(57)【要約】  間接熱交換器は、２つの空気流路と、空気流路を通して空気を移動させる気流発生器とを有する。流体導管は、それぞれの流路内に冷却領域が配置されるように、前記熱交換器を通過する。分配器は、蒸発性液体を、冷却領域の１つの上に分配するように配置されている。分配器は、ウェットモードおよびドライモードで動作する。コントローラは、第１の流路および第２の流路を通して気流を調整し、分配器の動作を制御する。このようにして、コントローラは、ドライモードで動作する流路を通した気流が、ウェットモードで動作する流路の気流よりも大きくなるように、空気流路を独立して動作させることが可能である。
2021503068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  熱交換器の空気取入口と排気口との間に配置された第１の流路と、
−  前記熱交換器の空気取入口と排気口との間における第２の流路と、
−  流体導管であって、
−  前記第１の流路内に配置された第１の冷却領域と、
−  前記第２の流路内に配置された第２の冷却領域と、
を備えた流体導管と、
−  前記第１および第２の流路を通して空気を移動させるように構成された気流発生器と、
−  少なくとも１つの分配器であって、前記分配器が蒸発性液体を分配するウェットモードと、前記分配器が蒸発性液体を分配しないドライモードと、で動作するように構成され、少なくとも１つの前記分配器が、前記第１および第２の冷却領域の少なくとも１つの上に蒸発性流体を分配するように配置されている、分配器と、
−  前記気流発生器および前記分配器と通信するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記第１の流路と、前記第２の流路とを通して気流を調整するように構成され、
前記コントローラは、少なくとも１つの前記分配器の分配モードを設定するように構成されている、熱交換器。
【請求項２】
前記気流発生器は、前記第１の流路と連通する第１のファンと、第２の流路と連通する第２のファンと、を備え、
前記コントローラは、前記第１および第２のファンのそれぞれのファン速度を調整し、
前記第１のファンのファン速度は、前記第２のファンのファン速度から独立している、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記コントローラと通信し、前記第１および第２の流路の少なくとも１つ内に配置されている気流調整器をさらに備え、
前記気流調整器は、それぞれの前記流路を通過する空気の流れを調整するように構成されている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記気流調整器は、前記第１の流路内に配置された第１のダンパを含み、
前記第１のダンパは、全開位置と、全閉位置と、前記全開と全閉位置との間の複数の中間位置と、に設定されるように構成され、
前記コントローラは、前記第１のダンパの位置を設定するように構成されている、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記気流調整器は、前記第２の流路内に配置された第２のダンパを含み、
前記第２のダンパは、全開位置と、全閉位置と、前記全開位置と全閉位置との間の複数の中間位置と、に設定されるように構成され、
前記コントローラは、前記第２のダンパの位置を設定するように構成されている、請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記気流発生器は、前記第１および第２の流路と連通する単一のファンからなる、請求項５に記載の熱交換器。
【請求項７】
空気を前記第１の流路に引き込む、第１の空気取入口と、空気を前記第２の流路に引き込む、第２の空気取入口と、をさらに備え、
前記気流発生器は、前記第１の空気取入口に配置された少なくとも１つの変調ダンパを含む、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項８】
前記少なくとも１つの分配器は、前記第１の空気流路内に配置され、前記第１の冷却領域上に蒸発性流体を分配する第１の分配器と、前記第２の空気流路内に配置され、前記第２の冷却領域上に蒸発性流体を分配する第２の分配器と、を備え、
前記第１および第２の分配器のそれぞれは、前記分配器が蒸発性流体を分配するウェットモードと、前記分配器が蒸発性流体を分配しないドライモードと、で動作するように構成され、
前記コントローラは、前記第１の分配器の分配モードが前記第２の分配モードから独立するようにして、前記第１および第２の分配器の分配モードを設定するように構成されている、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記コントローラは、前記第１または第２の分配器の一方を、前記ウェットモードで動作させ、その間、他方の前記分配器を、前記ドライモードで同時に動作させるように構成されている、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記第１の流路を通して、第１の空気流量を生成し、かつ前記第２の流路を通して、第２の空気流量を生成し、
前記第１の空気流量は、前記第２の空気流量とは異なる、請求項９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記コントローラは、処理パラメータを監視するように構成され、
前記処理パラメータは、所定の設定点、熱交換器性能要因、水コストおよび使用要因、エネルギーコストおよび使用要因、ならびに前記熱交換器の外部の環境条件の、少なくとも１つを含む、請求項８に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記第１および第２の流路を通した、適切な空気流量、および、前記第１および第２の分配器に関する適切な分配モードを、監視された前記処理パラメータの少なくとも一部に基づき、決定するように構成され、
前記コントローラは、各流路に関して前記コントローラによって決定された、対応する適切な空気流量に対応するように、前記第１および第２の流路のそれぞれを通して、前記流量を調整するように構成され、
前記コントローラは、前記第１および第２の分配器に関する前記分配モードを、前記コントローラによって決定された適切な前記分配モードに設定するように構成されている、請求項１１に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記熱交換器は、間接熱交換器であり、前記第１および第２の冷却領域は、コイル構成またはプレート構成の少なくとも１つを備える、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項１４】
熱交換器の動作方法であって、
−  導管を介して前記熱交換器に流体を通過させることであって、前記導管は、間接熱交換器の第１の空気流路内に配置された冷却領域と、前記熱交換器の第２の空気流路内に配置された第２の冷却領域と、を備え、前記第１の冷却領域は、第１の分配器の分配ゾーン内に配置され、前記第２の冷却領域は、第２の分配器の分配ゾーン内に配置されることと、
−  前記コントローラにより処理パラメータを監視することであって、前記処理パラメータは、所定の設定点、熱交換器性能要因、水使用要因、エネルギー使用要因、ならびに前記熱交換器の外部の環境条件の、少なくとも１つを含むことと、
−  前記コントローラにより、第１の動作空気流量、第２の動作空気流量、第１の動作分配モード、および第２の動作分配モードを、監視された前記処理パラメータの少なくとも一部に基づき決定することと、
−  前記第１の動作空気流量で、前記第１の空気流路を通した気流を生成することと、
−  前記第２の動作空気流量で、前記第２の空気流路を通した気流を生成することと、
−  前記第１の分配器を、前記第１の動作分配モードで動作させることと、
−  前記第２の分配器を、前記第２の動作分配モードで動作させることと、
を含み、
前記第１および第２の動作分配モードは、ウェットモードおよびドライモードの少なくとも１つに対応し、前記分配器は、前記ウェットモードで動作する場合、蒸発性液体の少なくとも一部を、冷却領域上に分配し、前記分配器は、前記ドライモードで動作する場合、蒸発性液体を分配しない、方法。
【請求項１５】
前記第１の分配モードは、ウェットモードに対応し、前記第２の分配モードは、ドライモードに対応する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の空気流量は、前記第２の空気流量とは異なる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の流路を通した気流を生成することは、前記第１の流路と連通する第１のファンを動作させることを含み、
前記第２の空気流路を通した気流を生成することは、前記第２の流路と連通する第２のファンを動作させることを含み、
前記第１の動作空気流量を決定することは、前記第１のファンのファン速度を選択することを含み、
前記第２の動作空気流量を決定することは、前記第２のファンのファン速度を選択することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のファンのファン速度は、前記第２のファンのファン速度とは異なる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記第１の空気流路に配置された第１の気流調整器、および前記第２の空気流路に配置された第２の気流調整器、と通信し、
