CN100449246C - 通风系统的热交换器 - Google Patents

Abstract

一种通风系统的热交换器(8)，包括：以预定间隔层叠的热交换板(50)；第一振动部件(54)，它们层叠于热交换板(50)之间，用于使流过第一空气通路(52)的室外空气产生紊流，并在流过室外空气的第一空气通路内对齐；及第二振动部件(58)，它们用于使流过第二空气通路(56)的室内空气产生紊流，并在流过室内空气的第二空气通路(56)内对齐。借助于将流过室外和室内空气的空气通路设置成网型热交换而加大空气的紊流程度可提高传热性能。

Description

通风系统的热交换器

技术领域

本发明涉及一种用于交换室内空气与室外空气的通风系统，尤其涉及一种能提高室外空气和室内空气之间的热交换性能的通风系统的热交换器。

背景技术

一般说来，通风系统是用于将脏污的室内空气排放到室外并将新鲜的室外空气吸入室内的系统。这种系统包括用于去除夹带在室外空气中的灰尘和杂质的空气净化器，和将被排放的室内空气的热量传递给被吸入的室外空气的热交换器。

图1是传统通风系统的透视图。

该通风系统包括：壳体2，它被安装在分隔室内和室外的墙壁上；排风机4和吸风机6，它们被安装在壳体2内，用于对被吸入和排出的空气进行换气；空气净化器(图中未示出)，它被安装在壳体2内侧室外空气被吸入的部分内，用于净化被吸入室内的室外空气；及热交换器8，它被设置在壳体2内侧，用于对被排放到室外的室内空气和被吸入室内的室外空气进行热交换。

此处，壳体2被设置在形成于分隔室内和室外的墙壁上的孔内，因此，它的一侧位于室内，另一侧位于室外。在这种情况下，吸入室外空气的室外吸气孔10和将室内空气排放到室外的室外排气孔12分别被形成在壳体2的位于室外的侧壁上，将室外空气排放到室内的室内排气孔14和吸入室内空气的室内吸气孔16分别被形成在壳体2的位于室内的侧壁上。

排风机(discharging blowing fan)4，它被安装在与室外排气孔12相连的部位，用于提供将室内空气排放到室外的吹风压力(blowing pressure)；和吸风机(suction blowing fan)6，它被安装在与室内排气孔14相连的部位上，用于提供将室外空气吸入室内的吹风压力。

图2是通风系统的传统热交换器的透视图，图3是通风系统的传统热交换器的局部透视图。

传统的热交换器8包括：多个基板20，它们是以固定间隔层叠的薄板；流过室内空气的第一波纹板22，它们分别被层叠于基板20之间的空间内；及流过室外空气的第二波纹板24，它们分别层叠于基板20内，并依次与第一波纹板22相互交叉。

在此，第一和第二波纹板22和24被弯折成三角形，室内和室外空气流过它们的内侧和外侧，以相互交换热量。

这类热交换器8为矩形，并依次按第一波纹板22、基板20、第二波纹板24的顺序叠置。热交换器8的上下表面分别由基板20封闭，并且热交换器的两侧表面与流过室外空气的室外吸气孔10和室内排气孔14相连。热交换器的另外两侧表面分别与流过室内空气的室外排气孔12和室内吸气孔16相连。

也就是说，当通过第一波纹板22的室外空气和通过第二波纹板24的室内空气相互交叉流动时，通过基板20传递室内空气的热量而进行热交换。

下面将描述具有上述结构的用于通风系统的传统热交换器的工作过程。

驱动吸风机6时，室外空气被吸入室外吸气口10并流过第一波纹板22，再通过室内排气孔14被送入室内。驱动排风机4时，室内空气通过室内吸气孔16被吸入并流过第二波纹板24，再通过室外排气孔12被排放到室内。

当流过第一波纹板22的室外空气和流过第二波纹板24的室内空气彼此交叉流动时，室内空气中的热量通过基板20被传递到室外空气，吸收了室内空气的热量的室外空气被提供给室内。

