專利名稱：具有微通道熱交換器的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及冷卻系統(tǒng)，并且特別涉及流體冷卻熱交換器，其中流體基本由對(duì)流熱傳遞(transfer)冷卻。本發(fā)明特別適于用于相對(duì)大容量的冷卻系統(tǒng)，例如商業(yè)制冷系統(tǒng)或在大型辦公樓中的空調(diào)系統(tǒng)的一部分。
背景技術(shù)：
在多數(shù)現(xiàn)代房屋中使用加熱和冷卻系統(tǒng)，從而將該房屋中的溫度保持在設(shè)定的限值內(nèi)。用于冷卻大型建筑的一種類型的系統(tǒng)是冷卻系統(tǒng)，其包含屋頂安裝的熱交換器。在該類型系統(tǒng)中，來(lái)自建筑內(nèi)空氣的熱能通過(guò)建筑內(nèi)的一個(gè)或更多互相連接的熱交換單元傳遞至屋頂安裝的熱交換單元。在建筑內(nèi)，當(dāng)空氣流過(guò)熱交換單元(蒸發(fā)器)時(shí)，使用制冷劑冷卻空氣。然后，被加熱的制冷劑被傳給另外的熱交換單元(冷凝器)，其中使用熱交換流體(例如水)從制冷劑中提取熱。然后，被加熱的水常常被傳遞到屋頂安裝的熱交換器，屋頂安裝的熱交換器在建筑的屋頂利用周圍空氣來(lái)冷卻水，為進(jìn)一步使用作準(zhǔn)備。最普通安裝的屋頂安裝的熱交換器是一種已知的“開放”系統(tǒng)類型，該系統(tǒng)包含很多缺點(diǎn)，例如產(chǎn)生和傳播足夠水平的細(xì)菌的傾向，共知如嗜肺軍團(tuán)菌，從而使得吸入該細(xì)菌的人產(chǎn)生軍團(tuán)病。大型建筑通常需要去除巨大的熱負(fù)荷，特別是盛夏時(shí)節(jié)。因此，屋頂安裝的熱交換器通常被配置成提供足夠的熱交換能力，以應(yīng)付預(yù)期的最大熱負(fù)荷?？紤]到與“開放”屋頂安裝的熱交換器有關(guān)的問(wèn)題，建筑所有者有越來(lái)越多的傾向去考慮“封閉”屋頂安裝的熱交換器或熱交換器裝置，其中，冷卻流體保留在封閉冷卻管路中，而不暴露在大氣中。封閉管路熱交換器避免與產(chǎn)生和傳播嗜肺軍團(tuán)菌有關(guān)的問(wèn)題。然而，封閉管路熱交換器有一序列不同問(wèn)題，包括大幅度減小的熱交換能力(相比于類似尺寸和重量的開放屋頂安裝的熱交換器)。為了解決閉熱交換器的提供大幅度減小的熱交換能力的問(wèn)題，在有些情況下，空氣冷卻器位于封閉管路熱交換器的上游。在這些構(gòu)造中，在周圍空氣流過(guò)和/或經(jīng)過(guò)封閉管路熱交換器之前，空氣冷卻器有效地冷卻周圍空氣，因此提高了總的熱交換能力。傳統(tǒng)的封閉管路熱交換器構(gòu)造的重要缺點(diǎn)在于，當(dāng)熱交換器系統(tǒng)的風(fēng)扇使得空氣流過(guò)熱交換器時(shí)，有巨大的壓力降，其由已流過(guò)傳統(tǒng)的熱交換器主體的管子和散熱片裝置的空氣而引起。特別在空氣冷卻器布置在熱交換器上游的情形中，該熱交換器具有給空氣流提供增加的阻力的效果，該空氣流是流過(guò)空氣冷卻器并且隨后流過(guò)熱交換器主體的空氣流。巨大的壓力降需要風(fēng)扇在較高的速度下運(yùn)行，其進(jìn)而又消耗了更多的能量，并且導(dǎo)致風(fēng)扇產(chǎn)生更多的噪音。在這樣的系統(tǒng)中的風(fēng)扇噪音能夠響到使得該冷卻系統(tǒng)不適合于某些安裝實(shí)施。在封閉管路熱交換器需要位于相對(duì)接近住宅建筑的位置中的情形下，情況尤為如此。在這些特別情況下，關(guān)于噪音產(chǎn)生的法定限制能夠使傳統(tǒng)封閉管路熱交換器不適合應(yīng)用。該因素能夠嚴(yán)重地限制這些系統(tǒng)的商業(yè)有效性。封閉管路熱交換器構(gòu)造另外的缺點(diǎn)是，在這些系統(tǒng)中使用的傳統(tǒng)熱交換器局限于僅使用特定類型的冷卻流體進(jìn)行操作。通常，這些封閉管路熱交換器不支持利用需要更高操作壓力的冷卻流體的操作。因此，期望提供替換的封閉管路熱交換器，其比包含上游空氣冷卻器的現(xiàn)有封閉管路熱交換器更安靜。進(jìn)一步期望提供替換的封閉管路熱交換器，其相比于包含上游空氣冷卻器的現(xiàn)有封閉管路熱交換器消耗更少的能量來(lái)操作風(fēng)扇。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供熱交換系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)第一熱交換器，其具有用于冷卻流體的封閉管路；至少一個(gè)空氣冷卻器，其位于該至少一個(gè)第一熱交換器的上游；以及至少一個(gè)風(fēng)扇裝置，其可操作地引起空氣流過(guò)該至少一個(gè)第一熱交換器和該至少一個(gè)空氣冷卻器，其中該至少一個(gè)第一熱交換器包括微通道熱交換器。微通道熱交換器是具有流體通道的熱交換器，該流體通道基本小于標(biāo)準(zhǔn)管子和散熱片封閉管路熱交換器中的通道，這增加了熱傳遞比和效率。增加的熱交換傳遞比和效率允許微通道熱交換器小于標(biāo)準(zhǔn)管子和散熱片封閉管路熱交換器，且具有基本相同甚至更好的性能。在具有封閉管路微通道熱交換器的一個(gè)示例性布置中，通過(guò)基本水平的供給頭部供給冷卻流體，并且冷卻流體從封閉管路微通道熱交換器流過(guò)另一個(gè)基本水平的返回頭部。在一種布置中，供給頭部位于或接近封閉管路微通道熱交換器的頂部，而返回頭部位于或接近封閉管路微通道熱交換器的底部，以便冷卻流體在頂部或其附近流進(jìn)封閉管路微通道熱交換器，并且在重力作用下流過(guò)封閉管路微通道熱交換器一次，并且隨后在底部或其附近通過(guò)返回頭部流出。在另外的實(shí)施例中，供給頭部和返回頭部位于封閉管路微通道熱交換器的垂直側(cè)或其附近。通常，冷卻流體通過(guò)供給頭部流進(jìn)，并且流過(guò)封閉管路微通道熱交換器的流體通道，至返回頭部，其中冷卻流體可流出返回頭部。在另外的實(shí)施例中，熱交換系統(tǒng)包括第二微通道熱交換器，就空氣流動(dòng)的方面來(lái)說(shuō)，第二微通道熱交換器與第一微通道熱交換器基本串聯(lián)對(duì)齊，從而形成微通道熱交換器堆疊。在該實(shí)施例中，通過(guò)使用微通道熱交換器堆疊實(shí)現(xiàn)了增加的熱交換能力，但是預(yù)期在空氣流動(dòng)序列中放置兩個(gè)或更多微通道熱交換器形成堆疊增加了通過(guò)該堆疊的空氣流動(dòng)阻力并且因此要求充分更大的空氣供給。這進(jìn)而增加了風(fēng)扇裝置的電能消耗，因?yàn)槠湫枰沟每諝饬鬟^(guò)某裝置，該裝置相比單個(gè)熱交換器的情況呈現(xiàn)了更大的空氣流動(dòng)阻力。然而， 已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，增加的熱交換能力的量充分抵消了風(fēng)扇的增加的電能消耗量，使得本裝置給出了意想不到的凈利益。特別地，通過(guò)在空氣流序列(air flow series)中以堆疊形式布置微通道熱交換器實(shí)現(xiàn)的令人驚訝的結(jié)果在于，在不需要風(fēng)扇裝置速度的大幅度增加的情況下，該裝置提供了熱交換能力的大幅度提高。