專利名稱：新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體。屬于熱交換設(shè)備制備領(lǐng)域。技術(shù)背景
傳統(tǒng)的新風(fēng)換氣機(jī)大多采用帶波紋板或鋸齒形支撐結(jié)構(gòu)的板翅式叉流換熱芯體，盡管能保持換熱芯體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且能適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)換熱時(shí)間，但壓力損失較大，風(fēng)機(jī)能耗較高，而且叉流的換熱形式遠(yuǎn)不如逆流，另外傳統(tǒng)的紙材料也限制了換熱芯體效率的提高，因此，此類換熱芯體存在換熱效率低、阻力壓降大、體積大、維護(hù)難等問題，限制了新風(fēng)換氣機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種換熱效率高、阻力損失小、體積小、清洗容易、清潔衛(wèi)生的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下:
一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，包括頂板、底板、換熱單元，所述換熱單元由換熱膜、支撐框架、整流板、導(dǎo)流板組成，所述支撐框架為矩形，所述換熱膜與所述支撐框架固定連接構(gòu)成支撐框架的底面，在所述支撐框架的對(duì)角位置各設(shè)有一個(gè)開口，所述開口分別設(shè)置在支撐框架平行的兩條邊上，其中一個(gè)開口為進(jìn)風(fēng)口，另一個(gè)開口為出風(fēng)口；
在所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間設(shè)有2塊整流板，所述整流板垂直于所述換熱膜，兩端分別與所述開口所在的支撐框架平行的兩條邊固定連接，將支撐框架內(nèi)腔分隔為進(jìn)氣區(qū)、換熱區(qū)和排氣區(qū)；
在所述進(jìn)氣區(qū)和排氣區(qū)各設(shè)有一導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板為弧形，一端與進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口的一側(cè)固定連接，另一端與整流板以及與進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口所在的支撐框架的邊相對(duì)的邊固定連接；
在所述頂板與底板之間疊置有至少2個(gè)換熱單元，且相鄰兩個(gè)換熱單元的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相向設(shè)置，相間兩個(gè)換熱單元的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相同設(shè)置。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述換熱膜為換熱復(fù)合膜或全熱交換紙。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述換熱復(fù)合膜由微孔均質(zhì)膜與聚砜多孔膜復(fù)合在一起構(gòu)成。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述微孔均質(zhì)膜為納米氣體微孔均質(zhì)分離膜，材料為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚芳醚砜酮；厚度為30 50um,最優(yōu)為30um,膜孔徑為2 IOnm,最優(yōu)為2nm ;生產(chǎn)廠家為江蘇泰氟隆科技有限公司，產(chǎn)品型號(hào)為TEL-FM-1。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述聚砜多孔膜的厚度為0.05mm 0.20mm,最優(yōu)為 0.05mm,孔徑為 0.1-0.5um
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述全熱交換紙為松下全熱特工紙或三菱全熱交換紙，紙厚度為0.01-0.4mm。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述導(dǎo)流板的材料為鋁板、銅板、合金板、塑料板中的一種，厚度為0.1-2.0mm,高度為5_20mm,導(dǎo)流板圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為30° -60°，最優(yōu)為 60°。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述整流板材料為鋁板、或銅板，厚度為0.1 0.2mm,高度為5_20mm。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述整流板表面設(shè)有通孔，所述通孔孔型結(jié)構(gòu)為四邊形、三角形、圓形、橢圓形中的至少一種，通孔保留鉆孔后留下的孔角邊。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述通孔均勻布置，孔徑為等效水力直徑1-2mm。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述整流板表面設(shè)有條形孔，所述條形孔在整流板高度方向均勻布置，在所述整流板表面沿條形孔長(zhǎng)度方向設(shè)置有垂直于所述整流板表面、數(shù)量與條形孔匹配的條形擋板，所述條形孔高度為2-5_，條形擋板寬度為5-10mm,條形孔與條形擋板的長(zhǎng)度相同。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述整流板表面設(shè)有方形孔，沿整流板長(zhǎng)度方向均勻布置，在所述整流板長(zhǎng)度方向設(shè)置有數(shù)量與方形孔匹配的弧形擋板，方形孔的寬度為20-40_，高度與所述換熱單元高度基本保持一致，弧形擋板與方形孔的邊相切布置，弧形擋板的圓弧直徑為10-20mm，弧心角為90°。
