TWI429874B

TWI429874B - 蒸發式冷卻裝置

Info

Publication number: TWI429874B
Application number: TW95149673A
Authority: TW
Inventors: Paul Magnus Clarkson; Andreas J L Nijsen; Johannes Antonius Maria Reinders
Original assignee: Oxycell Holding Bv
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2014-03-11
Also published as: BRPI0620644A2; ZA200805840B; JP5415080B2; BRPI0620644B1; TW200728676A; GB0526569D0; JP2009524792A

Description

蒸發式冷卻裝置

本發明相關於熱交換裝置，且更特別的是相關於能夠藉著將流體蒸發成次要或工作空氣流來冷卻主要或產物空氣流之類型的蒸發式冷卻裝置。此等裝置也可以運作結合通風作用來提供熱的回收。

蒸發式冷卻器是一種使用液體蒸發的潛熱來提供冷卻的裝置。許多世紀以來，蒸發式冷卻的原理已經是為人所知的。舉例來說，放置在一個物體上的潮濕布料將會藉著將液體從布料蒸發使該物體保持涼快。藉著連續增加液體於該布料，可以無限地維持冷卻效果，而不需要輸入電能。藉著以這種方式將濕氣蒸發成空氣流而可以達到的最低溫度則界定出該空氣的濕球溫度。間接蒸發式冷卻器利用的這個原理。通過一個熱交換元件之主要表面上方的產品空氣流可以藉著通過熱交換器之輔助潮濕表面上方、且從此表面處吸收濕氣的工作空氣流而被冷卻。

根據理論，如果一個量的空氣是藉由直接蒸發而被冷卻的話，其絕對溼度係會由於攝入濕氣而增加。其相對溼度亦會由於其降低的溫度而增加，直到在濕球溫度其係完全由水蒸氣所飽和。然而，如果空氣被冷卻而不有產生直接蒸發的話，空氣的絕對溼度則保持不變。當其溫度降低時，只有相對溼度會增加，直到在所謂的露點空氣達到完全飽和為止。因此，露點係低於濕球溫度，且事實上係被界定成空氣主體位了達到飽和或是100%的相對溼度所必須被冷卻到的溫度。在此點，在空氣之中的水蒸氣係會凝結。

已經嘗試的是藉著在發生蒸發之前冷卻或乾燥工作空氣流來在間接蒸發式冷卻的原理上進行改善。一種特別方便之冷卻工作空氣流的方式是反饋一部份被冷卻的產品空氣。此等裝置通常被稱做露點冷卻器，因為它們可以將產品空氣的溫度下降到低於其濕球溫度且接近露點。藉著最佳化空氣流所與其進行熱交換的表面，可以達成高度有效的熱轉移。此經發現到在將熱轉移離開被弄濕的輔助表面的情況中，如此是特別有效的。為了要提供濕氣於工作空氣流，被弄濕的輔助表面可以設有某些形式的液體供應來源，例如，以親水層體的形式。此種層體的存在因此可以使得將輔助表面從工作空氣流隔開的熱隔離作用增加，從而減少熱量的轉移。

一種特別有效率的露點冷卻器的形式可以從PCT公告第WO03/091633號專利，其內容係以參考的方式整體加入本文。該裝置使用具有在其主要以及輔助表面上之熱轉移元件的薄膜。這些熱轉移元件為鰭板的形式，且相信能夠增進將熱量從主要表面傳送到輔助表面。該等鰭板係作用以直接將熱量傳導到薄膜並且亦作用以瓦解在流動之中所發展出來的各種邊界層體。它們亦用作增加可以取得以在相關表面上進行熱交換的總面積。被弄濕的第二表面的另外的重要特點可以從該文件、且亦可以從PCT公告第WO05/019739號專利得知，其內容亦以參考的方式整體加入本文。據此，藉著小心選擇被用來當作水保留層體的材料，可以達成最佳的蒸發而不需要將輔助表面的熱量從工作空氣流隔離開。