因?yàn)轱L(fēng)扇操作速度直接影響風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音，保持相對(duì)低的風(fēng)扇速度的能力(即使微通道熱交換器堆疊布置)使得熱交換能力大幅度增加，而不大幅度增加與風(fēng)扇裝置速度有關(guān)的噪音。該令人驚訝的結(jié)果使得具有充分熱交換能力的熱交換器構(gòu)造被發(fā)展成能夠位于受噪音限制的環(huán)境中，而在其他情況下這是不被允許的。這增加了該類型熱交換器在更寬范圍應(yīng)用中的商業(yè)生存能力。形成堆疊微通道熱交換器的能力也與冷卻流體的選擇有關(guān)。例如，在使用制冷劑或油作為冷卻流體的情況下，只需要提供具有單個(gè)微通道熱交換器的熱交換器，以在保持由電風(fēng)扇裝置產(chǎn)生的噪音的同時(shí)提供所需的熱交換能力(在必要的噪音限值內(nèi))。然而，在水是優(yōu)選冷卻流體的情況下，單個(gè)微通道熱交換器不可能提供充分的熱交換能力，而可能需要堆疊布置的微通道熱交換器。因而，在不需要大幅度增加風(fēng)扇速度的情況下構(gòu)造堆疊的微通道熱交換器的能力使得能夠構(gòu)造以下這種熱交換器系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用水作為冷卻流體，同時(shí)保持由電風(fēng)扇裝置產(chǎn)生的噪音在最小值并且潛在地在噪音限值之內(nèi)。在有些實(shí)施例中，第一微通道熱交換器與一個(gè)或更多第一微通道熱交換器并聯(lián)或串聯(lián)布置。在一個(gè)實(shí)施例中，在使用中，空氣冷卻器使得空氣被弓I入并流過(guò)該冷卻器，這是由風(fēng)扇裝置引起的，該風(fēng)扇裝置可為第一風(fēng)扇裝置。在該實(shí)施例中，流過(guò)空氣冷卻器的空氣被冷卻。然后，冷卻的空氣流過(guò)封閉管路微通道熱交換器。在另外的實(shí)施例中，第一封閉管路微通道熱交換器被構(gòu)造成具有一定橫截面的基本管狀布置，其中第一風(fēng)扇裝置可操作地引起空氣縱向流過(guò)第一封閉管路微通道熱交換器的基本管狀布置的內(nèi)部空間。當(dāng)然，空氣也可流過(guò)基本管狀布置的壁，從而有助于熱交換過(guò)程。在進(jìn)一步實(shí)施例中，具有用于冷卻流體的封閉管路的第二微通道熱交換器與第一封閉管路微通道熱交換器一起布置，以便兩者形成具有空氣能夠流過(guò)的內(nèi)部空間的一定橫截面的基本管狀布置。風(fēng)扇裝置可位于相對(duì)于第一封閉管路微通道熱交換器的不同位置中。然而，在示例性實(shí)施例中，由第一風(fēng)扇裝置的運(yùn)行而產(chǎn)生的空氣流動(dòng)的方向位于與管狀布置的縱向軸線基本對(duì)齊的方向，或者位于與第一和第二封閉管路微通道熱交換器的布置的縱向軸線的基本對(duì)齊的方向。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的熱交換系統(tǒng)可包括一個(gè)或更多風(fēng)扇裝置，風(fēng)扇裝置使得空氣流過(guò)第一微通道熱交換器。在包括兩個(gè)或更多風(fēng)扇裝置的這些實(shí)施例中，每個(gè)風(fēng)扇裝置的空氣流動(dòng)方向可基本對(duì)齊。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，熱交換系統(tǒng)在管狀布置的一端包括單個(gè)風(fēng)扇裝置，其用于推動(dòng)空氣流過(guò)第一封閉管路微通道熱交換器。當(dāng)?shù)谝环忾]管路微通道熱交換器形成為基本管狀布置時(shí)，其可具有垂直于其名義上的縱向軸線的不同橫截面形狀。適當(dāng)?shù)男螤畎ɑ镜恼叫?、六邊形、八邊形、星形、三角形或類似的。在一個(gè)實(shí)施例中，管狀布置具有垂直于其名義上的縱向軸線的大體環(huán)形或橢圓形橫截面。在另外的示例性實(shí)施例中，基本管狀布置具有垂直于其名義上的縱向軸線的大體正方形或矩形橫截面。在該實(shí)施例中，大體的正方形或矩形橫截面具有一個(gè)或更多弓形角部。該管狀布置的結(jié)構(gòu)可完全地或部分地繞管狀布置的縱向軸線圓周延伸。當(dāng)然，在有些布置中，管狀布置繞縱向軸線形成連續(xù)體。這形成了繞管狀布置的縱向軸線的封閉管子。在其他示例性實(shí)施例中，第一封閉管路微通道熱交換器可與基本管狀布置和微通道熱交換主體一起操作，微通道熱交換主體形成繞其縱向軸線部分地延伸的管狀布置的壁。這將在管狀布置的主體中提供圓周缺口。能夠明白，微通道熱交換主體的管狀布置繞縱向軸線延伸得越大，該構(gòu)造利用來(lái)自風(fēng)扇裝置的空氣流越有效，該風(fēng)扇裝置用于冷卻冷卻流體， 該冷卻流體包含在管狀布置壁的流體通路中。因此優(yōu)選的是，微通道熱交換主體的管狀布置繞其縱向軸線盡可能多地延伸，從而繞縱向軸線充分形成封閉殼(enclosure)。當(dāng)然，兩個(gè)或更多獨(dú)立的封閉管路微通道熱交換器可基本抵靠在一起，或位于接近位置，以形成空氣流過(guò)的大體管狀封閉殼。在管狀布置圓周中包括缺口的情況可由于許多原因發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施例中，缺口為了頭部裝置的供應(yīng)而提供，通過(guò)該頭部裝置，冷卻流體流進(jìn)和流出形成管狀布置壁的封閉管路。該頭部可設(shè)置在兩個(gè)間隔開的縱向端部中的一個(gè)或兩個(gè)上，而每個(gè)端部都基本平行于管狀布置的縱向軸線延伸。用于冷卻流體的封閉管路在這些端部之間圓周地延伸。在有些布置中，縱向端部中只有一個(gè)包括頭部，另一端部具有包括封閉端的連接段。在其他布置中，縱向端部的每一個(gè)都包括頭部，其允許流體在頭部之間流動(dòng)，或允許流體在連接至各自頭部的微通道熱交換主體的獨(dú)立段中流動(dòng)。在一個(gè)示例性例子中，通過(guò)進(jìn)入第一封閉管路微通道熱交換器頂端的頭部裝置以及通過(guò)從第一封閉管路微通道熱交換器的底端的頭部裝置流出，冷卻流體流過(guò)第一封閉管路微通道熱交換器。在該實(shí)施例中，風(fēng)扇裝置優(yōu)選構(gòu)造成使得空氣首先從底部流出，并且流過(guò)管狀微通道熱交換器系統(tǒng)中的基本封閉空間，該系統(tǒng)相對(duì)于被導(dǎo)致軸向向上流動(dòng)以從第一封閉管路微通道熱交換器的頂端流出的空氣而垂直定位。在另外的示例性實(shí)施例中，為了通過(guò)第一封閉管路微通道熱交換器抽取空氣，風(fēng)扇裝置位于第一封閉管路微通道熱交換器的頂部的附近或該頂部上。這些實(shí)施例中的任意一個(gè)均提供逆流熱交換布置，其中空氣流和冷卻流體流的方向是在不同方向上的。可使用用于第一封閉管路微通道熱交換器的各種各樣的流體運(yùn)送通路。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，微通道熱交換器包括由多個(gè)圓周布置的通路形成的封閉管路，該通路在熱交換主體中相對(duì)于縱向軸線而基本橫向布置。封閉管路微通道熱交換器中的冷卻流體可比傳統(tǒng)的管子和散熱片封閉管路熱交換器中的具有充分更高的壓力。這可允許使用例如二氧化碳這樣的冷卻流體。應(yīng)注意，本發(fā)明的至少一個(gè)第一微通道熱交換器具有用于冷卻流體的封閉管路， 從而確保阻止冷卻流體暴露在大氣中，并且特別地，不暴露在流過(guò)冷卻流體微通道熱交換器的空氣中。