CN110057087B - 一种栅格式空气热交换装置及热交换方法 - Google Patents

一种栅格式空气热交换装置及热交换方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及中央空调领域，特别涉及一种栅格式空气热交换装置及热交换方法。所述一种栅格式空气热交换装置，包括:导流管一、导流管二、导流管三、壳体一、壳体二。所述导流管三为管状体结构，其下端面穿过壳体一的上端面并与壳体一的内部相通连，所述热交换板一为矩形体结构，其垂直设置于壳体三的内部，且其上端面及下端面均与壳体三的内壁面相连接。本发明结构简单，占用体积小，便于使用与维护，采用栅格式结构，增大了进风与排风之间的换热面积及对经换热后的进风进行保温，提高了排风能量的利用效率，改善了热交换效果。

Description

一种栅格式空气热交换装置及热交换方法
技术领域
本发明涉及热交换设备技术领域，特别涉及一种栅格式空气热交换装置及热交换方法。
背景技术
热交换就是由于温差而引起的两个物体或同一物体各部分之间的热量传递过程。热交换一般通过热传导、热对流和热辐射三种方式来完成。
利用室内排风中的能量来预冷(热)引入的室外新风，能够达到降低新风系统能耗的目的。将热交换器应用于中央空调系统中，不但可以提高室内空气品质，而且可以有效地降低新风负荷，减少冷热源设备的装机容量，提高空调系统运行效率、节省系统运行费用等。
因此，如何增大换热面积及对经换热后的进风进行保温以提高排风能量的利用效率，是目前需要解决的问题。
发明内容
因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于提供一种栅格式空气热交换装置及热交换方法来增大换热面积及对经换热后的进风进行保温，提高排风热量的利用效率。本发明是通过以下技术方案实现上述目的。
本发明提供一种栅格式空气热交换装置，包括:导流管一、导流管二、导流管三、壳体一、壳体二；
所述导流管一为管状体结构，其为水平设置，且其左端面为圆形，右端面为矩形；
所述导流管二为管状体结构，其为水平设置，且其左端面为圆形，右端面为矩形；
所述壳体一为矩形体壳体结构，其右端面是开放的；
所述导流管三为管状体结构，其下端面穿过壳体一的上端面并与壳体一的内部相通连；
所述壳体二包括：壳体三、热交换板一、热交换板二、热交换板三、壳体四、热交换板四、热交换板五、挡板、通孔一；
所述壳体三为矩形体结构，其在左右方向设有一个矩形体的通孔；
所述热交换板一为矩形体结构，其垂直设置于壳体三的内部，且其上端面及下端面均与壳体三的内壁面相连接；
所述热交换板二为矩形体结构，其垂直设置于壳体三的内部，且其上端面及下端面均与壳体三的内壁面相连接；
所述热交换板三为矩形体结构，其垂直设置于壳体三的内部，且其上端面及下端面均与壳体三的内壁面相连接；
所述热交换板一设置在热交换板二与热交换板三之间的中间位置；
所述壳体四为矩形体结构，其在左右方向设有一个矩形体的通孔；
所述壳体四设置在壳体三的内部，且壳体四在水平方向的中心线与壳体三在水平方向的中心线相互重合；
所述热交换板四为矩形体结构，其垂直设置于壳体三的内部，且其前端面及后端面均与壳体三的内壁面相连接；
所述热交换板四设置在壳体四上部内壁面的下方；
所述热交换板五为矩形体结构，其垂直设置于壳体三的内部，且其前端面及后端面均与壳体三的内壁面相连接；
所述热交换板五设置在壳体四下部内壁面与热交换板四之间；
所述挡板为矩形体结构，其左端面与壳体四的右端面相连接；
所述热交换板一在靠近挡板的一端在前后方向贯穿设有多个通孔一；
所述导流管一的左端贯穿于壳体一左端设置并与壳体一左端的外部相通连；
所述导流管一的右端与壳体四左端面在热交换板一前方的区域相通连；
所述导流管二的左端贯穿于壳体一左端设置并与壳体一左端的外部相通连；
所述导流管二的右端与壳体四左端面在热交换板一后方的区域相通连。
在一个实施例中，所述壳体四的内壁面及外壁面均设置凸起或凹槽。
在一个实施例中，所述热交换板一、热交换板二、热交换板三的前壁面及后壁面均设置凸起或凹槽。
在一个实施例中，所述热交换板四、热交换板五的上壁面及下壁面均设置凸起或凹槽。
本发明还提供了一种栅格式空气热交换方法，采用一种栅格式空气热交换装置，包括以下步骤：
①第一种工作状态：进风温度低于排风温度。
排风通过导流管三导入至壳体一的内部，同时排风对导流管一及导流管二的外壁面进行加热。
壳体一内部的排风流经壳体三与壳体四之间的区域，并对热交换板一、热交换板二、热交换板三、壳体四、热交换板四、热交换板五进行加热，然后通过壳体三与壳体四之间的区域的右端导出，在此过程中部分排气流经热交换板二前端面与壳体三之间的区域，形成保温层，同时部分排风流经热交换板三后端面与壳体三之间的区域，形成保温层。
