本申请要求2013年11月19日提交的发明名称为《用于湍流式耐腐蚀换热器的方法和系统(METHODSANDSYSTEMSFORTURBULENT,CORROSIONRESISTANTHEATEXCHANGERS)》的美国临时专利申请号61/906,219和2014年3月12日提交的发明名称也为《用于湍流式耐腐蚀换热器的方法和系统(METHODSANDSYSTEMSFORTURBULENT,CORROSIONRESISTANTHEATEXCHANGERS)》的美国临时专利申请号61/951,887的优先权，所述两个申请特此以引用方式并入。
背景技术：
本申请一般来说涉及使用液体吸湿剂对进入空间的气流进行除湿和冷却。更具体来说，本申请涉及使用微孔膜将液体吸湿剂与气流分离，其中使流体流(空气、冷却流体和液体吸湿剂)湍流地流动，使得在流体之间可以出现高的热湿传递速率。本申请还涉及两种或三种流体之间的耐腐蚀换热器。此类换热器可以使用重力诱导压力(虹吸)来使微孔膜恰当地附接至换热器结构。
液体吸湿剂已与常规蒸汽压缩HVAC设备并行使用以帮助减少空间中的湿气，特别是在需要大量户外空气或在建筑空间自身内部具有大湿气负荷的空间中。潮湿气候，例如佛罗里达州迈阿密，需要大量能量来恰当地处理(除湿和冷却)新鲜空气，所述新鲜空气是使空间的居住人感到舒适所需要的。常规蒸汽压缩系统仅具有有限的除湿能力并且往往过度冷却空气，由此通常需要能量密集型再加热系统，所述系统明显增加总体能量成本，因为再加热会给冷却盘管增添额外热负荷。液体吸湿剂系统已用了许多年并且在从气流移除湿气上通常相当有效。然而，液体吸湿剂系统通常使用浓盐溶液，例如LiCl、LiBr或CaCl2和水的溶液。此类浓盐水是强腐蚀性的，甚至少量也如此，因此多年来已进行了许多尝试来防止吸湿剂留在待处理的气流中。一种方法(通常被分类为封闭式吸湿剂系统)通常用在被称作吸收式制冷机的设备中，将浓盐水放在真空容器中，所述真空容器接着容纳吸湿剂。由于空气不是直接暴露于吸湿剂下，因此此类系统不会有吸湿剂颗粒留在供给气流中的任何风险。然而，就原始成本和维护成本来说，吸收式制冷机往往是昂贵的。开放式吸湿剂系统允许气流与吸湿剂之间的直接接触，通常是通过使吸湿剂流过与冷却塔中所用的那些填充床类似的填充床。除了仍具有残留风险之外，此类填充床系统还具有其它缺点：填充床对气流的高阻力导致较大的风机功率和填充床上的压力降，因此需要更多能量。此外，除湿过程是绝热的，因为在水蒸汽吸收至吸湿剂中期间释放的冷凝热无处可去。因此，吸湿剂与气流通过冷凝热的释放而加热。这导致温暖的、干燥气流，而干冷气流是所要的，因此使得需要后除湿冷却盘管。较温暖的吸湿剂在吸收水蒸汽上的效率还以指数方式降低，这迫使系统将更大量的吸湿剂供应至填充床，这又需要较大的吸湿泵功率，因为吸湿剂起到吸湿剂与传热流体的双重作用。较大的吸湿剂注入速率还致使吸湿剂残留的风险增加。一般来说，气流速率需要保持为完全在湍流区以下(低于～2,400的雷诺数)以防止残留。将微孔膜施加至液体吸湿剂的表面具有若干优点。第一，它防止任何吸湿剂逸出(残留)至气流并且变成建筑物中的腐蚀源。第二，膜允许使用湍流气流来增强热湿传递，这又产生小系统，因为它可以更紧凑地建置。微孔膜持留吸湿剂通常是因为它是疏水性的，并且吸湿剂的穿透可能发生，但仅在明显高于操作压力的压力下发生。膜上面的气流中的水蒸汽通过所述膜扩散至下伏吸湿剂中，从而导致较干燥的气流。如果吸湿剂同时比气流冷，那么冷却功能也将发生，从而导致同时发生的冷却与除湿作用。
Vandermeulen等人的美国专利申请号13/115,800、美国专利申请公布号US2012/0132513A1和PCT申请号PCT/US11/037936公开了用于气流的膜除湿的板结构的若干实施例。Vandermeulen等人的美国专利申请号13/915,199、PCT申请号PCT/US13/045161以及美国专利申请号61/658,205、61/729,139、61/731,227、61/736,213、61/758,035和61/789,357公开了用于制造膜除湿板的若干制造方法和详情。这些专利申请中的每一者特此以全文引用的方式并入本文中。
Kozubal(美国专利申请号2013/0340449)公开了用于对气流进行除湿和冷却的两级系统(在图17和图18中)。这个系统的第一级包括膜板，气流被引导经过所述膜板，所述气流可以是室外空气。膜板的背面具有次级气流，所述气流也可以是室外空气。液体吸湿剂在正面上面和膜后面流动，这导致从一级气流吸收水分。由水分吸收释放的热通过板壁传导至次级气流中，用水加湿所述次级气流。水的蒸发引起接近于次级气流的湿球温度的冷却效果。从第一级离开的气流因此是干的并且接近于次级气流的湿球温度。从第一级离开的空气现在被引导至间接蒸发冷却级，所述间接蒸发冷却级包括具有裸露表面的一组板，从而在那些板的背面上建造第一空气通道和蒸发通道。第二级中的一部分一级空气被吸走并且被引导至背面的蒸发通道，在所述蒸发通道中产生大量的冷却。可以在背面上实现的理论最大量的冷却接近于进入第二级的一级气流的露点。两个级的组合因此能够对气流进行除湿和冷却，尽管在第二级中有约25％至30％的一级气流损失至该级的蒸发通道。
膜模块常常具有一些问题，其中胶合层或粘合层因为各种组件间的温度差而受到应力。这在在高温下操作的组件中特别困难，例如液体吸湿剂再生器。为了抑制塑料的破裂或结合或粘合的失效，公开了两件式板结构，所述两件式板结构具有由较硬的塑料(例如ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯))制造的第一部分和由柔顺材料(例如EPDM(乙烯丙烯二烯单体)橡胶或聚氨酯)制造的第二部分。这种结构的一个优点是柔顺材料容易地吸收膨胀系数的差异，同时仍提供流体通道和其它特征，例如用于空气通道的边缘密封件和用于那些相同的空气通道的扰流特征。
膜模块常常具有一些问题，其中胶合层或粘合层因为各种组件间的温度差而受到应力。这在用于吸湿剂的再生的组件中特别困难，因为许多常用塑料具有高的热膨胀系数。通常，采用专门的高温塑料，用所述塑料来进行制造是昂贵的。将大的表面区域结合在一起也会产生粘合方面的问题并且可能会随时间过去而引起应力断裂。罐封技术(通常是液体倾注的环氧热固性塑料)具有一些弹性，如果罐封材料即便是在固化之后仍保持些微的柔顺性的话。然而，本文所描述的系统和方法明显更能抵抗由高温引起的膨胀，这使制造过程保持简单且稳健。
此外，在建造双向液体吸湿剂的调节器和再生器系统时的问题是难以设计在一张薄的塑料支撑材料的两个面上提供均一的吸湿剂分布的系统。本文所描述的系统和方法展示了用于使气流暴露于覆盖吸湿剂的一系列膜下的简单方法。
因此，仍需要一种系统，所述系统提供用于从气流俘获水分的经济划算的可制造且热效率高的方法，同时冷却此类气流并且同时还消除此类气流受液体吸湿剂颗粒污染的风险。
换热器(大部分是针对两种流体)在许多应用中极常用于进行传热和能量回收。大多数换热器是由金属建构，例如铜、不锈钢和铝。一般来说，此类换热器结合了特征，所述特征试图扰动流体流以便增强流体与金属表面之间的传热。金属的表面上的边界层产生对传热的较大阻力。在不少应用中，所述流体中的一者或两者对于常用金属可能是腐蚀性的。表面涂层可以帮助防止腐蚀，但往往还具有减小的传热效果。通常认为对腐蚀不敏感的金属(例如钛)的使用是昂贵的并且难以进行加工。可以使用塑料，但是它们通常不能耐受通常用于流体的操作压力和温度。因此，仍需要一种经济划算的耐腐蚀的液体对液体换热器。