在這種類型蒸發式冷卻器的主要流動與輔助流動之間的驅動溫度差異必須是非常地小，以便於達成向下到達露點的冷卻。結果，為了要能夠產生良好的熱量轉移，在熱交換器各處的熱傳導係數必須很高。在第WO03/091633號專利的情況中，相信鰭板到薄膜的接附位置點是不良的熱傳輸的區域。根據PCT公告第WO 03/091648 A號專利，已經嘗試藉著將位於薄膜相對側邊上的鰭板直接連接而通過薄膜來增進熱的傳輸。根據PCT公告第WO 01/57461號專利，該等鰭板係被形成為如同在薄膜本身之中的迴旋部份。

金屬一般為良好的熱導體，並且描述於PCT公告第WO04/040219號專利之中的裝置係使用了可以熱密封的金屬層壓板，用於形成鰭板及薄膜二者。這些鰭板及薄膜係接著被熱密封在一起。不過，所相信的是，層壓板的膠黏成分會不利地影響介於在相對薄膜表面上的鰭板之間的熱量轉移。再者，在連接的加工處理期間，該等鰭板事實上被下壓而變成與薄膜相接合的區域大體上會少於所需的。在此技術背景中也應該要注意的是，沿著薄膜的熱量轉移是不需要的，因此其可能會不利地影響介於入口與出口之間的溫度降。因為這個原因，在過去大體上會避免在露點冷卻裝置之中使用金屬薄膜。

亦已經針對蒸發式冷卻裝置建議了許多其他的構造，而此等構造係需要通過薄膜來進行熱量轉移。薄膜係將其中提供有用於蒸發的液體的濕的區域從乾燥區域處分開。由Maisotsenko等人所提出的許多構造係顯示於美國第US6581402號專利之中，在其中越過板件的主要以及工作流係藉著通道引導件而被分開。輔助流則被轉向到板件的相對側邊，並且藉著蒸發及藉著將熱量轉移離開板件來接收熱量。

為了要增進介於主要流動與輔助流動之間的熱量傳動，根據本發明所提供的是一種包含有一對熱傳導板件及間隔元件的蒸發式冷卻裝置，而該對熱傳導板件係以間隔的、大體上平行關係配置，間隔元件則將板件彼此分開並且界定出介於板件之間的主要以及輔助流動通道。以這種方式，介於主要與輔助通道之間的熱量傳輸可以主要藉著沿著板件、從與主要通道相關的區域而到達與輔助通道相關的區域的傳導而發生。此係相反於傳統式的配置方式，在傳統配置之中，介於流體之間的熱量轉移係通過一個分開流體的薄膜而發生。為了要引導第一以及第二流動，可以提供主要入口輸送管以及輔助入口輸送管，主要入口輸送管係形成入口流體連接部份，用以將空氣供應到一組主要流動通道，輔助入口輸送管則形成入口流體連接部份，用以將空氣供應到一組輔助通道。入口輸送管可以由板件本身或是由另外的元件形成。更可以提供用以將水提供到輔助通道的水分佈系統，以便於將其壁部弄濕。以此方式，可以藉著沿著板件的熱傳導來冷卻通過主要通道的主要空氣流動，用以造成將水蒸發成通過輔助通道的輔助空氣流動。在目前的背景之中，除非以其他方式具體指明，所提到的主要以及輔助通道是要涵蓋二個通道的整體，並且亦涵蓋在裝置之內個別的通道區段。

根據本發明另一個實例，該等傳導板件可以包含有瓦解構成的邊界層體。此等構成或元件在防止沿著通道、特別是輔助通道、的層流的增長是很重要的。對於良好地將熱量轉移離開板件表面來說，層流大體上是不想要的。藉著瓦解邊界層體，可以促進局部的擾流及較好地混合飽和的空氣，而產生了較高的熱轉移係數。應該注意的是，通常不希望有遍及熱交換器的擾流，因為經過通道的壓力降的增加係比由於增加的熱轉移的益處更加重要。此等構成可以被設在板件表面上或可以藉由板件本身的局部扭曲或外型輪廓而形成。

較佳地，裝置包含有複數個以隔開的、大體上平行的關係而疊置的熱傳導板件。該等間隔元件界定出介於每個鄰對板件之間或通過每個鄰對板件的主要以及輔助流動區域。以這種方式，可以用簡單的方式建立起很大數目的流動通道。

