具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的热交换器薄片的透视侧视图，总体标记为10。在图1中，热交换器薄片以其在使用中的正常取向示出。热交换器薄片10是5005系列铝。热交换器薄片10在上区域14上是波纹状的。用于形成热交换器薄片10的5005系列铝提供合适的延展性以形成波纹，并且还提供所需的热导率。热交换器薄片10的上区域15是平面的。热交换器薄片10的下区域16是平面的。还示出的是，从上区域15和下区域16中的每一个到波纹的过渡17是平滑的。热交换器薄片10为360 mm宽，且1000 mm长。热交换器薄片10的波纹区域的长度为860 mm。平面区域16的长度为115 mm，并且平面区域15的长度为20 mm。如图1中所示，热交换器薄片10是细长的，并且指示了其伸长轴线19，该伸长轴线是热交换器薄片10具有最大尺寸的方向。在使用中，伸长轴线19被竖直地（即，基本上竖直地）布置。伸长轴线19也是通道沿其延伸的方向，并且也是如下文所讨论的流体沿其流动的方向。

如由虚线轮廓12所示，织物被胶合到热交换器薄片10的一侧。当材料以其下端悬浮在水中时，织物优选地由在毛细芯吸效果的测试（即，吸水高度）中表现出以下或基本上类似的性质的材料形成：

更优选地，织物由可从Invista获得的Coolmax-2（上文的（b））形成。上文的行（a）代表牛皮纸，并且作为对照被包括在内以示出使用Coolmax-2的优点。

织物优选地由在水扩散率和蒸发速率的测试中表现出以下或基本上类似的性质的材料形成：当材料被胶合到铝薄片时，将水滴施加到所述材料并从上方观察：

更优选地，织物由可从Invista获得的Coolmax-2（上文的（b））形成。上文的行（a）代表牛皮纸，并且作为对照被包括在内以示出使用Coolmax-2的优点。将了解的是，Coolmax织物是聚酯材料，Coolmax是合成的并且通常抗降解，其可以被称为合成的芯吸水分的织物，例如合成的且芯吸水分的编织织物。

向铝薄片施加织物的操作涉及磨削铝表面以对其进行研磨，在粗糙表面上施加特定的Sikaflex®-291i船用胶粘剂，并在胶合表面上铺开织物（优选地Coolmax-2纤维）。本发明人已发现，因此产生优异的结合效果，从而导致在薄片10的干燥侧与湿润侧之间的热传递提高，并且薄片10的湿润表面上的水蒸发增加。这种胶粘剂在铝热交换器薄片10与织物12之间提供合适的热传递。在用于制造热交换器薄片10的一种布置中，将热板（未示出）预热到指定温度并允许其稳定约30分钟，然后将热交换器薄片10放置在热板上约5分钟，然后在热交换器薄片10上铺开胶粘剂，并且然后将织物12放到热交换器薄片10的顶部上的胶粘剂上。然后在织物12的顶部上施加压力（例如，通过将具有合适轮廓的块体放置到织物12上），然后允许热板冷却直到胶粘剂凝固。向热交换器薄片10施加织物12的这种方式可以被称为热压方法。

为了完成织物的制备，向织物施加润湿剂（优选地卤素聚乙烯基表面活性剂溶液，例如，LiCl/聚乙烯醇亲水性溶液）。本发明人已发现，实现了提高的水扩散率效果，并且在长期操作上，表面没有结垢、腐蚀并且没有细菌生长。LiCl/聚乙烯醇溶液用作亲水性溶液（即，润湿剂），并且还用作抗微生物剂。替代地，可以使用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）代替聚乙烯醇（PVA）润湿剂。此外，卤素和聚乙烯基表面活性剂溶液可以替代地被称为聚合物润湿剂，其还用作抗微生物剂。一般而言，润湿剂/抗微生物剂是盐和润湿剂的混合物，例如，锂盐和润湿剂的组合。

返回到图1，在每个热交换器薄片10中，在波纹的上端处提供两行通孔18。在一种布置中，可以提供多达四行的通孔18。通孔18位于每个波纹的每个凸起部段的一侧中。如下文将更详细地描述的那样，在操作期间，进入空气被吸入到包括热交换器薄片10的堆叠的热交换器设备中。这部分空气沿着由堆叠形成的干燥通道行进。在干燥通道的端部处，空气被分成两部分：一部分被输送到室内空间（room space）以用于空间冷却，而另一部分经由通孔18被转移到相邻的湿润通道。