技术实现要素：
本文提供了用于使用液体吸湿剂对气流进行有效除湿的方法和系统。根据一个或多个实施例，所述液体吸湿剂沿着作为降膜的支撑板的面流下。根据一个或多个实施例，所述液体吸湿剂被微孔膜覆盖，使得液体吸湿剂不能进入所述气流，但是所述气流中的水蒸汽能够被吸收至所述液体吸湿剂中。在一些实施例中，所述气流含有扰流器：在所述气流中诱发湍流的材料，使得空气不会在吸湿剂的表面上变成层流。在一些实施例中，所述扰流器是塑料网片材料。在一些实施例中，所述扰流器是跨越所述气流的一连串塑料线。在一些实施例中，所述膜是双轴拉伸聚丙烯膜。在一些实施例中，所述液体吸湿剂流动通过芯吸材料，例如使用尼龙或人造丝植绒纤维的植绒材料。在一些实施例中，所述膜通过丝网或芯吸材料结合至支撑板上。在一些实施例中，所述支撑板是热成型的刚性塑料，例如由普通的塑料材料制造的成型板，像(回收利用的)聚对苯二甲酸乙二酯((R)PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、(高抗冲)聚苯乙烯((HI)PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)或其它合适塑料。在一些实施例中，所述支撑板掺有防火添加剂或导热添加剂。在一些实施例中，吸湿剂出口和分布特征形成于所述支撑板中以确保所述吸湿剂沿着所述板的表面并且在若干类似板中均匀地分布。在一些实施例中，所述分布特征含有出口阻力通道，所述通道打算用于在所述出口中诱发一定量的回压以在所述支撑板中的多个出口孔之间确保均匀的流率。在一些实施例中，所述出口阻力通道允许吸湿剂流动至水平线和点的分布结构中，所述线和点被设计成使吸湿剂均匀地分布并且减慢吸湿剂流率。在一些实施例中，所述支撑板含有被设计成形成空气通道的一部分的成型脊状物。在一些实施例中，所述支撑板含有被设计成在两个支撑板结合在一起时在那两个板之间形成液封的其它脊状物。在一些实施例中，多种液体可以如此被引导至所述支撑板的正面和背面上的若干区域。在一些实施例中，可以通过使用嵌件来改变热成型模具，使得允许一个支撑板支撑垂直气流并且在更换模具嵌件之后允许另一支撑板支撑水平气流。在一些实施例中，所述支撑板是通过冷却流体在相对侧上进行冷却。在一些实施例中，所述支撑板是通过蒸发次级气流中的水而在相对侧上进行冷却。在一些实施例中，所述冷却流体是水或水/乙二醇混合物。在一些实施例中，所述冷却流体流动通过塑料网，其中所述塑料网设定所述支撑板与第二支撑板之间的距离并且其中通过所述网使所述冷却流体变成湍流。在一些实施例中，所述网是双平面菱形塑料网。在一些实施例中，通过一连串粘合点将所述第二支撑板结合至所述第一支撑板，使得所述板不会由于所述冷却流体压力而凸出。在一些实施例中，形成所述支撑板，使得所述菱形网的类似特征直接形成至所述支撑板中。在一些实施例中，所述支撑板接合至第二支撑板，其中两个板含有实现所述菱形网的功能的特征：设定所述两个支撑板之间的固定距离以及形成湍流式混合冷却流体流。在一些实施例中，在吸湿剂侧上的芯吸材料或丝网材料的特征也并入至所述支撑板中。在一些实施例中，在吸湿剂或冷却流体侧中的任一者或两者上的胶合点被热结合、超声波结合或用于连接至膜或第二支撑板的某一其它结合方法来替代。在一些实施例中，所述支撑板自身含有在塑料上的粘合剂，所述粘合剂通过某一工艺活化，通过热、或超声或微波或某一其它合适的方法。
在一些实施例中，所述菱形网包括共挤塑料和粘合剂。在一些实施例中，在单独的处理步骤中对所述塑料涂布粘合剂。在一些实施例中，所述第二支撑板提供第二丝网和网并且面向含有第二空气扰流器的第二气隙。在一些实施例中，如此建构的膜板组合件具备多个液体供应口和排放口，使得在所述膜和支撑板的表面上实现均一的液体分布。在一些实施例中，所述口是可重新构造的，使得可以以水平或垂直方式将空气引导经过所述膜。在一些实施例中，空气扰流器被建构，使得它对于水平或垂直气流是有效的。在一些实施例中，所述液体口可以被构造，使得所述冷却流体总是逆着所述气流的方向流动，使得获得对流换热功能。在一些实施例中，通向所述板的所述排放口以使得提供对离开液体的虹吸的方式来建构，由此相对于大气压在所述支撑板之间产生负压和在所述支撑板与所述膜之间产生负压，从而确保所述膜在丝网材料或芯吸织物上保持扁平。在一些实施例中，所述支撑板之间的主要密封件被建构以便提供自排放功能，因此没有液体保留在膜板系统内部。在一些实施例中，所述自排放特征直接热成型至所述支撑板中。在一些实施例中，此类自排放密封件产生用于所述液体吸湿剂和所述冷却流体的单独区域，使得所述密封件中的一者中的泄漏将不会影响其它流体。在一些实施例中，使胶合点降至最少以利用对从所述板的所述通道离开的液体的虹吸，由此最大化可用的膜区域。
提供系统和方法，其中通过将两个板热结合在一起而连接在之前的章节中描述的支撑板组合件，由此形成空气通道。在一些实施例中，所述支撑板各自具有附接至其正面(面向所述气隙)的膜。在一些实施例中，所述支撑板在背面(背对所述气隙)上具有芯吸材料。在一些实施例中，所述支撑板在两个面上都具有芯吸材料或在两个面上都具有膜。在一些实施例中，在所述两个支撑板结合在一起时，向所述空气通道增添空气扰流器。在一些实施例中，所述空气扰流器是使用与所述支撑板类似的塑料的另一热成型或射出成型板。在一些实施例中，所述空气扰流器是使用塑料挤出网片来制成。
在一些实施例中，将如上文所论述的一连串如此建构的板和间隔件放置于膜模块中。在一些实施例中，所述膜模块含有较大量的板。在一些实施例中，所述膜模块中的口可以被重新构造，使得总是逆着所述气流的流动来引导所述冷却流体。在一些实施例中，所述冷却流体被加热流体替代。在一些实施例中，使用所述加热流体来通过所述膜将水蒸汽从所述吸湿剂蒸发至所述气流中而不是在流体为冷时将水蒸汽吸收至吸湿剂中。
根据一个或多个实施例，公开了包括交替的刚性与柔性材料的空气处理模块。在一些实施例中，所述柔性元件形成所述模块的顶部处的液体分布通道和所述模块的底部处的类似液体分布通道，所述两个通道通过另外两个刚性膜支撑板连接。在一些实施例中，所述支撑板具有并入于其中的用于流体供应和流体排放的孔。在一些实施例中，所述支撑板具有附接在其上面的一连串膜。在一些实施例中，使用粘合剂将所述膜连接至所述支撑板。在一些实施例中，使用模板或丝网材料来施加粘合剂，所述材料还使用粘合剂来印刷边缘密封件、用于固持和分布所述膜的支撑点以及用于减慢所述吸湿剂流率的出口通道。在一些实施例中，所述边缘密封件、用于固持和分布所述膜的支撑点和用于减慢所述吸湿剂流率的出口通道以及其它特征在热成型工艺期间集成至所述支撑板中。在一些实施例中，所述热成型支撑板还含有所述支撑点内部的一连串特征，所述特征被引导远离所述膜，使得可以消除菱形水网并且使得避免所述支撑点上的冷凝。在一些实施例中，使用射出成型工艺来制造所述支撑板。在一些实施例中，所述射出成型支撑板还含有所述支撑点内部的一连串特征，所述特征被引导远离所述膜，使得可以消除菱形水网并且使得避免所述支撑点上的冷凝。在一些实施例中，使用双壁热成型工艺或其它合适的制造工艺来制造所述支撑板。
