TW438961B - Closed circuit heat exchange system and method with reduced water consumption - Google Patents

Description

A7 438V 6 1 __B7__ 五、發明說明（i ) 發明之背景 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於熱交換器，更特別是關於密閉回路蒸發式熱 交換器系統以及結合的直接及間接密閉回路蒸發式熱交換器 系統。 先前技術之說明 廢熱可由乾式或顯熱式熱交換器而被排到大氣中。在乾式 或_顯熱式熱交換器史J有兩種流體：空氣流以及程序流體流。 在密閉系統中，程序流體流被密封住而不開放到大氣中。密 封構造可爲管子之盤管。S空氣流通過密封程序流體流之構 造時顯熱被交換。在此技術中，這些構造被稱爲》小型化熱交 換器”。 在大部份氣候中，蒸發式熱交換器比乾式熱交換器更能提 供顯著的效率改進。蒸發式熱交換器之一種爲直接蒸發式熱 交換器。在直接蒸發式熱交換器中 > 僅空氣流及蒸發液體流 有關連；蒸發液體流通常爲水，並且兩種流動彼此直接接觸 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其他種蒸發式熱交換器是間接式密閉回路蒸發式熱交換器 ，其中有三種流體有關連：空氣流，蒸發液體流，及密封程 序流體流。密封流體流首先經由間接熱交換而與蒸發液體交 換顯熱，因爲它不直接接觸蒸發液體，而空氣流與蒸發液體 則在彼此接觸時交換熱及質量。 其他種蒸發式熱交換器是結合的直接及間接密閉回路蒸發 式熱交換器。此結合系統之例公開於美國專利 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 3 87 6 t B7 五、發明說明（公）

No.5 ,435,382(1995)以及 5,816 ,318(1998)給卡特先生。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 兩種乾式及蒸發式熱交換器通常被用來以冷卻器或凝縮器 而排出熱量。蒸發式冷卻器在靠近較低周圍濕球溫度下排出 熱量，而乾式冷卻器則被限制於靠近較高周圍濕球溫度下排 出熱量。在許多氣候中，周圍濕球溫度經常在周圍乾球溫度 之下20到30T。故，在蒸發式冷卻器中，蒸發液體流可達 到比周圍乾球溫度更低之溫度1而提供了增加冷卻程序之效 率，以及降低整體程序之能源需求之機會。不管這些增加冷 卻程序之效率，以及降低整體程序之能源需求之機會，蒸發 式冷卻和蒸發式凝結通常不會被使用，因爲蒸發液體蒸發之 水消耗量，以及冷天氣下操作時可能凍結之顧慮之故。 除此之外，顯熱式及蒸發式熱交換器通常被訂定尺寸下> 在高熱學難度之倍數下進行所須之熱量排出。此種設計條件 通常以夏季設計乾球溫度或濕球溫度表示。然而雷嬰的#吐 熱量排出設備在這些設計條件下龍_排出所須熱量，：ijs些升 I周圍溫度之期間僅爲設備操作小時的1 %而已。其餘期間內 ，設備的能力比須求的要還大’造成能源及蒸發液體之浪費 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明之扼要說明 本發明係針對熱排出之方法，1在保留蒸發液體下，有蒸 發式熱交換之效率。 在下列圖中，相同符號代表相同之零件： 第1圖是密閉回路熱交換器系統之側1圖，零件以槪圖表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 4387 6 t A7 B7 五、發明說明（3 ) 示’而外殼零件被移去以顯示交換器系統內部； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第la圖是第二間接接觸熱交換部局部之放大立視圖，顯 示從間接接觸熱交換部到第二間接接觸熱交換部之入口流 路： 第2a圖是顯示本發明熱交換器在第一乾模式下操作時， 程序流體及空氣流之溫度變化的溫度圖形示意圖； 第2b圖是顯示本發明熱交換器在絕熱飽和第二模式下操 作時，程序流體及空氣流之溫度變化的溫度圖形示意圖； 第2 c圖是顯示置_本發明熱交換器在調節程序流體流第三 模式下操作時，程序流體、空氣流及蒸發流體之溫度變化的 溫度圖形示意圖； 第3a圖是被選定城市年溫度曲線，顯示乾球溫度及濕 球溫度1並且顯示本發明熱交換器在每一模式下之操作； 第3b圖是傳統密封迴路蒸發式冷卻水塔耗水量，與本發 明預期耗水量之比較圖； 第4圖是密閉回路熱交換器系統之第二實施例的側祖^圖， 局部以示意圖顯示，局部零件以槪圖表示，而熱交換器裝置 外殼局部被移去以顯示交換器系統內部； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第5圖是密閉回路熱交換器系統之第三實施例的側1圖， 局部以示意圖顯示，局部零件以槪圖表示，而熱交換器裝置 外殼局部被移去以顯示交換器系統內部； 第6圖是密閉回路熱交換器系統之第四實施例的側視圖， 局部以示意圖顯示，局部零件以槪圖表示，而熱交換器裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4387 6 1 a7 ---____B7_______ 五、發明說明（午） 外殼局部被移去以顯示交換器系統內部； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖是可用在本發明密閉回路熱交換器之乾式間接接 觸熱交換裝置，或小型熱交換器之立視圖； 第8圖是可用在本發明熱交換器第二間接熱交換部之單 一蛇形迴路前視圖； 第9圖是可用在本發明熱交換器之第二間接熱交換部之 側視圖； 第10圖是第二間接熱交換部之前視圖，顯示入口及出口 頭管配置及相鄰迴路之間交錯關係； 第1 1圖是密閉回路熱交換器系統另一實施例之側1圖， 局部以示意圖顯示，局部零件以槪圖表示，而熱交換器裝 置外殼局部被移去以顯示交換器系統內部，並且顯示出使 里_本發明原理於一凝縮器虫_; .第1 2圖是密閉回路熱交換器系統另一實施例之側ΪΙ圖， 局部以示意圖顯示，局部零件以槪圖表示，而熱交換器裝 置外殼局部被移去以顯示熱交換器系統內部，並且顯示岀_ 使^_本發明原理於一在凝縮器主_; 經濟部智慧財彥局員工消費合作社印製 第13圖是含本發明原理之熱交換器外觀之示意立視圖； 以及 第14圖是第13圖熱交換器外觀，從_熱交換器另一角 落所截取之另一側示意立視圖。 發明之詳細說明支 熱交換系統8之第一實施例顯示在第1圖中。系統8包含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（230 X 297公釐） 4387 6 1 A7 __B7 五、發明說明（$ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有用來從二i呈序流體生_抽出熱用之熱交換裝置丨0。熱交換系 統8有程序流體入口 1 2連到從外部裝置（未顯示），如製程設 備，以接收程序流體。熱從程序流體排出之後，程序流體經 由程序流體出口 14而流出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 程序流體可包括，例如，如水之單相液體，它在一個溫度 下經由入口 12被接受，並且在較低溫度下經由出口 14被排 出。或者，程序流體可包括有單相氣體 > 它在一個溫度下經 由入口 12被接受，並且在較低溫度下經由出口 14被排出。 故 > 熱交換系統可包括液體冷卻系統。一種液體冷卻系統顯 示在第1圖中。程序流體可包括，例如，如水之單相液體， 它在一個溫度下經由入口 12被接受，並且在較低溫度下經由 出口]4被排出。或者，程序流體可包括有單相氣體，它在一 個溫度下經由入口 1 2被接受，並且在較低溫度下經由出口 14被排出。故，熱交換系統可包括液體冷卻系統。一種液體 冷卻系統顯示在第1及4-6圖中。熱交換系統8亦可包含有 凝縮系統，其中程序流體可包括在入口 12處爲兩相或者多相 流體，而在出口 1 4處則爲單相液體或者多相流體之液氣混合 物。流體凝縮系統被顯示在第Π-12圖中。須了解，這些程 序流體之例子只是爲了說明之用而已，除非表示在申請專利 範圍中，本發明並不限制於特定形式或相態之流體。 第1’ 4-6及]1-12圖中之熱交換系統8顯示在熱交換裝置 1 0外形中以及在熱交換裝置外側之許多元件。須了解，在此 所述系統的許多元件，除非另外敘述1否則可以置於熱交換 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Α7 438?β 1 ____Β7_____ 五、發明說明（) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝置之內側或外側。在此及申請專利範圍中所用之此名詞” 熱交換系統“必須廣義地解釋簋_包括熱交換裝置，它範圍在 裝置中的特徵，以及熱交換系統，它包含一些在熱交換裝置 中的元件以及一些在裝置外側之元件，且熱交換系統使用超 過一個以上之熱交換裝置；一般，符號8在此被用來稱爲“ 熱交換系統”。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 第1圖實施例中之熱交換系統8均包含有乾式間接接觸熱 交換部份1 6 。乾式部份1 6有空氣入口側1 8，空氣出口側 20以及如第1圖中所示之程序流體回路22。如第7圖所示， 每一個顯示之流體回路22包含入口頭管24，出口頭管25， 多數個管子26，每一管子有多數個散熱薄片27連接到管子 外側。乾式間接接觸熱交換部份1 6可包括有維吉尼亞州，里 奇蒙市’殊博散熱盤管公司所商業販售之外散熱薄片式熱傳 遞盤管’其型號爲48x69-6R-5CW-L-R，其尺寸爲5/8in二X 0.02 in二管壁厚度’以及0·008 in鋁散熱薄片（平面），有 24回路’如第7圖所示。須了解，此熱交換盤管在此僅做爲 說明之用，本發明並不限制在此特定的_熱傳遞盤管。兩個或 多個此種商用盤管可串聯或並聯以包含乾式間接接觸熱交換 部份1 6。第1及1 1 _ 1 2圖顯示此種盤管成平行配置。此種盤 巨□可視產品尺寸而變化<j 須了解’亦可使用其他外散熱薄片式構造，如具有外螺旋 園繞散熱薄片式管子，或者其他被稱爲”小型熱交換器”之結 合’· 1乾式間接接觸熱交換部份之構造在此僅以例子說明。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 x 297公釐） 4387 6 1 A7 B7 五、發明說明（3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如第1及4圖顯示之熱交換系統，希望使乾式熱交換盤管之 壓力降被最適化。例如’乾式間接接觸熱交換部份1 6之面積 可使氣流最適化’以提供經濟ffiL有效t的操作。