在使用水作為冷卻流體的情況下，當(dāng)冷卻流體流過(guò)微通道熱交換器(稱為“封閉管路”微通道熱交換器)時(shí)，冷卻流體與流過(guò)微通道熱交換器的空氣的這種分離消除了空氣傳播嗜肺軍團(tuán)菌的危險(xiǎn)。在實(shí)踐中，封閉管路易于形成回路的在冷卻系統(tǒng)中的一部分，其中，冷卻流體從利用流體吸收熱能的位置傳送，并且隨后被傳動(dòng)至冷卻流體微通道熱交換器，以便去除來(lái)自冷卻流體的吸收熱能。在有些環(huán)境中(其中周圍外部溫度可超過(guò)30°C )，不可能使用以周圍空氣進(jìn)行冷卻的封閉管路熱交換器系統(tǒng)來(lái)為空調(diào)系統(tǒng)去除大量的熱并進(jìn)而形成商業(yè)可行構(gòu)造。因此， 在這些布置中，只能通過(guò)提供不切實(shí)際的大的初步熱交換器來(lái)使得對(duì)流冷卻成為可能，該交換器常常是商業(yè)上不切實(shí)際的期待。在高周圍溫度環(huán)境中，在使得空氣流過(guò)微通道熱交換器之前的對(duì)周圍空氣的冷卻產(chǎn)生了一種商業(yè)可行的構(gòu)造。為了冷卻流過(guò)第一熱微通道熱交換器的空氣，空氣冷卻器可位于一個(gè)或更多空氣進(jìn)口之上或其附近，風(fēng)扇裝置通過(guò)該進(jìn)口使得冷卻空氣流過(guò)第一封閉管路微通道熱交換器。在一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)扇裝置通過(guò)第一封閉管路微通道熱交換器的壁抽取冷卻空氣。在該實(shí)施例中，第一封閉管路微通道熱交換器的壁徑向朝外地布置在至少一個(gè)空氣冷卻器處?？諝饫鋮s器可具有許多種布置。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，空氣冷卻器包括吸濕墊形式的吸濕材料，該墊在使用中保持濕度，從而在空氣流過(guò)第一微通道熱交換器中的封閉管路一部分之前，利用蒸發(fā)作用來(lái)冷卻流過(guò)冷卻器的空氣。已發(fā)現(xiàn)，使用具有吸濕材料的空氣冷卻器顯著地提高了熱交換系統(tǒng)的冷卻能力。在一個(gè)實(shí)施例中，吸濕材料包括多個(gè)槽孔，并且基本平行于第一封閉管路微通道熱交換器主體的一個(gè)或更多壁布置。在該布置中，空氣冷卻器可包括濕氣分配器，其將蒸發(fā)濕氣分配至吸濕材料上，因而在熱交換系統(tǒng)的運(yùn)行期間保持其潮濕。


本發(fā)明將參考示出了本發(fā)明示例性實(shí)施例的附圖中的各個(gè)圖進(jìn)行描述，其中圖1是示意圖，其示出了包含空氣冷卻的屋頂安裝的熱交換器的封閉管路冷卻系統(tǒng)的主要組件；圖2是示意圖，其示出了包含空氣冷卻的屋頂安裝的熱交換器的封閉管路冷卻系統(tǒng)的進(jìn)一步形式，示出了包括吸濕墊的空氣冷卻器；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的封閉管路微通道熱交換器旋管的平面圖；圖4是圖2的封閉管路微通道熱交換器旋管的前視圖；圖5是圖2的封閉管路微通道熱交換器旋管的右視圖；圖6是熱交換系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的平面圖，該系統(tǒng)包括布置成“V”形的封閉管路微通道熱交換器；圖7是微通道熱交換器堆疊的前視圖，該堆疊具有兩個(gè)微通道熱交換器；圖8是圖7中微通道熱交換器堆疊的右視圖；圖9是微通道熱交換器的前視圖，其中供給和返回頭部分別定位在微通道熱交換器的頂部或底部處或其附近；圖10是圖9的微通道熱交換器的平面圖；圖11是微通道熱交換器的前視圖，其中供給和返回頭部分別定位在微通道熱交換器的側(cè)部或其附近；圖12是圖11的微通道熱交換器的右視圖；圖13是圖11的微通道熱交換器的頂部平面圖；圖14是圖11的微通道熱交換器的底部平面圖；圖15是熱交換系統(tǒng)實(shí)施例的圖形表示，該系統(tǒng)包括現(xiàn)有的濕氣再循環(huán)系統(tǒng)；圖16是冷卻系統(tǒng)實(shí)施例的圖形表示，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的濕氣再循環(huán)裝置；圖17是圖16的冷卻系統(tǒng)實(shí)施例的圖形表示，其提供了圖16中有些組件的詳細(xì)透視圖；以及圖18是噪音圖表，其示出了冷卻系統(tǒng)不同實(shí)施例的噪音水平。
具體實(shí)施方式
參考圖1，其示出為建筑20提供冷卻空氣的傳統(tǒng)封閉管路冷卻系統(tǒng)布置18的示意圖。該封閉管路冷卻系統(tǒng)布置18包括屋頂安裝的熱交換器23，其通常包括基本平坦的主熱交換器板27、27A。示出的封閉管路冷卻系統(tǒng)布置18包含熱交換器系統(tǒng)21，其位于建筑20的基部，被設(shè)計(jì)用于在制冷流體22的封閉回路與水管路30之間交換熱負(fù)荷。水管路30連接至建筑的內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)(未示出)。通過(guò)抽取空氣使其流過(guò)管道而大體冷卻建筑20中的空氣，冷的水管路30的一部分存在于該管道中。來(lái)自空氣的熱能被傳遞至用于冷卻建筑20中的空氣的冷的水管路30。制冷流體22的封閉回路用于冷卻水管路30。這通過(guò)將制冷流體流過(guò)熱交換器觀而實(shí)現(xiàn)，其中，熱交換器從水管路30中吸收熱能，該水管路也沿逆流移動(dòng)通過(guò)熱交換器觀。通過(guò)管路22的制冷流體流由壓縮機(jī)M驅(qū)動(dòng)，并且由膨脹閥沈調(diào)節(jié)。屋頂安裝的熱交換器23位于建筑20的屋頂。示出的屋頂安裝的熱交換器23由空氣冷卻冷凝器27、27A組成，其構(gòu)造有電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇四和31，電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇位于冷凝器27、27A 的頂部，電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇通過(guò)側(cè)空氣進(jìn)口(未示出)抽取空氣使其通過(guò)冷凝器27、27A旋管，并且驅(qū)動(dòng)通過(guò)風(fēng)扇四和31抽取的空氣，使其從屋頂安裝的熱交換器23上方排出。因?yàn)闊峤粨Q器常常很大并且因?yàn)檫\(yùn)行期間使用巨大的風(fēng)扇29、31而發(fā)出的相當(dāng)大量的噪音，所以屋頂安裝的熱交換器23通常位于建筑10的屋頂上。制冷流體從建筑20的地下室被泵上建筑20的屋頂，并且流過(guò)冷凝器旋管27、27A，其中，熱從制冷流體傳遞至由風(fēng)扇四和31抽取流過(guò)旋管27、27A的空氣。示出的冷卻冷凝器使用誘導(dǎo)通風(fēng)逆流來(lái)抽取空氣流過(guò)塔狀物23。在該構(gòu)造中，風(fēng)扇29、30位于冷凝器27、27A的空氣出口?？諝膺M(jìn)入塔狀物23，并且沿流過(guò)冷凝器27、27A 的冷卻流體的相反方向被抽取豎直通過(guò)冷凝器27?，F(xiàn)在參考圖2，示出了為建筑34提供空氣調(diào)節(jié)的空氣的封閉管路冷卻系統(tǒng)布置32 的第二種形式。該冷卻系統(tǒng)布置32能夠包括具有封閉管路冷卻布置的屋頂安裝的熱交換