最佳的是，對於此種疊置板件的構造來說，介於第一對板件之間的主要流動區域大體上係與一個介於相鄰對的板件之間的相鄰主要流動區域相對齊。在這種情況中，可以將開口設在板件中，用於引導流動分別通過介於相鄰的主要流動通道之間的板件以及分別通過介於相鄰的輔助流動通道之間的板件。該等開口可以具有一些重要的功能。首先，它們可以作用以瓦解邊界層體並且分離局部的層流，因此增加熱量轉移係數。其次，藉著引導輔助流動越過板件的二個表面，如果水或水保留層係設在其中一個表面上的話，輔助流動可以被交替地暴露於熱量的轉移以及潛熱。該等開口較佳地是百葉窗的形式或是相似的流動引導通風口。已經發現的是，百葉窗在將飽和的空氣引導離開邊界層體及引導進入通道內部同時將由於過量的擾亂的壓力降減少到最小的程度是最為有效的。

根據本發明的第一實例，流動通道大體上係全部與板件相對齊，並且在主要通道之中的流動方向係逆向於在輔助通道之中的流動。逆向的流動構造已經被認為對於有效率的露點冷卻來說是最佳的。

根據本發明的第二實例，在主要通道之中的流動方向係逆向於在輔助通道之中的流動，並且大體上垂直於板件的一個主要平面。如果通過板件的百葉窗或是開口足夠大而容許流動經由板件發生的話，就可以達成此種構造。此種構造的重大優點是，隔間元件可以作用如同傳導障礙物，防止在主要流動方向之中的熱傳導。這種構造對於提供用於主要以及輔助流動的入口以及出口連接也是有利的。

在替代實例之中，在主要通道之中的流動方向可以是大體上垂直於在輔助通道之中的流動。裝置因此將會以交差流動而操作。其中的一個流動可以是平行於板件的並且另一個流動可以利用開口或百葉窗而通過板件。替代地，二個流動都可以是部份地通過且部份地平行於板件。應該注意的是，本發明的一個重要優點是本發明所提供的容許不同流動構造的多功能性。

根據本發明的重要特點，該裝置更包含有一個親水層體，其係至少部份地覆蓋住在輔助流動通道之中的板件。親水層體係作用如同水的保留及釋放層體。在這個背景之中，所討論的水係被理解為涵蓋可以被使用於如同蒸發式冷卻器之裝置之操作中的任何其他的蒸發流體。最佳地，親水層體只有被設在板件的一個表面上。親水層體並不需要是個別的層體，但是也可以是被形成為板件的表面處理，用以增進其親水性。在過去已經發現到：像是波特蘭水泥的似水泥材料是非常令人滿意的。替代地，可以使用纖維材料。已經發現非常重要的是，水保留層體不應該藉著將其從輔助流動隔絕而阻礙熱量轉移離開板件。

在較佳的實例中，該等隔間元件包含有隔熱材料。該等隔間元件因此可以被視為形成一個介於主要區域與輔助流動區域之間的分開薄膜。然而，它們並不會如同在習知技術的構造中作用成熱交換薄膜。該等隔間元件也具有一個構造性功能，來確保用於板件的適當支撐。

在替代的實例之中，該等隔間元件可以包含有板件大體上垂直於板件之主要平面而延伸的部位。每個隔間元件都可以直接地或是藉著膠黏劑或是其他形式之連接元件的插補支撐在一個相鄰的板件上。在這種情況中，連接元件可以部份地扮演間隔件的角色並且也可以提供介於相鄰之間的隔絕功能。

雖然已經將隔間元件的功能描述成提供介於板件之間的隔絕功能，但是可以提供其他形式的傳導障礙物，用以減少在主要流動方向之中的熱傳導。此當然是取決於針對主要流動所選擇的方向。對於沿著板件的流動來說，傳導障礙物可以藉著百葉窗來提供或是藉著其他小型狹縫來提供。特別是，可以利用不容許流動通過、但是卻中斷熱傳導的狹窄狹縫。

根據本發明的重要概念，板件應該是好的熱導體。較佳地，板件包含有重量也很輕並且容易製造的鋁。板件也可以包含有其他金屬，特別是合金。如果有需要時，板件可以設有保護層體，用以例如防止腐蝕或是腐敗。不過，此等層體不應該過度地抑制到達板件的熱量轉移。