如上所述，由于被排出的室内空气中的热量被吸收到室外空气中，并被排放到室内，所以在进行通风的情况下，可防止室内空气的温度急剧变化。

但是，在这种通风系统的传统的热交换器中，第一和第二波纹板22和24被形成为具有预定形状的波纹的板状，并且当在第一和第二波纹板内流动的空气从入口侧运动到出口侧时，边界层S将扩展。因此，在通风时，由于被吸入室内的室外空气不能吸收室内空气的热量，所以传热效率降低，室内温度变化迅速。另外，增加了用于回收室内空气所耗费的能源，并降低了室内空气的调节性能。

即，如图4所示，当粘滞空气(viscous air)在管内侧表面流动时，在第一和第二波纹板22和24的管内流动的粘滞空气颗粒将粘附在与管内侧表面接触的表面上。当空气离开管的内侧表面时，空气恢复速度并获得在离固体材料的表面预定距离的位置处自由流动的速度。此时，当空气离开管的内侧表面时，形成边界层S。

如上所述，管内侧表面上的空气在流动过程中边界层将扩大，并且空气离开管的内侧表面，这样就降低了室内空气通过基板20向室外空气传递热量的传热效率。

发明内容

据此，本发明的目的是提供一种通风系统的热交换器，它能通过增大流过热交换器的室外和室内空气的紊流程度而限制边界层的扩展，从而提高传热性能。

为了获得这些和其它优点，根据本发明的目的，在此作为具体和概括的描述，本发明所提供的通风系统的热交换器包括：第一热交换板和第二热交换板，其以预定间隔交替层叠；第一振动部件，它们设置在第一热交换板上，用于在通过第一空气通路的室外空气中产生紊流，并在流过室外空气的第一空气通路内对齐；第二振动部件，设置在所述第二热交换板上，它们用于在通过第二空气通路的室内空气中产生紊流，并在流过室内空气的第二空气通路内对齐；所述第一和第二振动部件包括固定在所述热交换板的上表面上的固定部分和从所述固定部分以预定角度弯曲以在流动的空气中产生紊流的振动部分。

本通风系统的热交换器包括：第一隔离件，它们分别被固定在流过室外空气的热交换器的两侧表面上，用于封闭第二振动部件对齐处的侧表面；及第二隔离件，它们分别被固定在流过室内空气的热交换器的另外两侧表面上，用于封闭第一振动部件对齐处的侧表面。

第一和第二振动部件包括固定在热交换板的上表面上的固定部分和从该固定部分以预定角度弯曲、以在流动的空气中产生紊流的振动部分。

第一和第二振动部件由具有预定弹性的弹性体构成，当空气与振动部分的前表面碰撞时，该振动部分向后弯曲。

第一和第二振动部件由具有预定弹性的金属材料制成。

第一和第二振动部件由具有预定弹性的纸质材料制成。

第一和第二振动部件由具有预定弹性的塑料制成。

第一排振动部件以预定间隔对齐在热交换板的上表面上，第二排振动部件从距第一排振动部件预定间隔处在第一排振动部件的后部对齐，第一和第二振动部件重复地以相同的间隔对齐，并且第二排振动部件位于第一排振动部件之间。若第一排部分和第二排部分的排内的相邻振动部件之间的间隔即排内间隔为d1，第一排部分和第二排部分之间的间隔即排间间隔为d2，则满足公式5≤d2/d1≤10。

如果第一排部分和第二排部分的振动部件的宽度为L1，第一排部分和第二排部分的振动部件的宽度为L2，则满足公式1≤L1/L2≤5。

如果第一排部分和第二排部分的振动部件的厚度为t1，热交换板的厚度为t2，则第一排部分和第二排部分的厚度与热交换板的厚度满足公式0.5≤t2/t1≤1.