前記第１の動作空気流量を決定することは、前記第１の気流調整器に関する第１の設定を選択することを含み、
前記第２の動作空気流量を決定することは、前記第２の気流調整器に関する第２の設定を選択することを含み、
前記第１の流路を通した気流を生成することは、第１の気流調整器を前記第１の設定で動作させることを含み、
前記第２の空気流路を通した気流を生成することは、第２の気流調整器を前記第２の設定で動作させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１および第２の流路を通した気流を生成することは、前記第１および第２の空気流路と連通して配置された単一のファンを動作させることを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の動作分配モードを決定することは、第１の分配弁設定を決定することを含み、
前記第２の動作分配モードを決定することは、第２の分配弁設定を決定することを含み、
前記第１の分配器を前記第１の動作分配モードで動作させることは、前記第１の分配器を、第１の分配弁設定で動作させることを含み、
前記第２の分配器を前記第２の動作分配モードで動作させることは、前記第２の分配器を、第２の分配弁設定で動作させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
−  複数の熱交換器であって、各熱交換器が、
−  熱交換器入口と、熱交換機排気口との間の空気流路と、
−  前記空気流路を通して、空気を移動させるように構成された気流発生器と、
−  前記空気流路内に配置された冷却領域を含む流体導管と、
−  前記空気流路内に配置され、前記冷却領域上に蒸発性液体を分配する分配器であって、前記分配器が前記冷却領域上に蒸発性流体を分配するウェットモードと、前記分配器が蒸発性流体を分配しないドライモードと、で動作するように構成された分配器と、
を備える複数の熱交換器と、
−  前記複数の熱交換器のそれぞれと通信し、前記流路を通して気流を調整し、前記熱交換器の分配器の動作を制御するように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、処理パラメータを監視するように構成され、前記処理パラメータは、所定の設定点、熱交換器性能要因、水コストおよび使用要因、エネルギーコストおよび使用要因、ならびに前記熱交換器の外部の環境条件、の少なくとも１つを含み、
前記コントローラは、監視された前記処理パラメータの少なくとも一部に基づき、前記複数の熱交換器のそれぞれに関する適切な空気流量と、適切な蒸発性液体分配モードと、を決定するように構成され、
前記コントローラは、前記複数の熱交換器のうちの個別の熱交換器の前記流路を通した前記空気流量を、当該熱交換器に関する対応する決定された適切な空気流量に設定するように構成され、
前記コントローラは、前記複数の熱交換器のうちの個別の間接熱交換器の前記分配器の分配モードを、当該熱交換器に関する対応する決定された適切な蒸発式液体分配モードに設定するように構成され、
前記コントローラは、前記個別の熱交換器の１つまたは複数の前記分配器を、ウェットモードで動作させ、その間、前記個別の分配器の少なくとも１つを、ドライモードで動作させるように構成されている、熱交換器ネットワーク。
【請求項２３】
前記コントローラは、第１の空気流量でウェットモードにて動作する分配器を有する空気流路を通して前記気流を設定し、一方で、第２の空気流量でドライモードにて動作する分配器を有する空気流路を通して、前記気流を同時に設定するように構成されている、請求項２２に記載の熱交換器ネットワーク。
【請求項２４】
前記第２の空気流量は、前記第１の空気流量よりも大きい、請求項２３に記載の熱交換器ネットワーク。
【請求項２５】
前記コントローラは、
ウェットモードで動作する分配器を有する全ての前記空気流路を通して、同じ空気流量を設定するように構成され、かつ、
ドライモードで動作する分配器を有する全ての前記空気流路を通して、同じ空気流量を設定するように構成されている、
請求項２３に記載の熱交換器ネットワーク。
【請求項２６】
前記コントローラは、単一のモジュールにより開始し、かつ、必要に応じてモジュールを加えるように構成され、全ての前記モジュールがひとたび動作すると、前記コントローラは、ファン速度を同期させてエネルギー節約を最大化する、請求項２３に記載の熱交換器ネットワーク。
【請求項２７】
間接熱交換器と、直接熱交換器とを備えた熱交換器アセンブリであって、
−  前記間接熱交換器の空気取入口と排気口との間に配置された第１の流路と、
−  前記直接熱交換器の空気取入口と排気口との間の第２の流路と、
−  流体導管であって、
−  前記第１の流路内に配置された第１の冷却領域と、
−  前記第２の流路内に配置された第２の冷却領域と、
を備えた流体導管と、
−  前記第１および第２の流路を通して空気を移動させるように構成された気流発生器と、
−  少なくとも１つの分配器であって、前記分配器が蒸発性液体を分配するウェットモードと、前記分配器が蒸発性流体を分配しないドライモードと、で動作するように構成され、少なくとも１つの前記分配器が、前記第１および第２の冷却領域の少なくとも１つの上に蒸発性液体を分配するように配置されている、分配器と、
−  前記気流発生器および前記分配器と通信するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記第１の流路と、前記第２の流路とを通して気流を調整するように構成され、
前記コントローラは、少なくとも１つの前記分配器の分配モードを設定するように構成されている、熱交換器アセンブリ。
【請求項２８】
前記気流発生器は、前記第１の流路と連通する第１のファンと、第２の流路と連通する第２のファンと、を備え、
前記コントローラは、前記第１および第２のファンのそれぞれのファン速度を調整し、
前記第１のファンのファン速度は、前記第２のファンのファン速度から独立している、
請求項２７に記載の熱交換器アセンブリ。
【請求項２９】
前記コントローラと通信し、前記第１および第２の流路の少なくとも１つ内に配置されている気流調整器をさらに備え、
前記気流調整器は、それぞれの前記流路を通過する空気の流れを調整するように構成されている、請求項２７に記載の熱交換器アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、熱交換器に関する。特に、本出願は、互いに独立した少なくとも２つの異なる空気流路を有して動作する、ハイブリッド熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの熱交換器は、導管を通して流体を伝達し、この導管の全体に冷たい空気を通過させることにより動作する。例えば、熱交換器は、流路に入り、次いで流路から出る前にコイルを形成するパイプを含んでもよい。熱交換器は、プレート型または他の種類の間接熱交換器であってもよい。空気、典型的には間接
に対して冷たい空気が、コイル全体を通過し、コイルは、対流原理を用いて、流体と空気の間の間接的な熱交換を促進する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この処理を効率化するために、いくつかの熱交換器は、水などの蒸発性液体をコイル全体に分配する“ウェット”処理を用いる。この処理は、蒸発の原理を引き起こし、流体からの熱伝達率をさらに増加させる。例えば、蒸発型の間接熱交換処理は、ドライ熱交換処理よりも約５倍よりも高い効率で動作することができる。しかし、いくつかの状況では、蒸発性液体の使用を節約することが望まれ、よって、ウェット処理での熱交換の使用を制限、限定、または規制する場合がある。このような状況では、熱交換器を、ウェットおよびドライモードで動作させることが有意義となり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本出願は、熱交換器の例を説明する。１つの例は、吸気口と排気口との間で空気を移動させる、２つの空気流路を有する間接熱交換器を説明する。流体導管は、熱交換器を通過し、導管は、それぞれの流路内に配置された冷却領域を有する。間接熱交換器は、空気流路を通して空気を移動させる気流発生器を含む。熱交換器は、また、蒸発性液体を冷却領域上に分配するように配置された分配器を含む。分配器は、分配器が蒸発性液体を分配する（すなわち、分配器が“オン”である）ウェットモードと、分配器が蒸発性液体を分配しない（すなわち、分配器が“オフ”である）ドライモードと、で動作する。本明細書全体で用いられる蒸発性液体は、熱交換効率を増加させるために、熱交換器の動作パラメータ内で蒸発するように設計された任意の液体とすることができる。蒸発性液体の例は、水であるが、他の液体を用いてもよい。本明細書において、蒸発性液体としての水の使用についての記載は、例示であり、そのような記載がある場合、他の蒸発性液体を、水の代わりに使用できることを理解すべきである。
【０００５】
コントローラは、気流発生器と通信し、第１の空気流路と、第２の空気流路とを通して、気流を制御または調整する。コントローラは、また、分配器と通信し、その動作を制御する。この方法では、コントローラは、水の節約が望まれる場合、ドライモードで動作する流路を通した気流が、ウェットモードで動作する空気流路よりも大きくなり得るように、空気流路を互いに独立して動作させてもよい。