在一些实施例中，所述热成型扰流器具有相对于所述气流以一角度倾斜的壁。在一些实施例中，所述扰流器的壁相对于所述气流以对角交替地倾斜。在一些实施例中，所述扰流器的壁沿着下游方向变小。在一些实施例中，所述扰流器具有含有壁的辅助结构，所述壁以使得增强所述气流中的旋转的方式将气流从主要壁结构朝相反方向往回引导。在一些实施例中，主要壁与辅助壁的组合导致沿着空气通道向下的对转气流。
还提供了方法和系统，其中热成型板的背面接收来自(例如)涂胶机器人的粘合线。在一些实施例中，所述粘合线形成液体供应或排放通道。在一些实施例中，所述液体供应或排放通道以使得在关闭液体泵时可以使流体容易地从所述供应或排放通道排出的方式而整形。在一些实施例中，形成粘合线以产生用于在大体垂直方向上的液体流的区域。在一些实施例中，通过一连串较小的点或线来增补所述粘合线，以将所述热成型板中的两者结合在一起以及确保所述液体在所述热成型板的背面上的均一分布。在一些实施例中，形成粘合线以产生用于在大体水平方向上的液体流的区域。在一些实施例中，形成粘合线以产生用于按照交替的垂直向上与向下流动样式的液体流的区域。在一些实施例中，产生向上与向下通道的线未一直延伸至边缘，以便让水从通道结构排出和让空气从通道结构逸出。在一些实施例中，存在用于水通道的两个供应口和两个排放口，并且存在通过胶合通道产生的上下水通道的两个部分，同时维持让水从通道结构排出和让空气从通道结构逸出的能力。
提供系统和方法，其中通过将两个板热结合在一起而连接在之前的章节中描述的支撑板组合件，由此形成一级空气通道。在一些实施例中，通过在所述支撑板的背面上使用粘合线来形成次级空气通道。在一些实施例中，所述一级空气通道是采取垂直取向，而所述次级空气通道采取水平取向。在一些实施例中，所述一级空气通道的气流暴露于任选的膜后面的水或液体吸湿剂下。在一些实施例中，所述次级空气通道是在表面上没有液体的干通道，如果所述一级空气通道使用水，那么由此产生间接蒸发冷却系统。在一些实施例中，所述次级空气通道是湿通道，其中在所述次级通道的表面上在芯吸材料(例如，由尼龙或人造丝材料制成的植绒)中提供水或海水作为次级液体。在一些实施例中，此类通道冷却所述一级通道，并且所述一级通道含有吸湿剂以对所述一级气流进行冷却和除湿。在一些实施例中，所述次级空气通道使用粘合线来容纳和引导所述次级液体。在一些实施例中，还通过在所述次级通道中使用粘合线来实现空气引导特征。
提供系统和方法，其中通过将两个板热结合在一起而连接在之前的章节中描述的支撑板组合件，由此形成一级空气通道。在一些实施例中，将干的、相对较暖的空气引导通过所述一级空气通道。在一些实施例中，所述一级空气通道是在所述板的背面上并且是其壁上没有液体的干通道。在一些实施例中，所述次级通道是在所述板的正面上并且接收所述一级空气的一部分，所述一部分一级空气是以对流引导至所述一级气流。在一些实施例中，所述次级气流被引导经过膜区域，水或海水在所述膜区域后面流动。在一些实施例中，所述次级气流对所述一级空气通道产生强的冷却效果，从而导致冷且干的离开的一级气流。在一些实施例中，所述次级离开气流相对较暖且非常湿。在一些实施例中，用于所述一级空气通道的粘合线以使得产生所述空气通道的边缘密封件的方式来延伸。
提供系统和方法，其中通过将两个板热结合在一起而连接先前描述的支撑板组合件，由此形成一级空气通道。在一些实施例中，所述板具有为两种液体和两种气流所作的准备。在一些实施例中，将干的、相对较暖的空气引导通过一级空气通道。在一些实施例中，所述一级空气通道是在所述板的正面上并且是其壁上有第一液体的湿通道。在一些实施例中，所述第一液体是液体吸湿剂。在一些实施例中，次级通道形成于所述板的背面上并且接收次级气流。在一些实施例中，所述次级气流被引导经过湿区域，所述湿区域有水或海水流过它，从而构成了第二液体。在一些实施例中，经过所述第二液体的所述次级气流对所述一级空气通道产生冷却效果，从而导致冷且干的离开的一级气流。在一些实施例中，所述次级离开气流相对较暖且湿。在一些实施例中，用于所述次级空气通道的粘合线以使得产生所述空气通道的边缘密封件的方式来延伸。在一些实施例中，首先将所述次级通道中的气流从基本上垂直的取向引导成与所述一级空气通道中的流相反的水平流。随后偏转所述流以再次变成垂直的以便变成排气流。在一些实施例中，通过粘合通道将所述第一液体引导至所述支撑板的正面。在一些实施例中，通过粘合通道引导所述第二液体以在所述支撑板的背面上形成湿表面。在一些实施例中，可以在一级和/或次级空气通道中增添扰流板。在一些实施例中，通过使用粘合线或支撑板的热成型部件来增添特征以确保沿着所述一级和次级空气通道的均匀且均一的气流分布。
提供系统和方法，其中先前描述的支撑板组合件是通过两个不同的级来形成并且通过将两个板热结合在一起而连接，由此形成一级空气通道。在一些实施例中，所述板具有为两个级所作的准备，每一级容纳两种液体和两种气流。在一些实施例中，第一级接收所述一级通道中的相对较暖的、湿的气流。在一些实施例中，第一级含有在向所述一级空气通道暴露的微孔膜后面的吸湿剂。在一些实施例中，所述第一级的背面含有具有次级气流的蒸发通道。在一些实施例中，所述第一级的背面含有具有传热流体的液体通道。在一些实施例中，所述次级气流与所述一级通道中的气流成对流。在一些实施例中，所述传热流体与所述一级通道中的气流成对流。在一些实施例中，将一级通道中的来自第一级的经处理空气引导至第二级，所述第二级含有非微孔膜，液体吸湿剂在所述膜后面流动。在一些实施例中，所述第二级对一级通道中的空气和非微孔膜后面的吸湿剂提供间接蒸发冷却。在一些实施例中，所述第二级的背面含有具有次级气流的蒸发通道。在一些实施例中，所述第二级的背面含有具有传热流体的液体通道。在一些实施例中，所述次级气流与所述一级通道中的气流成对流。在一些实施例中，所述第二级的背面中的传热流体与所述第二级中的一级通道中的气流成对流。在一些实施例中，将离开所述第二级的空气中的一些引导向所述第二级的背面上的次级空气通道。在一些实施例中，所述第二级含有为两种液体和两种气流所作的准备。在一些实施例中，所述第二级中的第一液体是液体吸湿剂并且被引导到向一级空气通道暴露的非微孔膜后面。所述非微孔膜提供对液体吸湿剂的显著冷却，但是无法进行任何质量交换。在一些实施例中，所述第二液体是水或海水并且被引导至所述板的背面，在板的背面处产生用于次级气流的湿通道。在一些实施例中，所述第二级中的次级通道产生显著的冷却效果，因此在所述第二级中冷却液体吸湿剂与一级空气通道。在一些实施例中，所述第二级的次级通道中的气流通过粘合线偏转而均一地流动。在一些实施例中，所述第二级的次级通道中的气流通过粘合线偏转而变成排气流。在一些实施例中，在所述第二级的底部处收集来自所述第二级的液体吸湿剂和过量的水并将它们作为输入引导至第一级。由于液体吸湿剂与过量的水相对较冷，因此第一级将更有效地起作用，并且液体吸湿剂可以在较低浓度下操作。在一些实施例中，首先将液体吸湿剂提供至第二级、在无孔膜或薄层后面，因此吸湿剂得到显著冷却并且接着将冷的吸湿剂引导至第一级，在第一级处，所述吸湿剂被引导到有孔膜后面并且对气流进行除湿和冷却。在一些实施例中，首先将水引导至第一级的背面，并且还没蒸发的过量的水收集在第一级的底部处并接着被引导至第二级的背面，在所述背面处，第二蒸发步骤发生。