从下面参照附图对本发明的详细描述中，可明显看出本发明的上述和其它目的、特点、方面和优点。

附图说明

图1是常规的通风系统结构的部分剖切透视图；

图2是通风系统的传统热交换器的部分透视图；

图3是通风系统热交换器的传统波纹板的透视图；

图4的剖视图示出了提供给通风系统传统热交换器的管内的空气运动情况；

图5是本发明的通风系统热交换器的部分透视图；

图6是本发明一实施方式的通风系统热交换器的部分分解透视图；

图7是本发明该实施方式的通风系统热交换器的剖视图。

具体实施方式

现在详细描述本发明的优选实施方式，这些实施方式作为列举的实例显示在附图中。

本发明的通风系统热交换器的实施方式可以有多种，下面将描述最优选的一种。

图5是本发明的通风系统热交换器的透视图。

参照图1，在本发明的通风系统中，壳体2被安装成贯穿分隔室内和室外的墙壁，壳体2的一侧表面位于室外，另一侧表面位于室内。此时，吸入室外空气的室外吸气孔10和将室内空气排放到室外的室外排气孔12分别形成在位于壳体2的室外部分处的侧表面上，将室外空气排向室内的室内排气孔14和吸入室内空气的室内吸气孔16分别连接在位于壳体2的室内部分处的侧表面上。

为将室内空气排向室外而提供吹风压力的排风机4被安装在壳体2内侧与室外排气孔12相连的部位上，为将室外空气吸入室内而提供吹风压力的吸风机6被安装在壳体2内侧与室内排气孔14相连的部位上。

用于去除室外空气中的杂质、灰尘和类似物的空气净化器(图中未示出)被安装在壳体2内侧的吸气通道上，用于将排出的室内空气的热传递给吸入的室外空气的热交换器8被安装在壳体2内侧。

如图5所示，热交换器8包括：以预定间隔设置的、薄板形叠层状的热交换板50；固定在热交换板50之间、用于使流过第一空气通路52的室外空气形成紊流的第一振动部件54，多个第一振动部件在流过室外空气的第一空气通路52内对齐；及用于使流过第二空气通路56的室内空气形成紊流的第二振动部件58，多个第二振动部件在流过室内空气的第二空气通路56内对齐。

用于封闭第二空气通路56的第一隔离件60分别被固定在热交换器8的流过室外空气的两侧表面上，用于封闭第二空气通路56的第二隔离件62分别被固定在热交换器8的流过室内空气的另外两侧表面上。

第一振动部件54和第二振动部件58沿空气流过的方向固定，并且彼此交叉地依次层叠，以使空气产生紊流。

参照图6对振动部件54和58的具体形状进行描述。振动部件皆为薄板形，它们由固定在热交换板50的上表面上的固定部分66和从固定部分66上以预定角度弯曲、以在空气中产生紊流的振动部分68组成。利用粘合剂将固定部分66粘附到热交换板50的上表面上，也可采用能将固定部分66固定在热交换板50的上表面上的任何其它方法。

这种振动部件54和58由具有预定弹性的弹性体构成，当空气冲击振动部分68的前表面时，该振动部分向后弯曲，更明确地说，理想的情况是这些部件由铝材或纸质材料制成。

另外，振动部件54和58也可用如聚乙烯或聚丙烯之类的塑料制成。

振动部件54和58包括在热交换板50的上表面上、以预定间隔对齐的第一排部分70和在第一排部分70的后部并在距第一排部分70预定间隔处对齐的第二排部分72，这些振动部件通过使反复排列的预定数量的第二排部分72重复地在第一排部分70之间的空间内对齐而构成。

理想的是，使第一排部分70和第二排部分72的排内的相邻振动部件之间的间隔即排内间隔d1和第一排部分70和第二排部分72的之间的间隔即排间间隔d2对齐，以使它们满足公式5≤d2/d1≤10。此外，振动部件的宽度L2和长度L1最好满足公式1≤L1/L2≤5。

理想的是，使振动部件的厚度t1和热交换板的厚度t2满足公式0.5≤t2/t1≤1。

下面将描述具有上述结构的本发明一实施方式的通风系统热交换器的工作过程。

图7示出了本发明该实施方式中流过热交换器的空气的工作状态。

当吸风机6被驱动时，室外空气通过室外吸气孔10被吸入，并在流过空气净化器时将各种灰尘和杂质去除，这部分空气经过第一空气通路52通过室内排气孔14被送入室内。当排风机4被驱动时，室内空气通过室内吸气孔16被吸入，并经过第二空气通路通过室外排气孔12被排到室外。

