CN103175293A - 新风换气机用平板全热换热芯体 - Google Patents

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本发明公开了一种新风换气机用平板全热换热芯体，包括顶板、底板、换热单元，其特征在于：所述换热单元由换热膜、支撑框架、整流板、导流板组成，所述支撑框架为矩形，所述换热膜与所述支撑框架固定连接构成支撑框架的底面，在所述支撑框架的对角位置各设有一个开口，在所述开口之间设有2块整流板，两端分别与所述开口所在的支撑框架平行的两条边固定连接，所述导流板为弧形，一端与开口的一侧固定连接，另一端与整流板固定连接；在所述顶板与底板之间叠置有至少2个换热单元，且相邻两个换热单元的进风口、出风口位置相向设置，相间两个换热单元的进风口、出风口位置相同设置。本发明平板全热换热芯体传热传质性能好，效率高，阻力损失少，体积小，成本低，便于在建筑内集成。

Description

新风换气机用平板全热换热芯体
技术领域
本发明涉及一种新风换气机用平板全热换热芯体。属于热交换设备制备领域。
技术背景
传统的新风换气机大多采用带波纹板或锯齿形支撑结构的板翅式叉流换热芯体，尽管能保持换热芯体的结构稳定且能适当的延长换热时间，但压力损失较大，风机能耗较高，而且叉流的换热形式远不如逆流，另外传统的纸材料也限制了换热芯体效率的提高，因此，此类换热芯体存在换热效率低、阻力压降大、体积大、维护难等问题，限制了新风换气机的发展和应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种换热效率高、阻力损失小、体积小、清洗容易、清洁卫生的新风换气机用平板全热换热芯体。
本发明的技术方案概述如下：
一种新风换气机用平板全热换热芯体，包括顶板、底板、换热单元，所述换热单元由换热膜、支撑框架、整流板、导流板组成，所述支撑框架为矩形，所述换热膜与所述支撑框架固定连接构成支撑框架的底面，在所述支撑框架的对角位置各设有一个开口，所述开口分别设置在支撑框架平行的两条边上，其中一个开口为进风口，另一个开口为出风口；
在所述进风口和出风口之间设有2块整流板，所述整流板垂直于所述换热膜，两端分别与所述开口所在的支撑框架平行的两条边固定连接，将支撑框架内腔分隔为进气区、换热区和排气区；
在所述进气区和排气区各设有一导流板，所述导流板为弧形，一端与进风口或出风口的一侧固定连接，另一端与整流板以及与进风口或出风口所在的支撑框架的边相对的边固定连接；
在所述顶板与底板之间叠置有至少2个换热单元，且相邻两个换热单元的进风口、出风口位置相向设置，相间两个换热单元的进风口、出风口位置相同设置。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述换热膜为换热复合膜或全热交换纸。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述换热复合膜由微孔均质膜与聚砜多孔膜复合在一起构成。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述微孔均质膜为纳米气体微孔均质分离膜，材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚芳醚砜酮；厚度为30～50um，最优为30um，膜孔径为2～10nm，最优为2nm；生产厂家为江苏泰氟隆科技有限公司，产品型号为TEL-FM-1。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述聚砜多孔膜的厚度为0.05mm～0.20mm，最优为0.05mm，孔径为0.1-0.5um
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述全热交换纸为松下全热特工纸或三菱全热交换纸，纸厚度为0.01-0.4mm。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述导流板的材料为铝板、铜板、合金板、塑料板中的一种，厚度为0.1-2.0mm，高度为5-20mm，导流板圆弧所对应的圆心角为30°-60°，最优为60°。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述整流板材料为铝板、或铜板，厚度为0.1～0.2mm，高度为5-20mm。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述整流板表面设有通孔，所述通孔孔型结构为四边形、三角形、圆形、椭圆形中的至少一种，通孔保留钻孔后留下的孔角边。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述通孔均匀布置，孔径为等效水力直径1-2mm。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述整流板表面设有条形孔，所述条形孔在整流板高度方向均匀布置，在所述整流板表面沿条形孔长度方向设置有垂直于所述整流板表面、数量与条形孔匹配的条形挡板，所述条形孔高度为2-5mm，条形挡板宽度为5-10mm，条形孔与条形挡板的长度相同。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述整流板表面设有方形孔，沿整流板长度方向均匀布置，在所述整流板长度方向设置有数量与方形孔匹配的弧形挡板，方形孔的宽度为20-40mm，高度与所述换热单元高度基本保持一致，弧形挡板与方形孔的边相切布置，弧形挡板的圆弧直径为10-20mm，弧心角为90°。
本发明一种新风换气机用平板全热换热芯体，所述支撑框架材料为PET塑料板或硬纸材料，厚度为5～20mm，高度为5～20mm，较小的高度意味着相对较强的换热能力。
本发明的优点为：
1.本发明采用孔径只有2nm的微孔均质膜作为换热膜材料，只能允许水蒸气分子（分子直径为0.4nm）通过，实现全热回收，而其他有害气体、细菌、病毒、微生物等却不能跨膜传递，清洁卫生程度大大增强。
