CN107923647B - 用于管理封闭空间中的条件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种实例系统配置成控制封闭空间中的条件。所述系统包含换气气室和工艺出口、液体到空气膜式能量交换器(LAMEE)、第一液体到空气热交换器(LAHX)、第二LAHX和流体回路。所述换气气室配置成将换气空气从换气入口引导到换气出口。所述工艺出口从所述换气气室密封且配置成将工艺空气从工艺入口引导到工艺出口。所述工艺入口从所述空间接收经加热空气且所述工艺出口将冷却的空气供应到所述空间。所述LAMEE布置在所述换气气室内部。所述LAMEE配置成使用所述换气空气来以蒸发方式冷却流动通过所述LAMEE的第一流体。LAMEE出口处的所述第一流体的温度低于LAMEE入口处的所述第一流体的所述温度。所述第一LAHX布置在所述工艺出口内部。所述第一LAHX配置成使用流动通过所述第一LAHX的第二流体直接地且明显地将来自所述空间的所述经加热空气冷却到供应空气温度。所述第二LAHX布置在所述LAMEE下游的所述换气气室内部。所述第二LAHX配置成接收且使用所述换气空气冷却通过所述第一LAHX加热的所述第二流体。所述流体回路在所述LAMEE、所述第一LAHX与所述第二LAHX之间输送所述第一流体和所述第二流体。

Description

用于管理封闭空间中的条件的系统和方法
优先权主张
本申请案是2016年3月8日申请的国际申请案第PCT/CA2016/050252号的部分接续申请案，且主张2015年5月15日申请的美国临时专利申请案第62/162,487号的权益，在此主张PCT/CA2016/050252和美国临时专利申请案第62/162,487号的优先权，所述申请案中的每一个以全文引用的方式并入本文中。
背景技术
本专利申请案涉及用于调节封闭空间(包含例如数据中心)中的空气的调节系统和方法。
存在许多应用程序——对于其来说控制封闭空间内的环境条件是重要的——例如冷却数据中心。数据中心通常由一天操作24小时，一周操作7天的计算机和相关联组件组成。数据中心中的电气组件产生大量热量，所述热量需要从空间中移出。数据中心中的空气调节系统可以消耗总能量的多达40％。
在仅冷却应用程序(例如数据中心)中存在减少空气调节系统的能耗的数种方法，包含例如常规蒸发/绝热冷却器，包含用于空间冷却的间接/混合设计。当前使用的两种一般方法是风侧节热器和水侧节热器。每当室外空气条件适合于从数据中心排出热量时，风侧节热器使室外空气进入数据中心。使用风侧节热器可增加空间内部的灰尘积累和空气污染物的风险且可能限于相对冷的且干燥的气候。水侧节热器通常是冷却塔，其冷却冷冻水回路中的回水中的一些或全部。水矿物质沉积、微生物和生物膜生长(例如军团菌属细菌)、金属组件的锈蚀和塔中的其它维护挑战是水侧节热器的缺陷中的一些。此外，水侧节热器应用可能限于相对热的且干燥的气候。
另一最新的冷却方法是使用直接蒸发冷却器(direct evaporative cooler，DEC)来冷却建筑物和其它封闭空间。常规直接蒸发冷却器尽管通常比蒸汽压缩系统更高效节能，但仍具有一些缺陷。由冷却器产生的供应空气温度对于控制可能具挑战性且取决于室外空气温度和湿度水平。供应空气可能过度潮湿。这些系统需要仔细的维护以确保细菌、藻类、真菌和其它污染物不会在水系统中激增且传递到供应空气流中。由于这些系统利用蒸发液态水与供应空气之间的直接接触，污染物的遗留物进入空气流可能发生，这随后可能引起降低的室内空气质量、臭味和“病态建筑物综合症”。此外，矿物质沉积物在单元中和蒸发垫上的堆积可能降低性能且要求维护。
附图说明
在未必按比例绘制的图式中，相同数字可以描述不同视图中的类似组件。具有不同字母后缀的相同数字可以表示类似组件的不同例子、更大逻辑或物理系统的子组件等。图式借助于实例而非限制性地总体上说明本发明中所描述的各种实例。
图1示意性地描绘具有液体到空气膜式能量交换器和两个液体到空气热交换器的实例调节系统。
图2示意性地描绘具有流体存储槽的另一实例调节系统。
图3示意性地描绘具有预冷器的另一实例调节系统。
图4示意性地描绘具有带液冷式冷凝器的机械冷却系统的另一实例调节系统。
图5示意性地描绘具有带风冷式冷凝器的机械冷却系统的另一实例调节系统。
图6示意性地描绘具有液体到液体热交换器的另一实例调节系统。
图7示意性地描绘包含单独地定位的换气和工艺空气气室的另一实例调节系统。
图8示意性地描绘包含工艺空气的补充机械冷却的另一实例调节系统。
图9是描绘操作根据本发明的调节系统的方法的流程图。
具体实施方式
发明人尤其辨别一个用于在使用液体到空气膜式能量交换器(Liquid-to-AirMembrane Energy Exchanger，LAMEE)作为蒸发冷却器且使用来自LAMEE的温度降低的水来驱动液体到空气热交换器(liquid-to-air heat exchanger，LAHX)冷却通过封闭空间再循环的空气从而向空间提供冷却中改进性能的机会。发明人还辨别一个用于通过使用第二LAHX来降低在来自通过空间再循环的空气的冷却流体中拾取的热量中的一些从而改进性能的机会。
在一个实例中，用于控制封闭空间中的条件的系统包含换气气室和工艺气室，所述换气气室配置成将换气空气从换气入口引导到换气出口，所述工艺气室从换气气室密封并且配置成将工艺空气从工艺入口引导到工艺出口。工艺入口从封闭空间接收经加热空气且工艺出口将冷却的空气供应到所述空间。换气气室和流动通过此处的换气空气可以是经过/通过多个调节组件从室外空气(OA)入口输送OA且随后通过OA出口排出经加热OA空气的气室。换气气室和工艺气室彼此密封，使得换气空气流和工艺空气流彼此并不互混(除在并置时两个气室之间的正常泄漏外)。
实例调节系统还包含LAMEE。LAMEE布置在换气气室内部且配置成使用换气空气来以蒸发方式冷却流动通过LAMEE的第一流体。LAMEE的出口处的第一冷却流体的温度低于LAMEE入口处的流体的温度。
调节系统包含布置在工艺气室内部的第一液体到空气热交换器或LAHX(LAHX1)。LAHX1使用流动通过LAHX1的第二流体直接地且明显地将来自封闭空间的经加热空气冷却到供应空气温度。实例调节系统还包含布置在LAMEE下游的换气气室内部的第二LAHX(LAHX2)。LAHX2接收且使用换气空气冷却通过LAHX1加热的第二冷却流体。
在一些实例中，流动通过LAMEE的第一流体与流动通过LAHX1和LAHX2的第二流体相同，包含例如流动通过LAMEE且通过LAHX1和LAHX2的冷却流体是水。在其它实例中，流动通过LAMEE的第一流体不同于流动通过LAHX1和LAHX2的第二流体。举例来说，流动通过LAMEE的第一流体可以是水，且流动通过LAHX1和LAHX2的第二流体可以是乙二醇或其它合 适类型的制冷剂。
调节系统还可包含流体回路。流体回路在LAMEE、LAHX1与LAHX2之间输送第一流体和第二流体。
根据本发明的实例相对于调节封闭空间中的空气的其它系统可具有多个益处和/或优点。举例来说，组件在系统中的布局与其它系统相比可更易于优化，包含具有轮盘(例如，热量/可感测轮盘)的系统。基于轮盘的系统通常限于竖直或水平轮盘配置，其固定单元高度或宽度且限定风洞尺寸。另一方面，冷却盘管或其它LAHX可以各种方式(竖直、水平、倾斜、V形组、多段式等)布置，以便提高系统性能(即降低盘管上的表面速度)和/或针对大小减小、空气连接件的位置和内部气流路径优化柜布局。没有轮盘的系统可能容易地以标准大小模块制得，所述模块可以堆叠在一起以构建更大容量单元(即两个200kW单元可以堆叠在一起以形成400kW冷却单元)。另外，在一些实例中，在过程中包含仅单个冷却盘管或其它LAHX，气流可能降低关于此空气流的总压降和风扇功率，随后，可能提供全年能耗的显著减少。
去除轮盘还消除一些顾客关于此类型的组件可能具有的潜在问题，包含例如轮盘空气泄漏、维护、移动部件，轮盘介质的锈蚀等等。此外，无需关注轮盘泄漏，工艺空气风扇可以是在工艺侧LAHX上游移动，随后，可能提供对风扇热量中的一些的被动排出的测量。
如所指出，根据本申请案的实例可包含液体冷却盘管或换气气室中的LAMEE下游的其它LAHX的集成，这可能在热水进入LAMEE之前冷却所述热水且可增强系统性能。此外，LAHX2可能充当冷却系统的节热器。每当室外空气足够冷以将水冷却到设定点温度时，水可能绕过LAMEE且在返回至工艺侧LAHX1仅传递通过换气侧LAHX2以冷却通过封闭空间再循环的空气。节热器模式可增加LAMEE的寿命且可节省水，当系统以节热器模式操作时低至无水蒸发。
在一些实例中，调节系统包含布置换气入口与LAMEE之间的换气气室内部的预冷器。预冷器在换气空气进入LAMEE之前调节所述换气空气。