进风通过导流管一导入至热交换板一前端面与壳体四之间的区域，在此过程中，热交换板一、热交换板二、热交换板三、壳体四、热交换板四、热交换板五对进风进行加热，经过加热后的进风通过通孔一流至热交换板一后端面与壳体四之间的区域，热交换板一、热交换板二、热交换板三、壳体四、热交换板四、热交换板五对进风进行再次加热，然后通过导流管二导出。
②第二种工作状态：进风温度高于排风温度。
排风通过导流管三导入至壳体一的内部，同时排风对导流管一及导流管二的外壁面进行降温。
壳体一内部的排风流经壳体三与壳体四之间的区域，并对热交换板一、热交换板二、热交换板三、壳体四、热交换板四、热交换板五进行加热，然后通过壳体三与壳体四之间的区域的右端导出，在此过程中部分排气流经热交换板二前端面与壳体三之间的区域，形成保温层，同时部分排风流经热交换板三后端面与壳体三之间的区域，形成保温层。
进风通过导流管一导入至热交换板一前端面与壳体四之间的区域，在此过程中，热交换板一、热交换板二、热交换板三、壳体四、热交换板四、热交换板五对进风进行降温，经过降温后的进风通过通孔一流至热交换板一后端面与壳体四之间的区域，热交换板一、热交换板二、热交换板三、壳体四、热交换板四、热交换板五对进风进行再次降温，然后通过导流管二导出。
本发明的有益效果如下：
1.结构简单，占用体积小，便于使用与维护。
2.采用栅格式结构，增大了进风与排风之间的换热面积及对经换热后的进风进行保温，提高了排风能量的利用效率，改善了热交换效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构视图。
图2为本发明的部分结构视图一。
图3为本发明的部分结构视图二。
图4为本发明的部分结构视图三。
具体实施方式
本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
如图1所示，一种栅格式空气热交换装置，包括:导流管一1、导流管二2、导流管三3、壳体一4、壳体二5；
所述导流管一1为管状体结构，其为水平设置，且其左端面为圆形，右端面为矩形；
所述导流管二2为管状体结构，其为水平设置，且其左端面为圆形，右端面为矩形；
所述壳体一4为矩形体壳体结构，其右端面是开放的；
所述导流管三3为管状体结构，其下端面穿过壳体一4的上端面并与壳体一4的内部相通连；
如图2、图3及图4所示，所述壳体二5包括：壳体三51、热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54、壳体四55、热交换板四56、热交换板五57、挡板58、通孔一59；
所述壳体三51为矩形体结构，其在左右方向设有一个矩形体的通孔；
所述热交换板一52为矩形体结构，其垂直设置于壳体三51的内部，且其上端面及下端面均与壳体三51的内壁面相连接；
所述热交换板二53为矩形体结构，其垂直设置于壳体三51的内部，且其上端面及下端面均与壳体三51的内壁面相连接；
所述热交换板三54为矩形体结构，其垂直设置于壳体三51的内部，且其上端面及下端面均与壳体三51的内壁面相连接；
所述热交换板一52设置在热交换板二53与热交换板三54之间的中间位置；
所述壳体四55为矩形体结构，其在左右方向设有一个矩形体的通孔；
所述壳体四55设置在壳体三51的内部，且壳体四55在水平方向的中心线与壳体三51在水平方向的中心线相互重合；
所述热交换板四56为矩形体结构，其垂直设置于壳体三51的内部，且其前端面及后端面均与壳体三51的内壁面相连接；
所述热交换板四56设置在壳体四55上部内壁面的下方；
所述热交换板五57为矩形体结构，其垂直设置于壳体三51的内部，且其前端面及后端面均与壳体三51的内壁面相连接；
所述热交换板五57设置在壳体四55下部内壁面与热交换板四56之间；
所述挡板58为矩形体结构，其左端面与壳体四55的右端面相连接；
所述热交换板一52在靠近挡板58的一端在前后方向贯穿设有多个通孔一59；
所述导流管一1的左端贯穿于壳体一4左端设置并与壳体一4左端的外部相通连；
所述导流管一1的右端与壳体四55左端面在热交换板一52前方的区域相通连；
所述导流管二2的左端贯穿于壳体一4左端设置并与壳体一4左端的外部相通连；
所述导流管二2的右端与壳体四55左端面在热交换板一52后方的区域相通连。
优选的，作为一种可实施方式，所述壳体四55的内壁面及外壁面均设置凸起或凹槽，此设置增大了热交换面积且使气流经过时产生紊流，改善了热交换效果。