雖然熱交換 器之構造必須使其壓力降不可太大，但是任何商用之配備有 外或內散熱薄片或兩者兼有之盤管均可使用，例如波浪狀或 圓彤散熱薄片之盤管’以及其他以乾式操作之熱交換器。外 散熱薄片式構造可使乾式間接接觸熱交換部份16在最小必 須之空氣側壓力降之下能-增加操作效率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲了補助乾式間接接觸熱交換部份丨6，1第二間接接觸熱 交換部份2 8被供給；而此熱交換部份28可任意操作爲乾式 或蒸發式熱交換。第二間接接觸熱交換部份28包含有空氣入 口側3 0，空氣出口側3 2以及程序流體回路3 4。第二間接接 觸熱交換部份2 8之程序流體回路3 4包含有美國專利 1^〇5.5,435,382所示及所述之單盤管組合36。如第8-]0圖中 所示，盤管組合36 —般爲矩形形狀，有一連串水平緊密相隔 之蛇形回路3 8。所有回路3 8其頂端均連到頂部流體頭管4〇 ，其底端連接到底部流體頭管42。在第一顯示的實施例中， 當裝置被使用以做爲流體冷卻器時，底部流體頭管4 2包括有 入口頭管，且頂部流體頭管40包括有出口頭管。入口及出口 頭管4 0，4 2在第1 1 - 1 2圖顯示的凝縮器中相反，頂部流體頭 管4 0包括有入口頭管，而底部流體頭管4 2則包括有出口頭 管。入口及出口頭管40’ 42以及蛇形回路38包含了第二間 接接觸熱交換部份28之程序流體回路34。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規掊（210 X 297公釐） A7 4 3 89 6 t ______B7______ 五、發明說明（Υ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如美國專利N 〇 s . 5，4 3 5 , 3 8 2及5 , 8 1 6，3 1 8所公開，並且顯 示在第8-10圖中，盤管組合36中之每一單獨回路38由_單一 ’連續長度之盤管管長 L它受彎曲作業而使管子形成許多U 形之列A - E，它們成直立且彼此成等距關係，因而使每一回 路3 8最後成蛇形)所組成。 第二間接接觸熱交換部份之盤管較佳有很大之乾及濕式性 能’以及低流體壓力降》第二間接接觸熱交換部份2 8可爲鋼 架構中之鋼管，如包括由馬里蘭州，巴地摩爾市，巴地摩爾 空氣盤管公司生產的商用系列1500密閉回路冷卻水塔，以及 系列1 500蒸發式凝縮器。須了解，其他構造亦可用於第二間 接接觸熱交換部份28。例如，當以乾式模式操作時，盤管管 子爲了熱傳遞更有效率亦可外加散熱薄片，或者管子亦可在 內部加入此技術領域中眾所周知之微形散熱薄片或其他相似 配置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第1圖中所示，熱交換系統8亦包含分配系統46以任意 地分配蒸發液體到第二間接接觸熱交換部份28 ,使第二蒸發 熱交換部份達成乾式及蒸發式熱交換。在第一顯示的實施例 中，分配系統46包含多數個噴嘴48裝在第二間接接觸熱交 換部份2 8上方。噴嘴4 8被連到裝在第二間接接觸熱交換部 份上方之分配管系統50’它是連到垂直分配管52。垂直分配 管5 2垂直分配管5 2連到幫浦5 4，此幫浦5 4從位於第二間 接接觸熱交換部份下方之水槽5 6抽取蒸發液體。幫浦以外之 其他裝置，如文式管（v e n t u r i )亦可用來使蒸發液體從水槽 -1 0- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 4387 6 1 _____B7__ 五、發明說明（气） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 56移動到噴嘴48 =須了解，分配系統46僅爲了說明方便， ，除非零件被表示在申請專利範圍中，否則本發明並不限制 於所示零件》

分配系統46亦包括導管47,閥49或使蒸發液體引入裝置 中之其他任何適當裝置：如第1圖所示，顯示的實施例中蒸 發液體被引入水槽5 6。感測器5 1可置於水槽5 6中以感知蒸 發液體之液面是否在預定水位之下，而後作動幫浦或打開閥 49以補償蒸發液體之供應。蒸發液體可爲水D 第一顯示熱交換系統8亦包含從乾式間接接觸熱交換部份 程序流體回路22到第二間接接觸熱交換部份28之程序流體 回路34的程序流體連接路徑60 =在此實施例中，亦有從第 二間接接觸熱交換部份2 8到程序流體出口 1 4的程序流體出 口流路62，以及從乾式間接接觸熱交換部份程序流體回路22 到程序流體出口 1 4的程序流體旁通流路6 4。所有這些流路 60，62，64，例如，可包括由標準材料製成之標準直徑管子 或導管，如外側鍍鋅之鋼管，或不銹鋼管。連接路徑60及旁 通流路64較詳細地顯示在第la圖中。 經濟部智慧財產局員工湞費合作社印製 亦裝有流量控制機構66用來控制程序流體之流量，使由程 序流體出口 1 4出來的程序流體可任意地從乾式間接接觸熱 交換部份1 6以及第二間接接觸熱交換部份28，在混合溫度 TV。下被抽出（看第2 a - 2 c圖）。流量控制機構6 6使程序流體 僅從乾式間接接觸熱交換部份1 6被抽出，或從與乾式間接接 觸熱交換部份16串連之第二間接接觸熱交換部份28>或同 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） A7 4387 6 t ___B7_-. __ 五、發明說明（/。） 時混合地從乾式及第二間接接觸熱交換部份1 6 ’ 2 8被抽出。 流量控制機構6 6可包括有例如調節閥之類的三通閥°調節閥 可控制程序流體流動，使程序流體可完全旁通地’局部旁通 地從乾式間接接觸熱交換部份程序流體回路22出來’或者進 入第二間接接觸熱交換部份28之流體回路。調節閥可爲伺服 閥，如威斯康新州密瓦基市1約翰森控制公司販賣之三通VF 串聯蝴蝶式_閥，及同一公司之氣動或電動致動器。 其他流量控制機構6 6亦可使用’除非表示在申請專利範圍 中，本發明並不限制於特定形式之流量控制機構。例如，視 應用上須要，亦可使用人工控制之三通閥，或可使用許多馬 達控制及人工梓制的各種不同的結合閥，以達成任意引導程 序流體通過乾式及第二間接接觸熱交換部份1 6，28。故，程 序流體流量控制機構66使從程序流體出口 1 4出來之程序流 體可任意地從乾式間接接觸熱交換部份16及第二間接接觸 熱交換部份2 8被抽出，流量控制機構6 6包含人工控制之三 通閥，多數個馬達控制或及人工控制之閥，三通調節或混合 閥，或其他適當之裝置或裝置之結合。流量控制機構66可裝 在想產生所要效果之處，如程序流體出口 1 4與第二間接接觸 熱交換部份28之間，或第二間接接觸熱交換部份28上游， 以控制進入旁通流路6 4及連接路徑6 0之流動，如第1圖所 示。適當的閥可與從旁通流路64及出口流路62接受輸入之 一般混合槽結合，並且有排水管連到程序流體出口丨4。如下 參照第1 1 - ] 2圖實施例所述，閥可置於乾式及第二間接接觸 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝，---------* 訂 -------A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 87 6 t a7 __B7_____ 五、發明說明（n ) 熱交換部份1 6，2 8兩者之上游。 較佳爲，第二間接接觸熱交換部份2 8之濕式操作時，通過 第二間接接觸熱交換部份28之程序流體流動很少，以減少蒸 發熱傳遞，因而減少蒸發液體在蒸發時之損失。流量控制機 構6 6較佳爲可大量使用乾式間接接觸熱交換部份】6，以保 持蒸發液體。 熱交換系統8亦連有感溫器70以感知從程序流體出口 14 出來之程序流體溫度。若流量捽制機構66之操作爲自動的話 ，則感溫器70可t連接以反應從程序流體出口 14出來之程 序流體溫度而控制流量控制機構66之操作。感溫器70可爲 •例如，威斯康辛州密瓦基市約翰生控制公司出品之 SET 1 89A系列溫度感測器，須有安裝管子之硬體。須了解， 此裝置僅爲了說明方便|除非申請專利範圍規定，否則本發 明並不限制於此裝置、其他任何主要控制器製造商之相同溫 度感測器亦可使用。或者，流量控制機構66可由在程序流體 出口 14處之操作員讀取溫度而人工控制，或者根據其他參數 而人工控制或自動控制。例如，在某些情形下，它亦可根據 周圍氣候情況而控制流量控制機構6 6 ;感溫器7 0亦可在周 圍空氣進入熱交換部份之前測量周圍空氣溫度，以下將參照 第1 1 - 1 2圖敘述之。感測器亦可在流量控制機構66反應於程 序流體壓力下，用來監控程序流體之其他性質，例如程序流 體壓力。爲了最適特性，較佳爲自動操作。 程序流體感溫器70亦可直接連到流量控制機構66，達_到 -1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） -t r b. 裝---------訂---------細 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 438/76 ΐι ___Β7___ _ __ 五、發明說明（a ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 加入流量控制機構6 6中之可程式邏輯元件’ i_如第1圖虛線 所示在流量控制機構66與感溫器70之間或者連到之獨立 電腦中。成爲整體電腦化工廠控制系統，或者獨立電腦之一 部份的可程式邏輯元件7 2可用來控制許多伺服機構。任何適 宜之可程式邏輯元件72可被包含在系統8中成爲其一部份’ 而根據溫度讀數接受從感溫器70 '及許多馬達’閥及幫浦之 控制操作。適當的可程式邏輯元件之例子’如威斯康辛州密 瓦基市約翰生控制公司出品之系統350A3 5 0P電子比例式加 上整合溫度控制。在選用及引進適當可程式邏輯元件時’可 諮詢於精於控制器設計，選用及引進的技術者。另外裝在可 程式邏輯元件72之輸入74，如從操作員之輸入’或者其他 如感溫器被設定用來感知周圍空氣溫度，或者進入乾式間接 接觸熱交換部份16，第二間接接觸熱交換部份28或者直接 接接觸熱交換部份76之空氣流溫度。其他型式之感測器亦可 用來感測程序流體之其他物理特性。例如下列將敘述第11-12圖之流體凝縮器，壓力感測器亦可用來感測程序流體之壓 力，並且壓力讀數可輸入到可程式邏輯元件72。 通常希望包括多數個馬達控制或及人工控制的閥(未示）做 爲蒸發液體分配系統46之一部份。閥可被用來控制蒸發液體 噴到第二間接接觸熱交換部份2 8之盤管上的體積，時間或流 1。閥可連到可程式邏輯元件72，使閥之操作可根據程序流 體溫度或者某些其他參數而爲之。但是，當在濕式模式下操 作時，蒸發液體之流動必須保持在適於噴嘴之流動範圍，並 -1 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 3 8? 6 ti A7 —— B7 五、發明說明（13 ) 且兀全涵蓋第二間接接觸熱交換部份28之管排。 