35 ο示出的冷卻系統(tǒng)布置32與參照?qǐng)D1描述的類似之處在于，其包括制冷流體的封閉管路36，通過(guò)壓縮機(jī)42使制冷流體流過(guò)冷凝器38和蒸發(fā)器40。通過(guò)封閉管路36的流體的流動(dòng)由膨脹閥44控制。蒸發(fā)器40包括封閉水管路46，該封閉水管路46使得熱量從中去除，以便使用封閉水管路46以前述類似方式有效地冷卻建筑34內(nèi)的空氣。冷凝器38用作熱交換器，以便從制冷流體的封閉回路36吸取熱能。在冷凝器38中從制冷流體的封閉回路36去除熱能的這種去除受冷卻流體的使用的影響，該冷卻流體通過(guò)管道系統(tǒng)50被抽取進(jìn)冷凝器38，并且通過(guò)管道系統(tǒng)48而被運(yùn)出冷凝器38。在泵51的控制下，冷卻流體被抽取進(jìn)冷凝器38，并且流過(guò)冷凝器38。從冷凝器38流出的冷卻流體被管道系統(tǒng)48運(yùn)送至建筑34的屋頂，其中，冷卻流體進(jìn)入封閉管路的屋頂安裝的熱交換器35的屋頂安裝的封閉管路的微通道熱交換器52。封閉管路的屋頂安裝的熱交換器35包括電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇M和56，電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇操作以抽取空氣使其從中通過(guò)。封閉管路的微通道熱交換器52的管道系統(tǒng)(在圖1和圖2中未示出任何細(xì)節(jié)) 基本為熱傳導(dǎo)的，并且布置在某一區(qū)域中，當(dāng)使得空氣流過(guò)封閉管路熱交換器52時(shí)，該區(qū)域?qū)⑹芸諝饬鲃?dòng)的影響。能夠明白，管道系統(tǒng)的各段能夠包括熱傳導(dǎo)延伸部，從而在空氣流過(guò)管道系統(tǒng)時(shí)，提高熱對(duì)流傳遞效率。熱傳導(dǎo)延伸部通常包含散熱片，散熱片常常用合適的熱傳導(dǎo)材料形成。在流過(guò)管道系統(tǒng)的一部分后，水進(jìn)而通過(guò)向下管道50被運(yùn)送出屋頂安裝的封閉管路微通道熱交換器52，并且使用泵51而被泵入冷凝器38。除了使得冷卻流體流過(guò)管道系統(tǒng)的一部分(受到壓力空氣流的作用)，屋頂安裝的熱交換器35也包括空氣冷卻器57。空氣冷卻器57包括被弄濕的吸水材料，吸水材料位于封閉管路微通道熱交換器52的空氣進(jìn)口的上游。通過(guò)空氣冷卻器57的弄濕的吸水材料， 風(fēng)扇54，56的操作抽取空氣，使得吸水材料中的濕氣蒸發(fā)。蒸發(fā)濕氣所需的能量從空氣中提取，因此在空氣通過(guò)封閉管路微通道熱交換器52之前來(lái)冷卻空氣。所得到的較冷空氣在通過(guò)封閉管路熱交換器52時(shí)允許更大的溫度變化，并且因此使得屋頂安裝的熱交換器35 在通過(guò)封閉管路微通道熱交換器52從水流動(dòng)中去除熱能的效率增加。圖3至圖5示出了第一封閉管路微通道熱交換器60的一種示例性形式，其能夠用于封閉管路的屋頂安裝的熱交換器23。如所示，在該實(shí)施例中，封閉管路微通道熱交換器60被構(gòu)造成基本管狀形狀的旋管，其具有名義上的縱向軸線62 (在圖4和圖5中最佳示出)X_X。管狀微通道旋管62(如圖3中最佳示出)被構(gòu)造成具有基本正方形的橫向橫截面區(qū)域(即垂直于軸X-X)。正方形橫向橫截面具有圓角。管狀微通道旋管62不繞縱向軸線 X-X完全延伸，反而在其一個(gè)角部具有縱向缺口 64。在該縱向缺口 64處定位有縱向布置的頭部裝置66，頭部裝置66包括與微通道熱交換旋管60端口連接的進(jìn)口 68和出口 70。頭部裝置66包括兩個(gè)縱向定向的頭部72和73，供給頭部72具有上側(cè)安裝的進(jìn)口管子74，而返回頭部73具有下側(cè)安裝的出口管子75。當(dāng)然，在其他的實(shí)施例中，進(jìn)口管子74和出口管子75可通過(guò)公共頭部裝置連接。微通道熱交換旋管60和頭部裝置安裝在正方形基部平臺(tái) 78上，基部平臺(tái)78通常由鍍鋅鋼、鋼筋混凝土等等構(gòu)造。第一微通道熱交換器60中的缺口 66形成微通道熱交換旋管60的兩個(gè)縱向端部 76和77，多個(gè)圓周布置的熱傳導(dǎo)微通道管道系統(tǒng)79在兩個(gè)縱向端部76和77之間延伸。微通道管道系統(tǒng)79的每個(gè)圓周部分的端部都使用U形彎曲連接件80在不同部分的每端互相連接，從而形成將水從供給頭部72運(yùn)送至返回頭部73的曲折路徑。微通道管道系統(tǒng)79安裝在框架結(jié)構(gòu)82上，框架結(jié)構(gòu)82安裝在基部平臺(tái)78中，基部平臺(tái)78在每個(gè)微通道管道系統(tǒng)79的各圓周長(zhǎng)度之間提供預(yù)定的間隔。選擇該間隔，從而允許由空氣冷卻器冷卻的空氣從第一封閉管路微通道熱交換器60的外部流出，通過(guò)封閉管路微通道熱交換器60的側(cè)部， 并且流過(guò)微通道管道系統(tǒng)79。操作中，冷卻流體(例如水、氨或氟利昂)通過(guò)供給頭部72，經(jīng)進(jìn)口管子74而進(jìn)入封閉管路微通道熱交換器60，并且流過(guò)管道系統(tǒng)79。通過(guò)圖1中所示實(shí)施例中的風(fēng)扇(例如風(fēng)扇四和31)、或圖2中實(shí)施例中的風(fēng)扇討和56的作用，冷卻空氣被推動(dòng)流過(guò)微通道管道系統(tǒng)79，將來(lái)自微通道管道系統(tǒng)79中的水的熱通過(guò)空氣(通常對(duì)流熱傳遞)傳遞至微通道管道系統(tǒng)79 (通常對(duì)流熱傳遞)。微通道管道系統(tǒng)79中的水被冷卻并且進(jìn)而從第一封閉管路微通道熱交換器60，通過(guò)返回頭部73，經(jīng)出口管子75而被散發(fā)。圖6示出封閉管路熱交換系統(tǒng)100的另外的實(shí)施例，其中16個(gè)微通道熱交換器片 104布置成“V”形。四條通路中的每條都由兩個(gè)“V”形限定。空氣被引導(dǎo)流過(guò)封閉管路微通道熱交換器，并且由于每個(gè)風(fēng)扇裝置110的原因而通過(guò)通路。每個(gè)風(fēng)扇裝置110都具有電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇108。在該具體實(shí)施例中，示出了空氣冷卻器112位于封閉管路熱交換系統(tǒng)100 的每個(gè)縱向側(cè)上。也示出了分別用于供給和返回頭部的進(jìn)口管子114和出口管子116。封閉管路微通道熱交換器104和頭部裝置安裝在正方形基部平臺(tái)102上，基部平臺(tái)通常由鍍鋅鋼、鋼筋混凝土等等構(gòu)造。為了減少由風(fēng)扇108的操作而引起的振動(dòng)和噪音，風(fēng)扇108安裝在圓柱形削弱鼓(未示出)中，圓柱形削弱鼓由阻尼材料(例如橡膠等等)形成?？墒褂貌煌较虻奈⑼ǖ罒峤粨Q器，以提高熱交換器暴露于周圍空氣或暴露于由空氣冷卻器冷卻的空氣中的這種暴露。這可提高熱交換系統(tǒng)的流入和冷卻特性。在封閉管路微通道熱交換器104的側(cè)壁的向外的兩側(cè)處布置有兩個(gè)基本平坦的空氣冷卻器112?？諝饫鋮s器112由吸濕材料形成，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)使用分配裝置(未示出)將濕氣分配到空氣冷卻器112上時(shí)，吸濕材料保持水。