优选的，作为一种可实施方式，所述热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54的前壁面及后壁面均设置凸起或凹槽，此设置增大了热交换面积且使气流产生紊流，改善了热交换效果。
优选的，作为一种可实施方式，所述热交换板四56、热交换板五57的上壁面及下壁面均设置凸起或凹槽，此设置增大了热交换面积且使气流产生紊流，改善了热交换效果。
本发明还提供了一种栅格式空气热交换方法，采用如图1-4的一种栅格式空气热交换装置，包括以下步骤：
①第一种工作状态：进风温度低于排风温度。
排风通过导流管三3导入至壳体一4的内部，同时排风对导流管一1及导流管二2的外壁面进行加热。
壳体一4内部的排风流经壳体三51与壳体四55之间的区域，并对热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54、壳体四55、热交换板四56、热交换板五57进行加热，然后通过壳体三51与壳体四55之间的区域的右端导出，在此过程中部分排气流经热交换板二53前端面与壳体三51之间的区域，形成保温层，同时部分排风流经热交换板三54后端面与壳体三51之间的区域，形成保温层。
进风通过导流管一1导入至热交换板一52前端面与壳体四55之间的区域，在此过程中，热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54、壳体四55、热交换板四56、热交换板五57对进风进行加热，经过加热后的进风通过通孔一59流至热交换板一52后端面与壳体四55之间的区域，热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54、壳体四55、热交换板四56、热交换板五57对进风进行再次加热，然后通过导流管二2导出。
②第二种工作状态：进风温度高于排风温度。
排风通过导流管三3导入至壳体一4的内部，同时排风对导流管一1及导流管二2的外壁面进行降温。
壳体一4内部的排风流经壳体三51与壳体四55之间的区域，并对热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54、壳体四55、热交换板四56、热交换板五57进行加热，然后通过壳体三51与壳体四55之间的区域的右端导出，在此过程中部分排气流经热交换板二53前端面与壳体三51之间的区域，形成保温层，同时部分排风流经热交换板三54后端面与壳体三51之间的区域，形成保温层。
进风通过导流管一1导入至热交换板一52前端面与壳体四55之间的区域，在此过程中，热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54、壳体四55、热交换板四56、热交换板五57对进风进行降温，经过降温后的进风通过通孔一59流至热交换板一52后端面与壳体四55之间的区域，热交换板一52、热交换板二53、热交换板三54、壳体四55、热交换板四56、热交换板五57对进风进行再次降温，然后通过导流管二2导出。

Claims (5)

1.一种栅格式空气热交换装置，包括:导流管一(1)、导流管二(2)、导流管三(3)、壳体一(4)、壳体二(5)；
其特征在于：所述导流管一(1)为管状体结构，其为水平设置，且其左端面为圆形，右端面为矩形；
所述导流管二(2)为管状体结构，其为水平设置，且其左端面为圆形，右端面为矩形；
所述壳体一(4)为矩形体壳体结构，其右端面是开放的；
所述导流管三(3)为管状体结构，其下端面穿过壳体一(4)的上端面并与壳体一(4)的内部相通连；
所述壳体二(5)包括：壳体三(51)、热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)、壳体四(55)、热交换板四(56)、热交换板五(57)、挡板(58)、通孔一(59)；
所述壳体三(51)为矩形体结构，其在左右方向设有一个矩形体的通孔；
所述热交换板一(52)为矩形体结构，其垂直设置于壳体三(51)的内部，且其上端面及下端面均与壳体三(51)的内壁面相连接；
所述热交换板二(53)为矩形体结构，其垂直设置于壳体三(51)的内部，且其上端面及下端面均与壳体三(51)的内壁面相连接；
所述热交换板三(54)为矩形体结构，其垂直设置于壳体三(51)的内部，且其上端面及下端面均与壳体三(51)的内壁面相连接；
所述热交换板一(52)设置在热交换板二(53)与热交换板三(54)之间的中间位置；
所述壳体四(55)为矩形体结构，其在左右方向设有一个矩形体的通孔；
所述壳体四(55)设置在壳体三(51)的内部，且壳体四(55)在水平方向的中心线与壳体三(51)在水平方向的中心线相互重合；
所述热交换板四(56)为矩形体结构，其垂直设置于壳体三(51)的内部，且其前端面及后端面均与壳体三(51)的内壁面相连接；
