CN106415146B - 换热通道沿主流动方向横向延伸的同流换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同流换热器，该同流换热器包括至少一个同流换热器单元，其具有彼此平行延伸的换热通道；第一封头，其被置于所述同流换热器单元的第一侧上且具有三角形横截面，其一个表面连接至所述同流换热器单元的所述换热通道的第一端；第二封头，其被置于所述同流换热器单元的第二侧上且具有三角形横截面，其一个表面连接至所述同流换热器单元的所述换热通道的所述第二侧；供给管道，其延伸至所述第一封头和所述第二封头的第二表面；以及排放管道，其从所述第一封头和所述第二封头的第三表面延伸，其中所述供给管道和所述排放管道沿所述换热通道的纵向横向延伸，其中所述供给管道和所述排放管道在所述封头的与所述同流换热器单元相对的那侧上延伸。

Description

换热通道沿主流动方向横向延伸的同流换热器

技术领域

本发明涉及一种同流换热器，该同流换热器包括至少一个第一同流换热器单元，其具有彼此平行延伸的换热通道；第一封头，其被置于同流换热器单元的第一侧上且具有三面棱柱的形式，其第一表面连接至同流换热器单元的换热通道的第一端；第二封头，其被置于同流换热器单元的第二侧上且具有三面棱柱的形式，其第一表面连接至同流换热器单元的换热通道的第二侧；供给管道，其延伸至第一封头和第二封头的第二表面；以及排放管道，其从第一封头和第二封头的第三表面延伸，其中供给管道和排放管道沿换热通道的纵向横向延伸。

背景技术

这种同流换热器是众所周知的，尤其是源于NL-C-1 000 706的。在这些同流换热器中，换热通道基本上平行于同流换热器中的主流动方向延伸。在主流动方向上其长度大于宽度的同流换热器具有相对较大的压降，这需要额外的风扇容量。这减少了同流换热器的净效能。

在壳体和实用品市场中，每个房间需要一个同流换热器，优选为并入建筑物的外壳中。为此，同流换热器可被置于在壁中的钻孔中或可被并入窗框中。这些应用产生2或更大的长宽比，而在目前常用的同流换热器中，该比率为约0.5。为了实现舒适性所需的92％或更大的效能，在使用这些同流换热器的情况下，压降在所需的空气流速上变得太高，从而要使用更多的强力风扇且效能下降。

发明内容

本发明的目的是提供这种同流换热器，其中消除或减少了这些缺点。

为此，本发明提供了上述类型的同流换热器，其中供给管道和排放管道在封头的与同流换热器单元相对的那侧上延伸，供给管道的通路沿流动方向减小且其中排放管道的通路沿流动方向增大。

在该配置中，供给管道和排放管道在同流换热器单元和封头的组合的任一侧上且与换热通道的纵向成横向延伸。垂直于主流动方向放置换热通道使同流换热器单元、封头和供给管道和排放管道的组件的长宽比逆转，从而降低压降，而在并联所有更多且更短的通道后，仍可满足在舒适性方面的要求。随后，必须对换热通道进行供给和排放以达到使流速在换热通道上方均匀地分布，这是通过所述形式的供给管道和排放管道来实现的。

根据本发明，供给管道和排放管道在沿换热通道横向延伸的平面中延伸。第一实施例提供了这样一种措施，供给管道和排放管道沿基本上平行于封头的第二表面和第三表面之间的相交线延伸。同流换热器单元通常是由延伸至棱柱形封头中的堆叠板组装而成的。这些板随后沿棱柱形封头的第一和第二表面之间的相交线横向延伸。根据该实施例，供给管道和排放管道随后沿板横向延伸。随后，同流换热器单元的容量可通过将更多的板堆叠在彼此上方而增加。由于供给管道和排放管道随后平行于堆叠方向延伸，其可轻易地与封头的所有部件进行接触。并未以其他方式排除其他生产技术；因此，可利用以其他方式制造的同流换热器单元，例如，通过挤压成型或通过注射成型而进行。

根据一个替代实施例，供给管道和排放管道基本上沿棱柱形封头的第二表面和第三表面之间的相交线横向延伸。这是对于供给管道和排放管道的方向的另一种技术上适用的选择，然而并不排除倾斜通道的原则上选择。

在上述类型的同流换热器单元在封头的第二表面和第三表面之间的相交线方向上具有大宽度的情况下，这会导致过宽的供给管道和排放管道难以被放置在壳体中。当同流换热器设有被连接至相同的供给管道和排放管道的至少一个第二同流换热器单元时，这些供给管道和排放管道的宽度变得较小。当在该实施例中使用由平板组装的同流换热器单元时，由于板延伸至封头中，供给管道和排放管道随后平行于板延伸。鉴于板通常具有有限的宽度且同流换热器单元组件具有较大长度，封头和供给管道和排放管道、不同的同流换热器单元将必须被依次连接起来并彼此平行。

同流换热器优选为被置于矩形壳体中。

根据一个替代配置，同流换热器单元具有圆形横截面且在两个内心圆柱体之间延伸，其中通道相对于圆柱体沿径向延伸，第一封头位于同流换热器单元的内侧上，第二封头位于同流换热器单元的外侧上，供给管道和排放管道沿圆柱体的轴向延伸，一个供给管道和一个排放管道在同流换热器单元的内侧上延伸，且其中一个供给管道和一个排放管道在同流换热器单元的外侧上延伸。该实施例特别(但不排他性地)适于放置在壁中的圆孔中。

当满足下列情况时，产生有效的配置：基本上为管状的分配器被布置在所述中央供给管道和排放管道二者与换热通道之间，分配器通过在换热通道之间延伸的壁的内部延伸物被分成多个部分，且各部分中的每一个被连接至排放管道或供给管道，且基本上为管状的分配器被布置在位于外围上的供给管道和排放管道二者与换热通道之间，分配器通过在换热通道之间延伸的壁的延伸物被分成多个部分，且各部分中的每一个被连接至被设置在外围上的排放管道或供给管道。