空氣冷卻器112懸掛在側(cè)壁上，該側(cè)壁形成封閉管路微通道熱交換器104的的空氣進(jìn)口，從而流過(guò)微通道熱交換旋管的管道系統(tǒng)79的冷卻空氣需要首先流過(guò)空氣冷卻器112。如上所述，濕氣的蒸發(fā)從流過(guò)空氣冷卻器112的空氣中吸取熱能，并且因此冷卻該空氣?？諝獗焕鋮s的程度取決于周圍溫度和外部空氣的濕度。應(yīng)理解，通過(guò)利用濕氣分配器(未示出了，例如控制閥等等)將水施加到每個(gè)空氣冷卻器112的頂部，通常會(huì)弄濕空氣冷卻器112。水施加器通常在空氣冷卻器112的頂部上分散水。由水施加器施加的水最后向下通過(guò)空氣冷卻器112滴流，這充分弄濕空氣冷卻器 112的整個(gè)材料。在空氣冷卻器112未完全吸收施加在其上的水的情況下，從每個(gè)空氣冷卻器112底部流走的水可在儲(chǔ)水池(未示出)中收集，其可通過(guò)泵(也未示出)而返回水施加器。在有些示例性實(shí)施例中，從空氣冷卻器底部流走的水不再流至空氣冷卻器的頂部。在有些實(shí)施例中，熱交換系統(tǒng)100的空氣冷卻器112只在圍繞熱交換系統(tǒng)的周圍空氣溫度高于預(yù)定溫度時(shí)可操作。在這些實(shí)施例中，熱交換系統(tǒng)100能夠包括控制器，控制器激勵(lì)空氣冷卻器112的使用。例如，當(dāng)從封閉管路微通道熱交換器流出的冷卻流體的溫度升高到高于第一預(yù)定限值時(shí)，根據(jù)控制方法論，可以規(guī)律或以周期為基礎(chǔ)地短時(shí)間弄濕空氣冷卻器112。例如，第一預(yù)定限值可為M°C?？諝饫鋮s器112可在冷卻流體溫度高于第一限值時(shí)而被弄濕，直到從封閉管路微通道熱交換器流出的冷卻流體的溫度降至第二預(yù)定限值以下。第二預(yù)定限值優(yōu)選低于第一預(yù)定顯著溫度至少2°C，以避免分配器響應(yīng)圍繞預(yù)定限值的冷卻流體溫度的小波動(dòng)而經(jīng)常被激勵(lì)和去激勵(lì)(deactivate)。可以使用替換的控制方法論，目的在于用最短的所需時(shí)間來(lái)操作空氣冷卻器112， 以適應(yīng)在需要增加的冷卻能力的期間段用于增加冷卻能力的要求。運(yùn)行中，冷卻流體(例如水、氨或氟利昂)通過(guò)供給頭部，經(jīng)進(jìn)口管子114進(jìn)入封閉管路微通道熱交換器104，并且流過(guò)微通道熱交換器104的管道系統(tǒng)。通過(guò)圖1中所示實(shí)施例中的風(fēng)扇(例如風(fēng)扇108)或圖2實(shí)施例中的風(fēng)扇M和56的作用，冷卻空氣被推動(dòng)在微通道管道系統(tǒng)104上經(jīng)過(guò)，將來(lái)自微通道管道系統(tǒng)104中的水的熱通過(guò)空氣(通常對(duì)流熱傳遞)傳遞至微通道熱交換器104的管道系統(tǒng)(通常對(duì)流熱傳遞)。管道系統(tǒng)中的水被冷卻，并且然后從第一封閉管路微通道熱交換器104，通過(guò)返回頭部，經(jīng)出口管子116而流出ο如圖6詳細(xì)示出的結(jié)構(gòu)可構(gòu)造在建筑的屋頂上，例如圖1和圖2所示出的。在該實(shí)施例中，風(fēng)扇裝置108對(duì)中安裝，而其風(fēng)扇可繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，該軸線與縱向軸線基本一致，該縱向軸線中的每一條都由封閉管路微通道熱交換器60的兩個(gè)“V”形限定。 然而，在有些實(shí)施例中，風(fēng)扇108可不安裝在圓柱形削弱鼓中，而是安裝在腔體中，該腔體具有比通路內(nèi)部對(duì)角尺寸更大的直徑尺寸，該通路中的每個(gè)都由封閉管路熱交換器104的兩個(gè)“V”形限定。這允許風(fēng)扇108具有更寬的葉片，并且通過(guò)封閉管路微通道熱交換器104 抽取更大的體積流量(相比較小的風(fēng)扇)。另外，風(fēng)扇108定向?yàn)?，風(fēng)扇葉片背離風(fēng)扇馬達(dá)和封閉管路微通道熱交換器104的內(nèi)部而朝向。在其他實(shí)施例中，使用可變斜度的風(fēng)扇，以通過(guò)第一封閉管路熱交換器和空氣冷卻器抽取空氣。除了水，可在微通道熱交換器的封閉管路中使用一系列的冷卻流體。在一個(gè)替換實(shí)施例中，冷卻流體包含高濃度氨，而第一封閉管路微通道熱交換器包括不銹鋼或鋁管道系統(tǒng)，其使得氨通過(guò)封閉管路微通道熱交換器。進(jìn)一步地，可使用一系列的材料來(lái)形成用于冷卻流體的通路，例如低碳鋼。在本領(lǐng)域應(yīng)明白，根據(jù)本發(fā)明的熱交換器的改進(jìn)的冷卻效果使得能夠構(gòu)造包含氨冷卻流體的熱交換器，該熱交換器具有減小的物理尺寸且具有與較大尺寸的傳統(tǒng)熱交換器類似的冷卻能力。結(jié)果是，使用氨作為冷卻流體的封閉管路微通道熱交換器成為用于相對(duì)小的安裝設(shè)施的較為經(jīng)濟(jì)可行的選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，微通道熱交換器可完全由鋁做成，以便允許在其運(yùn)行壽命的盡頭可輕易地再利用。圖7是堆疊微通道熱交換器120的前視圖。在該實(shí)施例中，封閉管路的微通道熱交換器120是堆疊封閉管路微通道熱交換器，其具有第一微通道熱交換器122和第二微通道熱交換器124，從空氣流動(dòng)方面看，第二微通道熱交換器被排列成與第一微通道熱交換器 122基本串聯(lián)，以使得被導(dǎo)致流過(guò)封閉管路微通道熱交換器的空氣在兩個(gè)微通道熱交換器上流過(guò)。冷卻流體通過(guò)進(jìn)口管子1 在第一供給頭部138處流進(jìn)，其然后向上流動(dòng)到第一微通道熱交換器122，直到其抵達(dá)第一出口頭部134。該第一出口頭部134經(jīng)管子130與用于第二微通道熱交換器124的第二供給頭部132進(jìn)行冷卻流體相通。第二供給頭部132允許冷卻流體向下流動(dòng)，通過(guò)第二微通道熱交換器124，直到其抵達(dá)返回頭部136。然后，冷卻流體可流至熱交換器系統(tǒng)100中的另外的封閉管路微通道熱交換器，可替換地，其可流至另外的熱交換器系統(tǒng)(未示出)中的另外的封閉管路熱交換器，進(jìn)一步可替換地，其可流出至圖1或圖2中所示的冷卻系統(tǒng)布置中的另外的部分。在有些實(shí)施例中，堆疊封閉管路熱交換器可在堆疊中具有第三、第四或更多的熱交換器。圖8是圖8的堆疊封閉管路微通道熱交換器實(shí)施例的右視圖。通過(guò)微通道熱交換器的冷卻流體流由箭頭示出。在第一微通道熱交換器122中的冷卻流體流處于向上的方向 123，而在第二微通道熱交換器124中的冷卻流體流處于向下的方向125。堆疊微通道熱交換器的其他實(shí)施例可以在堆疊中具有兩個(gè)以上的微通道熱交換器。圖9是封閉管路微通道熱交換器實(shí)施例140的另外實(shí)施例的前視圖，其中供給頭部150位于或接近微通道熱交換器通路142的頂部，并且基本水平定位。返回頭部152位于或接近微通道熱交換器通路142的底部，并且也基本水平定位。使用中，冷卻流體通過(guò)進(jìn)口管子144流進(jìn)至供給頭部150，并且從供給頭部流至微通道熱交換器通路142中通路。