CN102734912A - 旋转式热交换元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旋转式热交换元件,形成有使室内空气向室外通过的第一流路及使室外空气向室内通过的第二流路。该热交换元件包括:第一外部层,具有与第一流路对应的一区域及与第二流路对应的另一区域;第二外部层,具有与第一流路对应的一区域及与第二流路对应的另一区域,并与第一外部层相向;以及中间层,包括沉积有活性炭的活性炭过滤层,并形成在第一外部层和第二外部层之间,对通过第二外部层的室外空气进行过滤而向第一外部层传递,对通过上述第一外部层的室内空气进行过滤而向第二外部层传递。该热交换元件吸收流入到第一外部层的一区域的室内空气的显热及潜热,将所吸收的显热及潜热传递给流入到上述第二外部层的另一区域的室外空气。
Description
技术区域
本发明涉及一种旋转式热交换元件(ROTARY TYPE HEATEXCHANGING APPARATUS),具体涉及执行热交换功能及空气过滤功能的旋转式热交换元件。
背景技术
现代生活必然伴有在与室外空气隔断的室内的生活,因此,用于将室内空气与室外空气进行交换的通风装置是必备的。通常的室内通风装置采用利用鼓风机将室内空气排放到室外的方式。但是,在以这种方式排放室内空气时,室内的冷气或热气未经过过滤而排放到外部的同时,室外的空气通过窗户或门缝流入到室内,因此失去室内的已经被制冷或制热的热量,从而导致制冷或采暖费的不必要的耗费。
为了解决此类问题,提出了一种废热回收通风装置。该废热回收通风装置是排放室内的被污染的空气的同时,把室外空气经过过滤及净化、热交换而供给到室内的双方向通风系统。这时,热交换元件起到在制冷、制热过程中通风时保持室内空气的热能而对流入到室内的室外空气赋予该热能的热交换作用。即,热交换元件起到吸收被通风的空气中所包括的热能(显热(sensible heat)及潜热(latent heat)),把该热能传递给供给到室内的空气。
上述热回收通风装置为把室内的污染空气排放到室外的同时把新鲜的外部空气供给到室内的双方向通风系统。通常,废热回收热交换元件可以安装在将室外空气引导到室内的供气流路、与将室内空气引导到室外的排气流路的交叉点。
废热通风装置,可以包括:热交换元件,使供给及排出的空气产生热交换;以及鼓风机,设置在供气流路和排气流路侧。通过上述热交换元件保存及排出室内空气所具有的显热及潜热,从而在供、排气时能够实现热能交换。
但是,现有的热交换元件大部分以通过提高热交换时的废热回收率来使热损失最小化为目的而构成。这些热交换元件的问题所在于,未能够实现供给到室内的外部空气的、实质上有效的过滤功能。
发明内容
发明要解决的技术问题
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种热交换元件,将空气通过的热交换元件分成多个层而形成中间层,以此实现热交换及空气过滤功能。
用于解决问题的手段
根据本发明的一实施方式,提供一种旋转式热交换元件,形成有使室内空气向室外通过的第一流路及使室外空气向室内通过的第二流路。该旋转式热交换元件包括:第一外部层,具有与第一流路对应的一区域及与第二流路对应的另一区域;第二外部层,具有与第一流路对应的一区域及与第二流路对应的另一区域,并与第一外部层相向;以及中间层,包括沉积有活性炭的活性炭过滤层,并形成在第一外部层和第二外部层之间,对通过第二外部层的室外空气进行过滤而向第一外部层传递,并对通过第一外部层的室内空气进行过滤而向第二外部层传递。上述旋转式热交换元件吸收流入到第一外部层的一区域的室内空气的显热及潜热,将所吸收的显热及潜热传递给流入到上述第二外部层的另一区域的室外空气。
发明效果
根据本发明能够获得一种具有热交换及空气过滤功能的热交换元件。
附图说明
图1是用于说明适用本发明一实施例涉及的热交换元件的热交换器的动作的图。
图2是简略表示本发明一实施例涉及的热交换元件的图。
图3是本发明另一实施例涉及的热交换元件的结构图。
图4是本发明其他实施例涉及的热交换元件的结构图。
图5是本发明其他另一实施例涉及的热交换元件的结构图。
附图标记的说明