提供方法和系统，其中两种液体通过一连串平行的热成型塑料板来在它们之间交换热量。在一些实施例中，所述流体是腐蚀性流体。在一些实施例中，所述流体充当吸湿剂。在一些实施例中，所述吸湿剂含有LiCl、CaCl2、Ca(NO3)2、LiBr和水或其它卤盐溶液。在一些实施例中，一种液体是热的，而另一种液体是冷的。在一些实施例中，平行的板结构包括具有粘合边缘密封件的板。在一些实施例中，塑料材料是(回收利用的)聚对苯二甲酸乙二酯((R)PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、(高抗冲)聚苯乙烯((HI)PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)或其它合适塑料。在一些实施例中，所述板是以使得提供第一液体通道的方式来热成型，其中所述第一通道中具有液体供应密封件和边缘密封件以及扰流特征。在一些实施例中，所述第二液体通道含有网片材料以使液体流在第二通道中均匀地分布。在一些实施例中，所述第二通道含有形成边缘密封件的粘合线以及形成液体供应密封件和/或液体分布特征的粘合线。
提供方法和系统，其中两种液体通过一连串平行的热成型塑料板来在它们之间交换热量。在一些实施例中，在单个热成型板中形成两个液体通道。在一些实施例中，所述热成型板含有彼此为镜像的形式，使得当板在中间折叠时，相对的特征会合并且相对特征中的一些可以热结合或粘附在一起以形成液体通道。在一些实施例中，如此形成的液体通道含有边缘密封件、用于第二通道中的液体的密封件以及打算用于增强传热和促进液体均一性的扰流或分布特征。在一些实施例中，通过一组粘合线在第一通道的折叠板的顶部形成第二通道。在一些实施例中，如此形成的粘合液体通道含有边缘密封件、用于第一通道中的液体的密封件以及打算用于增强传热和促进液体均一性的扰流或分布特征。在一些实施例中，如此形成的板对中的几个堆叠在一起而形成完整的换热器。
提供方法和系统，其中基础热成型板材料具备低熔点塑料(例如聚乙烯)的盖层。在一些实施例中，通过施加热而将所述盖层粘附至所述膜。在一些实施例中，将盖层施加至基底热成型材料，并且随后对盖层应用电晕、等离子、机械或化学处理以增强盖层上面的液体分布。在一些实施例中，还对基底热成型材料的背面进行电晕等离子、机械或化学处理以增强其它材料(例如粘合密封件)的粘合。在一些实施例中，热成型材料的背面具备植绒或芯吸材料以增强流体分布和蒸发。
对应用的描述决不意欲将本公开限于这些应用。可以想象出许多构造变化以将上文提到的各自具有自己的优点和缺点的各种元件进行组合。本公开决不限于此类元件的特定集合或组合。
附图说明
图1A和图1B(统称为图1)描绘了三向膜板构造。
图2A和图2B(统称为图2)示出了热成型三向膜板构造，其中水或传热流体通道是由热成型组件形成。
图3示出了三流体热成型板结构，其中空气和吸湿剂通道形成于所述板中并且气流被引导成垂直的。
图4示出了三流体热成型板结构，其中空气和吸湿剂通道形成于所述板中并且气流被引导成水平的。
图5示出了图3和图4的右上角的细节，展示了被设计成确保板上面的均一吸湿剂流的特征。
图6示出了在图3和图4所示的热成型板的背面上的特征和组件。
图7示出了三流体膜模块中的第一两板对，其中每一两板对含有图3所示的板中的两个并且其中所述两个板结合在一起以形成空气通道。
图8A示出了在图6所示的板的背面上引导传热流体的替代方法，其中所述传热流体流动方向是基本上垂直的并且是从板的底部到顶部。
图8B示出了在图6所示的板的背面上引导传热流体的替代方法，其中所述传热流体流动方向是基本上水平的并且是从板的右边到左边。
图9A示出了在图6所示的板的背面上引导传热流体的替代方法，其中流体或者是沿着板的背面上下地并且一般是以对流方式引导至存在于板的相对侧上的气流。
图9B示出了在图6所示的板的背面上引导传热流体的替代方法，其中流体是从两个供应口提供并被引导至两个排放口并且一般是在与板的相对侧上存在的气流相反的方向上流动，同时维持移除截留在板中的空气的能力和在水流被挡住时自我排放的能力。
图10A示出了既定用于两流体或三流体膜模块的空气通道中来增强空气通道中的热和质量传递的热成型空气扰流器结构。
图10B示出了图10A所示的空气扰流器结构的细节。
图11示出了替代空气扰流器结构，所述结构包括挤出塑料或金属网片。
图12示出了图7所示的整个三流体路径膜模块两板对结构的分解图，其中一种流体是空气，另一种流体是在薄膜后面的液体吸湿剂或水以及第三流体是传热流体，并且所述空气与传热流体是在垂直、对流的方向上。
图13A示出了替代三流体路径膜模块两板对结构的分解图，其中一种流体是空气，另一种流体是在薄膜后面的液体吸湿剂或水以及第三流体是在相对于另一气流的错流方向上的加湿的清扫气流。
图13B示出了图13A所示的板301的底部部分的横截面图。
图13C示出了图13B所示的板301的板/膜区域的特写截面图。
图13D示出了图13A所示的板301中的两者的组合件的横截面图。
图13E示出了图13D所示的板组合件的特写横截面图并且示出了可能发生冷凝之处。
图13F示出了图13E所示的被设计成使用热成型部件来防止冷凝的替代实施例。
图13G示出了图13E所示的也被设计成使用射出成型的核心来防止冷凝的另一实施例。
图14示出了替代三流体路径膜模块两板对结构的分解图，其中一种流体是次级气流，另一种流体是在薄膜后面的液体吸湿剂或(海)水以及第三流体是在相对于另一气流的错流方向上的一级干气流。
图15示出了替代三流体路径膜模块的正面方面，其中一种流体是一级气流，另一种流体是在薄膜后面的液体吸湿剂或(海)水以及第三流体是暴露于液体吸湿剂或(海)水下在相对于一级气流的对流方向上的次级气流。
图16示出了图15所示的板结构的背面方面，示出了一级空气通道和吸湿剂或(海)水分布和收集系统。
图17A示出了四流体路径膜模块板结构的正面方面，其中一级气流暴露于薄膜后面的液体吸湿剂或(海)水下并且其中第二液体(吸湿剂或(海)水)暴露于在板的背面上并且与一级气流成对流的次级气流下。
图17B示出了图17A所示的板结构的同一正面方面，其中移除了空气扰流结构。
图17C示出了图17A所示的板结构的同一正面方面，其中移除了空气扰流结构和膜。
图17D示出了图17A所示的板结构的背面方面，示出了如何引导次级气流使之与一级气流成对流。
图18A示出了板结构的正面方面，所述板结构利用两个部分来对一级气流进行除湿或冷却。在第一部分中进行冷却和除湿，并且活动部分使用微孔膜，并且在第二部分中主要是使用薄的无孔膜来冷却气流和吸湿剂材料而进行冷却。
图18B示出了图18A所示的板结构的背面方面，所述板结构利用两个部分来冷却所述正面方面。在一个部分中，通过从正面方面吸走一些一级空气来实现冷却，并且在另一部分中，通过利用次级气流来实现冷却。两个气流大部分是与一级气流成对流。
图18C示出了图18A所示的板结构的正面方面，其中吸湿剂路径和蒸发水路径在第二部分中开始并且被带回至所述板的第一部分。
