离开。每个条136具有波纹的轮廓，包括偏移到平面P一侧的第一部分135A-J和偏移到平面的相反侧或处于平面自身中(零偏移)的第二部分137A-J。总之，条部分135、137相对于主平面P偏移到9个不同位置。每个条部分135、137在流方向F上相对于相邻条部分135、137偏移到不同位置。条材料与相对于图3描述的材料相同。

图4a示出了沿箭头A的方向截取的图4中的箔132的一部分的局部视图，其中可以清楚地看到不同的条部分135A-J、137A-J。由于条部分135、137偏移到不同位置，每个条136具有相同的绝对长度L，该长度是沿其轮廓测量的。这具有以下优点，即当条136被从连续的箔上切割时，箔将发生相对小的总体变形，并且无条区142将位于直线上。

图5公开了本发明的实施例，其中箔132被赋予热回收轮160的形状。箔132以连续方式卷起，形成辊子形状的基体130。基体130支撑在外壳104内，以用于由马达107转动。在向前FF和相反FR的两个方向上均有流通过轮。

图5a示出了图5中的基体130的部分视图。在此实施例中，箔132的连续层位于彼此的顶部上，它们之间没有间隔器。由于条部分135、137的许多不同偏移，箔132通过相邻层条部分的交互作用而与彼此有效间隔开。还可以注意到，无条区142并没有位于彼此上方，由此每个相邻层中的无条区形成空气流的部分通道。

此外，在图5a的实施例中，保水层(未示出)是通常用于去湿轮地类型的去湿涂层。这一层可以例如是X型或Y型的沸石、硅石、氧化铝或具有修正等温行为的以上物质的混合物，或如在US5860284中描述的适合实现此目的的其他材料，该申请的全部内容并入本文中作为参考。在使用中，图5中的轮160可以以与传统去湿轮相同的方式进行操作，能够带来的优点是对于给定的轮160尺寸和流速压降相对降低。

图6示出了本发明的实施例，绝热冷却器元件201包括如上描述的基体230，基体230由外壳204定位。沿着元件201的顶侧的水分配通道212供应通过孔213的水，该水沿着条236向下流动。该水可以通过泵或其他适当系统供应到通道212。流方向F上的空气流帮助将水传输通过基体230。此外，覆盖箔232的保水层的存在促进了通过毛细作用将水带到基体230的所有区域。箔232通过间隔材料244的多个点(spot)与彼此间隔开，该间隔材料244包括PU粘合剂泡沫。

实例

如以上描述的根据图4的基体被构造出且被测试。对可从Munters AB购得的传统基体材料CELDEK^TM5090-15执行了类似测试。应注意，对于两种材料，每单位体积的材料的表面面积是相当的。该测试是根据澳大利亚标准(AS2913-2000)执行的，由此供应的空气具有38℃的干球温度和21℃的湿球温度(21％相对湿度)。饱和效率是供应空气的实际温度降低(T in-T out)相对于达到湿球温度(T wb in)所需的温度下降

饱和效率＝(T in-T out)/(T in-T wb in).

以下在图1中给出的结果显示：

-对于与示例相同的流速和相同的体积，比较的材料具有降低了9％的湿球效率和升高了89％的压降；

-如果比较的材料的长度增大，以便在与示例相同的流速下实现相同的效率，需要多出44％的材料，并且压降将增高164％；

-对于与示例相同的长度，为了实现相同的压降，比较的材料的流速必须降低到1.8m/s左右。为此，需要材料体积增大39％，并且湿球效率降低6％；

-如果比较的材料的长度增大，并且流速被调整，使得压降和湿球效率与示例的相当，则需要材料体积增大122％。

表1

因此，本发明已经通过参考如上描述的实施例进行了描述。将认识到，这些实施例可以经过本领域技术人员已知的各种修改和替换形式。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本文描述的结构和技术做出以上描述以外的一些修改。因此，尽管描述了具体实施例，但这些仅仅是示例，而不会限制本发明的范围。