根據本發明的較佳實例，來自主要通道的出口係處於與到達輔助通道的入口以流體相連接。以這種方式，部份通過主要通道的流動可以隨後被引導通過輔助通道。以這種方式如同露點冷卻器般地操作相信對於達成最高效率的操作以及離開主要通道的最低出口溫度是有益處的。介於主要出口與輔助入口之間的流體連接可以是一個對一個的基礎，而一個主要通道係提供入口流動到一個輔助通道。替代地，組合的主要流動可以被劃分開並且其一部份係回到且分佈到輔助通道。另外替代的的是，某些主要通道可以被專有地引導以將輔助空氣提供到所有的輔助通道。在這種背景之中，所提到的來自主要通道的出口是要包括有任何適當的連接部份，不論是內部的或外部的，其可以傳送部份的主要流動，用以供應流動通過輔助通道。

根據本發明另一個觀點，所提供的蒸發式冷卻器包含有一個如上文所描述的熱交換器，該熱交換器具有一個用於容納熱交換器的殼體、連接到主要通道的入口輸送管、從主要以及輔助通道連接的出口輸送管、一個用於造成通過主要以及輔助通道的空氣循環的空氣循環裝置、一個提供水到水分佈系統的水供應源以及一個用於控制冷卻器之操作的控制器。此種露點冷卻器因此可以如同獨立的裝置操作，或是可以被整合到一個較大的加熱及通風系統之中。除此之外，溫度、壓力、溼度以及其他此種感測器可以被設在殼體之內，用於監控操作以及在有需要時提供反饋到控制器。

圖1A說明了目前在描述於PCT公告第WO04/040219號專利之習知技術熱交換器之中所使用之類型的熱交換元件1的一個區段，此專利係以其整體地以參照的方式加入本文之中。熱交換元件1包含有具有第一表面12以及第二表面14的薄膜10。箭頭A及箭頭B係指示用於當做一個露點冷卻器使用的空氣的流動方向。箭頭A代表了越過第一表面12之主要空氣的流動。箭頭B代表了越過第二表面14的輔助空氣的流動。薄膜10為從薄型鋁板所形成的。薄膜l0的二側都設有配置在長條18之中的鰭板16。鰭板16係在它們的基部28處被熱密封膠黏劑附加於薄膜10。為此目的，鰭板16也是由以熱密封膠黏劑而層壓的鋁所形成的。在這種類型的蒸發式冷卻裝置中，熱交換主要是發生在第二表面14上之鰭板16的表面上，而不是發生在薄膜本身處。此熱量係藉著鰭板16的材料內的傳導從位於第一表面12上的鰭板處被供應。

該等鰭板16係設有穿透層壓板的長形狹長孔之形式的百葉窗20。該等百葉窗20係配置成群組。第一群組22係用作以引導流動進入表面之中，然而第二群組24則引導流動離開表面。藉著以這種方式在鰭板16的二個表面之間引導流動，百葉窗20係用作藉著崩潰發展出來的邊界層體來增加熱轉移係數。除了這個功能之外，可以造成在第二表面14上輔助空氣B交替地流過鰭板16的一個第一外部表面、繼之以鰭板16的內部表面，在第一外部表面處，其係可以接收從一個液體保留層體蒸發的濕氣，在鰭板16的內部表面處，其係可以接收熱能來提升其溫度。鰭板16亦設有傳導跨接物30。這些跨接物30為通過鰭板16而大致上遍及鰭板整體高度之切痕的形式。此等跨接物減少了不想要有的、在空氣流動方向中沿著鰭板16的熱傳輸，否則的話，此種熱傳輸可能會降低介於入口與出口之間的溫度差。

圖1B說明了形成構造的不同的層體。薄膜10包含有一個軟退火鋁的基部層體42、舖在基部層體上的底漆層體44以及由熱及壓力所作動之用於連結鰭板16、舖在底漆層體上的抗腐蝕膠黏劑層體46。鰭板16也包含有一個設有底漆層體50之軟退火鋁的層體48。鰭板16亦設有一個在其外部表面上的液體保留層體26，該液體保留層體係作用以保留及後續地釋放水用於蒸發。

為了要有效地如同露點冷卻器作用，介於第一表面12與第二表面14上之鰭板16之間的熱傳輸必須藉由確保適當的結合技術而被增加到最大的程度。亦為了要將經由薄膜10的熱量轉移的面積增加到最大的程度，鰭板16的基部或溝槽28必須被製做成盡可能地寬闊及盡可能地平坦。然而已經發現的是，即便極為小心地將鰭板16結合到薄膜10，接觸的面積還是不夠。再者，膠黏劑的存在以及在鰭板/薄膜/鰭板構造之中的初級已經降低了跨過薄膜的熱量轉移係數。