冷卻流體沿向下方向流過(guò)由箭頭148指示的微通道熱交換器142中的通路，至返回頭部152， 并且經(jīng)由出口管子146從返回頭部流出。在該實(shí)施例中，當(dāng)流過(guò)封閉管路微通道熱交換器 140時(shí)，冷卻流體通常只流過(guò)通路142 —次。圖10是圖9中示出微通道熱交換器的實(shí)施例的平面圖。圖11是封閉管路微通道熱交換器160的另外的實(shí)施例的前視圖，其中第一頭部164位于或接近微通道熱交換器通路170的側(cè)部，并且基本豎直定位。第二頭部168位于或接近微通道熱交換器通路170的相對(duì)于供給頭部的相對(duì)側(cè)，并且也基本豎直定位。使用中，冷卻流體通過(guò)進(jìn)口管子162流進(jìn)至第一頭部164，并且從第一頭部流至微通道熱交換器中的通路170。冷卻流體通常沿單一方向流過(guò)第一頭部164和第二頭部168之間的由箭頭 148指示的微通道熱交換器中的通路170。然后，冷卻流體從第二頭部，經(jīng)出口管子166流出。在該實(shí)施例中，當(dāng)流過(guò)封閉管路微通道熱交換器140時(shí)，冷卻流體通常只流過(guò)通路142 一次。圖12是圖11中所示的封閉管路微通道熱交換器實(shí)施例的側(cè)視圖。其首先示出了第二頭部168。圖13和14是圖11中所示封閉管路微通道熱交換器實(shí)施例的頂部和底部平面圖。參考圖15，提供了熱交換系統(tǒng)布置的圖形表示，其中冷卻流體通過(guò)供應(yīng)管215流過(guò)封閉管路微通道熱交換器225，230，并且在流過(guò)封閉管路微通道熱交換器225，230之后通過(guò)返回管220流出。冷卻流體可為用于傳遞熱能的水或制冷流體，例如氟利昂。進(jìn)一步， 當(dāng)冷卻流體是水時(shí)，可添加例如乙二醇的添加劑，從而努力阻止冷卻流體的冷凍。冷卻流體通過(guò)供應(yīng)管215供給封閉管路微通道熱交換器225、230，其目的在于冷卻冷卻流體，并且在流過(guò)封閉管路微通道熱交換器225、230期間，熱能從冷卻流體中被提取，以使得通過(guò)返回管220流出的流體具有充分較低的溫度，并且因此可被返回至冷卻系統(tǒng)的一部分，該部分為了吸收和傳遞熱能的目的使用該流體。在周圍空氣溫度足夠低的時(shí)期，通過(guò)封閉管路微通道熱交換器225、230抽取空氣，而不操作空氣冷卻器。在該情況下，將熱交換系統(tǒng)210描述成“干燥”模式運(yùn)行，熱能只能在冷卻流體(水/制冷劑)流過(guò)封閉管路微通道熱交換器225、230時(shí)利用通過(guò)封閉管路微通道熱交換器225、230的空氣流動(dòng)作用而從冷卻流體中吸取。然而，在周圍空氣溫度不夠低的時(shí)期，或者在需要增加的熱交換能力不能通過(guò)以 “干燥”模式操作封閉管路微通道熱交換器而實(shí)現(xiàn)的時(shí)期，空氣冷卻器235、240形式的吸濕材料被弄濕，以便在空氣流過(guò)封閉管路微通道熱交換器225、230之前實(shí)現(xiàn)空氣的蒸發(fā)冷卻。當(dāng)空氣冷卻器完全干燥且在水槽255、260無(wú)水的情況下，則開啟水補(bǔ)充螺線管閥 270，以便通過(guò)導(dǎo)管沈7、265引入外部補(bǔ)充水至水槽255 J60。通過(guò)進(jìn)口導(dǎo)管272，外部補(bǔ)充水被提供至水補(bǔ)充螺線管閥270。取決于當(dāng)?shù)氐陌惭b規(guī)定，可包含回壓流阻止裝置273。水槽255、260包括水位監(jiān)控裝置，其基本具有用于監(jiān)控水槽255 J60中的水位的漂浮裝置的形式。一旦在水槽中有足夠的水位來(lái)保持至泵245的正壓力水頭，則可運(yùn)行水泵，以通過(guò)導(dǎo)管246泵水，并且向水分配裝置247、250供水，該分配裝置用于向空氣冷卻器 235、240的上部分配水。當(dāng)然，當(dāng)水在重力作用下流過(guò)空氣冷卻器235J40向下滴流時(shí)，空氣冷卻器中的吸濕材料吸收水，并且一旦飽和后，被提供給空氣冷卻器235J40的任何額外的水都將從吸濕材料流走。最后，任何流走的水都將在水槽255 J60中被收集。在連續(xù)供給的流走水進(jìn)入水槽255 J60的情況下，即使有用于探測(cè)水槽中足夠水位或者去激勵(lì)水補(bǔ)充螺線管閥 270的漂浮監(jiān)控裝置，水槽255、260也具有溢流機(jī)構(gòu)觀0、觀5。隨著時(shí)間的過(guò)去，當(dāng)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)操作時(shí)，隨著水冷卻流過(guò)空氣冷卻器235 J40的周圍空氣，水被蒸發(fā)，而通過(guò)蒸發(fā)損失的任何水都由與水槽255、260中的漂浮監(jiān)測(cè)裝置配合的水補(bǔ)充螺線管閥270的操作而補(bǔ)償。只要熱交換系統(tǒng)210需要在“濕”模式下運(yùn)行，則濕氣再循環(huán)系統(tǒng)就連續(xù)運(yùn)行。泄水閥275也通過(guò)導(dǎo)管265連接至水槽255 J60。泄水閥定期為了放空水槽255、 260的內(nèi)容的目的而操作，從而減少潛在細(xì)菌的產(chǎn)生和生長(zhǎng)，該細(xì)菌可由水槽255J60中的沉淀和/或雜質(zhì)的聚集而產(chǎn)生。當(dāng)用水作為濕氣的時(shí)候，情況尤為如此。在圖15中詳細(xì)示出的再循環(huán)系統(tǒng)的具體布置非常普遍，并且已被成功使用幾十年。然而，濕氣再循環(huán)系統(tǒng)的此標(biāo)準(zhǔn)布置具有缺點(diǎn)，包括相對(duì)大的水槽容量。在這方面，圖 15是端部視圖，水槽255、260延長(zhǎng)空氣冷卻器235 J40的整個(gè)長(zhǎng)度。在封閉管路微通道熱交換器是相對(duì)較長(zhǎng)的情況下，集水坑容量相當(dāng)?shù)卮?，以便在?45進(jìn)口側(cè)保持正壓力水頭， 其需要在水槽255 J60中保持最小水深。對(duì)于相對(duì)長(zhǎng)的水槽，保持最小深度可代表水的基本量。進(jìn)一步，現(xiàn)有布置的一個(gè)單獨(dú)缺點(diǎn)是，由于外部補(bǔ)充水供給至水槽255 J60的原因， 將熱交換系統(tǒng)210從“干燥”模式轉(zhuǎn)換成“濕”模式需要相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間。具有用于弄濕空氣冷卻器的濕氣再循環(huán)系統(tǒng)的本發(fā)明實(shí)施例在圖16中詳細(xì)示出，其提供來(lái)自如圖15所示的類似端部視圖的圖形表示。參考圖16，需要冷卻的冷卻流體通過(guò)供給管315提供給封閉管路微通道熱交換器 325、330。隨著流體流過(guò)封閉管路微通道熱交換器325、330，熱能從被中提取，而冷卻的冷卻流體從封閉管路微通道熱交換器325、330的底部流出。冷卻的冷卻流體通過(guò)返回管320返回。正如圖15中詳細(xì)示出的布置，通過(guò)冷卻流體流過(guò)封閉管路微通道熱交換器325、330并且同時(shí)使得周圍空氣通過(guò)封閉管路微通道熱交換器，實(shí)現(xiàn)了熱交換系統(tǒng)300從冷卻流體中提取熱能。