根据一个有吸引力的实施例，同流换热器单元设有彼此平行延伸的板，且板分离不同种类的通道并沿在封头的第二表面和第三表面之间的相交线横向延伸。

多个板中的至少一些优选设有限定通道的轮廓。

根据另一个优选实施例，壳体采用直圆柱体的形式。该壳体形式可有利地与采用矩形形式的换热通道的阵列以及封头相结合，随后在那里产生用于供给管道和排放管道且可能用于一个或多个旁路通道的空间。

当同流换热器单元的中轴线与圆柱形壳体的中轴线成角度延伸时，很容易获得一种配置，其中供给管道的通路沿流动方向减小且排放管道的通路沿流动方向增加。

当一种介质的温度低于另一种介质的饱和温度时，同流换热器形成冷凝液。如果主介质的温度位于冰点以下，随后也可形成冰。在壳体或实用品市场中在每个房间使用分散化同流换热器的情况下，在技术上难以排放冷凝液和防止形成冰。为了在房间内保持在舒适的范围内，必须要在低室外温度回收湿气，且在高室外温度和湿度的情况下，必须要将源于外部的湿气放出至向外的室内空气流中。上述要求可通过对两种介质的逆流通道中的流动进行周期性变化而满足。随后，在一种(次要)介质中形成的冷凝液和冰则被蒸发且在另一种(主要)介质中进行升华。为此，进一步的实施例提供了以下措施，将可控的交替阀布置在同流换热器单元的任一侧上的壳体中并进行连接以重复地且同时地交替入口通道和出口通道。因此，同流换热器变得适于回收潜热。

可按各种方式来实现该阀。因此，可利用滑阀，然而建议的是使交替阀中的每一个均设有固定布置的阀座，该阀座设有开口，该开口被连接至供给通道和排放管道，且可旋转阀盘连接至阀座。因此，阀可个别地但却同时旋转。同样地，可使换热通道的组件与关联的供给管道和排放管道一起整体地进行旋转。相对于本身形成现有技术的一部分的焓同流换热器的优点是需要更少的阀，密封件是更简单的，且流动阻力更低且切换时间更短。如果在室内空间中的湿气产生量大于不能被回收的湿气量，可异步连接阀，由此可排出在同流换热器中的冷凝湿气。

当室内的热产生量是足够的或大于将该空间保持在合适温度上所需的热量且室外温度低于室内温度时，必须能够关掉同流换热。当在白天预料到冷却需求时，在夜晚用室外空气冷却空间也是有吸引力的。这些要求可用与用于焓同流换热器的那些相同的旋转阀(或旋转同流换热器)而满足。为此，建议将至少一个旁路通道布置在壳体中且旁路通道被连接至被布置在阀座中的开口。

可能还需要关闭同流换热器，例如，在发生灾难的情况下。为此，相关实施例提供了一种措施，使阀座设有封闭件且阀盘可移至一个位置上，在该位置上被布置在阀盘中的开口是通过阀座的封闭件进行关闭的。

为了尽可能地保持密封件为无泄漏的，建议使阀盘可沿轴向移动且同流换热器设有控制构件，所述控制构件被配置成在阀的位置发生变化前沿轴向远离阀座移动阀且在阀的位置发生变化后向阀座移动阀。总之，密封件现在仅处于抵靠接触而非滑动接触中。

为了提供更多的选择，提议使可旋转阀设有向外延伸且基本上缸套状的壁部件，壁部件连接至阀盘并可与阀盘共同旋转，阀座各自连接至与关联的可旋转壁部件相接触的基本上缸套状的固定壁部件，在两个壁部件中设有开口，所述开口根据阀盘的所述位置可进行重叠，且被布置在固定壁部件中的开口可与周围区域或室内空间相连接。

为了便于阀的轴向移动，特别是作为密封件的结果，则建议可旋转阀的基本上为圆柱形的部件和连接至其的壳体的部件采用稍成锥形的形式。

壳体优选为被配置成形成窗框的一部分。由此可相当大程度地节省空间，同时提供了一起放置同流换热器和窗框的选择。

为了在通过本发明实现的方向变化期间减少流动损失，有吸引力的做法是使板设有用于引导进入和离开通道的空气流方向变化的引导工具。

板优选地在至少一侧上设有亲水层，如一层SiO2。由此，表面张力的毛细管作用增加且改善了润湿性。

在住宅中，在外壳中的任何裂痕必须具有足够的声音阻尼，从而在住宅中实现所需的声级。用于排放空气的风扇优选为被置于室内，从而防止在非常低的室外温度下在风扇中形成冰。风扇噪声必须很低，且如果需要的话，必须进行阻尼。在同流换热器和壁之间的连接必须是气密和声音阻尼的。声音阻尼通常是通过阻尼同流换热器本身而实现的，其中逆流通道与外壳中的裂痕的轴线成横向放置，且外部噪声仅能通过迷宫到达室内空间。在该阻尼不充分的情况下，可在内部和外部光栅中施加声音阻尼材料，优选为采用柔性密封件的形式。在流入换热通道期间，在流入侧上的动态压力具有与在流出侧上的动态压力相反的迹象，从而使在流出通道上的静态压降大于在流入通道上的静态压降。这种差异会在同流换热器的纵轴向上产生通过通道的非均匀流动。通过使流入和流出通道的横截面变化为不对称的减少了这种差异。

