CN107250705B - 热交换器块和包括热交换器块的热量回收通风单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器块2并且涉及一种包括这种热交换器块的热量回收通风单元1。在所述热交换器块2中，所述平行流动区域(PF)中的所述多个第一空气流动通道(AFP1)的流动通道的单独流动截面(Q1)以及所述平行流动区域(PF)中的所述多个第二空气流动通道(AFP2)的流动通道的单独流动截面(Q2)沿着垂直于所述平行空气流动通道(AFP1和AFP2)的直线(x‑x)并且从所述块的所述第一壁(W1)到所述第二壁(W2)逐渐(优选地线性)减小。

Description

热交换器块和包括热交换器块的热量回收通风单元
技术领域
本发明涉及一种热交换器块并且涉及一种包括这种热交换器块的热量回收通风单元，其用于为公寓或公寓部分提供供应空气、优选地外部空气或新鲜空气以及用于从所述公寓或公寓部分去除回收空气、优选地废气或用过的空气。
背景技术
热量回收通风单元已经多年用于通风系统以回收离开住宅或公寓到达周围大气的废气中的热量。热交换器用来将来自离开住宅或公寓的废气的热量传送到进入房间或公寓的外部空气。此类通风系统包括用于在公寓(或住宅)的选定房间与周围大气之间输送空气的导管布置。更精确地说，此类热量回收通风系统包括：从房间收集回收空气(用过的空气)的导管、用于将一方面供应空气(新鲜空气)分布到房间的导管、以及用于将来自公寓的废气输送到大气的导管和用于将来自大气的外部空气输送到公寓的导管。热量回收通风单元位于这四种空气类型的导管交汇的交叉点处。因此，此类热量回收通风单元包括供应空气出口、回收空气入口、废气出口、外部空气入口以及所述单元内部的热交换器。
发明内容
本发明的目标是提供一种热量回收通风单元，其一方面是紧凑的，并且另一方面在无需过多能量以驱动单元中的通风机(并且因此不会产生过多空气流动噪音)的同时仍允许足够的空气流量。
此目标通过一种有待用于热量回收通风单元的热交换器块来实现。该热交换器块，其包括：多个第一空气流动通道和邻近所述多个第一空气流动通道的多个第二空气流动通道，以在通过所述多个第一空气流动通道的第一空气流与通过所述多个第二空气流动通道的第二空气流之间交换热能；第一交叉流动区域，其中所述多个第一空气流动通道的流动通道和所述多个第二空气流动通道的相邻流动通道关于彼此布置成交叉关系，所述第一交叉流动区域具有包含所述第一空气流动通道的端部的第一开口区域并且具有包含所述第二空气流动通道的端部的第二开口区域；平行流动区域，其中所述多个第一空气流动通道的流动通道和所述多个第二空气流动通道的相邻流动通道关于彼此布置成平行关系；第二交叉流动区域，其中所述多个第一空气流动通道的流动通道和所述多个第二空气流动通道的相邻流动通道关于彼此布置成交叉关系，所述第二交叉流动区域具有包含所述第二空气流动通道的相对端部的第一开口区域并且具有包含所述第一空气流动通道的相对端部的第二开口区域；所述第一交叉流动区域、所述平行流动区域和所述第二交叉流动区域沿着所述第一空气流动通道并且沿着所述第二空气流动通道串联布置，其中所述平行流动区域沿着所述第一空气流动通道并且沿着所述第二空气流动通道定位在所述第一交叉流动区域与所述第二交叉流动区域之间；其特征在于所述第一交叉流动区域中的所述第一开口区域和所述第一空气流动通道的总流动截面面积大于所述第一交叉流动区域中的所述第二开口区域和所述第二空气流动通道的总流动截面面积；并且所述第二交叉流动区域中的所述第一开口区域和所述第二空气流动通道的总流动截面面积大于所述第二交叉流动区域中的所述第二开口区域和所述第一空气流动通道的总流动截面面积。