图19示出了用于充当流体(主要是液体)之间的换热器的热成型板结构。
图20A示出了热成型板换热器的替代实施例，其中两个半部形成为单个板。
图20B示出了图20A所示的被折叠成板对结构的板结构。
图21示出了通过使用粘合剂在图20B所示的板结构中形成第二液体通道的情况。
具体实施方式
图1示出了三流体板结构，其中沿着膜表面603将第一流体垂直地引导通过网片1572。在膜603后面将液体吸湿剂引导至薄网片606中，所述薄网片用于设定距离并且使液体吸湿剂分布在支撑板609的表面上。安装支撑板609以与水网片608一起形成水通道。水网片608还用于将水均匀地分布在两个板609之间并且使两个板609保持于均一差值。所述水通道通常相对于大气压保持在负压下，并且水网片用于使板609在所述负压下保持扁平。同样地，吸湿剂通常打算通过网片606来吸水并且因此网片606还用于使吸湿剂通道与支撑板保持于固定的均一距离。在吸湿剂通道和水通道中相对于大气压具有负压的额外好处是在膜603或密封件1302中发生的任何泄漏将导致空气进入吸湿剂或水中，而不是吸湿剂或水从板结构漏出。这使所述系统对于液体漏失来说天生就是安全的。
图2示出了替代实施例，其中支撑板1581、水通道网片1582和吸湿剂网片1583已(热)成型至支撑板结构自身中。两个板1581可以热结合在一起以形成膜板结构，并且多个膜板结构可以与密封结构接合成膜模块。虽然可以使所述结构起作用，但是替代实施例将对空气通道结构而不是水通道结构热成型。这种方法有三个主要优点：第一，对空气通道结构热成型允许显著地减少水封的数目(如稍后将进行说明)，因为每一水封可以形成至支撑板中。第二，膜附接更容易并且膜可以保持扁平而不是必须顺应图2中所示的较深凹槽。第三，水通道(例如水网片)的其余部件仍可以在需要时以热成型方式形成，并且如将论证的，板可以与许多不同流动结构组装。
图3示出了热成型的三流体板结构的正面方面，其中进入气流309采取基本上垂直的取向。所成型的板301含有用于空气和水分布的特征，其中一些特征将在稍后的图式中示出。所成型的板通常由普通的塑料材料制造，像(回收利用的)聚对苯二甲酸乙二酯((R)PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、(高抗冲)聚苯乙烯((HI)PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)或其它合适塑料。可以用粘合层覆盖塑料材料以帮助粘合其它组件或使用植绒涂层或其它亲水性涂层来帮助将液体分布在表面上面。植绒涂层通常由亲水性材料(例如尼龙或人造丝切短纤维)制成并且容易地施加至板材料。
液体吸湿剂供应口302(使用粘合通道，所述粘合通道将示出于图6中)用于将液体吸湿剂(或其它液体，例如水或海水)引导向头部区。接着将液体吸湿剂引导至分布区，所述分布区确保吸湿剂均匀地分布在板301上。活动区包括小点308，所述小点使用粘合剂制成或正好形成至板中并且热结合或超声焊接至任选膜。点308用于使膜保持扁平并且还继续分布吸湿剂，从而确保吸湿剂的均匀的、慢的垂直掉落。所述点的直径通常是约2mm至3mm，并且间隔开7mm至8mm，使得小于10％至15％的活动区域被所述胶合点占用。当然，希望使所述点保持为最少数目以确保最大的活动区域。掉落的吸湿剂膜最终到达含有许多出口狭槽307的收集区，所述收集区将液体吸湿剂带至一组排放口306。在表面上不使用膜而依赖于植绒材料来进行分布将是可能的。所述膜可以是可透过气体分子的微孔膜，例如由CelgardLLC,13800SouthLakesDrive,Charlotte,SC28273制成的CelgardEZ9020膜。然而，例如将示出于图18A和图18B中，如果可察觉的唯一接触是所要的，那么所述膜也可以是无孔膜，例如一张薄塑料。
进入空气309暴露于在点308之间流动的吸湿剂的层下并且是加湿的且暖的或除湿的且冷的，如通过吸湿剂温度和浓度来确定。离开的空气310已达到某一平衡水平，其中液体吸湿剂通常采取接近于吸湿剂的温度的温度以及匹配吸湿剂浓度的相对湿度。
气流309通过成型脊状物304约束在侧面上，所述脊状物用于形成通道。脊状物304设定所述通道的边缘，在如将示出于图7中，板301中的两者安装在一起时，脊状物的高度(通常是1mm至3mm)设定空气通道的高度的一半。将用于次级流体(例如传热流体)的一组供应口305和排放口303增添至板301以提供用于吸湿剂的热汇或源。如果流入气流是热且湿的，那么板301的表面上的吸湿膜将吸收大量的可察觉和潜在的热，如将示出于图6中，所述热接着是通过所述板在板结构的背面上的传热流体中来进行导热。当然，也可以使流入气流自下而上流动，在所述情况中供应口305和排放口303的功能也是颠倒的以在气流309与板的背面上的传热流体之间维持对流。因为膜非常薄，所以除了在垂直方向上通过重力使吸湿剂流动之外，一般不可以使吸湿剂流动。但是，由于吸湿剂质量流量的量可能明显低于气流309或板的背面上的传热流体质量流量的量，因此没有形成完美对流对热和质量交换的影响相对较小。
图4接着示出了图3所示的三流体热成型板的修改版本，其中已修改热成型模具，使得通过移除图3中的侧壁304的一部分而使进入气流403为基本上水平的。必须增添壁402的两个小部分以界定水平空气通道。可以通过在模具中使用一对嵌件来在与图3中的板301相同的热成型模具中制造板401。在空气处理系统中，水平气流常常是所要的，因为它更容易地封装在空气调节系统中。
图5示出了图3所示的热成型板的右上角的特写视图。吸湿剂供应口302被突出部508环绕，所述突出部形成吸湿剂供应通道的一部分。类似地，传热流体排放孔303被突出部509环绕，所述突出部形成传热流体供应通道的一部分。突出部508和509以及空气通道304的边缘高出板301的表面约1.5mm至2.0mm。在面板的背面上(所述背面将示出于图6中)，通道允许吸湿剂从供应口302流动至小的出口孔504。这些出口孔的直径为小的，为约1mm至2mm，并且间隔开约20mm至30mm以确保面板上的均一吸湿剂分布。然而，在所要的低流率下，吸湿剂倾向于从最接近于供应口302的孔504离开并且不会分布至板中间附近的孔504。因此，形成吸湿剂出口通道505，其中吸湿剂首先从孔504流出。这些通道是约1mm至2mm宽并且约0.25mm高(热成型特征501、502、503、504和506的高度全都一样，为约0.25mm)并且对离开孔504的吸湿剂起到小流阻的作用。此流阻增加使图6所示的通道610中的吸湿剂变成稍加压的(理想为约500帕至2,000帕)，这又确保所有孔504得到相同量的吸湿剂流。此外，通道610中的较高压力还确保膜模块中的其它板得到恰当量的吸湿剂流，并且实现均一的吸湿剂分布。
在吸湿剂离开通道505时，吸湿剂流入障碍物506中，所述障碍物将吸湿剂流分裂成两部分。线与点图案503的一部分确保吸湿剂向上更远地分裂并且最终均一地流过活动区域和点308。然而，由分布区特征产生的流阻致使吸湿剂试图往回退到非活动区507中。这是非所要的，因为非活动区域通常不是冷的，并且因此吸湿剂可以快速地变暖。阻挡线502防止吸湿剂进入非活动区507。一些额外点508确保任何膜在非活动区上保持扁平。
