KR20160087800A - 난류형, 내식성 열 교환기를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

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KR20160087800A
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피터 에프. 반데르물렌
칼 알렌
리차드 매디건
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7에이씨 테크놀로지스, 아이엔씨.
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Abstract

난류형, 내식성 열 교환기가 공기 조화 시스템에서 사용되기 위해서 개시된다.

Description

난류형, 내식성 열 교환기를 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR TURBULENT, CORROSION RESISTANT HEAT EXCHNAGERS}
관련출원의 교차 참조
이 출원은, 'METHODS AND SYSTEMS FOR TURBULENT, CORROSION RESISTANT HEAT EXCHANGERS'라는 명칭의 2013년 11월 19일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/906,219, 및 'METHODS AND SYSTEMS FOR TURBULENT, CORROSION RESISTANT HEAT EXCHANGERS'라는 명칭의 2014년 3월 12일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/951,887 로부터 우선권을 주장하며, 참조에 의해서 모두가 포함된다.
본원은 일반적으로 공간에 들어가는 공기 흐름을 냉각시키고 제습하는 액체 데시컨트(desiccant)의 사용에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본원은 공기 흐름으로부터 액체 데시컨트를 분리하기 위한 다공성 멤브레인의 사용한 관한 것이며, 여기서 유체 흐름(공기, 냉각 유체, 및 액체 데시컨트)이 난류로 유동되어, 유체 사이에서 높은 열 및 수분 전달 율이 발생될 수 있다. 또한, 본 출원은 2 개 또는 3 개의 유체 사이에서 내식성 열 교환기에 관한 것이다. 이러한 열 교환기는 중력에 의해서 유발되는 압력(사이펀(siphoning))을 사용하여 마이크로-다공성 멤브레인이 적합하게 열교환기에 부착된 상태로 유지된다.
액체 데시컨트는 기존의 증기 압축 HVAC 장치에 평행하게 사용되어, 공간, 특히 대량의 외부 공기를 요구하거나 또는 빌딩 공간 내부 자체에 큰 습도 부하를 갖는 공간에서 습도를 줄이는 것을 도와 왔다. 예를 들어 플로리다의 마이애미와 같은 습한 기후는 공간 점유자의 안락을 위해서 요구되는 신선한 공기를 적합하게 처리(제습 및 냉각)하는 데 많은 양의 에너지를 요구한다. 종래의 증기 압축(vapor compression) 시스템은 제습하는 한정된 능력만을 갖고, 공기를 과냉각하는 경향이 있어, 종종 에너지 집약적인 재가열 시스템을 요구하며, 이 재가열 시스템은 재가열이 냉각 코일에 추가적인 열-부하를 부가하기 때문에 전체적 에너지 비용을 상당히 증가시킨다. 액체 데시컨트 시스템은 많은 세월 동안 사용되었고, 일반적으로 공기 흐름으로부터 습기를 제거하는데 매우 효율적이다. 그러나, 액체 데시컨트 시스템은 일반적으로 물 및 LiCl, LiBr 또는 CaCl2의 용액과 같은 농축된 염 용액을 사용한다.이러한 염수(brine)는 적은 양이더라도 강한 부식성이기 때문에, 처리될 공기 흐름으로의 데시컨트 유출(carry-over)을 방지하기 위한 아주 많은 시도가 오랜 기간 동안 있었다. 하나의 접근 방법-일반적으로 폐쇄식 데시컨트 시스템으로 분류-은 흡수 냉각기로 불리는 장치에서 널리 사용되고, 염수를 진공 베셀에 배치하며, 그러면 이 베셀은 데시컨트를 수용한다. 공기가 데시컨트에 직접적으로 노출되지 않기 때문에, 이러한 시스템은 공급 공기 흐름으로 데시컨트 입자 유출의 어떤 위험도 갖지 않는다. 그러나, 흡수 냉각기는 제1 비용 및 유지관리 비용의 양 관점에서 비싼 경향이 있다. 개방 데시컨트 시스템은, 일반적으로 냉각 타워에서 사용되는 것과 유사한 충전상(packed bed) 위로 데시컨트를 유동시킴으로써 공기 흐름과 데시컨트 사이의 직접적인 접촉을 허여한다. 이러한 충전상 시스템은 유출 위험을 여전히 갖는 것을 제외하고 다른 단점으로 어려움을 겪고 있다: 공기 유동에 대한 충전상의 높은 저항은 더 큰 팬 파워 및 충전상을 걸친 압력 강하로 이어지며, 따라서 더 많은 에너지를 요구한다. 또한, 수증기가 데시컨트에 흡수되는 동안 방출되는 응축 열은 갈 곳이 없기 때문에, 제습 프로세스는 단열이다. 결과적으로 데시컨트 및 공기 흐름은 응축 열의 방출에 의해서 가열된다. 시원하고 건조한 공기 흐름이 요구되었던 곳에서, 이것은 따뜻하고, 건조한 공기 흐름으로 이어지며, 후-재습(post-dehumidification) 냉각 코일에 대한 필요를 유발한다. 또한, 더 따뜻해진 데시컨트는 수증기 흡수에 있어서 기하급수적으로 덜 효과적이고, 이것은 시스템이 더욱 더 많은 양의 데시컨트를 충전상에 공급하도록 하며, 이것은, 데시컨트가 데시컨트 및 열 전달 유체로서 이중의 의무를 하기 때문에 다시 더 큰 데시컨트 펌프 파워를 요구한다. 또한, 더 큰 데시컨트 범람률(flooding rate)은 데시컨트 유출의 증가된 위험으로 이어진다. 일반적으로 공기 유량은 난류 영역 아래로(~ 2,400 미만의 레이놀즈 수) 잘 유지되어 유출을 방지할 필요가 있다. 마이크로-다공성 멤브레인을 액체 데시컨트의 표면에 적용하는 것은 몇 가지 장점을 갖는다. 먼저, 이것은 어떠한 데시컨트가 공기 흐름으로 탈출(유출)되어 건물 부식의 소스가 되는 것을 방지한다. 두 번째, 멤브레인은 난류 공기 유동의 사용을 허여하여 열 및 습기 전달을 향상시키고, 이것은, 더욱 컴팩트하게 만들어질 수 있기 때문에, 다시 작은 시스템으로 이어진다. 마이크로-다공성 멤브레인은 전형적으로 소수성인 것에 의해서 데시컨트를 유지하고, 데시컨트의 파괴가 작동 압력보다 상당히 더 높은 압력에서만 발생될 수 있다. 멤브레인 위로의 공기 흐름에서 수증기는 멤브레인을 통해서 아래에 놓여있는 데시컨트 안으로 확산되어 더 건조된 공기 흐름으로 이어진다. 만약 데시컨트가 동시에 공기 흐름보다 더 차갑다면, 냉각 기능이 또한 발생할 것이며, 동시적인 냉각 및 제습 효과로 이어진다.
Vandermeulen 등에 의한 미국 특허 출원 번호 13/115,800, 미국 특허 출원 공개 번호 US 2012/0132513 A1, 및 PCT 출원 번호 PCT/US11/037936은 공기 흐름의 멤브레인 제습을 위한 플레이트 구조체에 대한 몇 가지 실시형태를 개시한다. Vandermeulen 등에 의한 미국 특허 출원 번호 13/915,199, PCT 출원 번호 PCT/US13/045161, 및 미국 특허 출원 번호 61/658,205, 61/729,139, 61/731,227, 61/736,213, 61/758,035 및 61/789,357은 멤브레인 데시컨트 플레이트를 제조하기 위한 상세 및 몇 가지 제조 방법을 개시한다. 이 특허 출원 각각은 참조에 의해서 전체로 여기에 포함된다.
Kozubal(미국 특허 출원 번호 2013/0340449)은 공기 흐름을 제습하고 냉각하기 위한 2-단계 시스템(도 17 및 도 18)을 개시한다. 이 시스템의 제1 단계는 멤브레인 플레이트를 포함하며, 이 멤브레인 플레이트 위로 공기 흐름이 지향되며, 이 공기 흐름은 외부 공기일 수 있다. 멤브레인 플레이트의 후방 측은 제2의 공기 흐름을 가지며, 이 공기 흐름은 또한 외부 공기일 수 있다. 액체 데시컨트는 전방 측 위에서 그리고 멤브레인 뒤에서 유동되고, 이는 주된 공기 흐름으로부터의 습기 흡수로 이어진다. 습기 흡수에 의해서 방출되는 열은 플레이트 벽을 통해서 제2 공기 흐름 안으로 전도되며, 제2 공기 흐름은 물로 가습되고 있다. 물의 증발은 제2의 공기 흐름의 습구 온도에 가까운 냉각 효과를 유발한다. 제1 단계를 떠나는 공기 흐름은 따라서 건조하고, 제2의 공기 흐름의 습구 온도에 가깝다. 제1 단계를 떠나는 공기는 이제 간접적인 증발 냉각 단계로 지향되며, 이 냉각 단계는 한 세트의 플레이트를 포함하며, 노출된 표면은 이 플레이트의 후방측 상에 제1 공기 채널 및 증발 채널을 만든다. 제2 단계에서 주된 공기의 일 부분은 사이펀되고 후방 증발 채널로 지향되며, 여기서 상당한 양의 냉각을 생성한다. 후방에서 달성될 수 있는 이론적 최대 냉각 양은 제2 단계로 들어가는 주된 공기 흐름의 이슬점에 가깝다. 2 개의 단계의 조합은, 제2 단계에서 이 단계의 증발 채널로의 주된 공기 흐름의 약 25-30%의 손실에도 불구하고 따라서 공기 흐름을 제습하고 냉각할 수 있다.
멤브레인 모듈은 문제들로 부터 부정적 영향을 받으며, 여기서 글루(glue) 또는 접착 층은 다양한 구성요소에 걸친 온도 차이에 의해 응력을 받는다. 이것은 액체 데시컨트 재생기와 같이 고온 하에서 작동하는 구성요소에서 특히 어렵다. 플라스틱의 크랙, 또는 결합 또는 접착의 파손을 방지하기 위해서, 더 경도가 높은 플라스틱(예를 들어, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene))으로 만들어지는 제1 부분, 및 순응성 재료(예를 들어, EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer), 고무 또는 폴리우레탄)로 만들어지는 제2 부분을 갖는 2-부분 플레이트 구조체가 개시된다. 이 구조체의 일 장점은 순응성 재료가 용이하게 팽창 계수의 차이를 흡수하는 한편 여전히 유체 통로 및 다른 특징부, 예를 들어 공기 통로를 위한 가장자리 시일 및 이 동일 공기 통로를 위한 난류발생 특징부를 제공한다.
멤브레인 모듈은 문제들로부터 부정적 영향을 받으며, 여기서 글루 또는 접착제 층은 다양한 구성요소에 걸친 온도 차이에 의해 응력을 받는다. 많은 공통 플라스틱은 높은 열 팽창 계수를 갖기 때문에, 이것은 데시컨트의 재생을 위해서 사용되는 구성요소에서 특히 어렵다. 종종, 제조에 사용되기에 고가인 특수 고온 플라스틱이 채용된다. 큰 표면 영역을 함께 접합하는 것은 또한 접착과 관련하여 문제를 생성하고, 시간이 경과함에 따라 피로 골절(stress fracture)을 유발할 수 있다. 포팅 기법(potting techniques)(전형적으로 액상 주입 에폭시 열경화성 플라스틱(liquid poured epoxy thermoset plastic)은, 만약 포팅 재료가 경화 후에라도 약간 순응성으로 남아 있다면 약간의 탄성을 갖는다. 그러나 여기서 설명되는 시스템 및 방법은 고온에 의해서 유발되는 팽창에 상당히 더욱 저항적이고, 이것은 제조 프로세스를 간단하고 강건하게 유지한다.
또한, 2-방향 액체 데시컨트를 위한 컨디셔너 및 재생기 시스템을 건설할 때 문제는 얇은 시트의 플라스틱 지지체 재료의 양측 상에 균일한 데시컨트 분배를 제공하는 시스템을 구성하는 것이 어렵다는 것이다. 여기서 설명되는 시스템 및 방법은 데시컨트를 덮는 일련의 멤브레인에 공기 흐름을 노출시키기 위한 간단한 방법을 보인다.
따라서, 공기 흐름으로부터 습기를 포획하는 비용 효율적이고, 제조가능하고 열적으로 효율적인 방법을 제공하고, 동시에 이러한 공기 흐름을 냉각하고, 또한 이러한 공기 흐름을 액체 데시컨트로 오염시키는 위험을 제거하는 시스템에 대한 필요성이 남아있다.
열 교환기(대부분 2개의 유체를 위한)는 열 전달 및 에너지 회수를 위한 많은 응용에서 매우 널리 사용된다. 대부분의 열 교환기는 구리, 스테인레스 스틸 및 알루미늄과 같은 금속으로 구성된다. 일반적으로 말해서, 이러한 열 교환기는 유체와 금속 표면 사이의 열 전달을 향상시키기 위해서 유체 유동을 교란시키고자 시도하는 특징부를 포함한다. 금속 표면 상의 경계 층은 열 전달에 더 큰 저항을 생성한다. 꽤 많은 응용에서, 유체의 하나 또는 둘은 널리 사용되는 금속에 대해서 부식성일 수 있다. 표면 코팅은 부식 방지를 도울 수 있으나, 또한 열 전달을 감소시키는 경향이 있다. 부식에 민감하지 않은 금속, 예를 들어 티타늄은 일반적으로 사용하기에 비싸고, 작업하기가 어렵다고 여겨진다. 플라스틱이 사용될 수 있으나 이들은 종종 전형적으로 유체에 대해서 사용되는 작동 압력 및 온도를 견디지 못할 수도 있다. 따라서, 비용-효과적이고, 내식성 액체 대 액체 열 교환기에 대한 필요성이 남아 있다.
