CN107842979A - 一种节能板翅式热回收芯体及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能板翅式热回收芯体及其制作方法,所述芯体包括第一板件、第二板件及设置在第一板件与第二板件之间的通道主体,所述通道主体包括若干个第一导向层、传导层及第二导向层,第一导向层与第二导向层交替设置,传导层设置在所述第一导向层与第二导向层之间,第一导向层与第二导向层的导向通道长度存在以下比例关系:其中,Lx为第一导向层的导向通道长度,Ly为第二导向层的导向通道长度,Qx为第一导向层的导向通风量,Qy为第二导向层的导向通风量,δ1为第一偏差范围。本发明通过设定热回收芯体的长宽比例,使其实现两侧不同风量下最低的阻力性能,从而达到节能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及新风热回收领域,特别涉及一种节能板翅式热回收芯体及其制作方法。
背景技术
板翅式热回收芯体因为能够实现全热回收,具有回收效率高等特点,目前广泛应用于中央空调新风热回收领域,该产品是由x轴方向的空气气流,以及另一层y轴方向的空气气流流动,在两侧流动的气流中间有一层经过特殊处理的传热传湿介质隔离,可以实现温度和湿度的传递,而隔绝两侧气体的交换。
但是,目前这种热回收芯体x轴方向和y轴方向的边长是相等的,改变的仅仅是芯体的厚度,即z方向的长度。这一种情况对于x轴方向和y轴方向空气流量相等的情况是合适的,但对于实际使用过程中,x轴方向和y轴方向的空气流量是不相等的,在空气流量不等的情况下,相同的尺寸会造成芯体沿x轴方向和y轴方向的阻力不同,这就必须配置较大功率的风机来克服阻力,从而造成能量的浪费。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明提供了一种节能板翅式热回收芯体及其制作方法,所述技术方案如下:
一方面,本发明提供了一种节能板翅式热回收芯体,所述芯体包括第一板件、第二板件及设置在第一板件与第二板件之间的通道主体,所述通道主体包括若干个第一导向层、传导层及第二导向层,所述第一导向层与第二导向层交替设置,所述传导层设置在所述第一导向层与第二导向层之间,所述第一导向层的导向通道长度与第二导向层的导向通道长度存在以下比例关系:
其中,Lx为第一导向层的导向通道长度,Ly为第二导向层的导向通道长度,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,δ1为第一偏差范围。
进一步地,所述芯体为立方体,所述第一导向层的导向通道为x轴方向,所述第二导向层的导向通道为y轴方向。
进一步地,所述第一导向层的导向通道长度为:
其中,Lx为第一导向层的导向通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,δ2为第二偏差范围;
所述第二导向层的导向通道长度为:
其中,Ly为第二导向层的导向通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,δ3为第三偏差范围。
进一步地,所述换热面积的计算公式如下:
C=Lx×Ly,其中,C为换热面积,Lx为第一导向层的导向通道长度,Ly为第二导向层的导向通道长度。
进一步地,所述第一导向层和第二导向层均为瓦楞结构。
进一步地,所述传导层用于传递第一导向层的导向通道与第二导向层的导向通道之间的温度和/或湿度。
进一步地,所述芯体还包括四个固定条,所述四个固定条分别设置在立方体的四个角上,所述固定条的一端与第一板件固定连接,另一端与第二板件固定连接。
另一方面,本发明提供了一种节能板翅式热回收芯体的制作方法,包括:
获取新风系统的新风量和排风量信息;
获取新风系统中热回收换热面积;
根据所述新风量、排风量及换热面积,获取新风通道长度和排风通道长度;
根据所述新风通道长度和排风通道长度,制作相应规格的第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层;
将所述传导层夹设在所述第一导向层与第二导向层之间,并将所述第一导向层和第二导向层交替设置在第一板件与第二板件之间。
进一步地,所述第一导向层的新风通道与第二导向层的排风通道垂直设置,通过以下公式获取新风通道长度和排风通道长度:
其中,Lx为第一导向层的新风通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的新风通道的风量值,Qy为第二导向层的排风通道的风量值,δ2为第二偏差范围;
所述第二导向层(22)的导向通道长度为:
其中,Ly为第二导向层的排风通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的新风通道的风量值,Qy为第二导向层的排风通道的风量值,δ3为第三偏差范围。
进一步地,所述制作相应规格的第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层包括:
第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层均为尺寸相同的矩形,在所述矩形的长度方向上设置所述第一导向层的导向通道,在所述矩形的宽度方向上设置所述第二导向层的导向通道。