【０００６】
本出願は、また、上述したものと同様であるが、一方の流路は、間接熱交換器として動作し、他方は、直接熱交換器として動作する、熱交換器アセンブリの例を説明する。間接熱交換器は、対流の原理を用いて動作するが、上述の例と一致している。すなわち、導管は、空気流路に配置された冷却セクションを含んでもよく、ここで、コイルセクションが、分配器からの蒸発性流体に露出されてもよい。直接熱交換セクションにおいて、冷却セクションは、典型的には、水などの蒸発性液体がその全体に伝達される、充填されたセクションで構成されている。このような熱交換器アセンブリにおいて、コントローラを用いて、直接および間接熱交換セクション全体の空気の流れを制御し、また、各セクション内で蒸発性液体が分配されるかどうかを制御することができる。
【０００７】
本出願は、また、例えば、上述した熱交換器を含む熱交換器を動作させる方法の例を説明する。間接熱交換器を動作させることを含む、１つの方法は、少なくとも２つの導管に流体を通過させるステップを含む。各導管は、間接熱交換器の異なる空気流路内に配置された冷却領域を有する。方法は、さらに、コントローラにより、処理パラメータ（例えば、ユーザ設定点、性能要因、水／エネルギー使用／コスト要因、ならびに環境温度および湿度などの外部条件）を監視するステップと、次いでこれらの処理パラメータに基づいて、適切な空気流量と、分配量とを決定するステップと、を含む。ひとたび、適切な空気流量および分配量が決定されると、方法は次に、例えば、気流発生器および分配装置の設定を調整することにより、決定された空気流量および分配量で、熱交換器が動作するように設定する（例えば、コントローラを用いて）ことができる。このようにして、方法は、流路の両方がウェットモードで動作し、流路の両方がドライモードで動作し、または、流路の一方がウェットモードで動作し、その間、他方が同時にドライモードで動作する、ようにして熱交換器を動作させることができる。
【０００８】
本出願は、また、熱交換器ネットワークの例を説明する。１つのこのような例において、熱交換器ネットワークは、複数の間接熱交換器を含む。熱交換器は、上述したタイプまたは別のタイプの熱交換器とすることができる。少なくとも、ネットワーク内の熱交換器は、熱交換器入口と、熱交換器排気口との間の少なくとも１つの空気流路と、空気流路を通して、空気を移動させるように構成された気流発生器と、をそれぞれが有する。熱交換器は、また、空気流路内に配置された冷却領域を含む流体導管と、冷却領域上に蒸発性流体を分配するように配置された分配器とを有する。ネットワークは、熱交換器のそれぞれと通信し、空気流路を通した気流と、分配器のそれぞれの動作とを調整するコントローラを含む。コントローラは、また、処理パラメータを監視し、これらの監視された処理パラメータ（の少なくとも一部）に基づき、熱交換器のそれぞれに関する適切な空気流量と、適切な蒸発性液体分配モードと、を決定する。コントローラは、よって、個別の熱交換器を通した空気流量を、この間接熱交換器に関する、対応する決定された適切な空気流量に設定することができる。コントローラは、また、分配器の分配モードを、この間接熱交換器に関する、決定された適切な蒸発性液体分配モードに設定することができる。このようにして、コントローラは、分配器の１つまたは複数を、ウェットモードで動作させ、その間、個別の分配器の少なくとも１つを、同時にドライモードで動作させることができる。
【０００９】
提供される例において、各熱交換器は、それぞれの空気入口を共有してもよく、かつ異なる空気出口を有してもよく、各熱交換器は、異なる空気入口を有してもよいが、それぞれの空気出口を共有してもよく、各熱交換器は、それぞれの空気入口およびそれぞれの空気出口の両方を共有してもよく、または、各熱交換器は、個別の空気入口と個別の空気出口を有してもよいが、ロジックコントローラは、各熱交換器を通した気流の量を個別に制御し、各熱交換器がウェットまたはドライ動作モードで動作するかどうかを、独立して制御する能力を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本出願に記載される例に従って、ハイブリッドモードで動作する多空気流発生器を有する、多空気流路型の間接熱交換器を示す図。
【図２】本出願に記載される例に従い、各熱交換器排気口において個別の気流調整器を用いて気流を調整する、多空気流路型の間接熱交換器を示す図。
【図３】本出願に記載される例に従い、各熱交換器入口において個別の気流調整器を用いて気流を調整する、多空気流路型の間接熱交換器を示す図。
【図４】本出願に記載される例に従い、いくつかの熱交換器がウェットモードで動作し、他の熱交換器がドライモードで動作する、多ユニット型の熱交換器ネットワークを示す図。
【図５】本出願に記載される例に従い、共通の蒸発性液体サンプを利用する多ユニット型の熱交換器ネットワークを示す図。
【図６】本出願に記載される例に従い、ウェット断熱飽和を利用し、気流を調整するための３つのファンを有する熱交換器アセンブリを示す図。
【図７】本出願に記載される例に従い、間接および直接熱交換通路の組み合わせを用いた熱交換器を示す図。
【図８】本出願に記載される例に従い、熱交換器を動作させるための処理ステップを示すフロー図。
【図９】代表的な流体冷却器に関する性能データを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本出願は、複数の空気流路を有し、空気流路が独立して動作可能である熱交換器について説明する。すなわち、１つの熱交換器の空気流路は、第１の気流レベルでの空気流量によるウェットモードで動作することができ、一方で他の空気流路は、第１の気流レベルとは異なる第２の気流レベルでのドライモードで動作する。空気流量および動作モードは、熱交換器が動作する方法に対して、強い影響を有する処理パラメータを監視するコントローラによって決定される。これらの処理パラメータに基づいて、コントローラは、空気流路のそれぞれに適切な動作条件（ウェット／ドライ動作モードおよび空気流量を含む）を決定し、これらの条件に従って動作するように熱交換器を設定する。
【００１２】
デュアルモードで熱交換器を動作させることは、熱交換器内の水の使用を抑制または制限するために効率的なやり方となり得る。例えば、米国特許第８，６７６，３８５号は、２つの間接コイルセクションを有する熱交換器ユニットに関する。熱交換器は、一方側ではウェットモードで、他方側ではドライモードで動作することが可能である。しかし、この熱交換器は、ファンを１つしか持たず、ウェットおよびドライコイルセクションを通して、気流を個別に制御する方法は提供しない。よって、この熱交換器が、ハイブリッドモード（一方側ではウェットモード、他方側ではドライモード）で動作する場合、ウェット側は、ウェット／蒸発処理のより効率的な熱伝達特性により、熱伝達またはユニット容量で優勢となる。ウェット側が、熱伝達において優勢であるため、ドライ側は、事実上無価値となり、結果として、蒸発性液体（例えば水）を無駄にする処理をもたらす。ドライ側の間接熱交換器に、当該技術で知られるような延長された熱伝達面を有するフィンが付いている場合でも、動作する水側は、なお、熱伝達で優勢となり、これにより、ドライ側は、事実上無価値となり、結果として蒸発性液体（例えば水）を無駄にする処理をもたらす。
【００１３】
本出願は、監視されたパラメータに基づいて熱交換器の効率を最適化するために、“ウェット”側または空気流路と、“ドライ”側または空気流路とが、互いに独立して動作可能な、熱交換器の例を説明する。例えば、本出願は、ウェット通路を第１の空気流量で動作させ、ドライ通路を第２の流量で動作させることができ、これにより、蒸発性流体の使用を減少、制限、および／または最適化させることができ、一方で、ウェットおよびドライ通路によって同じ空気流量が見られる場合に対して、ドライ通路が、比較的有効な影響を熱交換処理にもたらすことをさらに可能にした、多空気流路型の熱交換器を説明する。
【００１４】
図１は、第１の空気流路１１５と、第２の空気流路１１６とを含む多空気流路を有する単一ユニットである、実施形態１００を示している。空気流路１１５および１１６は、仕切り壁１４９によって分離され、仕切り壁は、蒸発性液体の噴霧および各通路を通した気流を分離する役割を果たす。
【００１５】
第１の空気流路１１５は、気流発生器またはファン１０６を含み、ファンは、ファン１０６を駆動するモータ１０４を有し、第２の流路１１６は、対応する気流発生器１０７とモータ１０５とを有する。気流発生器１０６／１０７は、図１ではファンとして示されているが、他の例では、ブロワ、空気圧装置、および／またはこれらの組み合わせまたは複数にしたものなどの、空気を動かすことが可能な任意の装置を利用してもよい。ファン１０６および１０７は、それぞれ間接熱交換器の空気流路１１５および１１６からの出口空気１１０および１１１を、それぞれ排出する。図１は、空気流路１１５用の単一のファンと、空気流路１１６用の単一のファンとを有して示しているが、空気流路１１５専用の複数のファンと、空気流路１１６専用の複数のファンとが存在することができる。外気が、入口ルーバ１３６ａおよび１３６ｂに入り、各空気流路１１５／１１６を通して、次いでミスト除去器１１４ａおよび１１４ｂを通して概ね上方向に移動し、これにより、ファン１０６および１０７を通して、間接熱交換器１００から押し出される。気流方向は、この例では、概ね上方向で示されているが、気流は、蒸発性液体と平行またはクロスフローであってもよく、限定ではない。
【００１６】