附图说明

下面将参照附图阐明本发明，其中：

图1为在现有技术配置中的板和通过板形成的换热通道的示意性透视图；

图2为在根据本发明的第一个配置中的板和通过板形成的换热通道的示意性透视图；

图3为在根据本发明的第二个配置中的板和通过板形成的换热通道的示意性透视图；

图4为根据本发明的第三个配置的具有通道的同流换热器的示意性透视图；

图5为根据本发明的第四个配置的具有通道的同流换热器的示意性透视图；

图6为将同流换热器定位在圆形壳体中的示意性透视图；

图7为将同流换热器定位在具有冷通道绝缘的配置中的示意性透视图；

图8为倾斜地放置在壁中的圆孔中具有旋转阀的同流换热器的示意性透视图，其流动是沿轴向进入和离开的；

图9为在图8中所示的同流换热器的第一选择中的阀的位置的示意性表示；

图10为倾斜地放置在壁中的圆孔中具有旋转阀的同流换热器的示意性透视图，其流动是沿轴向进入和离开的；

图11为在轴向-轴向流入和流出的第二选择中的阀的位置的示意性表示；

图12为具有用于在旋转期间防止摩擦的机构的在管和同流换热器上的阀的密封件的示意性透视图；

图13示出具有单个阀的配置；

图14示出具有轴向和径向流入和流出选择1的配置；

图15为在轴向-径向流入和流出的选择1中的阀的位置的示意性表示；

图16为在轴向-径向流入和流出的选择2中的阀的位置的示意性表示；

图17为在轴向-径向流入和流出的选择3中的阀的位置的示意性表示；

图18为在轴向-径向流入和流出的选择4中的阀的位置的示意性表示；

图19示出轴向-径向阀的密封；

图20示出在窗框中的焓同流换热器；以及

图21示出同流换热器和壳体的横截面，在壳体中具有管的加厚部分且在换热通道的流入和流出处具有叶片。

具体实施方式

图1示意性地示出现有技术的同流换热器7的有限数量的板9，该同流换热器7具有合适的尺寸以置于厚度为300mm的壁中的直径为150mm的通路中。为简化起见，未示出同流换热器的壳体。板9将各个第一和第二种类5和6的换热通道关闭。两个种类5、6的换热通道是通过板9进行分离的。板9可以全是波纹状的，然而板9也可能是交替地成波纹状和平的。板9在实际的换热通道5、6外部延续至所谓的封头板10、11中。相互堆叠的封头板10、11在同流换热器单元的任一侧上形成封头63、64。在本申请中，封头63、64具有三角形的形式且第一种类的换热通道5在封头63、64的第一表面中溢出且第二种类6的换热通道在封头63、64的第二表面中溢出。封头63在右侧具有开口，该开口连接至通道1且室内空气通过该开口流至同流换热器中到达第一种类的通道5，且在左侧具有开口，该开口连接至通道2且空气通过该开口从第二种类的通道6流入。封头64在左侧具有开口，该开口连接至通道3且源于第一种类的通道5的空气通过该开口离开同流换热器到达外部，且在右侧具有开口，该开口连接至通道4且外部空气通过该开口流至第二种类的通道6。

由于第一种类的通道5和第二种类的那些通道6彼此紧密进行热耦合，在流过通道5、6的气流之间发生热转移，且同时保持在气流之间的分离。根据所示的配置显而易见的是，通道5、6沿同流换热器7的纵向延伸且因此相对较长；其比同流换热器7的宽度或高度长得多，由此流动阻力相对较大。这种同流换热器在现有技术中是已知的。

图2按与图1相同的方式示出根据本发明的同流换热器7的配置。该同流换热器也是由限定换热通道5、6的板9构造成的。在这里的详细视图示出板9和换热通道5、6的配置。板9在这里垂直于同流换热器的壳体的纵向且由此大致垂直于主流动方向延伸。因此，板9且由此通道5、6因此比在图1中所示的现有技术的同流换热器中的那些短得多，且通道5、6的数量也因此多得多。根据本发明的同流换热器还具有三棱柱形封头63、64。该配置要求连接至封头63、64的供给管道和排放管道在同流换热器的长度上方延伸。

图2还示出从室内延伸至同流换热器且连接至上封头63的左手表面的供给管道1、在外部从同流换热器延伸并连接至下封头64的右手表面的排放管道3、从外部延伸至同流换热器并连接至下封头64的左手表面的供给管道4以及在室内从同流换热器延伸并连接至上封头63的右手表面的排放管道2。供给管道1、4具有沿流动方向减小的横截面面积，且排放管道2、3具有沿流动方向增大的横截面面积，从而尽可能地使在供给管道和排放管道中介质的流动速度始终为相同的。供给管道1和毗邻的排放管道2是通过挡板12分离的，且供给管道4和排放管道3是通过挡板13分离的。

图3示意性地示出本发明的第二实施例。板9在这里是沿平行于同流换热器7的主流动方向或纵向延伸的，而换热通道5、6则沿其纵向横向地延伸，如在第一实施例中的情况。由于板9通常具有比同流换热器7的长度更小的宽度，因此多个板9相互按一直线进行放置。换句话说，多个同流换热器依次地被置于同流换热器中。这些同流换热器元件中的四个存在于所示的实施例中。这些同流换热器元件中的每一个在其上和下侧具有对应的棱柱形封头63、64。然而，与第一实施例的区别是这些封头63、64的对称轴线沿同流换热器的纵向横向地延伸。因此，供给管道和排放管道的连接比在第一实施例中的更加复杂。如在第一实施例中的情况，存在有两个供给管道1、4和两个排放管道2、3，其同样是通过对应的挡板12、13进行分离的，然而不同的封头相互也是通过连接至挡板12、13且沿同流换热器7的纵向横向延伸的横向挡板14进行分离的。在每种情况下在封头10、11的一半宽度上沿换热通道5、6的方向横向延伸的分离挡板15将流入和流出的空气流分离开。这些分离挡板15是按棋盘图案进行放置的。在本发明的该第二实施例中，虽然不像在第一实施例中的那么规则，但供给管道的平均横截面面积也沿流动方向减小，且排放管道的平均横截面面积沿流动方向增大。

图4示出第三种配置，其中换热通道5、6是沿垂直于主流动方向的径向延伸的且以环的形式被放置在一起的。换热通道5、6具有沿半径而增加的宽度，由此流动保持在整个通道长度上的入口区域中。这增加了热转移，还增加了压降。

在以环的形式布置的换热通道5、6的阵列的内部，供给管道4和排放管道3是通过放置在两个通道之间延伸的挡板13而形成的。实现封头的功能的管状分配器被置于通道3、4与换热通道之间。板9在该管状分配器中在这里沿径向延伸直到供给管道4和排放管道3且在该处形成板的部件11，其中换热通道5、6在板9之间形成。在这些板部件11之间的空间被交替地连接至排放管道3或供给管道4。因此，供给管道4和排放管道3的共同的外壁65在下侧和上侧上交替中断，从而在每种情况下使供给管道4被连接至在板部件11之间的每个第二空间，且在每种情况下使排放管道3被连接至在板部件11之间的剩余空间。