根据本发明的调节系统还可包含一或多个旁路风门。举例来说，风门可用于准许换气空气在换气入口与出口之间的一或多个位置处进入或离开换气气室。在一个实例中，风门可布置在换气气室中的所有组件上游的换气入口处。第二风门可以布置在LAMEE与LAMEE下游的LAHX2之间。在蒸发模式中，其中LAMEE和LAHX2两个在作用中且操作，换气入口处的风门可以打开且LAMEE与LAHX2之间的风门可以关闭，以引导换气空气从入口通过气室，通过LAMEE和LAHX2到达出口。在节热器模式中，其中LAMEE不在作用中，换气入口处的风门可以关闭且LAMEE与LAHX2之间的风门可以打开，以将换气空气引导到LAMEE与LAHX2之间的气室中(由此绕过LAMEE)，通过LAHX2到达换气出口。
根据本发明的风冷系统可被认为包含两个空气流回路和至少一个冷却流体回路，所述两个空气流回路彼此密封，所述至少一个冷却流体回路在空气流回路中的每一个中的组件之间延伸。根据本发明的实例可包含第一空气流回路(例如，来自室外空气供应的换气空气)，其经过/通过一或多个系统组件从入口输送空气，且从系统中排出空气。此第一空气流回路通常接收在第一温度和/或焓下的空气且排出在第二温度和/或焓下的空气，所述第二温度和/或焓高于所述第一温度和/或焓。流动通过第一回路的空气与流动通过定位在第一空气流束的路径中的冷却组件的一或多种冷却流体交换热量。第二空气流回路从封闭空间接收第一温度下的经加热回流空气，使用通过布置于第一空气流回路中的组件冷却的流体来将空气冷却到目标供应温度(或在其可接受容限内)，且通过冷气供应出口将冷却的空气供应到封闭空间。流体回路在第一空气流回路中的至少一个蒸发冷却器和至少一个LAHX与第二空气流回路中的至少一个LAHX之间输送冷却流体。
图1描绘实例调节系统100。调节系统100配置成调节如同数据中心的封闭空间中的空气。调节系统100有时被称作100％再循环系统，这通常意味着封闭空间内的空气在连续周期中通过调节系统再循环，所述连续周期是：通过系统冷却到目标供应空气温度；供应到空间；在空间中通过元件(例如，计算机、服务器和其它电子装置)加热；且返回到系统以用于冷却。尽管未详细展示或描述，但调节系统可包含补充空气单元或系统，以连续地或周期性地更新空间内的空气。在一些情况下，随着补充空气的添加，加湿和/或除湿单元可用于控制封闭空间中的空气的湿度。
在图1中，调节系统100包含系统柜102、换气气室104、工艺气室106、LAMEE 108、LAHX1 110、LAHX2 112和流体回路114。换气气室104包含入口116、出口118和旁路入口120。与入口116、出口118和旁路入口120中的每一个相关联且通常并置的分别是风门122、124和126。工艺气室106包含入口128和出口132，所述入口与风门130相关联且并置，所述出口与风门134相关联且并置。
来自封闭空间的空气通过工艺入口128进入系统100。空气进入系统100已在封闭空间中加热且要求冷却到目标供应空气温度，所述目标供应空气温度通常基于容纳于封闭空间中的设备的量和特性确定，所述设备例如计算、联网、数据存储和其它设备。空气通过工艺出口132从系统100供应到封闭空间。此供应空气由系统100冷却且输送到在目标供应空气温度的可接受容限下或在可接受容限内的空间中。
换气气室104和流动通过其的换气空气可以是将来自入口116的室外空气(OA)输送穿过/通过LAMEE 108和LAHX2 112，且随后通过换气出口118排出经加热OA空气的气室。换气气室104和工艺气室106分别彼此密封，使得换气空气流和工艺空气流彼此并不互混(除在并置时两个气室之间的正常泄漏外)。
换气气室104和工艺气室106由柜102的内部空间的经分割子区段限定，如图1中所示意性地描绘的。在其它实例中，换气气室104和工艺气室106可以与系统100的系统柜102分离且安装在所述系统柜内。尽管根据本发明的实例系统的一些组件示意性地描绘为在整个系统柜外和/或在两个单独气室外，但至少在一些实例中，实例系统的所有冷却/调节组件定位于单个系统外壳内，其可以方便地封装、输送和安装。在此类情况下，换气入口和出口及工艺入口和出口可以直接地或经由适当的管道或其它流体流导管间接地连接到额外换气空气供给路径和排气流路径且连接到额外封闭空间供给路径和返回流动路径。此外，根据本发明的实例系统可以与其它加热、冷却、加湿/除湿、回收、再生和定位于这些额外换气空气流动路径和工艺空气流动路径内或以其它方式沿着所述流动路径的其它组件或系统组合使用。
液体到空气膜式能量交换器(LAMEE)可用作实例调节系统的部分来传递液体与空气流之间的热量和水分以调节流动通过LAMEE的空气的温度和湿度或调节流动通过LAMEE的液体。在一实例中，LAMEE中的膜可以是针对水而非针对可存在于液体中的其它组分具有选择渗透性的无孔薄膜。许多不同类型的液体可以与无孔膜组合使用，所述液体包含例如水、液体干燥剂、乙二醇。在一实例中，LAMEE中的膜可以是半渗透的或蒸汽可渗透的，且通常呈气相的任何事物可以穿过所述膜且通常呈液相的任何事物无法穿过所述膜。在一实例中，LAMEE中的膜可以是多微孔的，使得一或多种气体可以穿过所述膜。在一实例中，膜可以是选择性可渗透膜，使得一些组分可以穿过所述膜，但其它组分不可。应认识到，包含于本文中公开的调节系统中的LAMEE可以使用适合与蒸发冷却器LAMEE一起使用的任何类型的膜。
调节系统100中的LAMEE 108可以使冷却流体循环通过LAMEE以降低冷却流体的温度，所述冷却流体可以是蒸发流体。LAMEE 108可以作为蒸发冷却器操作，使用空气和冷却流体(例如，水)两个的冷却潜力来排出热量。在一实例中，LAMEE 108可以使用柔性聚合物膜，所述膜是蒸汽可渗透的以分离空气和水。相对于其它系统/装置，通过LAMEE 108的水流速和空气流速可不受例如在高表面速度下的微滴遗留物的问题限制。另外，LAMEE可以使得热能能够输送到类似于冷却塔的冷却器中的水流速操作，且升高的入口水温度可以增强LAMEE 108的蒸发冷却功率。
循环通过LAMEE 108的冷却流体可包含水、液体干燥剂、乙二醇、其它吸湿流体、其它蒸发液体，和/或其组合。在一实例中，冷却流体是液体干燥剂，其是低浓度盐溶液。盐的存在可以给冷却流体消毒以防止微生物生长。另外，干燥用的盐可以影响溶液的蒸汽压且允许冷却流体释放水分或从空气吸收水分。液体干燥剂的浓度可以出于控制目的经调整以控制LAMEE 108内的换气空气或冷却流体的冷却的量。
在一实例中，LAMEE 108中的冷却流体可以是水或主要是水。在图1的调节系统100中，冷却流体可以是水，且LAMEE 108可包含用于使水穿过交换器的进水口和水出口。包含上文所列的那些的其它类型的蒸发冷却流体可以与水组合使用，或作为替代方案，用于根据本发明的实例中的水。
LAMEE 108在本文中可以被称作蒸发冷却器和/或蒸发冷却器LAMEE。当换气空气流动通过LAMEE 108时，水，或换气空气和水两个可以冷却到外部空气的湿球(WB)温度。离开LAMEE 108的换气空气可以穿过LAHX2 112和换气风扇136且在排气时在换气气室104的出口处离开换气气室。
归因于LAMEE 108中的蒸发冷却过程，交换器的出口处的水的温度可以低于入口处的水的温度。换句话说，流动通过LAMEE的水由入口与出口之间的装置冷却。来自LAMEE108的降低温度的或“冷却的”水可用于提供冷却以处理流动通过LAHX1 110的空气。
举例来说，LAMEE 108或其它此类装置可以在常规冷却系统(例如冷却塔)内提供优点。LAMEE中的膜分离层可以减少维护，可以消除对化学处理的要求，且可以减少污染物传递到液体回路的可能性。LAMEE连同上游和/或下游冷却盘管(或其它LAHX)一起的使用可以导致离开LAMEE的水的更低温度和更高冷却潜力。具有LAMEE的冷却系统的不同配置描述于本文中且可以在多种气候下增强性能。更高冷却潜力和性能可以引起冷却系统中的更低气流和风扇电力消耗且可以增加整个数据中心冷却系统的效率，所述风扇电力消耗是液体冷却系统中的能耗的主要来源。
实例调节系统100还包含两个液体到空气热交换器LAHX1 110和LAHX2 112，这两个液体到空气热交换器通常在流动通过交换器的冷却流体与流过/通过交换器的空气之间交换热量。LAHX1 110布置于工艺气室106中且是调节系统100中最终直接地且明显地冷却来自封闭空间的空气的冷却组件。LAHX2 112布置于换气气室104中且用于多个目的。LAHX2112可以用于通过使用换气空气冷却离开LAHX1 110且进入LAHX2 112的冷却流体来回收在冷却来自封闭空间的空气时所消耗的能量中的一些。另外，在一些实例中，LAHX2 112可以是用于冷却进入LAHX1 110的流体的主要冷却组件(例如，当LAMEE 108去激活时)。
