CN101210789A - 用于通风设备的热交换元件 - Google Patents

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CN101210789A CNA2007101533997A CN200710153399A CN101210789A CN 101210789 A CN101210789 A CN 101210789A CN A2007101533997 A CNA2007101533997 A CN A2007101533997A CN 200710153399 A CN200710153399 A CN 200710153399A CN 101210789 A CN101210789 A CN 101210789A
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hole
heat exchanging
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金景桓
朴钟勋
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Abstract

一种热交换器的热交换元件，可防止由于内部压力的不均匀而造成的损失。该热交换器包括多个叠置在一起的热交换片。多个设置在所述热交换片之间的气流引导肋具有使得气体在相邻管道之间流动的连接通道。气体经过所述连接通道的流动可抵消相邻管道之间的压力不均匀。而且，所述肋可连续地设置在所述热交换管道的长度上，以此来增加支撑所述热交换片的区域，并且因而可防止所述热交换片的下垂现象。

Description

用于通风设备的热交换元件
技术领域
本发明涉及一种用于通风设备中的热交换器。更具体地，本申请公开了一种可叠置形成热交换器的热交换板。
背景技术
通风设备可用于对封闭空间进行通风。通风设备设计为用来执行热交换操作，在该操作中，在室外空气引入到封闭空间之前，在进入的室外空气和流出的室内空气之间进行热交换。换句话说，通风设备为一种空调设备，其用于对房间进行通风，以使得室内温度不会突然降低或升高，即使在通风过程中引入室外空气也不会发生温度的突然降低或升高。
该通风设备构造成具有多个可布置成相互交叉的或相互平行的管道。室外空气和室内空气沿相反的方向流经相邻的管道，以实现热交换操作。
在该种类型的通风设备中，一个重要的性能指标是需要在封闭空间内保持空气的温度和湿度。这通过进行热交换操作和湿气交换操作以使得送入到封闭空间内的空气的温度和湿度近似等于从所述空间排出的空气的温度和湿度来实现。
为了该目的，热交换器的管道必须具有最大热传递效率和透湿性。这也有助于形成下述管道，即，使该管道尽可能细及紧凑以在最大的表面积上接触空气。
除此之外，需要在引入新鲜的室外空气和排出室内空气以进行通风的过程中使热交换器产生最小的噪音和最小的功率损耗。为了产生最小的噪音和功率损耗，内部热交换管道的管道阻力必须要低。然而，由于热交换器构造为能够最大程度地进行热交换和湿气交换，因此噪音和功率损耗会增加。
在试图平衡所有上述因素的过程中，已经考虑了各种的形状和管道材料。相关技术的热交换管道设有热交换“片”，并且所述片之间的肋有助于保持所述热交换片的多层叠置布置。主要的热交换通过所述片的热传递进行。同样地，湿气交换通过所述片之间的透湿实现。
热交换片可由薄纸板制成，因此如果所述热交换片吸收湿气则会下垂。有助于支撑所述片的肋连接到热交换片，所述肋由熔化的树脂形成并随后固化。所述片之间的肋与所述热交换片一起形成管道，并且空气流经这些管道。不同的气体(这些气体通常为室外空气和室内空气)在每一个片的相对侧上以如下方式流动，即，彼此交叉的流动，或沿相反的方向流动。在背景技术的热交换器中，压力或流度在每一个管道内或者甚至在相同管道内的不同位置是不均匀。这些局部流动差异会降低性能。
图4A和图4B为示出背景技术的热交换元件的结构的分解立体图。参照图4A和图4B，具有六角形形状的吸入热交换元件21和排出热交换元件22交替叠置。吸入通道和排出通道形成在吸入热交换元件21和排出热交换元件22之间。