该目标进一步由一种热量回收通风单元来实现。所述通风单元包括：供应空气出口，其用于与所述公寓形成供应空气流动连通；回收空气入口，其用于与所述公寓形成回收空气流动连通；废气出口，其用于与所述公寓外部的大气形成废气流动连通；外部空气入口，其用于与所述公寓外部的大气形成外部空气流动连通；热交换器块，其具有第一空气流动通道和第二空气流动通道，用于将一方面来自进入所述第一空气流动通道的回收空气和离开所述第一空气流动通道的废气的热能传送到另一方面进入所述第二空气流动通道的外部空气和离开所述第二空气流动通道的供应空气；所述通风单元内的第一位置处的第一通风机，其用于输送空气通过第一空气流动路径，所述第一空气流动路径起始于所述回收空气入口、通过所述热交换器中的所述第一空气流动通道并且终止于所述废气出口；以及所述通风单元内的第二位置处的第二通风机，其用于输送空气通过第二空气流动路径，所述第二空气流动路径起始于所述外部空气入口、通过所述热交换器中的所述第二空气流动通道并且终止于所述供应空气出口。
附图说明
图1-2是根据本发明的热量回收通风单元的实施例的透视图。
图3-4是根据本发明的热交换器块的实施例的透视图。
图5至17示出根据本发明的热量回收通风单元或热交换器块的其他特征。图7-9示出单元C，即照明预加热器。图10-12示出过滤器。图14-15示出两种实例。
图18示出左手侧热交换器板。
图19示出右手侧热交换器板。
具体实施方式
热量回收通风单元1为公寓或公寓部分提供供应空气SA、优选地外部空气或新鲜空气，并且从所述公寓或公寓部分去除回收空气RA、优选地废气或用过的空气。
通风单元1包括：供应空气出口SAO，其用于与所述公寓形成供应空气流动连通；回收空气入口RAI，其用于与所述公寓形成回收空气流动连通；废气出口EAO，其用于与大气形成废气流动连通；以及外部空气入口OAI，其用于与大气形成外部空气流动连通。
另外，单元1包括热交换器2，所述热量回收通风单元中设置有第一空气流动通道(未示出)和第二空气流动通道(未示出)，所述第一空气流动通道和所述第二空气流动通道一方面用于将来自进入所述第一空气流动通道的回收空气和离开所述第一空气流动通道的废气的热量传送到进入所述第二空气流动通道的外部空气和离开所述第二空气流动通道的供应空气。另外，单元1包括通风单元1内的第一位置处的第一通风机V1和通风单元1内的第二位置处的第二通风机V2，所述第一通风机V1用于输送空气通过第一空气流动路径AFP1，所述第一空气流动路径AFP1起始于所述回收空气入口RAI、通过热交换器2中的所述第一空气流动通道，并且终止于所述废气出口EAO，所述第二通风机V2用于输送空气通过第二空气流动路径AFP2，所述第二空气流动路径AFP2起始于所述外部空气入口OAI、通过热交换器2中的所述第二空气流动通道，并且终止于所述供应空气出口SAO。
第一空气流动路径AFP1和第二空气流动路径AFP2包括内部空气流动管道。
在图13中，块1(阀)被称为BD 1，并且块2(阀)被称为BD 2。能够在不含单独导管的情况下实现“旁路”，即不包括热传递。“旁路”方法通过禁用(部分阻塞入口或出口)热交换器的热交换功能。有可能实现穿过热交换器的旁路。
图18示出左手侧热交换器板LHP，所述左手侧热交换器板LHP包括限定热交换器2的平行流动区域PF的多个平行通道CH1、CH2、...、CHn。平行流动区域PF是传递通过第一空气流动通道AFP1的空气与传递通过第二空气流动通道AFP2的空气之间的对流区域。平行流动区域在热交换器2的第一交叉流动区域CF1与第二交叉流动区域CF2之间延伸。
