CN110462327B - 全热交换元件、全热交换元件的制造方法及全热交换装置 - Google Patents

Abstract

全热交换元件具备交替地层叠第一层和第二层而成的层叠体，所述第一层设置有供第一空气流通过的第一流路，所述第二层设置有供第二空气流通过的第二流路。层叠体具备：第一层与第二层之间的分隔构件(10)；间隔保持构件(11A、11B)，其设置于第一层和第二层，并保持彼此相向的分隔构件彼此的间隔；以及潜热遮蔽构件(12)，其在分隔构件局部地设置，并遮蔽经由分隔构件的第一空气流与第二空气流之间的潜热的传递。

Description

全热交换元件、全热交换元件的制造方法及全热交换装置

技术领域

本发明涉及进行空气流彼此间的全热交换的全热交换元件、全热交换元件的制造方法及全热交换装置。

背景技术

已知有进行从室外向室内的供气流与从室内向室外的排气流之间的全热交换的全热交换装置。通过进行使用全热交换装置的换气，从而能够使室内的制冷制热的效率和除湿加湿的效率提高，并使室内的空气调节所使用的能量降低。设置于全热交换装置的全热交换元件在供气流通过的流路与排气流通过的流路之间进行显热的传递和潜热的传递。对于全热交换元件而言，为了提高全热交换的效率，除了要求能够进行由流路间的热传递率的提高产生的显热的高效传递之外，还要求能够进行由流路间的透湿率的提高产生的潜热的高效传递。

在专利文献1中公开了如下结构，即：在具备流路的全热交换元件中，在流路设置有凹凸形状，所述流路形成于设有间隔地层叠的多个传热板之间。根据专利文献1的技术，通过在凹凸形状中产生空气流的紊乱，从而能够实现潜热的高效传递。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-210236号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，根据专利文献1的技术，由于因凹凸形状处的紊乱而产生空气流的不均，所以有时会在流路内局部地出现空气流的通过变少的位置。在该位置处，由于空气流从显热及潜热的传递面被剥离，所以传递面处的显热及潜热的传递变少。因此，全热交换元件难以得到使全热交换效率提高的效果。

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于得到能够以较高的效率进行全热交换的全热交换元件。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题并达成目的，本发明的全热交换元件具备交替地层叠第一层和第二层而成的层叠体，所述第一层设置有供第一空气流通过的第一流路，所述第二层设置有供第二空气流通过的第二流路。层叠体具备：第一层与第二层之间的分隔构件；间隔保持构件，所述间隔保持构件设置于第一层和第二层，并保持彼此相向的分隔构件彼此的间隔；以及潜热遮蔽构件，所述潜热遮蔽构件在分隔构件局部地设置，并遮蔽经由分隔构件的第一空气流与第二空气流之间的潜热的传递。

发明效果

本发明的全热交换元件可以发挥能够以较高的效率进行全热交换的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的全热交换元件的立体图。

图2是示出图1所示的分隔构件和间隔保持构件的立体图。

图3是对设置图2所示的潜热遮蔽构件带来的效果进行说明的说明图。

图4是示出图1所示的第一层的截面的图。

图5是示出图2所示的分隔构件和潜热遮蔽构件的截面的图。

图6是示出实施方式1的全热交换元件的制造方法的步骤的一部分的流程图。

图7是示出本发明的实施方式2的全热交换元件的一部分的结构的立体图。

图8是示出包括图7所示的间隔保持构件的第一层的截面的图。

图9是示出实施方式2的全热交换元件的制造方法的步骤的一部分的流程图。

图10是本发明的实施方式3的全热交换元件的立体图。

图11是示出图10所示的第一层和第二层的立体图。

图12是示出图10所示的第一层的截面的图。

图13是示出具备实施方式1的全热交换元件的全热交换装置的概略结构的图。

具体实施方式

以下，基于附图，详细说明本发明的实施方式的全热交换元件、全热交换元件的制造方法及全热交换装置。此外，本发明不由该实施方式限定。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1的全热交换元件1的立体图。全热交换元件1是第一空气流7的行进方向与第二空气流8的行进方向相互垂直的正交流型全热交换元件。全热交换元件1具备交替地层叠第一层3和第二层4而成的层叠体2。在第一层3设置有供第一空气流7通过的多个第一流路5。在第二层4设置有供第二空气流8通过的多个第二流路6。第一空气流7是从室外向室内的供气流。第二空气流8是从室内向室外的排气流。

层叠体2具备第一层3与第二层4之间的分隔构件10和保持分隔构件10彼此的间隔的间隔保持构件11。间隔保持构件11设置于第一层3和第二层4。在层叠体2交替地层叠有分隔构件10和间隔保持构件11，所述分隔构件10是平坦地加工而成的片构件，所述间隔保持构件11是呈波纹状成形的片构件。分隔构件10与间隔保持构件11利用粘接剂相互粘接。间隔保持构件11呈三角波状成形。在图1中省略粘接剂的图示。

间隔保持构件11包括间隔保持构件11A和间隔保持构件11B，所述间隔保持构件11A形成有将第一方向作为长度方向的波纹状凹凸，所述间隔保持构件11B形成有将与第一方向垂直的第二方向作为长度方向的波纹状凹凸。间隔保持构件11A与间隔保持构件11B经由分隔构件10交替地堆叠。

第一层3是设置有间隔保持构件11A的分隔构件10彼此之间的部分。第一流路5是第一层3中的由间隔保持构件11A和分隔构件10包围的空间。第一流路5中的第一空气流7的行进方向是第一方向。第二层4是设置有间隔保持构件11B的分隔构件10彼此之间的部分。第二流路6是第二层4中的由间隔保持构件11B和分隔构件10包围的空间。第二流路6中的第二空气流8的行进方向是第二方向。第一方向与第二方向相互垂直。

