專利名稱：換氣裝置的電熱交換材料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種換氣裝置的電熱交換器，更詳細說是，涉及由紙材料的支撐層和用聚氨酯材料涂在上述支撐層表面的透濕層構成的換氣裝置的電熱交換材料及其制造方法。
背景技術：
一般來說，換氣裝置中采用通過一個送風機只將室內空氣向外部強制排出的方式，但是，在上述使用一個送風機只將室內空氣向外部強制排出的情況下，由于室內的冷氣或熱氣在沒有進行過濾的狀態(tài)下排出到外部，并且室外的空氣通過門或窗戶縫隙在沒有進行熱交換的狀態(tài)下流入到室內，從而提高了不必要的為了進行室內暖房及冷房操作而所需的費用。
并且，當從外部突然向內部流入冷氣及熱氣時，室內空氣的溫度急劇變化，將使用戶感到不適，特別是在室內的窗戶或門關閉的狀態(tài)下只向外部排出室內空氣時，將切斷外部的新鮮空氣的流入，并將導致缺氧現(xiàn)象。并且，由于沒有對室內空氣的濕度進行調節(jié)，即便設置有換氣裝置也無法保持舒適的室內環(huán)境。
考慮到上述問題，已有技術中提示出電熱交換方式的換氣裝置，可將室外空氣首先與向外部排出的室內空氣進行熱交換后，再供給到室內。
上述電熱交換方式的換氣裝置的內部設置有用于交換室內的顯熱及潛熱的電熱交換器，下面參照附圖1對上述電熱交換器的一般結構進行說明。
如圖1所示，在上述電熱交換器10中，電熱交換板20大致呈矩形板形狀，并構成上述電熱交換器10的上側和下側面，上述電熱交換板20之間形成有截面大致呈三角形狀并多次彎曲的間隔板30。
上述間隔板30的彎曲的上部和下部，即，三角形狀的頂點部分將接觸于上述電熱交換板20并結合形成。此外，上述電熱交換板20和間隔板30多個層積設置，從而構成一個電熱交換器。
其中，上述間隔板30成為室內空氣和室外空氣流動的通道，室內空氣和室外空氣將在上述間隔板30中相互進行熱交換。因此，為了進行上述室內空氣和室外空氣的熱交換操作，上述不相混合但接觸層積的各個間隔板30在兩個間隔板30之間設置電熱交換板20的狀態(tài)下相互交叉形成。
即，為了形成吸入的室外空氣和排出的室內空氣沿著一個方向流動的流動通道40，45，上述間隔板30在各電熱交換板20之間以相互不同的方向層積設置，從而使吸入的空氣和排出的空氣具有各個獨立的流動通道40，45。
此外，上述流動通道40，45中流動的空氣將在間隔上述間隔板30之間形成的電熱交換板20的狀態(tài)下相互接觸，并可通過上述電熱交換板20進行室外空氣和室內空氣的熱交換。
具有如上功能的電熱交換器10的間隔板30和電熱交換板20一般由紙材料構成，或是一般使用纖維(Fiber，60)上涂層聚氨酯(Polyurethane，70)薄膜(Membrane)的材料。
圖2是現(xiàn)有技術中的由紙材料構成的電熱交換材料的組織狀態(tài)的顯微鏡圖片。如圖所示，上述紙材料具有放射狀形成的網狀結構，導致降低上述紙材料的透濕量。上述透濕量表示通過結構體的水蒸氣的流動量，它是一種衡量電熱交換器10的性能的重要因素。
此外，如上結構的紙材料50由于紙具有的化學結構特性而導致透濕量較低。一般的紙材料50具有可與水的氫分子(H2)容易結合的OH基較少的結構，從而使其較難與水的氫分子(H2)進行結合，而導致降低透濕量。
并且，當只用上述紙材料50構成上述電熱交換器10的間隔板30和電熱交換板20的情況下，由于機械特性較低而導致物理結合力較小，從而較難形成上述電熱交換器10的外觀，這會同樣影響上述空氣的流動通道40，45結構。
圖3是現(xiàn)有技術中在纖維(fiber)中涂有薄膜(membrane)材料形成的電熱交換材料的組織狀態(tài)的顯微鏡圖片。如圖所示，為了改善上述紙材料結構的電熱交換器10中存在的問題，將由纖維60上涂層聚氨酯70薄膜的材料構成上述電熱交換器10。
上述纖維60用于彌補上述只通過紙材料50構成的電熱交換器10中存在的較低的機械特性，如圖所示，上述纖維60具有縝密的結構，可確保較高的伸長強度，并形成支撐層62。