各空気流路は、冷却すべき通路に流体を導入するそれぞれの導管を含む。例えば、空気流路１１５は、冷却または凝縮すべき高温流体１２０ａを受ける導管入口１２４と、冷却または凝縮された流体１２２ａを返す導管出口１２６と、を有する導管１１１を有する。同様に、第２の空気流路１１６は、高温流体１２０ｂの流れを受ける流体入口１２３と、冷却または凝縮された流体１２２ｂの流れを返す出口１２５と、を有する導管１１３を有する。それぞれの導管は、また、冷却領域１４４／１４６を含み、この領域は、間接コイル構成、プレート構成、または任意の他の構成とすることができる。入口および出口接続は、望まれる場合、逆にしてもよい。いくつかの例において、冷却領域１４４／１４６自体は、単純間接熱交換器と呼ばれ、これは、高温流体の流れ１２０ａ／１２０ｂから熱交換される場所だからである。
【００１７】
熱交換器１００は、また、分配器１１２を含み、分配器１１２は、各空気流路１１５および１１６内で、それぞれ蒸発性流体を分配するように構成された個別の分配ユニット１１８および１１９を含む。共通サンプ１４２は、蒸発性液体のリザーバを含み、熱交換器空気流路１１５および１１６のそれぞれと関連付けられた分配ユニット１１８および１１９のそれぞれと連通している。蒸発性液体は、熱交換器の冷却領域上に噴霧されて、熱伝達処理を促進することができる液体である。多くの例において、蒸発性液体は水であるが、他の液体を用いることもできる。ポンプ１３９および１４０は、共通サンプ１４２からの蒸発性液体を、それぞれ吐出管１４８ａおよび１４８ｂに吸い上げる。分配ユニット１１８および１１９は、次いで、蒸発性液体を、ノズル１２８ａ／１２８ｂまたはオリフィスに向けて引き上げ、ノズルまたはオリフィスは、蒸発性液体を、噴霧液滴１２９として放出する。分配ユニット１１８および１１９は、それぞれの熱交換器の空気流路１１５および１１６の冷却領域１４４および１４６全体に、蒸発性液体を分配するように配置されている。分配ユニット１１８／１１９は、全放出モード（オン）、無放出モード（オフ）、またはその間の様々な段階で動作可能なように調整することができ、ここで、蒸発性液体は、制御または減少された流量で吐出される。
【００１８】
熱交換器１００は、ファン１０６および１０７をそれぞれ駆動するファンモータ１０４および１０５の速度を独立して制御し、また、ポンプ１３９および１４０の動作を独立して制御する能力を有するロジックコントローラ１０２を含む。コントローラ１０２は、１つまたは複数の処理装置を含んでもよく、熱交換器に対して、例えば有線で直接、あるいは無線で間接的に接続してもよい。コントローラ１０２は、処理パラメータを監視することが可能である。例えば、コントローラ１０２は、周囲温度、湿度レベル、および空気圧レベルを監視するセンサ１３２を採用してもよい。コントローラ１０２は、ユーザ入力１３０を受信するように構成することもでき、これは例えば、所望の動作条件、所望の最終温度（例えば所定のユーザ設定点）、所望の水および／またはエネルギー使用レベル、エネルギーおよび水コスト、または他の所定の条件に関する。コントローラ１０２は、上述したように、センサ１３０および１３２を通した処理パラメータを得てもよく、あるいは、通信モジュールまたは他の入力機構を介して、遠隔でパラメータを受信してもよい。
【００１９】
これらの処理パラメータおよび監視された環境条件に基づいて、コントローラ１０２は、熱交換器の適切な動作条件を決定することができる。例えば、環境的な条件（例えば、周囲温度、気圧、および湿度）、所望のユーザ設定点、ならびに水およびエネルギー使用を最小化するためのユーザ要求制限に基づいて、コントローラ１０２は、熱交換器の空気流路１１５／１１６のそれぞれに関して、適切な分配条件、分配量、および流量を決定することができる。一例として、コントローラ１０２は、各空気流路と適切な分配条件（例えば、ウェット、ドライ、および／または分配量）とに関して、適切な流量を決定し、熱交換装置を、これに応じて動作するように調整してもよい。例えば、コントローラ１０２は、分配器１１２が動作しているかを（例えば、ポンプ１３９および１４０がオンまたはオフであるかを制御することによって）制御し、ファン１０６および１０７の速度を調整して、各空気流路１１５／１１６を通した所望の流量を得てもよい。
【００２０】
間接熱交換器の空気流路１１５および１１６は、スプレーポンプ１３９および１４０が、オンにされているか、またはオフにされているかに応じて、蒸発性としてウェットモードで、または顕熱交換器としてドライモードで動作することができる。図１において、間接熱交換器の空気流路１１５は、スプレーポンプ１３９がオンにされ、ファンモータ１０４もオンにされて、速度ＲＰＭＷで動作することで、ウェットモードで動作していることが示され、一方で間接熱交換器の空気流路１１６は、スプレーポンプ１４０がまだオフにされ、ファンモータ１０５が異なる速度ＲＰＭＤで回転しているため、ドライ顕熱モードで動作している。
【００２１】
熱交換器１００は、様々な異なる動作条件を有する。第１の条件では、両方の空気流路１１５／１１６をウェットモードで動作させ、このモードでは、両方の分配器１１８／１１９が、蒸発性液体１２９を分配する。第２の条件では、熱交換器１００は、ハイブリッドモードで動作することができ、このモードでは、１つの通路では、ウェットモードで動作し（例えば、分配器が蒸発性液体を分配するように、対応するポンプがオンである）、他の通路では、ドライモードで動作して、分配器に、蒸発性液体を分配させない（例えば、ポンプを“オフ”に設定する）。第３の動作条件では、両方の空気流路１１５／１１６は、ドライモードで動作することができ、これにより、分配ユニット１１８／１１９のいずれも、蒸発性液体を分配しない。もう１つの例では、機器が、ほぼ等しい時間、ウェットおよびドライで動作するようにして、ポンプ１３９および１４０がほぼ等しい時間動作するように制御するよう、コントローラ１０２を設定することができる。
【００２２】
エンドユーザ顧客が、蒸発性液体を節約することを望むが、少なくとも１つの間接熱交換器空気流路はウェットで動作すべきであると、コントローラ１０２が決定した場合、コントローラ１０２は、速度（ＲＰＭＷ）を、非常にゆっくりと増加させるか、さらにはオフにすることができ、一方でモータ１０５の速度（ＲＰＭＤ）を増加させ、これにより、ウェットの熱交換通路１１５に対して、間接熱交換空気流路１１６から、ずっと多くの顕熱ドライ熱交換を達成する。コントローラ１０２は、用いられる水の量とエネルギーとを平衡させる能力を有し、最終的には、動作コストを節約するように設定することができる。
【００２３】
図２は、実施形態２００を示しており、この実施形態は、第１の空気流路２１５と、第２の空気流路２１６と、を含む複数の空気流路を有する単一ユニットである。実施形態２００は、個別の空気流路２１５および２１６のそれぞれによって共有された単一のファン２０２を採用している。図２の熱交換器２００は、図１の熱交換器と同様であるが、いくつかの違いを有する。特に、熱交換器２００は、単一のファンモータを有する、単一のファン２０２を含む。しかし、図２は、単一のファンを有して示されているが、流路２１５／２１６によって共有された複数のファンが存在することができる。熱交換器２００内のそれぞれの流路を通して気流を独立制御するために、熱交換器２００は、変調空気排出ダンパ２０５および２０６を内蔵しており、これらダンパは、変調モータ２０７および２０８によって制御される。
【００２４】
図２において、ロジックコントローラ２０２は、比例位置を、排出ダンパ２０５および２０６の０％〜１００％オープン状態に独立制御する能力を有し、また、ポンプ２３９および２４０が、オンかオフかを制御する能力を有し、これは、顧客設定点、顧客により選択された動作モード、熱交換性能、蒸発性液体（または水）およびエネルギーコスト、ならびに温度または気圧入力および周囲センサのフィードバックなどの熱交換器の外部の環境条件などのパラメータに応じる。
【００２５】
空気流路２１５および２１６は、スプレーポンプ２３９および２４０が、オンにされているか、またはオフにされているかに応じて、蒸発性としてウェットモードで、または顕熱交換器としてドライモードで動作することができる。図２において、第１の空気流路２１５は、スプレーポンプ２３９がオンにされているため、ウェットモードで動作していることが示され、第２の流路２１６は、スプレーポンプ２４０がオフにされているため、ドライモードで動作していることが示されている。このようにして、分配器２１２は、（１）両方のポンプがオンである完全な蒸発モード、（２）両方のポンプがオフである完全なドライモード（または顕熱モード）、または（３）一方のポンプがオンであり、他方のポンプがオフである、ハイブリッドモード、で動作することができる。
【００２６】
コントローラ２０２は、機器がほぼ等しい時間、ウェットおよびドライで動作するように、ポンプ２３９および２４０を、ほぼ等しい時間動作させ、排出ダンパ２０５および２０６を、ほぼ等しい時間動作させるように制御する。運転者が、蒸発性液体を節約することを意図するが、コントローラ２０２が、少なくとも１つの間接熱交換器はウェットで動作すべきであると決定した場合、コントローラ２０２は、ロジックを用いて、ポンプ２３９をオンにし、ポンプ２４０をオフにし、図２に示した例では、排出ダンパ２０５を制御してほぼ閉にし、一方で、排出ダンパ２０６を制御してほぼ開にし、これにより、ドライ動作する間接熱交換器２４６を通してずっと多くの気流を可能にし、これにより、冷却領域２４６から、各熱交換空気流路を通したほぼ等しい空気流量を有することに対して、ずっと多くの顕熱ドライ熱交換を達成する。