本發(fā)明一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，所述支撐框架材料為PET塑料板或硬紙材料，厚度為5 20mm，高度為5 20mm，較小的高度意味著相對(duì)較強(qiáng)的換熱能力。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:
1.本發(fā)明采用孔徑只有2nm的微孔均質(zhì)膜作為換熱膜材料，只能允許水蒸氣分子(分子直徑為0.4nm)通過，實(shí)現(xiàn)全熱回收，而其他有害氣體、細(xì)菌、病毒、微生物等卻不能跨膜傳遞，清潔衛(wèi)生程度大大增強(qiáng)。
2.氣流通過換熱膜時(shí)，會(huì)引起傳熱傳質(zhì)材料的受迫振動(dòng)，破壞流體熱質(zhì)交換界面的邊界層結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)氣體的低速湍流，同時(shí)使得換熱表面的污垢減少，降低了污垢熱阻，達(dá)到復(fù)合強(qiáng)化傳熱的目的，即使在迎面風(fēng)速較高的情況下仍能保持較高的效率。
3.本發(fā)明采用純逆流的換熱方式，在相同的流道風(fēng)速和換熱面積的條件下比傳統(tǒng)叉流式換熱效率高出8%左右，又由于采用了高效換熱膜，以及流致振動(dòng)強(qiáng)化傳熱的存在，換熱芯體的全熱效率達(dá)到了 80% 95%。
4.本發(fā)明的整個(gè)氣流區(qū)中除兩塊整流板和導(dǎo)流板外，無(wú)其他任何支撐結(jié)構(gòu)，壓力損失小于30Pa。
5.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)、安裝、清洗方便，體積小，重量，輕便于在有限的建筑空間內(nèi)靈活布置。


附圖1是本發(fā)明新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體總體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是換熱膜組件結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3是換熱單元、端封板、側(cè)封板、底板和頂板的連接構(gòu)成示意圖。
附圖4是整流板結(jié)構(gòu)示意圖。
，附圖5是本發(fā)明新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體內(nèi)氣流組織形式示意圖。
其中:附圖4_1表不的是圓形孔的整流板；
附圖4-2表示的是橢圓形孔的整流板；
附圖4-3表示的是四邊形孔的整流板；
附圖4-4表不的是二角形孔的整流板；
附圖4-5表示的是條形孔與條形擋板結(jié)構(gòu)的整流板；
附圖4-6表示的是方形孔與弧形擋板結(jié)構(gòu)的整流板；
圖中:頂板I ;支撐框架2 ;換熱單元3 ;換熱膜4 ;微孔均質(zhì)膜4-1 ;聚砜多孔膜4-2 ;底板5 ;整流板6 ;導(dǎo)流板7 ;開口 8;箱體9。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
實(shí)施例1
參見附圖1、2、3，一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，包括頂板1、底板5、換熱單元3，所述換熱單元3由換熱膜4、支撐框架2、整流板6、導(dǎo)流板7組成，所述支撐框架2為矩形，所述換熱膜4與所述支撐框架2固定連接構(gòu)成支撐框架2的底面，在所述支撐框架2的對(duì)角位置各設(shè)有一個(gè)開口 8，所述開口 8分別設(shè)置在支撐框架2平行的兩條邊上，其中一個(gè)開口為進(jìn)風(fēng)口，另一個(gè)開口為出風(fēng)口 ；
在所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間設(shè)有2塊整流板6，所述整流板6垂直于所述換熱膜4，兩端分別與所述開口 8所在的支撐框架2平行的兩條邊固定連接，將支撐框架2內(nèi)腔分隔為進(jìn)氣區(qū)、換熱區(qū)和排氣區(qū)；
在所述進(jìn)氣區(qū)和排氣區(qū)各設(shè)有一導(dǎo)流板7，所述導(dǎo)流板7為弧形，一端與進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口的一側(cè)固定連接，另一端與整流板6以及與進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口所在的支撐框架2的邊相對(duì)的邊固定連接；
在所述頂板I與底板5之間疊置有至少2個(gè)換熱單元3，且相鄰兩個(gè)換熱單元3的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相向設(shè)置，相間兩個(gè)換熱單元3的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相同設(shè)置。
本實(shí)施例中，所述換熱膜為換熱復(fù)合膜，所述換熱復(fù)合膜由微孔均質(zhì)膜與聚砜多孔膜復(fù)合在一起構(gòu)成，所述微孔均質(zhì)膜為納米氣體微孔均質(zhì)分離膜，材料為聚四氟乙烯；厚度為30um，膜孔徑為2nm ;生產(chǎn)廠家為江蘇泰氟隆科技有限公司，產(chǎn)品型號(hào)為TEL-FM-1。