此外，上述支撐層62的上部形成有透濕層72，上述透濕層72通過涂層聚烯烴(Polyol)組合構成的聚氨酯70并執(zhí)行透濕功能。上述聚烯烴是具有2個以上親水性的OH基的脂類化合物，它通過優(yōu)良的濕氣吸附力和極強的氫結合，使透濕量達到最大。
上述聚氨酯70薄膜形成于上述支撐層62的表面并構成上述間隔板30，使上述電熱交換器10確保高透濕性，并具有較強的物理結合力，從而通過上述間隔板30順暢進行熱交換操作。
但是，如上結構的現(xiàn)有技術中換氣裝置的電熱交換材料存在以下問題。
由于構成上述電熱交換器10間隔板30的支撐層62由較高價格的纖維60材料形成，導致提高整個換氣裝置的生產費用，并降低產品的價格競爭力。
并且，上述形成支撐層62的纖維60在進行透濕時將產生下垂的現(xiàn)象，當上述支撐層62下垂時，上述產生空氣流動的流動通道40，45將被堵住或減小，從而導致產生流路損失，并降低上述電熱交換器10的性能。

發(fā)明內容
為了解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種由紙材料形成的支撐層和用聚氨酯材料涂在上述支撐層的透濕層構成的電熱交換器。
為了實現(xiàn)上述目的，針對吸入室外的新鮮空氣而排出室內的污染空氣，并防止室內的溫度急劇變化的換氣裝置用電熱交換器中，本發(fā)明中的換氣裝置的電熱交換材料，其特征在于，包含有如下幾個部分由紙材料構成，并保持其形態(tài)的支撐層；用聚氨酯(Polyurethane)材料涂在上述支撐層表面，并使其自由透濕的透濕層。
并且，為了達到上述目的，本發(fā)明中的換氣裝置的電熱交換材料的制造方法，其特征在于，包含有如下幾個步驟在卷(Roll)形狀的紙上通過涂料器(Coater)涂層聚氨酯(Polyurethane)溶液的涂層工序；在上述涂料器中涂層處理的電熱交換材料在凝固槽(Coagulation Bath)中進行凝固的凝固工序；緊貼結合上述聚氨酯材料的透濕層和紙材料的支撐層的按壓工序；上述按壓的電熱交換材料通過清洗槽(Washing Bath)去除異物質等的清洗工序；將上述清洗的電熱交換材料進行干燥的干燥工序；將上述干燥的電熱交換材料以卷形狀纏繞的卷帶工序。
根據如上詳細所述，本發(fā)明中的換氣裝置的電熱交換材料包含有由紙材料構成，并保持其形狀的支撐層；在上述支撐層的表面涂有聚氨酯，并執(zhí)行透濕作用的透濕層。
由此，上述電熱交換材料在使用紙材料的支撐層進行透濕操作的過程中，可防止由于水分而使構成電熱交換器的電熱交換板和間隔板下垂，而導致使室內外的空氣流動的通道下垂的現(xiàn)象，從而可使室內外的空氣進行順暢的流動。由此，可提高換氣裝置的性能效率的同時，還可提高電熱交換器的機械特性。
并且，通過在上述支撐層的表面形成聚氨酯材料以便更容易進行透濕操作，并通過上述構成支撐層的紙材料具有的網狀結構使其透濕效果更佳，由此，與現(xiàn)有技術中的纖維上涂層聚氨酯的材料相比，將更加提高透濕度，并最大限度提高換氣裝置的電熱性能效率。
此外，由于代替現(xiàn)有技術中作為支撐層材料使用的高價的纖維材料，而使用低價的紙材料，在提高性能效率的同時，大幅度降低了產品的生產費用，從而可確保產品的價格競爭力。


圖1是一般的換氣裝置的電熱交換器的概略圖；圖2是現(xiàn)有技術中的由紙材料構成的電熱交換材料的組織狀態(tài)的顯微鏡圖片；圖3是現(xiàn)有技術中在纖維中涂有薄膜材料形成的電熱交換材料的組織狀態(tài)的顯微鏡圖片；圖4是本發(fā)明較佳實施例中的電熱交換材料組織的放大的顯微鏡圖片；圖5是本發(fā)明較佳實施例中的電熱交換材料的制造工序的工序圖；圖6是本發(fā)明中的電熱交換材料和現(xiàn)有技術中的電熱交換材料的透濕度的比較圖表；圖7是本發(fā)明中的電熱交換材料和現(xiàn)有技術中的電熱交換材料的壓力損失的比較圖表。
主要部件附圖標記說明10電熱交換器 20電熱交換板30間隔板 40排氣通道45吸氣通道120支撐層122紙材料 140透濕層142聚氨酯 200涂料器(coater)220凝固槽 240壓輪(nip roll)260清洗槽 280干燥箱(drying oven)300卷帶器(take-up)400紙電熱交換材料500Fiber-PU電熱交換材料 600Paper-PU電熱交換材料A涂層工序 B凝固工序