作为分隔构件10的材料，使用具有传热性、透湿性及气体遮蔽性的材料。分隔构件10的材料的一个例子是由各种树脂材料构成的树脂片。作为间隔保持构件11的材料，使用具有气体遮蔽性的材料。间隔保持构件11的材料的一个例子是以纤维素纤维为原材料的纸。

全热交换元件1通过经由分隔构件10的热传导，进行第一空气流7与第二空气流8之间的显热的交换。另外，在全热交换元件1中，通过分隔构件10中的水蒸气的透过，进行第一空气流7与第二空气流8之间的潜热的交换。

此外，层叠体2中的第一层3和第二层4的数量是任意的。另外，第一层3中的第一流路5的数量和第二层4中的第二流路6的数量是任意的。间隔保持构件11能够将分隔构件10彼此的间隔保持为恒定即可，可以呈矩形波状成形。另外，间隔保持构件11可以是将多个板片组合而成的构件。间隔保持构件11可以是利用树脂材料成形的肋材。

图2是示出图1所示的分隔构件10和间隔保持构件11的立体图。在图2中示出一个分隔构件10和粘接于分隔构件10的间隔保持构件11A、11B。在分隔构件10局部地设置有潜热遮蔽构件12。潜热遮蔽构件12遮蔽经由分隔构件10的第一空气流7与第二空气流8之间的潜热的传递。潜热遮蔽构件12设置于图1所示的层叠体2的各分隔构件10。

潜热遮蔽构件12包括长度方向相互垂直的潜热遮蔽构件12A、12B。潜热遮蔽构件12A设置于第一区域14A，所述第一区域14A是与第一方向交叉的带状区域。第一区域14A的长度方向是第二方向。潜热遮蔽构件12A以横穿第一层3中的多个第一流路5的方式设置。在图2所示的分隔构件10中，潜热遮蔽构件12A设置于在第一方向上设有间隔的两个第一区域14A。第一流路5的上游侧端部13A与设置有一个潜热遮蔽构件12A的第一区域14A的间隔、以及设置有潜热遮蔽构件12A的两个第一区域14A的间隔均被设为长度X。此外，每个分隔构件10中的潜热遮蔽构件12A的数量不限于两个，也可以是一个或三个以上。

潜热遮蔽构件12B设置于第二区域14B，所述第二区域14B是与第二方向交叉的带状区域。第二区域14B的长度方向是第一方向。潜热遮蔽构件12B以横穿第二层4中的多个第二流路6的方式设置。在

图2所示的分隔构件10中，潜热遮蔽构件12B设置于在第二方向上设有间隔的两个第二区域14B。第二流路6的上游侧端部13B与设置有一个潜热遮蔽构件12B的第二区域14B的间隔、以及设置有潜热遮蔽构件12B的两个第二区域14B的间隔均被设为长度X。此外，每个分隔构件10中的潜热遮蔽构件12B的数量不限于两个，也可以是一个或三个以上。

在此，说明在分隔构件10中设置潜热遮蔽构件12带来的效果。

图3是对设置图2所示的潜热遮蔽构件12带来的效果进行说明的说明图。在此，说明将第一流路5或第二流路6置换为圆筒流路20且在圆筒流路20的壁面设置有潜热遮蔽构件12的情况。在图3中示出圆筒流路20的垂直截面，并且利用箭头的长度的变化示出圆筒流路20内的湿度的变化。在图3所示的圆筒流路20的上下设置有供包含水蒸气的空气流通过的流路，该空气流的潜热通过圆筒流路20的壁面，传递给通过圆筒流路20内的空气流。在图3中省略圆筒流路20的上下的流路的图示。

假设某绝对湿度W0的空气从圆筒流路20外流入到作为圆筒流路20的上游侧端部的位置A。随着空气流从位置A向下游侧行进，通过圆筒流路20的上下的流路的空气流的水蒸气被取入到圆筒流路20内的空气流，由此，圆筒流路20的上下壁面附近的湿度边界层21扩展。湿度边界层21是与通过圆筒流路20的中心的空气流的主流相比湿度较高的空气层。在圆筒流路20内，来自位置A的空气流一边承受潜热的传递，一边向比位置A靠下游的位置B及C行进。加到空气向位置A流入时的绝对湿度W0中的增加量ΔW随着向下游行进而增加。圆筒流路20的上下壁面附近的绝对湿度Wt也随着从位置A向下游行进而增加。

在与位置A相距长度X的地点，湿度边界层21达到稳定状态。将从位置A到该地点的区间称为物质传递的助行区间。将长度X称为助行距离，所述助行距离是助行区间的距离。假如在圆筒流路20未设置潜热遮蔽构件12的情况下，在圆筒流路20中的比助行区间靠下游的位置，湿度边界层21成为稳定状态。空气流保持圆筒流路20中的上下壁面附近的绝对湿度Wt比主流的绝对湿度高的状态不变地在圆筒流路20内行进。圆筒流路20中的上下壁面附近的绝对湿度Wt越低，则通过圆筒流路20的上下流路的空气流的水蒸气越高效地被取入到圆筒流路20内的空气流。由于比助行区间靠下游的位置的上下壁面附近的绝对湿度Wt保持较高的状态不变，所以潜热向圆筒流路20内的空气流的传递效率下降。