本實(shí)施例中，所述聚砜多孔膜的厚度為0.05mm，孔徑為0.1-0.5um
本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流板的材料為鋁板，厚度為0.5mm,高度為10mm，導(dǎo)流板圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為60°。
本實(shí)施例中，所述整流板材料為銅板，厚度為0.5mm，高度為10mm。
本實(shí)施例中，所述整流板表面設(shè)有通孔，所述通孔孔型結(jié)構(gòu)為圓形，通孔保留鉆孔后留下的孔角邊。所述通孔均勻布置，孔徑為等效水力直徑1.5_。
本實(shí)施例中，所述支撐框架材料為PET塑料板，厚度為15mm，高度為5mm，較小的高度意味著相對(duì)較強(qiáng)的換熱能力。
實(shí)施例2
參見附圖4，本實(shí)施例中，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，只是整流板表面設(shè)有5個(gè)條形孔，所述條形孔在整流板高度方向均勻布置，在所述整流板表面沿條形孔長(zhǎng)度方向設(shè)置有垂直于所述整流板表面、數(shù)量與條形孔匹配的條形擋板，所述條形孔高度為5_，條形擋板寬度為5mm,條形孔與條形擋板的長(zhǎng)度相同。
實(shí)施例3
參見附圖4，本實(shí)施例中，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，只是整流板表面設(shè)有8個(gè)方形孔，所述方形孔的孔朝向一致、沿整流板長(zhǎng)度方向均勻布置，在所述整流板長(zhǎng)度方向設(shè)置有數(shù)量與方形孔匹配的弧形擋板，方形孔的寬度為25_，高度與所述換熱單元高度基本保持一致，弧形擋板與方形孔的邊相切布置，弧形擋板的圓弧直徑為20mm，弧心角為90°。
裝配本發(fā)明時(shí)首先制備好復(fù)合換熱膜，然后根據(jù)新風(fēng)換氣機(jī)用用平板全熱換熱芯體的長(zhǎng)寬尺寸將其裁剪成若干張，如圖2所示，然后將支撐框架、整流板、導(dǎo)流板粘連在復(fù)合換熱膜上而構(gòu)成換熱單元，如圖3所示。根據(jù)新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體的容積，將多個(gè)換熱單元依次疊置在頂板與底板之間，相鄰換熱單元垂直固定連接，形成兩個(gè)單進(jìn)單出的氣流通道，且相鄰兩個(gè)換熱單元的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相向設(shè)置，相間兩個(gè)換熱單元3的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相同設(shè)置，即構(gòu)成一種新風(fēng)換氣機(jī)用導(dǎo)板膜式全熱換熱芯體，如圖1所示。換熱單元的尺寸和數(shù)量由換熱器的空間布置和處理風(fēng)量共同確定，換熱單元的氣流進(jìn)口尺寸由允許的迎面風(fēng)速確定。
實(shí)施本發(fā)明時(shí)將換熱芯體放置在箱體9中，將它們封裝固定好并伸出氣流通道，采用風(fēng)機(jī)將室外新風(fēng)送至同一位置的進(jìn)風(fēng)口，將室內(nèi)溫度較高的廢氣送至另一進(jìn)風(fēng)口，室外新風(fēng)以及室內(nèi)廢氣均勻流進(jìn)換熱區(qū)內(nèi)，在溫度差和濕度差的共同作用下，室外新風(fēng)和室內(nèi)廢氣在換熱區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)顯熱和潛熱交換，交換后的室外新風(fēng)由相應(yīng)出風(fēng)口流進(jìn)室內(nèi)、室內(nèi)廢氣由相應(yīng)風(fēng)出口排出室外，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣的交換和能量的回收，使室內(nèi)空氣品質(zhì)得到極大改善。由于本發(fā)明采用純逆流的換熱形式和高效傳熱傳質(zhì)材料，以及在低速氣流下?lián)Q熱膜組件的受迫振動(dòng)而引起的強(qiáng)化傳熱，使全熱換熱效率達(dá)到了 80% 95%，并且在板間風(fēng)速較高的情況下依然能保持較高的傳熱效率，同時(shí)若采用納米微孔均質(zhì)膜還能有效阻止了細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)的跨膜傳遞，達(dá)到了節(jié)能、健康、衛(wèi)生、環(huán)保的功效。
參見附圖1所示，本發(fā)明采用單進(jìn)單出的氣流布置方式，有利于室外新風(fēng)和室內(nèi)廢氣的流進(jìn)和流出并減小氣流輸送阻力損失，另外采用逆流的換熱形式，顯著提高了傳熱能力。
本發(fā)明的技術(shù)方案中，室外新風(fēng)通道和室內(nèi)廢氣通道被換熱復(fù)合膜分隔開來(lái)，室外新風(fēng)和室內(nèi)廢氣在各自的通道內(nèi)流動(dòng)，避免了氣流滲漏和交叉污染。
權(quán)利要求