2.气流通过换热膜时，会引起传热传质材料的受迫振动，破坏流体热质交换界面的边界层结构，加强扰动，实现气体的低速湍流，同时使得换热表面的污垢减少，降低了污垢热阻，达到复合强化传热的目的，即使在迎面风速较高的情况下仍能保持较高的效率。
3.本发明采用纯逆流的换热方式，在相同的流道风速和换热面积的条件下比传统叉流式换热效率高出8%左右，又由于采用了高效换热膜，以及流致振动强化传热的存在，换热芯体的全热效率达到了80%～95%。
4.本发明的整个气流区中除两块整流板和导流板外，无其他任何支撑结构，压力损失小于30Pa。
5.本发明结构简单，生产、安装、清洗方便，体积小，重量，轻便于在有限的建筑空间内灵活布置。
附图说明
附图1是本发明新风换气机用平板全热换热芯体总体结构示意图。
附图2是换热膜组件结构示意图。
附图3是换热单元、端封板、侧封板、底板和顶板的连接构成示意图。
附图4是整流板结构示意图。
,附图5是本发明新风换气机用平板全热换热芯体内气流组织形式示意图。
其中：附图4-1表示的是圆形孔的整流板；
附图4-2表示的是椭圆形孔的整流板；
附图4-3表示的是四边形孔的整流板；
附图4-4表示的是三角形孔的整流板；
附图4-5表示的是条形孔与条形挡板结构的整流板；
附图4-6表示的是方形孔与弧形挡板结构的整流板；
图中：顶板1；支撑框架2；换热单元3；换热膜4；微孔均质膜4-1；聚砜多孔膜4-2；底板5；整流板6；导流板7；开口8;箱体9。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
实施例1
参见附图1、2、3，一种新风换气机用平板全热换热芯体，包括顶板1、底板5、换热单元3，所述换热单元3由换热膜4、支撑框架2、整流板6、导流板7组成，所述支撑框架2为矩形，所述换热膜4与所述支撑框架2固定连接构成支撑框架2的底面，在所述支撑框架2的对角位置各设有一个开口8，所述开口8分别设置在支撑框架2平行的两条边上，其中一个开口为进风口，另一个开口为出风口；
在所述进风口和出风口之间设有2块整流板6，所述整流板6垂直于所述换热膜4，两端分别与所述开口8所在的支撑框架2平行的两条边固定连接，将支撑框架2内腔分隔为进气区、换热区和排气区；
在所述进气区和排气区各设有一导流板7，所述导流板7为弧形，一端与进风口或出风口的一侧固定连接，另一端与整流板6以及与进风口或出风口所在的支撑框架2的边相对的边固定连接；
在所述顶板1与底板5之间叠置有至少2个换热单元3，且相邻两个换热单元3的进风口、出风口位置相向设置，相间两个换热单元3的进风口、出风口位置相同设置。
本实施例中，所述换热膜为换热复合膜，所述换热复合膜由微孔均质膜与聚砜多孔膜复合在一起构成，所述微孔均质膜为纳米气体微孔均质分离膜，材料为聚四氟乙烯；厚度为30um，膜孔径为2nm；生产厂家为江苏泰氟隆科技有限公司，产品型号为TEL-FM-1。
本实施例中，所述聚砜多孔膜的厚度为0.05mm，孔径为0.1-0.5um
本实施例中，所述导流板的材料为铝板，厚度为0.5mm，高度为10mm，导流板圆弧所对应的圆心角为60°。
本实施例中，所述整流板材料为铜板，厚度为0.5mm，高度为10mm。
本实施例中，所述整流板表面设有通孔，所述通孔孔型结构为圆形，通孔保留钻孔后留下的孔角边。所述通孔均匀布置，孔径为等效水力直径1.5mm。
本实施例中，所述支撑框架材料为PET塑料板，厚度为15mm，高度为5mm，较小的高度意味着相对较强的换热能力。
实施例2
参见附图4，本实施例中，其余结构与实施例1相同，只是整流板表面设有5个条形孔，所述条形孔在整流板高度方向均匀布置，在所述整流板表面沿条形孔长度方向设置有垂直于所述整流板表面、数量与条形孔匹配的条形挡板，所述条形孔高度为5mm，条形挡板宽度为5mm，条形孔与条形挡板的长度相同。
实施例3
参见附图4，本实施例中，其余结构与实施例1相同，只是整流板表面设有8个方形孔，所述方形孔的孔朝向一致、沿整流板长度方向均匀布置，在所述整流板长度方向设置有数量与方形孔匹配的弧形挡板，方形孔的宽度为25mm，高度与所述换热单元高度基本保持一致，弧形挡板与方形孔的边相切布置，弧形挡板的圆弧直径为20mm，弧心角为90°。
装配本发明时首先制备好复合换热膜，然后根据新风换气机用用平板全热换热芯体的长宽尺寸将其裁剪成若干张，如图2所示，然后将支撑框架、整流板、导流板粘连在复合换热膜上而构成换热单元，如图3所示。根据新风换气机用平板全热换热芯体的容积，将多个换热单元依次叠置在顶板与底板之间，相邻换热单元垂直固定连接，形成两个单进单出的气流通道，且相邻两个换热单元的进风口、出风口位置相向设置，相间两个换热单元3的进风口、出风口位置相同设置，即构成一种新风换气机用导板膜式全热换热芯体，如图1所示。换热单元的尺寸和数量由换热器的空间布置和处理风量共同确定，换热单元的气流进口尺寸由允许的迎面风速确定。
实施本发明时将换热芯体放置在箱体9中，将它们封装固定好并伸出气流通道，采用风机将室外新风送至同一位置的进风口，将室内温度较高的废气送至另一进风口，室外新风以及室内废气均匀流进换热区内，在温度差和湿度差的共同作用下，室外新风和室内废气在换热区内实现显热和潜热交换，交换后的室外新风由相应出风口流进室内、室内废气由相应风出口排出室外，从而实现室内外空气的交换和能量的回收，使室内空气品质得到极大改善。由于本发明采用纯逆流的换热形式和高效传热传质材料，以及在低速气流下换热膜组件的受迫振动而引起的强化传热，使全热换热效率达到了80%～95%，并且在板间风速较高的情况下依然能保持较高的传热效率，同时若采用纳米微孔均质膜还能有效阻止了细菌、病毒等有害物质的跨膜传递，达到了节能、健康、卫生、环保的功效。
参见附图1所示，本发明采用单进单出的气流布置方式，有利于室外新风和室内废气的流进和流出并减小气流输送阻力损失，另外采用逆流的换热形式，显著提高了传热能力。
本发明的技术方案中，室外新风通道和室内废气通道被换热复合膜分隔开来，室外新风和室内废气在各自的通道内流动，避免了气流渗漏和交叉污染。