액체 데시컨트를 사용하여 공기 흐름의 효과적인 제습을 위해서 사용되는 방법 및 시스템이 여기에 제공된다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 액체 데시컨트는 떨어지는 필름과 같이 지지 플레이트의 면 아래로 유동된다. 하나 이상의 실시형태에 따르면, 액체 데시컨트는 마이크로 다공성 멤브레인에 의해서 덮혀져, 액체 데시컨트가 공기 흐름에 들어갈 수 없으나, 공기 흐름의 물 증기는 액체 데시컨트 안으로 흡수될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 공기 흐름은 터뷸레이터(turbulator)를 수용하며, 터뷸레이터는 공기 유동에서 난류를 유도하여 공기가 데시컨트의 표면 위에서 층류(laminar)가 되지 않도록 하는 재료이다. 어떤 실시형태에서, 터뷸레이터는 플라스틱 그물망 재료이다. 어떤 실시형태에서, 터뷸레이터는 공기 유동을 가로질러 퍼진 일련의 플라스틱 와이어이다. 어떤 실시형태에서, 멤브레인은 이축 연신된 폴리프로필렌 멤브레인이다. 어떤 실시형태에서, 액체 데시컨트는 나이론 또는 레이온 플록킹 파이버(flocking fiber)를 사용하는 플록킹된 재료와 같은 심지 재료를 통해서 유동된다. 어떤 실시형태에서, 멤브레인은 지지체 플레이트 상에 스크린 또는 심지 재료를 통해서 접합된다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 (R)PET((재생) Poly Ethylene Terephthalate), PP(Poly-Propylene), PE(Poly Ethylene), (고충격) PS((High Impact)Poly Styrene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PC(Poly Carbonate) 또는 다른 적합한 플라스틱과 같은 일반적 플라스틱 재료로부터 제조되는 성형된 플레이트와 같은 열적으로 성형된 강성 플라스틱이다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 난연성 첨가제 또는 열적으로 전도성 첨가제로 도핑된다. 어떤 실시형태에서, 데시컨트 출구 및 분배 특징부는 지지체 플레이트에 형성되어 데시컨트가 몇 개의 유사한 플레이트 중에서 플레이트의 표면을 따라서 고르게 분배되는 것을 보장한다. 어떤 실시형태에서, 분배 특징부는 출구에서 일정 양의 배압을 유도하도록 의도된 출구 저항 채널을 수용하여 지지체 플레이트의 복수의 배출 홀 사이에서 고른 유량을 보장한다. 어떤 실시형태에서, 외부 저항 채널은 데시컨트가 수평 라인 및 도트(dot)의 분배 구조체 안으로 유동하는 것을 허여하며, 이 라인과 도트는 데시컨트를 고르게 분배하고 데시컨트의 유량을 느리게 하도록 구성된다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 공기 채널의 일 부분을 형성하도록 구성되는 성형된 리지를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 2 개의 지지체 플레이트 사이에, 이 2 개의 플레이트가 서로 접합될 때 액체 시일을 형성하도록 구성된 다른 리지를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 복수의 액체는 지지체 플레이트의 전방 및 후방 표면 상의 몇 개의 영역으로 지향될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 열형성식 몰드는, 하나의 지지체 플레이트가 수직 공기 흐름을 지지하는 것을 허여하고, 상기 몰드 인서트를 변경한 후 다른 지지체 플레이트가 수평 공기 흐름을 지지하는 것을 허여하는 인서트를 사용함으로써 변경될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 냉각 유체에 의해서 반대 측에서 냉각된다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 제2의 공기 흐름에서 물의 증발에 의해서 반대 측에서 냉각된다. 어떤 실시형태에서, 냉각 유체는 물 또는 물/글리콜(glycol) 혼합물이다. 어떤 실시형태에서, 냉각 유체는 플라스틱 메시(mesh)를 통해서 유동하며, 여기서 플라스틱 메시는 지지체 플레이트와 제2 지지체 플레이트 사이 거리를 설정하며, 그리고 냉각 유체가 메시에 의해서 난류로 되도록 한다. 어떤 실시형태에서, 메시는 이중 평면 다이아몬드 플라스틱 메시이다. 어떤 실시형태에서, 제2 지지체 플레이트는 일련의 접착제 도트에 의해서 제1 지지체 플레이트에 접합되어 이 플레이트들이 냉각 유체 압력때문에 부풀어 오르지 않도록 한다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트들이 다이아몬드 메시의 유사한 특징부가 지지체 플레이트에 직접적으로 형성되도록 형성된다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 제2 지지체 플레이트에 연결되고, 여기서 양 플레이트는 특징부를 수용하며, 이 특징부는 다이아몬드 메시의 기능, 즉 2 개의 지지체 플레이트 사이에 고정된 거리를 설정하고, 난류의 혼합 냉각 유체 유동을 생성하는 것을 달성한다. 어떤 실시형태에서, 데시컨트 측에서 심지 재료 또는 스크린 재료의 특징부는 지지체 플레이트 안으로 또한 포함될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 데시컨트 또는 냉각 유체 측의 하나 또는 양쪽 모두에 글루 도트가 열적 접합, 초음파 접합, 또는 어떤 다른 접합 방법에 의해서 멤브레인에 또는 제2 지지체 플레이트에 연결되도록 대체된다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트 자체는 플라스틱 상에 접착제를 수용하며, 이 접착제는 열, 또는 초음파 또는 마이크로웨이브 또는 다른 적합한 방법에 의한 어떤 프로세스에 의해서 활성화된다.
어떤 실시형태에서, 다이아몬드 메시는 공압출된 플라스틱 및 접착제를 포함한다. 어떤 실시형태에서, 플라스틱은 분리된 프로세스 단계에서 접착제로 코팅된다. 어떤 실시형태에서, 제2 지지체 플레이트는 제2 스크린 및 메시를 제공하고, 제2 공기 터뷸레이터를 수용하는 제2 공기 갭을 향한다. 어떤 실시형태에서, 이와 같이 형성된 멤브레인 플레이트 조립체는 복수의 액체 공급- 및 배출 포트를 구비하여 균일한 액체 분배가 멤브레인 및 지지체 플레이트의 표면을 가로질러 달성된다. 어떤 실시형태에서, 포트는 재구성가능하여 공기가 수평 또는 수직 패션으로 멤브레인을 가로질러 지향될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 공기 터뷸레이터는 수평 또는 수직 공기 유동에 대해서 효과적이도록 구성된다. 어떤 실시형태에서, 액체 포트는 냉각 유체가 항상 공기 유동 방향에 대항하여 흘러, 대향류 열 교환 기능이 얻어지도록 구성될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 플레이트에 배출 포트가 떠나는 액체의 사이펀을 제공하여 지지체 플레이트 사이에 대기 압력에 대해서 음의 압력 및 지지체 플레이트와 멤브레인 사이에 음의 압력을 생성하도록 구성되어, 스크린 재료 또는 심지 섬유에 대항하여 멤브레인이 편평하게 남아 있는 것을 보장한다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트 사이의 메인 시일은 자체-배출 기능을 제공하여 어떤 액체도 멤브레인 플레이트 시스템 내부에 남아 있지 않도록 구성된다. 어떤 실시형태에서, 자체 배출 특징부는 지지체 플레이트에 직접적으로 열적으로 형성될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 이러한 자체-배출 시일은 액체 데시컨트를 위한 그리고 냉각 유체를 위한 분리된 구역을 생성하여 시일 중 하나에서의 누출이 다른 유체에 영향을 주지 않도록 한다. 어떤 실시형태에서, 글루 도트는 플레이트의 채널을 떠나는 액체의 사이펀을 이용하도록 최소화되고 이에 의해서 이용가능한 멤브레인의 영역을 최대화한다.
시스템 및 방법이 제공되며, 여기서 앞에서 설명된 지지체 플레이트 조립체는 2개의 플레이트를 서로 열적으로 접합함으로써 연결되어 공기 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트 각각은 이들의 전방 측(공기 갭을 향하는)에 부착된 멤브레인을 갖는다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 후방 측(공기 갭으로부터 먼)에 심지(wicking) 재료를 갖는다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 양 측에 심지 재료를 갖거나 양 측에 멤브레인을 갖는다. 어떤 실시형태에서, 공기 터뷸레이터는, 2 개의 지지체 플레이트가 서로 접합되는 동안에 공기 채널에 추가된다. 어떤 실시형태에서, 공기 터뷸레이터는 지지체 플레이트와 유사한 플라스틱을 사용하여 다른 열성형 또는 사출 성형된 플레이트이다. 어떤 실시형태에서, 공기 터뷸레이터는 플라스틱 압출 그물망을 사용하여 만들어진다.
어떤 실시형태에서, 위에서 논의된 바와 같이 그렇게 구성된 일련의 플레이트 및 스페이서는 멤브레인 모듈에 배치된다. 어떤 실시형태에서, 멤브레인 모듈은 더 큰 일련의 플레이트를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 멤브레인 모듈의 포트는 재구성되어 냉각 유체가 공기 흐름의 유동에 대항하는 방향으로 항상 지향된다. 어떤 실시형태에서, 냉각 유체는 가열 유체에 의해서 대체된다. 어떤 실시형태에서, 가열 유체는, 유체가 차가울 때 수증기를 데시컨트 안으로 흡수하는 것보다는 데시컨트로부터 공기 흐름 안으로 멤브레인을 통해서 수증기를 증발시키기 위해서 사용된다.
하나 이상의 실시형태에 따르면, 공기 처리 모듈이 개시되며, 이는 교번하는 강성 및 가요성 재료를 포함한다. 어떤 실시형태에서, 가요성 구성요소는 2 개 이상의 강성 멤브레인 지지체 플레이트에 의해서 연결되는, 모듈의 상단의 액체 분배 채널 및 모듈의 하단의 유사한 액체 분배 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 여기에 포함된 유체 공급 및 유체 배출을 위한 홀을 갖는다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 위에 부착된 일련의 멤브레인을 갖는다. 어떤 실시형태에서, 멤브레인은 접착제를 사용하여 지지체 플레이트에 연결된다. 어떤 실시형태에서, 접착제는 스텐실 또는 스크린 재료를 사용하여 도포되며, 이 스텐실 또는 스크린 재료는 또한 가장자리 시일, 멤브레인을 유지하고 분배하기 위한 지지체 도트, 및 데시컨트 유량을 늦추기 위한 출구 채널을 접착제를 사용하여 프린트한다. 어떤 실시형태에서, 가장자리 시일, 멤브레인을 유지하고 분배하기 위한 지지체 도트, 및 데시컨트 유량을 늦추기 위한 출구 채널, 및 다른 특징부가 열성형 프로세스 동안에 지지체 플레이트 안으로 일체화된다. 어떤 실시형태에서, 열성형식 지지체 플레이트는 또한 지지체 도트의 내측에 일련의 특징부를 수용하며, 이 도트는 멤브레인으로부터 멀어지게 지향되어 다이아몬드 물 메시가 제거될 수 있고, 지지체 도트 상의 응축이 방지된다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 사출 성형 프로세스를 사용하여 제조될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 사출 성형 지지체 플레이트는 또한 지지체 도트의 내측에 일련의 특징부를 수용하며, 이 특징부는 멤브레인으로부터 멀어지게 지향되어 다이아몬드 물 메시가 제거될 수 있고, 지지체 도트 상의 응축이 방지된다. 어떤 실시형태에서, 지지체 플레이트는 트윈-벽 열성형 프로세스 또는 다른 적합한 제조 프로세스를 사용하여 제조될 수 있다.
어떤 실시형태에서, 열성형식 터뷸레이터는 벽을 가지며, 이 벽은 공기 흐름에 대해서 어떤 각도로 경사진다. 어떤 실시형태에서, 터뷸레이터 벽은 공기 흐름에 대해서 반대 각도로 교번으로 경사진다. 어떤 실시형태에서, 터뷸레이터 벽은 하류 방향으로 작아진다. 어떤 실시형태에서, 터뷸레이터는 제2의 구조체를 갖고, 이 구조체는, 공기 흐름에 회전이 향상되도록 주된 벽 구조체로부터 반대 방향을 향해서 뒤로 공기 흐름을 지향시키는 벽을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 주된 벽 및 제2의 벽의 조합이 공기 채널 아래에서 대향-회전 공기 흐름으로 귀결된다.
방법 및 시스템이 또한 제공되며, 여기서 열성형 플레이트의 후방 측은 예를 들어 글루잉 로봇으로부터 접착제 라인을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 접착제 라인은 액체 공급 또는 배출 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 액체 공급 또는 배출 채널은, 액체 펌프가 스위치 오프되었을 때 액체가 용이하게 이들로부터 배출될 수 있도록 형성된다. 어떤 실시형태에서, 접착제 라인은 일반적으로 수직 방향으로 유체 유동을 위한 영역을 생성하도록 형성된다. 어떤 실시형태에서, 접착제 라인은 일련의 더 작은 도트 또는 라인에 의해서 보충되어, 2개의 열성형식 플레이트를 서로 접합하고, 열성형식 플레이트의 후방을 가로질러 액체의 균일한 분배를 보장한다. 어떤 실시형태에서, 접착제 라인은 일반적으로 수평 방향으로 액체 유동을 위한 영역을 생성하도록 형성된다. 어떤 실시형태에서, 접착제 라인은 교번하는 수직방향 상하 유동 패턴인 액체 유동을 위한 영역을 생성하도록 형성된다. 어떤 실시형태에서, 상하 채널을 생성하는 라인은 가장자리까지 완전히 연장되지 않고, 채널 구조체로부터 물이 배출되고 공기가 방출되도록 한다. 어떤 실시형태에서, 물 채널에 대한 2개의 공급 포트 및 2개의 배출 포트가 있고, 채널 구조체로부터 물이 배출되고 공기가 방출되는 능력을 유지하면서 채널을 글루잉함으로써 생성되는 물 채널의 상하 2 개의 섹션이 있다.
시스템 및 방법이 제공되며, 여기서 앞에서 설명된 지지체 플레이트 조립체는 2개의 플레이트를 서로 열적으로 접합함으로써 연결되어, 주된 공기 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 채널은 지지체 플레이트의 후방에 접착제 라인을 사용하여 형성된다. 어떤 실시형태에서, 주된 공기 채널은 수직 배향이고, 제2의 공기 채널은 수평 배향이다. 어떤 실시형태에서, 주된 공기 채널의 공기 흐름은 선택적 멤브레인의 뒤 액체 데시컨트 또는 물에 노출된다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 채널은 표면에 액체가 없는 건조한 채널이고, 이로 인해 만약 주된 공기 채널이 물을 사용한다면 간접 증발식 냉각 시스템을 생성한다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 채널은 젖은 채널이며, 여기서 물 또는 해수가 나이론 또는 레이온 재료로 만들어진 플록킹(flocking)과 같은 심지 재료에서 제2의 채널의 표면 상에 제2의 액체로서 제공된다. 어떤 실시형태에서, 이러한 채널은 주된 채널을 냉각하고, 주된 채널은 주된 공기 흐름을 냉각하고 제습하는 데시컨트를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 채널은 접착제 라인을 사용하여 제2의 액체를 수용하고 지향시킨다. 어떤 실시형태에서, 공기 지향 특징부는 또한 제2의 채널에서 접착제 라인을 사용함으로써 달성된다.
시스템 및 방법이 제공되며, 여기서 앞에서 설명된 지지체 플레이트 조립체는 2 개의 플레이트를 서로 열적으로 접합함으로써 연결되어, 주된 공기 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 건조하고, 상대적으로 따뜻한 공기가 주된 공기 채널을 통해서 지향된다. 어떤 실시형태에서, 주된 공기 채널은 플레이트의 후방에 있고, 주된 공기 채널은 벽에 액체가 없는 건조한 채널이다. 어떤 실시형태에서, 제2의 채널은 플레이트의 전방에 있고, 주된 공기의 일부분을 수용하며, 이 주된 공기의 일 부분은 주된 공기 흐름에 대향류로 지향된다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 흐름은 멤브레인 영역 위로 지향되며 이 영역 뒤에는 물 또는 해수가 흐른다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 유동은 주된 공기 채널에 강한 냉각 효과를 생성하여 차갑고 건조한 배출되는 주된 공기 흐름으로 귀결된다. 어떤 실시형태에서, 제2의 배출되는 공기 흐름은 상대적으로 따뜻하고 매우 습하다. 어떤 실시형태에서, 주된 공기 채널을 위한 접착제 라인은 공기 채널을 위한 가장자리 시일을 생성하도록 연장된다.
시스템 및 방법이 제공되며, 여기서 앞에서 설명된 지지체 플레이트 조립체는 2 개의 플레이트를 서로 열적으로 접합함으로써 연결되어 주된 공기 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 플레이트는 2 개의 액체 및 2 개의 공기 흐름을 위한 대비(provision)를 갖는다. 어떤 실시형태에서, 건조하고, 상대적으로 따뜻한 공기가 주된 공기 채널을 통해서 지향된다. 어떤 실시형태에서, 주된 공기 채널은 플레이트의 전방에 있고, 벽에 제1 액체가 있는 젖은 채널이다. 어떤 실시형태에서, 제1 액체는 액체 데시컨트이다. 어떤 실시형태에서, 제2 채널은 플레이트의 후방에 형성되고, 제2 공기 흐름을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 흐름은 젖은 영역 위로 지향되며 이 영역은 그 위로 유동하고, 제2 액체를 구성하는 물 또는 해수를 갖는다. 어떤 실시형태에서, 제2 액체를 가로지르는 제2의 공기 유동은 주된 공기 채널에 냉각 효과를 생성하여 차갑고 건조한 배출되는 주된 공기 흐름으로 귀결된다. 어떤 실시형태에서, 제2의 배출되는 공기 흐름은 상대적으로 따뜻하고 습하다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 채널을 위한 접착제 라인은 공기 채널을 위한 가장자리 시일을 생성하도록 연장된다. 어떤 실시형태에서, 제2의 채널의 공기 흐름은 먼저 주된 수직 배향으로부터, 주된 공기 채널의 유동에 대향하는 수평 유동으로 지향된다. 유동은 이어서 우회되어 다시 수직으로 되고 배기 공기 유동으로 된다. 어떤 실시형태에서, 제1 액체는 지지체 플레이트의 전방으로 접착제 채널에 의해서 지향된다. 어떤 실시형태에서, 제2 액체는 접착제 채널에 의해서 지향되어 지지체 플레이트의 후방에 젖은 표면을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 난류생성 플레이트가 주된 채널 및/또는 제2의 공기 채널에 더해 질 수 있다. 어떤 실시형태에서, 특징부가 지지체 플레이트의 열성형 부분 또는 접착제 라인을 사용함으로써 추가되어 주된 공기 채널 및 제2의 공기 채널을 따른 고른 그리고 균일한 공기 유동 분배를 보장한다.