在周圍空氣溫度不夠低時(shí)的情況下，或者在需要增加的熱交換能力的情況下，圖 16中詳細(xì)示出的裝置通過(guò)將濕氣(優(yōu)選水)施加至空氣冷卻器335、340，而從“干燥”模式轉(zhuǎn)換成“濕”模式，以使空氣冷卻器以蒸發(fā)方式冷卻周圍空氣。然后冷卻的空氣通過(guò)封閉管路微通道熱交換器325、330。在圖16詳細(xì)示出的布置中，當(dāng)設(shè)法將裝置轉(zhuǎn)換成“濕”模式時(shí)，水補(bǔ)充螺線管閥 370被激勵(lì)，以使得通過(guò)導(dǎo)管372被供給的外部水流過(guò)導(dǎo)管346和349，直到外部補(bǔ)充水抵達(dá)并流過(guò)水分配裝置348、350。然后外部補(bǔ)充水通過(guò)空氣冷卻器335、340的絕熱材料向下滴流，并被其吸收。隨著周圍空氣流過(guò)空氣冷卻器335、340，當(dāng)最初由絕熱材料吸收的水進(jìn)而被蒸發(fā)且從液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w形態(tài)時(shí)，空氣通過(guò)蒸發(fā)作用而被冷卻。為了確?？諝饫鋮s器335、340完全飽和，大量的水被提供給水分配裝置348、350， 以便水通過(guò)蒸發(fā)的空氣冷卻器335、340向下滴流，并且從空氣冷卻器335、340流走進(jìn)入相應(yīng)的收集水槽355、360。收集水槽355、360用作流走水的臨時(shí)和中間收集裝置，該流走水然后通過(guò)導(dǎo)管提供至集水坑365。集水坑不需要延伸空氣冷卻器335、340的全部長(zhǎng)度，并且其尺寸可以被設(shè)置成使得其容量顯著小于標(biāo)準(zhǔn)水槽容積(圖15中詳細(xì)示出)。集水坑365 從收集水槽355、360收集流走水，并且一旦收集足夠的流走水，就向泵345進(jìn)口提供足夠壓力水頭，然后可激勵(lì)泵，以通過(guò)導(dǎo)管346、349將流走水向上泵送，并且將在集水坑365中收集的水再分配至水分配裝置，水分配裝置布置在空氣冷卻器348、350上方?？砂ɑ貕毫髯柚寡b置347。水補(bǔ)充螺線管閥370可由于水位監(jiān)控裝置的原因而被激勵(lì)，該裝置為集水坑365 中的漂浮裝置的形式?？砂ɑ貕毫髯柚寡b置371。在任何情況下，由于水從蒸發(fā)空氣冷卻系統(tǒng)中消耗，集水坑365中的水位降低，而當(dāng)其充分低(使得不能在泵進(jìn)口保持正壓力水頭)時(shí)，激勵(lì)補(bǔ)充螺線管閥370，以將替代補(bǔ)充水引入該系統(tǒng)。在圖16的實(shí)施例中，補(bǔ)充水直接沉積在最直接需要水的空氣冷卻器的頂部上。隨著流走的水在收集水槽355、360中收集并且傳送至集水坑365，集水坑中的水位上升。又一次，對(duì)于圖15中詳細(xì)示出的裝置，在時(shí)間期滿后，激勵(lì)泄水閥375，以將集水坑365中的全部?jī)?nèi)容釋放，從而減少集水坑365中的細(xì)菌和粘液的產(chǎn)生和生長(zhǎng)的可能性。然而，因?yàn)榕c標(biāo)準(zhǔn)裝置的集水坑相比，集水坑365的尺寸被設(shè)置成具有充分較小的容積，所以由于排空操作的原因而瀉出的水量相當(dāng)?shù)仫@著更少。在補(bǔ)充水直接提供給水分配裝置348、350因而有效地迂回集水坑365的實(shí)施例中，該裝置在實(shí)現(xiàn)空氣冷卻器335、340完全飽和的方面提供比現(xiàn)有裝置甚至更少的延遲。參考圖17，其提供圖16的冷卻系統(tǒng)的透視圖。圖16和圖17中的相同部分使用相同的參考標(biāo)號(hào)表示。圖17以透視方式詳細(xì)示出冷卻系統(tǒng)的不同部分，并且特別重要的是收集水槽 355,360的延伸部是沿空氣冷卻器335、340的整個(gè)長(zhǎng)度延伸的。進(jìn)一步，由收集水槽355、 360收集的水隨后被傳送到集水坑365，用于收集和貯藏。如在圖17中將注意的，與收集水槽355、360相比，集水坑365的尺寸充分更小，因此，相比收集水槽355、360，集水坑365具有顯著減少的容量。因此，如果使用水槽355、360收集和貯藏流走的水，則將需要充分更多的水(與集水坑365相比)來(lái)保持泵進(jìn)口處的最小壓力水頭。在工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中，空氣冷卻器335、340可相對(duì)大。在這些應(yīng)用中，空氣冷卻器 335,340常常不包括許多較小的冷卻墊，冷卻墊相互鄰接放置，因而形成壁，該壁延伸足夠的長(zhǎng)度和高度，從而基本與封閉管路微通道熱交換器325、330的尺寸一致。因此，收集水槽 355、360必須沿空氣冷卻器335、340的全部長(zhǎng)度延伸，以便收集任何從空氣冷卻器335、340 流出的水。然而，在圖16和圖17的實(shí)施例中，收集水槽355、360可用作用于流出的水的臨時(shí)收集和貯藏裝置，并且可將流出的水傳送到集水坑365，用于收集和貯藏。結(jié)果，與現(xiàn)有的收集和貯藏水槽相比，收集水槽355、360的體積水保持容積可大幅度減小，現(xiàn)有的收集和貯藏水槽必須既收集和貯藏流出水又保持泵進(jìn)口的足夠壓力水頭。將流出水傳送到集水坑365后，水通過(guò)回壓流阻止裝置347向上泵送345，并且通過(guò)導(dǎo)管被泵送至水分配裝置348、350，其中水被分配至空氣冷卻器335、340的上部。圖18是噪音圖表400，其示出了不同構(gòu)造的冷卻系統(tǒng)的噪音水平。圖表402的“X” 軸示出以千瓦(kff)為刻度測(cè)量的散熱(Heat Of Rejection,H0R)能力，其剛好小于IlOkW 至剛好高于1232kW。該軸402的刻度表現(xiàn)為是不均勻的，其用于更便利的表現(xiàn)。圖表402 的“Y”軸示出3米dBA為刻度的聲壓水平(SPL)，其從60dBA至85dBA。在圖表400中，示出了三種不同構(gòu)造的熱交換系統(tǒng)的噪音水平，而每個(gè)構(gòu)造具有不同數(shù)目的風(fēng)扇第一組測(cè)量408對(duì)于較小構(gòu)造的熱交換系統(tǒng)，其具有傳統(tǒng)的封閉管路管子和散熱片熱交換器。對(duì)于該構(gòu)造示出的測(cè)量結(jié)果為·具有一個(gè)風(fēng)扇408a，大約67dBA，產(chǎn)生大約IlOkW的HOR能力；·具有兩個(gè)風(fēng)扇408b，大約70dBA，產(chǎn)生大約218kW的HOR能力；
15