再一方面,本发明公开了一种新风系统,其特征在于,包括如上所述的节能板翅式热回收芯体。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下:
a.在热回收芯体两侧风量不同的状况下,提供一种对芯体长宽的简单而有效的计算方法,使其实现最低的阻力性能;
b.配置用于克服阻力的风机随着实现低阻力性能而降低功率节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的节能板翅式热回收芯体的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的第一导向层的俯视图;
图3是本发明实施例提供的第二导向层的俯视图;
图4是本发明实施例提供的通道主体的剖视图。
其中,附图标记包括:1-第一板件,2-通道主体,21-第一导向层,22-第二导向层,3-固定条。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的一个实施例中,提供了一种节能板翅式热回收芯体,参见图1,所述芯体包括第一板件1、第二板件及设置在第一板件1与第二板件之间的通道主体2,所述通道主体2包括若干个第一导向层21、传导层及第二导向层22,所述第一导向层21与第二导向层22交替设置,所述传导层设置在所述第一导向层21与第二导向层22之间,由图1中可以看出,所述节能板翅式热回收芯体为立方体(不限定于正方体),所述立方体处于x轴、y轴、z轴建立的三维空间内。为了方便理解本发明的技术方案,以下以x轴方向作为所述第一导向层21的导向通道方向,以y轴方向作为所述第二导向层22的导向通道方向,所述第一板件1与第二板件在垂直z轴的方向上相对设置。
根据力学原理,可以得到风在板翅式热回收芯体中所产生的阻力可以用以下公式表示:
其中,ΔP为压力损失(单位Pa);λ为阻力系数,系常量;L为气流流动的长度(单位m);ρ为气流密度(单位kg/m3);v为气流的面风速(单位m/s)。
由于沿着芯体厚度(即z轴方向)上的换热两侧风的通道都是一样的,因此,可以舍去z轴方向的变量,因此,
其中,a为常量系数;Q为风量(单位m3/h)。
假设芯体长为Lx,即第一导向层21的导向通道长度;宽为Ly,即为第二导向层22的导向通道长度;x轴方向上的气流速度为vx,即第一导向层21的导向方向上的气流速度,y轴方向上的气流速度为vy,即第二导向层22的导向方向上的气流速度。由以上两个公式可知:
同时
同时
优化条件为在一定的换热面积C下使总阻力ΔP最小,则
ΔP=ΔPx+ΔPy,Lx·Ly=C,这就演变为在Lx·Ly=C的约束条件下求ΔP的极值,即
具体地,关于ΔP对Lx求一阶导数的过程如下:
最后得到:
其中,Lx为第一导向层的导向通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,为了防止他人恶意侵犯专利权,本发明对第一导向层的导向通道长度的设定进行偏差设置,即δ2为第二偏差范围,即本发明要求保护第一导向层的导向通道长度的设定存在一定偏差范围,优选地,δ2为50mm。
进一步地,其中,Ly为第二导向层的导向通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,同理,本发明对第二导向层的导向通道长度的设定进行偏差设置,即δ3为第三偏差范围,即本发明要求保护第二导向层的导向通道长度的设定存在一定偏差范围,优选地,δ3为50mm。
进一步地,所述第一导向层21的导向通道长度与第二导向层22的导向通道长度存在以下比例关系:
其中,Lx为第一导向层的导向通道长度,Ly为第二导向层的导向通道长度,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,同理,本发明对两个导向层的导向通道长度比例设定进行偏差设置,即δ1为第一偏差范围,优选地,δ1为0.2。
参见图4,所述第一导向层21和第二导向层22均为瓦楞结构,并且所述传导层用于传递第一导向层21的导向通道与第二导向层22的导向通道之间的温度和/或湿度。
参见图1,所述芯体还包括四个固定条3,所述四个固定条3分别设置在立方体的四个角上,所述固定条3的一端与第一板件1固定连接,另一端与第二板件固定连接。需要说明的是,利用四个固定条3将所述通道主体2与第一板件1和第二板件固定只是一种优选的实施方式,不应当作为对本发明热回收芯体的固定结构形式的保护范围的限定。
本发明还要求保护一种新风系统,所述新风系统中使用了上述实施例所述的节能板翅式热回收芯体,新风系统的除热回收以外的结构与现有技术相同,在此不再赘述。
在本发明的另一个实施例中,提供了一种节能板翅式热回收芯体的制作方法,包括以下流程:
获取新风系统的新风量和排风量信息;
获取新风系统中热回收换热面积;
根据所述新风量、排风量及换热面积,获取新风通道长度和排风通道长度;
根据所述新风通道长度和排风通道长度,制作相应规格的第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层;
将所述传导层夹设在所述第一导向层与第二导向层之间,并将所述第一导向层和第二导向层交替设置在第一板件与第二板件之间。
进一步地,所述第一导向层的新风通道与第二导向层的排风通道垂直设置,通过以下公式获取新风通道长度和排风通道长度:
其中,Lx为第一导向层的新风通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的新风通道的风量值,Qy为第二导向层的排风通道的风量值,δ2为第二偏差范围;
所述第二导向层(22)的导向通道长度为:
其中,Ly为第二导向层的排风通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的新风通道的风量值,Qy为第二导向层的排风通道的风量值,δ3为第三偏差范围。以上公式的推导过程参见上一实施例,在此不再赘述。
进一步地,所述制作相应规格的第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层包括:
第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层均为尺寸相同的矩形,如图2和图3所示,在所述矩形的长度方向上设置所述第一导向层的导向通道,在所述矩形的宽度方向上设置所述第二导向层的导向通道。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种节能板翅式热回收芯体,其特征在于,所述芯体包括第一板件(1)、第二板件及设置在第一板件(1)与第二板件之间的通道主体(2),所述通道主体(2)包括若干个第一导向层(21)、传导层及第二导向层(22),所述第一导向层(21)与第二导向层(22)交替设置,所述传导层设置在所述第一导向层(21)与第二导向层(22)之间,所述第一导向层(21)的导向通道长度与第二导向层(22)的导向通道长度存在以下比例关系:
其中,Lx为第一导向层的导向通道长度,Ly为第二导向层的导向通道长度,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,δ1为第一偏差范围。
2.根据权利要求1所述的节能板翅式热回收芯体,其特征在于,所述芯体为立方体,所述第一导向层(21)的导向通道为x轴方向,所述第二导向层(22)的导向通道为y轴方向。
3.根据权利要求2所述的节能板翅式热回收芯体,其特征在于,所述第一导向层(21)的导向通道长度为:
其中,Lx为第一导向层的导向通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,δ2为第二偏差范围;
所述第二导向层(22)的导向通道长度为:
其中,Ly为第二导向层的导向通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的导向方向上的风量值,Qy为第二导向层的导向方向上的风量值,δ3为第三偏差范围。
4.根据权利要求3所述的节能板翅式热回收芯体,其特征在于,所述换热面积的计算公式如下:
C=Lx×Ly,其中,C为换热面积,Lx为第一导向层的导向通道长度,Ly为第二导向层的导向通道长度。
5.根据权利要求1所述的节能板翅式热回收芯体,其特征在于,所述第一导向层(21)和第二导向层(22)均为瓦楞结构,所述传导层用于传递第一导向层(21)的导向通道与第二导向层(22)的导向通道之间的温度和/或湿度。
6.根据权利要求2所述的节能板翅式热回收芯体,其特征在于,所述芯体还包括四个固定条(3),所述四个固定条(3)分别设置在立方体的四个角上,所述固定条(3)的一端与第一板件(1)固定连接,另一端与第二板件固定连接。
7.一种节能板翅式热回收芯体的制作方法,其特征在于,包括:
获取新风系统的新风量和排风量信息;
获取新风系统中热回收换热面积;
根据所述新风量、排风量及换热面积,获取新风通道长度和排风通道长度;
根据所述新风通道长度和排风通道长度,制作相应规格的第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层;
将所述传导层夹设在所述第一导向层与第二导向层之间,并将所述第一导向层和第二导向层交替设置在第一板件与第二板件之间。
8.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述第一导向层的新风通道与第二导向层的排风通道垂直设置,通过以下公式获取新风通道长度和排风通道长度:
其中,Lx为第一导向层的新风通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的新风通道的风量值,Qy为第二导向层的排风通道的风量值,δ2为第二偏差范围;
所述第二导向层(22)的导向通道长度为:
其中,Ly为第二导向层的排风通道长度,C为换热面积,Qx为第一导向层的新风通道的风量值,Qy为第二导向层的排风通道的风量值,δ3为第三偏差范围。
9.根据权利要求7所述的制作方法,其特征在于,所述制作相应规格的第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层包括:
第一板件、第二板件、传导层、第一导向层及第二导向层均为尺寸相同的矩形,在所述矩形的长度方向上设置所述第一导向层的导向通道,在所述矩形的宽度方向上设置所述第二导向层的导向通道。
10.一种新风系统,其特征在于,包括如权利要求1-6中任一所述的节能板翅式热回收芯体。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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