由第1圖中亦可知，熱交換系統8亦可包含直接接接觸熱 交換部份7 6 ’它有空氣吸入側7 8，空氣出口側8 0，以及塡 充材媒介82。在所示實施例中’直接部份76，及空氣吸入側 78之位置使周圍空氣可被吸入裝置中，並且空氣出口側 8 0開放到風箱8 4中。風箱8 4亦從第二間接接觸熱交換部份 28之空氣出口側32接受空氣。直接接接觸熱交換部份76中 之塡充材媒介82可爲任何標準塡充材媒介，如塑膠塡充材， 木材或陶瓷塡充材，或者任何習知之塡充材媒介。對交流式 流動而言’塡充材媒介可爲公開在卡特式等人之美國專利 Νο·4, 361，426(1982)中，對反流式流動言，塡充材媒介可爲 如肯特式美國專利No.5,724,828(1998)中所述之梯形。市售 之交流式PVC塡充材，如賓州瑞玲市，布蘭特伍德公司生產 之”Accu-PAC CF 1900 Cooling Tower Film”可用。在所示第 1圖之實施例中，直接接接觸熱交換部份76之位置可接受從 第二間接接觸熱交換部份28來之蒸發液體；但是，須了解， 蒸發液體分配系統可裝在直接接接觸熱交換部份76之上方 ’故蒸發液體可分配到直接部份7 6而不必首先經過第二間 接接觸熱交換部份28。 直接接接觸熱交換部份76做爲絕熱飽和部，以及做爲冷卻 蒸發液體之蒸發式熱交換器，較佳爲少做爲蒸發式熱交換器 ’以節省蒸發液體。在一年內大部份時間內，當熱交換系統 以乾式模式操作時，直接接接觸熱交換部份76之使用則爲靜 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝---J--I--訂-'·-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f 438^ 6 1 a? _ B7_五、發明說明（A ) 止。 水槽56裝在直接接接觸熱交換部份76之下方。熱交換系 統8亦包括一個機構5 4可任意從水槽5 6移動蒸發液體到噴 灑出口 48。機構54可爲標準幫浦，如下所述它被控制在選 定時間操作。幫浦5 4例如可連到感溫器或壓力感測器，根據 溫度或壓力讀數而使蒸發液體被分配到第二間接接觸熱交換 部份28’直接接接觸熱交換部份76,或兩者。溫度或壓力讀 數可根據程序流體之溫度或壓力，如在乾式間接接觸熱交換 部份1 6下游之程序流體之溫度或壓力，例如靠近程序流體之 出口 1 4。故，蒸發液體可根據程序流體之溫度或壓力而分配 或不分配。可使用控制器來達成此目的；控制器可單純爲連 到感溫器或壓力感測器以接受信號之幫浦ο η - 〇 f f開關，或者 亦可使用比較複雜之控制器如使用可程式邏輯元件者。控制 器可爲含在系統局部中央可程式邏輯元件之一部份，使用感 測器7 0之溫度或壓力讀數，或者可程式控制器可爲整體電腦 化工廠控制系統之一部份，或者爲一獨立電腦。 水槽56 —般有排水管88使蒸發液體可從系統中排出，以 防年中某些時間凍結如在冬季月份期間。排水管8 8有一個控 制機構9 0，如由感溫器控制之電磁閥，當周圍溫度在凍結溫 度之下時排水管88會打開。如第1圖所示，閥90可連結到 由中央可程式邏輯元件7 2所控制，或者可人工控制或者根據 其自身感測系統或裝置而控制。當程序流體溫度在凍結點之 下時，可用電磁閥（未示）自動地使乾式間接接觸熱交換部份 -1 6 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） 4 3 8^61 A7 ______B7______ 五、發明說明（) 或第二間接接觸熱交換部份28之盤管排掉蒸發液體。 第二間接及直接接觸熱交換部份均有其個別之水槽及幫浦 。每一幫浦可獨立控制，如同時地由卡特式（Th〇mas P-Carter)及克連尼克式（Branislav Korenic)提出之美國専 利申請之名稱爲”低外形熱交換器及減少水消耗的方法’，中 所公開者，其整個文件在此引用爲參考。或考，兩個個別噴 嘴亦可僅用單一幫浦，以閥來引導蒸發液體到第二間接接觸 熱交換部份或直接接接觸熱交換部份。個別之水槽下，第二 間接接觸熱交換部份之水槽可安排比直接接接觸熱交換部份 水槽高或在其下方《 熱交換系統8亦包含有一個外殼94圍住了乾式間接接觸熱 交換部份1 6，第二間接接觸熱交換部份2 8，直接接觸熱交換 部份7 6，風箱8 4以及噴嘴4 8，所有這些零件均在熱交換裝 置10中。如第13圖所示，外殼94有開口 95與直接接觸熱 交換部份空氣入口側7 8相通。百葉窗9 7隔離開口 9 5。圖示 開口 95使空氣橫流進入直接接觸熱交換部份76之空氣入口 側7 8，從空氣出口側8 0出來進入風箱8 4 ;通過直接接觸熱交 換部份76之空氣流在第]及5-6圖中顯示於96。如第1及 l· —裝-----„------訂 i.-------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 側份觸部 份口 部接換 部入換接交 換氣交間熱 交空熱二觸 熱之觸第接 觸28接從接 接 接且間 接份間並二 間部二’第 二換第動過 第交過流通 在熱通向 9 觸 ，同 4’ 9接示流8 口接顯體箱 開間中液風 有二圖發入 94第-6蒸進 殼到 5 與來 外通及LW出 I 且lr份 示並第氣部 所，如空換 圖方。之交 13上3028熱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐） 4 387 6 1 a? _B7____________五、發明說明（/t ) 份28之空氣流在第1及4-6圖中顯示爲98°須了解’第二 間接接觸熱交換部份28及直接接觸熱交換部份76之空氣入 口側3 0，7 8爲不同時裝設，使交流或反流通過第二間接接觸 熱交換部份28,或者同向或反向通過直接接觸熱交換部份76 。如第4圖所示，通過第二間接接觸熱交換部份28之空氣流 可與蒸發液體流反向。須了解，本發明可與任何美國專利 No.5, 435, 382及5，724,828所述之裝置一起使用’其整個公 開技術在此引用爲參考》 通過乾式間接接觸熱交換部份16之空氣流在第1 4-6以 及η - 1 4圖中顯示爲110。空氣流Π0爲主空氣流98與次空 氣流96之結合。裝置10在第13-14圖中顯示有網篩105在 乾式間接接觸熱交換部份之氣流出口。 如第1及11-12及14圖中顯示，熱交換裝置外殼94亦可 包括亦包含在乾式間接接觸熱交換部份之氣流出口 18處進 入風箱84之輔助開口]00。輔助開口 1〇〇提供了周圍空氣流 101進入風箱84之入口，而不必首先通過第二間接接觸熱交 換部份28或者直接接觸熱交換部份76。調節閘102可被用 來任意地關閉輔助空氣開口 70。調節閘1 02可被連到一或多 個任何型式之伺服馬達，如第1圖中1 〇 4所示，並且馬達1 〇 4 可連到控制機構，如中央邏輯元件7 2或者其他控制裝置，使 調節閘]0 2，例如’視乾式間接接觸熱交換部份1 6之程序流 體流之溫度或一些其他因素而定’可被自動地打開或關閉。 —般對流體冷卻器言，調節閘1 〇 2在當熱交換系統8以濕式 -1 8 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇χ297公釐〉 438? 6 Α7 Β7 五、發明說明（q ) 模式操作時必須關閉，並且在以乾式模式操作時必須打開。 調節_鬧1 0 2不必一定裝馬達，亦可以人力操作。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟邡智慧財崖局員工消費合作社印製 本發明亦包含有空氣移動裝置108以移動空氣流96,98, 101’ 1]0通過熱交換裝置10之局部。空氣移動裝置1〇8使 周圍空氣進入第二間接接觸熱交換部份空氣入口側3 0，並且 使周圍空氣進入直接接觸熱交換部份空氣入口側78:在第I ，5-6及11-】2圖中，周圍空氣I由空氣移動裝置1〇8 ^ m 入熱交換部份。空氣移動裝置108使空氣流98, 96移動通過 第二間接及直接接觸熱交換部份28，76,並且從其空氣出口 側32，80出來進入風箱84，在此兩股空氣流96，98結合成 單一空氣流110如第〗圖中所示，並進入且通過乾式間接接 觸熱交換部份16。若熱交換裝置有如第1圖所示之輔助空氣 開口 1 0 0，空氣移動裝置1 0 8使周圍空氣被抽入風箱8 4而被 混合成單一空氣流Π0。在第一所示實施例中，空氣移動裝 置108是一個馬達驅動風扇，裝在裝置外殼94中位於風箱 84下游及乾式間接接觸熱交換部份16上游，使空氣流98, 96移動通過第二間接及直接接觸熱交換部份28，76,並且 使空氣流Π 0通過乾式間接接觸熱交換部份]6。須了解，此 裝置及其位置僅爲了說明目的而示。亦可使用其他裝設在圖 示或其他位置之空氣移動裝置或系統，如離心式或螺旋槳式 壓力通風扇，裝在如美國專利Νο.5,4 3 5,3 8 2及5,724,828 所顯示者。其他之空氣移動裝置或系統亦可使用。風扇或空 氣移動裝置亦可爲具控制機構之變速裝置’以變化風扇之速 -1 9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公发） A7 43876 t __B7______ 五、發明說明（β ) 度。控制機構可連到感溫器70或者中央邏輯元件72以接受 信號輸入，以感測程序流體溫度，使風扇速度可隨著程序流 體溫度而改變。例如，程序流體在較低速度下可被冷卻到所 要溫度時，可使風扇在冬季時以較低速度下操作以節省能源 。亦可使主空氣移動裝置具有輔助空氣移動裝置，以應付需 求增加時使用。 第I圖之熱交換裝置1 〇可加入標準市販乾式間接接觸熱交 換部份到美國專利No . 5，435，3 8 2所公開類型，且由馬里蘭州 ，巴地摩爾市，巴地摩爾空氣盤管公司生產的商用系列1500 密閉回路冷卻水塔，以及系列1500蒸發式凝縮器之熱交換裝 置中，並且加入程序流體連接路徑60’程序流體出口流路62 ，以及程序流體旁通流路6 4 ’以及流量控制機構6 6。感溫器 70或者中央邏輯元件72可加入熱交換裝置中以爲改進。或 者，熱交換裝置中亦可獨立設置。 使用做爲單相流體冷卻器時，本發明熱交換系統可以三種 模式操作。模式1中，在較低周圍溫度時，如溫度在丨5 °c或 約5 9 T以下，待冷卻之熱程序流體通過程序流體人口丨2到 乾式間接接觸熱交換部份1 6之入口頭管24。程序流體從入 口頭管24經由程序流體回路22之管子26而自我分配，使程 序流體流動在乾式間接接觸熱交換部份1 6 —或@ gg 合之整個迴路中’有相當均句流量。當程序流體越過乾式間 接接觸熱交換部份16之流體迴路時，空氣移動裝置1〇8使空 氣流1 1 0移動經管子26及散熱薄片27以冷卻程序、流冑。空 -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公釐) ---------^訂 * ^--------% (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43876 f a? __B7 五、發明說明（d ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氣流]10包括在進入乾式間接接觸熱交換部份16之前，通過 第二間接接觸熱交換部份28及風箱84之主空氣流98，首先 通過直接接接觸熱交換部份76及風箱84之次空氣流96,通 過輔助開口 1 0 0及風箱8 4之輔助周圍空氣流1 〇 1，以及任何 這些氣流9 6 ’ 9 8，1 0 1之混合氣流。