CN1441220A - 热交换设备 - Google Patents

Abstract

一种热交换器(6)，其具有两个入口(63和64)以及两个出口(65和66)，该入口和出口用于通过叠置的板(70)的两个逆流式的空气通路(7和8)。板(70)为真空加工制成，每块板具有部段(71)，部段带有锯齿形的壁(72)以形成相邻板之间的多个流动通道(73)。板的边缘具有壁(90、90’)，该壁彼此相互地嵌套并被保持和密封在两块侧板(14和15)的肋状物(95)之间。位于入口和出口的四个格栅(16至19)具有条状物(97)，条状物带有凹陷(99)以保持成对的板(70)的边缘，条状物被间隙(98)分隔开使得空气在成对的相邻板之间流入或流出空气通路(7和8)。

Description

热交换设备

发明领域

本发明涉及具有多个板和保持器的类型的热交换器，该板彼此相互地叠置于其上以确定出交替成对的相邻板之间的两个单独的流体流动通路，该保持器用于彼此相互地保持该板。

本发明尤其涉及用于建筑物通风系统的热交换器。

背景技术

用在建筑物通风系统中的热交换器将热量从建筑物内抽出的暖空气传递给供应到建筑物内的冷空气。这样，用于保持建筑物内温度的所需的能量可降至最小。

用于建筑物通风系统的普通形式的热交换器包括叠置的薄的平行板，该板彼此相互间隔开以形成交替成对的板之间的两个单独的流动通路。暖空气沿一个通路供应，其部分的热量通过板厚传导给沿另一通路供应的冷空气。

理想的热交换器应具有热传递的高效率，优选为大约高于90％并仅产生低的背压以便降低用于传送通过交换器的空气的风机的能量费用。交换器也应在两个空气流动通路之间具有低的泄漏，并且具有低的制造成本。

用在热交换器中的板通常具有低的突出壁以支承彼此相互间隔开的板并提高性能。在一种布置中，板被模制成在相对的侧边带有锯齿形的通道，板的布置使得通道相互之间不协调地配合以便确保流动通路保持畅通。这种布置可能具有高的效率但将产生高的背压，这是因为当其在相面对的板上交错的壁之间通过时其导致空气流动通路中相当大的中断。

常规的热交换器通过例如粘合剂、溶剂或通过超声波焊接将其板的边缘相互结合。这些工序过程可在两个流动通路之间形成有效的密封，但是其较昂贵并需要特殊的机械设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种替代的热交换器。

根据本发明的一方面，提供了上述具体的类型的热交换器，其特征在于，保持器包括彼此面对的多个第一表面和第二表面，在该表面之间各自成对的板的边缘彼此相互地被保持在密封接合中。

第一表面和第二表面优选地被设置在突出的肋状物上，在其之间成对板的边缘进行延伸。保持器可包括位于热交换器的每个入口和出口处的四个格栅。格栅可沿交换器的表面的平面进行滑动，将相邻板的边缘保持在密封接合中，并且保持在成对的被保持板之间的间隙通向流体流动通路中的一个。热交换器优选地具有位于交换器的相邻面上的入口面和出口面，在相邻面上的各自的格栅可朝向彼此滑动，以形成在该格栅的相邻边缘之间的密封。板优选地具有多个内壁，该内壁确定出在其之间的沿该板的多个的流动通道。在板的一侧边上的内壁和通道在其相对的侧边上优选地具有相应的内壁和通道。板可具有间隔件以便在相邻板之间的表面上保留间隔。间隔件可包括在通道内的突出部，与突出部相邻的内壁被降低，以便使沿通道的空气流动不受突出部阻碍。板具有六个侧边，其中四个侧边是封闭的，两个侧边是开放的，并且每个上述板沿该四个封闭侧边优选地具有侧壁，相邻板上的侧壁彼此相互地嵌套。

附图说明

根据本发明的热交换器组件通过示例并参照以下附图进行描述，其中：

图1是组件的平面示意图；

图2是热交换单元的透视图；

图3是单元的顶板或底板的透视图；

图4是单元的侧板的透视图；

图5是端部格栅的透视图；

图6是沿图5中的线VI-VI截取的格栅的侧视截面图；

图7是一种类型的热交换器板的透视图；

图8是另一种类型的热交换器板的透视图；

图9是一块热交换器板的一部分的放大平面图；

图10是沿图9中的线X-X截取的板的侧视截面图；

图11是热交换器单元的下侧部的侧视截面图，其示出了交换器板是如何通过侧板保持的；和

图12是热交换器单元的上端部的侧视截面图，其示出了交换器板是如何通过格栅接合的。

具体实施方式

首先参照图1和2，热交换器组件具有一外壳1，该外壳具有位于其四个拐角处的两个入口2和3以及两个出口4和5。热交换单元6位于外壳1内并确定出通过外壳的两个单独的空气流动通路7和8。第一流动通路7从入口2通过交换单元6延伸到相对角处的出口4，并在使用中接收从室内排出的暖风。第二流动通路8从另一入口3延伸到另一出口5，并在使用中接收来自外界的冷风。交换单元6的运行使热量从沿第一流动通路7流动的空气传递给沿第二流动通路8流动的空气，以便使供应给建筑物的新鲜空气被加热。该组件包括两个位于外壳1的两个出口4和5处的常规的电风扇10和11，以便将空气沿各自的流动通路7和8抽出。