LAHX1 110和LAHX2 112两个都可以是多种类别的液体到空气交换器，包含例如冷却盘管。冷却盘管通常由嵌入于翅片矩阵中的铜盘管形成。各种特定配置、能力等等可以用于根据本发明的实例中。可使用的其它实例LAHX包含微通道热交换器。循环通过LAHX1 110和LAHX2 112中的一个或两个的冷却流体可包含水、液体干燥剂、乙二醇、其它吸湿流体、其它蒸发液体，和/或其组合。另外，流动通过LAHX1 110和LAHX2112中的一个或两个的冷却流体可以与相同于或不同于流动通过LAMEE 108的冷却流体相同或不同。
再次参看图1，调节系统100还包含换气风扇(或风扇阵列)136和工艺风扇(或风扇阵列)138，所述风扇通过系统100分别驱动换气空气和工艺空气。实例调节系统100和根据本发明的其它实例系统可包含比图1中所展示的更多或更少的风扇。此外，风扇可以相对于图1中所展示的风扇位于系统100内的不同位置。举例来说，换气风扇136和工艺风扇138中的一个或两个可以配置成单个风扇或多个风扇，包含风扇阵列，例如，由Nortek AirSolutions提供的
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系统。尽管图式中未展示，但根据本发明的实例调节系统可包含安置于换气气室104和工艺气室106中的一个或两个中的一或多个过滤器。
在图1的实例中，换气风扇136布置在LAMEE 108和LAHX2 112下游的换气气室104内部。在此位置中，由换气风扇136产生的热量中的至少一些通过换气出口118排出换气气室104，所述换气出口正好在换气风扇136的下游。工艺风扇138布置在LAHX1上游的工艺气室106内部。在此位置中，可以被动地去除由工艺风扇138产生的一些热量。在其它实例中，换气风扇136可以位于换气气室104内/沿着所述换气气室的不同位置处，且工艺风扇138可以位于工艺气室106内/沿着所述工艺气室的不同位置处。
在图1的实例中，调节系统100包含流体回路114。流体回路114可包含多个不同的互连导管或流体流路径以及其它冷却流体相关的组件，包含例如阀140。流体回路114可以被视为包含多个互连的流体流分支或可能还被表征为包含多个流体回路。在任何情况下，流体回路114构造成并且配置成在系统100的冷却组件与根据本发明的其它系统之间输送一或多种冷却流体(或更一般地说“热传递”流体)。在图1的实例中，流体回路114在LAMEE108、LAHX1 110与LAHX 112之间输送一种冷却流体。由于系统100中使用的冷却流体将穿过LAMEE 108，冷却流体可以是蒸发流体。在一个实例中，调节系统100中使用的冷却流体是水或主要是水。
流体回路114的一个分支114a将通过LAHX2 112冷却的冷却流体从LAHX2 112的出口中输送到阀140。取决于阀140的状态，流动通过分支114a的流体可以通过分支114b流动到LAMEE 108的入口或可以通过分支114c流动到工艺气室106中的LAHX1 110的入口。流体回路114的分支114d从LAMEE 108的出口输送流体，使所述流体与流动通过分支114c的流体互混，且将流体输送到工艺气室106中的LAHX1 110的入口。最后，分支114e将流体从工艺气室106中的LAHX1 110的出口输送到换气气室104中的LAHX2 112的入口。
调节系统100还包含系统控制器150。系统控制器150可包含硬件、软件及其组合以实施归因于本文中的控制器的功能。系统控制器150可以是包含多个组件的模拟控制器、数字控制器，或组合式模拟和数字控制器。举例来说，控制器150可包含ICB、PCB、处理器、数据存储装置、开关、继电器等等。处理器的实例可包含微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效离散或集成逻辑电路中的任何一个或多个。在一些实例中，存储装置描述为计算机可读存储媒体。在一些实例中，存储装置包含暂时性存储器，意味着一或多种存储装置的主要目的并不是长期存储。在一些实例中，存储装置描述为易失性存储器，意味着当计算机关闭时存储装置并不维持所存储的内容。易失性存储器的实例包含随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)，和所属领域中已知的其它形式的易失性存储器。数据存储装置可用于存储供由控制器150的处理器执行的程序指令。举例来说，存储装置由软件、应用程序、算法使用，作为实例，在控制器150上运行和/或由所述控制器执行。存储装置可包含短期和/或长期存储器，且可以是易失性和/或非易失性的。非易失性存储元件的实例包含磁性硬盘、光盘、软盘、快闪存储器，或多种形式的电可编程存储器(EPROM)或电可擦可编程存储器(EEPROM)。
系统控制器150可以配置成使用不同的公用和/或专有标准和/或协议经由不同的有线或无线通信技术和组件与调节系统100和其组件通信。举例来说，一些种类的功率和/或通信网络可用于促进控制器150与调节系统100之间的通信和控制。在一个实例中，系统控制器150可以经由专用或公用局域网(LAN)与调节系统100通信，所述局域网可包含根据一或多种标准和/或经由一或多种输送媒体起作用的有线和/或无线元件。在一个实例中，系统100可以配置成使用根据802.11或蓝牙规范集，或另一标准或专有无线通信协议中的一个的无线通信。发射到系统100的组件(包含控制器150)和从所述组件发射的数据可以根据各种不同通信协议格式化。举例来说，通信的全部或一部分可以是经由基于封包的因特网协议(IP)网络，所述网络通过例如第5类以太网电缆在传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)封包中传达数据。
系统控制器150可包含一或多种程序、电路、算法或用于控制调节系统100的操作的其它机制。举例来说，系统控制器150可以配置成调制换气风扇136和工艺风扇138的速度和/或控制阀140的致动，以将冷却流体从LAHX2 112的出口引导到LAMEE 108的入口或LAHX1 110的入口。系统控制器150还可以配置成以节热器模式操作系统100，其中LAMEE108经去激活，阀140致动以将冷却流体从LAHX2 112引导到LAHX1 110，风门122关闭，旁路风门126打开，且冷却流体通过环绕延伸的回路从LAHX2 112的出口循环到LAHX1 110的入口，通过LAHX1 110，从LAHX1 110的出口到LAHX2 112的入口，且通过LAHX2 112回到其出口。另外，系统控制器150还可以配置成以蒸发模式操作系统100，其中LAMEE 108经激活，阀140处于中性状态以将冷却流体从LAHX2 112引导到LAMEE 108，风门122打开，旁路风门126关闭，且冷却流体在LAMEE 108、LAHX1 110和LAHX2 112中的所有之间循环。
图2描绘另一实例调节系统200。如从图2显而易见，调节系统共享图1的实例调节系统100的组件和功能中的许多。举例来说，调节系统200包含系统柜102、换气气室104、工艺气室106、LAMEE 108、LAHX1 110、LAHX2 112和流体回路114。换气气室104包含入口116、出口118和旁路入口120。与入口116、出口118和旁路入口120中的每一个相关联且通常并置的分别是风门122、124和126。工艺气室106包含入口128和出口132，所述入口与风门130相关联且并置，所述出口与风门134相关联且并置。调节系统200还包含换气风扇136、工艺风扇138、阀140和系统控制器150。
除了与调节系统100相同的组件之外，调节系统200还包含存储槽202和泵204。在此实例中，存储槽202包含于流体回路206中且连接到所述流体回路。流体回路206可以在结构和功能方面类似于图1的流体回路114，除流体回路206包含槽202和泵204和将这些组件并入到回路中的相关联耦合件以外。
存储槽202可用于存储通过LAMEE 108冷却的流体。尽管在图2中未展示，但槽202可包含用以维持槽内部的液位和硬度等级的补充阀和排水阀。槽202可包含在槽中或在槽周围的用以监测存储于其中的流体的温度的一或多个温度传感器。在一实例中，用于调节系统100的控制方案可以部分地基于槽202中的流体的所测量温度与设定点温度相比较。在一实例中，设定点温度可以基于来自封闭空间的估计冷负荷经预定。设定点水温在调节系统100的操作期间还可以部分地基于封闭空间中的条件(例如，数据中心的类似于周期性处理负荷变化的操作)变化。
可以由系统控制器150控制的泵204将冷却的流体从存储槽202泵送到LAHX1 110中，借此LAHX1 110冷却供应到封闭空间的工艺空气。在流体对工艺空气提供冷却之后，流体可以再循环回到LAMEE 108。流体在离开LAHX1 110时将在升高的温度或“经加热”，这是因为来自工艺空气的排出热量已由流体拾取。流体可以接着输送到换气气室104中的LAHX2112，所述LAHX2在流体返回到LAMEE 108之前冷却所述流体。LAHX2 112可以使用换气空气的冷却潜力来冷却流体。离开LAMEE 108的换气空气可能相对较冷，且来自冷却流体的额外显热可以排出到换气空气中。