图2示出了图1中所示的热交换器薄片10的堆叠的透视侧视图，总体标记为20。在图2中，与图1的布置相同的特征用相同的附图标记示出。在图2中，热交换器薄片10被放置成紧挨彼此，使得相邻热交换器薄片10的铝侧面对彼此，并且使得相邻热交换器薄片10的织物侧面对彼此。相邻薄片的波纹提供竖直通道，使得存在具有织物侧的“湿润通道”和具有铝侧的“干燥通道”。在该实施例中，两个热交换器薄片10之间的用以形成湿润或干燥通道的间隙处于其最大值5 mm。竖直通道包括用于“湿润”和“干燥”空气的梯形或长菱形流动通道。相邻薄片10的表面不需要支撑件来形成这些梯形或长菱形流动通道，这避免了对空气流动的约束。相邻薄片10的这种布置阻止相邻通道之间的水分传递，并且意味着在相邻的“湿润”或“干燥”空气通道之间仅能够发生热传递，这也提供了对热交换器薄片10的整体改善的操作。

在图2中，环境进入空气（经由入口空气过滤器接收的或者来自房间外部或者室内空气的外部和内部的混合物）以22示出，冷却产物出口空气以24示出，并且工作空气和排水以26示出。水在每个“湿润通道”的顶部处输入。将了解的是，鉴于热交换器薄片的堆叠以28示出，在实践中，侧部将是封闭的，使得空气或水不逸出。在实践中，堆叠中可存在多达100个热交换器薄片10。

将了解的是，每个热交换器薄片10的平坦区域15和16分别包括入口区域和出口区域。热交换器薄片10的上述平坦部分准许在热交换器薄片20的堆叠的通道内备妥空气和水的分布。

图3是图2的设备20的四个薄片的示意性透视图，总体标记为30。在图3中，与图2的布置相同的特征用相同的附图标记示出。在图3中，示出了四个热交换器薄片10，其中为清楚起见省略了波纹。两个热交换器薄片10的在其上具有织物的表面以32示出（即，织物32位于每个薄片10的一侧上）。两个热交换器薄片10的铝表面以34示出（即，铝表面34是每个薄片10的一侧）。利用这种布置，一个薄片10的表面的织物32面对另一个薄片10的表面的织物32。类似地，一个薄片10的铝表面34面对另一个薄片10的铝表面34。还示出了具有水位38的水贮器36。水贮器由水供给40填充，该水供给可以是自来水。泵42使水从水贮器36沿着管道44传递到位于两个湿润通道顶部处的两个输水管46。来自输水管46的水46使每个热交换器薄片10上的织物32润湿，并且具有润湿剂的织物纤维有助于在织物32上铺开水分并扩大润湿面积，这促进了蒸发。可以提供阀装置（未示出），使得当贮器水处于一定的液位时关闭水供给30。

环境进入空气22通过风扇（未示出）被吸入到干燥通道中。然后进入空气分裂成两股流，其中一股流50进入到通孔18中，并且另一股流作为冷却产物出口空气24离开。然后，流50进入两个湿润通道（如以52示出的），在湿润通道处，流50导致水从织物蒸发。流50还吸收从干燥通道运输的热并接收从湿润通道表面（即，织物32）蒸发的水分。将理解的是，织物32由于其纤维和润湿剂而促进高度蒸发。将了解的是，每个湿润腔室的顶部是封闭的，使得空气不能够从每个湿润通道的顶部逸出并且被迫使向下，如以52示出的那样。工作空气和排水以26示出。这种布置可以被称为逆流热交换器，其中入口环境空气22在薄片10的一侧上沿一方向（即，向上）通过，并且工作空气和水26在薄片10的另一侧上沿另一方向（即，向下）通过。将理解的是，入口环境空气22在“干燥通道”中向上通过，并且工作空气和水26在“湿润通道”中向下通过。利用这种布置，四个波纹热交换器薄片10中的每一个作为具有增加的热传递面积的热传递板工作。在26处排出的空气是热且湿热的。将了解的是，空气22沿着堆叠的干燥通道行进，在干燥通道处，由于在薄片10的干燥侧和湿润侧之间建立的温度差，空气22散失热并且变得更冷，该温度差由湿润表面上的水蒸发导致。实际上，波纹区域在空气22与空气26之间提供增加的热和质量传递面积。

四个薄片10仅是热交换器薄片10的一部分，并且图3的四个薄片是设备的小型工作单元。在实践中，四个薄片单元将在热交换器薄片10的堆叠中重复若干次。还将了解的是，控制器（未示出）联接到供水系统，并且被构造成用于间歇地操作供水系统以用于向织物施加水以便使织物保持潮湿状态。控制器还被构造成使水从水贮器36再循环到热交换器设备，贮器36也可被称为水储槽。