椭圆形的挡板12被置于以环的形式进行布置的换热通道5、6的外侧上，从而在这里产生供给管道1和排放管道2。源于房间的空气经通道1流至通过换热通道6的在板16和17之间的空间并随后经通道3流至外部。源于外部的空气经通道4流至换热通道5且经通道2流至房间。壁16、17优选为采用相同的形式，其中每个连续的表面相对于相邻的壁沿轴向旋转通过180°。随后，则可能对这些组件进行注射成型并通过例如超声波焊接进行密封表面的连接。

根据该实施例的变型，换热通道5、6沿轴向延伸。在图5中示出了该配置，其中为清楚起见仅示出了两个换热通道5、6中的一段。由于具有有限厚度的板不能行进远至中心处，因此中央空间被用作旁路通道18，其功能将在下面进行阐明。来自于室内空间的空气经环形通道1流至在封头板10之间的空间且随后经换热通道5流至在封头板11之间的空间且经环形通道3流至外部。来自于外部的空气经环形通道4流至在封头板11之间的空间，经换热通道6流至在封头板10之间的空间且经环形通道2流至房间。必须选择通道1、2、3、4的内径和外径，从而使封头10、11中的压降大抵相等。使封头表面10、11成三角形可获得更小的压降以及更大的热交换表面积，其中封头从流入和流出至在另一侧上的零高度成锥形。

如已在上面阐明的，根据本发明的同流换热器特别适于在单个空间中的应用。然后，则建议将同流换热器置于壁中。为此，必须要在外壁中钻出圆孔。通常，要钻出直径为150mm的孔，且壁具有300mm的厚度。然后，将同流换热器7的六棱柱形的壳体置于孔中，其中换热通道的阵列优选为沿圆柱形壳体的纵向倾斜地延伸，由此自动产生用于供给管道和排放管道的空间。还在壳体内部的同流换热器的侧面产生了用于通道，如旁路通道的空间。在该空间中还可容纳有控制设备。

图6示出在圆柱形壳体19中的这样的实施例。根据第一实施例的具有六棱柱的配置的换热通道5、6的阵列20被置于壳体19中的倾斜位置上。在这里，两个三棱柱封头10、11被置于连接至基本上为矩形的换热通道5、6的阵列20处且布置有供给管道和排放管道1-4。这些供给管道和排放管道1-4都受到封头10、11、壳体19和挡板12、13的对应表面的束缚。此外，还存在有在封头10、11和壳体19之间大致沿径向延伸且进一步束缚供给管道和排放管道1-4的四个挡板21。在挡板21对之间形成有次要通道18，其不是用于实现同流换热器的主要功能所必须的，从而使其可被用作旁路通道或用于放置设备的空间。

当置于在外壁中布置的孔中，这么形成的通道的缺点是来自于外部的冷空气被运载远至内腔壁23，由此内腔壁23可冷却并降至冷凝点以下，这导致热损失且可能形成湿补块。图7示出一个实施例，其中来自于外部的供给管道4被绝缘。图7示出内腔壁23、绝缘层24、通风间隙25和外腔壁26。绝缘层27被布置在壳体19的下侧上，由此避免了上述缺点。

温暖的供给管道和排放管道2、3还加热了外腔壁26。这也可被绝缘，然而热损失如此之小以至于通常认为无需为此进行绝缘。如果在壁中的较大的孔不是问题，那么则可用一层绝缘材料，例如，硬胶泡沫围绕该管。

为了保持在室内空间中的舒适性，在流出和流入的空气流之间进行湿气转移是必需的，这是通过周期性地交替这些空气流的换热通道而实现的，且不用改变外部的空气流本身。根据一个优选实施例，为此在这里具有焓同流换热器的配置的同流换热器的外和内侧上的布置阀。可控制这些阀以进行打开和关闭，从而实现通道的交替。对于阀而言，有吸引力的做法是利用具有圆形配置的阀。这可通过相对于同流换热器旋转阀而使同流换热器中的空气流交替。

在许多情况下，具有阀的四个不同位置可能是足够的，即：第一和第二位置，其在用于焓同流换热的正常使用期间交替地被占用；旁路位置以不回收热；以及在发生灾难的情况下或当不希望进行通风时的同流换热器的关闭位置。

图8示出进一步的实施例，其中圆形可旋转的阀28、29被置于同流换热器的两侧上。这些阀28、29被配置用于空气流的轴向进入和离开。阀28被细分成四个轴向段，其中的三个被编号为30、31、32，还有一个是中央段33。阀29被细分成四个轴向段，其中的三个被编号为34、35、36，还有一个是中央段33。轴向段30、31和34、35是打开的且轴向-径向段32、36是关闭的，两个中央段33也是如此。阀28的打开的段30被连接至源于房间的空气流，阀28的打开的段31被连接至流向房间的空气流，旋转阀29的打开的段34被连接至至外部的空气流，阀29的打开的段35被连接至源于外部的空气流。外部通道和风扇与相关联的阀共同旋转。图8示出在第二位置上的阀。

如已参照图6阐明的，在同流换热器的壳体19中存在有四个供给管道和排放管道1、2、3、4和两个旁路通道18。在图8中所示的实施例中，阀28、29是相同的。

在图9中，示意性地示出阀28、29的不同位置。在这里，在左手列中的图示出同流换热器7的端表面且后续的列示出在上面阐明的位置上的相关阀。图的上部系列示出在外侧上的同流换热器的端表面和阀29且图的下部系列示出在内侧上的端表面和阀28。图中的每一个均示出如从内部看到的视图或横截面。

在第二列中的图示出阀28、29的第一位置。这示出源于住宅的排放空气是如何流过阀28的打开的段30至通道1的以及至住宅的供给空气是如何经开放的段31从通道2进行流动的。外部空气经开放的段35流过通道4至同流换热器。所使用的源于住宅的空气经通道3和开放的段34离开同流换热器。这是焓回收的第一位置。