流体回路206可包含多个不同的互连导管或流体流路径以及其它冷却流体相关的组件，包含例如阀140。流体回路206可以被视为包含多个互连的流体流分支或可能还被表征为包含多个流体回路。在任何情况下，流体回路206构造成并且配置成在系统200的冷却组件之间输送一或多种冷却流体(或更一般地说“热传递”流体)。在图2的实例中，流体回路206在LAMEE 108、LAHX1 110与LAHX2 112之间输送一种冷却流体(例如水)，将水存储于槽202，且通过泵204从槽202泵送到LAHX1 110。
流体回路206的一个分支将通过LAHX2 112冷却的冷却流体从LAHX2 112的出口中输送到阀140。取决于阀140的状态，流动通过流体回路206的流体可以流动到LAMEE 108的入口或可以流入槽202中。离开LAMEE 108的冷却流体还通过流体回路206输送到槽202。泵204将流体从槽202抽吸到LAHX1 110中，来自工艺气室106中的LAHX1 110的出口的经加热流体(相对于入口处的温度处于升高温度下的流体)接着通过流体回路206输送到换气气室104中的LAHX2 108的入口。
系统控制器150可经结构化且以类似于参考图1的调节系统100描述的方式与调节系统200相关联地操作。举例来说，控制器150可以通信方式连接到系统200，可以控制其组件的操作，且可以多个模式操作系统，包含例如上文所描述的节热器模式和蒸发模式。
图3描绘另一实例调节系统300。调节系统300共享图2的实例调节系统200的组件和功能中的许多，且添加预冷器302和泵304，所述预冷器和泵并入到系统中且经由流体回路206与系统互连。在图3中，调节系统300包含系统柜102、换气气室104、工艺气室106、LAMEE 108、LAHX1 110和LAHX2 112。换气气室104包含入口116、出口118和旁路入口120。与入口116、出口118和旁路入口120中的每一个相关联且通常并置的分别是风门122、124和126。工艺气室106包含入口128和出口132，所述入口与风门130相关联且并置，所述出口与风门134相关联且并置。调节系统200还包含换气风扇136、工艺风扇138、阀140、系统控制器150、槽202和泵204。
在图3中，调节系统300包含预冷器302。预冷器302布置于LAMEE 108上游的换气气室104中。预冷器302可以是例如配置成在换气空气进入LAMEE 108之前调节所述换气空气的冷却盘管。预冷器302可以在换气空气进入LAMEE 108之前预先冷却所述换气空气。在一些实例中，过滤器(未展示)可以布置在换气气室104内部靠近进气口。过滤器可以类似地包含于根据本发明的其它实例调节系统的换气气室中。
在图3中所展示的设计中，流体回路306的分支可以将水(或另一热传递流体)从槽202输送到预冷器302的入口。在预冷器302中冷却的冷却流体经由流体回路306从预冷器的出口输送到LAMEE 108的入口。
预冷器302可以在进入预冷器302的水的温度低于室外空气干球温度时有效。调节系统300可用于典型夏季条件以及当室外空气可能极热且极其潮湿时的极端夏季条件。预冷器302可以用于压低室外空气干球温度，因此预先冷却穿过预冷器的换气空气且加热预冷器302中的水。如上文所描述，换气空气和水可以接着穿过LAMEE 108，在此情况下蒸发发生，且水或空气和水两个可冷却到接近离开预冷器的空气的湿球温度的温度，所述温度低于室外空气湿球温度。在穿过LAMEE 108之后，换气空气可以接着穿过LAHX2 112且由此冷却通过LAHX2从LAHX1 110接收的经加热流体。
调节系统300可以允许三个操作模式，且模式的选择可以部分地取决于室外空气条件和系统300的冷负荷。当室外空气是冷的时，冷却系统300可以第一模式，节热器模式操作，且可绕过预冷器302和LAMEE 108。此节热器或冬季模式可如上文参看图1所类似地描述。这是因为换气空气是冷的，此空气流在穿过LAHX2 112时可以充分地冷却水，而无需进一步冷却LAMEE 108(或预冷器302)中的水，如上文参考图1所描述。
在第二操作模式(其还可以被称作正常模式或蒸发模式)中，可绕过预冷器302。蒸发模式可以在温和条件期间，例如春季或秋季当温度或湿度适中时，以及一些夏季条件下操作。换气空气可以能够绕过预冷器302，同时仍满足冷负荷。额外旁路风门可包含于系统300中以允许换气空气绕过预冷器302，或替代地，换气空气可以穿过或围绕经去激活的预冷器302，且随后穿过LAMEE 108和LAHX 112。
在第三操作模式(其还可以被称作增强模式或超级蒸发模式)中，冷却系统300可以使用预冷器302和LAHX2 112两个运行。在极端条件下，或当室外空气是热的或潮湿的时，冷却系统300可以在换气空气进入LAMEE 108之前使用预冷器302对换气空气提供预先冷却。预冷器302可用于提高系统300的冷却功率，允许LAMEE 108实现LAMEE 108的出口处的更低排放温度。预冷器302可以减少或消除对补充机械冷却的需要。
另外，在一些情况下，预冷器302可经激活以提供流体(例如水)的换气侧冷却，而无需由LAMEE 108提供的冷却，且替代或补充由LAHX2 112提供的流体的冷却。在预冷器302在作用中且LAMEE 108和LAHX2 112两个不在作用中(或换气空气绕过LAMEE和LAHX2)的情况下，预冷器302可以使用冷的换气空气来冷却水(或其它热传递流体)，使得水可以在低温下离开预冷器302且再循环回到槽202，而无需在LAMEE 108或LAHX2 112中冷却。在此情况下，流体回路306的配置可以包含分支、阀等等，以选择性地将水从预冷器302的出口输送到LAMEE 108的入口或输送回到槽202。另外，适当的风门可包含于调节系统300中，例如以允许换气空气在从换气气室104的出口中排出之前穿过预冷器302且绕过LAMEE 108和/或LAHX2 112。
图4和图5描绘两个其它实例调节系统400和500。调节系统400和500共享图3的实例调节系统300的组件和功能中的许多，且各自将机械冷却系统添加到流体回路以提供对存储在槽202中的水(或其它流体)的冷却。包含于图4的调节系统400中的机械冷却系统包含水冷式冷凝器，而包含于图5的调节系统500中的机械冷却系统包含风冷式冷凝器。
在图4中，调节系统400包含系统柜102、换气气室104、工艺气室106、LAMEE 108、LAHX1 110、LAHX2 112和DX单元402。换气气室104包含入口116、出口118和旁路入口120。与入口116、出口118和旁路入口120中的每一个相关联且通常并置的分别是风门122、124和126。工艺气室106包含入口128和出口132，所述入口与风门130相关联且并置，所述出口与风门134相关联且并置。调节系统400还包含换气风扇136、工艺风扇138、阀140、系统控制器150和槽202。有助于冷却流体输送通过系统400的泵已从图4省略，但适当数目和布置的这种泵可以包含于此调节系统和根据本发明的其它调节系统中。
在图4中，调节系统400包含DX或直接膨胀单元402。如图4中所展示，具有预冷器302的与DX单元402组合的调节系统可用于例如极端室外空气条件下。如果槽202中的温度高于目标设定点温度(覆盖100％的负荷)，那么DX单元402可以将水冷却到目标设定点温度。因此，DX单元402可以提供对离开槽202水(或其它流体)的额外冷却，使得水可充分地冷却以覆盖封闭空间的热负荷/冷负荷。
DX单元402包含蒸发器404、压缩机406、冷凝器408和膨胀阀410。DX单元402配置成使用例如经冷凝的制冷剂液体冷却槽202中的水。在操作中，DX单元402通过将经冷凝的制冷剂传递到第一热交换器(蒸发器404)的一侧来冷却槽202中的水或其它流体，这冷却流动通过蒸发器404的另一侧的水。在蒸发器404中，制冷剂在吸收热量时膨胀，最终转换成气体。DX单元402接着将制冷剂泵送到压缩机406，所述压缩机压缩气体制冷剂且将其传递到另一热交换器(冷凝器408)。由制冷剂吸收的热量可排出，且冷却的经压缩制冷剂再次呈液体形式。DX单元402接着通过膨胀阀410将冷却的制冷剂液体泵送(或以其它方式输送)回到蒸发器404，且循环再次开始。
在图4的实例中，冷凝器408是布置于LAMEE 108与LAHX2 112之间的换气气室104中的水冷式冷凝器。冷凝器408是DX单元402的制冷剂和离开LAHX2 112的水(或其它流体)所流动通过的热交换器。通过流动通过换气气室104的换气空气在LAHX2 112中冷却水，如参考其它实例所描述。来自LAHX2 112的冷却的水通过调节系统400的流体回路输送到且流动通过冷凝器408。冷却的水冷却流动通过压缩机408的另一侧的经压缩制冷剂，且冷却的制冷剂通过膨胀阀410流回到蒸发器404。离开冷凝器408的水(其相对于离开LAHX2 112的水已部分地经加热)传送到LAMEE 108的入口，例如在与通过预冷器302冷却的水(也传送到LAMEE 108的入口)混合之后。