吸入热交换元件21包括由薄纸板材料制成的热交换片211。引导肋212设置在热交换片211的一侧上，且使所述引导肋间隔预定距离。框架213设置在热交换片211的边缘部上，以保持吸入热交换元件21的形状。
引导肋212分为三部分，即室外空气吸入部212a、中间部212b、和室外空气排出部212c。室外空气吸入部212a和室外空气排出部212c设置在中间部212b的相对两端处。吸入引导肋212这样形成：即，室外空气吸入部212a和室外空气排出部212c相对于中间部212b以预定角度延伸。
类似于吸入热交换元件21，排出热交换元件22包括热交换片221和连接到热交换片221一侧的排出引导肋222。框架223围绕热交换片221。排出引导肋222也构造有吸入部222a、直的中间部222b、和排出部222c。
吸入片和排出片的中间部212b和222b相互平行。但是排出引导肋222的吸入部222a和排出部222c与吸入引导肋212的吸入部212a和排出部212c相交叉。
在吸入引导肋212和排出引导肋222的中间部最有效地进行热交换操作，进入的空气和流出的空气彼此平行且沿相反的方向流动。这使得可以尽可能高地提高热交换率。即，室外空气和室内空气在直的中间部212b和222b彼此最佳地交换热量。但是，直的中间部越长，流速变得越低。
在图4A中，参考标记“P↑”表示空气速度降低但是压力临时升高的部分。这是不期望的，并且这种情况通常发生在气流必须改变方向的肋的弯曲部。升高的压力导致流速的降低。这称为压损。由这样的局部压力升高造成的压损取决于管道的弯曲部的转角和长度。例如，参照图4B，在相邻管道的排出端的空气残余压力P1和P2彼此不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可保持流速均匀和压力均匀的热交换器。
为此，本发明提供了一种热交换器，包括：多个热交换片，其以一个热交换片位于另一个热交换片的顶部的形式相互叠置；以及多个引导肋，其设置在所述多个热交换片之间以在相邻的所述热交换片之间形成流体流管道，其中在所述多个引导肋中的至少一个引导肋中形成孔，以使得相邻的所述流体流管道之间的流体流进行交换。
优选地，在每一对相邻的所述热交换片之间的所述至少一个引导肋中形成孔。
优选地，所述引导肋连接到所述热交换片。
优选地，所述引导肋连接到每一个所述热交换片的相对两侧。
优选地，所述孔通过去除所述至少一个引导肋的、与所述热交换片相邻的表面的一部分而形成，所述引导肋连接到所述热交换片，以使得与所述热交换片邻接的所述引导肋的表面不连续。
或者所述孔通过去除所述至少一个引导肋的、与所述热交换片相对的表面的一部分而形成，所述引导肋连接到所述热交换片，以使得与所述热交换片相对的所述引导肋的表面不连续。
优选地，所述孔形成在所述至少一个引导肋的中部，以使得所述引导肋的上表面和下表面连续。
优选地，在所述至少一个引导肋中形成多个孔。
优选地，形成在所述至少一个引导肋中的所述多个孔的至少两个孔具有不同的长度。
优选地，在位于每一对相邻热交换片之间的多个所述引导肋中形成孔。
优选地，所述孔的高度沿所述孔的长度变化。
优选地，所述孔的至少一侧边缘倾斜。
优选地，所述孔的至少一侧边缘为圆形。
优选地，所述孔通过去除所述至少一个引导肋的上表面部分而形成，以使得所述引导肋的所述上表面不连续。
优选地，所述孔通过去除所述至少一个引导肋的下表面部分而形成，以使得所述引导肋的所述下表面不连续。
优选地，所述孔形成在所述至少一个引导肋的中部，以使得所述引导肋的上表面和下表面连续。
优选地，所述孔的长度大于所述孔的高度。
优选地，所述孔形成在所述至少一个引导肋上的弯曲或倾斜部分处。
本发明还提供了一种用于热交换器的热交换板，所述热交换板包括：热交换片，以及多个引导肋，其连接到所述热交换片的至少一侧，其中在所述多个引导肋中的至少一个引导肋中形成孔，以使得通过所述孔流体流进行交换。
优选地，多个引导肋形成在所述热交换片的相对两侧上。
优选地，所述多个引导肋以下述方式形成在所述热交换片的相对两侧上：当两个热交换板中的一个叠置在另一个热交换板的顶部时，所述两个热交换板中的上热交换板的底部上的所述引导肋夹置于所述两个热交换板中的下热交换板的顶部上的相应一对所述引导肋之间。
本发明还提供了一种热交换器，包括如上所述的热交换板。