圖2顯示出通過根據本發明蒸發式冷卻裝置之熱交換元件100的一部份的剖面。為了要容許與習知技術的配置直接進行比較，只有顯示出熱交換元件100的一個區段，此區段係對應於圖1B所示的裝置且與其處於相定向。

根據圖2，其中係顯示出一些以間隔的、大體上平行的關係配置的熱傳導板件102。間隔元件104係將板件102彼此分隔，並且與板件102一起界定出介於該等板件102之間的主要流動通道106及輔助流動通道108。板件102是從鋁或是其他適當的熱傳導材料製造的。與圖1的鰭板16所不同的，板件102並沒有設有膠黏劑層體或底漆層體。板件102係在輔助通道108的區域之中、在它們的其中一個表面上設有一個水保留層體110。百葉窗112係設成在輔助通道108的區域中通過板件102。間隔元件104是以一種適當的樹脂材料製造的。此等間隔元件並不需要是熱傳導的，因為它們的功能只是要將板件102保持在分隔的關係之中並且防止空氣從主要通道106流到輔助通道108。事實上，相信所需要的是間隔元件104是隔絕熱的，以便於減少在流動方向之中的熱傳導。

現在將更進一步地解釋根據圖2之裝置的操作。水或其他可以蒸發的液體係藉著未顯示於圖中的機構的作用而被供應到水保留層體110。輔助空氣B的流動係被致使流動通過輔助通道108。當輔助空氣通過而越過水保留層體時，其係藉著蒸發化去水。百葉窗係引導空氣通過板件102，在板件處空氣係接著藉著從板件102表面處的直接熱轉移而被暖化。主要空氣A的流動係被致使以逆向於輔助流動的流動流動通過主要通道106。主要流動係藉著引導熱量轉移到板件102而被冷卻。被轉移到主要通道之區域中的板件102的熱量係在板件102之中根據箭頭H被傳導到輔助通道108的區域。因此可以看出的是，板件102係作用如同熱傳導元件、而不是如同熱交換薄膜。

圖3顯示出圖2熱交換元件100的立體視圖，在其中可以看出板件102的範圍。圖3亦說明了如何熱交換元件100能夠被建立成露點冷卻器120。也應該注意的是，熱交換元件100已經相對於圖2被旋轉90°而進入其操作位置。

如同可以在圖3中看出的，板件102係延伸超出圖2所示的那些主要通道106及輔助通道108而到達另外的主要通道106以及輔助通道108。板件102在流動方向之中的範圍也被指示出來。與圖1習知技術裝置配置在長條18之中的鰭板16所不同的是，本發明的板件102係從熱交換元件100的一個盡頭延伸到另一個盡頭。在圖3中，為了簡化的緣故，只有顯示出三分之二個的通道，可了解的是，實際上板件102可以在所有的方向中延伸得相當更遠，藉以通道106，108的長度以及數目二者都可以較大。

圖4亦說明了用於主要通道106的入口輸送管114。入口輸送管114是由延伸超出板件102之外的間隔件元件104的材料製造的。這種材料因此可以藉著適當的成型技術形成封閉的入口輸送管114。入口輸送管114係用做將進入的空氣流動A從循環裝置115引導到主要通道106，並且保持空氣流動A與離開輔助通道108的空氣流動B分隔開。在使用時，流動B通常將會以濕氣飽和並且將會被耗盡。應該了解的是，在有需要時也可以利用其他將輸送管形成為用於主要通道106或輔助通道108的入口或出口的方法。

水分佈系統116亦顯示於圖3之中。水分佈系統116為一系列導管118的形式，其係從水供應來源119處通到出口122，用於將小水滴124噴入輔助通道108之中。百葉窗112係容許小水滴124通過板件102而到達坐落在下方的另外的輔助通道。也可以使用替代的水分佈系統116。較佳的配置方式為目前使用於Oxycell Rooftop 400蒸發式冷卻器的系統，其係大致上如同描述於國際專利公告第WO04/076931號專利之中，此專利係以其整體地以參照的方式加入本文之中。水供應來源119以及循環裝置115二者都是由控制器130所控制的。該裝置可以被封閉於適當的殼體(未顯示於圖中)之中。