시스템 및 방법이 제공되며, 여기서 앞에서 설명된 지지체 플레이트 조립체는 2 개의 구별되는 단계로 형성되고, 2 개의 플레이트를 열적으로 접합함으로써 서로 연결되어 주된 공기 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 플레이트는 2개의 단계를 위한 대비를 갖고, 각각의 단계는 2 개의 유체 및 2 개의 공기 흐름을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제1 단계는 주된 채널에서 상대적으로 따뜻하고, 습한 공기 흐름을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제1 단계는 주된 공기 채널에 노출된 마이크로-다공성 멤브레인 뒤의 데시컨트를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제1 단계의 후측은 제2의 공기 유동을 갖는 증발식 채널을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제1 단계의 후측은 열 전달 유체를 갖는 액체 채널을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 유동은 주된 채널에서 공기 흐름에 대향류로 있다. 어떤 실시형태에서, 열 전달 유체는 주된 채널에서 공기 흐름에 대향류로 있다. 어떤 실시형태에서, 주된 채널에서 제1 단계로부터의 처리된 공기는 비-마이크로다공성 멤브레인을 수용하는 제2 단계로 지향되며, 이 막 뒤에서 액체 데시컨트가 유동한다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계는 주된 채널의 공기 및 비-마이크로다공성 멤브레인 뒤의 데시컨트 모두에 간접적 증발식 냉각을 제공한다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계의 후측은 제2의 공기 유동을 갖는 증발식 채널을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계의 후측은 열 전달 유체를 갖는 액체 채널을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제2의 공기 유동은 주된 채널에서 공기 흐름에 대향류로 있다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계의 후측에서 열 전달 유체가 제2 단계에서 주된 채널의 공기 흐름에 대향류로 있다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계를 나가는 공기의 일부는 제2 단계의 후측에서 제2의 공기 채널을 향해서 지향된다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계는 2 개의 액체 및 2 개의 공기 흐름을 위한 대비를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계의 제1 액체는 액체 데시컨트이고, 주된 공기 채널에 노출되는 비-마이크로다공성 멤브레인 뒤로 지향된다. 비-마이크로다공성 멤브레인은 액체 데시컨트의 현저한 냉각을 제공하나, 질량 교환은 일어나지 않는다. 어떤 실시형태에서, 제2 액체는 물 또는 해수이고, 플레이트의 후방으로 지향되며, 여기서 제2의 공기 흐름을 위한 젖은 채널이 생성된다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계에서 제2의 채널은 상당한 냉각 효과를 생성하며, 따라서 제2 단계에서 주된 공기 채널 및 액체 데시컨트 모두를 냉각한다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계의 제2의 채널에서 공기 흐름은 접착제 라인에 의해서 우회되어 균일하게 유동하게된다. 어떤 실시형태에서, 제2 채널에서 공기 흐름은 접착제 라인에 의해서 우회되어 배기 공기 흐름이 된다. 어떤 실시형태에서, 제2 단계로부터의 액체 데시컨트 및 과도한 물은 제2 단계의 바닥에 수집되고, 제1 단계의 인풋으로서 지향된다. 액체 데시컨트 및 과도한 물 모두는 상대적으로 차갑고, 제1 단계는 더욱 효과적으로 기능할 것이며, 액체 데시컨트는 더 낮은 농도에서 작동될 수 있다. 어떤 실시형태에서, 액체 데시컨트는 먼저 비-다공성 멤브레인 뒤 제2 단계에 제공되고, 그래서 데시컨트는 현저히 냉각되고, 냉각된 데시컨트는 다음으로 제1 단계로 지향되며, 여기서 다고성 멤브레인 뒤로 지향되고, 공기 흐름을 제습하고 냉각한다. 어떤 실시형태에서, 물은 먼저 제1 단계의 후방측으로 지향되고, 증발되지 않은 과도한 물은 제1 단계의 바닥에서 수집되고, 다음으로 제2 단계의 후방측으로 지향되며, 여기서 제2 증발 단계가 일어난다.
방법 및 시스템은 제공되며, 여기서 2개의 액체는 일련의 평행한 열성형 플라스틱 플레이트를 통해서 이들 사이에서 열을 교환한다. 어떤 실시형태에서, 유체는 부식성 유체이다. 어떤 실시형태에서, 유체는 데시컨트로서 기능한다. 어떤 실시형태에서, 데시컨트는 LiCl, CaCl2, Ca(NO3)2, LiBr 및 물 또는 다른 할로겐화물 염 용액을 수용한다. 어떤 실시형태에서, 하나의 액체는 뜨겁고 나머지 액체는 차갑다. 어떤 실시형태에서, 수평한 플레이트 구조체는 접착제 가장자리 시일을 갖는 플레이트를 포함한다. 어떤 실시형태에서, 플라스틱 재료는 (R)PET((재생)Poly Ethylene Terephthalate), PP(Poly-Propylene), PE(Poly Ethylene), (고충격) PS((High Impact)Poly Styrene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PC(Poly Carbonate) 또는 다른 적합한 플라스틱이다. 어떤 실시형태에서, 플레이트는 열성형되어, 제1 채널에서 액체 공급 시일 및 가장자리 시일뿐만 아니라 난류생성 특징부를 제1 액체 채널에 제공한다. 어떤 실시형태에서, 제2 액체 채널은 그물망 재료를 수용하여 액체 유동을 제2 채널에서 균일하게 분배한다. 어떤 실시형태에서, 제2 채널은 접착제 라인을 수용하며, 이 라인은 가장자리 시일뿐만 아니라 접착제 라인을 형성하며, 이 접착제 라인은 액체 공급 시일 및/또는 액체 분배 특징부를 형성한다.
방법 및 시스템은 제공되며, 여기서 2 개의 액체는 일련의 평행한 열성형 플라스틱 플레이트를 통해서 이들 사이에서 열을 교환한다. 어떤 실시형태에서, 2개의 액체 채널은 단일 열성형 플레이트에 형성된다. 어떤 실시형태에서, 열성형식 플레이트는 서로의 거울 이미지인 폼을 수용하여, 플레이트가 중간에서 접히면, 대향하는 특징부가 만나고, 대향하는 특징부의 일부는 열 접합되거나 또는 서로 접합되어 액체 채널을 형성한다. 어떤 실시형태에서, 이렇게 형성된 액체 채널은 가장자리 시일, 즉 제2 채널의 액체를 위한 시일, 및 열 전달을 향상시키고 액체 균일성을 촉진하도록 의도된 분배 특징부 또는 난류생성 특징부를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 제2 채널은 접착제 라인 세트에 의해서 제1 채널의 접힌 플레이트의 상단에 형성된다. 어떤 실시형태에서, 이렇게 형성된 접착제 액체 채널은 가장자리 시일, 즉 제1 채널의 액체를 위한 시일, 및 열 전달을 향상시키고 액체 균일성을 촉진하도록 의도된 분배 특징부 또는 난류생성 특징부를 수용한다. 어떤 실시형태에서, 이렇게 형성된 플레이트 쌍의 몇 개는 완전한 열 교환기를 위해서 서로 적층된다.
방법 및 시스템이 제공되며, 여기서 주된 열성형식 플레이트 재료는 폴리에틸렌과 같은 낮은 용융 플라스틱의 캡 층을 구비한다. 어떤 실시형태에서, 캡 층은 열의 적용에 의해서 멤브레인에 부착된다. 어떤 실시형태에서, 캡 층은 베이스 열성형 재료에 적용되며, 후속하여 코로나, 플라즈마, 기계적 또는 화학적 처리가 캡 층에 가해져 캡 층 위에 액체 분배를 향상시킨다. 어떤 실시형태에서, 베이스 열성형 재료의 후방은 또한 콜로나 플라즈마, 기계적으로 또는 화학적으로 처리되어 다른 재료, 예를 들어 접착제 시일의 부착을 향상시킨다. 어떤 실시형태에서, 열성형 재료의 후방은 플록킹 또는 심지 재료를 구비하여 유체 분배 및 증발을 향상시킨다.
본 원의 설명은 결코 개시를 이 출원에 한정시키고자 의되되지 않았다. 많은 구성 변경이 상정될 수 있어 위에서 언급된 다양한 구성요소 각각을 결합할 수 있으며, 그 장점 및 단점을 그대로 갖는다. 본 개시는 결코 특정 세트 또는 이러한 구성요소의 조합에 한정되지 않는다.
도 1a 및 도 1b(집합적으로 도 1)는 3-방향 멤브레인 플레이트의 구성을 도시한다.
도 2a 및 도 2b(집합적으로 도 2)는 열형성식 3 방향 멤브레인 플레이트의 구성을 도시하며, 물 또는 열 전달 유체 채널은 열형성식 구성요소로 형성된다.
도 3은 3-유체 열성형식 플레이트 구조를 도시하며, 공기 및 데시컨트 채널이 플레이트에 형성되고, 공기유동은 수직하게 지향된다.
도 4는 3-유체 열성형식 플레이트 구조를 도시하며, 공기 및 데시컨트 채널이 플레이트에 형성되고, 공기유동은 수평으로 지향된다.
도 5는 플레이트에 걸쳐서 균일한 데시컨트 유동을 보장하도록 구성된 특징부를 도시하는 도 3 및 도 4의 상단 우측 코너의 상세를 도시한다.
도 6은 도 3 및 도 4의 열성형식 플레이트의 후방 측의 특징부 및 구성요소를 도시한다.
도 7은 3-유체 멤브레인 모듈에서 제1의 2개-플레이트-쌍을 도시하며, 2개-플레이트-쌍 각각이 도 3에서 2개의 플레이트를 포함하고, 2개의 플레이트는 공기 채널을 형성하도록 서로 접합된다.
도 8a는 도 6으로부터 플레이트의 후방 상의 열 전달 유체를 지향시키는 대안적인 방식을 도시하며, 열 전달 유체 유동 방향은 주로 수직, 그리고 플레이트의 하부로부터 상부로이다.
도 8b는 도 6으로부터 플레이트의 후방 상의 열 전달 유체를 지향지향시키는 대안적인 방식을 도시하며, 열 전달 유체 유동 방향은 주로 수평, 그리고 플레이트의 우측으로부터 좌측으로 이다.
도 9a는 도 6으로부터 플레이트의 후방 상의 열 전달 유체를 지향시키는 대안적인 방식을 도시하며, 상기 유체가 플레이트의 후방을 따라서 교번으로 상하로 지향되고, 일반적으로 플레이트의 반대 측 상에 존재하는 공기 스트림에 반대의 유동이다.
도 9b는 도 6으로부터 플레이트의 후방 상의 열 전달 유체를 지향시키는 대안적인 방식을 도시하며, 유체는 2 개의 공급 포트로부터 제공되고, 2 개의 배출 포트로 지향되고, 일반적으로 플레이트의 반대 측 상에 존재하는 공기 스트림에 반대의 방향으로 유동하는 한편, 물의 유동이 정지할 때 자가-배출 능력 및 플레이트 내에 잡혀 있는 공기를 제거할 수 있는 능력을 유지한다.
도 10의 (a)는 공기 채널에서 열 및 질량 전달을 향상시키도록 2-유체 또는 3-유체 멤브레인 모듈의 공기 채널에서 사용되도록 의도된 열성형식 공기 터뷸레이터(turbulator) 구조체를 도시한다.
도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 공기 터뷸레이터 구조체의 상세를 도시한다.
도 11은 대안적 공기 터뷸레이터 구조체를 도시하며, 이 구조체는 압출식 플라스틱 또는 금속 그물망을 포함한다.
도 12는 도 7의 전체 3-유체 경로 멤브레인 모듈 2개-플레이트 쌍 구조체의 분해도를 도시하며, 여기서 하나의 유체는 공기, 다른 유체는 얇은 멤브레인 뒤의 액체 데시컨트 또는 물이고, 제3 유체는 열 전달 유체이고, 공기 및 열 전달 유체는 수직, 대향류 방향이다.
도 13은 대안적 3-유체 경로 멤브레인 모듈 2개-플레이트 쌍 구조체의 분해도를 도시하며, 여기서 하나의 유체는 공기, 다른 유체는 얇은 멤브레인 뒤의 액체 데시컨트 또는 물이고, 제3 유체는 나머지 공기 흐름 방향에 교차하는 방향인 가습식 스캐빈저 공기 흐름이다.
도 13bc의 (b)는 도 13a로부터 플레이트(301)의 바닥 부분의 단면도를 도시한다.
도 13bc의 (c)는 도 13bc의 (b)로부터 플레이트(301)의 플레이트/멤브레인 영역의 확대된 단면도를 도시한다.
도 13de의 (d)는 도 13a의 2개의 플레이트(301)의 조립체의 단면도를 도시한다.
도 13de의 (e)는 도 13ed의 (d)의 플레이트 조립체의 클로즈업 단면도를 도시하며, 응축이 발생될 수 있는 곳을 도시한다.
도 13f는 열성형 부분을 사용하여 응축을 방지하도록 구성된 도 13de의 (e)의 대안적 실시형태를 도시한다.
도 13g는 사출 성형 코어를 사용하여 응축을 방지하도록 구성된 도 13de의 (e)의 또 다른 실시형태를 도시한다.
도 14는 대안적 3-유체 경로 멤브레인 모듈 2개-플레이트 쌍 구조체의 분해도를 도시하며, 여기서 하나의 유체는 제2의 공기 흐름이고, 다른 유체는 얇은 멤브레인 뒤의 (바다)물 또는 액체 데시컨트이고, 제3 유체는 나머지 공기 흐름에 교차 유동 방향인 주된 건조 공기 흐름이다.
도 15는 대안적 3-유체 경로 멤브레인 모듈의 전방 양태를 도시하고, 여기서 하나의 유체는 주된 공기 흐름이고, 다른 유체는 얇은 멤브레인 뒤의 (바다)물 또는 액체 데시컨트이고, 제3 유체는 주된 공기 흐름에 대향류 방향인 액체 데시컨트 또는 (바다)물에 노출되는 제2의 공기 흐름이다.
도 16은 데시컨트 또는 (바다)물 분배 및 수집 시스템 및 주된 공기 채널을 도시하는 도 15의 플레이트 구조체의 후방 양태를 도시한다.
도 17a는 4-유체 경로 멤브레인 모듈 플레이터 구조체의 전방 양태를 도시하며, 여기서 주된 공기 흐름은 얇은 멤브레인 뒤의 (바다)물 또는 액체 데시컨트에 노출되고, 그리고 여기서 제2 액체(데시컨트 또는 (바다)물)는 주된 공기 흐름에 대향류로 플레이트 후방 상의 제2의 공기 유동에 노출된다.
도 17b는 도 17a의 플레이트 구조체의 동일한 전방 양태를 도시하며 공기 난류생성 구조체는 제거된다.
도 17c는 도 17a의 플레이트 구조체의 동일한 전방 양태를 도시하며, 공기 난류생성 구조체는 제거된다.