本发明利用具有连通孔或连接孔的引导肋的通风设备的热交换器可保持流速均匀，并且有助于在热交换器的通道中保持压力均匀。另外，由于构成热交换器的引导肋连续地形成，其对热交换片提供更好地支撑。结果，可减少热交换片的下垂现象。而且，由于热交换器的耐久性通过最小化下垂现象而增强，所以热交换器的寿命可增加。
附图说明
以下将参照下面的附图详细描述实施方式，附图中相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是示出了通风设备的内部结构的立体图。
图2是示出了图1的通风设备中室外空气的引入/排出的剖视图。
图3是示出了图1的通风设备中室内空气的引入/排出的剖视图。
图4A和4B是示出了相关技术的热交换元件的结构的立体图。
图5是克服了图4A和4B中相关技术的热交换板缺点的热交换板实施例的平面视图。
图6是对应于图4B中的A部分的热交换元件实施例的一部分的放大视图。
图7是对应于图4B中的A部分的热交换元件实施例的一部分的放大视图。
图8和图9A到图9D为示出了热交换元件的各种实施例的肋的改进形状和布置的视图。
具体实施方式
图1是示出了通风设备10的内部结构的立体图。参照图1，通风设备10包括形成外部形状的壳体11和热交换器20。如图2中所示，吸入风扇16构造为用于将室外空气引入到房间内。如图3中所示，排出风扇17构造为用于将室内空气吹到外部。热交换器20在进入的室外空气和流出的室内空气之间进行热交换和湿气交换。
吸气入口12引入室外空气，排气出口15将室内空气排到外部。在壳体11的另一侧，吸气出口13将引入的室外空气排出到室内空间，排气入口14将室内空气引入到通风单元内。
吸入通道设置在吸气入口12和吸气出口13之间。这里，热交换器20位于吸入通道的中部。排出通道也设置在排气入口14和排气出口15之间。同样地，热交换器20也位于排出通道的中部。通过吸气入口12引入的室外空气和通过排气入口14引入的室内空气在经过热交换器20时彼此交换热量和湿气而不会混合在一起。
图2是示出了图1中的通风设备10中的室外空气的引入/排出的剖视图。图3是示出了图1中的通风设备10中的室内空气的引入/排出的剖视图。参照图2，吸入风扇16安装在吸气出口13一侧的管道内部以引入室外空气。具体地，室外空气通过吸入风扇16的运转经吸气入口12引入，然后在经过热交换器20时与室内空气进行热交换。
参照图3，排出风扇17安装在排气出口15一侧的管道内部以引入室内空气。具体地，室内空气通过排出风扇17的运转经排气入口14引入，然后在经过热交换器20时所述室内空气与室外空气进行热交换。
热交换器20包括多个叠置的热交换板。热交换板构造成使得引导肋设置在热交换片之间。热交换片和引导肋的叠置结构形成管道，所述管道引导引入的室内空气和室外空气。室内空气流过的管道和室外空气流过的管道分别在热交换器的左侧和右侧交叉布置。因此，室外空气和室内空气可在其经过热交换器20时彼此交换热量和湿气，而不会混合在一起。
图5-图9C示出了各种热交换板的实施例，所述热交换板克服了图4A和图4B中所示的相关技术的热交换板的缺陷。
热交换元件设计为用于解决在空气吸入端和空气排出端处由于压力的不均匀性而造成的流速不均匀。在优选实施例中，热交换器的形状类似四角棱柱或六角棱柱。热交换器的结构为多个热交换片叠置。
在一些实施例中，只在每一个热交换片的一侧上形成肋。在另一些实施例中，在每一个热交换片的两侧上都设有肋。当在热交换片的两侧上都形成肋时，每一个热交换板都包括热交换片、设置在该热交换片的一个表面上并且引导沿该热交换片的第一表面流动的第一气体的多个第一肋、和设置在该热交换片的相对表面上的多个第二肋。该第二肋将引导沿该热交换片的相对表面流动的第二气体。
参照图5，热交换板1包括热交换片3、围绕热交换片3的框架2、设置在热交换片3一侧上的吸入引导肋4和设置在热交换片3另一侧上的排出引导肋5。
如图5中所示，一些引导肋间歇地设置在吸入引导肋4的吸入端和排出引导肋5的排出端处。即，引导肋以规则的间距间隔开，以使得引入或排出的空气分散地流动。由于该引导肋的结构，吸入空气沿多个管道引入，并且沿多个管道排出，这使得可以在空气吸入端和空气排出端处降低压损。