C按壓工序 D清洗工序E干燥工序 F卷帶工序具體實施方式
下面參照附圖對如上結構的換氣裝置的電熱交換材料的結構進行更為詳細的說明。
圖4是本發(fā)明較佳實施例中的電熱交換材料組織的放大的顯微鏡圖片。如圖所示，上述電熱交換材料包含有形成在下部并保持形狀的支撐層120；形成在上述支撐層120的表面，并容易進行透濕操作的透濕層140。
上述支撐層120由紙材料122構成，并保持間隔板30的形狀，上述紙材料122相比纖維(Fiber)具有較差的縝密結構，但同時上述結構上的特征將有利于提高透濕度。
并且，上述紙材料122具有放射狀相互交織的網狀結構，可在含有水分時防止上述支撐層120下垂的現(xiàn)象，并在進行透濕操作時，也可保持其形狀，并確?？諝獾牧髀?。
此外，上述支撐層120的表面形成有透濕層140，上述透濕層140由聚氨酯(Polyurethane)142材料構成，并最大限度提高上述間隔板30的透濕作用。
上述聚氨酯142是包含有軟質鏈段(Soft-segment)的聚烯烴(Polyol)和硬質鏈段(Hard-segment)的異氰酸酯(isocyanate)的功能性高分子材料，通過在上述軟質鏈段部分導入可進行透濕及透氣的通道(Channel)，可任意賦予透濕及透氣的特性。
并且，上述聚氨酯142可通過濕式(wet)方法等在上述作為支撐層120的紙材料122中進行涂層處理，因此，上述聚氨酯142在保留其高功能特性及作業(yè)性的優(yōu)秀的高分子材料特性的同時，并通過改變上述聚氨酯142的透濕及透氣結構便可任意賦予多種特性。
圖5是本發(fā)明較佳實施例中的電熱交換材料的制造工序的工序圖。如圖所示，在上述由支撐層120和透濕層140構成的電熱交換材料的制造工序中，首先，利用涂層系統(tǒng)將在卷(Roll)形狀的紙上用涂料器(Coater，200)涂層上述聚氨酯142溶液(A，涂層工序)。
上述涂料器200中進行涂層處理的電熱交換材料將在凝固槽(Coagulation Bath，220)中進行凝固，從而使上述聚氨酯(Polyurethane，142)溶液完全緊貼形成在上述紙材料122的支撐層120上(B，凝固工序)。
上述紙材料122中緊貼凝固的電熱交換材料將通過壓輪240，緊貼結合上述聚氨酯142材料的透濕層140和紙材料122的支撐層120，并提高其強度(C，按壓工序)。
通過上述壓輪240進行按壓的電熱交換材料將經過清洗槽(WashingBath，260)去除異物質等(D，清洗工序)后，接著通過干燥箱(Drying Oven，280)進行濕干操作(Wet dry process)(E，干燥工序)。上述進行干燥操作的電熱交換材料將通過卷帶器300再纏繞為卷形狀(F，卷帶工序)，進行搬運或儲存。
此外，為了通過涂層上述聚氨酯142材料而提高透濕度，在上述工序的條件下，可將其調節(jié)為多孔性的細微氣孔大小(Pore size)(φ0.1～10μm)。
下面參照附圖對如上結構的本發(fā)明中換氣裝置的電熱交換材料的作用進行說明。
在使用上述電熱交換材料的電熱交換器10中，如圖1所示，當換氣裝置進行操作時，室內被污染的空氣將通過上述電熱交換器10排出到外部，同時，外部的新鮮空氣將通過上述電熱交換器10流入到內部。
更詳細說，上述室內被污染的空氣將通過上述電熱交換器10的電熱交換板20和上述間隔板30之間形成的排氣通道40向外部排出；同時，室外的新鮮空氣將通過在形成上述排氣通道40的上述間隔板30的上部，與上述形成排氣通道40的間隔板30交叉的方向形成的間隔板30和電熱交換板20之間的吸氣通道45吸入到內部。
此時，上述排出的室內空氣和流入的室外空氣將通過不同方向的排氣通道40和吸氣通道45流動而不致混合在一起，上述室內空氣和室外空氣流動的排氣通道40和吸氣通道45將間隔上述電熱交換板20形成。
因此，通過上述排氣通道40和吸氣通道45流動的室內空氣和室外空氣，在流動時將通過上述電熱交換板20進行熱交換，使從室外通過上述吸氣通道45流入的新鮮空氣將具有與通過上述排氣通道40排出的室內空氣相近的溫度而流入到室內。