图19示出右手侧热交换器板RHP，所述右手侧热交换器板RHP包括限定热交换器2的平行流动区域PF的多个平行通道CH1、CH2、...、CHn。平行流动区域PF是传递通过第一空气流动通道AFP1的空气与传递通过第二空气流动通道AFP2的空气之间的对流区域。平行流动区域在热交换器2的第一交叉流动区域CF1与第二交叉流动区域CF2之间延伸。
热交换器块2包括左手侧热交换器板LHP和右手侧热交换器板RHP交替的堆叠。
在热交换器块2中，在所述第一交叉流动区域(CF1)的第一开口区域(O11)与平行流动区域(PF)之间延伸的第一空气流动通道(AFP1)相对于平行流动区域(PF)中的第一空气流动通道(AFP1)以一定角度(α11)布置。
在热交换器块2中，在所述第二交叉流动区域(CF2)的第二开口区域(O22)与平行流动区域(PF)之间延伸的第一空气流动通道(AFP1)相对于平行流动区域(PF)中的第一空气流动通道(AFP1)以一定角度(α22)布置。
在热交换器块2中，在所述第二交叉流动区域(CF2)的第一开口区域(O21)与平行流动区域(PF)之间延伸的第二空气流动通道(AFP2)相对于平行流动区域(PF)中的第二空气流动通道(AFP2)以一定角度(α21)布置。
在热交换器块2中，在所述第一交叉流动区域(CF1)的第二开口区域(O12)与平行流动区域(PF)之间延伸的第二空气流动通道(AFP2)相对于平行流动区域(PF)中的第二空气流动通道(AFP2)以一定角度(α12)布置。
在热交换器块2中，第一空气流动通道(AFP1-CF1)的包含在所述第一开口区域(O11)中的端部限定与所述第一平面壁区域(W1)形成角度(β11)的第一平面(E11)，所述角度(β11)优选地具有65°与85°之间、更优选地70°与85°之间的值。
在热交换器块2中，第二空气流动通道(AFP2-CF1)的包含在所述第二开口区域(O12)中的端部限定与所述第二平面壁区域(W2)形成角度(β12)的第二平面(E12)，所述角度(β12)优选地具有55°与80°之间、更优选地65°与75°之间的值。
在热交换器块2中，第二空气流动通道(AFP2-CF2)的包含在所述第一开口区域(O21)中的端部限定与所述第一平面壁区域(W1)形成角度(β21)的第三平面(E21)，所述角度(β21)优选地具有65°与85°之间、更优选地70°与85°之间的值。
在热交换器块2中，第一空气流动通道(AFP1-CF2)的包含在所述第二开口区域(O22)中的端部限定与所述第二平面壁区域(W2)形成角度(β22)的第四平面(E22)，所述角度(β22)优选地具有55°与80°之间、更优选地65°与75°之间的值。
在热交换器块2中，所述平行流动区域(PF)中的所述多个第一空气流动通道(AFP1)的流动通道的单独流动截面(Q1)以及所述平行流动区域(PF)中的所述多个第二空气流动通道(AFP2)的流动通道的单独流动截面(Q2)沿着垂直于平行空气流动通道(AFP1和AFP2)的直线(x-x)并且从块的所述第一壁(W1)到所述第二壁(W2)逐渐减小、优选线性地减小。
在热交换器块2中，紧挨第一壁(W1)的最大单独流动截面(Q1max和Q2max)与紧挨第二壁(W2)的最小单独流动截面(Q1min和Q2min)的比率在10/9与10/1之间，优选地在10/9与8/1之间，更优选地在10/9与6/1之间，并且最优选地在10/9与3/1之间。

Claims (22)

1.一种热交换器块，其包括：
多个第一空气流动通道(AFP1)和邻近所述多个第一空气流动通道的多个第二空气流动通道(AFP2)，以在通过所述多个第一空气流动通道(AFP1)的第一空气流(AF1)与通过所述多个第二空气流动通道(AFP2)的第二空气流(AF2)之间交换热能；