·具有三個(gè)風(fēng)扇408c，大約72dBA，產(chǎn)生大約339kW的HOR能力，以及；·具有四個(gè)風(fēng)扇408d，大約73dBA，產(chǎn)生大約439kW的HOR能力。第二組測(cè)量410對(duì)于較大構(gòu)造的熱交換系統(tǒng)，其具有傳統(tǒng)的封閉管路管子和散熱片熱交換器。針對(duì)兩種類型的傳統(tǒng)的封閉管路管子和散熱片熱交換器示出了測(cè)量結(jié)果一種類型包括熱交換器旋管上的相對(duì)于空氣流動(dòng)方向的包含4行深布置的旋管；另一種類型包括熱交換器旋管上的相對(duì)于空氣流動(dòng)方向的6行深的旋管布置。對(duì)于該構(gòu)造示出的測(cè)量結(jié)果是·具有兩個(gè)風(fēng)扇和四行旋管410a，大約78dBA，產(chǎn)生大約441kW的HOR能力；·具有兩個(gè)風(fēng)扇和六行旋管410b，大約78dBA，產(chǎn)生大約546kW的HOR能力；·具有三個(gè)風(fēng)扇和四行旋管410c，大約80dBA，產(chǎn)生大約719kW的HOR能力；·具有三個(gè)風(fēng)扇和六行旋管410d，大約80dBA，產(chǎn)生大約820kW的HOR能力；·具有四個(gè)風(fēng)扇和六行旋管410e，大約81dBA，產(chǎn)生大約1170kW的HOR能力。圖表400上的第三條圖形為針對(duì)封閉管路微通道熱交換器的預(yù)測(cè)測(cè)量結(jié)果。對(duì)于封閉管路微通道熱交換器布置的該預(yù)測(cè)測(cè)量結(jié)果為·具有一個(gè)風(fēng)扇406a，將為大約65dBA，產(chǎn)生大約308kW的HOR能力；·具有兩個(gè)風(fēng)扇406b，將為大約68dBA，產(chǎn)生大約616kW的HOR能力；·具有三個(gè)風(fēng)扇406c，將為大約70dBA，產(chǎn)生大約924kW的HOR能力，以及；·具有四個(gè)風(fēng)扇406d，將為大約71dBA，產(chǎn)生大約1232kW的HOR能力。從以上的圖表和測(cè)量結(jié)果中能夠看出，對(duì)于熱交換系統(tǒng)408和410，這些構(gòu)造噪聲相對(duì)大，并且因此不適合有些應(yīng)用。在因?yàn)榉ǘㄔ胍粝拗埔蟀察o空調(diào)的情況下，情況尤為如此。相反，對(duì)于包括封閉管路微通道熱交換器的系統(tǒng)的預(yù)測(cè)測(cè)量結(jié)果示出了，當(dāng)與使用傳統(tǒng)管子和散熱片的封閉管路熱交換器的熱交換系統(tǒng)相比，在散熱能力方面，本系統(tǒng)將明顯地降低聲壓水平。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，除了特殊描述的，在此描述的本發(fā)明可做改變和更改。應(yīng)理解，本發(fā)明包括落在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有改變和更改。在本說(shuō)明書中參考的任何現(xiàn)有技術(shù)不是，也不應(yīng)被視為承認(rèn)或任何形式暗示該現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成本領(lǐng)域技術(shù)人員在本申請(qǐng)要求的優(yōu)先權(quán)日期之前的公知常識(shí)的一部分。
權(quán)利要求
1.一種熱交換系統(tǒng)，包括至少一個(gè)第一熱交換器，具有用于冷卻流體的封閉管路；至少一個(gè)空氣冷卻器，位于所述至少一個(gè)第一熱交換器的上游；以及至少一個(gè)風(fēng)扇裝置，其可操作地使得空氣流過(guò)所述至少一個(gè)第一熱交換器以及所述至少一個(gè)空氣冷卻器，其中，所述至少一個(gè)第一熱交換器包括微通道熱交換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述冷卻流體通過(guò)基本水平的供給頭部被供給，并且所述冷卻流體從所述封閉管路微通道熱交換器流過(guò)基本水平的返回頭部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述供給頭部位于或接近所述封閉管路微通道熱交換器的頂部，并且所述返回頭部位于或接近所述封閉管路微通道熱交換器的底部，使得冷卻流體在所述頂部或其附近流進(jìn)所述封閉管路微通道熱交換器，并且由于重力的作用而流過(guò)所述封閉管路微通道熱交換器一次，并且在所述封閉管路微通道熱交換器的底部或其附近通過(guò)所述返回頭部流出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換系統(tǒng)，其中，供給頭部和返回頭部位于或接近所述封閉管路微通道熱交換器的豎直側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換系統(tǒng)，其中，冷卻流體通過(guò)所述供給頭部流進(jìn)，并且在傳送至所述返回頭部之前，流過(guò)所述封閉管路微通道熱交換器的流體通路，使得所述冷卻流體流出所述返回頭部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述微通道熱交換器包括流體通路，所述流體通路在所述微通道熱交換器的豎直側(cè)之間延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第二微通道熱交換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述第一微通道熱交換器和第二微通道熱交換器相對(duì)于空氣流基本串聯(lián)地排列，使得所述第一微通道熱交換器和第二微通道熱交換器形成微通道熱交換器堆疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述第一微通道熱交換器與一個(gè)或多個(gè)其他第一微通道熱交換器串聯(lián)布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述空氣冷卻器在使用中包括風(fēng)扇裝置，所述風(fēng)扇裝置使得空氣流過(guò)所述空氣冷卻器以及所述一個(gè)或多個(gè)熱交換ο
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述第一封閉管路微通道熱交換器被構(gòu)造成具有一定截面的基本管狀布置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的熱交換系統(tǒng)，其中，所述第一風(fēng)扇裝置可操作地使得空氣縱向流過(guò)所述第一封閉管路微通道熱交換器的所述基本管狀布置的內(nèi)部空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱交換系統(tǒng)，其中，空氣也流過(guò)所述基本管狀布置的壁。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)，進(jìn)一步包括具有用于冷卻流體的封閉管路的第二微通道熱交換器，其中，所述第二微通道熱交換器與所述第一微通道熱交換器一起布置，以使它們形成具有一定截面的基本管狀布置，所述基本管狀布置具有內(nèi)部空間，空氣流過(guò)所述內(nèi)部空間。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的熱交換系統(tǒng)，其中，在使用中，所述封閉管路微通道熱交換器中的所述冷卻流體在顯著高于傳統(tǒng)管子和散熱片的封閉管路熱交換器中的冷卻流體的壓力下操作。
全文摘要
一種熱交換系統(tǒng)(100)，其包括至少一個(gè)第一熱交換器，具有用于冷卻流體的封閉管路；至少一個(gè)風(fēng)扇裝置(110)，其可操作地使得空氣流過(guò)第一熱交換器；以及至少一個(gè)空氣冷卻器(112)，其位于第一熱交換器的上游，其中，第一熱交換器包括微通道熱交換器(104)。
文檔編號(hào)F28F1/00GK102216722SQ200980138610
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者格蘭特·戴維·哈爾, 羅伯特·德容 申請(qǐng)人:巴爾蒂莫艾爾科伊爾公司