此时，当流过第一空气通路52的室内空气和流过第二空气通路56的室外空气相互交叉流动而集中在热交换板50周围时，室内空气中所含的热量通过热交换板50被吸入室外空气中，并且将经过充分热交换的室外空气提供给室内。

热交换器工作时，室外空气冲击第一振动部件58的表面并沿各个方向分散。因而，由于空气在流动时与热交换板50的表面接触，提高了热交换板50的传热性能。当流到第二空气通路56的室内空气沿各方向分散时，同时冲击第二振动部件58的表面，并在流动时与热交换板50的该表面接触，这样就提高了热交换板50的传热性能。

在不脱离本发明的构思或主要特性或一些主要特征的前提下，本发明可以有多种实施方式，这些实施方式不受上面描述的实施方式的任何细节的限制，除非另外说明，否则应对所附权利要求限定的构思和保护范围作宽阔的解释，因此，落入权利要求保护范围和边界内的、或落入这些范围和边界的等同范围内的所有改进和变换都被涵盖在所附权利要求的保护范围内。

工业实用性

在具有上述结构的本发明的通风系统热交换器中，通过将第一振动部件固定在流过室外空气的第一空气通路上和将第二振动部件固定在流过室内空气的第二空气通路内，利用第一和第二振动部件的运行，可提高室外空气和室内空气的紊流程度，因此，借助于限制边界层的扩展，可提高传热性能。

另外，由于这种热交换器具有极好的传热性能，所以可保持室内温度均匀。这样就使室内环境更舒适，并通过尽可能地减小室内温度的变化而降低了能源的消耗。

Claims (10)

1.一种通风系统的热交换器，包括：

第一热交换板和第二热交换板，其以预定间隔交替层叠；

第一振动部件，它们设置在所述第一热交换板上，用于使流过第一空气通路的室外空气产生紊流，并在流过室外空气的所述第一空气通路内对齐；及

第二振动部件，它们设置在所述第二热交换板上，用于使流过第二空气通路的室内空气产生紊流，并在流过室内空气的所述第二空气通路内对齐；

其中，所述第一和第二振动部件包括固定在所述热交换板的上表面上的固定部分和从所述固定部分以预定角度弯曲以在流动的空气中产生紊流的振动部分。

2.按照权利要求1所述的热交换器，其中，还包括：

第一隔离件，它们分别被固定在所述热交换器的流过室外空气的两侧表面上；及

第二隔离件，它们分别被固定在所述热交换器的流过室内空气的另外两侧表面上。

3.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一和第二振动部件由具有预定弹性的弹性体制成，当空气与振动部分的前表面碰撞时，所述振动部分向后弯曲。

4.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一和第二振动部件由具有预定弹性的金属材料制成。

5.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一和第二振动部件由具有预定弹性的纸质材料制成。

6.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一和第二振动部件由具有预定弹性的塑料制成。

7.按照权利要求1所述的热交换器，其中，第一振动部件排列成多排，且所述多排的奇数排相互对齐，所述多排的偶数排相互对齐，而奇数排和偶数排错开；第二振动部件排列成多排，其所述多排的奇数排相互对齐，所述多排的偶数排相互对齐，而奇数排和偶数排错开。

8.按照权利要求7所述的热交换器，其中，对于第一振动部件或第二振动部件，排内间隔为d1，排间间隔为d2，满足公式5≤d2/d1≤10，所述排内间隔d1指任一奇数排和偶数排中相邻振动部件之间的间隔，所述排间间隔d2指任一奇数排和其相邻的偶数排之间的间隔。

9.按照权利要求7所述的热交换器，其中，对于第一振动部件或第二振动部件，其长度为L1，其宽度为L2，满足公式1≤L1/L2≤5。

10.按照权利要求7所述的热交换器，其中，所述振动部件的厚度为t1，所述热交换板的厚度为t2，所述振动部件的厚度与所述热交换板的厚度满足公式0.5≤t2/t1≤1。

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