如同根据本发明的至少一些其它实例，调节系统400可取决于不同因素以多个模式操作，所述不同因素包含来自封闭空间的热负荷和/或室外空气(或进入的换气空气)条件。举例来说，系统控制器150可以配置成控制系统400(和根据本发明的其它实例系统)的元件在不同模式下不同地操作。系统控制器150可以配置成以节热器模式和蒸发模式以及其它模式操作系统400。一般来说，在节热器模式中，进入系统的室外空气存在足够的冷却能力：LAHX2 112(或具有略微修改的流体回路的预冷器302)可以用换气空气来冷却水或其它流体而无需通过LAMEE 108冷却。举例来说，在蒸发模式中，预冷器302、LAMEE 108和LAHX2 112均可经激活且用于使用穿过换气气室104的换气空气来冷却流动通过系统的水。
在一个实例中，系统控制器150配置成使得调节系统400以蒸发模式操作。举例来说，在此模式中，室外换气空气通过风扇136抽吸到换气气室104中且通过换气气室。室外空气穿过预冷器302且通过所述预冷器使用通过流体回路从槽202递送到预冷器的入口的流体来冷却。冷却的室外空气接着流动通过且以蒸发方式冷却流动通过LAMEE 108的流体。冷却流体通过流体回路从冷凝器408的水侧的出口且从预冷器302的出口递送到LAMEE 108。换气空气经过LAMEE 108且流动通过LAHX2 112。LAHX2 112从LAHX1 110的出口接收流体，且换气空气冷却从LAHX1 110接收的经加热流体。风扇136接着从换气气室104的出口118中排出换气空气。
通过LAMEE 108冷却的水或其它蒸发冷却流体通过流体回路输送到槽202，所述槽存储水。如上文所描述，DX单元402可经激活以冷却存储在槽202中的水或其它流体以将流体保持在目标设定点温度下。始于槽202，水输送到预冷器302的入口且输送到蒸发器404的水侧的入口。水从蒸发器404的水侧的出口输送到LAHX1 110。LAHX1 110使用通过LAHX2112冷却的水来冷却从封闭空间返回到工艺气室106的经加热工艺空气。
仍在蒸发模式中，水从工艺气室106中的LAHX1 110的出口流动到换气气室104中的LAHX2 112的入口。系统控制器150可以蒸发模式激活或不激活阀140(取决于阀的默认状态)以使得来自LAHX2 112的出口的水流入冷凝器408的水侧中。水离开冷凝器408且返回到LAMEE 108的入口。
系统控制器150还可以配置成使得调节系统400以节热器模式操作。举例来说，在节热器模式中，系统控制器150可以使得预冷器302、LAMEE 108和可能DX单元402经去激活和/或使得换气空气绕过预冷器302和LAMEE 108。在此模式中，如参考根据本发明的其它实例所描述，LAHX2 112使用换气空气冷却水且经由阀140、槽202和蒸发器404的水侧将水输送到LAHX1 110。
图5描绘另一实例调节系统500。图4的调节系统400与图5的调节系统500之间的主要实质性差异在于：调节系统400的DX单元402包含水冷式冷凝器408，而调节系统500的DX单元502包含风冷式冷凝器508。DX单元502可以用于系统500以将存储在槽202中的冷却流体维持在目标设定点温度下。
在图5中，DX单元502包含蒸发器504、压缩机506、风冷式冷凝器508和膨胀阀510。风冷式冷凝器508布置于LAHX2 112下游(且在一些实例中，风扇136下游)的换气气室104中，靠近换气气室104的出口118。经压缩制冷剂通过DX单元502的流体回路从压缩机506输送到冷凝器508。流动通过换气气室104的换气空气穿过且冷却流动通过冷凝器508的制冷剂。
尽管冷凝器508展示在图5中的气室104内部，但冷凝器508可定位于气室104外部和柜102外部。冷凝器508可定位在柜102外，且此设计可使用于例如通常具有温和的室外空气条件的气候中。冷凝器508可以使用室外空气，所述室外空气在一些情况下可处于比穿过如图5中所示的气室104中的冷凝器508的换气空气更低的温度下。如果冷凝器508定位在柜102外，那么应认识到，冷凝器508可能包含额外组件，例如一或多个风扇。
调节系统400和500可包含多个冷却流体和相关联的冷却流体回路。举例来说，流动通过DX单元502的制冷剂可以是第一冷却流体，且用于传送制冷剂的导管和其它组件可以是第一流体回路或流体回路的第一部分。流动通过预冷器302、LAMEE 108、LAHX1 110和LAHX2 112的第二冷却流体可以是水或主要是水。分离的更大流体冷却回路或其一部分(例如，导管、阀、泵、过滤器等等)可用于在调节系统400和500中的不同组件之间输送水。两个冷却流体回路或一个回路的两个部分彼此流体地隔离，使得第一冷却流体和第二冷却流体并不互混。
图6描绘包含液体到液体热交换器(LLHX)602的另一实例调节系统600。调节系统600具有与上述实例相同的许多组件和功能。举例来说，在图6中，调节系统600包含系统柜102、换气气室104、工艺气室106、LAMEE 108、LAHX1 110和LAHX2 112。换气气室104包含入口116、出口118和旁路入口120。与入口116、出口118和旁路入口120中的每一个相关联且通常并置的分别是风门122、124和126。工艺气室106包含入口128和出口132，所述入口与风门130相关联且并置，所述出口与风门134相关联且并置。调节系统600还包含换气风扇136、工艺风扇138、系统控制器150和槽202。有助于冷却流体输送通过系统600的泵已从图6省略，但适当数目和布置的这种泵可以包含于此调节系统和根据本发明的其它调节系统中。
在图6的实例中，调节系统LLHX 602配置并布置成经由第一流体回路604和槽202使用来自LAMEE 108的水或其它第一冷却流体来冷却经由流体回路606流动通过LLHX 602、LAHX1 110和LAHX2 112的第二冷却流体。采用调节系统600中的LLHX 602可具有多个优点，包含例如在冬季节热器模式下降低流体回路606中冻结的风险，这是因为第二冷却流体可以是乙二醇或具有防冻性质的另一流体。
通过LAMEE 108冷却的水经由流体回路604从LAMEE的出口输送到槽202。冷却的水离开槽202且进入LLHX 602的第一侧(例如，LLHX的水侧)。第二流体可以通过流体回路606的输入线进入LLHX 602且离开并经由回路606的另一部分输送到LAHX1。冷却剂可以是任何合适的热传递流体，并且在一些情况下，可包含防冻以最小化冷却剂在冬季冻结的风险。流动通过LLHX 602的水侧的冷却水冷却流动通过LLHX的第二侧的第二冷却流体。冷却的第二冷却流体接着输送到LAHX1 110，这使用第二冷却流体来冷却在工艺气室106中从封闭空间接收的经加热工艺空气。如用其它实例所描述，LAHX1 110配置成将工艺空气冷却到目标供应空气温度。
在用于冷却工艺空气之后，更高温度(也被称作经加热的)冷却剂可以经由流体回路606从工艺气室106中的LLHX 602的出口输送到换气气室104中的LAHX2 112的入口。流动通过换气气室106的换气空气冷却经加热的第二冷却流体，之后第二冷却流体再循环回到LLHX 602的第二侧。来自槽222的降低温度的水可以冷却LLHX 602中的更高温度的冷却剂，使得冷却剂可以在更低温度下离开LLHX 602且返回到数据中心202。离开LLHX 602的更高温度的水可以通过水管248递送到干盘管212。水可以在干盘管212中冷却且返回到如上文参看图1的系统201所描述的交换器210或槽222。
LLHX 602可以物理方式定位在系统柜102中，但在气室104和106外部。在一些实例中，LLHX 602可能位于换气气室104或工艺气室106中。另外，LLHX 602可经定位与系统柜102和气室104及106分离，在此情况下泵或其它机制可能用于在LLHX与调节系统600的其它组件之间输送冷却流体。
尽管图6的实例中未展示，但调节系统600可能还包含类似于DX单元的机械冷却系统以对存储在槽202中的水或其它冷却流体或对在LLHX 602、LAHX1 110与LAHX2112之间循环的第二冷却流体提供冷却。这种DX单元可以耦合到调节系统600且以类似于分别参考图4和图5的调节系统400和500描述的方式与调节系统600一致地起作用。另外，在根据本发明的实例中，调节系统600可能配置有LLHX，具有或不具有额外机械冷却系统，且无预冷器302。
系统控制器150可以配置成以多个模式控制调节系统600的操作。第一或蒸发模式描述于上文，其中调节系统的所有组件均在作用中且提供冷却，包含LAMEE 108提供流动通过此处的第一流体的蒸发冷却。