在图9的第三列中的图示出阀28、29的第二位置。在内侧上的阀28已相对于第一位置被旋转了两段(-144°)，由此源于住宅的供给空气经开放的段31流至通道1并经开放的段30从通道2流出房间。在外侧上的阀29也相对于第一位置被旋转了两段(-144°)。经开放的段35将外部空气供给至通道3且经开放的段34将源于通道4的空气运载至外部。在这里，在实际的同流换热器内的流动发生交替，从而使在前一个位置上在换热通道5、6中形成的冰和冷凝液升华并蒸发。

在图9的右手列中示出了第三位置或旁路位置。进一步地相对于第一位置将阀28旋转两段部分(-144°)，由此源于室内的空气流过段30至通道2且源于旁路通道18的空气在室内流过段31。阀29已相对于第一位置1(72°)被旋转一个段，如从与阀28相同侧所看到的。将外部空气运载通过段35至旁路通道18且离开通道4的流动流过段34至外部。从外部至内部的流动因此经旁路通道18通过同流换热器，而从内部至外部的流动移过同流换热器，但却无法吸收任何热，这是因为在同流换热器的另一侧上没有流动。使用阀的这种配置，无法关闭同流换热器。

如参照图10和图11所阐明的，还可通过将源于室内的空气通过其流至同流换热器中的段30减少至接近于阀28的一个段和通过将在空气从同流换热器向内流动的段中的关闭部分增加至两个段32，以及通过将源于外部的空气通过其流至同流换热器的段减少至接近于阀29的一个段34并通过将空气从同流换热器流至外部的段中的关闭部分增加至两个段36而在第四位置上关闭同流换热器。

图11还在第一列中示出了端壁的视图且在其他列中示出了阀28、29的视图。图10和图11的第二列示出了阀28、29的第一位置。从住宅至同流换热器的排放空气流过开放的段30至通道1且通过通道3和开放的段34离开同流换热器。源于外部的空气经开放的段35流至通道4并通过通道2离开同流换热器且通过开放的段31流至住宅。

在图11的第三列中示出了阀28、29的第二位置。阀28已相对于位置1被旋转了一个段(+72°)且阀29尚未被旋转。室内空气经阀28的开放的段30流至通道2并经阀29的开放的段35通过通道4离开同流换热器并流至外部。源于外部的空气经开放的段35流至同流换热器的通道3且源于通道1的空气流经开放的段31进入。现在，已相对于位置1对流动进行了交替。在外侧上，新鲜和排放空气因此流过不同于位置1的段。这意味着风扇已被布置在室内空间中，这是因为在一个风扇在室内且另一个在室外的情况下，其彼此经一个通道连接且充当彼此的对立物，而另一个通道则不具有风扇。

在图11的第四列中示出了阀的第三位置。阀28已相对于位置1被逆时针地旋转了一个段(-72°)且阀29已被顺时针地旋转两个段(144°)。室内空气经阀28的开放的段30流至左手旁路通道18且经阀29的开放的段34离开同流换热器并流至外部。源于外部的空气经阀29的开放的段35进入通道3且空气经阀28的开放通道31离开通道1至室内。流出的空气通过同流换热器且新鲜空气经同流换热器流动，但热量却未发生转移，这是因为在另一侧上没有流动。

最终，图11的第五列示出阀的第四位置。阀28已相对于第一位置被逆时针地旋转两个段(-144°)而阀29则尚未相对于第一位置发生旋转。两个关闭的段32关闭了至通道1和2的进入。旁路通道18在阀28的一侧上开放。阀29的两个关闭的段36关闭旁路通道18。在该阀位置上，所有通道均被关闭，从而在内部和外部之间未发生空气交换。

阀28和29优选为各自通过可被容纳在阀的中央段33中的马达41进行驱动。

为了防止泄露，在挡板37和阀28、29的外壁之间，以及壳体19和同流换热器的相关联部分之间的密封必须是连续的。这并不排除用挡板和同流换热器在垂直于在阀和管之间的旋转轴向的平面上进行密封，但却需要很大的尺寸精度。通过在遵循密封线的凹槽中施加O形圈38或类似的密封件并结合弹簧，可实现改善，这会使阀压缩密封件。为了在旋转期间用密封件消除摩擦，阀是通过使其在径向凸轮轨道(65、66)上运行而进行轴向移动的，其中在五个静止位置上阀被按压至密封件上，且在这些位置外，沿轴向抬升阀，从而不会与密封件有进一步的接触，如在图12中所示。密封件是平面的，且阀的抬升移动垂直于该平面，从而可实现非常好的密封。

在上面阐明的具有轴向流入和流出的实施例中，在内侧和外侧上的风扇和通道与阀共同旋转。在一些应用中，这可能是一个缺点。通过允许空气沿轴向和径向流入和流出，如在图14中所示，获得了一个实施例，其中通道和风扇可能是静止的。同流换热器的壳体被设置在两侧上，该两侧具有其中布置有用于径向流入和流出的端口44、45的延伸物42、43。阀28、29设有卡圈，其平行于延伸物延伸且其中布置有可与端口44、45相重叠的端口46、47。如在前述实施例中所述，阀28、29中的每一个均被挡板37分成多段。平行于同流换热器的盖子的阀的段是开放或关闭的。

另一个实施例具有一个阀，即，阀28，如在图13中所示。同流换热器的壳体设有其中布置有用于径向流入和流出的端口44的延伸物42。阀28设有卡圈，其平行于延伸物延伸且其中布置有可与端口44相重叠的端口46。如在前述实施例中所述，阀28被挡板37分成多段。平行于同流换热器的盖子的阀的段是开放或关闭的。