^程序流體被冷卻後並 且收集在出口頭管25 ZJL·整個程序流體流動進入程序流體 旁通流路64，並且流到程序流體出口 14，而不必進入第二間 接接觸熱交換部份2 8 »整個程序流體經由流量控制機構6 6 之操作而被導入程序流體旁通流路64。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 從裝置或系統出來之程序流體溫度可藉由感測器70監控 ，若溫度比所要者較高時，可調整流量控制機構6 6以一些或 所有程序流體進入程序流體連接路徑6 0，然後進入第二間接 接觸熱交換部份2 8流體頭管4 2。程序流體從第二間接接觸 熱交換部份流體頭管4 2經由第二間接接觸熱交換部份2 8之 盤管組合3 6之蛇形流體迴路3 8自我分配。當程序流體越過 第二間接接觸熱交換部份2 8之流體迴路3 4時，空氣移動裝 置丨0 8使主空氣流9 8移動經盤管組合3 6以冷卻程序流體。 在第一模式操作中，第二間接接觸熱交換部份2 8以乾式模式 操作，並且程序流體被移動經盤管組合3 6之主空氣流9 8進 一步冷卻。程序流體主要由乾式裝散熱薄片之間接接觸熱交 換部份]6中冷卻，部份在乾的第二間接接觸熱交換部份28 中冷卻。乾的第二間接接觸熱交換部份在此操作模式中可增 加約6 -〗5 %之冷卻。爲了從不作用之直接接接觸熱交換部份 -2]- 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公f ) 438761

經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 五、發明說明) 76減少系統壓力降，並且供應更多空氣到乾的間接接觸熱交 換部份1 6中，馬達化調節閘丨02可自動打開以引入額外的周 遭空氣流1 01通過輔助開口 I 00進入風箱84中。 模式1中系統之操作效果顯示於第2a圖之溫度曲線中。如 圖所示’在最初入口溫度Tfi下進入程序流體入口 12的程序 流體’以較低之最後出口溫度Tf。從程序流體出口 1 4出來。 若程序流體從第二間接接觸熱交換部份28繞過旁通的話，最 後出口溫度Tf。會等於程序流體在乾式間接接觸熱交換部份 1 6出口之程序流體溫度，如第2a圖之溫度Tf*所示。若程序 流體進入第二間接接觸熱交換部份28，程序流體溫度會從溫 度Tf*降至溫度Tf。。 主空氣流98在第2a-2c圖所示之溫度Tdbi，最初乾球溫度 下進入第二間接接觸熱交換部份28，並且次空氣流96亦在 相同’最初乾球溫度Tdbi下進入直接接接觸熱交換部份76 。次空氣流96之乾球溫度在乾式直接接接觸熱交換部份76 中維持恆定，如第2a圖之水平實線所示。若無程序流體進入 第二間接接觸熱交換部份28，主空氣流98之溫度亦維持恆 定，亦如第2 a圖之水平實線一般。若程序流體通過第二間接 接觸熱交換部份2 8之盤管組合3 6，主空氣流9 8之乾球溫度 在通過第二間接接觸熱交換部份28時增加，並且進入風箱 8 4 “如圖向上傾斜之線。在風箱8 4中，空氣流9 8與從乾式 直接接接觸熱交換部份76接受之較冷之次空氣流96混合。 故，進入乾式間接接觸熱交換部份1 6之空氣流Π 0可被預冷 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]〇χ 297公釐） 裝---------^訂i--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 43876 t ___B7__ 五、發明說明（4 ) (p i_ e · c⑽1 e d )。空氣流1 1 〇之乾球溫度在當空氣流！〗〇與程 序流體在乾式間接接觸熱交換部份1 6做熱交換時會增加。須 了解’若熱交換裝置裝有馬達化調節閘1 〇 2及輔助開口] 〇 〇 時，調節閘在此第1操作模式下可打開以引入更多乾球溫度 較低的周遭空氣流與主空氣流9 8混合，故空氣流1 1 0以更靠 近溫度Tdbi進入乾式間接接觸熱交換部份16。或者，爲了減 少壓力降，輔助空氣流101可代替次空氣流96。第2a圖中 亦以虛線顯示在熱交換系統部份中空氣流之對應濕球溫度， 以顯示在此第1操作模式下，乾球溫度爲主驅動力量。 空氣流在受到加熱時，絕對空氣濕度1保持恆定。 須了解，在第2a-2c圖中，熱交換部份16，28，76之沿著 水平軸相對區域，並未依比例劃出。乾式間接接觸熱交換部 份1 6中真正熱交換區域，應比第二間接接觸熱交換部份2 8 相對區域預期大。再者，直接接接觸熱交換部份76之熱交換 區域不等於第二間接接觸熱交換部份28之熱交換區域，而是 較大。 在此第2操作模式下，周遭空氣溫度較高，如超過約I 5 °C 或59 T，或者第二間接接觸熱交換部份28及直接接接觸熱 交換部份76使其個別空氣流98, 96在進入風箱84之前均達 絕熱飽和。在此模式下，蒸發液體分配系統46作動’使一般 爲水之蒸發液體噴灑在第二間接接觸熱交換部份28，或直接 接接觸熱交換部份7 6，或者視分配系統結構而定噴灑在兩者 之上。 -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------------：-----訂----------% (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 438? 6 t B7______ 五、發明說明) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 在第1圖所示實施例中，於此第2操作模式下’蒸發液體 噴灑在第二間接接觸熱交換部份28之盤管組合36^’並且 向下滴到直接接接觸熱交換部份76中之塡充媒體82’然後 到水槽5 6。蒸發液體從水槽5 6被幫浦打出並重循環經分配 系統。於此操作模式下，蒸發液體溫度等於周遭空氣流之最 初濕球溫度Twbi，並且爲常數。如第2b圖所示，流量控制機 構66被調整以完全打開程序流體旁通流路64，故無程序流 體流經第二間接接觸熱交換部份28。 當無程序流體流經第二間接接觸熱交換部份28時，蒸發液 體會循環通過第二間接接觸熱交換部份28,及直接接接觸熱 交換部份76,故從程序流體無熱負荷施加。相反的，蒸發液 體之循環使個別在第二間接及直接接觸熱交換部份2 8，7 6 中之主及次空氣流9 8，9 6達到飽和。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'^ 空氣流9 8，9 6飽和後，在第二間接及直接接觸熱交換部份 2 8 ’ 76中之空氣流溫度會從最初乾球溫度丁dbi掉落到較低濕 球溫度Twbi。主空氣流98未必達到〗00%飽和，如第2b圖在 實線9 8所示，並且其溫度在濕球溫度之上。但是因直接接接 觸熱交換部份76中有較密之媒介，所以次空氣流9 6之溫度 會更靠近濕球溫度Twbi，如第2b圓在實線96所示。 絕熱地被冷卻之空氣流9 8，9 6麗_由風扇108移動到風箱 8 4中》兩空氣流9 8，9 6在風箱8 4中混合，結合之空氣流溫 度會落在主及次空氣流98，96溫度之間，如第2b圖之”混合 mi X”所示。混合溫度會較靠近次空氣流96之溫度，因爲空氣 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） A7 4387 6 ] ____B7____ 五、發明說明（乃） 流體積未必相等。結合之空氣流1 1 0會移動到乾式間接接觸 熱交換部份16之管子26及散熱薄片27上。 結合之空氣流Π 0之乾球溫度是乾式間接接觸熱交換部份 16之主要作用因素，如第2b圖之實線所示。結合之空氣流 110之乾球溫度及濕球溫度在乾式間接接觸熱交換部份16會 增加，如第2b圖所示，而絕對濕度則維持恆定《馬達化調節 閘1 0 2須關閉，使較暖的周圍乾空氣流]〇 1被阻止經輔助開 口 100而進入風箱84。 因爲蒸發液體使主及次空氣流98，96達到飽和，所以所有 進入乾式間接接觸熱交換部份16之空氣被預冷到周圍乾球 溫度Tdbi之下，而且增強了乾式間接接觸熱交換部份16中 之冷卻作用。並且因爲蒸發液體未從程序流體帶來熱負荷， 所以蒸發液體由於蒸發所致之損失被減少•以節約蒸發液體 如第2b圖所示，蒸發液體在乾式間接接觸熱交換部份16 中從最初入口溫度Tfi溫度到溫度Tf♦。因爲無程序流體流經 第二間接接觸熱交換部份2 8，所以程序流體出口溫度Tfe會 等於溫度TV。 當外側周圍空氣溫度再增加時，或者當程序流體出口溫度 超過設定點’熱交換系統可以第三模式操作。第三模式操作 下溫度曲線顯示於第2 c圖中。在此模式操作下’流量控制機 構66作用調節了程序流體流動，使某些或所有程序流體進入 程序流體連接路徑6 0，並且流到並通過第二間接接觸熱交換 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----裝--------'訂 --------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 43876 t ------B7_ 五、發明說明（^ ) 部份2 8之程序流體回路3 4。流量控制機構6 6可以人工或自 動操作’使程序流體任意地從乾式及第二間接接觸熱交換部 份1 6 ’ 28被抽出並且混合。當外側周圍空氣溫度很低時，即 接近模式2溫度範圍時，少量之程序流體會經由程序流體連 接路徑60而進入第二間接接觸熱交換部份28之程序流體回 路3 4。結果，熱程序會僅稍微偏離模式2之絕熱飽和程序， 並且蒸發液體溫度會稍高於冷卻限度（進入空氣濕球溫度）。 熟於此技術者均了解，從第二間接及直接接觸熱交換部份之 空氣出口側3 2，8 0出來之空氣流9 8，9 6溫度會稍微增加， 蒸發液體之消耗亦會稍微增加。在此溫度範圍中，第二間接 接觸熱交換部份2 8協助乾式間接接觸熱交換部份1 6將程序 流體冷卻到所要溫度。 當外側周圍空氣溫度在夏季增加時，流量控制機構6 6會增 加進入第二間接接觸熱交換部份28流體迴路之程序流體流 量。在夏季高峰溫度下•即在設計高峰溫度下，所有或本質 上所有程序流體會被導入第二間接接觸熱交換部份28之程 序流體回路34。在高峰負荷下，第二間接接觸熱交換部份28 帶著相當部份之熱負荷，並且乾式間接接觸熱交換部份16 可做爲補助熱交換器以應付設計熱負荷。在此階段之熱程序 與絕熱飽和程序有很大出入。蒸發液體溫度比模式2高出很 多，並且從第二間接接觸熱交換部份28出來之主空氣流98 溫度亦比模式2高出很多，但是仍然太低以致無法使乾式間 接接觸熱交換部份16做有作用之冷卻。