另外，系统控制器150可以节热器模式操作调节系统600。举例来说，在节热器模式中，系统控制器150可以使得预冷器302和LAMEE 108去激活和/或使得流动通过换气气室104的换气空气绕过预冷器302和LAMEE 108。举例来说，在节热器模式中，系统控制器150可以使得风门122关闭且使得旁路风门126打开。在此模式中，LLHX 602通常不在作用中，且第二冷却流体经由第二流体回路606在LAHX1 110与LAHX2 112之间的环绕延伸的回路中循环。LLHX2 112使用换气空气冷却第二冷却流体且将第二流体输送到LAHX1 110，其使用冷却的第二流体来冷却从封闭空间接收的经加热工艺空气。
调节系统600包含多个冷却流体和相关联的冷却流体回路604和606。第一冷却流体，例如水或主要是水，流动通过LAMEE 108、预冷器302和LLHX 602(至少在LAMEE经激活以提供蒸发冷却的蒸发模式中)。第二冷却流体，例如乙二醇，流动通过LAHX1110、LAHX2 112和LLHX 602，第二冷却流体在蒸发操作模式和节热器操作模式两个中使用。
图7描绘根据本发明的另一实例调节系统700。在一些实例中，换气空气回路和工艺空气回路可能通过某一距离分隔开，而不是共同地容纳/封装和并置。图7的实例调节系统700与图2的调节系统200基本上相同，除调节系统700并不包含容纳换气空气回路和工艺空气回路(并且，在一些情况下，流体回路)的系统柜102以外。在图7的实例中，实际上，换气气室104和相关联组件及工艺气室106和相关联组件分离地定位且通过某一距离彼此分隔开。尽管此实例在组件和功能方面在图2的实例之后经模型化，但根据本发明的其它实例调节系统也可能如此布置和配置。举例来说，调节系统100、300、400、500和600中的任一个可能也包含彼此分离且位于一定距离处的换气空气回路和工艺空气回路(例如，气室、冷却组件、流体回路或其部分等等)。
图8描绘另一实例调节系统800。调节系统800共享图4和图5的实例调节系统400和500的组件和功能中的许多，除系统800将机械冷却系统802用于对流动通过工艺气室106的工艺空气的补充冷却以外。机械冷却系统802包含风冷式冷凝器808，但在另一个实例中，水冷式冷凝器可以用于调节系统800中。
工艺空气的机械冷却可以用于在某些室外条件或其它条件下提供所需冷却。另外，如果水冷却系统或其组件(例如LAMEE 108、LAHX1 110和/或LAHX2 112)出于某种原因故障或脱机，那么机械冷却系统802可用于提供从封闭空间接收的经加热工艺空气到目标供应空气温度的所有所需的冷却。
在图8中，调节系统800包含系统柜102、换气气室104、工艺气室106、LAMEE 108、LAHX1 110、LAHX2 112和机械冷却系统802。换气气室104包含入口116、出口118和旁路入口120。与入口116、出口118和旁路入口120中的每一个相关联且通常并置的分别是风门122、124和126。工艺气室106包含入口128和出口132，所述入口与风门130相关联且并置，所述出口与风门134相关联且并置。调节系统400还包含换气风扇136、工艺风扇138、阀140、系统控制器150和槽202。有助于冷却流体输送通过系统400的泵已从图8省略，但适当数目和布置的这种泵可以包含于此调节系统和根据本发明的其它调节系统中。
调节系统800包含DX单元802(或某一其它类似机械冷却系统)。DX单元802包含DX盘管804、压缩机806、冷凝器808和膨胀阀810。DX盘管804布置在工艺气室106中的LAHX1110下游。DX单元802配置成使用例如经冷凝的制冷剂液体来冷却流动通过工艺气室106的工艺空气。在操作中，DX单元802通过将经冷凝的制冷剂传递通过盘管来冷却工艺空气，其冷却工艺空气且使制冷剂在吸收热量时膨胀，最终转换成气体。DX单元802接着将制冷剂泵送到压缩机806，所述压缩机压缩气体制冷剂且将其传递通过布置于换气气室104中的另一热交换器(冷凝器808)。换气空气冷却流动通过冷凝器808的制冷剂，在所述制冷剂经冷却之后，经压缩制冷剂再次呈液体形式。DX单元802接着通过膨胀阀810将冷却的制冷剂液体泵送(或以其它方式输送)回到DX盘管804，且循环再次开始。
如同根据本发明的至少一些其它实例，调节系统800可以取决于不同因素以多个模式操作，所述不同因素包含来自封闭空间的热负荷和/或室外空气(或进入的换气空气)条件。举例来说，系统控制器150可以配置成控制系统800(和根据本发明的其它实例系统)的元件在不同模式下不同地操作。系统控制器150可以配置成以节热器模式和蒸发模式以及其它模式操作系统800。一般来说，在节热器模式中，进入系统的室外空气存在足够的冷却能力：LAHX2 112(或具有略微修改的流体回路的预冷器302)可以用换气空气来冷却水或其它流体而无需通过LAMEE 108冷却。举例来说，在蒸发模式中，预冷器302、LAMEE 108和LAHX2 112均可经激活且用于使用穿过换气气室104的换气空气来冷却流动通过系统的水。另外，在蒸发加DX模式中，DX单元802可能经激活且用于提供对通过LAHX1 110冷却的工艺空气的补充冷却。
在一个实例中，系统控制器150配置成使得调节系统800以蒸发模式操作。举例来说，在此模式中，室外换气空气通过风扇136抽吸到换气气室104中且通过换气气室。室外空气穿过预冷器302且通过所述预冷器使用通过流体回路从槽202递送到预冷器的入口的流体来冷却。冷却的室外空气接着流动通过且以蒸发方式冷却流动通过LAMEE 108的流体。换气空气经过LAMEE 108且流动通过LAHX2 112。LAHX2 112从LAHX1 110的出口接收流体，且换气空气冷却从LAHX1 110接收的经加热流体。风扇136接着从换气气室104的出口118中排出换气空气。
通过LAMEE 108冷却的水或其它蒸发冷却流体通过流体回路输送到槽202，所述槽存储水。始于槽202，水输送到预冷器302的入口且输送到LAHX1 110的入口。LAHX1 110使用通过LAHX2 112冷却的水来冷却从封闭空间返回到工艺气室106的经加热工艺空气。
仍在蒸发模式中，水从工艺气室106中的LAHX1 110的出口流动到换气气室104中的LAHX2 112的入口。系统控制器150可以蒸发模式激活或不激活阀140(取决于阀的默认状态)以使得来自LAHX2 112的出口的水流入槽202中。
在蒸发加DX模式中，系统控制器150激活DX单元802。在此模式中，LAHX1 110使用来自槽202的冷却的水或其它流体来冷却工艺空气。另外，工艺空气经过LAHX1 110且进一步通过布置于LAHX1 110下游的工艺气室106中的DX盘管804冷却。在此情况下，DX盘管804可以在工艺空气供应到封闭空间之前将所述空气冷却到目标供应温度。
系统控制器150还可以配置成使得调节系统800以节热器模式操作。举例来说，在节热器模式中，系统控制器150可以使得预冷器302、LAMEE 108和可能DX单元802经去激活和/或使得换气空气绕过预冷器302和LAMEE 108。在此模式中，如参考根据本发明的其它实例所描述，LAHX2 112使用换气空气冷却水且经由阀140和槽202将水输送到LAHX1 110。
图9是描绘操作根据本发明的调节系统的实例方法900的流程图。在图9中，方法900包含：引导换气空气通过布置在换气气室内部的液体到空气膜式能量交换器(LAMEE)(902)；引导工艺空气通过布置在工艺气室内部的第一液体到空气热交换器(LAHX)(904)；引导第二流体通过所述第一LAHX(906)；将第二冷却流体从第一LAHX输送到布置在LAMEE下游的换气气室内部的第二LAHX(908)；和引导换气空气通过第二LAHX(910)。
LAMEE配置成使用换气空气来以蒸发方式冷却流动通过LAMEE的第一流体。LAMEE出口处的第一流体的温度低于LAMEE入口处的第一流体的温度。工艺气室从换气气室密封，使得工艺空气和换气空气通常并不互混。第一LAHX配置成使用流动通过第一LAHX的第二流体直接地且明显地将来自封闭空间的经加热工艺空气冷却到供应空气温度(或在其可接受的容限内)。第二LAHX配置成接收且使用换气空气冷却通过第一LAHX加热的第二冷却流体。在一些实例中，方法800还可包含绕过LAMEE使得换气空气并不流动通过所述LAMEE，且使得第二流体在第一LAHX与第二LAHX之间再循环。
图9的实例方法900大体上说明根据本发明的实例用于调节封闭空间中的空气的方式。图9的方法的功能可以通过根据本发明的各种调节系统执行。举例来说，方法800的功能可以通过调节系统100、200、300、400、500、600、700和800执行，上文参考图1到图8分别描述其组件和功能。