在上面阐明的先决条件下，本发明提供了四个不同的次级实施例：

-第一次级实施例，其具有两个相同的阀且在任一侧具有两个相同的端口，其中阀的移动是独立的且其中风扇可被置于同流换热器的两侧上。

-第二次级实施例，其具有两个相同的阀、在一侧上具有两个端口且在另一侧上具有三个端口，其中阀未进行联接且风扇可被置于两侧上或单侧上。

-第三次级实施例，其具有两个不同的阀、在一侧上具有两个端口且在另一侧上具有三个端口，其中阀的移动是独立的且风扇被置于两侧上或单侧上。

-第四次级实施例，其具有一个阀在一侧上具有两个端口，其中两个风扇被置于阀的一侧上。

图15在第二列中以与图9和图11相同的方式示出在第一位置上的第一实施例。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道2且经通道4通过阀29的开放的段34沿轴向离开同流换热器。从外部至内部的流动经延伸物的开放端口45和阀29的径向开放端口47沿径向移动至同流换热器的通道3且经阀28的开放的段46和延伸物的端口44通过通道1离开同流换热器。

在第二位置上，阀28和29均相对于位置1被逆时针地旋转一个段。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道1且经通道3通过阀29的开放的段34沿轴向离开同流换热器。从外部至内部的流动经延伸物中的端口45和阀29的开放端口47沿径向移动至同流换热器的通道4且经阀28的开放端口46和延伸物的端口44通过通道2沿径向离开同流换热器。

在第三位置，即旁路位置上，阀28已相对于位置1被逆时针旋转144°且阀29已被顺时针旋转72°。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至左手旁路通道18，并通过阀29的开放的段34沿轴向离开该通道。从外部至内部的流动经延伸物的端口45和阀29的开放端口47沿径向移动至同流换热器的通道4和3且经阀28的径向端口46通过通道1和2沿径向离开同流换热器。该实施例并行使用两个换热通道5、6，由此将压降减半。

在第四位置，即关闭位置上，阀28已相对于位置1被顺时针旋转144°且阀29也已被顺时针旋转144°。由于在此处，在内侧上的通道1和2以及以外侧上的通道3都是关闭的，没有空气能够移动通过同流换热器。两个旁路通道18在两侧上也是关闭的。

图16以与图15中相同的方式示出在所有位置上的第二实施例。这是第一实施例的一种变型，其中使用两个相同的阀，其中一个段是沿轴向开放的，且三个段是沿径向开放的。在第一位置上，从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道2且经通道4离开同流换热器且随后沿径向通过阀29的端口47和延伸物的端口45。从外部至内部的流动经阀29的开放的段34沿轴向移动至同流换热器的通道3且经阀28的端口46和在延伸物中的端口44通过通道1离开同流换热器。

在第二位置上，阀28已相对于位置1被逆时针旋转72°且阀29已被顺时针旋转72°。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道1且经通道3离开同流换热器且随后沿径向通过阀29的端口47和延伸物的端口45。从外部至内部的流动经阀29的开放的段34沿轴向移动至同流换热器的通道4且经通道2并经阀28的端口46和延伸物的端口44沿径向离开同流换热器。

在第三位置上，阀28已相对于位置1被逆时针旋转144°且阀29尚未发生旋转。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至旁路通道18且通过阀29的端口47和端口45沿径向离开该通道。从外部至内部的流动经阀29的开放的段34沿轴向移动至同流换热器的通道3且经通道1并经阀28的端口46和延伸物的端口44沿径向离开同流换热器。

在第四位置上，阀28已相对于位置1被顺时针旋转144°且阀29已被逆时针旋转144°。阀28和29的对应的开放段30和34已在同流换热器的关闭段前进行旋转，由此没有空气流至其中。延伸物的端口44和阀28的开放的段46被连接至同流换热器的通道2且从而被连接至通道4，在该处，阀29的关闭段不允许任何至外部的连接。阀29的延伸物的端口45被连接至同流换热器的通道3且从而被连接至通道1，在该处，阀28的段是关闭的。因此，在内部和外部之间的空气流受到阻挡。

当阀进行联接时或仅旋转同流换热器时，第三实施例适用。在该实施例中，阀是不同的，其中阀28具有两个开放的径向段和一个轴向段，而阀29则具有三个开放的段和两个轴向的段，如在图1中所示。在第一位置上，从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道1且经通道3离开同流换热器且随后沿径向通过阀29的端口47和延伸物的端口45。从外部至内部的流动经阀29的开放的段34沿轴向移动至同流换热器的通道4且经通道2并经阀28的端口46和延伸物的端口44离开同流换热器。

在第二位置上，阀28已相对于第一位置被顺时针旋转72°且阀29进行联接以使其也被顺时针地旋转72°，如在图17中所示。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道2且经通道4并经阀29的端口47和延伸物的端口45沿径向离开同流换热器。从外部至内部的流动经阀29的开放的段34沿轴向移动至同流换热器的通道3且经通道1并经阀28的端口46和延伸物的端口44沿径向离开同流换热器。

在第三位置上，阀28已相对于第一位置被逆时针旋转72。且阀29已被逆时针旋转72°。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的左手旁路通道18且通过阀29的端口47和端口45沿径向离开该旁路通道。从外部至内部的流动经阀29的开放的段34沿轴向移动至同流换热器的通道3且经通道1并经阀28的端口46和延伸物的端口44沿径向离开同流换热器。

在第四位置，即关闭位置上，阀28已相对于第一位置被逆时针旋转144°且阀29也已被逆时针旋转144°。阀28的开放的段30已在同流换热器的关闭段前进行旋转，由此没有空气流至其中。阀28的开放的段46未连接至在壳体的延伸物中的端口。阀29的开放的径向段47仅被连接至同流换热器的通道3和4且因此被连接至通道1和2，其连接至阀28的关闭径向段。因此，在内部和外部之间的空气流受到阻挡。

当使用一个阀时或仅有同流换热器被旋转时，第四实施例适用。在该实施例中，阀28具有两个开放的径向段，如在图18中所示。在第一位置上，从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道1且经通道3离开同流换热器。从外部至内部的流动经同流换热器的通道4移动并经通道2且经阀28的端口46和延伸物的端口44离开同流换热器。

在第二位置上，阀28已相对于第一位置被顺时针旋转72°，如在图18中所示。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的通道2且经通道4离开同流换热器。从外部至内部的流动经同流换热器的通道3移动并经通道1且经阀28的端口46和延伸物的端口44沿径向离开同流换热器。