對於蒸發式冷卻器的有效率操作的一個重要因素是液體保留層體的本質。雖然所討論的是液體保留層體，可以很清楚地了解的是，該層體事實上是液體保留及釋放層體。此種層體的一個要件是，其可以容易地釋出其水分，使得蒸發不會遭受到阻力。也很重要的是，其應該能夠快速地且有效地將水釋放到所有相關的表面。其因此應該是親水性的，而不是吸濕性的，較佳的是主要係藉著表面張力的效果保留水分。

在圖2及圖3的實例中，液體保留層體110是從一種纖維材料製成的。層體110係被概略地顯示出來為具有一種非常開放的結構，使得板件102的金屬可以透過介於層體110纖維之間的空間被清楚地看到。這相信是可以促進引導離開板件102的熱量轉移而不會將其悶住。習知技術使用厚燈芯材料層體的裝置已經有效地隔絕防止熱量轉移的熱量傳送層體。一個用於形成水保留層體110的示範性材料為20g/m² 的聚酯/黏膠50/50混合品，其係可以從荷蘭的Lantor B.V.處購得。另一個示範性材料為30g/m² 以聚酯纖維塗層的聚醯胺，其係可以在商標名Colback^T ^M 下從荷蘭的Colbond N.V.購得。也可以使用其他具有相似性質的材料包括有合成以及像是羊毛的天然纖維。在有需要時，液體保留層體110可以被塗層不然就是被處理，用以提供抗菌或是其他抗腐敗的性質。

液體保留層體110可以用膠黏的方式被接附到板件102。對於連同鋁以及上文所提到的Lantor纖維的使用來說，已經發現到2微米之雙元件聚氨酯膠黏劑層體可以提供絕佳的結果。當存在有如此的一個薄層體時，其在熱量轉移上的效果可以被忽略。更應該注意的是，液體保留層體的存在只會影響從板件102進入輔助流動B的熱量轉移，並且在介於主要通道106與輔助通道108之間之板件102內的熱量傳導不會有任何顯著的影響。已經發現的是以上所描述的纖維層體對於製造的目的來說是理想的，這是因為它們可以如同能夠在連續的加工程序中被形成為百葉窗以及其他形狀的層壓板地被提供。像是波特蘭水泥的其他液體保留層體也可以使用並且事實上已經被發現到能夠提供較好的性質，然而迄今為止，由於它們在形成熱交換元件之前係會有破裂或是成片剝落的傾向，因此它們的製造係更加複雜。不過相信其他像是氧化鋁的表面拋光對於所需要的水保留以及芯吸作用來說本身就是足夠的。

現在將根據與圖2相關而的原理來描述在露點冷卻器構造中之圖3所描繪之裝置120的操作。主要空氣流動A係以溫度T1進入入口114並且流通過主要通道106。流動A係被循環裝置115所驅動。流動A藉著到達板件102的熱量轉移而被冷卻到接近其露點的溫度T2。在離開主要通道106時，已被冷卻的主要流動A係被拆開以形成已經被冷卻的產品流動C以及輔助流動B。產品流動C被適當的輸送管運送到不管是哪裡有需要被冷卻的空氣處。輔助流動B係經由輔助通道108而返回。當輔助流動返回時，輔助流動係藉著從板件102的熱量轉移而被加熱並且藉著離開水保留層體110的蒸發化去濕氣。在離開輔助通道108時，流動B將必須恢復到接近其原始溫度T1，但是將會幾乎是100%飽和。介於流動A以及流動B之間的焓的差異代表了對於產品流動C來說可取得的冷卻的量。

在圖3的配置中，可以注意到，熱量可以在二個方向H中通過板件102在其二個側邊上從一個主要通道106傳導到輔助通道108。熱量也可以在流動方向中轉移，而此大體上並非希望發生的。在輔助通道108之中百葉窗112的存在係減少了於此區域中縱向的熱量轉移。根據圖3的實例，在主要通道106的區域中並沒有顯示出百葉窗。然而，可以了解的是，百葉窗也可以設在這個區域中，用於促進擾流以及用於減少縱向的熱量轉移。