Claims (13)

1.新风换气机用平板全热换热芯体，包括顶板、底板、换热单元，其特征在于：所述换热单元由换热膜、支撑框架、整流板、导流板组成，所述支撑框架为矩形，所述换热膜与所述支撑框架固定连接构成支撑框架的底面，在所述支撑框架的对角位置各设有一个开口，所述开口分别设置在支撑框架平行的两条边上，其中一个开口为进风口，另一个开口为出风口；
在所述进风口和出风口之间设有2块整流板，所述整流板垂直于所述换热膜，两端分别与所述开口所在的支撑框架平行的两条边固定连接，将支撑框架内腔分隔为进气区、换热区和排气区；
在所述进气区和排气区各设有一导流板，所述导流板为弧形，一端与进风口或出风口的一侧固定连接，另一端与整流板以及与进风口或出风口所在的支撑框架的边相对的边固定连接；
在所述顶板与底板之间叠置有至少2个换热单元，且相邻两个换热单元的进风口、出风口位置相向设置，相间两个换热单元的进风口、出风口位置相同设置。
2.根据权利要求1所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述换热膜为换热复合膜或全热交换纸。
3.根据权利要求1所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述换热复合膜由微孔均质膜与聚砜多孔膜复合在一起构成。
4.根据权利要求3所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述微孔均质膜为纳米气体微孔均质分离膜，材料为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚芳醚砜酮；厚度为30～50um，膜孔径为2～10nm。
5.根据权利要求3所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述聚砜多孔膜的厚度为0.05mm～0.20mm，孔径为0.1-0.5um
6.根据权利要求2所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述全热交换纸为松下全热特工纸或三菱全热交换纸，纸厚度为0.01-0.4mm。
7.根据权利要求1所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述导流板的材料为铝板、铜板、合金板、塑料板中的一种，厚度为0.1-2.0mm，高度为5-20mm，导流板圆弧所对应的圆心角为30°-60°。
8.根据权利要求1所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述整流板材料为铝板、或铜板，厚度为0.1～0.2mm，高度为5-20mm。
9.根据权利要求8所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述整流板表面设有通孔，所述通孔孔型结构为四边形、三角形、圆形、椭圆形中的至少一种，通孔保留钻孔后留下的孔角边。
10.根据权利要求9所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述通孔均匀布置，孔径为等效水力直径1-2mm。
11.根据权利要求8所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述整流板表面设有条形孔，所述条形孔在整流板高度方向均匀布置，在所述整流板表面沿条形孔长度方向设置有垂直于所述整流板表面、数量与条形孔匹配的条形挡板，所述条形孔高度为2-4mm，条形挡板宽度为5-10mm，条形孔与条形挡板的长度相同。
12.根据权利要求8所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述整流板表面设有方形孔，沿整流板长度方向均匀布置，在所述整流板长度方向设置有数量与方形孔匹配的弧形挡板，方形孔的宽度为20-40mm，高度与所述换热单元高度基本保持一致，弧形挡板与方形孔的边相切布置，弧形挡板的圆弧直径为10-20mm，弧心角为90°。
13.根据权利要求1所述的新风换气机用平板全热换热芯体，其特征在于：所述支撑框架材料为PET塑料板或硬纸材料，厚度为5～20mm，高度为5～20mm。
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