110、310、410、510:热交换元件;
311、411、511:第一外部层;
312、412、512:第二外部层;
313、413:中间层;
513:活性炭过滤层;
514:聚酯过滤层。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明进行详细说明。
图1是用于说明使用本发明一实施例涉及的热交换元件的热交换器的结构图。
参照图1,本实施例涉及的热交换器100,可以包括:主体外壳101,其形成有吸气口及排气口;多个送风风扇141、142,配置在主体外壳101的内部;及热交换元件110。
主体外壳101的前表面及后表面可分别形成有吸入空气的空气吸入口122、132以及排出吸入的空气的排出口121、131。即,在主体外壳101的前表面可形成有吸入室内空气的室内空气吸入口122及向室内排出从室外吸入的空气的室内空气排出口121。
主体外壳101的后表面可形成有用于吸入室外空气的室外空气吸入口132及向室外排出从室内吸入的空气的空气排出口131。在主体外壳101的内部的、室外空气吸入口132与室内空气排出口132之间及室内空气吸入口122与室外空气排出口131之间可形成有空气流动的流路。在本实施例中,位于室外空气吸入口132与室内空气排出口121之间的流路、和位于室内空气吸入口122与室外空气排出口131之间的流路可形成为经由热交换元件110。
在主体外壳101的内部可安装有送风风扇141、142,以便能够通过吸入口122、132吸入空气且通过排出口121、131排出空气。第一送风风扇141形成在室外空气吸入口132与室内空气排出口121之间,起到吸入室外空气而将其向室内排出的作用。第二送风风扇142形成在室内空气吸入口122与室外空气排出口131之间,起到吸入室内空气而将其向室外排出的作用。
热交换元件110可形成于在室外空气吸入口132与室内空气排出口121之间形成的流路、和室内空气吸入口122与室外空气排出口131之间形成的流路的交叉点。热交换元件110保存通过室内空气吸入口122吸入的室内空气中包含的显热及潜热,将所保存的显热及潜热传递到通过室外空气吸入口132吸入的室外空气。室内空气的显热及潜热通过热交换元件110传递到从室外吸入的空气,因此通过室内空气排出口121排出的空气比起室外空气的显热或潜热,更接近于室内空气的显热及潜热的性质。
本实施例的热交换元件110可以为扁平的圆柱形状。吸入的室外空气及室内空气可经由圆柱形状的热交换元件的上表面及下表面而通过热交换元件。这时,若使圆柱形状的热交换元件以圆柱的中心轴为基准旋转,则能够将经由热交换元件110的室内空气的显热及潜热传递给经由上述热交换元件的室外空气。
另一方面,扁平的圆柱形状的热交换元件110可具有分割形状。图2简略表示本发明的一实施例涉及的热交换元件,如图2的(a)所示,热交换元件110本身可具有扁平的圆柱形状,并且如图2的(b)至(e)所示,热交换元件110可具有分割形状,尤其是热交换元件110以圆柱形状的中心轴为中心可分割为多个扇形形状,另一方面,热交换元件110的多个扇形形状可以相同。
在热交换元件110具有分割形状的情况下,因热交换元件的使用年限(例如,使用寿命)到期而需要更换热交换元件时,其各部件都能够从主体外壳分离,与一体式的热交换元件相比能够更容易分离、更换热交换元件。并且,在热交换元件的一个部分产生不良时,能够仅更换发生不良的该部分,因此,具有能够减少热交换器的保养、维修费用的效果。
另一方面,在图2的例中示出了热交换元件被分割为相同的扇形形状,但本发明不局限于该实施例,所分割的各片的形状有可能相互不同,或者仅其中一部分相同。并且,在图中示出了热交换元件被分割为2、4、6及8个,但本发明不局限于此,其数量不受限制。
图3是本发明一实施例涉及的热交换元件的结构图。如图3所示,本实施例的热交换元件310可包括第一外部层311、中间层313及第二外部层312。
本实施例的第一外部层311,其能够使室内空气向一区域311a通过且使室外空气向另一区域311b通过。第一外部层311的一区域311a可与第一通路351相连接,另一区域311b可与第二通路352相连接。从室内吸入的空气能够经由第一通路351而通过一区域311a。从室外吸收经由第二外部层312、中间层313及第一外部层311的另一区域的空气而通过第二通路352能够向室内排出。