圖4說明了密切地對應於圖3配置之本發明替代的實例。在圖4中相同的元件係以在圖3中相同的元件參考符號來表示。根據圖4，百葉窗112亦被設在主要通道106的區域中。在這種情況中，百葉窗112係足夠大，使得完全的流動A以及B可以通過而沒有實質的阻力。封閉件126係被施加於流動通道106，108的二個端部。入口輸送管114係形成在最下方的主要通道106的下方側邊處。在操作時，主要空氣A的流動係被引導向上而離開入口輸送管114，並且相繼地通過每個板件102、通過百葉窗112。在從最上方的主要通道106的區域處離開時，流動係被分開以形成一個產品流動C、及一個向下通過在輔助通道108區域中的板件102而返回的輔助流動B。在其他方面操作係大致上與圖3實例的操作相同。然而。可以注意到一些優點。由於流動A以及流動B大體上正向於板件102，在流動方向中可以不會有熱傳導。再者，由於輔助流動B係與水分佈的方向對準，其可以被用來增進水的運輸。可以注意到的，在圖4中的流動方向也可以是反向的，藉以主要流動A是向下的。替代地，此配置方式可以在一個側邊上轉向，並且水可以通過封閉件126被供應到輔助通道108。圖4實例的另一個優點是，封閉件126以及入口輸送管114(或另外的輸送管)可以是更加簡單來製造以及連接。

圖3以及圖4的實例係以逆向的流動操作。對於露點冷卻器來說，這種方式係相當地被認為是最有效率的構造。然而，可能在某些情況中交叉的流動構造並非所需要的。圖3以及圖4的二個配置方式係適用於以交叉的流動構造來操作。在圖3中，輔助流動B可以通過百葉窗110在垂直於板件的方向中產生。在圖4中，任一流動都可以藉著提供適當的入口以及出口輸送管而被重新引導。

雖然圖4的實例已經藉著百葉窗112的使用來說明，可以了解的是，可以使用任何適當通過板件102的通路。也可以注意到的是，百葉窗或是通路並不需要被限定在個別的通道區域中，如果間隔件元件的材料是一種能夠滲入充滿板件102並且密封此等通路的樹脂。圖5說明了一個板件202，其具有配置在其上，用以形成主要通道206以及輔助通道208的間隔件元件204。板件202係設有在其表面上的開口212。間隔件元件204的材料係進入開口212之中，用以防止空氣從主要通道206洩漏到輔助通道208。在板件202任一側邊上的間隔件元件204因此可以例如藉著熔化或是類似者而結合在一起，用以形成一個大致上連續的間隔件結構。如同在先前的實施例之中的，流動可以是大體上沿著、或是大體上通過板件、或甚至是對角地發生。板件也可以設有如上文所描述的水保留層體(未顯示於圖中)。

可以構想出的是許多另外的構造變型。圖6說明了相似於圖2之通過部份熱交換元件300的剖面。圖6實例與圖2實例的不同在於沒有提供百葉窗。反而是，板件302係設有用以促進擾流的表面輪廓312。在此實施例中，所示的表面輪廓312為小型凹窩。然而，要了解的是板件302本身可以進一步被塑造輪廓或形成波形皺折來達成所需的效果。水保留層體310係如同間歇性長條地設在輔助通道308之中，使得空氣可以交替地流過板件302的金屬表面以及水保留層體310被弄濕的表面。圖6實例的另一個特點是：水分佈系統316係被設在間隔元件304之內。每個間隔元件304為具有出口322之小型彈性管件318的形式。在壓力下將水供應到管件318導致水滴被排出出口322而弄濕水保留層體310。

圖2到圖6的實例已經使用了分開的間隔件元件來保持該等板件分隔開。根據本發明另一個觀點，在圖7中的剖面說明了其中的間隔件為從板件本身的材料製成的實例。根據圖7，複數個板件402係被形成，每個板件都具有一種Z字形的結構。每個板件402都具有被間隔件區域434所分隔開的主要通道區域430以及輔助通道區域432。該等間隔件區域434大體上係垂直於主要通道區域430以及輔助通道區域432。應該注意的是，主要通道區域430係大於輔助通道區域432。這個差異的原因將會在下文中進一步地解釋。主要以及輔助通道區域430，432係設有百葉窗412，並且輔助通道區域432設有如先前圖2到圖5實例的水保留層體(未顯示於圖中)。該等板件402係疊置於彼此上，使得該等間隔件區域434可以與彼此相對齊，並且將每個板件402從其相鄰的板件隔開。介於板件之間的接觸點係藉著膠黏劑436而連接在一起。膠黏劑436亦以先前實例的方式作用如同一個間隔件。板件可以替代地以其他適當的方式，例如扣合機械連接裝置，而被連接在一起。