在此模式中’直接接 -2 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） Ϊ —裝·---L-----^訂 i--------線， {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4387 6 1 a? __B7_ 五、發明說明) 接觸熱交換部份76本質上做爲美國專利No.5 ,435,382及 5,7 24,828，以及由馬里蘭州，巴地摩爾市，巴地摩爾空氣盤 管公司生產的商用系列1 5 0 0密閉回路冷卻水塔，以及系列 1 5 0 0蒸發式凝縮器中之塡充材部份的作用，以冷卻蒸發液體 〇 模式3中之操作效果顯示於第2 c圖之溫度曲線中。如圖所 示，程序流體在乾式間接接觸熱交換部份1 6從最初溫度Tfi 被冷卻到在乾式部份出口的溫度Tf*，但是未到其他操作模 式之程度。程序流體在出口 14之溫度可爲靠近從乾式間接接 觸熱交換部份16之出口溫度，假如大部份流體繞道第二間接 接觸熱交換部份2 8而旁通的話，如第2 c圖水平線”旁通部份 by-pass part”所示。若所有程序流體流經程序流體連接路徑 60，並且通過第二間接接觸熱交換部份28到出口 14，在出 口 1 4之程序流體溫度將落到第2 c圖所示，標記著”通過盤管 » ( t h r 〇 u g h c 〇 i 1 )之較低位階。流量控制機構6 6之操作使程 序流體混合物從乾式及第二間接接觸熱交換部份1 6，2 8抽出 ，形成出口溫度Tf(i在其他出口溫度之間，如第2c圖之”溫^ 合m i X ”所示，混合物是5 0%從從乾式間接接觸熱交換部份1 6 ，另50%從第二間接接觸熱交換部份28取出。須了解，50-50混合物僅爲了說明目的；實際流體相對比例百分比視流量 控制機構66之操作而變，並且混合點會因而上下移動；例如 ，在設計高峰負荷下，預期1 00%之程序流體將進入第二間接 接觸熱交換部份之盤管，並且程序流體出口溫度將在較低點 -27 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裂·---^-----訂·1·------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨 438761 A7 丨 438761 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ____B7_ 五、發明說明) 〇 在第3模式操作下，主空氣流9 8之乾球溫度在第二間接接 觸熱交換部份28中從溫度Tdbi掉落到Tdb。掉，當其濕球溫 度Twbi增加TwbD時。次空氣流96之乾球溫度在在直接接觸 熱交換部份76中從溫度Tdb，掉落到Tdb。掉，當其濕球溫度 Twbi增加Twb。時。在此模式操作下，次空氣流96之出口乾 球溫度及濕球溫度，比主空氣流者彼此更靠近，因爲次空氣 流9 6比主空氣流9 8更趨飽和之故。兩空氣流9 8，9 6在風箱 84中混合’如在出口溫度”混合rai x，’所示，其混合溫度會落 在主及次空氣流98，96出口溫度之間。結合之空氣流Π0 然後通過乾式間接接觸熱交換部份16,並且空氣流1】0之乾 球溫度及濕球溫度，在熱從程序流體抽出時會增加。在第二 間接及直接接觸熱交換部份28，76中，空氣流之濕球溫度爲 很重要之溫度，如第2 c圖之實線所示，並且乾球溫度並不那 麼重要，如虛線所示》在乾式間接接觸熱交換部份]6中，空 氣流之乾球溫度爲很重要之溫度，如實線所示，並且濕球溫 度並不那麼重要，如虛線所示。 在第三模式操作下，蒸發液體溫度在第二間接接觸熱交換 部份2S中會從最初溫度Twl增加，其爲介於空氣流之濕球溫 度與從第二間接接觸熱交換部份出來之程序流體溫度之間（ 如第2c圖在”通過盤管"（through coi】）所示最初溫度會 增加到Twa增，如第圖中標記”再循環蒸發液體”之直線 以及箭頭標記28。溫的蒸發液體然後進入直接接觸熱交換部 -28· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I !裝 -------L 訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 438?6 1 _B7____ 五、發明說明) 份76中，在此中它從溫度TWD被冷卻到溫度Twi，如第2c 圖中標記”再循環蒸發液體”之直線以及箭頭標記76。 本發明省水之優點可由比較第3a及3b圖而了解•第3a 圖顯示本發明熱交換系統及方法在已知地點一年中之使用情 形。爲了說明起見，以德國史圖加特/艾特靈根A B之乾球溫 度及濕球溫度曲線爲例。溫度爲Y軸，時間爲X軸。圖中可 看出，此地點在一年春，秋及冬季之乾球溫度有70.3%必須 在1 5 °C或5 9 °F之下。約1 7 . 7%時間其乾球溫度在丨5 °C或5 9 T之上，但是濕球溫度在15°C或59T之下。一年約12%其乾 球溫度及濕球溫度均在15 °C或59 °F之上》使用本發明熱交換 系統時，約有7 0 . 3 %時間可以模式1做爲乾式裝置操作，不 使用蒸發液體。當周圍乾球溫度在15 °C或59°F之上，但是濕 球溫度在15 ΐ或59 °F之下時，熱交換系統8可在模式2下以 絕熱飽和操作，而蒸發液體之損失最小。當乾球溫度及濕球 溫度均在1 5 °C或5 9 °F之上時，熱交換系統8及程序可在模 式3下操作。須了解，這些模式操作下特定之切斷溫度僅爲 了說明方便。這些模式操作下實際之切斷溫度直接視乾式間 接接觸熱交換部份1 6下游，如程序流體出口 1 4 *之程序流 體溫度及壓力需求而定。程序流體之切斷溫度及壓力與周圍 溫度有關連，故每一操作模式之使用期間必須按照第3 a圖所 示之百分比。每一操作模式之使用期間之實際百分比視當地 特定年度溫度曲線，及所定尺寸之熱交換系統之設計切斷溫 度及壓力（如以空氣乾球溫度爲設計切斷溫度）。每一操作模 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規輅（2]0 X 297公釐） 裝---------^訂— l·-------綠 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 438761 ____B7 _ 五、發明說明) 式之切換可由上述自動控制爲之，雖然使用調節閥及程序流 體溫度感測器較佳但亦可以人工控制。 第3 b圖中顯示流體冷卻器節省蒸發液體之潛能，假定一年 中排熱負荷保持恆定。在一般密閉迴路蒸發式冷卻水塔中， 蒸發液體之消耗量基本上與特定周圍氣候無關，並且每 ]OOOBTU熱負荷約爲1.2磅水。此消耗量顯示於第3b圖中頂 部水平虛線。本發明之水消耗量顯示於第3 b圖中下方實線。 此特定例中，本發明之使用可節省約傳統蒸發式產品用水量 之90% » —般，排熱負荷一年中不是恆定不變 > 但是仍能達 成相當之省水量。 如第4-6圖中所示，本發明熱交換系統構造可做許多改變 。例如，如第4圖所示，熱交換系統不必一定有第1圖所示 之直接接接觸熱交換部份76,空氣移動裝置108可爲壓力通 風螺旋扇或其他種風扇。故，現在使用中的反流式壓力通風 間接蒸發式冷卻水塔僅須少許修改即可利用到本發明。如第 5及6圖所示，兩個乾式間接接觸熱交換部份1 6可加入熱交 換裝置，而有雙盤管組合36及雙直接接接觸熱交換部份76 。直接接接觸熱交換部份76爲反流之空氣及蒸發液體之熱 交換裝置10，如第5圖所示實施例’以及交流之空氣及蒸發 液體，如第6圖所示實施例，可修改加入一或多個乾式間接 接觸熱交換部份1 6及適當之閥’程序流體連接路徑6 0 ’程 序流體旁通流路6 4 ,程序流體出口流路6 2，需要的話可加入 適當之感測器70，74及中央邏輯元件72。雖然所示實施例 -30 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） Μ-------訂--------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43876 1 A? _________B7____ 五、發明說明（Μ ) 中顯示了同向之蒸發液體及空氣流（第1，5，及6凰以及 在第二間接接觸熱交換部份28中反向之蒸發液體及空氣流（ 第4圖）’本發明亦可使用具交流式通過蒸發液體之空氣流 98。雖然第5及6圖僅顯示連到調節閥66及程序流體連接路 徑60’64之兩個乾式及第一間接接觸熱交換部份中之一個， 但^須了解’兩個部份可串聯，並聯或分開使用。而且如第 5及6圖所示’乾式間接接觸熱交換部份16可置於空氣移動 裝置]08之上游’而非第1圖實施例般之下游。並且雖然第 】及4-6圖實施例爲修改後密閉迴路熱交換裝置之實例，但_ 悬_須了解’其它熱父換裝置亦可修改，並且本發明零件之其 他配置亦可做成爲原有裝置之一部份。除非表示在申請專利 範圍中’本發明並不限制於特定之零件配置，並且不限制現 有熱交換器之修改。 任一熱交換系統可含有標準構造，如水霧消除器114用來 減少或者去除任何存在於空氣出口中之水滴。水霧消除器 114可包含緊密隔開之金屬，塑膠’或木片或窗片，使处氣 流通過但是會收集在空氣中之水滴微粒。其他標準裝置亦可 使用在本發明中。 在選用零件時，使用在乾式間接接觸熱交換部份丨6及第二 間接接觸熱交換部份28之特定裝置可根據標準工程設計原 則選用。乾式間接接觸熱交換部份】6之尺寸訂定可完成乾# 模式中之大部份熱負荷；在此模式中’第二間接接觸熱& $ $ 份2 8視其尺寸而定，可增加6 - 1 5 %之熱性能，但是主要之熱 -3 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝 - - ------r ^ · l·-------線- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 8761 A? ____B7 _ 五、發明說明) 交換器仍爲乾式間接接觸熱交換部份16之散熱薄片盤管26 。但是，在濕式操作中，第二間接接觸熱交換部份2 8會承擔 60 - 7 0%之熱負荷’而散熱薄片盤管26承擔其餘之40-3 0% = 每一部份實際承擔之熱負荷百分比視兩個熱交換器16，28 之相對尺寸而定。若應用上須要整年度恆定之熱負荷的話， 則須選用大的乾式間接接觸熱交換部份1 6，以及相當小的第 二間接接觸熱交換部份2 8。若夏季、濕式操作預期比冬季、 乾式操作大時，則須選用較大的第二間接接觸熱交換部份2 8 〇 雖然使用此熱交換系統及方法的效果是對流體冷卻而敘述 ，但是須了解，熱交換系統及方法亦可用在其他熱抽出操作 ，如蒸氣之凝縮。用在蒸氣之凝縮時，程序流體之流動方向 可如上述般改變，如美國專利No .5 ,4 3 5, 3 8 2及5，816, 3 18 所敘述者，及如下列參照第1 1及1 2圖所述者》 在第li及12圖中，與第1及4-6圖相同零件使用相同之 符號。第11圖顯示做爲凝縮器之熱交換系統8,冷媒並聯流 動通過乾式間接接觸熱交換部份]6及第二間接接觸熱交換 部份28。第]2圖顯示做爲凝縮器之熱交換系統8,冷媒串聯 流動通過乾式間接接觸熱交換部份1 6及第二間接接觸熱交 換部份2 8。