在第三位置上，阀28已相对于第一位置被逆时针旋转72°。从内部至外部的流动经阀28的开放的段30沿轴向移动至同流换热器的左手旁路通道18。从外部至内部的流动经同流换热器的通道3移动并经通道1且经阀28的端口46和延伸物的端口44沿径向离开同流换热器。

在位置4(关闭位置)上，阀28已相对于第一位置被逆时针旋转144°。阀28的开放的段30在同流换热器的关闭段前进行旋转，由此没有空气流至其中。阀28的开放的段46未连接至在壳体的延伸物中的端口。因此，在内部和外部之间的空气流受到阻挡。

如使用进行轴向-轴向操作的阀的密封件38的情况，在使用轴向-径向操作的阀的情况中，密封件38可被布置在具有相同凸轮机构的同流换热器的盖子上以在旋转期间稍微抬升阀，从而避免摩擦。随后，可将O形圈48布置在阀的另一侧上以用于管上的密封，如在图19中所示。对于在管的外周上的阀的密封而言，在端口之间，其足以按足够的精度制造两个部分。如果阀和管不够圆，拟合则可被制成稍成圆锥形50、51。这应仍会导致太多的泄露，那么则可在端口之间沿轴向布置O形圈似的密封件49。该密封还能在旋转期间通过使用所提出的凸轮机构沿轴向将阀抬升地足够高而进行解除。

在窗框中的应用具有的优点是同流换热器可早已在窗框工厂中进行布置且不再需要现场安装。也不需要钻出孔，如在穿过壁的解决方案中的情况。除了用设有同流换热器的框架替换旧的框架外，如将主要发生在较大的装修中的，还可将具有同流换热器的罩壳置于当前放置风扇光栅的位置上(通常在窗户的上面)。

由于窗框的宽度通常具有最大的尺寸，同流换热器优选为也被置于宽度方向上，其中根据本发明，同流换热器的板是垂直于接触表面进行放置的，且堆叠方向基本上在与放置管的纵向相同的方向上。供给管道和排放管道在同流换热器上垂直于板延伸且在大致与至通道一端的距离成比例的横截面面积中运行。在具有相同平移的每种情况下，在同流换热器中的板优选为彼此进行连接，从而使倾斜的堆叠产生与预期的供给管道相同的角度。

有吸引力的做法是还使这些同流换热器设有焓阀28、29和径向端口44、45、46、47。在这里，如在最初描述的用于壁安装的同流换热器中的情况，可应用相同的阀。推荐第一实施例，其中在同流换热器的两侧上安装的径向端口的数量为二，两个端口位于彼此相邻处且通过将同流换热器旋转通过90°而使两个端口相对于彼此进行180°的旋转，其落于矩形中，其最短侧等于阀的直径，由此可给出框架罩壳60一个紧凑的结构。图20示出在窗户上方的框架罩壳中的布置。

在这里，根据第一实施例的具有轴向和径向流入和流出的焓阀是适用的，然而其他实施例也是可能的。用于新鲜空气52的供给的风扇被置于内侧上，如用于排放53的风扇的一样。这防止了风扇在远低于冰点的温度上被由冷凝液形成的雪堵塞。用于将新鲜空气供给至空间55的供给管道设有声音阻尼材料。用于室内空气54的排放管道具有一个角度且设有声音阻尼材料。过滤器58被布置在用于外部空气57的供给管道中以排除源于外部的污染物。用于室外空气56的排放管道可设有声音阻尼材料。

离开同流换热器的空气进入排放管道，其速度分量垂直于在该通道中的主要流动。这导致空气流在通道的壁上浓缩。在壁上的高速度梯度产生相对于在供给管道中的额外的压降，在供给管道中流动在横截面上几乎按对数进行分割。由于该不对称的压力分布，流过同流换热器通道的空气量是不均匀分布的。理想的同流换热器必须具有通过通道的流动的均匀分布，这是因此否则的话效力将会降低。

为了将朝向壁的速度分量转换成在排放管道中的主流动方向中的分量，建议在同流换热器7的板9的起点和终点应用叶片(61)。流动因此发生偏转，由此在主流动方向中的速度分量大于朝向排放管道的壁的速度分量。

虽然在流入处的叶片不像在流出处的那么重要，但当流动发生逆转时，其则是重要的，这是因为流入随即变成流出。除了在同流换热器的板的起点和终点的叶片外，还可将引导叶片置于流入和流出通道，由此使压降在通道的长度上更均匀地进行分布。

在流入通道1、4中，在流入换热通道5、6的过程中，空气的轴向冲量被转换成动态压力。在流出通道2、3中，源于换热通道5、6的空气必须沿轴向进行加速，动态压力则被用于该目的。在流出通道2、3中的总的压降由此变得比在流入通道1、4中的更大。该压降中的差异导致通过换热通道5、6的不均匀的流动。该差异可在显著的程度上进行补偿，这不仅可通过使通道1、2、3、4的液压直径以线性方式发生变化，而且还可通过使直径沿至零点的距离更急剧地减少而实现。在图21中，参照管和同流换热器的横截面示出了这种情况。在供给和排放管道1、2、3、4的狭窄部分中，管19的壁设有加厚部分62，由此介质的速度和动态压力局部增加，从而使在换热通道5、6上的压降沿同流换热器的长度变得更加均匀，通过这些通道的流动则更加均等且同流换热器的效力增加。通过提供具有相应形式的板的堆叠，可获得相同的效果。

对板进行润湿对于焓同流换热的良好操作以及当室内变得太湿时形成冷凝液来说是重要的。这防止了液滴部分或全部地阻断通道。由于冷凝液而产生的压降由此受到限制且在重力的影响下更好地排放了冷凝液。塑料，如耐冲击性聚苯乙烯优选被用于同流换热器的板。大多数塑料的表面张力是高的，从而形成粘附至表面的液滴。机械表面粗糙化仅提供了表面张力的小降低且难以在需要的精细粗糙度中应用。在后续的热成形过程中，粗糙度通常完全或部分地消失。为了获得所需的纳米结构，优选为用PCVD工艺处理表面，其中在厚度为10mm和100mm的层中应用SiO2。由于PCVD工艺发生在真空室中，等离子体可覆盖整个通道，这不可能是大气所致的。这样形成的非常薄且定向的SiO2层是非常亲水的，从而使水滴在表面上迅速蔓延。在发生冷凝的情况下，形成水层，其具有100μm量级的最大厚度且在重力的影响下流出同流换热器。测试表明在未处理材料的情况下压降现有仅增加约15％。在焓位置上，未发生液滴逃逸且所有冷凝液均在后续的循环中蒸发。由于更好的润湿，可增加焓循环的切换时间，其减少了在切换期间的虚拟泄漏。