主要吸湿剂密封件501是膜可以借助于热结合、粘合结合或微波、超声波或其它结合方法来附接之处。主要密封件501是连续的并且围绕整个吸湿剂区，从而确保没有吸湿剂可以漏出至气流309中。
图6示出了图3所示的板301的背面。吸湿剂供应口302是液体吸湿剂将进入供应通道610之处。可以通过若干种方法来形成供应通道601的边缘，但是一种方便的方法是使用涂胶机器人系统用粘合剂(例如3M550或5200聚氨酯)来形成所述边缘。如图3和图4中所示，吸湿剂经由孔504流出至板的相对侧(正面)。粘合机器人的使用允许供应通道的底部608以在停止供应吸湿剂时吸湿剂从面板自动排放的方式来形成。在板的底部处，吸湿剂从正面经由孔307排放至排放通道611中。排放通道611还可以像供应通道那样使用粘合剂来形成，并且像供应通道那样，密封边缘606在底部609中可以是倾斜的以在流停止时让吸湿剂自动地排出。吸湿剂将最终从口306排出。
图6中也示出了传热流体通道612。传热流体通道612的边缘602由与吸湿剂通道610和611相同的粘合剂形成并且在底部607处也可以是倾斜的以便排放传热流体。流体经由口305进入，并且通过一些入口障碍物605来确保均一性，所述障碍物可以由短的粘合线或点形成以产生少量的压力降。使用如图1中的水网片603来间隔开各种板301并且确保均一的流体分布。粘合点604确保在施加正流体压力的情况中存在板结构的一定程度的结构完整性(在常规操作中，流体压力相对于大气压最好保持为负的，但是在启动或待命期间，压力可以是正的)。传热流体在通道612中向上流动并且最终经由排放孔303离开。
图7示出了将板301中的两者组合的两板结构。空气通道边缘304热结合或粘合结合至彼此，由此形成空气通道701，并且空气702可以进入两个板301之间的空间。如果膜用在板301上，那么将会在将两个板301结合在一起之前施加那些膜。突出部508和509还与空气通道边缘304(未示出于该图中)同时结合在一起，由此形成传热和吸湿剂通道的短部分。随后施加粘合线601和602。放置胶合点604(接着放置水网片603，但所述水网片未示出于该图中)。在粘合剂仍未固化时可以将下一个两板结构放置在粘合线上，由此形成膜板301的连续堆叠。
通过重复图7所示的结构多次，可以制造出包括许多空气通道、吸湿剂通道和传热流体通道的膜模块。
图8A示出了如何可以通过放置一些入口障碍物605、水网片(未图示)和粘合点604来引导传热流体来确保均一的流体分布。引导在801处进入的流体使之均一地向上流动并且经由出口位置802排放。
图8B是将会用在图4所示的面板401的背面上的粘合剂的图案。传热流体现在打算基本上在水平方向上流动。传热流体在位置803处进入并且碰到粘合障碍物805。此外，对水网片(未图示)和粘合点604进行定位以确保均一的流体分布。流体在位置804处离开。
图9A示出了在板401的背面上制造流体通道的替代方法。流体在904处进入并且通过障碍物902而首先基本上向上903引导。流在下一个通道中基本上向下流动并且保持交替向上与向下，直到到达出口908为止。主要密封件901确保传热流体保持被围堵。在下部障碍物902的底部处的窄开口905与倾斜的下部部分907结合来确保传热流体可以容易地从通道排出。类似地，在上部通道的顶部906处的窄开口确保在用传热流体填充板结构时空气将不会截留在通道中。
图9B示出了在与相对侧上的气流大体上相反的方向上引导在板401的背面上的水流的替代方法。传热流体同时在口951和952处进入。相较于如图9A中所示的单个较大的供应管线，这通常是更好的。接着将传热流体引导向板的中间，其中较大的口允许传热流体再次流向顶部和底部。此交替的向上与向下流动样式使每一流动路径的通道长度缩减并且因此需要较小的泵功率。此外，如图9A中所示，所述设计可以实施有空气散逸开口906和小排放开口905。这些开口可以复制在具有空气散逸通道956和排放通道955的板的中心中。此外，为了在顶部通道的最末部分中防止流体凹窝，可以容易地增添排水道957。传热流体最终是在排水道958和959处离开。这种构造允许实现与图8A中针对垂直流体流动路径示出的相同的流体连接。
图10A示出了空气扰流器板，所述板是在热成型工艺或射出成型工艺中形成。主要边缘结构1001被设定大小，使得它具有与图7所示的空气通道701的高度和宽度相同的尺寸。将小型扰流器1002排列整齐，使得空气流与吸湿剂流之间的热和质量传递最大化，同时最小化所得压力降。
图10B示出了图10A所示的空气扰流器的截面的特写视图。塑料材料1003和1004的小条带将扰流器1002连接在一起。每一扰流器具有小的扁平截面1005，所述截面确保扰流器保持在位并且无法靠着膜振动，其中靠着模振动可能会潜在地损坏所述膜。此外，每一扰流器的高度H被设定为等于图7所示的气隙701。扰流器之间的距离W通常被选为高度H的两倍。
图11示出了替代的空气扰流器1101，所述扰流器是使用挤出模来制造并且通常可购自各种制造商，例如由IndustrialNetting,7681SetzlerPkwyN.Minneapolis,MN55445,USA制造的黑色聚丙烯OB1200网片。水平塑料股束1102和垂直股束1103起作用以产生湍流效应，这增强了通道中的热和质量传递并且这样做非常划算。
图12示出了如迄今已论述的完整两板结构的“分解”图。第一热成型板301附接有膜1201，已移除所述膜的拐角以示出板301的左上角。将垂直气流1202向下引导经过膜1201的表面。接着将空气扰流器1001粘合或优选是热结合至空气通道边缘304。接着同时将第二板301结合至空气扰流器1001。涂胶机器人接着施加吸湿剂线601和606与水通道线602、粘合点604和障碍物605。如较早前所论述，可以增添水网片603，或水网片特征可以集成至板301的背面。
图13A示出了两板结构的替代构造，其中扰流器1001被扰流器1101替代，并且传热流体通道612被次级气流1306替代。次级气流可以用于提供对通过板301的一级气流的间接蒸发冷却。在图13A的实施方案中，次级气流相对于一级气流基本上成错流。次级气流通过打算用于确保表面1303上的均一气流的障碍物1304进入板301的背面。(蒸发)水进口通道1301现在被设计成对芯吸材料1302提供润湿，所述芯吸材料又将水提供至湿表面1303从而提供至板301的背面。所述芯吸材料可以是使水均匀地分布的任何方便的材料，例如棉或人造丝材料。湿表面1303优选为植绒表面或类似的均匀地铺展的材料以确保均匀的水分布。在表面1303上未蒸发的任何水通过收集器1305收集并被排出以便进行可能再用或丢弃。在空气1306中实现的蒸发冷却仅能够达到气流1306的湿球温度，这表示气流1202仅可以冷却至所述相同的温度。如我们所见，可能需要增添次级冷却级。
图13B示出了图13A所示的板301的横截面图。如之前所论述，膜1201附接至点308。再次示出了在板的背面上的分别用于水或吸湿剂的排放口305和306与粘合密封件606。