在第1 1及1 2圖顯示實施例中1乾式間接接觸熱 交換部份16可包含有如第7圖及上述所示之兩個熱交換裝置 並聯在一起。在第1及5 - 6圖顯示之實施例中，第1 1及U 圖之熱交換系統各含有直接接接觸熱交換部份76。第Π及 -32 - 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝-------訂i-------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 4387 6 t ___B7___ 五、發明說明（Μ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 12圖凝縮器之熱交換部份16’ 28，76有空氣入口側18, 30 ，78及空氣出口側20，32，80。第1 1及12圖實施例之第二 間接接觸熱交換部份28之構造可與第1及4-6圖實施例者相 同，如第8-10圖所顯示者。 如前述實施例中，第11及12圖凝縮器有外殼94及風箱 84。外殼之壁有輔助空氣開口 ]〇〇及調節閫102，輔助空氣 流1 0 1可進入風箱且被移動到乾式間接接觸熱交換部份]6 之空氣入口側18,面不必首先通過第二間接接觸熱交換部份 28或者直接接接觸熱交換部份76«輔助周遭空氣流1〇〗可如 上述與其他空氣流混合形成共同空氣流110。調節閘102可 任意關閉輔助空氣開口 1 0 0。調節閘〗0 2可連到一或多個標 準型伺服馬達，如第11-12圖所示，並且馬達104可連到控 制機構，它連到中央邏輯元件7 2或其他控制裝置，則調節閘 1 02可視乾式間接接觸熱交換部份1 6之下游程序流體之溫度 及壓力，或其他因素而打開或關閉。一般對凝縮器言，當熱 交換系統在濕式模式操作時調節閘1 0 2必須關閉，當熱交換 系統在乾式模式操作時調節閘1 02必須打開。如第]圖之實 施例，調節閘1 02不須裝馬達而可以人工操作。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第Π-12圖凝縮器之外觀可同於第13-14圖所示者’開口 95之窗片97進入外殼之內。外殼在乾式間接接觸熱交換部 份空氣流出口有網篩1 0 5，如第1 3 - 1 4圖所示。而外部配管 稍微與第1 3圖所示的配管有所不同。 第11及12圖凝縮器可在乾式及濕式兩者之下操作。較佳 -33 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^387 6 1 A7 -----------B7____ 五、發明說明（v) 爲凝縮器可在乾式模式下儘可能長時間操作，以減少蒸發液 體之使用，因而節省蒸發液體。乾式間接接觸熱交換部份16 必須決定大小；它在一年大部份之中必須有足夠能力去凝縮 程序流體，而第二間接接觸熱交換部份28不使用濕式或蒸發 模式。 第〗1及12圖凝縮器之馬達風扇108較佳爲兩速度之馬達 風扇，或者可變速率馬達風扇。在任何一種情形時，於設計 乾球溫度下，風扇108以全速運轉，而凝縮器以乾式模式操 作。若裝有調節閘1 0 2時，它完全打開使通過乾式間接接觸 熱交換部份1 6的空氣流增大。在較低乾球溫度時，風扇轉速 減少並且調節閘1 0 2關閉。在濕式模式下操作時，幫浦54 被作動使蒸發液向上移動經配管52到分配管系統50及噴嘴 48,並且分配在第二間接接觸熱交換部份28上。於設計濕球 溫度下，風扇1 08以以全速運轉，調節閘1 02關閉使通過第 二間接接觸熱交換部份28及直接接接觸熱交換部份76之空 氣流達最大。若濕球溫度減少到設計水平之下時，風扇1 0 8 之速度可減少。 在第11圖並聯流動之凝縮器中，圖示實施例使用多數個供 輸流路以及在許多流路中之多數個閥。第一程序流體供輸流 路2 00從程序流體入口 1 2連到乾式間接接觸熱交換部份之頂 出口 2 4。程序流體流經程序流體回路3 4之後，程序流體流 到底部出口 2 5，並且流到第一程序流體出口流路2 0 2，它從 乾式間接接觸熱交換部份1 6連到程序流體出口 1 4。第一程 -34 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公t ) -------------裝--------^訂ί-------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 43876 t ______B7_____ 五、發明說明（D) 序流體出口流路202包括連接導管204，共同導管206>以及 共同儲液器208。共同儲液器20S含有槽。槽可由金屬或其 他適當材料製成。共同導管2〇6有一端在共同儲液器208中 ，靠近低水位’另一端在共同儲液器2 0 8外側。第一控制閥 210在連接導管204之線上。亦有逆止閥212在連接導管204 之線上用來防止在共同儲液器2〇8中之較高壓程序流體倒流 回連接導管到凝縮器16,此現象在低的周遭溫度下亦有發生 之可能。 第11圖之實施例中，第二供輸流路214從程序流體入口 1 2連到第二間接接觸熱交換部份2 s之頂部流體頭管40。程 序流體流經程序流體回路3 4之後，程序流體流到底部流體頭 管4 2，並且流到第二程序流體出口流路2 1 6，它從第二間接 接觸熱交換部份28連到程序流體出口]4。第二程序流體出 口流路216包括連接導管218，共同導管206,以及共同儲液 器208。連接導管218從第二間接接觸熱交換部份28連到共 同儲液器208中。靠近低水位，另一端在共同儲液器208 外側。第二控制閥2 2 0在第二連接導管2 1 8之管線上。亦有 逆止閥222在連接導管218之管路上用來防止在共同儲液器 208中之較高壓程序流體倒流回連接導管到凝縮器28，此現 象在低的周遭溫度下亦有發生之可能。 有第三供輸流路224從程序流體入口 連到連到共同儲液 器2 0 8。第三控制閥2 2 6在第三供輸流路2 2 4管線上。 三個控制閥2 1 0，2 2 0，2 2 6提供了機構以控制程序流體流 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇χ297公餐） -------------裝---------^訂i-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43876 t A7 ___ ___B7__—_ 五、發明說明（枓） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 動，程序流體出口 1 4出來之程序流體可任意地從乾式間接接 觸熱交換部份〗6及第二間接接觸熱交換部份28被抽出。這 些控制閥提供此方便性以控制流體進入共同儲液器208 :若 控制閥2 1 0打開但是控制閥2 2 0關閉時，在共同儲液器2 0 8 中之程序流體會包括通過乾式間接接觸熱交換部份1 6之流 體。若熱交換器在此模式下操作相當長時間，從共同儲液器 208經共同導管206到膨脹閥之程序流體本質上包含通過乾 式間接接觸熱交換部份1 6而非第二間接接觸熱交換部份2 8 之流體。若控制閥2 1 0及2 2 0均打開，在共同儲液器2 0 8中 之程序流體會包括通過兩間接接觸熱交換部份1 6，28之流體 混合物，並且經共同導管2 0 6被抽出之程序流體將包含混合 物。若第三控制閥2 2 6打開但是其他控制閥2 1 0，2 2 0關閉時 ，在共同儲液器208中之程序流體會包括不是通過兩間接接 觸熱交換部份】6，28之流體。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 三個控制閥2 1 0，2 2 0，2 2 6可設定自動地打開或關閉。控 制閥可連到如第1 1及1 2圖可程式邏輯元件7 2之類的控制器 ’它可爲整體電腦化工廠控制系統之一部份，熱交換裝置1 〇 —部份，或獨立電腦之一部份。可程式邏輯元件7 2可從如第 1 1及1 2圖所示之溫度感測器74接受輸入。適當之伺服機構 可被連到控制器72以及閥210，220，226，使閥可根據周遭 溫度而打開或關閉。例如，閥2 2 6可設定僅在某些最低周圍 溫度範圍才打開，如4 0 °F之下，而閥2 1 0及2 2 0在此溫度下 關閉。當周遭溫度升到約5 0 T時，閥2 2 6可關閉，閥2 1 0打 -36 - 本紙張尺度適用尹國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 8? 6 t A1 __B7___ 五、發明說明（< ) 開，而閥220仍關閉，則系統僅用第二間接接觸熱交換部份 2 8將熱從程序流體抽出。當周遭溫度升到另一設定點之上’ 如7 0°F時，閥2 20開始打開使一些程序流體流到第二間接接 觸熱交換部份28。在設定周遭溫度爲約80 °F時，閥210及 2 2 0可完全打開，則乾式及第二間接接觸熱交換部份16，28 兩者均可全力運轉。 控制閥2 ] 0，2 2 0，2 2 6較佳爲壓力閥，可感測每一管線上 之凝縮壓力，並且根據感測壓力及每一閥個別設定壓力而打 開或關閉。故乾式間接接觸熱交換部份1 6之控制閥2 1 0最好 設定在與程序流體最小凝縮溫度對應之最小操作凝縮壓力上 。只要控制閥2 1 0上游之程序流體壓力超過此最小設定時， 控制閥2 1 0仍保持打開使程序流體從乾式間接接觸熱交換部 份]6流到共同儲液器2 0 8。在此模式下的操作最好佔據大部 份時間，並且乾式間接接觸熱交換部份1 6必須要有適當之大 小。 第二控制閥220可設定在對應於較高之程序流體凝縮溫度 與壓力下之較高壓力時打開。若控制閥22 0上游流路21 4之 程序流體壓力到達或超過第二控制閥2 20之設定點時，第二 控制閥2 2 0可打開。第一及第二控制閥2 1 0，2 2 0打開時，程 序流體流經乾式及第二間接接觸熱交換部份兩者，並且兩個 程序流體流入共同儲液器208 »第二間接接觸熱交換部份28 可在乾式或蒸發式之下操作=熱交換系統之設定使閥220可 在某一溫度時打開而以乾式運轉，幫浦54可在另一較高溫度 -3 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） 叢---------^訂i-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43876 1 A7 ________B7____ 五、發明說明) 下運轉而以蒸發模式操作。 第三控制閥2 2 6可設定在壓力比第一及第二控制閥2 ] 0， 2 2 0之設定壓力爲低之壓力時打開。故若程序流體在低的周 遭溫度或系統剛起動下壓力低時，第三控制閥2 2 6打開而第 —及第二控制閥210，220關閉。程序流體直接進入共同儲液 器208，而不必經過任一間接接觸熱交換部份】6，28，而很 快使共同儲液器208加壓。 市面販賣之閥可做爲控制閥210，220，226。適宜可用者 如伊利諾州布洛表市，冷凍專業公司出品之液體排放調節器 型號爲A4A者之調節閥。 