【００２７】
各間接熱交換器の空気流路を通した気流の個別の制御は、ウェット間接熱交換器が、熱伝達処理で優勢となる（これにより、ドライ動作する熱交換器を無価値にする）ことを抑制し、また、蒸発性液体を節約する。外気は、入口ルーバ２３６ａおよび２３６ｂから入り、間接熱交換２４４および２４６を通して概ね上方向に移動し、次いで、ミスト除去器２１４ａおよび２１４ｂを通して移動し、ファン２０２を通して間接熱交換器２００から押し出される。気流方向は、この例では、概ね上方向で示されているが、気流は、蒸発性液体と平行またはクロスフローであってもよく、限定ではない。コントローラ２０２は、また、モータ２０４の速度を制御し、このモータは、顧客設定点を満たすように、必要に応じてファン２０２を駆動する。導管２１１および２１３は、それぞれの冷却領域２４４および２４６と、高温流体を受けるそれぞれの入口接続２２４および２２３と、冷却または凝縮流体を返すそれぞれの出口接続２２６および２２５と、をそれぞれが有する。入口および出口接続は、所望により、逆にしてもよい。ポンプ２３９および２４０は、蒸発性液体を、共通サンプ２４２から吐出管２４８ａおよび２４８ｂ内、ならびに配送システム２１８および２１９内に吸い上げ、最終的には、蒸発性液体を放出するノズルまたはオリフィスから出させる。
【００２８】
図３は、もう１つの熱交換器３００を示しており、この熱交換器は、第１の空気流路３１５と、第２の空気流路３１６とを含む単一ユニットである。熱交換器３００は、空気流路３１５および３１６のそれぞれによって共有されたファン２０２を有する単一のユニットを採用している。図３は、単一のファンを有して示されているが、流路３１５／３１６で共有された複数のファンが存在することができる。熱交換器３００が、変調モータ３０２および３０３によって制御される空気入口ダンパ３０４および３０５を利用することにより、流路３１５および３１６を通して気流を制御することを除き、熱交換器３００は、図２の熱交換器２００と同様である。
【００２９】
図２のロジックコントローラのように、ロジックコントローラ３０２は、比例位置を、排出ダンパ３０４および３０５の０％〜１００％オープン状態に独立して制御する能力を有し、また、分配器３１２が動作しているかどうか、および分配器のどちら側（すなわち、どの流路）が、蒸発性液体を分配するかを制御する能力を有する。
【００３０】
図３において、空気流路３１５は、ポンプ３２９が“オン”であるため、関連する分配器３１９が、“オン”として示され、蒸発性液体の液滴を分配することにより、ウェットモードで動作する様子が示され、空気流路３１６は、ポンプ３４０がオフであるため、関連する分配ユニット３１８がオフであり、蒸発性液体の液滴を分配しないことにより、ドライモードで動作する様子が示されている。
【００３１】
運転者が、蒸発性液体を節約することを意図するが、少なくとも１つの間接熱交換器が、必要とされる冷却制約を満たすためにウェットモードで動作しなければならないと、コントローラ３０２が決定した場合、コントローラ３０２は、ロジックを用いて、ポンプ３２９をオンにし、ポンプ３４０をオフにし、図３で示される例において、空気入口ダンパ３０４を制御して、ほぼ閉にし、一方で、空気入口ダンパ３０５を制御して、ほぼ開にし、これにより、ドライ動作する空気流路３１６を通してずっと多くの気流を可能にする。これは、ウェット冷却領域３４４に対して、ドライ冷却領域３４６からのより多くの顕熱ドライ熱交換を達成することに役立つ。各空気流路３１５／３１６を通した気流の個別の制御により、ウェット間接熱交換器が熱伝達処理において優勢になることを抑制し、これにより、熱交換器３００が蒸発性液体を節約することを可能にする。
【００３２】
図４は、共に一体とされた５つのモジュール式ユニットを有する、熱交換器ネットワーク４００を示している。この実施形態は、５つのモジュール式ユニットを示している一方、本開示と一致する熱交換器ネットワークは、２つ以上設けられる条件では、任意の数のユニットを有することができることを理解すべきである。例えば、２つのユニットのネットワークは、本実施形態と一致して動作し、そのような例では、ユニットは、それぞれが共通ロジックコントローラ４１１と通信している限り、互いに直接隣接して配置される必要がない場合もある。
【００３３】
図４に示すように、ネットワーク４００の各個別ユニットは、それ自体の動作する機器を有する独立した熱交換器として動作する。例えば、各ユニットは、自機の間接熱交換器または冷却領域を有し、左から右にそれぞれ４２０、４２２、４２４、４２６および４２８と標示されている。各ユニットは、自機のポンプ４６０、４６２、４６４、４６６および４６８を有する。各ユニットは、自機のモータ４０２、４０４、４０６、４０８および４１０によってそれぞれ駆動される、左から右に４０１、４０３、４０５、４０７および４０９と標示されたファンを有する。各ユニットは、それぞれ左から開始し右に向かって４５０、４５２、４５４、４５６および４５８である、自機の空気入口ルーバを有する。各ユニットは、左から右に４４０、４４２、４４４、４４６および４４８と標示された分配器を有する。各ユニットは、左から右に４１２、４１３、４１４、４１５および４１６と標示された排気を有する。各ユニットは、左から右に４７０、４７２、４７４、４７６、および４７８と標示されたサンプを有する。最後に、各ユニットは、それぞれ左から開始し右に向かって４３０、４３２、４３４、４３６および４３８である、ドリフト除去器を有する。
【００３４】
図４において、ロジックコントローラ４１１は、ファン（４０１、４０３、４０５、４０７および４０９）を回転させるファンモータ（４０２、４０４、４０６、４０８および４１０）の速度を独立して制御する能力を有し、また、コントローラ４１１によって監視および／または決定される処理パラメータに応じて、ポンプ（４６０、４６２、４６４、４６６、および４６８）がオンまたはオフであるかどうかを制御する能力を有する。
【００３５】
ファン（４０１、４０３、４０５、４０７および４０９）は、出口空気（４１２、４１３、４１４、４１５および４１６）を排出する。個々の間接熱交換器（４２０、４２２、４２４、４２６および４２８）は、ポンプ（４６０、４６２、４６４、４６６および４６８）が、コントローラ４１１によってオンまたはオフにされているかどうかに応じて、蒸発性としてウェットモードで、または顕熱交換器としてドライモードで動作することができる。
【００３６】
図４では、ポンプ４６０および４６２のみがオンにされていることにより、間接熱交換器４２０および４２２がウェットモードで動作していることが示されている。また、ファンモータ４０２および４０４もオンにされ、速度ＲＰＭＷで動作している一方で、間接熱交換器４２４、４２６および４２８は、ドライ顕熱モードで動作しており、これは、ファンモータ４０６、４０８および４１０がＲＰＭＤで回転する一方で、スプレーポンプ４６４、４６６および４６８はオフにされているためである。
【００３７】
この構成によれば、ネットワーク４００は、様々な異なる装置で動作することができる。例えば、１つの装置では、全てのポンプをオンにすることができ、これにより、完全に蒸発モードで動作する。別の装置では、全てのポンプをオフにすることができ、これにより、完全に乾燥（または蒸発性液体を節約する）モードで動作する。別の装置では、少なくとも１つのポンプがオンであり、少なくとも１つのポンプがオフであり、これにより、ネットワーク４００をハイブリッドモードで動作させる。
【００３８】
一例において、コントローラ４１１は、ポンプ４６０、４６２、４６４、４６６および４６８を制御して、ほぼ等しい時間、動作させるように構成することができ、これにより、各モジュール式ユニットは、ほぼ等しい時間、ウェットおよびドライで動作するが、これにより、全ての間接熱交換器で、蒸発量を基本的に同じに維持することができる。図４に示す例において、ネットワークは、蒸発性液体を節約するハイブリッドモードで動作するように構成され、これは、全てのユニットをドライモードで動作させることは、熱交換需要を満たすには十分ではないと、ロジックコントローラ４１１が判断したためである。よって、ウェットで動作しつつも蒸発性液体を節約するために、コントローラ４１１は、モータ４０６、４０８および４１０（ＲＰＭＤ）の速度を増加させることにより、ドライ動作するユニット４２４、４２６および４２８を通る気流を増加させつつ、モータ４０２および４０４の速度（ＲＰＭＷ）を低下させることによって、それぞれの熱交換器４２０および４２２を通る空気流量を減少させることにより、２つのウェット動作するユニットからの熱伝達量を減少させるように構成されている。この制御は、ほぼ等しい空気流量で、ウェット動作する間接熱交換器４２０および４２２に対して、間接熱交換器４２４、４２６および４２８から、より多くの顕熱ドライ熱交換を達成することができる。蒸発動作モードでは、コントローラ４１１は、ネットワーク内の全てのモジュールを一度にオンにするのとは反対に、単一モジュールの動作からネットワークを開始し、必要に応じて追加のモジュールを追加することができる。一度、全てのモジュールが動作すると、コントローラ４１１は、ファン速度を同期させて、エネルギー節約を最大化することができる。この制御ロジックを用いて、動作条件の段階ごと（例えば、部分的な熱負荷またはより低い周囲温度にある間）で、エネルギー節約を最大化でき、また、より少ないモジュールを動作させることで、ポンプエネルギーを節約する。製品が顧客に大きすぎる場合、または部分的な熱負荷期間中に、このロジックは、大きなエネルギーを提供するであろう。ピーク負荷の間に、コントローラ４１１は、同期されたファン速度で全てのモジュールを動作させることにより、エネルギーを節約することができる。熱交換器４００において、コントローラ４１１は、ウェットモードで動作する分配器を有する、全ての空気流路を通した空気流量を、同じ（すなわち、ＲＰＭＷ）に設定するように構成され、かつ、ドライモードで動作する分配器を有する、全ての空気流路を通した空気流量を、同じ（すなわち、ＲＰＭＤ）に設定するように構成されてもよい。