潜热遮蔽构件12遮蔽潜热从圆筒流路20的上下的流路向圆筒流路20内的空气流的传递。通过用与位置A相距长度X的位置的潜热遮蔽构件12遮蔽潜热的传递，从而使成为稳定状态的湿度边界层21暂时复原(reset)。由此，能够使作为潜热遮蔽构件12的下游侧部分的位置D处的上下壁面附近的绝对湿度Wt从湿度边界层21为稳定状态时的绝对湿度Wt大幅下降。通过圆筒流路20的空气流能够从位置D起在接下来的助行区间中高效地取入来自上下的流路的水蒸气。

全热交换元件1通过用设置于部分区域的潜热遮蔽构件12遮蔽潜热的传递，从而能够实现设置有潜热遮蔽构件12的部分区域以外的区域的高效的潜热传递。与通过产生流路内的空气流的紊乱来实现潜热的高效传递的情况不同，全热交换元件1由于能够减少流路内的空气流的紊乱，所以能够使压力损失降低，并且使潜热的传递效率提高。全热交换元件1通过提高潜热的传递效率，从而能够使全热交换效率提高。通过将全热交换元件1设为在与已有的全热交换元件相同的结构中追加潜热遮蔽构件12而成的元件，从而能够利用与已有的全热交换元件相同的尺寸的结构来实现全热交换效率的提高。并且，由于能够降低全热交换元件1的压力损失，所以能够将全热交换元件1应用于与已有的全热交换装置相同的布局的全热交换装置。

图2所示的上游侧端部13A与一个潜热遮蔽构件12A的间隔、以及潜热遮蔽构件12A彼此的间隔被设为长度X，所述长度X是第一流路5的物质传递的助行距离。由此，全热交换元件1能够使潜热从第二空气流8向第一空气流7的传递效率提高。此外，上游侧端部13A与一个潜热遮蔽构件12A的间隔和潜热遮蔽构件12A彼此的间隔中的至少一个与作为助行距离的长度X一致即可。

另外，上游侧端部13B与一个潜热遮蔽构件12B的间隔、以及潜热遮蔽构件12B彼此的间隔被设为长度X，所述长度X是第二流路6的物质传递的助行距离。由此，全热交换元件1能够使潜热从第一空气流7向第二空气流8的传递效率提高。此外，上游侧端部13B与一个潜热遮蔽构件12B的间隔和潜热遮蔽构件12B彼此的间隔中的至少一个与作为助行距离的长度X一致即可。

在一个例子中，关于潜热遮蔽构件12A的长度X满足以下的式(1)的关系。将De设为第一流路5的等效直径。从空气流的流动的观点出发，第一流路5的等效直径是指可视为与第一流路5等效的圆筒流路的内径。将Re设为第一空气流7的雷诺数。将Pr设为第一空气流7的普朗特数。

X＝0.06×Re×De×Pr…(1)

图4是示出图1所示的第一层3的截面的图。图4所示的截面是与第二方向平行的截面。假设第一流路5形成为高度H、底边M的等腰三角形。第一流路5的等效直径De用以下的式(2)表示。将S设为第一流路5的截面积。将L设为第一流路5的截面的周长。

De＝4×S/L…(2)

雷诺数Re用以下的式(3)表示。将V设为第一流路5中的第一空气流7的平均流速。将V的单位设为米每秒。将ν设为第一流路5中的第一空气流7的动粘性系数。将ν的单位设为平方米每秒。

Re＝De×V/ν…(3)

在第一流路5的底边M为6mm且高度H为2mm时，截面积S成为6mm²，周长L成为大约13.2mm。根据式(2)，等效直径De成为大约1.8mm。在20℃的空气的情况下，动粘性系数ν成为1.5×10^-5m²/s。根据式(3)，雷诺数Re成为121×V。根据式(1)，将长度X求解为将平均流速V作为变量的函数X＝0.0092×V(m)。此外，对于潜热遮蔽构件12B而言，也能够与潜热遮蔽构件12A同样地求解长度X。

在一个例子中，假设平均流速V为在全热交换元件1中作为一般的流速的2m/s，长度X被算出为大约18mm。在具备底边M被设为6mm的第一流路5的全热交换元件1中，在每三个第一流路5设置有一个潜热遮蔽构件12B。另外，在具备底面M被设为6mm的第二流路6的全热交换元件1中，在每三个第二流路6设置有一个潜热遮蔽构件12A。潜热遮蔽构件12的配置可根据第一流路5及第二流路6的尺寸和第一空气流7及第二空气流8的流速而最佳化。

此外，在全热交换元件1的第一流路5或第二流路6包含平均流速彼此不同的流路的情况下，可以按照流路的平均流速设定长度X。设置于平均流速为V1、V2、V3的各流路的潜热遮蔽构件12可以分别应用与平均流速V1、V2、V3对应的长度X1、X2、X3。

图5是示出图2所示的分隔构件10和潜热遮蔽构件12的截面的图。在图5中示出一个潜热遮蔽构件12、分隔构件10中的设置有潜热遮蔽构件12的部分及该部分的周边部分的截面。将从分隔构件10的表面起的潜热遮蔽构件12的厚度I设为0.2mm以下。

厚度I变得越大，则在潜热遮蔽构件12处流路越收缩，并且在潜热遮蔽构件12的下游，流路越扩大。在流路的下表面中的潜热遮蔽构件12的下游侧，空气流的到达变少，产生成为所谓的潜热遮蔽构件12的阴影的部分。由于空气流从显热及潜热的传递面被剥离，所以传递面的有效面积变少，因此，全热交换元件1中的全热交换的效率降低。另外，由于产生空气流的剥离，所以需要将与助行距离相匹配的长度X估算为更长。为了能够在全热交换元件1中进行高效的全热交换，期望长度X更小。