第 Π圖實施例使蒸發液體結合到周圍乾球溫度之使用時 可達省水目的。感溫器7 4可連到控制器7 2，當周圍乾球溫 度超過設定點時可使幫浦5 4轉動。當到達設定周圍乾球溫度 時，調節閘]0 2亦關閉。 在閥2 2 0關閉時亦可作動分配系統46，使空氣流96，98 在進入乾式間接接觸熱交換部份16之前被冷卻。在此模式下 ，蒸發液體不帶有任何從程序流體來的熱。 第1 2圖串聯流動之凝縮器之中，爲冷媒蒸氣型態之程序流 體進入程序流體入口 1 2 ’並且流到乾式間接接觸熱交換部份 16，在此，熱局部被抽出。然後包括冷媒蒸氣及液體之混合 物的程序流體流經連接通路60到第二間接接觸熱交換部份 28，剩餘之冷媒蒸氣被凝縮成液體。在乾式操作時，熱抽出 程序是由通過乾式及第二間接接觸熱交換部份16, 28之空氣 -38 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝-------訂ί-------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印制衣 4387 6 1 A7 ____B7____ 五、發明說明) 量所控制。乾式模式的設計乾球切斷溫度下，空氣流流量最 大。 當空氣溫度掉落到設計乾球切斷溫度時，程序流體出口流 路62中之凝縮壓力及凝縮溫度降低。此變化由在第二間接接 觸熱交換部份28之出口流路62上的感測器70,它可爲溫度 或壓力感測器，所感知。感測器70提供輸入到控制器72。 當控制器7 2接受了感測器7 0傳出程序流體出口流路6 2中之 凝縮壓力及溫度降低之信號時，控制器72送出信號以減慢風 扇108的轉速。對雙速風扇之情形，馬達逐漸從較高速變成 較低速。 當周圍空氣溫度上升到設計乾球切斷溫度之上時，程序流 體出口流路62中之凝縮壓力及溫度降低。此變化由可由感測 器74(當周圔空氣溫度被使用時），或感測器70(當凝縮壓力 被使用時）所感知，而後信號被輸入到控制器72。控制器72 轉動了幫浦54，故蒸發液體被打到噴嘴48並且噴灑在第二 間接接觸熱交換部份28而成蒸發式凝縮。控制器72在空氣 溫度最小時亦可使風扇轉速在低速下運轉而調節空氣流量， 或者在夏季尖峰負荷時增加風扇轉速。 設計變更亦是可行的。例如，空氣調節閘〗0 2可與變速或 雙速風扇結合。調節空氣流之空氣調節閘1 0 2亦可與恆定轉 連_風扇配合。亦可使用第1 2圖設計方式，用在第1及4 - 6 圖流體冷卻器之旁通流路，或第Π圖設計方式中之連接流路 〇 -39 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂-l·-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 87 6 t A7 ____B7_____ 五、發明說明（#) 本發明亦提供了從程序流體中抽出熱的方法。在一方面， 當空氣流通過熱交換系統8時，程序流體通過熱交換系統8 。熱交換系統包含乾式間接接觸熱交換部份1 6，第二間接接 觸熱交換部份2 8，直接接接觸熱交換部份7 6，以及在第二間 接接觸熱交換部份上之蒸發液體分配系統46。蒸發液體可任 意地分配或不分配到第二間接接觸熱交換部份2 8。分配或不 分配蒸發液體之選擇可根據程序流體之物理性質如壓力或溫 度，在任一方法中均包括量測程序流體之物理性質之步驟。 分配或不分配蒸發液體之選擇可根據周圍溫度*此時方法中 則包括量測周圍空氣溫度。 程序流體之溫度及壓力可在乾式間接接觸熱交換部份1 6 之下游測量，如程序流體出口 1 4處。 在另一方面，本發明提供了將熱從程序流體抽出之方法， 包括提供一種程序流體，提供一種蒸發液體及提供一種熱交 換系統8。熱交換系統8包含蒸發液體之分配系統46，乾式 間接接觸熱交換部份1 6，第二間接接觸熱交換部份2 8，及直 接接接觸熱交換部份7 6。此方法包括的步驟有，將空氣移動 通過第二間接接觸熱交換部份28’而蒸發液體亦分配在第二 間接接觸熱交換部份2 8上，使空氣流冷卻到周圍乾球溫度之 下。使冷卻後空氣流通過乾式間接接觸熱交換部份]6，而程 序流體亦通過乾式間接接觸熱交換部份1 6。 故’以本發明之熱交換系統及方法，蒸發液體及能量可被 節省。除此之外’因爲任何從熱交換裝置出來之空氣流在剛 -40 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2j〇 X 297公t ) - 裝--------t訂---------線' f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 43876 1 A7 B7 五、發明說明（4) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 出來 時通 過 了 乾 式 間 接 接 觸 熱以 減少 或 消 除 霧 之 形 成 〇 雖 然僅 本 發 明 之 特 定 實 施 可做 許多 追 加 及 改 變 且 本 故申 請專 利 範 圍 意 在 包 含 元件 符號 對 眧 表 8 熱 交 換 系 統 10 熱 交 換 裝 置 12 程 序 流 體 入 Π 14 程 序 流 體 出 Ρ 16 乾 式 間 接 接 觸 熱 交 換 18 空 氣 出 Ρ 側 20 空 氣 入 Ρ 側 22 程 序 流 體 回 路 24 入 □ 頭 管 25 出 口 頭 管 26 管 子 27 散 熱 薄 片 28 第 二 間 接 接 觸 熱 交 換 30 空 氣 入 Ρ 側 32 空 氣 出 □ 側 34 程 序 流 體 回 路 36 盤 管 組 合 部份 部份 熱交換部份，排出之空氣流被加 例在此被顯示並敘述，很明顯地 發明許多元件亦可有其他代替。 些追加，改變’及代替。 4 1- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（2]〇χ 297公釐） -------------裝--------，.訂---------線‘ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 87 6 1 五、發明說明uo 38 蛇形回路 40 頂部流體頭管 42 流體頭管 46 分配系統 47 導管 4 8 噴嘴 49 閥 50 分配管系統 52 垂直分配管 54 幫浦 56 水槽 60 程序流體連接路徑 62 程序流體出口流路 64 程序流體旁通流路 6 6 流量控制機構 70 感測器 72 可程式邏輯元件 74 感測器 76 直接接接觸熱交換部份 82 塡充材媒介 84 風箱 88 排水管 90 控制機構 94 外殼 -42 - -------------裝--------卜訂-l·-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 4389 6 1 A7 _B7 五、發明說明（糾） 95 開口 96 次空氣流 97 窗片 98 主空氣流 99 開口 100 輔助開口 10 1 輔助空氣流 102 調節閘 104 馬達 108 空氣移動裝置 1 1 0 空氣流 200 第一程序流體供輸流路 202 第一程序流體出口流路 204 連接導管 206 共同導管 208 共同儲液器 210 第一控制閥 212 逆止閥 214 第二輸送流路 216 第二程序流體出口流路 21 S 連接導管 2 2 0 第二閥 2 2 2 逆止閥 2 24 第三程序流體輸送流路 -43 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 89 61 A7 B7 五、發明說明（V) 2 26 第三控制閥 44 -------------裝--------訂ί-------線」 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（2〗0 X 297公釐）

Claims (1)

1. ABCD 43B?6 1 六、申請專利範園 ' 第89 1 0 1 8 0 5號「具有減少水消耗的封密迴路熱交換系統及方 法j專利案 (90年3月修正） 申請專利範圍： 1 · -種從程序流體抽出熱的熱交換系統，包含. 外殼； 外殼中之風箱； 程序流體入口； 程序流體出口； 乾式間接接觸熱交換部份’它有空氣入…則從風箱接受 空氣’空氣出口丨則’及從程序流體人□接受程序流體之程 序流體回路； 第二間接接觸熱交換部份，包含有空氣入Q側，空氣出 口側使空氣流通過風箱’以及接受程序流體用之程序流體 回路； 程序流體出口流路’它從第二間接接觸熱交換部份連到 程序流體出口； L---_-I^---r> -----一—ir-----威 J . - . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局—工消费合作社印製 ， 熱且入 側 觸並氣 口 接，空 入 接箱之 氣 間風份 空 二入部 , 第進換 介 過且交 媒 通並熱 充 行，觸 塡 平份接 有；氣部接 含箱空換間 , 風使交式 份過，熱乾 部通置觸入 換流裝接進 交氣之接箱 熱空動接風 觸使流直從 接側氣及流 接口 空份氣 U 接出生部空;^ 直氣產換一側 空 交單口 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（力OX297公釐） 經濟部智总財產局爲工消費合作社印製 43876 t a8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 分配系統’可任意地分配蒸發液體到該第二間接接觸熱 交換部份。 2 .如申請專利範圍第1項之熱交換系統，其中外殼有輔助開 口進入風箱’使ZL·些周圍空氣可直接抽入風箱而_不必首先 通過第二間接接觸熱交換部份或直接接接觸熱交換部份， 以及可任意關閉輔助開口之調節閘。 3. —種從程序流體抽出熱的熱交換系統，包含： 程序流體入口； 程序流體出口； 乾式間接接觸熱交換部份，它有空氣入口側從風箱接受 空氣’空氣出口側’及從程序流體‘入口接受程序流體之程 序流體回路； 第二間接接觸熱交換部份，包含有空氣入口側，空氣出 口側使空氣流通過風箱，以及接受程序流體用之程序流體 回路； 程序流體連接流路，它從乾式間接接觸熱交換部份連到 第二間接接觸熱交換部份； 程序流體出口流路，它從第二間接接觸熱交換部份連到 程序流體出口； 控制程序流體流動之機構，從程序流體出口出來的程序 流體可任意地從乾式間接接觸熱交換部份及第二間接接 觸熱交換部份被抽出；以及 分配系統，可任意地分配蒸發液體到該第二間接接觸熱 本紙張尺度適用中國國家標嗥（CNS } A4規格（210X297公釐） L-------^---Γ— —裝------訂.：-----線 - *' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 7 8 3 4 ABCD 「、申請專利範園 交換部份》 4 _如申請專利範圍第3項之熱交換系統，另外包括有程序流 體旁通流路從乾式間接接觸熱交換部份連到程序流體出口 ----*----------裝------訂-----線 * . Ί - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智葸財產局KK工消費合作社印％ .如申請專利範圍第3項之熱 觸熱交換部份，含有空氣