도 17d는 어떻게 제2 공기 흐름이 주된 공기 흐름에 대향류이도록 지향되는지를 도시하는 도 17a의 플레이트 구조체의 후방 양태를 도시한다.
도 18a는 주된 공기 흐름을 냉각하거나 제습하기 위한 2 개의 섹션을 사용하는 플레이트 구조체의 전방 양태를 도시한다. 제1 섹션에서, 냉각 및 제습이 일어나고, 활성 섹션은 마이크로-다공성 멤브레인을 사용하고, 제2 섹션에서, 얇은 비-다공성 필름을 사용하여 공기 흐름뿐만 아니라 데시컨트 재료를 냉각시키는 냉각이 주로 일어난다.
도 18b는 전방 양태의 냉각을 위한 2개의 섹션을 사용하는 도 18a의 플레이트 구조체의 후방 양태를 도시한다. 하나의 섹션에서, 전방 양태로부터 주된 공기 일부를 사이펀(siphon)함으로써 냉각이 달성되고, 나머지 섹션에서 제2의 공기 흐름을 사용함으로써 냉각이 달성된다. 양 공기 흐름은 주된 공기 흐름에 대해서 대부분 대향류이다.
도 18c는 도 18a의 플레이트 구조체의 전방 양태를 도시하며, 데시컨트 경로 및 증발 수 경로가 모두 제2 섹션에서 시작되고, 플레이트의 제1 섹션으로 되돌려진다.
도 19는 유체, 주로 액체 사이에서 열 교환기로서 기능하는 열성형식 플레이트 구조체를 도시한다.
도 20a는 열성형식 플레이트 열 교환기의 대안적 실시형태를 도시하며, 여기서 2개의 절반은 단일 플레이트에서 형성된다.
도 20b는 플레이트-쌍 구조체로 접히는 도 20a의 플레이트 구조체를 도시한다.
도 21은 접착제를 사용하여 도 20b의 플레이트 구조체에 제2 액체 채널을 형성하는 것을 도시한다.
도 1은 3-유체 플레이트 구조체를 도시하며, 여기서 제1 유체가 멤브레인 표면(603)을 따라서 그물망(1572)을 통해서 수직하게 지향된다. 액체 데시컨트(desiccant)는 얇은 그물망(606) 안으로 멤브레인(603) 뒤에서 지향되며, 이 그물망은 거리를 설정하고, 액체 데시컨트를 지지체 플레이트(609)의 표면 위로 분산시키는 기능을 한다. 지지체 플레이트(609)는 물 그물망(608)을 갖는 물 채널을 형성하도록 장착된다. 또한, 물 그물망(608)은 2 개의 플레이트(609) 사이에 물을 고르게 분배하고, 2 개의 플레이트(609)를 균일한 차이에서 유지하는 기능을 한다. 물 채널은 전형적으로 대기에 대해서 음의 압력 하에서 유지되고 물 그물망은 플레이트(609)를 이 음의 압력 하에서 편평하게 유지하는 기능을 한다. 같은 방식으로, 데시컨트는 일반적으로 그물망(606)을 통해서 사이펀되도록 의도되고, 따라서 그물망(606)은 또한 지지 플레이트로부터 고정된 균일한 거리로 데시컨트 채널을 유지하는 기능을 한다. 데시컨트 채널 및 물 채널 모두에서 대기에 대해서 음의 압력을 갖는 것의 추가적인 이점은 멤브레인(603) 또는 시일(1302)에서 발생되는 어떠한 누출이 플레이트 구조체로부터 누출되는 데시컨트 또는 물보다는 데시컨트 또는 물로 들어가는 공기로 귀결될 것이라는 점이다. 이것은 시스템이 액체 손실에 대해서 내재적으로 안전도록 한다.
도 2는 대안적 실시형태를 도시하며, 여기서 지지 플레이트(1581), 물 채널 그물망(1582) 및 데시컨트 그물망(1583)이 지지체 플레이트 구조체 자체로 (열적으로) 형성되었다. 2 개의 플레이트(1581)는 서로 열 접합되어 멤브레인 플레이트 구조체를 형성할 수 있고, 복수의 멤브레인 플레이트 구조체는 시일 구조체로 결합되어 멤브레인 모듈로 될 수 있다. 비록 이 구조체가 작동될 수 있으나, 대안적 실시형태는 물 채널 구조체 대신 공기 채널 구조체를 열성형할 수도 있다. 이 접근의 3가지 메인 장점이 있다: 첫째, 공기 채널 구조체를 열성형하는 것은 물 시일의 갯수를 후술되는 바와 같이 상당히 감소시키는 것을 허여하는데, 이유는 각각의 물 시일이 지지체 플레이트 안에 형성될 수 있기 때문이다. 둘째, 멤브레인 부착이 더 용이하고, 멤브레인은 도 2에 도시된 더 깊은 홈(groove)에 일치해야 하는 것보다는 편평하게 유지될 수 있다. 세째, 물 그물망과 같은 물 채널의 나머지 부분은 필요하다면 여전히 열성형으로 형성될 수 있고, 플레이트는 후술되는 바와 같이 많은 상이한 유동 구조체와 조립될 수 있다.
[0003] 도 3은 열형성식 3-유체 플레이트 구조체의 전방 양태를 도시하며, 여기서 유입되는 공기 흐름(309)은 주로 수직 배향이다. 성형된 플레이트(301)는 공기 및 물 분배를 위한 특징부를 수용하고, 이들의 일부는 나중 도면에서 도시될 것이다. 성형된 플레이트는 일반적으로 (재생) PET((Recycled) Poly Ethylene Terephthalate), PP(Poly-Propylene), PE(Poly Ethylene), (고충격) PS((High Impact)Poly Styrene), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PC(Poly Carbonate) 또는 다른 적합한 플라스틱과 같은 널리 사용되는 플라스틱 재료로부터 제조된다. 플라스틱 재료를 접착제 층으로 덮어 다른 구성요소의 접착을 도울 수 있거나, 또는 플록킹된(flocked) 코팅 또는 다른 친수성 코팅를 사용하여 표면 위에서 액체를 분배하는 것을 돕는 것이 가능하다. 플록킹된 코팅은 일반적으로 친수성 재료, 예를 들어 나이론(Nylon) 또는 레이온(Rayon) 촙드 스트랜드(chopped strand)로 만들어지고, 플레이트 재료에 용이하게 도포될 수 있다.
액체 데시컨트 공급 포트(302)(도 6에 도시될 접착제 채널을 사용)는 헤더 영역을 향해서 액체 데시컨트(또는 다른 액체, 예를 들어 물 또는 해수)를 지향시키는 기능을 한다. 액체 데시컨트는 다음으로 분배 영역으로 지향되고, 이 분배 영역은 데시컨트가 플레이트(301)를 가로질러 고르게 분배되는 것을 보장한다. 활성 영역은 작은 도트(dot; 308)를 포함하며, 이 도트는 접착제를 사용하여 만들어지거나 또는 플레이트에 바로 형성되고 선택적 멤브레인에 초음파 용접되거나 열 접합된다. 도트(308)는 멤브레인을 편평하게 유지하는 기능을 하고, 그리고 또한 계속 데시컨트를 분배하여, 데시컨트의 균일하고 느린 수직 하강을 보장한다. 도트는 정상적으로 직경이 약 2-3 mm이고, 7-8 mm 이격되어 활성 영역의 10-15%미만이 글루(glue) 도트에 의해서 사용된다. 도트를 최소로 유지하여 가장 큰 활성 영역을 보장하는 것이 당연히 바람직하다. 낙하되는 데시컨트 필름은 결국 다수의 출구 슬롯(307)을 수용하는 수집 영역에 도달되며, 이 출구 슬롯은 액체 데시컨트를 한 세트의 배출 포트(306)로 보낸다. 표면 상에 멤브레인을 사용하지 않고, 분배를 위해서 플록킹 재료에 의존하는 것이 가능할 것이다. 멤브레인은 가스 분자에 대해서 투과성인 마이크로다공성 멤브레인, 예를 들어 Celagard LLC(13800 South Lakes Drive, Charlotte, SC 28273)에 의해서 만들어진 Celgard EZ9020일 수 있다. 그러나, 도 18a 및 도 18b에 도시되는 바와 같이 단지 접촉만(sensible only contact) 필요하다면 멤브레인은 또한 비-다공성 멤브레인, 예를 들어 얇은 플라스틱 시트일 수 있다.
유입되는 공기(309)는 도트(308) 사이로 흐르는 데시컨트의 층에 노출되고, 그리고 가습되고 가열되거나, 또는 제습되고 냉각되며, 이는 데시컨트의 온도 및 농도에 의해서 결정된다. 배출 공기(310)는 액체 데시컨트와 어떤 평형 레벨에 도달되었고, 일반적으로 온도가 데시컨트의 온도에 근접하다고 가정하고, 상대 습도가 데시컨트의 농도와 매칭된다고 가정한다.
공기 흐름(309)은 형성된 리지(ridge; 304)에 의해서 측부상에서 제한되며, 이 리지는 채널을 형성하는 기능을 한다. 리지(304)는 채널의 가장자리를 설정하고, 리지의 높이(전형적으로 1-3mm)는, 도 7에서 도시되는 바와 같이 2 개의 플레이트(301)가 서로 장착될 때 공기 채널 높이의 반을 설정한다. 열 전달 유체와 같은 제2의 유체를 위한 공급 포트(305) 및 배출 포트(303)는 플레이트(301)에 부가되어 데시컨트를 위한 열적 싱크(thermal sink) 또는 소스를 제공한다. 만약 입구 공기 흐름이 뜨겁고 습하다면, 플레이트(301)의 표면 상의 데시컨트 필름은 상당한 양의 현열 및 잠열을 흡수할 것이고, 이 열은 다시 도 6에 도시되는 바와 같이 플레이트 구조체의 후방의 열 전달 유체에 플레이트를 통해서 열적으로 전도된다. 또한, 입구 공기 흐름을 바닥에서 위로 흐르게하는 것도 물론 가능하며, 이 경우에 공급 포트(305) 및 배출 포트(303)의 기능이 역으로 되어 공기 흐름(309)과 플레이트 후방의 열 전달 유체 사이의 대향 유동을 유지한다. 멤브레인은 매우 얇기 때문에, 수직 방향으로 중력에 의하지 않고 달리 데시컨트를 유동시키는 것은 일반적으로 가능하지 않다. 그러나, 데시컨트 질량 유량의 양은 공기 유동(309)의 질량 유량 또는 플레이트의 후방의 열 전달 유체 질량 유량보다 상당히 낮을 수 있기 때문에, 열 및 질량 교환이 완전한 대향 유동이 아닌 것에 대한 영향은 상대적으로 작다.
다음으로 도 4는 도 3의 3-유체 열성형식 플레이트의 변경된 버젼을 도시하며, 여기서 열성형 몰드는 유입되는 공기 흐름(403)이 도 3에서 측벽(304) 섹션을 제거함으로써 주로 수평이게끔 변경되었다. 2 개의 작은 섹션의 벽(402)은 수평 공기 채널을 규정하도록 추가되어야 한다. 플레이트(401)는, 몰드에 한쌍의 인서트를 사용함으로써 도 3으로부터의 플레이트(301)와 같은 동일한 열성형 몰드에서 만들어질 수 있다. 공기 처리 시스템에서, 수평 공기 유동은, 공기 처리 시스템이 공기 조화 시스템에 더욱 용이하게 패키지되기 때문에 종종 바람직하다.
도 5는 도 3의 열 성형된 플레이트의 상단 우측 코너의 클로즈-업을 도시한다. 데시컨트 공급 포트(302)는 데시컨트 공급 채널의 일 부분을 형성하는 돌출부(508)에 의해서 둘러싸여 있다. 유사하게 열 전달 유체 배출 홀(303)은 열 전달 유체 공급 채널의 일 섹션을 형성하는 돌출부(509)에 의해서 둘러싸여 있다. 돌출부(508 및 509) 및 공기 채널(304)의 가장자리는 높이가 플레이트(301)의 표면 위로 약 1.5 내지 2.0 mm이다. (도 6에서 도시될) 패널의 후방에서, 채널은 데시컨트가 공급 포트(302)로부터 작은 출구 홀(504)로 유동되는 것을 허여한다. 이 출구 홀은 직경이 약 1-2 mm로 작고, 약 20-30 mm 이격되어 패널을 가로질러 균일한 데시컨트 분배를 보장한다. 그러나, 요구되는 낮은 유량에서, 데시컨트는 공급 포트(302)에 가장 가까운 홀(504)로부터 나가는 경향을 갖고, 플레이트의 중앙 근처의 홀(504)에 분배되지 않는다. 따라서, 데시컨트 출구 채널(505)은 데시컨트가 홀(504) 밖으로 처음 유동하는 곳에 형성된다. 이 채널은 폭이 약 1-2mm 이고 높이가 약 0.25 mm (열형성식 특징부(501, 502, 503, 504 및 506)의 높이는 모두 약 0.25 mm로 동일하다)이고, 홀(504)을 나가는 데시컨트에 대해서 약간의 유동 저항으로 기능한다. 유동 저항의 이와 같은 증가는 도 6에서 채널(610)의 데시컨트가 약하게 가압되도록(이상적으로 약 500 내지 2,000 Pa)하고, 이는 다시 모든 홀(504)이 동일한 양의 데시컨트 유동을 갖는 것을 보장한다. 또한, 채널(610)에 더 높은 압력은 멤브레인 모듈에서 다른 플레이트가 적합한 양의 데시컨트 유동을 얻고, 균일한 데시컨트 분배가 얻어지는 점을 보장한다.
데시컨트가 채널(505)을 나갈 때, 데시컨트는 장애물(506)에로 유동되고, 이 장애물은 데시컨트 흐름을 2개로 나눈다. 라인 및 도트 패턴 섹션(503)은 데시컨트가 더욱 분할되어 마침내 활성 영역 및 도트(308)를 통해서 균일하게 흐르는 것을 보장한다. 그러나, 분배 영역의 특징부에 의해서 생성되는 유동 저항은 데시컨트가 비활성 영역(507) 안으로 백업될려고 시도하는 것으로 귀결된다. 이것은, 비활성 영역은 전형적으로 냉각되지 않고 따라서 데시컨트가 빠르게 덥혀지기 때문에 바람직하지 않다. 차단 라인(502)은 데시컨트가 비활성 영역(507)에 들어가는 것을 방지한다. 약간의 추가적인 도트(508)는 임의의 멤브레인이 비활성 영역에 걸쳐서 편평하게 남아있는 것을 보장한다.
메인 데시컨트 시일(501)은 멤브레인이 열 접합, 접착제 접합 또는 마이크로파, 초음파 또는 다른 접합 방법에 의해서 부착될 수 있는 곳이다. 공통(mean) 시일(501)은 연속적이고, 전체 데시컨트 영역 둘레에 있어 어떠한 데시컨트도 공기 흐름(309) 안으로 누출될 수 없도록 보장한다.
도 6은 도 3의 플레이트(301) 후방 측을 도시한다. 데시컨트 공급 포트(302)는 액체 데시컨트가 공급 채널(610)에 들어가는 곳에 있다. 공급 채널(601)의 가장자리는 몇 가지 방법 방법에 의해서 형성될 수 있고, 하나의 편리한 방법은 접착제 로봇 시스템을 사용하여 3M 550 또는 5200 폴리-우레탄과 같은 접착제로 가장자리를 형성하는 것이다. 데시컨트는 홀(504)을 통해서 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 플레이트의 반대(앞) 측으로 나간다. 접착제 로봇의 사용은 공급 채널의 바닥(608)이 데시컨트가 공급되는 것이 멈추었을 때 자동적으로 패널로부터 배출되도록 형성되는 것을 허여한다. 플레이트의 바닥에서 데시컨트는 홀(307)을 통해서 전방으로부터 배출 채널(611) 안으로 배출된다. 배출 채널(611)은 접착제를 사용하여 공급 채널과 같이 형성될 수 있고, 공급 채널과 같이 시일 가장자리(606)는 바닥(609)에서 경사져 유동이 멈출 때 데시컨트가 자동으로 외부로 배출되도록 할 수 있다. 데시컨트는 결과적으로 포트(306) 로부터 배출된다.
