两级蒸发冷却设备的制造方法_2

文档序号:8825475阅读:来源:国知局
容的非织造材料可能是一种纺粘材料、熔喷材料、水力缠结(水刺)材料或通过本文中提到的任何其它工艺制成的材料,如共形成、气流成网、湿法成网、机械梳理成网、热粘合、针刺法、化学结合或组合等。纺粘材料的实施例包括聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和尼龙。熔喷材料的实施例包括聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和尼龙。水力缠结材料的实施例包括棉、人造丝或粘胶短纤维、莱赛尔短纤维、聚烯烃短纤维、聚酯短纤维和尼龙短纤维。
[0054]实施例采用了由纤维和细丝制成的非织造材料。一般来说,它们被制造成密度极小的被形容为GSM(每平方米克数)的薄网。密度越小,那么非织造网就越薄。实施例中采用的非织造网的结构由处于不同方向上的三维不均匀纤维/细丝构成。
[0055]非织造网可能由基于疏水和亲水聚合物的纤维和细丝制成。虽说这一观点具有代表性,但是也并不完全是这样,例如,用于制造非织造网的疏水聚合物就是聚烯烃和聚对苯二甲酸乙二醇酯。虽说这一观点具有代表性,但是也并不完全是这样,例如,用于制造非织造网的亲水性聚合物就是棉、人造丝或粘胶纤维等。对适当的多孔、纤维/丝直径、密度(GSM)等条件下的实际应用来说,本实用新型中已创新应用的网中会出现明显的水毛细管作用和毛细作用。本实用新型创新利用了多孔非织造网的多孔性,这种特性可以在因毛细管作用而导致发生毛细作用的情况下使多孔非织造网能够轻易地输送水和其它流体。虽然现有技术告诉我们,亲水材料能够更好地保留水分。但是,对冷却装置来说,这种特性的应用也有一个缺点,即在非织造网由亲水材料制成的情况下,一些水可能会使纤维膨胀并且其它水分会流动到纤维各部位以及纤维上方。由此导致的结果就是使热交换器衬垫失去刚性。虽然现有技术告诉我们,亲水材料能够更好地保留水分。但是,对冷却装置来说,亲水非织造材料会发生膨胀,而我们的目标之一就是保持最薄水膜,以便实现更好的热传递和蒸发效果。由疏水性纤维或细丝制成的多孔低密度非织造网可以通过毛细作用输送水分。水可以沿着疏水聚合物纤维或在其周围和上方流动,但是不能穿过疏水聚合物纤维。多孔非织造网的多孔性和相关毛细作用使得非织造网具有较高亲水性,具体体现在可以具有加湿能力,甚至是可以在纤维或细丝构成的非织造网是由疏水聚合物制成的情况下轻易分散水分。
[0056]因此,本实用新型创新采用了已知具有疏水性的材料,以便根据需要保留水分。本实用新型通过采用疏水材料解决了如相关现有技术中所述的由于采用亲水材料而无法保持热交换器垫刚性的问题。
[0057]疏水性纤维的举例为聚烯烃和聚对苯二甲酸乙二醇酯。由这些疏水性纤维或细丝制成的多孔低密度非织造网可通过毛细作用而变得具有亲水性。
[0058]第一和第二聚合物基质彼此相邻并且它们之间设有多条通道。通道分别与第一聚合物基质的疏水表面和第二聚合物基质的疏水表面相连。在某个实例中,第一和第二聚合物基质以及它们之间的通道共同构成了一种挤压成型的聚合物单元。而且,需要注意的是,除了挤压成型的聚合物单元以外,其它由第一和第二聚合物基质以及它们之间的通道共同构成的其它配置也包含在本实用新型范围内。图10a、1bUOc和1d中对基质疏水表面之间所设通道的一些配置(实施例)进行了介绍。
[0059]两者之间设有多条通道且通道与彼此疏水表面相连以及外表面已被渲染为具有亲水性且表面上设有与表面多处位置相连的非织造材料的两种聚合物基质构成了一个单元。图7a和7b中对一个单元的实施例进行了介绍。如图7b所示,两种基质31之间设有多条通道38。
[0060]需要注意的是,可以按照不同顺序来执行用于生产这种单元的步骤。两种基质之间可以设置多条通道且通道与两个表面(表面自然疏水)相连以及外表面可以被渲染为具有实质亲水性且非织造材料与每个亲水表面上的多个位置相连。同样,基质可以被渲染为具有亲水性并且疏水表面之间设有通道以及这些通道分别与两个表面相连。本实用新型并不局限于这两种方法中的一种方法。
[0061]形成两个或多个单元后,会在两个单元之间设置两条或多条聚合物条并且会把这些聚合物条与每个单元的每个亲水表面(或在等效条件下,与亲水表面上设置的非织造材料)固定在一起。在某个实例中,每个聚合物条与两个相邻单元的每个单元之间都涂有粘合剂,以便把聚合物条和每个单元的疏水表面固定在一起。两者之间设有两个或多个聚合物条的两个单元构成了一个热交换器模块。热交换器模块的实施例详见图9a和%。