图13C示出了膜1201和点308区域的特写横截面图。膜1201可以通过方便的粘合剂(例如热熔胶、聚氨酯或硅酮胶)来粘合结合至点308的顶部。然而，还希望没有粘合剂，因为一些粘合剂可能会难以粘到膜上或者可能会由于粘合剂中存在溶剂而损坏膜。替代的制造方法工作如下：基底支撑板1308可以使用常规方法来热成型，但已含有通常由聚乙烯、丙烯酸或ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯)制成的极薄的粘附的“盖”层1307。现在可以将盖层热结合至膜：施加少量的热，这使盖层熔化，从而导致膜与盖层/基底材料结构之间的强结合。然而，盖层材料的表面能通常较低，从而使材料具有相当好的疏水性并且在点308之间导致不良吸湿剂分布。表面1311的电晕处理使表面能增加并且导致好得多的吸湿剂均一性。相反地，也可以像在表面1310上那样对板301的背面1303进行电晕处理。这在粘合密封件606不易于结合至基底材料1308时是有用的，并且还将增强液体分布。或者，如果背面1303打算用于蒸发水，那么可以采用芯吸表面，例如尼龙或人造丝植绒表面1309。
图13D示出了图13A所示的板301中的两者的组合件的部分，其中如较早前所描述，形成液体吸湿剂排放通道的粘合密封边缘606和粘合点604以将两个板301相连接。如较早前所示，已形成板301来接受膜1201，所述膜由点308固持。
图13E示出了图13D所示的结构的放大截面图。基底材料1308连接至膜1201。如较早前所论述，其中液体吸湿剂在基底材料1308与膜1201之间流动的区域1312围绕点308形成。然而，取决于粘合点604的位置，冷凝1314可以形成在膜表面上。如果传热流体是在由图中的标签1313指示的热成型点后面流动，那么在气流中的湿度较高并且吸湿剂浓度较低时较冷的传热流体可能会在膜表面上导致冷凝。在粘合点604与点308对齐的位置中，冷凝的开始发生在低得多的温度下。为了帮助防止冷凝，可以将粘合点604放置在每一热成型点308后面，但实际上，这难以用粘合机器人来完成，因为有大量的点(每个板上几千个)。除非吸湿剂非常稀，否则冷凝通常将不会发生在膜自身上。如将示出于图13F和图13G中，若干其它解决方案是可能的。
图13F示出了用于对图13E所示的点308热成型的替代方法。向后形成点的中心1315以产生接触相对侧1316的支撑结构。这种方法的优点是可以最大程度地消除粘合点604。图6所示的网片612还被结构1315和1316取代并且因此也被消除。此外，在点后面缺少液体传热流体导致较暖的表面并且因此导致较低的冷凝风险。
图13G示出了使用射出成型结构1317的另一解决方案，所述结构具有模制支撑件1318，由此形成用于传热流体的通道1319。塑料的较低导热性导致在与膜的接触点下面的较暖的膜区域并且因此较少有机会发生冷凝。
图14现在示出图12和图13A所示的板结构的不同构造，其中已完全消除传热通道612或间接蒸发通道1303。这表示板1401是板301的修改版本，其中已全部移除与第二液体相关联的口和突出部。吸湿剂供应口1403和排放口1403为仍需要的仅有的口。空气通道边缘突出部1402相对于图3所示的成型脊状物304基本上不变。板1405的背面现在变成非常简单，并且所需要的仅有的粘合线是用于吸湿剂分布601和排水606的线。气流1406现在可以被视为一级气流，而气流1202现在可以被视为次级气流。通过口1403分布的液体现在可以是海水或废水，并且任选的膜1201现在用于防止盐离开海水，这当然会降低来自所述海水的盐颗粒的腐蚀和残留的风险。图14所示的系统实际上变成具有保护蒸发液体(海水)的膜的间接错流蒸发器。
图15示出了用于转换错流气流取向的方法，错流气流取向比对流气流取向效率低。如Kozubal的图18和图19(US2013/0340449)中所描述，对气流除湿有时是有益的，同时在第一级中最小化其温度上升，并且接着在第二级中使用间接蒸发器来进一步冷却此类气流并吸走一些干空气以允许间接蒸发器实现低得多的最终气温。沿着与图14所示的板类似的热成型板的背面引导一级气流2002。在空气2003在背面通道处离开时，少量的空气2004(通常不多于25％至30％)被吸走并且沿着板的正面引导，在板的正面处所述空气最终作为排气流2005离开。板2001具有使气流偏转向旁边的热成型障碍物2007，并且出口障碍物2006是以使得穿过活动区的气流是均一的方式来形成。液体供应口302现在可以像之前那样使用来使水或海水流从活动区上面通过，所述活动区可以任选地被膜覆盖。排放口306像之前在图14中那样起作用。图15所示的结构形成了错流间接蒸发冷却器。
图16示出了图15所示的背面通道，其中可以通过一些任选的进入口2103沿着背面2101引导流入气流2002。使用任选出口2104来确保均一的气流样式，并且如上文所论述，流出气流2003可以被部分地吸至面板的正面。围绕供应口302的粘合液体进口通道601像之前那样通过口504将液体引导至板的正面。然而，可以增添额外粘合线2105以用于容纳气流2002。同样地，围绕排放口306和307的排放通道606具有延伸的粘合线2102以容纳气流2002。
图17A示出了如何可以将额外液体增添至图16所示的结构以及如何可以修改板结构2201以使用完全单独的次级气流而不是从背面吸走一些空气。在到达空气扰流器网片2205下面的活动区2207之前，将气流2202引导越过短的非活动区域。像之前在图3所示的口302和303一样，双供应口2203形成至板中。然而，由于流率将不同，因此口的大小可能与图3不同。类似地，可以像图3所示的口305和306那样形成排放口2206。现在已在活动区中处理离开的空气2204。
图17B示出了图17A所示的相同的板，但移除了空气网片2205。活动区2207可以被膜2208覆盖。
图17C示出了由热成型工艺生产出来时的板结构2201，没有任何额外组件。像之前在图3中那样，板结构2201容纳与在图3和图5下论述的吸湿剂头部区、分布区、活动区和收集区域相关联的所有特征2209。
图17D示出了如何可以通过涂胶机器人来形成板2201的背面通道。流入气流2210通过障碍物2211经由任选的空气扰流器2217偏转成水平流2218并且接着通过出口障碍物2213引导至排气流2219中。与较早前的图类似，形成吸湿剂供应通道2212和吸湿剂排放通道2213以将液体引导至面板的正面。使用水供应通道2215和芯吸材料2220来产生湿表面2221。任何过量的水都将排放至收集通道2216中。在次级气流在水平截面中横过时，次级气流现在从湿表面拾取水分并进行冷却。这对板材料2201产生冷却效果，所述冷却效果接着传导至板的正面，在板的正面处，如从图中可见，一级气流也以对流安排来进行冷却。
图18A示出了将两个活动区域组合的板结构2301。Kozubal(US2013/0340449)描述了一种两级工艺，其中所述级是不同的。第一级是错流级，其中一级气流是水平的，吸湿剂是垂直的，并且次级气流也是垂直的。第二级是对流级，其中一级气流在干通道中是水平的，并且次级气流是以使得也是水平的并且与一级气流成对流的方式来从一级气流吸走。此次级气流是湿的并且充当间接蒸发器。然而，Kozubal所描述的系统仍具有两个问题：第一级仍是错流级，从而使得它比对流级效率低，并且第一级中的吸湿剂仅冷却至第一级次级气流的湿球温度。由于这个温度通常相对较高，因此吸湿剂浓度需要也是高的以获得恰当的除湿效果。高吸湿剂浓度是非所要的，因为移除过量的水还需要高的再生温度。图18A和图18B所示的结构解决了这两个问题：次级空气通道是以使得第一和第二级都是处于对流的方式来建构，并且液体吸湿剂先在第二级中冷却再在第一级中使用。这允许系统在低得多的吸湿剂浓度下操作，从而导致较低的再生温度。