即使在具有上述结构的热交换板中，由于热交换片的预定部分上没有设置引导肋，从而热交换片不能在宽的区域上通过肋来支撑，因此热交换片可能会由于包含在引入的室外空气或室内空气中的湿气或者由于热交换片自身的老化而下垂。该热交换片的下垂现象可造成一部分管道比期望的更窄(即管道的高度在附图的观察方向减小)。
图6是位于第一实施例的热交换片上的引导肋的放大视图。图6中示出的部分与图4B中的“A”表示的圆圈部分相对应。虽然该部分对应于用于使空气从外部流入的吸入部，但是图6中所示的特征可应用于引导室内空气和室外空气的引导肋的吸入部和排出部。
参照图6，预定尺寸的连通孔40设置在第一肋212上。特别地，连通孔40这样形成：即接触热交换片的表面凹入预定深度或去除预定深度。形成的连通孔40在发生第一气体的局部压力增加(通常由于方向改变)时，能够使沿着引导肋之间的管道流动的气体分流并且流入到相邻的管道。因此，可在管道内改善压力分布和均匀性，并且由此最小化流损。
由于连通孔40设置在引导肋中，因此引导肋连续地形成而没有中断。因此与图5中所示的实施例相比较，可增加由所述肋支撑的纸片区域。因而，可防止热交换片的下垂现象。可形成在引导肋中的连通孔40的尺寸、形状和数量没有限制。下文中将描述连通孔的一些变型。然而，任何形状、数量和结构都可用来保持压力均匀和减小流损。
图7是根据另一个实施例的热交换片的引导肋的放大视图。参照图7，至少一个连通孔50，即连接通道设置在引导肋中。引导肋中的连通孔50位于与热交换片211和212相接触的上下表面相间隔的位置处。如图7中所示，由于连接到引导肋的上下表面的热交换片通过在引导肋的中部形成连通孔50而被连续地支撑，因此与图5或图6中所示的实施例相比较，可进一步减少热交换片的下垂现象。
图8和图9A到图9C示出了根据连接通道的长度1在剖面宽度d1和d2中的变化，和根据管道中的位置连接通道的长度L1和L2的变化。另外，可观察到，设置在肋中的连通孔的端部可以是圆形，以使连通孔中的气流平稳。
图8示出了连接通道50近似为三角形或梯形的实施例。连接通道50的高度在连接通道50的整个长度上从距离d1变化到距离d2。
在图9A示出的实施例中，两个连接通道形成在引导肋212a内。但是，第一连接通道具有第一长度L1，并且第二连接通道具有大于长度L1的第二长度L2。在该实施例中，连接通道通过去除引导肋212的整个下部形成。但是，如图9B中所示，也可在引导肋的中部形成两个不同长度的连接通道。图9B还示出了具有弧形或圆形端部边缘的连接通道50。连接通道的圆形端部边缘可有助于保持均匀地流经通道。
图9C示出了一个实施例，其中不同长度的三个连接通道全部设置在引导肋的中部。
图9D示出了一个类似于图9A中的实施例，所不同的是，在该实施例中，从引导肋的顶部去除材料。
此外，所述多个引导肋还可以下述方式形成在所述热交换片的相对两侧上：当两个热交换板中的一个叠置在另一个热交换板的顶部时，所述两个热交换板中的上热交换板的底部上的所述引导肋夹置于所述两个热交换板中的下热交换板的顶部上的相应一对所述引导肋之间。
利用具有连通孔或连接孔的引导肋的通风设备的热交换器可保持流速均匀，并且有助于在热交换器的通道中保持压力均匀。另外，由于构成热交换器的引导肋连续地形成，其对热交换片提供更好地支撑。结果，可减少热交换片的下垂现象。而且，由于热交换器的耐久性通过最小化下垂现象而增强，所以热交换器的寿命可增加。
本说明书中提到的任何“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的意思是与该实施例相关联的、所描述的特定的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书中不同位置所出现的所有这类术语并不需要参照相同的实施例。此外，当描述与任何实施例相关联的特定特征、结构或特性时，应认可的是，在本领域的普通技术人员的理解范围内，可实现与其他实施例相关联的特征、结构或特性。
虽然已经描述了多种所示出的实施例，但是对于本领域的普通技术人员来说，在不背离本说明书的原理的精神和范围的前提下，可以实现多种其他的修改和变型。更具体地，对于部件和/或其排布的各种变型将落在本说明书、附图以及权利要求书所界定的范围之内。另外，对于本领域的普通技术人员来说，上述关于部件和/或其排布的各种变型将会是显而易见的。

Claims (22)

1.一种热交换器，包括：