   交換系統，另外 入口側，空氣出 專利範圍第3項之熱 流動v#機構使程序流體可從 二間接接觸熱交換部份被抽 7 .如申請專利範圍第3項之熱 換部份裝在可從第二間接接 位置，熱交換系統另外包含 份接受蒸發液體，並且其中 以及可從水槽任意地將蒸發 8 .如申請專利範圍第7項之熱 熱交換部份空氣入口側是在 側及第二間接接觸熱交換部 式間接接觸熱交換部份空氣 接接觸熱交換部份空氣入口 9.如申請專利範圔第3項之熱 熱交換部份流體迴路包含裝 1 〇 .如申請專利範圍第3項之 交換系 乾式間 出並且 交換系 觸熱交 有水槽 分配系 液體移 交換系 直接接 份空氣 入口側 側之前 交換系 散熱薄 熱交換 統，其中 接接觸熱 同時混合 統，其中 換部份接 以從直接 統包含有 動到噴出 統，其中 觸熱交換 出口側下 之空氣流 可任意地 統，其中 片盤管。 系統，其 包括有直接接 口側及塡充媒 控制程序流體 交換部份及第 直接接 受蒸發 接觸熱 多數個 口的機 乾式間 部份空 游，故 在進入 被絕熱 乾式間 觸熱交 液體之 交換部 噴出口 構。 接接觸 氣出口 進入乾 乾式間 飽和。 接接觸 中控制程序流 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 43876 t A8 B8 C8 DS 六、申請專利範圍 體流動之機構包含調節閥。 1 1 .如申請專利範圍第〗0項之熱交換系統，其中調節閥使程 序流體流動受控制，使程序流體可進入第二間接接觸熱 父換部份’或完全繞過第二間接接觸熱交換部份旁通或 者局部繞過第二間接接觸熱交換部份而旁通。 12.如申請專利範圍第10項之熱交換系統，其中調節閥包含 伺服閥，熱交換系統另外包含感溫器機構，可在乾式間 接接觸熱交換部份程序流體回路，以及第二間接接觸熱 交換部份程序流體回路下游感測程序流體溫度，並且回 應於所感測程序流體溫度而控制伺服閥之操作。 1 3 .如申請專利範圍第5項之熱交換系統，另外包括共同風 箱在乾式間接接觸熱交換部份之空氣入口側，與第二間 接接觸熱交換部份及直接接觸熱交換部份空氣出口側之 間。 14.如申請專利範圍第13項之熱交換系統，另外包括外殼本 質上圍住直接接觸熱交換部份及風箱，外殼有一個開口 對應於直接接觸熱交換部份空氣出口側，輔助空氣開口 在直接接觸熱交換部份空氣出口側之上游進入風箱，以 及調節閘可任意關閉輔助空氣開口。 1 5 如申請專利範圍第5項之熱交換系統，另外包括一個機 構可將周圍空氣移動到第二間接接觸熱交換部份，及到 直接接觸熱交換部份，並且從第二間接接觸熱交換部份 及直接接觸熱交換部份之空氣出口側將空氣移動進入乾 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） .----------r— —装------ΪΤ-----線 • - --*、 (請先W讀背面之注意事項存填寫本頁) 經濟部智£財是岛员工4費合作社印製 43876 t A8 B8 C8 D8__ 々、申請專利範圍 式間接接觸熱交換部份之空氣入口側，通過乾式間接接 觸熱交換部份而後從乾式間接接觸熱交換部份之空氣出 口側出去。 16.如申請專利範圍第15項之熱交換系統，其中空氣移動機 構包括可變速風扇，熱交換系統另外包含感溫器以感測 程序流體溫度，以及控制機構根據程序流體溫度用來改 變風扇轉速。 1 7 .如申請專利範圍第3項之熱交換系統，另外包括一個感 溫器以感測流動控制機構下游之程序流體溫度。 18. 如申請專利範圍第17項之熱交換系統，其中分配系統包 含可移動蒸發液體之機構’以及連到感溫器及移動機構 之控制器’使蒸發液體可根據乾式間接接觸熱交換部份 下游之程序流體溫度而分配或不分配蒸發液體。 19. 如申請專利範圍第18項之熱交換系統，其中移動蒸發液 體之機構包含幫浦》 20· —種從程序流體抽出熱的熱交換系統，包含： 程序流體入口； 程序流體出口； 乾式間接接觸熱交換部份，它有空氣入口側從風箱接 受空剩，空氣出口側，及從程序流體入口接受程序流體 之程序流體回路； 第二間接接觸熱交換部份’包含有空氣入口側，空氣 出口側’以及程序流體回路； 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） ：---^---------裝^----------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智葸財/ΐ.局S(工消費合作社印絮 (43 87 6 1 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 程序流體出口流路，它從乾式間接接觸熱交換部份連 到程序流體出口； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 程序流體出口流路，它從第二間接接觸熱交換部份連 到程序流體出口； 控制程序流體流動之機構，從程序流體出口出來的程 序流體可任意地從乾式間接接觸熱交換部份及第二間接 接觸熱交換部份被抽出； 分配系統，可任意地分配蒸發液體到該第二間接接觸 熱交換部份。 經濟部智慈时-局员工消費合作社印製 2 1 .如申請專利範圍第20項之熱交換系統，其中從乾式間接 接觸熱交換部份連到程序流體出口之程序流體出口流路 包括有連接導管，共同導管|以及共同儲液器，連接導 管從乾式間接接觸熱交換部份連到程序流體迴路連到儲 液器，共同導管從儲液器連到程序流體出口，並且其中 從第二間接接觸熱交換部份連到程序流體出口的程序流 體出口流路包含有連接導管，共同儲液器及共同導管， 連接導管從第二間接接觸熱交換部份之程序流體迴路連 到共同儲液器，則從乾式間接接觸熱交換部份出來之程 序流體，與從第二間接接觸熱交換部份之程序流體可在 共同儲液器中混合，並且混合物可從共同儲液器中經由 共同導管而被抽出。 * 2 2 .如申請專利範圍第2 1項之熱交換'系統，其中流動控制機 構包含有多數個壓力閥，一個壓力閥在乾式間接接觸熱 本紙張尺廋適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】〇Χ297公釐） 經滴部智惡財.4_局貞工消費合作社印製 4387 6 1 Ά C8 _______ D8 六、申請專利範圍 交換部份下游’一個壓力閥在第二間接接觸熱交換部份 之上游’則從共同儲液器中抽出之程序流體包含通過乾 式間接接觸熱交換部份之程序流體，與通過第二間接接 觸熱交換部份之程序流體，以及其混合物。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項之熱交換系統，其中系統包含有 從程序流體入α到共同儲液器之旁通流路，並且其中壓 力閥包含有第三閥在旁通流路中，則從共同儲液器中抽 出之程序流體包含旁通繞過乾式及第二間接接觸熱交換 部份之程序流體。 2 4 .如申請專利範圍第2 0項之熱交換系統，另外包括直接接 接觸熱交換部份’含有空氣入口側，空氣出口側，及塡 充媒介。 2 5，如申請專利範圍第2 4項之熱交換系統，另外包括共同風 箱在乾式間接接觸熱交換部份之空氣入口側，與第二間 接接觸熱交換部份及直接接觸熱交換部份空氣出口側之 間。 2 6 _如申請專利範圍第2 5項之熱交換系統，另外包括有外殼 ’它本質上圍住直接接觸熱交換部份及風箱，外殼有一 個開口對應於直接接觸熱交換部份空氣出口側，輔助空 氣開口在直接接觸熱交換部份空氣出□側之上游進入風 箱’以及調節閘可任意關閉輔助空氣開口。 2 7 .如申請專利範圍第2 4項之熱交換系統，另外包括一個機 構可將周圍空氣移動到第二間接接觸熱交換部份，及到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) a4規格（210X29?公釐） ---„--------裝-------訂一-----線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 438^ 6 1 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 直接接觸熱交換部份，並且從第二間接接觸熱交換部份 及直接接觸熱交換部份之空氣出口側將空氣移動進入乾 式間接接觸熱交換部份之空氣入口側，通過乾式間接接 觸熱交換部份而後從乾式間接接觸熱交換部份之空氣出 口側出去。 28.如申請專利範圍第27項之熱交換系統，其中空氣移動機 構包括可變速風扇，熱交換系統另外包含感溫器以感測 周圔空氣溫度，以及控制機構根據周圍空氣溫度用來改 變風扇轉速。 29 .如申請專利範圍第20項之熱交換系統，另外包括一個感 溫器以感測周圍空氣溫度。 30 .如申請專利範圍第29項之熱交換系統•其中分配系統包 含可控制蒸發液體流動之機構，使蒸發液體可根據周圍 空氣溫度而分配。 31.—種將熱從程序流體抽出之方法，包括的步驟有： 提供一種程序流體； 提供一種蒸發液體； 經濟部智葸財產局a:工泊費合作社印製 提供蒸發液體之分配系統，乾式間接接觸熱交換部份 ，第二間接接觸熱交換部份，及直接接接觸熱交換部份； 使程序流體通過第二間接接觸熱交換部份，而使空氣 移動通過第二間接接觸熱交換部份；及 任意地分配或不分配蒸發液體亦分配在第二間接接觸 熱交換部份。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ2ί>7公釐） 經濟部智慧財是¾¾工消費合作社印*!w 43876 1 b8 D8六、申請專利範圍 3 2 .如申請專利範圍第3 1項之方法’另外包括量測程序流體 之物理性質之步驟丄_任意分配或不分配蒸發液體到第二 間接接觸熱交換部份可根據所量測程序流體之物理性質 而定- 3 3 ·如申請專利範圍第3 2項之方法，其中所量測之物理性質 爲程序流體之溫度。 3 4 .如申請專利範圍第3 1項之方法’另外包括量測周圍空氣 溫度，並且任意分配或不分配蒸發液體到第二間接接觸 熱交換部份可根據所量測周圍空氣溫度而定。 35. —種將熱從程序流體抽出之方法’包括的步驟有： 提供一種程序流體； 提供一種蒸發液體； 提供蒸發液體之分配系統，乾式間接接觸熱交換部份 ，第二間接接觸熱交換部份’及直接接接觸熱交換部份； 將空氣移動通過至少第二間接接觸熱交換部份或直接 接觸熱交換部份之一，而蒸發液體亦分配在熱交換部份 上，使空氣流冷卻到周圍乾球溫度之下； ------^---—裝-- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 而 份 部 換 交 。 熱分 觸S 接換 接交 間熱 式觸 乾接 過接 通間 動式 流乾 氣過 空通 後亦 卻體 冷流 使序 程 本紙張尺度適用中國國家播準（CNS ) Α4規格（2】0Χ 297公釐）