一级气流2302接着进入空气处理的第一级，其中使用微孔膜2304和空气扰流器2303使气流暴露于膜2304下面的冷吸湿剂下。接着将所得的干冷气流2319引导至第二级，在所述第二级中，第二空气扰流器2309和第二膜(优选为非微孔的)用于显著地冷却气流，从而产生干冷气流2320。干冷气流2320的一部分2321被吸至板的背面并且将在图18B下进行论述。
液体吸湿剂管道2315首先将液体吸湿剂引导至供应口2311，其中液体吸湿剂在非微孔膜2310下面流动。接着经由口2314收集冷的液体吸湿剂并通过管道2316和小型吸湿剂泵(未图示)将冷的液体吸湿剂引导至第一级中的顶部供应管2317和供应口2305。冷吸湿剂现在在微孔膜2304下面沿表面向下流动并且经由口2308收集至排放管2318中。同时，将用于在板的背面上蒸发的水(或海水)引导通过口2306和2312。经由口2307和2313收集过量的水并且可以从系统移除过量的水。
图18B示出了在图18A所示的板2301上的背面通道。次级气流2329从板2301的底部进入并且碰到障碍物2338，所述障碍物使气流偏转通过第一级。所述偏转的气流2335碰到活动区域2336，所述活动区域可以包括如较早前所描述利用植绒的芯吸表面。经由口2306和芯吸材料2332供应用于蒸发的水或海水以使之流过植绒表面2336。通过排水管2333收集任何过量的水并且将所述水引导至排放口2307。通过用于产生均一气流的障碍物2340和障碍物2332来引导流出空气使之变成排气流2337。经由口2305将液体吸湿剂引导至通道2330中并像之前那样引导至板2301的正面。经由排放口2308将所使用的液体吸湿剂收集至排放通道2334中。
图18B所示的第二级将一些空气2321从一级气流2320吸至活动区域2326中，所述活动区域可以包括如较早前所描述利用植绒的芯吸表面。在气流2327流过活动表面时，活动区域2326对气流2327进行冷却并加湿。经由口2312和芯吸材料2324供应用于蒸发的水或海水以使之流过植绒表面2326。通过排水管2325收集任何过量的水并且将所述水引导至排放口2313。通过用于产生均一气流的障碍物2338和障碍物2323来引导流出空气使之变成排气流2339。经由口2311将液体吸湿剂引导至通道2322中并像在第一级中那样引导至板2301的正面。经由排放口2314将冷的液体吸湿剂收集至排放通道2326中。
上文描述的系统因此充当在其中使用冷的液体吸湿剂对一级气流进行冷却和除湿的对流第一级以及在其中产生干冷空气和冷吸湿剂的第二级。干冷空气用于建筑空间，并且冷吸湿剂在第一级中用于提供对一级气流的冷却和干燥。应清楚，在板2301的背面上的第一和或第二蒸发通道还可以被如图6中所示的液体水通道替代。还应清楚，可以增添第三或第四或甚至更多的级以实现吸湿剂的越来越好的分布。人们甚至可以想象出具有分级孔隙率的膜(随着气流沿空气通道进一步向下，孔隙率减小)，其中最敞开/最多孔的区域迎着进入的气流并且最少孔/闭合的区域迎着离开的气流。
图18C更清楚地示出了横穿图18A所示的板的流体路径。在顶部处正好在入口管道2322处引入用于蒸发的水或海水或废水。水如图18B中所示流向板的第二部分的背面并且开始蒸发。未蒸发的过量的水将通过排放管道2323收集并且在供应管道2324处引导至第一部分的顶部。第二蒸发发生在第一部分的背面上，并且通过管道2325收集任何最后的过量的水并将所述水排出。或者，可以在替代供应管道2326处引入水，之后它在第一级的背面处流动并且收集在排水管2325处，之后通过管道2327将它引导至第二状态的顶部。水接着流动通过第二级的背面并且通过管道2328收集并排出。已在图18A下论述吸湿剂的流动。通过如所示将液体吸湿剂和蒸发水安排在两级或多级安排中，可以实现具有比错流安排好的热和质量交换的性能的空气和水/吸湿剂的准对流，并且可以将最冷的吸湿剂施加至进入气流，由此降低所需的吸湿剂浓度。
图19示出了如何还可以使用热成型板来提供液体对液体换热器。第一热成型板3001含有用于容纳第一液体的主要密封特征3002。第一液体经由口3003进入并且被引导越过扰流特征3011。第一液体接着到达排放口3006。第二流体被引导通过口3004并且越过板3007的表面，所述板是热成型板3001的镜像。板3001和3007热结合在一起以形成用于第一液体的单个通道。板3001和3007的背面还可以具有扰流特征(未图示)。或者，可以使用扰流网片3010来分布和搅动第二液体。像之前一样，使用通过施配粘合剂(例如3M550或5200聚氨酯粘合剂)的粘合机器人制作的粘合密封件来形成用于第二流体的密封件3008。使用粘合密封件3009和3012来允许第一流体在不与第二流体混合的情况下传递至下一板对。完整的换热器将包括如图中所描述的多个板对。
图20A示出了用于对液体对液体换热器板进行热成型的替代方法。图19所示的两个镜像板3001和3007可以在单个薄板3101中热成型。如将在图20B中示出，在板折叠时，供应口3102A与3102B以及3106A与3106B将对齐。如将在图20B中示出，在板对折时，围绕供应口3103A和3103B以及3106A和3106B的脊状物也将接触。此外，边缘密封件3105A和3105B在折叠时将接触。扰流器特征3104A和3104B被设计成未完全接触，而是仅小面积地接触，这在扰流运动中将液体驱迫向旁边和上面。
图20B示出了部分折叠的图20A所示的热成型板3101。在完全折叠之后，边缘密封件3105A和3105B、脊状物3103A、3107A、3103B和3107B将接触并且气密地热结合在一起。扰流脊状物3104A和3104B可以是热结合在其中接触是所要的以提供结构强度的区域中的点。
图21现在示出了如何通过围绕第二通道的粘合密封件3201密封图20A和图20B所示的折叠板3101。在出口3106B四周使用粘合密封件3202，并且在口3102B四周使用额外密封件3204。可以使用额外的分布障碍物3203和3205来确保板上的均匀液体流。在口3103B和3107B四周将不需要密封件，因为热结合工艺已完成了这个密封。图21所示的结构现在可以堆叠多次以形成用于低压液体的价格低廉的板式换热器。
如此已描述了若干说明性实施例，将了解，本领域的技术人员将容易想到各种替代、修改和改进。此类替代、修改和改进意欲形成本公开的一部分，并且意欲是在本公开的精神和范围内。虽然本文所呈现的一些实例涉及功能或结构元件的特定组合，但是应理解，那些功能和元件可以根据本公开以其它方式组合以实现相同或不同的目标。明确地说，结合一个实施例进行论述的动作、元件和特征在其它实施例中不意欲被排除在类似或其它角色之外。另外，本文所描述的元件和组件可以进一步分割成额外组件或接合在一起以形成用于执行相同功能的较少组件。因此，前面的描述和附图仅是举例，并且不意欲为限制性的。