【００３９】
外気は、入口ルーバ４５０、４５２、４５４、４５６および４５８に入り、間接熱交換器４２０、４２２、４２４、４２６および４２８を通して概ね上方向に、次いでドリフト除去器４３０、４３２、４３４、４３６および４３８のそれぞれを通して移動し、ファン４１０、４０２、４０３、４０４および４０５のそれぞれを通して、各モジュール式ユニットから押し出される。ポンプ４６０、４６２、４６４、４６６、および４６８は、オンにされると、サンプ４７０、４７２、４７４、４７６および４７８から、分配システム４４０、４４２、４４４、４４６および４４８内に蒸発液体を吸い上げ、最終的に、蒸発液体を噴霧液滴にして放出するノズルまたはオリフィスから外に出される。極端な気象条件にある間など、必要に応じて、コントローラ４１１は、制御ロジックによって決定されるように、モジュール式ユニット全体で、ファンモータおよびスプレーポンプをオフにすることを選択してもよい。
【００４０】
図５は、共に一体とされた５つのモジュール式ユニットを有する、共通の蒸発性液体リザーバサンプ５７１を利用する熱交換器ネットワーク５００を示している。
【００４１】
図５に示すように、ネットワーク５００の各個別ユニットは、それ自体の動作する機器を有する独立した熱交換器として動作する。例えば、各ユニットは、左から右にそれぞれ５３５、５３６、５３７、５３８および５３９と標示された、自機の間接熱交換器または冷却領域を有する。各ユニットは、自機の蒸発性液体ゾーン弁５３０、５３１、５３２、５３３および５３４を有し、これらの弁は、開閉することが可能であり、または変調タイプとすることができる。各ユニットは、自機のモータ５１０、５１１、５１２、５１３および５１４によってそれぞれ駆動される、左から右に５０１、５０２、５０３、５０４および５０５と標示されたファンを有する。各ユニットは、左から開始し右に向かって、それぞれ５４０、５４１、５４２、５４３および５４４である、自機の空気入口ルーバを有する。各ユニットは、左から右に５２５、５２６、５２７、５２８および５２９と表示された分配器を有する。各ユニットは、左から右に５０１、５０２、５０３、５０４および５０５と標示された排気を有する。各ユニットは、それぞれ左から開始し右に向かって５２０、５２１、５２２、５２３および５２４である、そのドリフト除去器を有する。各ユニットは、サンプ５４５、５４６、５４７、５４８および５４９内の等化パイプ５５０、５５１、５５２、および５５３を有して示され、蒸発性液体が、出口５５６および導管５５７を通して、共通の蒸発性液体リザーバサンプ５７１に自由に排出されることを可能にする。ポンプ５７２は、ストレーナ５７３を通して、共通の蒸発性液体を引き上げ、蒸発性液体を、共通の蒸発性液体配送導管５７０内に吸い上げ、蒸発性流体を、ゾーン弁５３０、５３１、５３２、５３３および５３４のそれぞれに送る。
【００４２】
図５において、ロジックコントローラ５１１（明確化のために配線は図示せず）は、ファン（５０１、５０２、５０３および５０４）を回転させるファンモータ（５１０、５１１、５１２、５１３および５１４）の速度を独立して制御する能力を有し、また、コントローラ５１１によって監視および／または決定された処理パラメータに応じて、ゾーン弁（５３０、５３１、５３２、５３３、および５３４）が開または閉であるかを制御する能力も有する。
【００４３】
ファン（５０１、５０２、５０３、５０４および５０５）は、出口空気（５０１、５０２、５０３、５０４、および５０５）を排出する。個別の間接熱交換器（５３５、５３６、５３７、５３８および５３９）は、コントローラ５１１によってゾーン弁（５３０、５３１、５３２、５３３および５３４）が開かれているか、閉じられているかに応じて、蒸発性としてウェットモードで動作するか、または顕熱交換器としてドライモードで動作することができる。
【００４４】
図５において、ゾーン弁５３０および５３１のみが開であることにより、間接熱交換器５３５および５３６がウェットモードで動作していることが示されている。また、ファンモータ５１０および５１１もオンにされ、速度ＲＰＭＷで動作している一方で、間接熱交換器５３７、５３８および５３９が、ドライ顕熱モードで動作しており、これは、ファンモータ５１２、５１３および５１４がＲＰＭＤで回転する一方で、スプレーゾーン弁５３２、５３３および５３４は閉であるためである。
【００４５】
この構成によれば、ネットワーク５００は、様々な異なる装置で動作することができる。例えば、１つの装置では、すべてのゾーン弁を開にすることができ、これにより、完全に蒸発モードで動作する。別の装置では、すべてのゾーン弁を閉じることができ、これにより、完全に乾燥（または蒸発液体を節約する）モードで動作する。さらに別の構成では、少なくとも１つのゾーン弁が開であり、少なくとも１つのゾーン弁が閉であり、これにより、ネットワーク５００は、ハイブリッドモードで動作している。
【００４６】
一例において、コントローラ５１１は、制御ゾーン弁５３０、５３１、５３２、５３３および５３４を制御して、ほぼ等しい時間、開または閉とするように構成することができ、これにより、各モジュール式ユニットは、ほぼ等しい時間、ウェットおよびドライで動作する。図５に示される例において、ネットワークは、蒸発性液体を節約するハイブリッドモードで動作するように構成され、これは、全てのユニットをドライモードで動作させることは、熱交換需要設定点を満たすには十分ではないと、ロジックコントローラ５１１が判断したためである。よって、ウェットで動作しつつも蒸発性液体を節約するために、コントローラ５１１は、モータ５１２、５１３および５１４の速度（ＲＰＭＤ）を増加させることにより、ドライ動作するユニット５３７、５３８および５３９を通る気流を増加させつつ、モータ５１０および５１１の速度（ＲＰＭＷ）を低下させることによって、それぞれの熱交換器５３５および５３６を通る空気流量を減少させることにより、２つのウェット動作するユニットからの熱伝達量を減少させるように構成されている。この制御ロジックは、ほぼ等しい空気流量で、ウェット動作する間接熱交換器５３５および５３６に対して、間接熱交換器５３７、５３８および５３９から、より多くの顕熱ドライ熱交換を達成することができる。
【００４７】
外気は、入口ルーバ５４０、５４１、５４２、５４３および５４４に入り、間接熱交換器５３５、５３６、５３７、５３８および５３９を通して概ね上方向に、次いでドリフト除去器５２０、５２１、５２２、５２３および５２４のそれぞれを通して移動し、ファン５０１、５０２、５０３、５０４および５０５のそれぞれを通して、各モジュール式ユニットから押し出される。ゾーン弁５３０、５３１、５３２、５３３および５３４は、開位置にあると、共通サンプ５７１から、分配システム５２５、５２６、５２７、５２８および５２９内に蒸発液体を吸い上げることを可能にし、最終的に、蒸発液体を噴霧液滴にして放出するノズルまたはオリフィスから外に出される。極端な気象条件にある間など、必要に応じて、コントローラ５１１は、制御ロジックによって決定されるように、モジュール式ユニット全体で、ファンモータをオフにし、ゾーン弁を閉じることを選択してもよい。
【００４８】
図６は、ウェットの断熱飽和を利用して、ドライ動作する間接熱交換器に入る空気の温度を減少させる、熱交換器ユニット６００を示している。熱交換器６００は、３つのファン６０１、６０２および６０３を有して示され、これらのファンは、右側の断熱飽和パッド６２０、６２１および６２２を通し、また、左側の断熱飽和パッド６３０、６３１および６３２を通した空気の流れを誘発する。空気は、飽和パッドを通過した後、右側の間接熱交換器６１２と、左側の間接熱交換器６１６とを通って移動し、次いで、ファン６０１、６０２および６０３から出る。水などの蒸発性液体は、サンプ６９０から導管６６０、６６１および６６２を通して、右側の液体配送システム６８０、６８１および６８２内に吸い上げられ、これら右側の液体配送システムは、左側の液体配送システム６７０、６７１および６７２にもそれぞれ配管され、ここで、蒸発性液体６５２および６５４は、ポンプ６４０、６４１および６４２がオンである場合、各断熱飽和パッドの上部に配送される。当該技術において良く知られている、他の実施形態は、液体６５２および６５４を飽和パッドの上部に配送するポンプの代わりに、ソレノイド弁（図示せず）を用いる。提示された他の実施形態および例のように、ロジックコントローラ６５０は、ポンプ６４０、６４１および６４２を独立して制御し、かつ、ウェットおよびドライ動作ゾーン内の気流を独立して制御する能力を有する。
【００４９】
図６に示される例において、熱交換器６００は、蒸発性液体を節約するハイブリッドモードで動作するように構成され、これは、全ての断熱飽和パッドをドライモードで動作させることは、熱交換需要を満たすには十分ではないと、ロジックコントローラ６５０が判断したためである。第１のコントローラ６５０は、ポンプ６４２をオンにし、これは、右側の飽和パッド６２２および左側の飽和パッド６３２をウェットの状態にし、オフのポンプ６４０および６４１を、そのままにして、飽和パッド６２０、６２１、６３０および６３１を、ドライの状態に保つ。