全热交换元件1通过将厚度I设为0.2mm以下，从而极力抑制设置有潜热遮蔽构件12的位置处的空气流的紊乱。通过尽可能减少空气流从显热及潜热的传递面的剥离，从而能够增大传递面的有效面积，全热交换元件1能够使全热交换的效率提高。另外，全热交换元件1通过抑制风路中的空气流的紊乱，从而能够降低压力损失。此外，厚度I也可以限定为0.1mm以下。由此，全热交换元件1能够使全热交换的效率进一步提高，且能够降低压力损失。

潜热遮蔽构件12设置于宽度N的部分区域。图2所示的潜热遮蔽构件12A设置于第一方向上的宽度为N的第一区域。该宽度N包含在第二方向上的第一流路5的宽度的0.2倍至2倍的范围内。另外，潜热遮蔽构件12B设置于第二方向上的宽度为N的第二区域。该宽度N包含在第一方向上的第二流路6的宽度的0.2倍至2倍的范围内。

假如在宽度N比第一流路5或第二流路6的宽度的0.2倍小的情况下，难以使图3所示的湿度边界层21变化到能够提高潜热遮蔽构件12的下游的潜热的传递效率。另外，在宽度N比第一流路5或第二流路6的宽度的2倍大的情况下，设置有潜热遮蔽构件12的部分区域以外的区域减少，由潜热的传递面的有效面积变窄导致的传递效率的下降有时会变得显著。全热交换元件1通过将宽度N设在流路的宽度的0.2倍至2倍的范围内，从而能够使潜热的传递效率有效地提高。

潜热遮蔽构件12使用防湿材料的片，所述防湿材料是非透湿性的材料。潜热遮蔽构件12的一个例子是由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、ABS(Acrylonitrile ButadieneStyrene：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂或其他树脂材料构成的片构件。优选的是，片构件在0.1mm以下的厚度时能够得到5000秒/100cm³以上的透气阻力度。透气阻力度的秒/100cm³表示在符合JIS P 8117的评价试验中透过100cm³的空气需要的时间。在实施方式1中，将透气阻力度为5000秒/100cm³以上的情况视为具有非透湿性。

潜热遮蔽构件12可以使用具有非透湿性和热传导性的材料的薄膜。潜热遮蔽构件12能够使用热传导率比分隔构件10高的构件。潜热遮蔽构件12可以是具有较高的热传导性的铝或其他金属材料的薄膜。在铝薄膜的情况下，能够以5μm以下的厚度得到5000秒/100cm³以上的透气阻力度。潜热遮蔽构件12的热传导率包含在0.2W/m·K至30W/m·K的范围内。由此，全热交换元件1能够提高潜热遮蔽构件12中的显热的传递效率。潜热遮蔽构件12的热传导率可以包含在0.5W/m·K至25W/m·K的范围内，也可以进一步包含在1W/m·K至10W/m·K的范围内内。

潜热遮蔽构件12不限于贴附于分隔构件10的片构件。潜热遮蔽构件12也可以是通过向分隔构件10印刷或涂覆防湿材料而得到的构件。向分隔构件10涂覆的潜热遮蔽构件12的材料使用建筑用途的丙烯酸类填缝材料或防水化后的醋酸乙烯共聚物。通过使以0.1mm左右的厚度涂覆的材料干燥，从而得到潜热遮蔽构件12。

图6是示出实施方式1的全热交换元件1的制造方法的步骤的一部分的流程图。在步骤S1中，在分隔构件10上形成潜热遮蔽构件12的层。潜热遮蔽构件12通过由防湿材料构成的片构件的贴附、防湿材料的印刷或涂覆而形成。在步骤S2中，使用粘接剂将间隔保持构件11粘接于分隔构件10。通过经由分隔构件10交替地堆叠间隔保持构件11A和间隔保持构件11B，从而形成图1所示的全热交换元件1。

根据实施方式1，全热交换元件1通过具备潜热遮蔽构件12，从而能够提高潜热的传递效率，能够使全热交换效率提高。由此，全热交换元件1可以发挥能够以较高的效率进行全热交换的效果。另外，全热交换元件1通过具备潜热遮蔽构件12，从而能够降低压力损失。

实施方式2.

图7是示出本发明的实施方式2的全热交换元件1的一部分的结构的立体图。实施方式2的全热交换元件1具备填充在分隔构件10与间隔保持构件11之间的潜热遮蔽构件31。对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。在图7中示出一个分隔构件10和粘接于分隔构件10的间隔保持构件11A、11B。

潜热遮蔽构件31包括长度方向相互垂直的潜热遮蔽构件31A、31B。潜热遮蔽构件31A设置于第一区域34A，所述第一区域34A是与第一方向正交的带状区域。潜热遮蔽构件31A的长度方向是第二方向。潜热遮蔽构件31A设置在分隔构件10与间隔保持构件11B之间。潜热遮蔽构件31A填充于在图1所示的第二层4设置的多个第二流路6中的两个。图7所示的潜热遮蔽构件31A中的一个设置于图7所示的分隔构件10的第一区域34A，另一个设置于位于图7所示的分隔构件10的上方的分隔构件10的第一区域34A。潜热遮蔽构件31A设置于在第一方向上设有间隔的两个第一区域34A。

潜热遮蔽构件31B设置于第二区域34B，所述第二区域34B是与第二方向正交的带状区域。潜热遮蔽构件31B的长度方向是第一方向。潜热遮蔽构件31B设置在分隔构件10与间隔保持构件11A之间。潜热遮蔽构件31B填充于在图1所示的第一层3设置的多个第一流路5中的两个。图7所示的潜热遮蔽构件31B中的一个设置于图7所示的分隔构件10的第二区域34B，另一个设置于位于图7所示的分隔构件10的下方的分隔构件10的第二区域34B。潜热遮蔽构件31B设置于在第二方向上设有间隔的两个第二区域34B。