以上详细描述包含对附图的参考，所述附图形成所述详细描述的一部分。所述图式借助于说明展示可实践本发明的特定实施例。这些实施例在本文中还被称作“实例”。此类实例可包含除了所展示或所描述的那些元件之外的元件。然而，本发明人还预期其中仅提供所展示或所描述的那些元件的实例。此外，本发明的发明人还预期使用相对于特定实例(或其一或多个方面)或相对于本文展示或描述的其它实例(或其一或多个方面)而展示或描述的那些元件的任何组合或排列的实例(或其一或多个方面)。
在此文件中参考的所有公开案、专利和专利文件以全文引用的方式并入本文中，就如同以引用的方式个别地并入一般。在此文件与以引用方式并入的那些文件之间发生用法不一致的情况下，所并入的参考文件中的用法应被视为补充此文件的用法；对于不可调和的不一致，此文件中的用法起主导作用。
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本文中所描述的方法实例可至少部分地由机器或计算机实施。一些实例可包含编码有指令的计算机可读媒体或机器可读媒体，所述指令可操作以配置电子装置以执行如在以上实例中描述的方法。这类方法的实施方案可包含代码，例如微码、汇编语言代码、高级语言代码等等。这类代码可包括用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的部分。此外，代码可例如在执行期间或在其它时间有形地存储于一或多个易失性或非易失性有形计算机可读媒体上。这些有形计算机可读媒体的实例可包含(但不限于)硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，光盘和数字视频磁盘)、盒式磁带、存储卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等等。
如本文中所描述，实例可以包含逻辑或多个组件、模块或机制，或可以在逻辑或多个组件、模块或机制上操作。模块可以是以通信方式耦合到一或多个处理器以便执行本文中所描述的操作的硬件、软件或固件。模块可以是硬件模块，并且因此，模块可以考虑为能够执行特定操作的有形实体且可以某一方式配置或布置。在一实例中，回路可以特定方式布置(例如，内部地或关于例如其它回路的外部实体)为模块。在一实例中，一或多个计算机系统(例如，独立式、客户端或服务器计算机系统)的整体或部分或一或多个硬件处理器可以通过固件或软件(例如，指令、应用程序部分或应用程序)配置为操作以执行特定操作的模块。在一实例中，软件可以驻留在机器可读媒体上。在一实例中，软件在由模块的底层硬件执行时使得硬件执行特定操作。相应地，术语硬件模块理解成涵盖有形实体，即以物理方式构建、特定地配置成(例如，硬连线的)或暂时(例如，暂时地)配置成(例如，经编程)以特定方式操作或执行本文中所描述的任何操作的部分或全部的实体。考虑到其中模块是暂时地配置的实例，模块中的每一个不必在任何一个时刻具现化。举例来说，在模块包括使用软件配置的通用硬件处理器的情况下，通用硬件处理器可以在不同时间配置为相应不同模块。软件可以相应地配置硬件处理器，例如以在一个时刻构成特定模块而在不同时刻构成不同模块。模块还可以是软件或固件模块，其操作以执行本文中所描述的方法。
以上描述预期为说明性的而非限制性的。例如，上述实例(或其一或多个方面)可以彼此组合使用。例如所属领域的一般技术人员在查阅以上描述后可使用其它实施例。此外，在以上具体实施方式中，可将各种特征分组在一起以简化本公开。不应将此情况解释为期望未主张的公开特征对任何权利要求来说是必需的。实情为，本发明主题可在于比特定所公开实施例的所有特征要少。因此，特此将所附权利要求书并入到具体实施方式中，其中每一权利要求作为一单独实施例而独立存在，且预期此些实施例可以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参考所附权利要求书以及所述权利要求书所授权的等效物的完整范围来确定。
注释&实例
本申请案提供以下示范性实施例或实例，其编号并不理解为指定重要度：
实例1提供一种用于控制封闭空间中的条件的系统，所述系统包括：换气气室，配置成将换气空气从换气入口引导到换气出口；工艺气室，从换气气室密封并且配置成将工艺空气从工艺入口引导到工艺出口，所述工艺入口从空间接收经加热空气且所述工艺出口将冷却的空气供应到空间；液体到空气膜式能量交换器(LAMEE)，布置在换气气室内部，LAMEE配置成使用换气空气来以蒸发方式冷却流动通过LAMEE的第一流体，LAMEE出口处的第一流体的温度低于LAMEE入口处的第一流体的温度；第一液体到空气热交换器(LAHX)，布置在工艺气室内部，第一LAHX配置成使用流动通过第一LAHX的第二流体直接地且明显地将来自空间的经加热空气冷却到供应空气温度；第二LAHX，布置在LAMEE下游的换气气室内部，第二LAHX配置成接收且使用换气空气冷却通过第一LAHX加热的第二流体；和流体回路，在LAMEE、第一LAHX与第二LAHX之间输送第一流体和第二流体。
实例2提供根据实例1所述的系统，且任选地其中第一流体和第二流体包括一种流体，所述一种流体流动通过LAMEE、第一LAHX和第二LAHX。
实例3提供根据实例1所述的系统，且任选地还包括进一步包括配置成以蒸发模式操作调节系统的系统控制器，其中一种流体连续地或周期性地在第一LAHX与第二LAHX之间再循环而无需穿过LAMEE，第二流体通过第一LAHX从第二LAHX接收并且配置成将工艺空气冷却到供应温度。
实例4提供根据实例1和2所述的系统，且任选地其中流体回路包括：第一分支，配置成将一种流体从LAMEE出口输送到第一LAHX的入口；第二分支，配置成将一种流体从第一LAHX的出口输送到第二LAHX的入口；第三分支，包含阀，第三分支配置成选择性地经由流体回路将一种流体从第二LAHX的出口输送到LAMEE的入口或经由阀输送到第一LAHX的入口。
实例5提供根据实例1至4中任一项所述的系统，且任选地包含配置成以蒸发模式操作调节系统的系统控制器，其中系统控制器激活或去激活阀以使得一种流体经由流体回路从第二LAHX的出口输送到第一LAHX的入口，一种流体通过第一LAHX从第二LAHX接收并且配置成将工艺空气冷却到供应温度。
实例6提供根据实例1至5中任一项所述的系统，且任选地进一步包括布置在LAMEE上游的换气气室内部的预冷器，所述预冷器配置成在换气空气进入LAMEE之前调节换气空气。
实例7提供根据实例1至6中任一项所述的系统，且任选地其中预冷器配置成接收通过LAMEE冷却的一种流体以调节换气空气。
实例8提供根据实例1至7中任一项所述的系统，且任选地进一步包括用以存储从LAMEE出口和第二LAHX的出口中的至少一个接收的一种流体的流体存储槽。
实例9提供根据实例1至8中任一项所述的系统，且任选地进一步包括用以冷却存储槽中的一种流体的机械冷却系统。
实例10提供根据实例1至9中任一项所述的系统，且任选地进一步包括其中第一流体和第二流体是不同流体。
实例11提供根据实例1至10中任一项所述的系统，且任选地其中流体回路包括配置成使用第一流体来冷却第二流体的液体到液体热交换器(LLHX)。
实例12提供根据实例1至11中任一项所述的系统，且任选地进一步包括布置在LAMEE上游的换气气室内部的预冷器，所述预冷器配置成在换气空气进入LAMEE之前调节换气空气。
实例13提供根据实例1至12中任一项所述的系统，且任选地进一步包括用以存储从LAMEE接收且通过所述LAMEE冷却的第一流体的流体存储槽。
实例14提供根据实例1至13中任一项所述的系统，且任选地进一步包括用以冷却存储槽中的第一流体的机械冷却系统。
实例15提供根据实例1至14中任一项所述的系统，且任选地其中流体回路包括：第一流体回路，配置成将第一流体从LAMEE出口输送通过LLHX且使第一流体返回到LAMEE入口；第二流体回路，与第一流体回路流体地隔离，所述第二流体回路配置成通过LLHX将一种流体从第二LAHX的出口输送到第一LAHX的入口，且使第一流体从第一LAHX的出口返回到第二LAHX的入口。
实例16提供根据实例1至15中任一项所述的系统，且任选地进一步包括配置成使得调节系统以节热器模式操作的系统控制器，其中系统控制器去激活LLHX且使第二流体在第一LAHX与第二LAHX之间再循环，通过第一LAHX从第二LAHX接收的第二流体工艺空气冷却到供应温度。
实例17提供根据实例1至16中任一项所述的系统，且任选地进一步包括布置在LAMEE上游的换气气室内部的预冷器，所述预冷器配置成在换气空气进入LAMEE之前调节换气空气。
实例18提供根据实例1至17中任一项所述的系统，且任选地进一步包括用以存储第一流体和第二流体中的至少一种的存储槽。
实例19提供根据实例1至18中任一项所述的系统，且任选地进一步包括用以冷却第一流体和第二流体中的至少一种的机械冷却系统。