【００５０】
蒸発性液体を節約するハイブリッドモードで動作するために、ロジックコントローラ６５０は、モータ６０２および６０３の速度（ＲＰＭＤ）を増加させることにより、ドライ動作する飽和パッド６２０、６２１および６３０を通る気流を増加させつつ、モータ６０１の速度（ＲＰＭＷ）を減少させることによって、熱交換器６１２および６１６のそれぞれの部分を通る空気流量を減少させることにより、１つのウェット動作ゾーンからの熱伝達量を減少させるように構成されている。これは、ウェット動作するファン６０１全体の気流を減少させることによって、間接熱交換器６１２および６１６の部分に入る湿った飽和空気に対して、間接熱交換器６１２および６１６のドライ部分から、より多くの顕熱ドライ熱交換を可能にする。従来技術の断熱ユニットは、１つの側全体または両側をウェットの状態にするが、この例でのウェット飽和パッド６２２および６３２により示すように、独立して制御された１つの空気流路に専用の、左側および右側のみをウェットの状態にする能力は持たないことに留意すべきである。ロジックコントローラ６５０は、また、ポンプ６４０、６４１および６４２を制御して、全ての断熱パッドが、同じ時間継続するように、ほぼ等しい時間動作させる。冷却または凝縮すべき流体は、入口接続６１４を通して右側の間接熱交換器６１６に入り、出口接続６１５を通して外に出る一方で、左側の間接熱交換器６１２内の、冷却または凝縮すべき流体は、接続６１０を通して入り、出口接続６１１を通して外に出る。
【００５１】
図７は、間接熱交換器７３０と、直接熱交換器７３６との組み合わせを用いた熱交換器アセンブリ７００を示している。他の実施形態でのように、コントローラ７１１は、ウェットまたはドライで動作する際に、各熱伝達セクション内での空気流量を独立して制御することができる。ファン７０３は、モータ７０２によって回転され、これにより、気流が、上部空気入口７５０から間接熱交換セクションに入り、次いで間接熱交換器７３０を通り、ドリフト除去器７１７を通り、排気７５４としてファン７０３から出ることを誘発する。ファン７０５は、モータ７０４によって回転され、これにより、気流が、側部空気入口７５２からルーバ７３５を通して直接熱交換セクション７３６に入り、直接熱交換セクション７３６を通り、次いでドリフト除去器７４０を通り、排気７５６としてファン７０５から出ることを誘発する。分離壁７４０は、排気７５６が間接熱交換器７３０内に逆流することを防止し、減少ダクトセクションを形成して、空気速度を増加させ、排気７５６を高速で離れさせる。この方向づけの別の利点は、ファン７０３プラスファン７０５の直径の合計が、ユニットの上部に配置された場合の共通のファンの直径よりも大きく、これにより、従来技術ユニットよりも、同じＫＷ（ＨＰ）入力で、より多くの合計気流を可能にすることであることに留意すべきである。
【００５２】
ウェットモードで動作するとき、コントローラ７１１は、ポンプ７０８をオンにし、これにより、サンプ７２２から、配送システム７４２およびノズルまたはオリフィス７４４を通して、間接熱交換セクション７３０の上部まで、蒸発性液体を吸い上げる。最終的に冷却または凝縮される流体は、入口７３２を通して間接セクション７３０に入り、出口７３３を介して離れる。間接熱交換器７３０を通した流体の流れは、望まれる場合、逆にすることができる。蒸発性液体は、次いで重力によって、直接セクション７３６上に流れ、次いで、サンプ７２２に戻る。
【００５３】
ドライモードにおいては、ロジックコントローラ７１１は、ファンモータ７０４をオフに維持して、直接熱伝達セクション７３６を通して空気を移動する、いずれのＫＷの使用も除去し、かつ、ファン７０３を回転させるファンモータ７０２の速度を、ウェットで動作する場合よりもずっと高速に増加させることができ、これは、ドライモードで動作する際には、ドリフト除去器７１７を通してドリフトを引き出す機会がないからである。よって、他の実施形態のように、ドライモードの動作の間に、蒸発性液体の節約と顕熱伝達の増加とが望まれる場合、ドライのファン速度は、ウェットのファン速度よりもずっと高く設定することができる。
【００５４】
間接および直接セクションを通して、独立して制御された気流を有する、独立した気流ストリームを有する他の利点は、ピーク期間を除いた動作時間のほとんどにわたって、ファンモータ７０２を、オフのままにすることができ、これにより、蒸発のほとんど全てが、直接セクションにおいて行われ、間接セクションをクリーンに保つことである。これは、熱交換器が、非ハイブリッドモード、すなわち全ウェットまたは全ドライモードで動作する場合でも該当する。
【００５５】
上述の開示は、複数の空気流路を有し、ハイブリッドモード（例えば、少なくとも１つの通路がウェットで動作し、少なくとも１つがドライで動作する）で、様々な流路を動作させることが可能であり、一方でまた、異なる空気流量でも動作する、特定の熱交換器および熱交換器ネットワークの一般的な例を説明している。これらの熱交換器および／またはネットワークは、特定数の交換セルまたは流路あるいはユニット（例えば、２つの空気流路または５つのユニット）を有して示してもよいが、互いに独立して動作可能な少なくとも２つの流路を、システムが含む限り、他の構成も可能であることに留意すべきである。例えば、少なくとも１つの流路は、他の流路がドライモードで動作する間、ウェットモードで動作することが可能であり、これにより、ハイブリッドモードで動作する間の、これらの流路のそれぞれを通した気流は、互いに異なるものとなる。
【００５６】
このような熱交換器の１つの特定の例は、空気取入口と排気口との間で空気を移動させる、少なくとも２つの流路を有する。流体導管が、熱交換器を通過し、導管は、それぞれの流路内に配置される冷却領域を有する。冷却領域は、例えば、導管のコイル部分を含んでもよい。
【００５７】
間接熱交換器は、流路を通して空気を移動させる気流発生器を含む。気流発生器は、例えば、ファン、ブロワ、気圧装置、および／またはこれらの組み合わせまたは複数を含んでもよい。気流発生器は、両方の流路と連通する単一装置とすることができ、または複数の装置、例えば流路ごとに１つの装置を含むことができる。いくつかの例において、いくつかの流路は、他よりも多くの装置を有し、特定の通路においてより多くの気流を生成するようにしてもよい。
【００５８】
いくつかの熱交換器において、個別の流路は、通路内の気流を制御または制限するのに役立つ、流路内の様々な装置またはシステムを含んでもよい。例えば、各流路は、各流路内に１つまたは複数の気流調整器を含んでもよい。気流調整器は、例えば、ダンパ、弁、ゲート、ルーバ、または絞り器を含むことができる。気流調整器は、様々な異なる位置で動作することができるように、調整可能にすることができる。例えば、いくつかの気流調整器は、完全な気流を可能にする“開”または全気流を制限する“閉”のいずれかなどの、二元性であってもよい。他の気流調整器は、全開と全閉との間での追加の調整位置、例えば、５０％開、２５％開、９５％開などを有することができる。気流調整器の構成を調整することにより、熱交換器は、個別の流路を通した気流を、流路が個別の気流発生器と関連してもしなくても、制御することができる。これにより、気流調整器の使用は、単一の気流発生器を採用した熱交換器において有用となり得るが、これらの熱交換器は、複数の気流発生器も利用する、他の装置内でも、有効に採用されてもよい。
【００５９】
コントローラは、気流発生器と通信し、第１の流路と、第２の流路とを通した気流を制御または調整する。例えば、コントローラは、気流発生器を、オンおよびオフにしてもよく、場合によっては、気流発生器の速度または電力を調整してもよい。
【００６０】
熱交換器は、また、冷却領域の１つの上に蒸発性液体を分配するために配置された分配器を含む。分配器は、分配器が蒸発性液体を分配する（すなわち、分配器が“オン”である）ウェットモードと、分配器が蒸発性液体を分配しない（すなわち、分配器が“オフ”である）ドライモードと、で動作する。分配器は、完全にオンまたは完全にオフのいずれかで動作してもよいが、いくつかの分配器は、ウェットモードで分配される液体の流量を調整することができる、中間範囲で動作することが可能であってもよい。
【００６１】
コントローラは、また、分配器と通信して、その動作を制御する。例えば、コントローラは、分配器を、ウェットモードおよびドライモードの間で切り替えてもよく、さらに、分配器からの蒸発性流体の分配量を、調整してもよい。
【００６２】
分配器は、熱交換器の各空気流路に１つずつ配置された、複数の分配ユニットを有して、冷却領域のそれぞれの全体に蒸発性液体を分配するように構成することができる。例えば、分配器は、各流路内に冷却領域のそれぞれに対して配置された、複数の噴霧器または分配器ノズルを含み、分配ユニットがウェットモードで動作する際に、少なくともいくつかの蒸発性液体を、それぞれの冷却領域に分配してもよい。いくつかの例において、熱交換器は、各流路内の個別の分配器を採用してもよい。いずれにしても、各流路内の分配器は、互いに独立して動作することが可能であり、これにより、他の分配器がドライモードで動作する間、１つの分配器はウェットモードで動作してもよい。さらに、１つの分配器は、分配速度が他の分配器よりも高い、第１のウェットモードで動作してもよく、他の分配器も、より制限された分配を行うウェットモードではあるが、ウェットモードで動作している。