图4是横跨图1中所示的热交换器薄片的横截面。如图4中所见，波纹表面的横截面具有周期性波形轮廓。这种波形可以是准正弦、三角形或其他波形。可以使用不规则或规则的波纹表面。

波纹表面沿与波纹在其中延伸的方向横向的方向具有300-400 mm、325-375 mm、或者在优选实施例中348 mm的水平尺寸W。在任何情况下，热交换器薄片10可以具有6 mm宽的侧带59，即在薄片10的边缘处，由此有利于将薄片安装/固定在堆叠中。

波纹被选择成具有特定尺寸以促进空气流动。因此，就上述周期性波形而言，其可以具有10-13 mm、11-12 mm、或者在优选实施例中11.6 mm的峰-到-峰距离T（即，波长）。另外，周期性波形可以具有4-6 mm、4.5-5.5 mm、或者在优选实施例中5 mm的振幅2A。因此，在该实施例中，波纹距薄片10的平面为2.5 mm深且5.8 mm宽。本发明人已发现，这些尺寸的波纹产生在提高热交换器效率方面特别有效的通道。图4还示出，波纹与热交换器设备的平面以与该平面成50度的角度相交，并且该角度可以在46-54度之间，或者在优选实施例中处于48-52度之间。

从图4将理解的是，热交换器薄片10的平面以57示出，并且平坦区域15、16与平面57共面。这种布置有利于水分配器和穿过热交换器薄片10的堆叠的空气流的入口/出口。

图5示出了根据本发明的实施例的方法的步骤，总体标记为60。将了解的是，这些步骤可以不同的顺序执行，并且可不必以图5中所示的顺序执行。

最初，在步骤62处，提供多个热交换器薄片10；这可以涉及数十或数百个热交换器薄片10。然后，在步骤64处，使热交换器薄片10形成为堆叠或热交换器设备。作为如在上文中所描述的冷却系统的一部分，在步骤66处提供供水系统（包括储槽、管道等）。此后，在68处操作冷却系统。

作为后一步骤的一部分，方法60可以包括步骤70和/或步骤72。步骤70包括从堆叠接收水进入到水储槽中并使水从水储槽再循环回到堆叠中。本发明人已发现，利用这种少量的供水，水能够从水龙头直接提供，同时循环泵需要仅在底部水箱为满时才被启动。这能够显著减少泵的操作时间，并且因此使其电力消耗最小化。

步骤72包括间歇地操作供水系统以用于向织物施加水。本发明人已经进一步发现，朝着热交换薄片10的湿润表面的供水不应当连续地运行；相反，其应当间歇地运行，例如在每十分钟的操作期间运行20秒。该方法能够在操作时段上产生饱和的湿润表面，同时防止在湿润表面上方形成水膜，水膜的形成会导致对水蒸发的负面影响。

以上特征的组合已经导致冷却系统的能量效率（COP）增加大约80％至100％，这意味着在冷却输出的量相同的情况下，与现有的最佳性能露点（蒸发）冷却技术相比，该新型热交换器设备能够在能源使用方面实现大约40％至50％的节约。这将促成全球节能和碳减排目标。

以上描述描述了在其上区域14上成波纹状的热交换器薄片10、基本上平坦的下部段16以及上区域14上方的也基本上平坦的部段15。在替代性布置中，热交换器薄片10基本上在其整个表面上可以是波纹状的。将理解的是，波纹区域14相对于热交换器薄片10的面积或平坦区域15、16的面积的面积可以取决于热交换器设备的构造，并且技术人员将知道用于确定波纹区域14和/或平坦区域15、16的面积的要求。

在前面的描述中，示出了热交换器薄片10的各种部段，例如，具有波纹的部段14、具有织物的部段12、平坦的下部段16以及平坦的上部段15。将理解的是，部段12、14、15、16相对于彼此和/或相对于热交换器薄片10的面积的面积可以取决于热交换器设备的构造，并且技术人员将知道用于确定部段12、14、15、16的面积的要求。在一种布置中，波纹表面在热交换器薄片10的该一个表面的第一部段14上包括波纹，并且织物覆盖该一个表面的至少第二部段21（见图1），使得第二部段21至少与第一部段14交叠。将了解的是，图2中所示的第二部段21仅用于说明的目的，并且第一部段14与第二部段21之间的交叠量可以大于所示的交叠量。在另一种布置中，波纹表面在热交换器薄片10的该一个表面的第一部段14上包括波纹，并且织物覆盖该一个表面的至少第二部段12，第一部段14被完全包含在第二部段12内（见图1）。