第一交叉流动区域(CF1)，其中所述多个第一空气流动通道(AFP1)的流动通道和所述多个第二空气流动通道(AFP2)的相邻流动通道关于彼此布置成交叉关系，所述第一交叉流动区域(CF1)具有包含所述第一空气流动通道(AFP1)的端部的第一开口区域(O11)并且具有包含所述第二空气流动通道(AFP2)的端部的第二开口区域(O12)；
平行流动区域(PF)，其中所述多个第一空气流动通道(AFP1)的流动通道和所述多个第二空气流动通道(AFP2)的相邻流动通道关于彼此布置成平行关系；
第二交叉流动区域(CF2)，其中所述多个第一空气流动通道(AFP1)的流动通道和所述多个第二空气流动通道(AFP2)的相邻流动通道关于彼此布置成交叉关系，所述第二交叉流动区域(CF2)具有包含所述第二空气流动通道(AFP2)的相对端部的第一开口区域(O21)并且具有包含所述第一空气流动通道(AFP1)的相对端部的第二开口区域(O22)；
所述第一交叉流动区域(CF1)、所述平行流动区域(PF)和所述第二交叉流动区域(CF2)沿着所述第一空气流动通道(AFP1)并且沿着所述第二空气流动通道(AFP2)串联布置，其中所述平行流动区域(PF)沿着所述第一空气流动通道(AFP1)并且沿着所述第二空气流动通道(AFP2)定位在所述第一交叉流动区域(CF1)与所述第二交叉流动区域(CF2)之间；
其特征在于
所述第一交叉流动区域(CF1)中的所述第一开口区域(O11)和所述第一空气流动通道(AFP1)的总流动截面面积大于所述第一交叉流动区域(CF1)中的所述第二开口区域(O12)和所述第二空气流动通道(AFP2)的总流动截面面积；并且
所述第二交叉流动区域(CF2)中的所述第一开口区域(O21)和所述第二空气流动通道(AFP2)的总流动截面面积大于所述第二交叉流动区域(CF2)中的所述第二开口区域(O22)和所述第一空气流动通道(AFP1)的总流动截面面积。
2.根据权利要求1所述的热交换器块，其中在所述第一交叉流动区域(CF1)的所述第一开口区域(O11)与所述平行流动区域(PF)之间延伸的所述第一空气流动通道(AFP1)相对于所述平行流动区域(PF)中的所述第一空气流动通道(AFP1)以角度(α11)布置；并且在所述第二交叉流动区域(CF2)的所述第二开口区域(O22)与所述平行流动区域(PF)之间延伸的所述第一空气流动通道(AFP1)相对于所述平行流动区域(PF)中的所述第一空气流动通道(AFP1)以角度(α22)布置。
3.根据权利要求1所述的热交换器块，其中在所述第二交叉流动区域(CF2)的所述第一开口区域(O21)与所述平行流动区域(PF)之间延伸的所述第二空气流动通道(AFP2)相对于所述平行流动区域(PF)中的所述第二空气流动通道(AFP2)以角度(α21)布置；并且在所述第一交叉流动区域(CF1)的所述第二开口区域(O12)与所述平行流动区域(PF)之间延伸的所述第二空气流动通道(AFP2)相对于所述平行流动区域(PF)中的所述第二空气流动通道(AFP2)以角度(α12)布置。
4.根据权利要求1所述的热交换器块，其中所述块由包含两种类型的多个堆叠的热交换器板的堆叠限定，其中第一类型板(P1)的形状与第二类型板(P2)的形状互补，并且所述第一类型板(P1)和所述第二类型板(P2)交替地布置在所述堆叠内以用于限定所述多个第一空气流动通道(AFP1)和邻近所述多个第一空气流动通道的所述多个第二空气流动通道(AFP2)。