圖7如同露點冷卻器之實例的操作大致上與先前的實例相同。主要空氣流動A係流過主要通道區域430。流動A可以由適當的風扇(未顯示於圖中)來驅動。流動A係藉著到達板件402的熱量轉移而被冷卻。在從主要通道區域430離開時，被冷卻的主要流動A係被分開以形成冷卻的產品流動C以及輔助流動B。輔助流動B係通過輔助通道區域432而返回。當輔助流動返回時，其係會被離開板件402的熱量轉移所加熱，並且藉著從水保留層體蒸發而取走濕氣。由於只有部份的流動通過輔助通道區域而返回，它們的剖面積並不需要如同主要通道區域般地大。介於主要與輔助通道之間的流動面積的此種差異也可以被使用在先前的實例之中。

流動A，B可以藉著通過百葉窗410經由板件402而發生。在此種流動構造中，膠黏劑436係作用如同一個熱間隔件或跨接件，防止在流動方向之中的傳導。流動A，B也可以大體上沿著板件402而發生，藉以只有一部份的流動會通過百葉窗410。

因此，本發明已經藉著參照上文所討論的某些實例而描述。將會認知的是，這些實例係容許有對於那些熟習該項技術的人士來說為熟知的各種修改以及替代的形式。可以針對本文所描述的結構及技術進行許多除了那些上文所描述之外的修改，而不會偏離本發明的精神及範圍。據此，雖然已經描述了具體的實例，這些實例僅為例子並且不會在本發明的範圍上形成限制。

1．．．熱交換元件

10．．．薄膜

12．．．第一表面

14．．．第二表面

16．．．鰭板

18．．．長條

20．．．百葉窗

22．．．第一群組

24．．．第二群組

26．．．液體保留層體

28．．．基部

30．．．跨接物

42．．．基部層體

44．．．底漆層體

46．．．膠黏劑層體

48．．．軟退火鋁的層體

50．．．底漆層體

100．．．熱交換元件

102．．．熱傳導板件

104．．．間隔元件

106．．．主要流動通道

108．．．輔助流動通道

110．．．水保留層體

112．．．百葉窗

114．．．入口輸送管

115．．．循環裝置

116．．．水分佈系統

118．．．導管

119．．．水供應來源

120．．．露點冷卻器

122．．．出口

124．．．小水滴

126．．．封閉件

130．．．控制器

202．．．板件

204．．．間隔件元件

206．．．主要通道

208．．．輔助通道

212．．．開口

300．．．熱交換元件

302．．．板件

304．．．間隔元件

308．．．輔助通道

310．．．水保留層體

312．．．表面輪廓

316．．．水分佈系統

318．．．小型彈性管件

322．．．出口

402．．．板件

410．．．百葉窗

412．．．百葉窗

430．．．主要通道區域

432．．．輔助通道區域

434．．．間隔件區域

436．．．膠黏劑

A．．．主要空氣流動

B．．．輔助空氣流動

C．．．產品流動

H．．．方向

T1．．．溫度

T2．．．溫度

在參照以下一些示範性實例的圖式之後將可以察知本發明的特點以及優點，在此等圖式之中：圖1A顯示一部份傳統式蒸發熱換器的立體視圖；圖1B顯示圖1A的部份沿著直線1B－1B所截取的剖面詳細圖；圖2顯示相似於圖1B之根據本發明第一實例之熱交換元件的剖面詳細圖；圖3顯示建構成露點冷卻裝置之圖2的熱交換元件的立體視圖；圖4顯示相似於圖3實例之本發明第二實例的立體視圖；圖5顯示使用於本發明第三實例之中之替代熱交換板件的立體視圖；圖6顯示相似於圖2之本發明第四實例的詳細圖；及圖7顯示本發明第五實例的端視圖。