第二外部层312与第一外部层311相向,其能够使室内空气向一区域通过且使室外空气向另一区域通过。第二外部层312的一区域可与第三通路353相连接,另一区域可与第四通路相连接。通过第一通路351从室内吸入的空气经由第一外部层311、中间层313及第二外部层312而通过第三通路353排出到室外。从室外吸入的空气通过第四通路354经由第二外部层312、中间层313、及第一外部层311的另一区域而排放到室内。虽然第二外部层312的一区域与另一区域未显示于图3中,但第二外部层312的一区域为与第一外部层311的一区域311a对应的区域,而第二外部层312的另一区域为与第一外部层311的另一区域311b对应的区域。
中间层313可层叠在上述第一外部层311及第二外部层312之间。中间层313能够使通过上述第一外部层的空气及通过第二外部层的空气通过。在本实施例中,中间层313将通过上述第二外部层312的室外空气进行过滤而向上述第一外部层311通过。即,上述中间层313对流入到室内的空气起到抗菌、除臭的功能。关于中间层313的详细内容,参照图4、图5更详细地进行说明。
本实施例涉及的热交换元件310可以以圆柱形的中心轴310a为中心旋转。
可通过第一通路351吸入室内的空气,并且可通过第四通路354吸入室外的空气。吸入的空气能够分别通过热交换元件310的第一外部层311、中间层313及第二外部层312。即,通过第一通路351吸入的室内空气通过热交换元件时,上述室内空气中包含的显热及潜热被保存在热交换元件中。随着热交换元件310的旋转,保存在热交换元件310中的室内空气的显热及潜热可传递到通过第四通路354吸入的室外空气。由此,通过第二通路352排出的室外空气可以为接收了室内空气中所包含的显热及潜热的状态。由此,防止因室内外空气循环而产生的热损失,具有减小能量消耗的效果。
另一方面,在图3中示出了热交换元件310为一体型的圆柱形形状,但本发明不局限于此。参照图2而如上所述,热交换元件310可具有分割形状。
图4是简略表示本实施例的热交换元件的结构图。如图4所示,本实施例涉及的热交换元件410可以包括第一外部层411、中间层413及第二外部层412依次层叠的形状。
在本实施例中,第一外部层411及与第一外部层411相向的第二外部层412,向各自的一区域通过室内空气而向另一区域通过室外空气。在本实施例中,第一外部层411及第二外部层412可以为包括聚酯及聚丙烯的纤维,聚酯和聚丙烯的含量、重量等可以被设定为使空气能够顺利地通过第一外部层411与第二外部层412的程度。
中间层413可层叠在第一外部层411及第二外部层412之间。中间层413能够使通过第一外部层及第二外部层的空气通过。在本实施例中,中间层413过滤通过第二外部层412的室外空气而使其向第一外部层411通过。
在本实施例中,中间层413可包括沉积有活性炭的活性炭过滤层。图4中示出中间层413均由活性炭过滤层构成的例。活性炭过滤层413例如可以为活性炭沉积的聚酯无纺布。所谓活性炭是指其粒子中包含非常发达的微孔(Micropore)的碳聚集体。微孔由相互连接的通路构成,具有非常宽的表面积。此表面积显示活性炭的最显著特征即吸附效果,其根据微孔的大小和长短,吸附能力有所不同。
在活性炭过滤层的表面上微孔露出到表面,基于上述微孔的特性,活性炭过滤层对空气污染源的吸附速度及吸附量显示出优异的特性。例如,若灰尘,空气中的异物、有机溶剂或味分子等异物移动到活性炭过滤层的外表面,则该异物通过微孔扩散。被扩散的异物与微孔的内部表面相结合或填满微孔的内部,由此异物就不能通过活性炭过滤层。于是,具有活性炭过滤层413的热交换元件410通过活性炭过滤层413提高吸附能力以及除臭能力。另外,在因吸附而产生的抗菌效果及调节湿度,清除室内的灰尘,去除空气中的有害物质及除臭上显示出优异的特性。
并且,活性炭能够选择性地吸附空气中的水分,吸附/排出空气中的湿气,能够提高热交换元件的潜热的特性(潜热交换)同时,能够适当地调节室内湿度。