1.新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，包括頂板、底板、換熱單元，其特征在于:所述換熱單元由換熱膜、支撐框架、整流板、導(dǎo)流板組成，所述支撐框架為矩形，所述換熱膜與所述支撐框架固定連接構(gòu)成支撐框架的底面，在所述支撐框架的對(duì)角位置各設(shè)有一個(gè)開口，所述開口分別設(shè)置在支撐框架平行的兩條邊上，其中一個(gè)開口為進(jìn)風(fēng)口，另一個(gè)開口為出風(fēng)Π ； 在所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口之間設(shè)有2塊整流板，所述整流板垂直于所述換熱膜，兩端分別與所述開口所在的支撐框架平行的兩條邊固定連接，將支撐框架內(nèi)腔分隔為進(jìn)氣區(qū)、換熱區(qū)和排氣區(qū)； 在所述進(jìn)氣區(qū)和排氣區(qū)各設(shè)有一導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板為弧形，一端與進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口的一側(cè)固定連接，另一端與整流板以及與進(jìn)風(fēng)口或出風(fēng)口所在的支撐框架的邊相對(duì)的邊固定連接； 在所述頂板與底板之間疊置有至少2個(gè)換熱單元，且相鄰兩個(gè)換熱單元的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相向設(shè)置，相間兩個(gè)換熱單元的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相同設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述換熱膜為換熱復(fù)合膜或全熱交換紙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述換熱復(fù)合膜由微孔均質(zhì)膜與聚砜多孔膜復(fù)合在一起構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述微孔均質(zhì)膜為納米氣體微孔均 質(zhì)分離膜，材料為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚芳醚砜酮；厚度為30 50um,膜孔徑為2 10nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述聚砜多孔膜的厚度為0.05mm 0.20mm,孔徑為0.1-0.5um
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述全熱交換紙為松下全熱特工紙或三菱全熱交換紙，紙厚度為0.01-0.4_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述導(dǎo)流板的材料為鋁板、銅板、合金板、塑料板中的一種，厚度為0.1-2.0mm，高度為5_20mm，導(dǎo)流板圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為30° -60°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述整流板材料為鋁板、或銅板，厚度為0.1 0.2mm,高度為5_20mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述整流板表面設(shè)有通孔，所述通孔孔型結(jié)構(gòu)為四邊形、三角形、圓形、橢圓形中的至少一種，通孔保留鉆孔后留下的孔角邊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述通孔均勻布置，孔徑為等效水力直徑l_2mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述整流板表面設(shè)有條形孔，所述條形孔在整流板高度方向均勻布置，在所述整流板表面沿條形孔長(zhǎng)度方向設(shè)置有垂直于所述整流板表面、數(shù)量與條形孔匹配的條形擋板，所述條形孔高度為2-4mm,條形擋板寬度為5-10mm,條形孔與條形擋板的長(zhǎng)度相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述整流板表面設(shè)有方形孔，沿整流板長(zhǎng)度方向均勻布置，在所述整流板長(zhǎng)度方向設(shè)置有數(shù)量與方形孔匹配的弧形擋板，方形孔的寬度為20-40_，高度與所述換熱單元高度基本保持一致，弧形擋板與方形孔的邊相切布置，弧形擋板的圓弧直徑為10-20mm，弧心角為90°。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，其特征在于:所述支撐框架材料為PET塑料板或硬紙材料，厚`度為5 20mm，高度為5 20mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新風(fēng)換氣機(jī)用平板全熱換熱芯體，包括頂板、底板、換熱單元，其特征在于所述換熱單元由換熱膜、支撐框架、整流板、導(dǎo)流板組成，所述支撐框架為矩形，所述換熱膜與所述支撐框架固定連接構(gòu)成支撐框架的底面，在所述支撐框架的對(duì)角位置各設(shè)有一個(gè)開口，在所述開口之間設(shè)有2塊整流板，兩端分別與所述開口所在的支撐框架平行的兩條邊固定連接，所述導(dǎo)流板為弧形，一端與開口的一側(cè)固定連接，另一端與整流板固定連接；在所述頂板與底板之間疊置有至少2個(gè)換熱單元，且相鄰兩個(gè)換熱單元的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相向設(shè)置，相間兩個(gè)換熱單元的進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置相同設(shè)置。本發(fā)明平板全熱換熱芯體傳熱傳質(zhì)性能好，效率高，阻力損失少，體積小，成本低，便于在建筑內(nèi)集成。
文檔編號(hào)F24F13/28GK103175293SQ20131009891
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者段飛, 廖勝明, 曹小林, 饒政華, 諶盈盈 申請(qǐng)人:中南大學(xué)