5.根据权利要求1所述的热交换器块，其中所述第一交叉流动区域(CF1)中的所述第一空气流动通道(AFP1)和第二空气流动通道(AFP2)具有比所述平行流动区域(PF)中的所述第一空气流动通道(AFP1)和第二空气流动通道(AFP2)更大的流动截面。
6.根据权利要求1所述的热交换器块，其中所述第二交叉流动区域(CF2)中的所述第一空气流动通道(AFP1)和第二空气流动通道(AFP2)具有比所述平行流动区域(PF)中的所述第一空气流动通道(AFP1)和第二空气流动通道(AFP2)更大的流动截面。
7.根据权利要求5或6所述的热交换器块，其中所述第一交叉流动区域(CF1)和所述第二交叉流动区域(CF2)各自具有比所述平行流动区域(PF)更少的第一空气流动通道(AFP1)和第二空气流动通道(AFP2)。
8.根据权利要求5或6所述的热交换器块，其中所述平行流动区域(PF)中的第一空气流动通道(AFP1)的数目与朝向所述第一交叉流动区域(CF1)中的所述第一开口区域(O11)的第一空气流动通道(AFP1)的数目的比率在2/1与10/1之间。
9.根据权利要求5或6所述的热交换器块，其中所述平行流动区域(PF)中的第二空气流动通道(AFP2)的数目与朝向所述第二交叉流动区域(CF2)中的所述第一开口区域(O21)的第二空气流动通道(AFP2)的数目的比率在2/1与10/1之间。
10.根据权利要求5或6所述的热交换器块，其中所述平行流动区域(PF)中的第二空气流动通道(AFP2)的数目与朝向所述第一交叉流动区域(CF1)中的所述第二开口区域(O12)的第二空气流动通道(AFP2)的数目的比率在4/1与15/1之间。
11.根据权利要求5或6所述的热交换器块，其中所述平行流动区域(PF)中的第一空气流动通道(AFP1)的数目与朝向所述第二交叉流动区域(CF2)中的所述第二开口区域(O22)的第一空气流动通道(AFP1)的数目的比率在4/1与15/1之间。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的热交换器块，其中所述第一交叉流动区域(CF1)中的所述第一空气流动通道(AFP1)的所述第一开口区域(O11)在所述块的第一平面壁区域(W1)与所述块的第一顶点区域(A1)之间延伸；
所述第一交叉流动区域(CF1)中的所述第二空气流动通道(AFP2)的所述第二开口区域(O12)在所述块的第二平面壁区域(W2)与所述块的所述第一顶点区域(A1)之间延伸；
所述第二交叉流动区域(CF2)中的所述第二空气流动通道(AFP2)的所述第一开口区域(O21)在所述块的所述第一平面壁区域(W1)与所述块的第二顶点区域(A2)之间延伸；并且
所述第二交叉流动区域(CF2)中的所述第一空气流动通道(AFP1)的所述第二开口区域(O22)在所述块的所述第二平面壁区域(W2)与所述块的所述第二顶点区域(A2)之间延伸。
13.根据权利要求12所述的热交换器块，其中
所述平行流动区域(PF)中的所述多个第一空气流动通道(AFP1)的流动通道的单独流动截面(Q1)以及所述平行流动区域(PF)中的所述多个第二空气流动通道(AFP2)的流动通道的单独流动截面(Q2)沿着垂直于在所述平行流动区域(PF)中的所述多个第一空气流动通道(AFP1)和所述多个第二空气流动通道(AFP2)的直线(x-x)并且从所述块的所述第一平面壁区域(W1)到所述第二平面壁区域(W2)逐渐减小。
14.根据权利要求13所述的热交换器块，其中紧挨所述第一平面壁区域(W1)的最大单独流动截面(Q1max，Q2max)与紧挨所述第二平面壁区域(W2)的最小单独流动截面(Q1min，Q2min)的比率在10/9与10/1之间。