열 전달 유체 채널(612)이 또한 도 6에 도시된다. 열 전달 유체 채널(612)의 가장자리(602)는 데시컨트 채널(610 및 611)과 동일한 접착제에 의해서 형성되고, 또한 열 전달 유체의 배출을 위해서 바닥(607)에서 경사질 수 있다. 유체는 포트(305)를 통해서 유입되고, 균일성은, 짧은 접착제 라인 또는 도트에 의해서 형성되어 적은 양의 압력 강화를 생성할 수 있는 어떤 진입 장애물(605)에 의해서 보장된다. 도 1에서와 같이 물 그물망(603)은 별개의 플레이트(301)를 이격하고 균일한 유체 분배를 보장하기 위해서 사용된다. 접착제 도트(604)는 양의 유체 압력이 가해지는 경우(정상 작동 중에 유체 압력은 대기에 대해서 음으로 유지되나, 시동 또는 스탠바이 동안에 압력이 양일 수 있다) 플레이트 구조체의 구조적 일체성이 있다는 점을 보장한다. 열 전달 유체는 채널(612)에서 위로 유동하고, 그리고 결국 배출 홀(303)을 통해서 나간다.
도 7은 2 개의 플레이트(301)를 결합하는 2-플레이트 구조체를 도시한다. 공기 채널 가장자리(304)는 서로 열 접합되거나 접착제 접합되어 공기 채널(701)을 형성하고 공기(702)는 2 개의 플레이트(301) 사이 공간에 들어갈 수 있다. 만약 멤브레인이 플레이트(301) 상에 사용되면, 멤브레인은 2 개의 플레이트(301)를 서로 결합시키기 전에 적용될 것이다. 돌출부(508, 509)는 공기 채널 가장자리(304; 도면에 도시 안됨)와 동시에 서로 접합되어, 열 전달 및 데시컨트 채널의 짧은 섹션을 형성한다. 접착제 라인(601 및 602)이 후속하여 적용된다. 글루 도트(glue dot; 604)가 배치된다(다음으로 물 그물망(603)이 배치되나 도면에 도시된 않는다). 접착제가 여전히 경화되지 않은 동안에, 다음의 2-플레이트 구조체가 접착제 라인 상에 배치되어 멤브레인 플레이트(301)의 연속적인 적층을 생성한다.
도 7의 구조체를 복수 회 반복함으로써, 많은 공기 채널, 데시컨트 채널 및 열 전달 유체 채널을 포함하는 멤브레인 모듈이 제조될 수 있다.
도 8a는 어떻게 열 전달 유체가 접착제 도트(640), 물 그물망(미도시) 및 어떤 진입 장애물(605)의 배치에 의해서 지향되어 균일한 유체 분배를 보장할 수 있는지를 도시한다. 801에서 진입하는 유체는 균일하게 위쪽으로 유동되도록 지향되고, 출구 위치(802)를 통해서 배출된다.
도 8b는 도 4의 패널(401)의 후방에서 사용될 수도 있는 접착제의 패턴이다. 열 전달 유체는 이제 주로 수평 방향으로 유동되도록 의도된다. 열 전달 유체는 위치(803)에서 유입되고, 접착제 장애물(805)에 충돌한다. 다시, 물 그물망(미도시) 및 접착제 도트(604)가 배치되어 균일한 유체 분배를 보장한다. 유체는 위치(804)에서 나간다.
도 9a는 플레이트(401)의 후방 상에 유체 채널을 제조하는 대안적인 방법을 도시한다. 유체는 904에서 들어가고 장애물(902)에 의해서 먼저 주로 상방향(903)으로 지향된다. 유동은 다음 채널에서 주로 하방으로 유동하고, 출구(908)에 도달할 때까지 위로 아래로 교번을 계속한다. 메인 시일(901)은 열 전달 유체가 수용된 상태를 유지하도록 보장한다. 하측 장애물(902)의 바닥에서 협소 개구(905)는- 경사진 하측 섹션(907)과 함께 열 전달 유체가 채널로부터 용이하게 배출될 수 있는 것을 보장한다. 유사하게, 상측 채널의 상단(906)의 협소 개구는 플레이트 구조체가 열 전달 유체로 채워질 때 채널에 공기가 트랩되지 않는 것을 보장한다.
도 9b는 반대 측 상에서 공기 유동에 전체적으로 대향하는 방향으로, 플레이트(401)의 후방에서 물 유동을 지향시키는 대안적인 방법을 도시한다. 열 전달 유체는 포트(951 및 952)에서 동시에 유입된다. 이것은 종종 도 9a에 도시된 바와 같은 단일의 더 큰 공급 라인에 비하여 바람직하다. 열 전달 유체는 다음으로 플레이트의 중앙을 향해서 지향되고, 여기서 더 큰 포트는 열 전달 유체가 다시 상단 및 바닥을 향해서 유동되는 것을 허여한다. 이 교번하는 상하 유동 패턴은 각각의 유동 경로에 대해서 감소된 채널 길이을 갖고, 따라서 더 적은 펌프 파워를 요구한다. 또한, 도 9a에 도시된 바와 같이, 구성은 공기 방출 개구(906) 및 작은 배출 구멍(905)과 함께 실시될 수 있다. 이것은 공기 방출 채널(956) 및 배출 채널(955)로 플레이트의 중앙부에 반복될 수 있다. 또한, 상단 채널의 마지막 섹션에서 유체 포켓을 방지하기 위해서 배출부(957)가 용이하게 더해질 수 있다. 열 전달 유체는 궁극적으로 배출구(958 및 959)에서 나간다. 이 구성은 도 8a에서 수직 유체 유동 경로에 대해서 도시된 바와 같은 동일한 유체 연결을 허여한다.
도 10a는 공기 터뷸레이터 플레이트를 도시하며, 이 플레이트는 열성형 프로세스로 또는 사출 성형 프로세스로 형성된다. 메인 가장자리 구조체(1001)는 도 7의 공기 채널(701)의 높이와 폭과 동일한 치수를 갖도록 치수 지어진다. 작은 터뷸레이터(1002)는, 결과적인 압력 강하를 최소화하면서 공기 흐름과 데시컨트 흐름 사이의 열 및 질량 전달이 최대화되도록 정렬된다.
도 10b는 도 10a의 공기 터뷸레이터의 일 부분의 클로즈업 도를 도시한다. 작은 스트립의 플라스틱 재료(1003 및 1004)는 터뷸레이터(1002)를 서로 연결한다. 각각의 터뷸레이터는 작은 편평한 섹션(1005)을 갖고, 이 섹션은 터뷸레이터가 제 자리에 유지되고 멤브레인에 대해서 진동할 수 없는 것을 보장하며, 이 진동은 잠재적으로 멤브레인을 손상시킬 수 있다. 또한, 각각의 터뷸레이터의 높이(H)는 도 7에서 에어 갭(701)과 동일하게 설정된다. 터뷸레이터 사이의 거리(W)는 전형적으로 높이(H)의 2 배로 선택된다.
도 11은 압출 다이를 사용하여 제조되는 대안적인 공기 터뷸레이터(1101)를 도시하고, 다양한 제조사로부터, 예를 들어 Industrial Netting (7681 Setzler Pkwy N. Minneapolis, MN 55445, USA)에 의해서 제조되는 블랙 폴리-프로필렌 OB1200 그물망으로부터 널리 이용가능하다. 수평 플라스틱 스트랜드(1102) 및 수직 스트랜드(1103)는 난류 효과를 생성하고, 이는 채널에서 열과 질량 전달을 향상시키고 매우 비용 효과적으로 이와 같이 한다.
도 12는 지금까지 논의된 바와 같은 완전한 2-플레이트 구조체의 "분해"도를 도시한다. 제1 열성형 플레이트(301)는 부착된 멤브레인(1201)을 갖고, 이 메브레인의 코너가 플레이트(301)의 상측 좌측 코너를 보이기 위해서 제거되었다. 수직 공기 유동(1202)은 멤브레인(1201)의 표면에 걸쳐서 하측방향으로 지향된다. 공기 터뷸레이터(1001)는 다음으로 공기 채널 가장자리(304)에 접착 또는 바람직하게는 열 접합된다. 제2 플레이트(301)가 다음으로 동시에 공기 터뷸레이터(1001)에 접합된다. 글루잉 로봇은 다음으로 데시컨트 라인(601 및 606) 및 물 채널 라인(602), 접착제 도트(604) 및 장애물(605)을 적용한다. 물 네트(603)가 부가될 수 있고, 또는 물 네트 특징부는 앞에서 논의된 바와 같이 플레이트(301)의 후방에 일체화될 수 이다.
도 13a는 2개-플레이트 구조체의 대안적 구성을 도시하며, 여기서 터뷸레이터(1001)는 터뷸레이터(1101)로 대체되었고, 열 전달 유체 채널(612)이 제2 공기 흐름(1306)으로 대체되었다. 제2 공기 흐름은 플레이트(301)를 통하는 주 공기 흐름에 대해 간접적 증발식 냉각을 제공하기 위해서 사용될 수 있다. 도 13a의 실시에서, 제2 공기 흐름은 주로 주 공기 흐름에 대한 교차 유동이다. 제2의 공기 유동은 표면(1303)을 가로질러 균일한 공기 유동을 보장하도록 의도된 장애물(1304)을 통해서 플레이트(301)의 후방에 들어간다. (증발식)물 입구 채널(1301)은 심지(wicking) 재료(1302)에 젖음을 제공하도록 이제 구성되며, 이 심지 재료는 다시 물을 플레이트(301)의 후면으로 젖은 표면(1303)에 제공한다. 심지 재료는 솜 또는 레이온(rayon) 재료와 같은 물을 고르게 분배하는 임의의 쉽게 구할수 있는 재료일 수 있다. 젖은 표면(1303)은 고른 물 분배를 보장하도록 바람직하게는 플록킹된 표면 또는 유사한 고르게 펼쳐진(spreading) 재료이다. 표면(1303)에서 증발되지 않은 어떠한 물은 컬렉터(1305)에 의해서 수집되고 잠재적 재사용 또는 폐기를 위해서 배출된다. 공기(1306)에서 달성되는 증발 냉각은 단지 공기 흐름(1306)의 습구 온도에 도달할 수 있을 뿐이며, 이것은 공기 흐름(1202)이 그 동일 온도로만 냉각될 수 있다는 것을 의미한다. 우리가 보게 되는 바와 같이, 이것은 제2 냉각 단계의 부가를 요구할 수도 있다.
도 13bc의 (b)는 도 13a로부터 플레이트(301)의 단면도를 도시한다. 전에 논의된 바와 같이, 멤브레인(1201)은 도트(308)에 부착된다. 물 및 데시컨트 각각에 대한 배출 포트(305 및 306) 및 플레이트의 후방 상의 접착제 시일(606)이 다시 보여진다.
도 13bc의 (c)는 멤브레인(1201) 및 도트(308) 영역의 클로즈-업 단면을 도시한다. 멤브레인(1201)은 핫 멜트, 폴리우레탄 또는 실리콘 접착제와 같은 종래 접착제로 도트(308)의 상측에 접착제 접합될 수 있다. 그러나, 어떤 접착제는 접착제에 솔벤트가 존재하기 때문에 멤브레인에 손상을 줄 수 있거나 멤브레인에 붙기가 어려울 수 있어, 접착제가 없는 것이 또한 바람직할 수 있다. 대안적 제조 방법은 다음과 같이 작동한다: 베이스 지지 플레이트(1308)는 종래의 방법을 사용하여 열성형될 수 있으나, 일반적으로 폴리-에틸렌, 아크릴 또는 ASA(Acrylonirtrile Styrene Acrylic Ester)(1307)로 만들어지는 매우 얇은 접착된 "캡" 층을 이미 수용한다. 캡 층은 이제 멤브레인에 열 접합될 수 있다: 적은 양의 열이 가해지고, 이 열은 캡 층을 녹여 멤브레인과 캡 층/베이스 재료 구조체 사이의 강한 접합으로 이어진다. 그러나, 캡 층 재료는 일반적으로 표면 에너지가 낮아, 재료를 상당한 소수성으로 만들고, 도트(308) 사이에서 열악한 데시컨트 분배로 귀결된다. 표면(1311)의 코로나(corona) 처리는 표면 에너지를 증가시키고, 더 양호한 데시컨트 균일성으로 귀결된다. 역으로 플레이트(301)의 후방(1303)은 표면(1310) 상에서 또한 코로나 처리될 수 있다. 이 것은, 만약 접착제 시일(606)이 베이스 재료(1308)에 용이하게 접합되고, 또한 액체 분배를 향상시킬 것이라면, 유용하다. 대안적으로, 만약 후방 표면(1303)이 물을 증발시키도록 의도된다면, 나이론 또는 레이온 플락킹(1309)과 같은 심지 표면이이 채용될 수 있다.
도 13de의 (d)는 도 13a의 2 개의 플레이트(301) 조립체의 부분을 도시하며, 접착제 도트(604) 와 액체 데시컨트 배출 채널을 위한 접착제 시일 가장자리(606)가 앞에서 설명된 바와 같이 2 개의 플레이트(301)를 연결하도록 형성된다. 앞에서 도시된 바와 같이, 플레이트(301)는 멤브레인(1201)을 수용하도록 형성되었으며, 이 멤브레인은 도트(308)에 의해서 유지된다.
도 13de의 (e)는 도 13de의 (d)의 구조체의 확대된 섹션을 도시한다. 베이스 재료(1308)는 멤브레인(1201)에 연결된다. 액체 데시컨트가 베이스 재료(1308)와 멤브레인(1201) 사이로 유동하는 영역(1312)은 앞에서 논의된 바와 같이 도트(308) 둘레에 형성된다. 그러나, 접착제 토트 (604)의 위치에 의존하여, 응축부(1314)가 멤브레인 표면 상에서 형성될 수 있다. 만약 열 전달 유체가 도면에서 라벨(1313)에 의해서 표시되는 열형성식 도트의 뒤로 유동하면, 다음으로 더 차가운 열 전달 유체가, 만약 공기 흐름 내의 습도가 높고 데시칸트 농도가 낮다면 멤브레인 표면 상에 응결로 귀결될 수 있다. 접착제 도트(604)가 도트(308)와 정렬되는 위치에서, 응축의 시작이 훨씬 더 낮은 온도에서 있다. 응축을 방지하는 것을 돕기 위해서, 접착제 도트(604)는 각각의 열성형 도트(308) 뒤에 배치될 수도 있으나, 실제 이것은 접착제 로봇으로 달성하기가 어려우며, 이유는 도트의 절대적 수량 (sheer number) 때문이다(플레이트 당 수 천개). 데시컨트가 매우 묽지 않다면, 응축은 전형적으로 멤브레인 자체에서 발생하지 않을 것이다. 몇 가지 다른 해결책이 도 13f 및 도 13g에 도시된 바와 같이 가능하다.
도 13f는 도 13de의 (e)로부터 도트(308)를 열성형하는 대안적인 방법을 도시한다. 도트의 중심(1315)은 반대 측(1316)에 접촉하는 지지 구조체를 생성하도록 후방으로 형성된다. 이 접근의 장점은 접착제 도트(604)가 대부분 제거될 수 있다는 것이다. 도 6에서의 네팅(612)은 또한 구조체(1315 및 1316)에 의해서 대체되고, 따라서 또한 제거된다. 또한, 도트 뒤의 액체 열 전달 유체의 부족은 더 더운 표면으로, 따라서 더 적은 응축 위험으로 귀결된다.