图8是示出包括图7所示的间隔保持构件11A的第一层3的截面的图。一个潜热遮蔽构件31B填充于具有三角形的截面的部分，所述三角形将与图7所示的第二流路6的上游侧端部13B相距长度X的位置作为顶点。在分隔构件10上，上游侧端部13B与一个潜热遮蔽构件31B的间隔被设为长度X。另外，另一个潜热遮蔽构件31B填充于具有三角形的截面的部分，所述三角形将在第二方向上与该一个潜热遮蔽构件31B的端部相距长度X的位置作为顶点。在分隔构件10上，两个潜热遮蔽构件31B彼此的间隔被设为长度X。此外，每个分隔构件10中的潜热遮蔽构件31B的数量不限于两个，也可以是一个或三个以上。

与实施方式1同样地，假设长度X被算出为大约18mm。如图4所示，在具备底边M被设为6mm的第一流路5的全热交换元件1中，在每三个第一流路5设置有一个潜热遮蔽构件31B。

与图8所示的第一层3中的潜热遮蔽构件31B同样地，图7所示的潜热遮蔽构件31A设置于包括间隔保持构件11B的第二层4。每个分隔构件10中的潜热遮蔽构件31A的数量不限于两个，也可以是一个或三个以上。潜热遮蔽构件31的配置可根据第一流路5及第二流路6的尺寸和第一空气流7及第二空气流8的流速而最佳化。

潜热遮蔽构件31的材料使用作为非透湿性的材料的防湿材料。潜热遮蔽构件31的材料可以使用具有非透湿性和热传导性的材料。潜热遮蔽构件31的材料能够使用热传导率比分隔构件10高的材料。潜热遮蔽构件31的材料的一个例子是在电子部件的粘接中使用的密封剂。密封剂用于电子部件与散热翅片的粘接。潜热遮蔽构件31的热传导率包含在0.2W/m·K至30W/m·K的范围内。由此，全热交换元件1能够提高潜热遮蔽构件31中的显热的传递效率。潜热遮蔽构件31的热传导率可以包含在0.5W/m·K至25W/m·K的范围内，也可以进一步包含在1W/m·K至10W/m·K的范围内。

图9是示出实施方式2的全热交换元件1的制造方法的步骤的一部分的流程图。在步骤S11中，使用粘接剂将间隔保持构件11粘接于分隔构件10。经由分隔构件10交替地堆叠间隔保持构件11A和间隔保持构件11B。

在步骤S12中，将防湿材料填充于分隔构件10与间隔保持构件11之间，从而形成潜热遮蔽构件31的层。通过向分隔构件10与间隔保持构件11A之间填充防湿材料，从而形成潜热遮蔽构件31B。第一层3中的形成有潜热遮蔽构件31B的部分以外的部分成为第一流路5。通过向分隔构件10与间隔保持构件11B之间填充防湿材料，从而形成潜热遮蔽构件31A。第二层4中的形成有潜热遮蔽构件31A的部分以外的部分成为第二流路6。由此，形成实施方式2的全热交换元件1。

根据实施方式2，全热交换元件1通过具备潜热遮蔽构件31，从而能够提高潜热的传递效率，能够使全热交换效率提高。由此，全热交换元件1可以发挥能够以较高的效率进行全热交换的效果。

实施方式3.

图10是本发明的实施方式3的全热交换元件50的立体图。全热交换元件50是使全热交换元件50内的第一空气流57的行进方向与第二空气流58的行进方向相差180度的相向流型全热交换元件。对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

全热交换元件50具备相向流路部65、第一分离流路部66及第二分离流路部67。相向流路部65形成为长方体形状。在相向流路部65内形成有使第一空气流57的行进方向与第二空气流58的行进方向相差180度的流路。第一分离流路部66与相向流路部65中的第一空气流57的上游侧且第二空气流58的下游侧的端部连接。第二分离流路部67与相向流路部65中的第一空气流57的下游侧且第二空气流58的上游侧的端部连接。第一分离流路部66和第二分离流路部67形成为三棱柱形状。

全热交换元件50具备交替地层叠第一层53和第二层54而成的层叠体52。层叠体52具备间隔肋61和第一层53与第二层54之间的分隔构件60，所述间隔肋61是保持分隔构件60彼此的间隔的间隔保持构件。间隔肋61具备矩形的截面形状。在一个例子中，间隔肋61是由树脂材料成形的构件。

间隔肋61A设置于第一层53。第一流路55是第一层53中的由间隔肋61A和分隔构件60包围的空间。形成于相向流路部65的第一流路55中的第一空气流57的行进方向是第一方向。

间隔肋61B设置于第二层54。第二流路56是第二层54中的由间隔肋61B和分隔构件60包围的空间。形成于相向流路部65的第二流路56中的第二空气流58的行进方向是第二方向，所述第二方向是与第一方向相差180度的方向。

在第一分离流路部66中，第一流路55的上游侧端部与第二流路56的下游侧端部朝向彼此不同的方向。在第二分离流路部67中，第一流路55的下游侧端部与第二流路56的上游侧端部朝向彼此不同的方向。

全热交换元件50通过经由分隔构件60的热传导，进行第一空气流57与第二空气流58之间的显热的交换。另外，全热交换元件50通过分隔构件60中的水蒸气的透过，进行第一空气流57与第二空气流58之间的潜热的交换。此外，层叠体52中的第一层53和第二层54的数量是任意的。另外，第一层53中的第一流路55的数量和第二层54中的第二流路56的数量是任意的。