多个热交换片，其以一个热交换片位于另一个热交换片的顶部的方式相互叠置；以及
多个引导肋，其设置在所述多个热交换片之间以在相邻的所述热交换片之间形成流体流管道，其中在所述多个引导肋中的至少一个引导肋中形成孔，以使得相邻的所述流体流管道之间的流体流进行交换。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中在每一对相邻的所述热交换片之间的所述至少一个引导肋中形成孔。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述引导肋连接到所述热交换片。
4.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述引导肋连接到每一个所述热交换片的相对两侧。
5.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述孔通过去除所述至少一个引导肋的、与所述热交换片相邻的表面的一部分而形成，所述引导肋连接到所述热交换片，以使得与所述热交换片邻接的所述引导肋的表面不连续。
6.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述孔通过去除所述至少一个引导肋的、与所述热交换片相对的表面的一部分而形成，所述引导肋连接到所述热交换片，以使得与所述热交换片相对的所述引导肋的表面不连续。
7.根据权利要求3所述的热交换器，其中所述孔形成在所述至少一个引导肋的中部，以使得所述引导肋的上表面和下表面连续。
8.根据权利要求1所述的热交换器，其中在所述至少一个引导肋中形成多个孔。
9.根据权利要求8所述的热交换器，其中形成在所述至少一个引导肋中的所述多个孔的至少两个孔具有不同的长度。
10.根据权利要求1所述的热交换器，其中在位于每一对相邻热交换片之间的多个所述引导肋中形成孔。
11.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔的高度沿所述孔的长度变化。
12.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔的至少一侧边缘倾斜。
13.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔的至少一侧边缘为圆形。
14.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔通过去除所述至少一个引导肋的上表面部分而形成，以使得所述引导肋的所述上表面不连续。
15.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔通过去除所述至少一个引导肋的下表面部分而形成，以使得所述引导肋的所述下表面不连续。
16.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔形成在所述至少一个引导肋的中部，以使得所述引导肋的上表面和下表面连续。
17.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔的长度大于所述孔的高度。
18.根据权利要求1所述的热交换器，其中所述孔形成在所述至少一个引导肋上的弯曲或倾斜部分处。
19.一种用于热交换器的热交换板，所述热交换板包括：
热交换片，以及
多个引导肋，其连接到所述热交换片的至少一侧，其中在所述多个引导肋中的至少一个引导肋中形成孔，以使得流体流通过所述孔进行交换。
20.根据权利要求19所述的热交换板，其中多个引导肋形成在所述热交换片的相对两侧上。
21.根据权利要求20所述的热交换板，其中所述多个引导肋以下述方式形成在所述热交换片的相对两侧上：当两个热交换板中的一个叠置在另一个热交换板的顶部时，所述两个热交换板中的上热交换板的底部上的所述引导肋夹置于所述两个热交换板中的下热交换板的顶部上的相应一对所述引导肋之间。
22.一种热交换器，包括权利要求21所述的热交换板。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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