도 13g는 몰딩된 지지체(1318)를 가져 열 전달 유체를 위한 채널(1319)를 형성하는 사출 성형 구조체(1317)를 사용하는 다른 해결책을 도시한다. 플라스틱의 더 낮은 열적 전도성은 멤브레인에 대한 접촉 지점 아래에서 더 더운 멤브레인 영역, 그리고 따라서 더 낮은 응축 기회로 귀결된다.
도 14는 이제 도 12 및 도 13a의 플레이트 구조체의 상이한 구성을 도시하며, 여기서 열-전달 채널(612) 또는 간접적 증발 채널(1303)은 완전히 제거되었다. 이것은 플레이트(1401)가 플레이트(301)의 변경된 버젼이라는 점을 의미하며, 여기서 제2 액체와 연관된 돌출부 및 포트는 모두 제거되었다. 데시컨트 공급 포트(1403) 및 배출 포트(1403)는 여전히 필요한 유일한 포트이다. 공기 채널 가장자리 돌출부(1402)는 도 3에서 형성된 리지(304)로부터 필수적으로 변화가 없다. 이제 플레이트(1405)의 후방이 매우 간단해지고, 단지 필요한 접착제 라인은 데시컨트 분배(601) 및 배출(606)을 위한 라인이다. 공기 흐름(1406)은 이제 주된 공기 흐름으로 간주될 수 있고, 공기 흐름(1202)은 이제 제2의 공기 흐름으로 간주될 수 있다. 포트(1403)를 통해서 분배된 액체는 이제 해수 또는 폐수일 수 있고, 선택적 멤브레인(1201)은 염이 해수에서 나가는 것을 방지하기 위해서 사용되며, 이것은 당연히 해수로부터 소금 입자의 유출 및 부식의 위험을 줄인다. 도 14의 시스템은 실제로 간접적, 교차-유동, 증발기가 되며, 멤브레인이 증발 액체(해수)를 보호한다.
도 15는 교차 유동 공기 흐름의 배향을 전환하는 방법을 보이며, 이것은 대향 유동 공기 흐름 배향보다 덜 효과적이다. Kozubal (US 2013/0340449)의 도 18 및 도 19에서 설명되는 바아 같이, 제1 단계에서 온도 상승(temperate rise)을 최소화하고, 다음으로 제2 단계에서 간접적 증발기를 사용하고, 건조한 공기의 일부를 사이펀하여 간접적 증발기가 더 낮은 최종 공기 온도를 달성하는 것을 허여하면서, 공기 흐름을 제습하는 것이 때때로 유리한다. 주된 공기 흐름(2002)은 도 14로부터의 것에 유사한 열성형식 플레이트의 후방을 따라서 지향된다. 공기(2003)가 후방 채널에서 나갈 때, 공기(2004)의 적은 양(일반적으로 25-30%보다 크지 않음)이 사이펀 오프되고 플레이트의 전방을 따라서 지향되며, 여기서 결과적으로 배기 공기 흐름(2005)으로서 나간다. 플레이트(2001)는 열성형식 장애물(2007)을 갖고, 이 장애물은 공기 흐름을 측방향으로 편향시키고 출구 장애물(2206)은 활성 영역을 지나는 공기 유동이 균일하도록 형성된다. 액체 공급 포트(302)는 전과 같이 활성 영역 위로 물 또는 해수를 가져가도록 이제 사용될 수 있으며, 이 활성 영역은 선택적으로 멤브레인에 의해서 덮혀있을 수 있다. 배출 포트(306)는 도 14에서 전과 같이 기능한다. 도 15의 구조체는 교차 유동 간접 증발식 냉각기를 생성한다.
도 16은 도 15의 후방 채널을 도시하며, 여기서 입구 공기 흐름(2002)은 후방 표면(2101)을 따라서 몇몇 선택적 입구 포트(2103)을 통해서 지향될 수 있다. 선택적 출구 포트(2104)는 균일한 공기 유동 패턴을 보장하기 위해서 사용되고, 출구 공기 흐름(2003)은 위에서 논의된 바와 같이 패널의 전방으로 부분적으로 사이펀된다. 공급 포트(302) 둘레의 접착제 액체 입구 채널(601)은 전과 같이 액체를 포트(504)를 통해서 플레이트의 전방으로 지향한다. 그러나, 추가적 접착제 라인(2105)은 공기 흐름(2002)을 수용하는 기능을 하도록 추가될 수 있다. 같은 방식으로 출구 포트(306 및 307) 둘레의 배출 채널(606)은 공기 흐름(2002)을 수용하도록 연장된 접착제 라인(2102)을 갖는다.
도 17a는 어떻게 추가적인 액체가 도 16의 구조체에 추가될 수 있는지를 도시하고, 어떻게 플레이트 구조체(2201)가, 후방 측으로부터 공기의 일부를 사이펀하는 것보다, 완전히 분리된 제2의 공기 흐름을 사용하도록 변경될 수 있는지 도시한다. 공기 흐름(2202)은 터뷸레이터 그물망(2205) 아래에 있는 활성 영역(2207)에 도달하기 전에 짧은 비활성 영역 위로 지향된다. 듀얼 공급 포트(2203)는 도 3 포트(302 및 303)에서 전과 같이 플레이트 안으로 형성된다. 그러나, 유량이 상이할 것이기 때문에 포트는 도 3과 상이하게 치수지어질 수 있다. 유사하게 배출 포트(2206)는 도 3에서 포트(305 및 306)와 같이 형성될 수 있다. 나가는 공기(2204)는 이제 활성 영역에서 처리되었다.
도 17b는 도 17a의 동일한 플레이트를 도시하며, 공기 그물망(2205)이 제거되었다. 활성 영역(2207)은 멤브레인(2208)에 의해서 덮힐 수 있다.
도 17c는 플레이트 구조체(2201)를 도시하며, 열성형 프로세스로부터 나올 수도 있기 때문에 어떠한 추가적인 구성요소가 없다. 도 3에서와 같이, 플레이트 구조체(2201)는 도 3 및 도 5 아래에서 논의되었던 데시컨트 헤더, 분배, 활성 영역 및 수집 영역과 관련된 모든 특징부(2209)를 수용한다.
도 17d는 어떻게 플레이트(2201)의 후방 채널이 글루잉 로봇에 의해서 형성될 수 있는지를 도시한다. 입구 공기 흐름(2210)은 선택적 공기 터뷸레이터(2217)를 통해서 장애물(2211)에 의해서 수평 유동(2218)으로 전환되고, 다음으로 출구 장애물(2213)에 의해서 배출 공기 흐름(2219)으로 지향된다. 앞의 도면과 같이, 데시컨트 공급 채널(2212) 및 데시컨트 배출 채널(2213)은 패널의 전방으로 액체를 지향시키도록 형성된다. 물 공급 채널(2215) 및 심지 재료(2220)는 습한 표면(2221)을 생성하도록 사용된다. 임의의 과도한 물은 수집 채널(2216) 안으로 배출될 것이다. 제2의 공기 흐름은 이제 젖은 표면으로부터 수분을 제거하고, 수평 섹션으로 가로지르면서 냉각된다. 이것은 플레이트 재료(2201) 상에서 냉각 효과를 생성하며, 이것은 다음으로 플레이트의 전방으로 전도되며, 여기서 주된 공기 흐름은 도면으로부터 보여질 수 있는 바와 같이 대향류 배열체에서 또한 냉각된다.
도 18a는 2개의 활성 영역을 결합하는 플레이트 구조체(2301)를 도시한다. Kozubal (US 2013/0340449)은 2 개의 단계 프로세스를 설명하며, 여기서 단계들은 구별된다. 제1 단계는 교차 유동 단계이며, 여기서 주된 공기 유동은 수평이고, 데시컨트는 수직이고, 제2의 공기 흐름은 또한 수직이다. 제2 단계는 대향류 단계이며, 주된 공기 유동은 건조 채널에서 수평이고, 제2의 공기 흐름은 주된 공기 흐름으로부터 사이펀되어 수평하게 되고, 주된 공기 흐름에 대해서 대향류이다. 이 제2의 공기 흐름은 젖었고, 간접 증발기로서 기능한다. 그러나, Kozubal에 의해서 설명된 시스템은 2 개의 문제가 있다: 제1 단계가 여전히교차 유동 단계이며, 대향류 단계가 그렇게 되는 바와 같이 덜 효과적이게 하며, 제1 단계의 데시컨트는 제1 단계 제2의 공기 흐름의 습구 온도로 냉각된다. 이 온도는 일반적으로 상대적으로 높기 때문에, 데시컨트 농도는 또한 적절한 제습을 얻도록 높을 필요가 있다. 높은 데시컨트 농도는 비람직하며, 이유는 이것이 과도한 물을 제거할 높은 재생 온도를 요구하기 때문이다. 도 18a 및 도 18b는 2가지 문제를 해결한다: 제2의 공기 채널은 제1 및 제2 단계 모두가 대향류이고, 액체 데시컨트가 먼저 제2 단계에서, 제1 단계에서 사용되기 전에 냉각되도록 구성된다. 이것은 시스템이 훨씬 더 낮은 데시컨트 농도에서 작동되는 것을 허여하며, 더 낮은 재생 온도로 귀결된다.
주된 공기 흐름(2302)은 다음으로 공기 처리의 제1 단계로 들어가고, 마이크로-다공성 멤브레인(2304) 및 공기 터뷸레이터(2303)는 공기 흐름을 멤브레인(2304) 아래의 냉각된 데시컨트에 노출하도록 사용된다. 결과적인 차갑고, 건조한 공기 흐름(2319)이 다음으로 제2 단계로 지향되고, 여기서 제2 공기 튜뷸레이터(2309) 및 제2 멤브레인(바람직하게는 마이크로-다공성이 아님)은 공기 흐름을 현저히 냉각하는 기능을 하며, 차갑고, 건조한 공기 흐름(2320)으로 귀결된다. 차갑고, 건조한 공기 흐름(2320)의 일 부분(2321)은 플레이트의 후방에 사이펀되고, 도 18b 아래에서 논의될 것이다.
액체 데시컨트 배관(2315)은 먼저 액체 데시컨트를 공급 포트(2311)로 지향시키고, 여기서 이것은 비-마이크로다공성 멤브레인(2310) 아래로 흐른다. 차가운 액체 데시컨트는 다음으로 포트(2314)를 통해서 수집되고, 배관(2316) 및 작은 데시컨트 펌프(미도시)에 의해서 제1 단계에 있는 상측 공급 파이프(2317) 및 배관 포트(2305)로 지향된다. 차가운 데시컨트는 이제 마이크로-다공성 멤브레인(2304) 아래의 표면 밑으로 유동되고, 포트(2308)을 통해서 배출 파이프(2318) 안으로 수집된다. 동시에, 플레이트의 후방에서 증발을 위한 물(또는 해수)는 포트(2306 및 2312)를 통해서 지향된다. 과도한 물은 포트(2307 및 2313)를 통해서 수집되고 시스템으로부터 제거될 수 있다.
도 18b는 도 18a로부터 플레이트(2301) 상의 후방 채널을 도시한다. 제2의 공기 흐름(2329)은 플레이트(2301)의 바닥으로부터 유입되고, 제1 단계를 통해서 공기 흐름을 우회시키는 장애물(2338)에 부딪힌다. 우회된 공기 흐름(2335)은 활성 영역(2336)에 들어가고, 앞에서 설명된 바와 같이 플록킹을 이용하는 심지 표면을 포함할 수 있다. 증발을 위한 물 또는 해수는 포트(2306) 및 심지 재료(2332)를 통해서 공급되어 플록킹된 표면(2336) 위로 유동된다. 어떠한 과도한 물은 물 배출부(2333)에 의해서 수집되고, 배출 포트(2307)로 지향된다. 나가는 공기는, 균일한 공기 유동을 생성하여 배출 공기 흐름(2337)이 되도록 하기 위해서 사용되는 장애물(2340) 및 장애물(2332)에 의해서 지향된다. 액체 데시컨트는 전과 같이 플레이트(2301)의 전방으로 그리고 채널(2330) 안으로 포트(2305)를 통해서 지향된다. 사용된 액체 데시컨트는 배출 포트(2308)를 통해서 배출 채널(2334) 안으로 수집된다.
도 18b의 제2 단계는 약간의 공기(2321)를 주된 공기 흐름(2320)으로부터 활성 영역(2326) 안으로 사이펀하며, 이 활성 영역은 앞에서 설명된 바와 같은 플록킹을 활용하는 심지 표면을 포함할 수 있다. 활성 영역(2326)은 공기 흐름이 활성 표면 위로 유동될 때 공기 흐름(2327)을 냉각하고 가습한다. 증발을 위한 물 또는 해수는 포트(2312) 및 심지 재료(2324)를 통해서 공급되어 플록킹된 표면(2326) 위로 유동된다. 어떠한 과도한 물은 물 배출부(2325)에 의해서 수집되고, 배출 포트(2313)로 지향된다. 나가는 공기는, 균일한 공기 유동을 생성하여 배출 공기 흐름(2339)이 되도록 하기 위해서 사용되는 장애물(2338) 및 장애물(2323)에 의해서 지향된다. 액체 데시컨트는 제1 단계와 같이 플레이트(2301)의 전방으로 그리고 포트(2311)를 통해서 채널(2322) 안으로 지향된다. 냉각된 액체 데시컨트는 배출 포트(2314)를 통해서 배출 채널(2326) 안으로 수집된다.
위에서 설명된 시스템은 따라서 제1 단계 및 제2 단계에서 대향류로서 기능하며, 제1 단계에서는 차가운 액체 데시컨트가 주된 공기 흐름을 냉각하고 제습하기 위해서 사용되며, 제2 단계에서는 차가운 건조한 공기 및 차가운 데시컨트가 생성된다. 차갑고, 건조한 공기는 빌딩 공간을 위해서 사용되며, 차가운 데시컨트는 주된 공기 흐름의 냉각 및 건조를 제공하기 위해서 제1 단계에서 사용된다. 플레이트(2301)의 후방측에서 제1 및 제2 증발 채널이 또한 도 6에 도시된 바와 같이 액체 물 채널에 의해서 대체될 수 있다는 점이 명확해야 한다. 제3 또는 제4 또는 심지어 더 나아간 단계가 데시컨트의 더 미세하고 더 미세한(finer) 분배를 달성하기 위해서 추가될 수도 있다는 점이 또한 명확해야 한다. 구배진 다공성(graded porosity)(공기 흐름이 공기 채널 더 아래로 내려가면서 감소되는 다공성)을 갖는 멤브레인을 상정할 수도 있으며, 여기서 가장 개방된/다공성 영역은 들어오는 공기 흐름을 향하고, 가장 적은 다공성/폐쇄된 영역은 떠나는 공기 흐름을 향한다.
도 18c는 더욱 명확하게 도 18a의 플레이트를 가로지르는 유체 경로를 도시한다. 증발을 위한 물 또는 해수 또는 폐수는 엔트리 배관(2322)에서 상단 우측에서 도입된다. 물은 도 18b에 도시된 바와 같이 플레이트의 제2 섹션의 후방측으로 유동되고, 증발하기 시작한다. 증발되지 않은 과도한 물은 배출 배관(2323)을 통해서 수집되고, 공급 배관(2324)에서 제1 섹션의 상단으로 지향된다. 제2 증발은 제1 섹션의 후방에서 발생되고, 임의의 최종 과도한 물은 배관(2325)을 통해서 수집되고 배출된다. 대안적으로, 교번의 공급 배관(2326)에서 물을 도입하는 것이 가능하고, 이후에 물은 제1 단계에서 유동되고, 배출부(2325)에서 수집되고, 이후에 배관(2327)을 통해서 제2 상태의 상단으로 지향된다. 다음으로, 물은 제2 단계의 후방을 통해서 유동되고, 배관(2328)을 통해서 수집되고, 배출된다. 데시컨트의 유동은 이미 도 18a 하에서 논의되었다. 도시된 바와 같이, 2개의 단계 또는 다단계 배열체로 증발 물 및 액체 데시컨트를 배열함으로써, 공기의 준(quasi)-대향류 및 물/데시컨트가 교차 유동 배열체보다 열 및 질량 교환에서 더 양호한 성능으로 달성될 수 있고, 가장 차가운 데시컨트가 들어오는 공기 흐름에 적용될 수 있어 요구되는 데시컨트 농도를 낮출 수 있다.