【００６３】
熱交換器が２つの分配器を含むいくつかの場合では、コントローラは、一方の分配器がウェットモードで動作し、その間他方の分配器がドライモードで動作するようにして、分配器を独立して動作させてもよい。このような状況において、コントローラは、また、各流路を通る気流が異なるようにして、様々な気流発生器を動作させてもよい。例えば、コントローラは、ドライモードで動作する流路内の気流が、ウェットモードで動作する流路の気流よりも大きくなるように、気流を調整してもよい。コントローラは、また、センサまたは入力から、情報を読み取りまたは受信し、受信した情報を用いて、熱交換器用の適切な動作条件を決定することが可能であってもよい。例えば、受信した情報に基づいて、コントローラは、第１の流路は、ウェットモードにおいて第１の空気流量で動作すること、第２の流路は、ドライモードにおいて第１の空気流量よりも高い第２の空気流量で動作すること、を含む、適切な動作モードを決定してもよい。流量は、独立ファンの速度を調整すること、あるいは減衰または制限設定を、各流路と関連する気流調整装置に設定すること、を含む様々な異なる技術で調整することができる。
【００６４】
本出願は、熱交換器および／または熱交換器ネットワークを動作させる方法説明する。図８は、熱交換器を動作させるための一例としての方法８００を示すフロー図である。方法８００を用いて、本出願にて説明された熱交換器または熱交換器ネットワークのいずれかを、動作させることができる。図８の方法８００に関して説明したように、熱交換器という用語が用いられるときはいつでも、熱交換器ネットワークという用語で置き換え可能であることを理解すべきである。
【００６５】
方法８００は、導管を介して、流体を熱交換器に通過させること８１０を含む。導管は、間に冷却領域がある入口および出口を含む。冷却領域は、コイル構成、プレート構成、あるいは別の間接または直接熱交換構成を有することができる。冷却領域は、熱交換器の個別のそれぞれの空気流路内（または熱交換器ネットワークの個別の熱交換器内）に配置されている。冷却領域は、また、熱交換器の分配器が、ウェットモードで動作している場合に、蒸発性液体を、冷却領域上に分配または噴霧することができるように、分配ゾーン内に配置されている。
【００６６】
方法８００は、また、処理パラメータを監視するステップ８２０を含む。例えば、監視するステップ８２０は、所定の設定点（例えば、ユーザ設定点）、図９に示されるような熱交換器性能要因、水使用およびコスト要因、エネルギー使用およびコスト要因、ならびに熱交換器の外部の環境条件、の１つまたは複数を監視することを含むことができる。監視８２０は、コントローラを介して行うことができ、コントローラは、センサまたは入力を介して、パラメータを受信してもよい。いくつかの例において、監視８２０は、遠隔で行うことができ、処理パラメータは、通信信号を介して（例えば、無線ネットワークを介して）、コントローラに供給することができる。
【００６７】
方法８００は、次いで、熱交換器用の適切な動作条件を決定８３０する。適切な動作条件は、コントローラを介して決定８３０することができ、例えば、熱交換器の様々な流路のそれぞれに関する、動作空気流量を含むことができる。適切な動作条件は、また、流路の適切な分配モードを含むこともできる。例えば、監視された処理パラメータに基づいて、方法８００は、第１の流路が、ウェットモードで動作して、第１の空気流量を有するべきであり、第２の流路は、ドライモードで動作して、第１とは異なる第２の空気流量を有するべきであることを決定８３０してもよい。このような動作のハイブリッドモード（すなわち、一方の流路は、ウェットで動作し、他方は、ドライで動作する）において、ドライの流路を通した空気流量は、第１の空気流路を通した空気流量よりも大きくてもよい。
【００６８】
方法は、次いで、第１の動作空気流量で、第１の流路８４０を通した気流を生成し、第２の決定された空気流量で、第２の流路８５０を通した気流を生成する。いくつかの例においては、気流を生成８４０／８５０するステップは、個別の流路のそれぞれと関連する個別のファンのモータを、異なるレベルに設定することを含むことができる。他の例において、気流を生成８４０／８５０するステップは、一定のファン速度を維持するが、流路内の様々な気流調整器を、異なるレベルに調整することを伴ってもよい。例えば、第１の流路内の気流を生成８４０するステップは、第１の空気流路内に配置されたダンパを、所望の気流と関連する第１の設定に設定することを伴ってもよく、第２の流路内に配置されたダンパを、所望の気流と関連する第２の設定に設定することを伴ってもよい。
【００６９】
方法８００は、第１の動作分配モード８６０で、第１の分配器を動作させること、および第２の動作分配モード８７０で、第２の分配器を動作させること、をさらに含む。例えば、第１の分配器は、蒸発性液体を冷却領域上に分配する、ウェットモードで動作してもよく、第２の分配器は、蒸発性液体を分配しない、ドライモードで動作してもよい。
【００７０】
このようにして、方法８００を用いて、様々な異なる動作モードで熱交換器を動作させることができ、動作モードは、全ての流路を、分配器をオンにして動作させている全ウェットモードと、全ての流路を、分配器をオフにして動作させている全ドライモードと、少なくとも１つの分配器をオン、少なくとも１つをオフにして動作させているハイブリッドモードと、を含む。方法８００を用いて、また、ハイブリッドモードを効率的かつ有効に利用することができ、これにより、ドライモードで異なる流量により動作する流路によって、水（または任意の蒸発性液体）および／またはエネルギーの節約を得ることができる。
【００７１】
ロジックコントローラによって用いられる熱交換器性能要因の例が、図９に示されている。選択された場合、ロジックコントローラの内部の制御ロジックは、水およびエネルギーの入力されたコストを監視すること、および埋め込まれたファンの速度と、図９に示されるようなファンモータＫＷ対ユニット容量と、を監視することにより、全体の動作コストを最小化しようと努めることができ、かつ、全体の水およびエネルギーコストを減少させようと努める。
【００７２】
図９は、代表的な流体冷却器に関する性能データを示している。例として、ウェット蒸発モードにおいて、ファン速度が最高速度の８０％で動作している場合、ファンモータは、最高速度ＫＷの約５０％を消費するが、ユニット容量は、全容量の約８５％である。ファン速度が、最高速度の４０％で動作している場合、ファンモータは、最高速度ＫＷ電力の約１０％しか消費せず、ユニット容量は、全容量の約５０％である。各速度での特定ユニット容量に相対する、ファン速度対ファンモータＫＷを備えて、制御ロジックは、ウェットおよびドライセクションのオンおよびオフを、どのようにサイクルするかを決定すること、ならびに、ウェットおよびドライセクションを通してファン速度を独立して制御し、動作コストの総計を最小化することができる。例えば、エネルギーコストがオフピーク時間よりも遥かに高いピーク時間の間、制御ロジックは、動作コストを計算し、オフピーク時間の間よりも多くのウェット蒸発動作の使用に移行する。このようにして、典型的には、より多くの蒸発性液体を、ピーク時間の間に使用して、費用のかかるエネルギー需要率を減少させ、一方で、エネルギーのコストがずっと安くなった際に、より少ない水を利用することができる。
【００７３】
コントロールロジックは、ファンＫＷの増加に対する、ユニット容量の増加を計算し、より速いファン速度／ＫＷが有益でない場合、より多くのウェットセルでサイクルする。もう１つの例では、水が非常に高価であるか、または単に豊富に利用可能ではないかのいずれかにより、可能な限りの水の節約を顧客が望む場合、制御ロジックは、ウェット動作する熱交換器を、可能な限り多く残し、ドライ動作する熱交換器上で、ファン速度を増加させることができる。動作するウェット熱交換器の数を抑えつつ、ドライ動作するファン速度を増加させ、ウェットファン速度を低下させる能力は、従来技術に対する主な改善の１つである。制御ロジックは、エネルギーを節約するように調整可能な最大ファン速度を超えないことも、有意義であることを理解するようにプログラムされている。例えば、最大の水量を節約するために、ロジックは、ドライのファン速度を、１００％まで増加させることができる。しかし、制御ロジックは、ドライファン速度を増加させることには、リターンが減少する法則があること、および例えば７０％の最大許容ファン速度で、かなりの水の節約がなお可能であること、を理解するようにプログラムされている。このロジックは、潜在的な水の節約の最後の数パーセントのために、ドライ速度ファンを１００％駆動するよりも、かなりの量のエネルギーを節約するであろう。
【００７４】
本出願は、動作する熱交換器の好適な実施形態および例を説明しており、よって、例示であって限定ではないと解釈されるべきである。当業者は、記載された例が、本明細書に記載された範囲から逸脱することなく、修正および／または互いに組み合わされ得ることを認識するであろう。さらに、一実施形態または例の特徴を、所望により、他の実施形態または例の特徴と組み合わせて、さらに別の実施形態または例を提供してもよい。本出願が引用、議論、識別、または参照するすべての参考文献は、参考のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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