所述热交换板四(56)设置在壳体四(55)上部内壁面的下方；
所述热交换板五(57)为矩形体结构，其垂直设置于壳体三(51)的内部，且其前端面及后端面均与壳体三(51)的内壁面相连接；
所述热交换板五(57)设置在壳体四(55)下部内壁面与热交换板四(56)之间；
所述挡板(58)为矩形体结构，其左端面与壳体四(55)的右端面相连接；
所述热交换板一(52)在靠近挡板(58)的一端在前后方向贯穿设有多个通孔一(59)；
所述导流管一(1)的左端贯穿于壳体一(4)左端设置并与壳体一(4)左端的外部相通连；
所述导流管一(1)的右端与壳体四(55)左端面在热交换板一(52)前方的区域相通连；
所述导流管二(2)的左端贯穿于壳体一(4)左端设置并与壳体一(4)左端的外部相通连；
所述导流管二(2)的右端与壳体四(55)左端面在热交换板一(52)后方的区域相通连。
2.根据权利要求1所述的一种栅格式空气热交换装置，其特征在于：所述壳体四(55)的内壁面及外壁面均设置凸起或凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种栅格式空气热交换装置，其特征在于：所述热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)的前壁面及后壁面均设置凸起或凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种栅格式空气热交换装置，其特征在于：所述热交换板四(56)、热交换板五(57)的上壁面及下壁面均设置凹槽。
5.一种栅格式空气热交换方法，其特征在于：采用如权利要求1-4任意一项所述的一种栅格式空气热交换装置，其热交换方法如下：
①第一种工作状态：进风温度低于排风温度；
排风通过导流管三(3)导入至壳体一(4)的内部，同时排风对导流管一(1)及导流管二(2)的外壁面进行加热；
壳体一(4)内部的排风流经壳体三(51)与壳体四(55)之间的区域，并对热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)、壳体四(55)、热交换板四(56)、热交换板五(57)进行加热，然后通过壳体三(51)与壳体四(55)之间的区域的右端导出，在此过程中部分排气流经热交换板二(53)前端面与壳体三(51)之间的区域，形成保温层，同时部分排风流经热交换板三(54)后端面与壳体三(51)之间的区域，形成保温层；
进风通过导流管一(1)导入至热交换板一(52)前端面与壳体四(55)之间的区域，在此过程中，热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)、壳体四(55)、热交换板四(56)、热交换板五(57)对进风进行加热，经过加热后的进风通过通孔一(59)流至热交换板一(52)后端面与壳体四(55)之间的区域，热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)、壳体四(55)、热交换板四(56)、热交换板五(57)对进风进行再次加热，然后通过导流管二(2)导出；
②第二种工作状态：进风温度高于排风温度；
排风通过导流管三(3)导入至壳体一(4)的内部，同时排风对导流管一(1)及导流管二(2)的外壁面进行降温；
壳体一(4)内部的排风流经壳体三(51)与壳体四(55)之间的区域，并对热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)、壳体四(55)、热交换板四(56)、热交换板五(57)进行加热，然后通过壳体三(51)与壳体四(55)之间的区域的右端导出，在此过程中部分排气流经热交换板二(53)前端面与壳体三(51)之间的区域，形成保温层，同时部分排风流经热交换板三(54)后端面与壳体三(51)之间的区域，形成保温层；
进风通过导流管一(1)导入至热交换板一(52)前端面与壳体四(55)之间的区域，在此过程中，热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)、壳体四(55)、热交换板四(56)、热交换板五(57)对进风进行降温，经过降温后的进风通过通孔一(59)流至热交换板一(52)后端面与壳体四(55)之间的区域，热交换板一(52)、热交换板二(53)、热交换板三(54)、壳体四(55)、热交换板四(56)、热交换板五(57)对进风进行再次降温，然后通过导流管二(2)导出。
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