[0062]如图9b中所示,两个单元40、41之间设有两个或更多个把两个单元分隔开的聚合物条33,这些聚合物条分别与表面上设有非织造材料32的每个亲水表面固定在一起。图9a,9b中显示的配置与横流热交换器相对应。在横流热交换器中,每个通道38与每个聚合物条33实质上垂直。通过聚合物条分隔开的两个单元40、41构成了一个热交换器模块,聚合物条与每个单元的亲水表面上设置的非织造材料固定在一起。
[0063]多个模块在一起可以组合成一个卡盒,如图9c、9d和9e中所示。而且,可以把多个卡盒组装在一起,以便增加模块化方式的总容量。在模块化方式中,可以把卡盒堆叠在一起或依次排列好(或采用任何其它配置方式)并且与其它卡盒固定(可以采用本实用新型中包含的多种方式来固定模块,如通过粘合剂、外部结构等)在一起,从而形成一种热交换器卡盒。此外,也可以把卡盒堆叠在一起,依次排列好或采用任何其它配置方式并且与其它卡盒固定在一起,从而形成一种热交换器。
[0064]本实用新型的热交换器实施例详见图6a。虽然一个卡盒可以被用作IDEC中的蒸发冷却热交换器,如图6a中所示,但是,也可以把两个卡盒堆叠在一起,把一个放置在另一个的上面,进而保持相同的一次和二次流体流动模式。在卡盒被堆叠在一起的实施例中,两个卡盒可以共享一个蒸发流体分配组件。在另一个实施例中,可以依次肩并肩地排列好卡盒,因此有利于增大模块以及形成一个大的系统。而在再一个实施例中,采用了这种设置方式,即把其中一个卡盒放置在另一个卡盒的下游处,这样一次气流就可以从一个卡盒流动到被放置在下游的另一个卡盒中。需要注意的是,以预定配置方式提供多个模块并把一个模块与多个模块中的另一个模块固定在一起形成了一种提供可伸缩间接蒸发冷却组件的方法。
[0065]图9d中显示的实施例(卡盒)可以按比例放大本实用新型中公开的间接蒸发冷却组件并且也可以按比例放大本实用新型中公开的蒸发冷却装置的间接蒸发冷却组件。两个单元40、41之间设有两个或更多个聚合物条33 (垫片)且聚合物条分别与两个单元40、41相连,这样构成了一个模块。多个模块中的每个模块与其它模块连接在一起,形成了一个卡盒。如上文中所述,虽然一个卡盒可以被用做IDEC中的间接蒸发冷却热交换器,但是多个卡盒也可以用于制作具有不同尺寸规格的IDEC中的一个间接蒸发冷却热交换器。
[0066]运行过程中,系统会把蒸发流体分配给单元所属每个亲水表面的实质上兼容的非织造材料,然后流体会在各单元之间的分隔空间中流动,同时蒸发流体与流体进行热交换,其它流体则流经多个通道中的至少某些通道。其它流体与亲水表面进行热交换。(热量会从非织造材料传递给亲水表面并且也会通过基质传递给疏水表面。)在某个实例中,流体为空气,热交换器可以通过分配有蒸发流体的实质上兼容的非织造材料的蒸发冷却作用而获得湿空气并使干燥空气流经通道,进而进行冷却。因此,在本实例中,热交换器又被称为干燥空气、湿空气(DAMA)热交换器。
[0067]在某个实例中,上文中已对本实用新型中热交换器的实施例进行了介绍,为了实质上把实质上兼容的非织造材料和一种基质的亲水表面固定在一起,在即将于亲水表面固定在一起的非织造材料的多个位置上设置了热塑材料。实质上兼容的非织造材料熔接在亲水表面的多个位置上。
[0068]在不限制本实用新型的范围的某个实施例中,热塑材料为低密度聚乙烯(LDPE)。
[0069]在不限制本实用新型的范围的某个实施例中,每个第一和第二聚合物基质31的厚度至多约为0.12_(或者还有可能就是在0.12_到具有工程公差的可接受范围内)。在某个实例中,非织造材料的密度至多约为30克/每平方米(或者还有可能就是在30克/每平方米到具有工程公差的可接受范围内)。
[0070]在某个实施例中,本实用新型中公开的两级蒸发冷却装置包含本实用新型中公开的一个间接蒸发冷却组件(热交换器)(如上文中所述)以及一个直接蒸发冷却组件,在某个实例中,本实用新型未局限于本实例,包含一个CELDEK?绝热直接蒸发热交换器。在另一个实施例中,同样也不限制本实用新型的范围,直接蒸发冷却组件是一种超声波加湿组件。
[0071]正如上文中公开的那样,对上文中所述的本实用新型中公开的间接蒸发冷却热交换器来说,在运行过程中,系统会把蒸发流体(即,蒸发液体,例如为水)分配给单元所属的每个亲水表面的实质上兼容的非织造材料并且二次流体会在各单元的分隔空间中流动,同时蒸发流体与流体之间会进行热交换。一次流体流经多个通道中的至少某些通道。一次流体与亲水表面之间进行热交换。(热量从非织造材料传递给亲水表面并且经基质传递给疏水表面。)另一种蒸发流体
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