另一方面,虽然在图4中示出了热交换元件410具有一体的圆柱形状,但本发明不局限于该实施例。参照图2而如上所述,热交换元件410可具有分割形状。
图5是本发明其他另一实施例涉及的热交换元件的结构图。
如图5所示,本实施例涉及的热交换元件可以为第一外部层511、中间层及第二外部层512依次层叠的形状。本实施例的中间层除了包括至少一个活性炭过滤层513及至少一个聚酯过滤层514之外,其他与第4实施例相同。以下,除了不同点之外,省略说明。
如上所述,中间层包括至少一个活性炭过滤层513及至少一个聚酯过滤层514。并且,在中间层中优选地活性炭过滤层513及聚酯过滤层514相交替地层叠。另外,附图只示出了2个活性炭过滤层513以及3个聚酯过滤层514,但这只是例示,可以包括其他数量的活性炭过滤层513及聚酯过滤层514。
如图4的实施例中所说明,活性炭过滤层513可以为活性炭沉积的无纺布。另一方面,聚酯过滤层514可以为聚酯无纺布。聚酯无纺布具有像织物那样强度,其片材的物理性质在经、纬上都具有较高的强度。另外,聚酯无纺布的耐热性,耐腐蚀性,耐油性,耐药性及通气性都非常优秀,同时由微细的纤维构成,因此在切割加工时,切割面光滑。另一方面,热交换元件510还包括聚酯过滤层,对热交换元件的产生聚酯的密度梯度,从而减少压力损失。
本发明不限定于上述的实施例及附图,而通过所附的权利要求书来确定。因此,在不脱离权利要求书中所记载的本发明的技术思想的范围内,具有本发明所属技术领域的一般知识的技术人员能够进行多种方式的置换、变形及变更,应当认为这也属于本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种旋转式热交换元件,形成有使室内空气向室外通过的第一流路及使室外空气向室内通过的第二流路,其特征在于,
包括:
第一外部层,具有与上述第一流路对应的一区域及与上述第二流路对应的另一区域;
第二外部层,具有与上述第一流路对应的一区域及与上述第二流路对应的另一区域,并与上述第一外部层相向;以及
中间层,包括沉积有活性炭的活性炭过滤层,并形成在上述第一外部层和上述第二外部层之间,对通过上述第二外部层的室外空气进行过滤而向上述第一外部层传递,并对通过上述第一外部层的室内空气进行过滤而向上述第二外部层传递,
上述旋转式热交换元件吸收流入到上述第一外部层的一区域的室内空气的显热及潜热,将所吸收的上述显热及潜热传递给流入到上述第二外部层的另一区域的室外空气。
2.根据权利要求1所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
上述中间层包括至少一个聚酯过滤层及至少一个活性炭过滤层,
上述聚酯过滤层及上述活性炭过滤层相交替地层叠。
3.根据权利要求2所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
上述聚酯过滤层为聚酯无纺布。
4.根据权利要求1或2所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
上述活性炭过滤层为沉积有活性炭的聚酯无纺布。
5.根据权利要求1所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
上述第一外部层及上述第二外部层包含聚酯及聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
具有上述第一外部层、上述中间层及上述第二外部层依次层叠的扁平的圆柱形状。
7.根据权利要求6所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
上述圆柱形状具有分割形状。
8.根据权利要求7所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
上述圆柱形状以上述圆柱形状的中心轴为中心被分割为多个扇形形状。
9.根据权利要求8所述的旋转式热交换元件,其特征在于,
上述多个扇形形状相同。
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