图11是示出图10所示的第一层53和第二层54的立体图。在分隔构件60局部地设置有潜热遮蔽构件62。潜热遮蔽构件62遮蔽经由分隔构件60的第一空气流57与第二空气流58之间的潜热的传递。潜热遮蔽构件62设置于图10所示的层叠体52的各分隔构件60。

潜热遮蔽构件62具备潜热遮蔽构件62A和潜热遮蔽构件62B，所述潜热遮蔽构件62A设置于构成第一层53的下表面的分隔构件60，所述潜热遮蔽构件62B设置于构成第二层54的下表面的分隔构件60。潜热遮蔽构件62A设置于第一区域64A，所述第一区域64A是与第一方向交叉的带状区域。第一区域64A的长度方向是与第一方向垂直的方向。潜热遮蔽构件62A以横穿第一层53中的多个第一流路55的方式设置。在图11所示的第一层53的分隔构件60中，潜热遮蔽构件62A设置于在第一方向上设有间隔的三个第一区域64A。

三个第一区域64A的间隔均被设为长度X。长度X相当于第一流路55的物质传递的助行距离。也可以针对多个第一流路55中的一个，将第一流路55的上游侧端部与一个潜热遮蔽构件62A的间隔设为长度X。此外，潜热遮蔽构件62A彼此的间隔中的至少一个与作为助行距离的长度X一致即可。每个分隔构件60中的潜热遮蔽构件62A的数量不限于三个，也可以是一个、两个或四个以上。

潜热遮蔽构件62B设置于第二区域64B，所述第二区域64B是与第二方向交叉的带状区域。第二区域64B的长度方向是与第二方向垂直的方向，与第一区域64A的长度方向相同。潜热遮蔽构件62B以横穿第二层54中的多个第二流路56的方式设置。在图11所示的第二层54的分隔构件60中，潜热遮蔽构件62B设置于在第二方向上设有间隔的三个第二区域64B。

三个第二区域64B的间隔均被设为长度X。长度X相当于第二流路56的物质传递的助行距离。也可以针对多个第二流路56中的一个，将第二流路56的上游侧端部与一个潜热遮蔽构件62B的间隔设为长度X。此外，潜热遮蔽构件62B彼此的间隔中的至少一个与作为助行距离的长度X一致即可。每个分隔构件60中的潜热遮蔽构件62B的数量不限于三个，也可以是一个、两个或四个以上。

在一个例子中，与实施方式1同样地，关于潜热遮蔽构件62A、62B的长度X满足上述式(1)的关系。

图12是示出图10所示的第一层53的截面的图。图12所示的截面是相向流路部65的截面，且是与第一方向垂直的截面。假设第一流路55形成为高度H、宽度M的长方形。在高度H为1.8mm且宽度M为6mm时，第一流路55的截面积S成为10.8mm²，周长L成为15.6mm。根据上述式(2)，等效直径De成为大约2.8mm。在20℃的空气的情况下，动粘性系数ν成为1.5×10^-5m²/s。根据上述式(3)，雷诺数Re成为185×V。根据式(1)，将长度X求解为将平均流速V作为变量的函数X＝0.0107×V(m)。此外，对于潜热遮蔽构件62B而言，也能够与潜热遮蔽构件62A同样地求解长度X。

在一个例子中，假设平均流速V为在全热交换元件50中作为一般的流速的2m/s，长度X被算出为大约21mm。在具备宽度M被设为6mm的第一流路55的全热交换元件50中，按宽度M的3.5倍的长度设置潜热遮蔽构件62A。另外，在具备宽度M被设为6mm的第二流路56的全热交换元件50中，按宽度M的3.5倍的长度设置潜热遮蔽构件62B。潜热遮蔽构件62的配置可根据第一流路55及第二流路56的尺寸和第一空气流57及第二空气流58的流速而最佳化。

与实施方式1同样地，将从分隔构件60的表面起的潜热遮蔽构件62的厚度I设为0.2mm以下。全热交换元件50通过将厚度I设为0.2mm以下，从而极力抑制设置有潜热遮蔽构件62的位置处的空气流的紊乱。通过尽可能减少空气流从显热及潜热的传递面的剥离，从而能够增大传递面的有效面积，全热交换元件50能够使全热交换的效率提高。另外，全热交换元件50通过抑制风路中的空气流的紊乱，从而能够降低压力损失。此外，厚度I也可以限定为0.1mm以下。由此，全热交换元件50能够使全热交换的效率进一步提高，且能够降低压力损失。

与实施方式1同样地，潜热遮蔽构件62A设置于第一方向上的宽度为N的第一区域64A。该宽度N包含在第一流路55的宽度M的0.2倍至2倍的范围内。另外，潜热遮蔽构件62B设置于第二方向上的宽度为N的第二区域64B。该宽度N包含在第二流路56的宽度M的0.2倍至2倍的范围内。全热交换元件50通过将宽度N设在流路的宽度的0.2倍至2倍的范围内，从而能够使潜热的传递效率有效地提高。

与实施方式1的潜热遮蔽构件12同样地，潜热遮蔽构件62使用防湿材料的片，所述防湿材料是非透湿性的材料。另外，潜热遮蔽构件62可以使用具有非透湿性和热传导性的材料的薄膜。潜热遮蔽构件62能够使用热传导率比分隔构件60高的构件。潜热遮蔽构件62的热传导率包含在0.2W/m·K至30W/m·K的范围内。由此，全热交换元件50能够提高潜热遮蔽构件62中的显热的传递效率。