其中，形成上述吸氣通道45和排氣通道40的上述間隔板30和電熱交換板20由紙材料122的支撐層120和在上述紙材料120的表面涂有聚氨酯142材料的透濕層140構成，從而使通過上述吸氣通道45和排氣通道40流動的室內空氣和室外空氣之間進行溫度和濕度交換。
圖6是本發(fā)明中的電熱交換材料和現(xiàn)有技術中的電熱交換材料的透濕度的比較圖表。其中，透濕度表示在規(guī)定狀態(tài)的溫度和濕度條件下，通過單位時間單位面積的水蒸氣的質量，上述圖表中的值通過以下的實驗(KSM 7019)得出結果值。
在進行透濕度檢測的實驗(KSM 7019)中，作為干燥材料使用氯化鈣(CaCl2)，并在相對濕度65±2％、20±2℃的溫度下使用φ80的電熱交換材料。
作為上述電熱交換材料將使用只由紙材料構成的紙電熱交換材料400；在纖維上涂層聚氨酯薄膜材料的Fiber-PU電熱交換材料500；在紙上涂層聚氨酯薄膜材料的Paper-PU電熱交換材料600。
下面對上述條件下檢測出的各電熱交換材料的材料對應的透濕度進行說明。其中，上述紙電熱交換材料400的透濕度為最低的5,880g/m2·day；上述Fiber-PU電熱交換材料500的透濕度為11,431g/m2·day。
此外，上述Paper-PU電熱交換材料600的透濕度為15,230g/m2·day，由此可知，上述Paper-PU電熱交換材料600比上述紙電熱交換材料400和Fiber-PU電熱交換材料500具有更高的透濕度。
圖7是本發(fā)明中的電熱交換材料和現(xiàn)有技術中的電熱交換材料的壓力損失的比較圖表。在上述圖表中提示出使用上述Fiber-PU電熱交換材料和Paper-PU電熱交換材料的本發(fā)明中的電熱交換材料的風量對應的壓力。
根據上述附圖7中的圖表可知，使用Paper-PU電熱交換材料600的本發(fā)明中的電熱交換材料的風量對應的壓力，將比上述Fiber-PU電熱交換材料500的風量對應的壓力整體上更低。
本發(fā)明中通過使用上述同等的風量條件下壓力較低的Paper-PU電熱交換材料600，可防止其作為空氣流動通道的排氣通道40和吸氣通道45的減小。
本發(fā)明不只局限于如上所述的實施例，在不超出本發(fā)明基本技術思想的范疇內，相關行業(yè)的技術者可對其進行多種變形及應用。
權利要求
1.一種換氣裝置的電熱交換材料，設置在吸入室外的新鮮空氣而排出室內的污染空氣，并防止室內的溫度急劇變化的換氣裝置用電熱交換器中，其特征在于，包括由紙材料構成，并保持其形態(tài)的支撐層；用聚氨酯材料涂在上述支撐層表面，并使其自由透濕的透濕層。
2.一種換氣裝置的電熱交換材料的制造方法，其特征在于，包括在卷形狀的紙上通過涂料器涂層聚氨酯溶液的涂層工序；在上述涂料器中涂層處理的電熱交換材料在凝固槽中進行凝固的凝固工序；緊貼結合上述聚氨酯材料的透濕層和紙材料的支撐層的按壓工序；上述按壓的電熱交換材料通過清洗槽去除異物質等的清洗工序；將上述清洗的電熱交換材料進行干燥的干燥工序；將上述干燥的電熱交換材料以卷形狀纏繞的卷帶工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及換氣裝置的電熱交換材料及其制造方法，上述換氣裝置的電熱交換材料由紙材料構成的支撐層和用聚氨酯材料涂在上述支撐層表面的透濕層構成。針對吸入室外的新鮮空氣而排出室內的污染空氣，并防止室內的溫度急劇變化的換氣裝置用電熱交換器中，本發(fā)明中的換氣裝置的電熱交換材料，包含有如下幾個部分由紙材料構成，并保持其形態(tài)的支撐層；用聚氨酯材料涂在上述支撐層表面，并使其自由透濕的透濕層。根據如上結構的換氣裝置的電熱交換材料及其制造方法，可提高機械特性和電熱特性，并確保產品的價格競爭力。
文檔編號F28F3/08GK1888807SQ20051001398
公開日2007年1月3日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權日2005年6月27日
發(fā)明者鄭秉華 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司