Claims (28)

1.一种蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元包括：

热交换基体，其定义了单个流通道并包括多个基本上平面的箔和多个间隔器，该多个基本上平面的箔包括保水材料，布置成间隔开的基本上平行的关系，所述多个间隔器设置在相邻的箔之间以维持它们间隔开的关系，每个箔定义具有流方向和横向方向的主平面，其中所述箔包括条，所述条在所述横向方向上延伸条长度并且在流方向上与各相邻条间隔开，并且每个条与所述主平面偏移开的距离与相邻条的偏移距离不同，

外壳，至少具有空气入口、空气出口，所述基体设置在所述外壳中；

风扇装置，用于引导空气以所述流方向通过所述基体；和

水源，用于使所述基体湿润。

2.如权利要求1所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述条偏移到所述主平面上方和下方的多个位置。

3.如权利要求1所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述条偏移到所述主平面上方和下方的至少四个不同位置。

4.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述条基本上平行于所述主平面。

5.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中每个条部分偏移到第一位置，部分偏移到第二位置。

6.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中每个条具有在所述流方向上的宽度，第一条在所述流方向上与具有相同偏移的后续条间隔开至少三倍的所述宽度。

7.如权利要求6所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中第一条在所述流方向上与具有相同偏移的后续条间隔开至少五倍的所述宽度。

8.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述条布置成在所述流方向延伸的多个行，每个行通过无条区与相邻行分离开。

9.如权利要求8所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述间隔器沿所述无条区延伸。

10.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述保水材料包括施加到所述条上的保水层。

11.如权利要求10所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述保水材料包括施加到所述条的两个表面上的保水层。

12.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述条的宽度在1mm至5mm之间。

13.如权利要求12所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述条的宽度在1.5mm至3.0mm之间。

14.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述箔的厚度在75至150微米之间。

15.如权利要求14所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述箔的厚度在50至300微米之间，优选地在75至150微米之间。

16.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述箔包括一层铝。

17.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述热交换基体包括类似尺寸的多个箔，该多个箔堆叠在一起形成块状结构。

18.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中所述热交换基体包括卷绕在一起形成圆柱形的或环形的结构的一个或多个箔。

19.如权利要求1或2所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中相邻箔之间的间距在1mm至5mm之间。

20.如权利要求19所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元，其中相邻箔之间的间距在1.5mm至3.0mm之间。

21.一种制造根据权利要求1-20中任一项所述的蒸发冷却器、绝热冷却器或加湿单元的方法，包括：

提供对具有保水的第一和第二表面的箔材料的供应；

将所述箔材料传递通过切割站，以将箔切割成形成多个条，每个条具有定义横向方向的条长度，并且在流方向上每个条通过切口与每个相邻的条分离开；

将所述切割箔传递通过形成站，以使每个条与所述箔的主平面偏移开与相邻条不同的距离；

将箔的部分分离，并将所述部分堆叠，以形成具有多个层的堆，或将所述箔卷起，以形成具有多个层的辊子；和

将间隔器插入在所述多个层之间，以维持它们各自的间隔同时维持单个通道。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述箔包括铝。

23.如权利要求21所述的方法，其中所述箔的厚度在50至300微米之间。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述箔的厚度在75至150微米之间。

25.如权利要求21所述的方法，其中所述箔在所述横向方向上被馈送通过实现所述切割站和所述形成站的辊子。

26.一种根据权利要求1-20中任一项所述的绝热冷却器，其中所述条基本上竖直地延伸，并且所述流通道基本上水平地延伸，所述水源布置成将水供应到所述多个箔的上侧使得水能够沿所述条向下流动。

27.如权利要求26所述的绝热冷却器，其中所述箔通过间隔器彼此间隔开，所述间隔器在所述流方向上具有有限尺寸。

28.如权利要求26所述的绝热冷却器，其中所述间隔器包括聚合体材料的点，该点在所述箔的主平面中的尺寸小于1cm。