潜热遮蔽构件62不限于贴附于分隔构件60的片构件。潜热遮蔽构件62也可以是通过向分隔构件60印刷或涂覆防湿材料而得到的构件。潜热遮蔽构件62能够与实施方式1的潜热遮蔽构件12同样地形成。

全热交换元件50也可以与实施方式1及2同样地具备间隔保持构件来代替间隔肋61，所述间隔保持构件是成形为波纹状的片构件。片构件可以成形为三角波状、矩形波状或其他形状。另外，实施方式1及2的全热交换元件1也可以具备作为实施方式3中的间隔保持构件的间隔肋61来代替间隔保持构件11。全热交换元件1、50无论在哪种情况下都可以得到能够以较高的效率进行全热交换的效果。

根据实施方式3，全热交换元件50通过具备潜热遮蔽构件62，从而能够提高潜热的传递效率，能够使全热交换效率提高。由此，全热交换元件50可以发挥能够以较高的效率进行全热交换的效果。另外，与实施方式1同样地，全热交换元件50通过具备潜热遮蔽构件62，从而能够降低压力损失。

接着，说明具备实施方式1、2及3的全热交换元件1、50的全热交换装置。图13是示出具备实施方式1的全热交换元件1的全热交换装置70的概略结构的图。

全热交换装置70具备壳体71，所述壳体71设置有供第一空气流76通过的供气流路72和供第二空气流77通过的排气流路73。第一空气流76是从室外向室内的供气流。第二空气流77是从室内向室外的排气流。另外，全热交换装置70具备在供气流路72中产生第一空气流76的供气送风机74和在排气流路73中产生第二空气流77的排气送风机75。在图13中示意性地表示从上方观察设置在壳体71内部的构成要素而得到的状态。

在壳体71中的室内侧的侧面设置有供气吹出口82和排气吸入口81。在壳体71中的室外侧的侧面设置有供气吸入口80和排气吹出口83。全热交换装置70通过使供气送风机74工作，从而从供气吸入口80向供气流路72取入室外的空气并产生第一空气流76。第一空气流76在供气流路72中行进并从供气吹出口82朝向室内吹出。另外，全热交换装置70通过使排气送风机75工作，从而从排气吸入口81向排气流路73取入室内的空气并产生第二空气流77。第二空气流77在排气流路73中行进并从排气吹出口83朝向室外吹出。

全热交换元件1设置在供气流路72与排气流路73交叉的位置。全热交换元件1进行在供气流路72中行进的第一空气流76与在排气流路73中行进的第二空气流77的全热交换。全热交换装置70通过由全热交换元件1进行的全热交换，回收来自室内的排气流的显热和潜热，并向供气流传递回收的显热和潜热。另外，全热交换装置70通过由全热交换元件1进行的全热交换，回收来自室外的供气流的显热和潜热，并向排气流传递回收的显热和潜热。全热交换装置70能够使室内的制冷制热的效率和除湿加湿的效率提高，并使室内的空气调节所使用的能量降低。

全热交换装置70也可以具备实施方式2的全热交换元件1或实施方式3的全热交换元件50来代替实施方式1的全热交换元件1。全热交换装置70通过具备全热交换元件1、50，从而可以发挥能够以较高的效率进行全热交换的效果。

以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，既可以与其他的公知技术组合，也可以在不脱离本发明的构思的范围内省略、变更构成的一部分。

附图标记说明

1、50全热交换元件，2、52层叠体，3、53第一层，4、54第二层，5、55第一流路，6、56第二流路，7、57、76第一空气流，8、58、77第二空气流，10、60分隔构件，11、11A、11B间隔保持构件，12、12A、12B、31、31A、31B、62、62A、62B潜热遮蔽构件，13A、13B上游侧端部，14A、34A、64A第一区域，14B、34B、64B第二区域，21湿度边界层，61、61A、61B间隔肋，65相向流路部，66第一分离流路部，67第二分离流路部，70全热交换装置，71壳体，72供气流路，73排气流路，74供气送风机，75排气送风机，80供气吸入口，81排气吸入口，82供气吹出口，83排气吹出口。

Claims (15)

1.一种全热交换元件，其特征在于，

所述全热交换元件具备交替地层叠第一层和第二层而成的层叠体，所述第一层设置有供第一空气流通过的第一流路，所述第二层设置有供第二空气流通过的第二流路，

所述层叠体具备：

所述第一层与所述第二层之间的分隔构件；

间隔保持构件，所述间隔保持构件设置于所述第一层和所述第二层，并保持彼此相向的分隔构件彼此的间隔；以及

潜热遮蔽构件，所述潜热遮蔽构件设置于所述分隔构件中的第一区域和第二区域，并遮蔽经由所述分隔构件的所述第一空气流与所述第二空气流之间的潜热的传递，所述第一区域是与第一方向交叉的带状区域，所述第一方向是所述第一空气流的行进方向，所述第二区域是与第二方向交叉的带状区域，所述第二方向是所述第二空气流的行进方向，

所述潜热遮蔽构件设置于在所述第一方向上设有间隔的多个所述第一区域和在所述第二方向上设有间隔的多个所述第二区域，

在将所述第一流路的等效直径设为De、将所述第一空气流的雷诺数设为Re、将所述第一空气流的普朗特数设为Pr时，

所述第一流路的上游侧端部与所述第一区域的间隔以及所述第一区域彼此的间隔中的至少一个为长度X，该长度X满足如下关系，即：

X＝0.06×Re×De×Pr，

或者，在将所述第二流路的等效直径设为De、将所述第二空气流的雷诺数设为Re、将所述第二空气流的普朗特数设为Pr时，

所述第二流路的上游侧端部与所述第二区域的间隔以及所述第二区域彼此的间隔中的至少一个为长度X，该长度X满足如下关系，即：

X＝0.06×Re×De×Pr。

2.根据权利要求1所述的全热交换元件，其特征在于，

所述潜热遮蔽构件是贴附于所述分隔构件的防湿材料的片构件。

3.根据权利要求1所述的全热交换元件，其特征在于，

从所述分隔构件起的所述潜热遮蔽构件的厚度为0.2mm以下。

4.根据权利要求2所述的全热交换元件，其特征在于，

从所述分隔构件起的所述潜热遮蔽构件的厚度为0.2mm以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的全热交换元件，其特征在于，