实例20提供一种操作配置成调节封闭空间中的空气的调节系统的方法，所述方法包括：引导换气空气通过布置在换气气室内部的液体到空气膜式能量交换器(LAMEE)，LAMEE使用换气空气来以蒸发方式冷却流动通过LAMEE的第一流体，LAMEE出口处的第一流体的温度低于LAMEE入口处的第一流体的温度；引导工艺空气通过布置在工艺气室内部的第一液体到空气热交换器(LAHX)，工艺气室从换气气室密封；引导第二流体通过第一LAHX，第一LAHX配置成使用流动通过第一LAHX的第二流体直接地且明显地将来自空间的经加热工艺空气冷却到供应空气温度；将第二流体从第一LAHX输送到布置在LAMEE下游的换气气室内部的第二LAHX；和引导换气空气通过第二LAHX，第二LAHX配置成接收且使用换气空气冷却通过第一LAHX加热的第二流体。
实例21提供根据实例20所述的系统，且任选地进一步包括绕过LAMEE使得换气空气并不流动通过所述LAMEE，且使得第二流体在第一LAHX与第二LAHX之间再循环。
已描述本发明的各种方面。这些和其他方面在所附权利要求书的范围内。

Claims (21)

1.一种用于控制封闭空间中的条件的系统，所述系统包括：
换气气室，配置成将换气空气从换气入口引导到换气出口；
工艺气室，从所述换气气室密封并且配置成将工艺空气从工艺入口引导到工艺出口，所述工艺入口从所述空间接收经加热空气且所述工艺出口将冷却的空气供应到所述空间；
液体到空气膜式能量交换器，布置在所述换气气室内部，所述液体到空气膜式能量交换器配置成使用所述换气空气来以蒸发方式冷却流动通过所述液体到空气膜式能量交换器的第一流体，液体到空气膜式能量交换器出口处的所述第一流体的温度低于液体到空气膜式能量交换器入口处的所述第一流体的所述温度；
第一液体到空气热交换器，布置在所述工艺出口内部，所述第一液体到空气热交换器配置成使用流动通过所述第一液体到空气热交换器的第二流体直接地且明显地将来自所述空间的所述经加热空气冷却到供应空气温度；
第二液体到空气热交换器，布置在所述液体到空气膜式能量交换器下游的所述换气气室内部，所述第二液体到空气热交换器配置成接收且使用所述换气空气冷却通过所述第一液体到空气热交换器加热的所述第二流体；和
流体回路，在所述液体到空气膜式能量交换器、所述第一液体到空气热交换器与所述第二液体到空气热交换器之间输送所述第一流体和所述第二流体。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一流体和所述第二流体包括一种流体，所述一种流体流动通过所述液体到空气膜式能量交换器、所述第一液体到空气热交换器和所述第二液体到空气热交换器。
3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括配置成以蒸发模式操作所述系统的系统控制器，其中所述一种流体连续地或周期性地在所述第一液体到空气热交换器与所述第二液体到空气热交换器之间再循环而无需穿过所述液体到空气膜式能量交换器，所述第二流体通过所述第一液体到空气热交换器从所述第二液体到空气热交换器接收并且配置成将所述工艺空气冷却到所述供应温度。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述流体回路包括：
第一分支，配置成将所述一种流体从所述液体到空气膜式能量交换器出口输送到所述第一液体到空气热交换器的入口；
第二分支，配置成将所述一种流体从所述第一液体到空气热交换器的出口输送到所述第二液体到空气热交换器的入口；
第三分支，包含阀，所述第三分支配置成选择性地经由所述流体回路将所述一种流体从所述第二液体到空气热交换器的出口输送到所述液体到空气膜式能量交换器的所述入口或经由所述阀输送到所述第一液体到空气热交换器的所述入口。
5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括配置成以蒸发模式操作所述系统的系统控制器，其中所述系统控制器激活或去激活所述阀以使得所述一种流体经由所述流体回路从所述第二液体到空气热交换器的所述出口输送到所述第一液体到空气热交换器的所述入口，所述一种流体通过所述第一液体到空气热交换器从所述第二液体到空气热交换器接收并且配置成将所述工艺空气冷却到所述供应温度。
6.根据权利要求2所述的系统，进一步包括布置在所述液体到空气膜式能量交换器上游的所述换气气室内部的预冷器，所述预冷器配置成在所述换气空气进入所述液体到空气膜式能量交换器之前调节所述换气空气。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述预冷器配置成接收通过所述液体到空气膜式能量交换器冷却的所述一种流体以调节所述换气空气。
8.根据权利要求2所述的系统，进一步包括用以存储从所述液体到空气膜式能量交换器出口和所述第二液体到空气热交换器的出口中的至少一个接收的所述一种流体的流体存储槽。
9.根据权利要求8所述的系统，进一步包括用以冷却所述存储槽中的所述一种流体的机械冷却系统。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一流体和所述第二流体是不同流体。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述流体回路包括配置成使用所述第一流体来冷却所述第二流体的液体到液体热交换器。
12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括布置在所述液体到空气膜式能量交换器上游的所述换气气室内部的预冷器，所述预冷器配置成在所述换气空气进入所述液体到空气膜式能量交换器之前调节所述换气空气。
13.根据权利要求11所述的系统，进一步包括用以存储从所述液体到空气膜式能量交换器接收且通过所述液体到空气膜式能量交换器冷却的所述第一流体的流体存储槽。
14.根据权利要求13所述的系统，进一步包括用以冷却所述存储槽中的所述第一流体的机械冷却系统。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述流体回路包括：
第一流体回路，配置成将所述第一流体从所述液体到空气膜式能量交换器出口输送通过所述液体到液体热交换器，且使所述第一流体返回到所述液体到空气膜式能量交换器入口；
第二流体回路，与所述第一流体回路流体地隔离，所述第二流体回路配置成通过所述液体到液体热交换器将所述一种流体从所述第二液体到空气热交换器的出口输送到所述第一液体到空气热交换器的入口，且使所述第一流体从所述第一液体到空气热交换器的出口返回到所述第二液体到空气热交换器的入口。
16.根据权利要求11所述的系统，进一步包括配置成使得所述系统以节热器模式操作的系统控制器，其中所述系统控制器去激活所述液体到液体热交换器且使所述第二流体在所述第一液体到空气热交换器与所述第二液体到空气热交换器之间再循环，通过所述第一液体到空气热交换器从所述第二液体到空气热交换器接收的所述第二流体将所述工艺空气冷却到所述供应温度。
17.根据权利要求1所述的系统，进一步包括布置在所述液体到空气膜式能量交换器上游的所述换气气室内部的预冷器，所述预冷器配置成在所述换气空气进入所述液体到空气膜式能量交换器之前调节所述换气空气。
18.根据权利要求1所述的系统，进一步包括用以存储所述第一流体和所述第二流体中的至少一种的存储槽。
19.根据权利要求1所述的系统，进一步包括用以冷却所述第一流体和所述第二流体中的至少一种的机械冷却系统。
20.一种操作配置成调节封闭空间中的空气的调节系统的方法，所述方法包括：
引导换气空气通过布置在换气气室内部的液体到空气膜式能量交换器，所述液体到空气膜式能量交换器使用所述换气空气来以蒸发方式冷却流动通过所述液体到空气膜式能量交换器的第一流体，液体到空气膜式能量交换器出口处的所述第一流体的温度低于液体到空气膜式能量交换器入口处的所述第一流体的温度；
引导工艺空气通过布置在工艺出口内部的第一液体到空气热交换器，所述工艺出口从所述换气气室密封；
引导第二流体通过所述第一液体到空气热交换器，所述第一液体到空气热交换器配置成使用流动通过所述第一液体到空气热交换器的所述第二流体直接地且明显地将来自所述空间的经加热工艺空气冷却到供应空气温度；
将所述第二流体从所述第一液体到空气热交换器输送到布置在所述液体到空气膜式能量交换器下游的所述换气气室内部的第二液体到空气热交换器；和
引导所述换气空气通过所述第二液体到空气热交换器，所述第二液体到空气热交换器配置成接收且使用所述换气空气冷却通过所述第一液体到空气热交换器加热的所述第二流体。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：
绕过所述液体到空气膜式能量交换器使得所述换气空气并不流动通过所述液体到空气膜式能量交换器；和
使得所述第二流体在所述第一液体到空气热交换器与所述第二液体到空气热交换器之间再循环。
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