도 19는 어떻게 열형성식 플레이트가 액체 대 액체 열 교환기를 제공하기 위해서 또한 사용될 수 있는지를 도시한다. 제1 열성형식 플레이트(3001)은 제1 액체를 수용하기 위해서 사용되는 메인 시일 특징부(3002)를 수용한다. 제1 액체는 포트(3003)를 통해서 들어가고 난류생성 특징부(3011) 위로 지향된다. 제1 액체는 다음으로 배출 포트(3006)에 도달된다. 제2 액체는 플레이트(3007)의 표면 위로 그리고 포트(3004)를 통해서 지향되며, 이 플레이트는 열성형식 플레이트(3001)의 거울 이미지이다. 플레이트(3001 및 3007)는 제1 액체를 위한 단일 채널을 형성하도록 서로 열 접합된다. 플레이트(3001 및 3007)의 후방은 또한 난류 형성 특징부(미도시)를 가질 수 있다. 대안적으로, 난류 그물망(3010)은 제2 액체의 교반 및 분배를 위해서 사용될 수 있다. 앞에서와 같이, 접착제 로봇이 3M 550 또는 5200 폴리 우레탄 접착제와 같은 접착제를 디스펜싱하여 만들어지는 접착제 시일은 제2 유체를 위한 시일(3008)을 형성하기 위해서 사용된다. 접착제 시일(3009 및 3012)은 제2 유체와 섞임 없이 제1 유체가 옆 플레이트 쌍으로 통과되는 것을 허여하기 위해서 사용된다. 전체 열 교환기는 도면에 설명된 바와 같이 복수의 플레이트 쌍을 포함할 것이다.
도 20a는 액체 대 액체 열 교환기 플레이트를 열성형하는 대안적 방법을 도시한다. 도 19로부터 2 개의 거울 이미지 플레이트(3001 및 3007)는 단일 시트(3101)로 열성형될 수 있다. 공급 포트(3102a 및 3102b 및 3106a 및 3106b)는, 플레이트가 도 20b에 도시되는 바와 같이 위로 접혀질 때 라인업(line-up)될 것이다. 공급 포트(3103a 및 3103b 및 3106a 및 3106b) 둘레의 리지도, 플레이트가 도 20b에 도시되는 바와 같이 반으로 접힐 때, 접촉된다. 또한, 가장자리 시일(3105a 및 3105b)은 위로 접힐 때 접촉될 것이다. 터뷸레이터 특징부(3104 a 및 3104b)는 완전히 접촉되는 것이 아니라, 단지 작은 영역에서 접촉되도록 구성되며, 이 작은 영역은 액체를 터뷸레이팅 움직임으로 측방향으로 그리고 위로 강제한다.
도 20b는 도 20a로부터 부분적으로 위로 접혀있는 열성형식 플레이트(3101)를 도시한다. 가장자리 시일(3105a 및 3105b) 위로의 완전한 접힘 후, 리지(3103a, 3107a, 3103b 및 3107b)는 서로 접촉하고 밀봉적으로 열 접합된다. 난류생성 리지(3104a 및 3104b)는 구조적 강도를 위해서 접촉이 요구되는 영역에서 스팟 열 접합될 수 있다.
도 21은 이제 어떻게 도 20a 및 도 20b로부터 접힌 플레이트(3101)가 제2 채널 주위에서 접착제 시일(3201)에 의해서 밀봉되는지를 도시한다. 접착제 시일(3202)은 출구 포트(3106b) 둘레에서 사용되고, 추가적인 시일(3204)은 포트(3102b) 둘레에서 사용된다. 추가적인 분배 장애물(3203 및 3205)은 플레이트를 가로지른 고른 액체 유동을 보장하기 이해서 사용될 수 있다. 열 접합 프로세스가 이미 이 시일을 달성하기 때문에, 어떠한 시일도 포트(3103B 및 3107B) 둘레에서 필요하지 않다. 도 21의 구조체는 이제 복수회 적층되어 낮은 압력 액체를 위한 저렴한 플레이트 열 교환기를 형성할 수 있다.
이와 같이 몇 가지 도해적인 실시형태를 설명하였으며, 다양한 변형, 변경, 및 향상이 당업자에게 용이하게 착상될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 이러한 변경, 변형, 및 향상은 이 개시의 일 부분을 형성하도록 의도되고, 이 개시의 사상 및 범위 내에 있도록 의도된다. 여기서 제공되는 몇몇 실시예가 기능 또는 구조적 구성요소의 특정한 조합을 포함하고 있으나, 이러한 기능 및 구성요소는 본 개시에 따른 다른 방식으로 결합되어 동일한 또는 상이한 목적을 달성할 수도 있다. 특히, 일 실시형태와 관련하여 논의된 작동, 구성요소, 및 특징부는 다른 실시형태에서 유사하거나 또는 다른 역할로부터 배제되는 것을 의도하지 않는다. 추가적으로, 여기서 설명되는 구성요소 및 부재는 동일한 기능을 수행하기 위한 더 적은 수의 구성요소와 부재를 형성하도록 함께 결합되거나 또는 추가적인 구성요소로 분리될 수도 있다. 따라서, 앞의 설명 및 부착된 도면은 단지 예시의 방식이며, 제한하는 것으로는 의도되지 않는다.

Claims (63)

  1. 데시컨트(desiccant) 공기 조화 시스템에서 사용을 위한 3-방향 열 교환기를 제조하는 방법에 있어서,
    (a)복수의 플레이트를 형성하는 단계로서, 각각의 플레이트는 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트, 적어도 하나의 액체 데시컨트 배출 포트, 적어도 하나의 열 전달 유체 공급 포트, 및 적어도 하나의 열 전달 유체 배출 포트를 포함하고, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 일 측의 액체 데시컨트 영역을 정의하는 하나 이상의 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 열 전달 유체 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 열 전달 유체 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 반대 측의 열 전달 유체 영역을 정의하는 하나 이상의 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 액체 데시컨트 영역을 가로질러 액체 데시컨트를 분배하기 위한 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 상측 단부의 복수의 홀을 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 액체 데시컨트 영역을 가로질러 분배되는 액체 데시컨트의 균일성을 높이도록 상기 홀 각각에 액체 데시컨트 유동 제한부를 정의하는 특징부를 포함하는, 상기 복수의 플레이트를 형성하는 단계;
    (b)상기 액체 데시컨트 영역을 덮도록 상기 액체 데시컨트 영역을 정의하는 상기 플레이트 각각의 상기 하나 이상의 특징부에 멤브레인을 부착하는 단계; 및
    (c)적층 방식으로 상기 플레이트를 서로 부착하는 단계로서, 교번의 플레이트가 역으로 되어 각각의 플레이트 상의 상기 멤브레인은 인접한 플레이트 상의 상기 멤브레인을 향하고, 상기 멤브레인들 사이에 공기 흐름 갭을 정의하며, 각각의 플레이트 상의 상기 열 전달 유체 영역은 인접하는 플레이트 상의 상기 열 전달 영역에 연결되고, 상기 플레이트들의 상기 액체 데시컨트 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통(sealed fluid communication)에 있고, 상기 플레이트들의 상기 액체 데시컨트 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 열 전달 유체 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 열 전달 유체 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있는, 상기 플레이트를 서로 부착하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 단계(a)는 상기 복수의 플레이트를 열-성형하거나 상기 복수의 플레이트를 사출 성형하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 액체 데시컨트 영역을 정의하는 상기 하나 이상의 특징부 및 상기 열 전달 유체 영역을 정의하는 상기 하나 이상의 특징부는 리지(ridge)를 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 단계(b)는 접착제 용접, 초음파 용접, 무선주파수(RF) 접합, 마이크로웨이브 접합, 열 활성 접착제(heat activated adhesive), 또는 압력 감응 접착제(pressure sensing adhesive)를 사용하여 상기 하나 이상의 특징부에 상기 멤브레인을 부착하는 것을 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 단계(a)는 각각의 플레이트의 상기 액체 데시컨트 영역 상에 복수의 이격된 특징부를 형성하는 것을 더 포함하며, 그리고 단계(b)는 상기 이격된 특징부 상에 캡 층을 적용하는 것 및 상기 캡 층에 상기 멤브레인을 접합하는 것을 포함하는 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 캡 층은 폴리에틸렌, 아크릴, 또는 아크릴로니트릴 스틸렌 아크릴 에스테르 재료를 포함하는 방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 플레이트의 액체 데시컨트 영역의 상기 표면으로부터 약 0.1 내지 0.2 mm 이격되는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 플레이트는 상기 공기 흐름 갭을 통해서 수평 기류를 허여하도록 구성되는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 플레이트는 상기 공기 흐름 갭을 통해서 수직 기류를 허여하도록 구성되는 방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 플레이트의 적어도 몇 개는 상기 공기 흐름 갭을 통해서 유동되는 기류의 일 부분을 사이펀하는 특징부를 포함하여 상기 기류의 사이펀되는 부분은 젖은 표면을 가로질러 유동될 수 있는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 젖은 표면은 멤브레인에 의해 덮여 있는 방법.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 열 전달 유체 영역 상에 접착제 특징부 패턴을 형성하여 상기 열 전달 유체의 균일한 유동을 촉진하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 청구항 1에 있어서, 인접하는 플레이트의 각각의 쌍 사이의 상기 공기 흐름 갭에 공기 터뷸레이터(turbulator)를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 공기 터뷸레이터는 상기 공기 흐름에 반대로 회전하는 볼텍스(vortex)를 생성하는 복수의 난류생성 트라이앵글을 포함하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 인접하는 난류생성 트라이앵글 사이의 거리는 관련된 트라이앵글 높이의 일반적으로 2 배인 방법.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 공기 터뷸레이터는 그물망 구조체를 포함하는 방법.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 홀을 통해서 액체 데시컨트를 지향시키도록 상기 플레이트 각각에 글루 시일(glue seal)을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 청구항 1에 있어서, 열 전달 유체의 유동을 지향시키도록 상기 플레이트 각각에 글루 시일을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 청구항 1에 있어서, 열 전달 유체 유동을 수평 또는 수직 방향으로 지향시키도록 상기 열 전달 유체 영역 상에 특징부를 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 데시컨트 공기 조화 시스템에서 사용을 위한 3-방향 열 교환기에 있어서,
    복수의 플레이트로서, 각각의 플레이트는 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트, 적어도 하나의 액체 데시컨트 배출 포트, 적어도 하나의 열 전달 유체 공급 포트, 및 적어도 하나의 열 전달 유체 배출 포트를 포함하고, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 일 측의 액체 데시컨트 영역을 정의하는 하나 이상의 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 열 전달 유체 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 열 전달 유체 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 반대 측의 열 전달 유체 영역을 정의하는 하나 이상의 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 액체 데시컨트 영역을 가로질러 액체 데시컨트를 분배하기 위한 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 상측 단부에 복수의 홀을 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 액체 데시컨트 영역을 가로질러 분배되는 액체 데시컨트의 균일성을 높이도록 상기 홀 각각에 액체 데시컨트 유동 제한부를 정의하는 특징부를 포함하는, 상기 복수의 플레이트; 및
    상기 액체 데시컨트 영역을 덮도록 상기 액체 데시컨트 영역을 정의하는 상기 플레이트 각각의 상기 하나 이상의 특징부에 부착되는 멤브레인을 포함하며,
    여기서, 상기 플레이트는 적층식으로 서로 부착되며, 교번 플레이트가 역으로 되어 각각의 플레이트 상의 상기 멤브레인은 인접한 플레이트 상의 상기 멤브레인을 향하고, 상기 멤브레인들 사이에 공기 흐름 갭을 정의하며, 각각의 플레이트 상의 상기 열 전달 유체 영역은 인접하는 플레이트 상의 상기 열 전달 영역에 연결되고, 상기 플레이트들의 상기 액체 데시컨트 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 액체 데시컨트 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 열 전달 유체 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 열 전달 유체 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통으로 되는 열 교환기.
  21. 청구항 20에 있어서, 상기 플레이트는 열-성형 또는 사출 성형되는 열 교환기.
  22. 청구항 20있어서, 상기 액체 데시컨트 영역을 정의하는 상기 하나 이상의 특징부 및 상기 열 전달 유체 영역을 정의하는 상기 하나 이상의 특징부는 리지(ridge)를 포함하는 열 교환기.
  23. 청구항 20있어서, 상기 멤브레인은 접착제 용접, 초음파 용접, 무선주파수(RF) 접합, 마이크로웨이브 접합, 열 활성 접착제, 또는 압력 감응 접착제를 사용하여 상기 하나 이상의 특징부에 부착되는 열 교환기.
  24. 청구항 20에 있어서, 각각의 플레이트의 상기 액체 데시컨트 영역은 복수의 이격된 특징부를 포함하며, 상기 이격된 특징부 상에 갭 층이 있고, 상기 멤브레인은 상기 캡 층에 접합되는 열 교환기.
  25. 청구항 24있어서, 상기 캡 층은 폴리에틸렌, 아크릴, 또는 아크릴로니트릴 스틸렌 아크릴 에스테르 재료를 포함하는 열 교환기.
  26. 청구항 24있어서, 상기 멤브레인은 상기 플레이트의 액체 데시컨트 영역의 상기 표면으로부터 약 0.1 내지 0.2 mm 이격되는 열 교환기
  27. 청구항 20에 있어서, 상기 플레이트는 상기 공기 흐름 갭을 통해서 수평 기류를 허여하도록 구성되는 열 교환기.
  28. 청구항 20에 있어서, 상기 플레이트는 상기 공기 흐름 갭을 통해서 수직 기류를 허여하도록 구성되는 열 교환기.
  29. 청구항 20에 있어서, 상기 플레이트의 적어도 몇 개는 상기 공기 흐름 갭을 통해서 유동되는 기류의 일 부분을 사이펀하는 특징부를 포함하여 상기 기류의 사이펀되는 부분은 젖은 표면을 가로질러 유동될 수 있는 열 교환기.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 젖은 표면은 멤브레인으로 덮여 있는 열 교환기.
  31. 청구항 20에 있어서, 상기 열 전달 유체의 균일한 유동을 촉진하도록 상기 열 전달 유체 영역 상에 형성되는 접착제 특징부 패턴을 더 포함하는 열 교환기.
  32. 청구항 20에 있어서, 인접하는 플레이트의 각각의 쌍 사이의 상기 공기 흐름 갭에 공기 터뷸레이터를 더 포함하는 열 교환기.
  33. 청구항 32에 있어서, 상기 공기 터뷸레이터는 상기 공기 흐름에 반대로 회전하는 볼텍스를 생성하는 복수의 난류생성 트라이앵글을 포함하는 열 교환기.
  34. 청구항 33에 있어서, 인접하는 작표식(tabulating) 트라이앵글 사이의 거리는 관련된 트라이앵글 높이의 일반적으로 2 배인 열 교환기.
  35. 청구항 32에 있어서, 상기 공기 터뷸레이터는 그물망 구조체를 포함하는 열 교환기.
  36. 청구항 20에 있어서, 상기 홀을 통해서 액체 데시컨트를 지향시키도록 상기 플레이트 각각에 형성되는 글루 시일을 더 포함하는 열 교환기.