所述潜热遮蔽构件填充于所述分隔构件与所述间隔保持构件之间。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的全热交换元件，其特征在于，

所述第一方向上的所述第一区域的宽度包含在与所述第一方向垂直的方向上的所述第一流路的宽度的0.2倍至2倍的范围内。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的全热交换元件，其特征在于，

所述第二方向上的所述第二区域的宽度包含在与所述第二方向垂直的方向上的所述第二流路的宽度的0.2倍至2倍的范围内。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的全热交换元件，其特征在于，

所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的全热交换元件，其特征在于，

所述第一方向与所述第二方向彼此相差180度。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的全热交换元件，其特征在于，

所述潜热遮蔽构件的热传导率包含在0.2W/m·K至30W/m·K的范围内。

11.一种全热交换元件的制造方法，所述全热交换元件具备间隔保持构件和第一层与第二层之间的分隔构件，所述第一层设置有供第一空气流通过的第一流路，所述第二层设置有供第二空气流通过的第二流路，所述间隔保持构件设置于所述第一层和所述第二层，并保持彼此相向的分隔构件彼此的间隔，所述全热交换元件的制造方法的特征在于，包含：

在所述分隔构件中的第一区域和第二区域形成潜热遮蔽构件的层的工序，所述第一区域是与第一方向交叉的带状区域，所述第一方向是所述第一空气流的行进方向，所述第二区域是与第二方向交叉的带状区域，所述第二方向是所述第二空气流的行进方向；以及

将所述间隔保持构件粘接于所述分隔构件的工序，

所述潜热遮蔽构件的层形成于在所述第一方向上设有间隔的多个所述第一区域和在所述第二方向上设有间隔的多个所述第二区域，

在将所述第一流路的等效直径设为De、将所述第一空气流的雷诺数设为Re、将所述第一空气流的普朗特数设为Pr时，

所述第一流路的上游侧端部与所述第一区域的间隔以及所述第一区域彼此的间隔中的至少一个为长度X，该长度X满足如下关系，即：

X＝0.06×Re×De×Pr，

或者，在将所述第二流路的等效直径设为De、将所述第二空气流的雷诺数设为Re、将所述第二空气流的普朗特数设为Pr时，

所述第二流路的上游侧端部与所述第二区域的间隔以及所述第二区域彼此的间隔中的至少一个为长度X，该长度X满足如下关系，即：

X＝0.06×Re×De×Pr。

12.根据权利要求11所述的全热交换元件的制造方法，其特征在于，

通过向所述第一区域和所述第二区域涂覆防湿材料，从而形成所述潜热遮蔽构件的层。

13.根据权利要求11所述的全热交换元件的制造方法，其特征在于，

通过向所述第一区域和所述第二区域贴附防湿材料的片，从而形成所述潜热遮蔽构件的层。

14.根据权利要求11所述的全热交换元件的制造方法，其特征在于，

通过在所述分隔构件与所述间隔保持构件之间填充防湿材料，从而形成所述潜热遮蔽构件的层。

15.一种全热交换装置，其特征在于，

所述全热交换装置具备：

第一送风机，所述第一送风机产生第一空气流；

第二送风机，所述第二送风机产生第二空气流；以及

全热交换元件，所述全热交换元件具备交替地层叠第一层和第二层而成的层叠体，并进行所述第一空气流与所述第二空气流的全热交换，所述第一层设置有供所述第一空气流通过的第一流路，所述第二层设置有供所述第二空气流通过的第二流路，

所述层叠体具备：

所述第一层与所述第二层之间的分隔构件；

间隔保持构件，所述间隔保持构件设置于所述第一层和所述第二层，并保持彼此相向的分隔构件彼此的间隔；以及

潜热遮蔽构件，所述潜热遮蔽构件设置于所述分隔构件中的第一区域和第二区域，并遮蔽经由所述分隔构件的所述第一空气流与所述第二空气流之间的潜热的传递，所述第一区域是与第一方向交叉的带状区域，所述第一方向是所述第一空气流的行进方向，所述第二区域是与第二方向交叉的带状区域，所述第二方向是所述第二空气流的行进方向，

所述潜热遮蔽构件设置于在所述第一方向上设有间隔的多个所述第一区域和在所述第二方向上设有间隔的多个所述第二区域，

在将所述第一流路的等效直径设为De、将所述第一空气流的雷诺数设为Re、将所述第一空气流的普朗特数设为Pr时，

所述第一流路的上游侧端部与所述第一区域的间隔以及所述第一区域彼此的间隔中的至少一个为长度X，该长度X满足如下关系，即：

X＝0.06×Re×De×Pr，

或者，在将所述第二流路的等效直径设为De、将所述第二空气流的雷诺数设为Re、将所述第二空气流的普朗特数设为Pr时，

所述第二流路的上游侧端部与所述第二区域的间隔以及所述第二区域彼此的间隔中的至少一个为长度X，该长度X满足如下关系，即：

X＝0.06×Re×De×Pr。

Images