SiO2层的结构使得在冷凝温度以下水蒸汽也被吸附在壁上，由此增加焓转移。还可利用除了SiO2以外的材料。

Claims (20)

1.同流换热器，其包括：

-至少一个第一同流换热器单元，其具有彼此平行延伸的换热通道；

-第一封头，其被置于所述同流换热器单元的第一侧上且具有三角形横截面，其一个表面连接至所述同流换热器单元的所述换热通道的第一端；

-第二封头，其被置于所述同流换热器单元的第二侧上且具有三角形横截面，其一个表面连接至所述同流换热器单元的所述换热通道的第二侧；

-供给管道，其延伸至所述第一封头和所述第二封头的第二表面；以及

-排放管道，其从所述第一封头和所述第二封头的第三表面延伸，

-其中所述供给管道和所述排放管道沿所述换热通道的纵向横向延伸,

其特征在于

-所述供给管道和所述排放管道在所述封头的与所述同流换热器单元相对的那侧上延伸，

-所述供给管道的通路沿流动方向减小，且

-所述排放管道的通路沿流动方向增大。

2.根据权利要求1所述的同流换热器，其特征在于，所述供给管道和所述排放管道沿基本上平行于在所述封头的第一表面和所述第二表面之间的相交线延伸。

3.根据权利要求1所述的同流换热器，其特征在于，所述供给管道和所述排放管道基本上沿与所述封头的所述第二表面和所述第三表面之间的相交线横向延伸。

4.根据权利要求3所述的同流换热器，其特征在于，所述同流换热器设有至少一个第二同流换热器单元。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的同流换热器，其特征在于，所述同流换热器被置于矩形壳体中。

6.根据权利要求1所述的同流换热器，其特征在于，

-所述同流换热器单元具有圆形形式并在两个同心圆柱体之间延伸，

-所述通道相对于所述圆柱体径向延伸，

-所述第一封头位于所述同流换热器单元的内侧上，

-所述第二封头位于所述同流换热器单元的外侧上，

-所述供给管道和排放管道沿所述圆柱体的轴向延伸，

-一个供给管道和一个排放管道在所述同流换热器单元的所述内侧上延伸，以及

-一个供给管道和一个排放管道在所述同流换热器单元的所述外侧上延伸。

7.根据权利要求6所述的同流换热器，其特征在于，基本上为管状的分配器被布置在所述供给管道和排放管道二者与所述换热通道之间，所述分配器通过在所述换热通道之间延伸的壁的内部延伸物被分成多个部分，且所述部分中的每一个被连接至所述排放管道或所述供给管道。

8.根据权利要求6所述的同流换热器，其特征在于，且基本上为管状的分配器被布置在位于外围上的所述供给管道和排放管道二者与所述换热通道之间，所述分配器通过在所述换热通道之间延伸的壁的延伸物被分成多个部分，且所述部分中的每一个被连接至被设置在所述外围上的所述排放管道或供给管道。

9.根据权利要求3或4所述的同流换热器，其特征在于，所述同流换热器单元设有彼此平行延伸的板，且所述板分离不同种类的通道并沿在所述封头的所述第二表面和所述第三表面之间的所述相交线横向延伸。

10.根据权利要求9所述的同流换热器，其特征在于，所述多个板中的至少一些设有限定通道的轮廓。

11.根据权利要求1、2、3、4或6所述的同流换热器，其特征在于，所述同流换热器被置于采用直的圆柱体形式的壳体中。

12.根据权利要求11所述的同流换热器，其特征在于所述同流换热器单元的中轴线与所述圆柱形壳体的轴线成角度地延伸。

13.根据权利要求12所述的同流换热器，其特征在于，可控的交替阀是通过抵靠在所述同流换热器单元的任一侧上的所述壳体的两端壁上的方式进行布置的，并被以重复且同时地交替的方式连接到入口通道和出口通道上，且所述同流换热器被配置为能够回收潜热的同流换热器。

14.根据权利要求13所述的同流换热器，其特征在于，所述交替阀均设有固定布置的阀座，所述阀座设有开口，所述开口被连接至供给管道或排放管道，且可旋转阀盘连接至所述阀座并设有开口。

15.根据权利要求14所述的同流换热器，其特征在于至少一个旁路通道被布置在所述壳体中且所述旁路通道被连接至被布置在两个阀座中的开口。

16.根据权利要求14或15所述的同流换热器，其特征在于，所述阀座设有封闭件且所述阀盘可移至一个位置上，在所述位置上在所述阀盘中的所述开口是通过所述阀座的封闭件进行关闭的。

17.根据权利要求14或15所述的同流换热器，其特征在于，所述阀盘可沿轴向移动且所述同流换热器设有控制构件，所述控制构件被配置成在所述阀的位置发生变化前沿轴向远离所述阀座移动所述阀且在所述阀的位置发生变化后向所述阀座移动所述阀。

18.根据权利要求16所述的同流换热器，其特征在于，可旋转阀设有向外延伸且基本上缸套状的壁部件，所述壁部件连接至所述阀盘并可与所述阀盘共同旋转，所述阀座各自连接至与关联的可旋转壁部件相接触的基本上缸套状的固定壁部件，在两个壁部件中设有开口，所述开口根据所述阀盘的所述位置可进行重叠，且被布置在所述固定壁部件中的所述开口可被连接至周围区域或室内空间。

19.根据权利要求18所述的同流换热器，其特征在于，可旋转阀的所述基本上缸套状的部件和连接至其的所述壳体的部件采用稍成锥形的形式。

20.根据权利要求9所述的同流换热器，其特征在于，所述板设有用于引导进入和离开所述通道的空气流方向变化的引导工具。

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