15.一种用于为公寓或公寓部分提供供应空气以及用于从所述公寓或公寓部分去除回收空气的热量回收通风单元，所述通风单元包括：
供应空气出口，其用于与所述公寓形成供应空气流动连通；
回收空气入口，其用于与所述公寓形成回收空气流动连通；
废气出口，其用于与所述公寓外部的大气形成废气流动连通；
外部空气入口，其用于与所述公寓外部的大气形成外部空气流动连通；
热交换器块，其具有第一空气流动通道和第二空气流动通道，用于将一方面来自进入所述第一空气流动通道的回收空气和离开所述第一空气流动通道的废气的热能传送到另一方面进入所述第二空气流动通道的外部空气和离开所述第二空气流动通道的供应空气；
所述通风单元内的第一位置处的第一通风机，其用于输送空气通过第一空气流动路径，所述第一空气流动路径起始于所述回收空气入口、通过所述热交换器块中的所述第一空气流动通道并且终止于所述废气出口；以及
所述通风单元内的第二位置处的第二通风机，其用于输送空气通过第二空气流动路径，所述第二空气流动路径起始于所述外部空气入口、通过所述热交换器块中的所述第二空气流动通道并且终止于所述供应空气出口，
其特征在于
所述热交换器块是根据权利要求1至14中任一项所述的热交换器块。
16.根据权利要求15所述的热量回收通风单元，其中
所述第一通风机是与所述热交换器块的所述第一开口区域(O11)靠近的第一离心式风扇(V1)或径流式风扇；并且
所述第二通风机是与所述热交换器块的所述第二开口区域(O21)靠近的第二离心式风扇(V2)或径流式风扇。
17.根据权利要求16所述的热量回收通风单元，其中
所述第一离心式风扇(V1)的风扇轴(L1)朝向所述热交换器块的所述第一开口区域(O11)；并且
所述第二离心式风扇(V2)的风扇轴(L2)朝向所述热交换器块的所述第二开口区域(O21)。
18.根据权利要求16或17所述的热量回收通风单元，其中
第一流动网格(FG1)定位在所述第一离心式风扇(V1)与所述热交换器块的所述第一开口区域(O11)之间；并且
第二流动网格(FG2)定位在所述第二离心式风扇(V2)与所述热交换器块的所述第二开口区域(O21)之间。
19.根据权利要求18所述的热量回收通风单元，其中所述第一流动网格(FG1)包括基本上在所述第一离心式风扇(V1)的风扇轴(L1)的方向上延伸的流动引导壁(FGW)并且所述第二流动网格(FG2)包括基本上在所述第二离心式风扇(V2)的风扇轴(L2)的方向上延伸的流动引导壁(FGW)。
20.根据权利要求18所述的热量回收通风单元，其中
所述第一离心式风扇(V1)被布置成在从所述热交换器块的所述第一开口区域(O11)抽吸空气的抽吸模式下操作；并且
所述第二离心式风扇(V2)被布置成在从所述热交换器块的所述第二开口区域(O21)抽吸空气的抽吸模式下操作。
21.根据权利要求18所述的热量回收通风单元，其中
所述第一离心式风扇(V1)被布置成在将空气推入所述热交换器块的所述第一开口区域(O11)中的推送模式下操作；并且
所述第二离心式风扇(V2)被布置成在将空气推入所述热交换器块的所述第二开口区域(O21)中的推送模式下操作。
22.根据权利要求15所述的热量回收通风单元，所述通风单元包括：
第一阻塞装置(BD1)被布置成与所述热交换器块靠近，所述第一阻塞装置(BD1)可操作来至少部分地阻塞所述热交换器块的所述第一空气流动通道；并且
第二阻塞装置(BD2)被布置成与所述热交换器块靠近，所述第二阻塞装置(BD2)可操作来至少部分地阻塞所述热交换器块的所述第二空气流动通道。
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