  37. 청구항 20에 있어서, 상기 열 전달 유체의 유동을 지향시키도록 상기 플레이트 각각에 형성된 글루 시일을 더 포함하는 열 교환기.
  38. 청구항 20에 있어서, 열 전달 유체 유동을 수평 또는 수직 방향으로 지향시키도록 상기 열 전달 유체 영역 상에 형성되는 특징부를 더 포함하는 열 교환기.
  39. 2-방향 액체-대-액체 열 교환기를 제조하는 방법에 있어서,
    (a)복수의 플레이트를 형성하는 단계로서, 각각의 플레이트는 적어도 하나의 제1 액체 공급 포트, 적어도 하나의 제1 액체 배출 포트, 적어도 하나의 제2 액체 공급 포트, 및 적어도 하나의 제2 액체 배출 포트를 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 제1 액체 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 제1 액체 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 일 측의 제1 액체 영역을 정의하는 메인 시일 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 제2 액체 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 제2 액체 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 반대 측의 제2 액체 영역을 정의하는 메인 시일 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 제1 액체 영역 및 상기 제2 액체 영역 상의 복수의 난류생성 특징부를 포함하는, 상기 복수의 플레이트를 생성하는 단계;
    (b)적층 방식으로 상기 플레이트를 서로 부착하는 단계로서, 교번의 플레이트가 역으로 되어 각각의 플레이트 상의 상기 제1 액체 영역은 인접한 플레이트 상의 상기 제1 액체 영역을 향하고, 상기 제1 액체를 위한 유동 경로를 정의하며, 각각의 플레이트 상의 제2 액체 영역은 인접하는 플레이트 상의 상기 제2 액체 영역에 연결되어 상기 제2 액체를 위한 유동 경로를 규정하고, 상기 플레이트들의 상기 제1 액체 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 제1 액체 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 제2 액체 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 제2 액체 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있는, 상기 플레이트를 서로 부착하는 단계를 포함하는 방법.
  40. 청구항 39에 있어서, 상기 난류생성 특징부는 난류생성 네트를 포함하는 방법.
  41. 2-방향 액체-대-액체 열 교환기에 있어서,
    복수의 플레이트로서, 각각의 플레이트는 적어도 하나의 제1 액체 공급 포트, 적어도 하나의 제1 액체 배출 포트, 적어도 하나의 제2 액체 공급 포트, 및 적어도 하나의 제2 액체 배출 포트를 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 제1 액체 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 제1 액체 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 일 측의 제1 액체 영역을 정의하는 메인 시일 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 제2 액체 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 제2 액체 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 반대 측의 제2 액체 영역을 정의하는 메인 시일 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 제1 액체 영역 또는 상기 제2 액체 영역 상의 복수의 난류생성 특징부를 포함하는, 상기 복수의 플레이트를 포함하며,
    상기 플레이트는 적층 방식으로 서로 부착하며, 교번의 플레이트가 역으로 되어 각각의 플레이트 상의 상기 제1 액체 영역은 인접한 플레이트 상의 상기 제1 액체 영역을 향하고, 상기 제1 액체를 위한 유동 경로를 정의하며, 각각의 플레이트 상의 제2 액체 영역은 인접하는 플레이트 상의 상기 제2 액체 영역에 연결되어 상기 제2 액체를 위한 유동 경로를 규정하며, 상기 플레이트들의 상기 제1 액체 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 제1 액체 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 제2 액체 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 제2 액체 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있는 열 교환기.
  42. 청구항 41에 있어서, 상기 난류생성 특징부는 난류생성 네트를 포함하는 열 교환기.
  43. 열 교환기에 있어서,
    복수의 플레이트로서, 각각의 플레이트는 적어도 하나의 물 공급 포트 및 적어도 하나의 물 배출 포트를 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 물 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 물 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 일 측의 물 영역을 정의하는 하나 이상의 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 반대 채널 측을 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 물 영역을 가로질러 물을 분배하기 위한 상기 적어도 하나의 물 공급 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 상단의 복수의 홀을 포함하는, 상기 복수의 플레이트를 포함하며,
    상기 플레이트는 적층 방식으로 서로 부착되며 교번의 플레이트는 역으로 되어 각각의 플레이트 상의 상기 물 영역이 인접하는 플레이트 상의 상기 물 영역을 향하고 이들 사이에 제1 공기 흐름 갭을 정의하며, 각각의 플레이트의 상기 채널 측은 인접하는 플레이트의 상기 채널 측을 향하여 이들 사이에 제2 공기 흐름 갭을 정의하며, 그리고 상기 플레이트들의 상기 물 공급 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있고, 상기 플레이트들의 상기 물 배출 포트들이 밀봉된 유체 연통에 있는 열 교환기.
  44. 청구항 43에 있어서, 상기 물 영역을 정의하는 각각의 플레이트 상의 상기 하나 이상의 특징부에 부착되어 상기 물 영역을 덮는 멤브레인을 더 포함하는 열 교환기.
  45. 청구항 44에 있어서, 상기 멤브레인은 접착제 용접, 초음파 용접, 무선주파수(RF) 접합, 마이크로웨이브 접합, 열 활성 접착제, 또는 압력 감응 접착제를 사용하여 상기 하나 이상의 특징부에 부착되는 열 교환기.
  46. 청구항 43에 있어서, 상기 플레이트는 열-성형 또는 사출 성형되는 열 교환기.
  47. 청구항 43에 있어서, 각각의 플레이트 상에 상기 물 영역을 정의하는 상기 하나 이상의 특징부는 리지를 포함하는 열 교환기.
  48. 청구항 43에 있어서, 상기 플레이트는 상기 제1 및 제2 공기 흐름 갭을 통해서 반대 방향으로 기류를 허여하도록 구성되는 열 교환기.
  49. 청구항 43에 있어서, 상기 플레이트는 상기 제1 공기 흐름 갭을 통해서 교차 기류를 허여하도록 구성되는 열 교환기.
  50. 청구항 43에 있어서, 상기 플레이트의 적어도 몇 개는 상기 제1 공기 흐름 갭을 통해서 유동되는 기류의 일 부분을 사이펀하는 특징부를 포함하여 상기 기류의 사이펀되는 부분이 상기 제2 공기 흐름 갭을 통해서 유동될 수 있는 열 교환기.
  51. 청구항 43에 있어서, 각각의 플레이트의 상기 물 영역은 멤브레인에 의해서 덮혀진 젖은 표면을 포함하는 열 교환기.
  52. 청구항 43에 있어서, 각각의 플레이트 상의 상기 물 영역 상에 플록킹된 표면(flocked surface)을 더 포함하는 열 교환기.
  53. 청구항 43에 있어서, 인접하는 플레이트 사이의 상기 제1 공기 흐름 갭에 공기 터뷸레이터를 더 포함하는 열 교환기.
  54. 청구항 43에 있어서, 인접하는 플레이트 사이의 상기 제2 공기 흐름 갭에 공기 터뷸레이터를 더 포함하는 열 교환기.
  55. 청구항 54에 있어서, 상기 공기 터뷸레이터는 상기 공기 흐름에 반대로 회전하는 볼텍스(vortex)를 생성하는 복수의 난류생성 트라이앵글을 포함하는 열 교환기.
  56. 청구항 54에 있어서, 인접하는 작표식(tabulating) 트라이앵글 사이의 거리는 관련된 트라이앵글 높이의 일반적으로 2 배인 열 교환기.
  57. 청구항 54에 있어서, 상기 공기 터뷸레이터는 그물망 구조체를 포함하는 열 교환기.
  58. 청구항 43에 있어서, 상기 물은 폐수 또는 해수를 포함하는 열 교환기.
  59. 청구항 43에 있어서, 상기 물 영역을 가로질러 분배되는 물의 균일성을 증가시키도록 상기 홀 각각에 물 유동 제한부를 정의하는 각각의 플레이트 상의 특징부를 더 포함하는 열 교환기.
  60. 청구항 43에 있어서, 각각의 플레이트는 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트, 적어도 하나의 액체 데시컨트 배출 포트를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트 및 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 배출 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 상기 채널 측 상의 액체 데시컨트 영역을 정의하는 하나 이상의 특징부를 더 포함하며, 각각의 플레이트는 또한 상기 액체 데시컨트 영역을 가로질러 액체 데시컨트를 분배하기 위한 상기 적어도 하나의 액체 데시컨트 공급 포트와 유체 연통하는 상기 플레이트의 상측 단부의 복수의 데시컨트 홀을 포함하는 열 교환기.
  61. 청구항 60에 있어서, 상기 플레이트의 각각은 복수의 분리된 액체 데시컨트 영역을 포함하도록 구성된 열 교환기.
  62. 청구항 61에 있어서, 상기 복수의 분리된 액체 데시컨트 영역의 적어도 일부는 멤브레인에 의해서 덮여있는 열 교환기.
  63. 청구항 60에 있어서, 상기 액체 데시컨트 영역을 가로질러 분배되는 액체 데시컨트의 균일성을 증가시키도록 상기 플레이트의 상기 데시컨트 홀 각각에 액체 데시컨트 유동 제한을 정의하는 각각의 플레이트 상의 특징부를 더 포함하는 열 교환기.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011150081A2 (en) 2010-05-25 2011-12-01 7Ac Technologies, Inc. Methods and systems using liquid desiccants for air-conditioning and other processes
US9101875B2 (en) 2012-06-11 2015-08-11 7Ac Technologies, Inc. Methods and systems for turbulent, corrosion resistant heat exchangers
EP2929256A4 (en) 2012-12-04 2016-08-03 7Ac Technologies Inc METHODS AND SYSTEMS FOR COOLING BUILDINGS WITH HIGH THERMAL LOADS THROUGH DESICCANT COOLERS
JP6393697B2 (ja) 2013-03-01 2018-09-19 ７エーシー テクノロジーズ，インコーポレイテッド デシカント空調方法及びシステム
EP3614072B1 (en) 2013-03-14 2022-06-22 Emerson Climate Technologies, Inc. Split liquid desiccant air conditioning system
US9470426B2 (en) 2013-06-12 2016-10-18 7Ac Technologies, Inc. In-ceiling liquid desiccant air conditioning system
CN106164594B (zh) 2014-03-20 2019-10-25 7Ac技术公司 屋顶液体干燥剂系统和方法
CN107110525B (zh) 2014-11-21 2020-02-11 7Ac技术公司 用于微分体液体干燥剂空气调节的方法和系统
KR101717096B1 (ko) 2015-07-23 2017-03-27 주식회사 경동나비엔 열교환기
KR101717092B1 (ko) * 2015-08-28 2017-03-27 주식회사 경동나비엔 열교환기
US20170106639A1 (en) * 2015-10-20 2017-04-20 7Ac Technologies, Inc. Methods and systems for thermoforming two and three way heat exchangers
CN106370693B (zh) * 2016-10-18 2019-03-12 上海交通大学 一种湍流混合对流传热实验装置
US10823511B2 (en) 2017-06-26 2020-11-03 Raytheon Technologies Corporation Manufacturing a heat exchanger using a material buildup process
KR102609680B1 (ko) * 2017-11-01 2023-12-05 코프랜드 엘피 액체 건조제 공조 시스템의 멤브레인 모듈에서 액체 건조제의 균일한 분포를 위한 방법 및 장치
US10941948B2 (en) 2017-11-01 2021-03-09 7Ac Technologies, Inc. Tank system for liquid desiccant air conditioning system
CN108103509B (zh) * 2018-01-30 2024-04-09 深圳市西谷制冷设备有限公司 防腐蚀装置
US11022330B2 (en) * 2018-05-18 2021-06-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Three-way heat exchangers for liquid desiccant air-conditioning systems and methods of manufacture
CN108954527A (zh) * 2018-08-16 2018-12-07 中山路得斯空调有限公司 一种用于小型分体式液体除湿空调的系统及其使用方法
DE102018216659A1 (de) * 2018-09-27 2020-04-02 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager
US11117090B2 (en) 2018-11-26 2021-09-14 Palo Alto Research Center Incorporated Electrodialytic liquid desiccant dehumidifying system
EP4205208A1 (en) * 2020-08-28 2023-07-05 Hyzon Motors Inc. Manufacturable humidifier
US12085293B2 (en) 2021-03-17 2024-09-10 Mojave Energy Systems, Inc. Staged regenerated liquid desiccant dehumidification systems
US11944934B2 (en) 2021-12-22 2024-04-02 Mojave Energy Systems, Inc. Electrochemically regenerated liquid desiccant dehumidification system using a secondary heat pump
WO2024129618A1 (en) 2022-12-12 2024-06-20 Mojave Energy Systems, Inc. Liquid desiccant air conditioning system and control methods
WO2024138183A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-27 Blue Frontier Inc. Liquid-desiccant stack with integrated fluid distribution
CN117734225B (zh) * 2023-12-26 2024-07-09 北京海德利森科技有限公司 一种采用相变微通道换热的热等静压机

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2939686A (en) * 1955-02-04 1960-06-07 Cherry Burrell Corp Double port heat exchanger plate
GB1172247A (en) * 1966-04-20 1969-11-26 Apv Co Ltd Improvements in or relating to Plate Heat Exchangers
US5351497A (en) * 1992-12-17 1994-10-04 Gas Research Institute Low-flow internally-cooled liquid-desiccant absorber
US5361828A (en) * 1993-02-17 1994-11-08 General Electric Company Scaled heat transfer surface with protruding ramp surface turbulators
US5462113A (en) * 1994-06-20 1995-10-31 Flatplate, Inc. Three-circuit stacked plate heat exchanger
JPH09184692A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Ebara Corp 熱交換エレメント
JP3305653B2 (ja) * 1998-06-08 2002-07-24 大阪瓦斯株式会社 吸収式冷凍機のプレート型蒸発器及び吸収器
JP4732609B2 (ja) * 2001-04-11 2011-07-27 株式会社ティラド 熱交換器コア
US20040211207A1 (en) * 2001-04-23 2004-10-28 Mordechai Forkosh Apparatus for conditioning air
US6848265B2 (en) * 2002-04-24 2005-02-01 Ail Research, Inc. Air conditioning system
US20050218535A1 (en) * 2002-08-05 2005-10-06 Valeriy Maisotsenko Indirect evaporative cooling mechanism
ES2301696T3 (es) * 2002-12-02 2008-07-01 Lg Electronics Inc. Intercambiador termico de un sistema de ventilacion.
US6986428B2 (en) * 2003-05-14 2006-01-17 3M Innovative Properties Company Fluid separation membrane module
RU2423656C2 (ru) * 2005-12-22 2011-07-10 Оксиком Бехер Б.В. Устройство испарительного охлаждения
GB0622355D0 (en) * 2006-11-09 2006-12-20 Oxycell Holding Bv High efficiency heat exchanger and dehumidifier
US20090126913A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Davis Energy Group, Inc. Vertical counterflow evaporative cooler
JP5294191B2 (ja) * 2008-01-31 2013-09-18 国立大学法人東北大学 湿式デシカント空調機
DE102009048060A1 (de) * 2008-10-03 2010-04-08 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauscher und Verfahren
SE534745C2 (sv) * 2009-04-15 2011-12-06 Alfa Laval Corp Ab Flödesmodul
WO2011150081A2 (en) 2010-05-25 2011-12-01 7Ac Technologies, Inc. Methods and systems using liquid desiccants for air-conditioning and other processes
US20130340449A1 (en) 2012-06-20 2013-12-26 Alliance For Sustainable Energy, Llc Indirect evaporative cooler using membrane-contained liquid desiccant for dehumidification and flocked surfaces to provide coolant flow
US9816760B2 (en) * 2012-08-24 2017-11-14 Nortek Air Solutions Canada, Inc. Liquid panel assembly
US9140471B2 (en) * 2013-03-13 2015-09-22 Alliance For Sustainable Energy, Llc Indirect evaporative coolers with enhanced heat transfer

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