热交换单元6为逆流式，其具有两个平行且垂直的侧边61和62以及设置成两个入口和出口的四个端面63至66。单元6具有水平的底部67和顶部68。两个风扇10和11的运行使暖空气通过外壳的入口2被抽入而流进入口面63，并通过单元6从对角线向相对的出口面65流出，且从此处流向出口4。冷空气通过入口3被抽入而流进入口面64，并通过单元6从对角线向相对的出口面66流出，且从此处流向出口5。

同时参见图3至12，热交换单元6包括平行叠置的四十四块具有六个侧边的热交换板70。板70被包含入底板12，顶板13，两块侧板14和15以及四个入口格栅16至19之内。每块板70形成了多个壁，在板边缘处提供了围绕六边中的四边的密封，留下对角线向相对的两个开放的侧边用于空气的入口和出口。热交换板70由黑色含碳的聚氯乙烯(uPVC)薄片真空制成，薄片具有高的导热率并且是效率高的热辐射器。板70被模制成具有内壁式样，以在内壁之间形成相对表面上的通道，其用于包含沿通过交换单元6的确定的通路流过交换器的空气。热交换板70分为两种不同的类型：下型A和上型B，一个在另一个之上交替地叠置。下型板70A的构形将参见图7进行描述。

板70A具有矩形的主体段71，主体段具有四十三个锯齿形的内壁72，该内壁相互平行地沿板的纵向延伸，并且确定出在内壁之间沿板延伸的四十二个锯齿形的通道73。壁72在板的上表面垂向突伸，并由制板的材料模制，使得在板的下表面形成相应式样的通道和壁。

在主体段71的相对的端部处，板70A具有均为三角形的入口段74和出口段75。入口段74的一侧边76具有凸起的边缘壁77以封闭该边，同时带有稍低的边缘79的另一侧边78是开放的。在凸起的壁77与开放的侧边78相接合处，存在一与板的纵向对齐的小台阶177。入口段74的表面为浅的平行肋状物80形成的肋状凸凹，该肋状物沿板的横向且沿大体上横截于空气流的方向延伸。入口段74也具有垂直于开放侧边78的三个更高的凸起壁81。这些肋状物80和壁81起导引作用，使得进入开放侧边78的空气大体上均匀地通过成排的锯齿形通道73的末端。肋状物80也将少量的紊流引入空气流中。相似地，出口段75具有一带有凸起壁83的封闭的侧边82和一通过台阶183连接封闭的侧边的开放的侧边84。出口段75也具有肋状物85和壁86以促使将从锯齿形的通道73中汇聚的空气导引至该部段的开放侧边84。定位突状物87在板70A的相对的端部处且只是在入口段74和出口段75的三角形顶点之内向上突出。主体段71的两个侧边均通过凸起的壁90进行封闭，该壁具有沿板纵向地延伸的M形的外形(见图11)。

上型板70B(见图8)具有相似的表面形式，按板70A的形式其被标记成外加上标符号’的相同的数字标记。上板70B的入口段74’位于与下板70A的入口段相对的端部处。板70B在板70A上交替地叠置，并具有与通道73一样的锯齿形通道73’的式样，只是其稍稍地横向移位以便使壁72’对准通道73。这样，由壁72’的下表面所确定的通道与在板70A的上表面的通道73对准，以形成在相邻板之间截面为菱形的通道。板70A上的内壁72的顶部支承着板70B上的通道73’的底部。

沿两个侧边，板70B的主体段71’具有高度降低的并且截面为M形的侧壁90’，该侧壁嵌套入下板70A的侧壁90的顶部。

除了不同的侧边76’、78’、82’和84’的开放和封闭之外，位于上板70B的端部处的三角形入口段74’和出口段75’也类似于下板70A的入口段和出口段，并且内部肋状物80’和85’以及壁81’和86’起到引导处于开放侧边78’和84’之间以及位于锯齿形通道73’的端部处的空气的作用。入口段74’和出口段75’类似地具有定位突状物87’，其下表面与在下板70A上的定位突状物87相接合。

为了确保在相邻板上的锯齿形的壁不会互相嵌套并由此限制流动，锯齿形壁的式样被一些位于内壁72之间的通道73中的几个凸起的突出部92(见图9和10)中断。在这些突出部92的区域中的壁72的高度有所降低以形成凹口93，以便使沿通道73流动的空气可通过凹口流入相邻的通道而不受出现的突出部的限制。

板70A和70B依靠底板12、顶板13、侧板14和15以及格栅16至19以叠置的形式相互接合。侧板14和15(在图4和11中清晰地示出)为无孔的并且由黑色坚硬的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物塑料材料模制形成，并具有二十三个沿其长度水平地延伸的平行的肋状物95。相邻肋状物95之间的间距和其高度使得每一对肋状物在其之间容纳一对板70A和70B的相配合的侧壁90和90’，相邻肋状物的端面195将两个壁保持在一起并夹紧以形成可靠的密封。

四个格栅16至19(在图5、6和12中清晰地示出)中的每一个均具有相同的结构，格栅具有二十三个水平的相互平行且间隔开的横条97以形成窄缝98，进入相邻的成对板之间的空气通过该窄缝。横条97的外表面为圆形以形成符合空气动力学的外形从而促进空气进入窄缝的自由流动。在内部，每个横条97具有凹陷99，在凹陷的相面对的表面199之间将一对板70A和70B的边缘作为密封接合容纳并保持在一起。格栅16至19通过将凹陷99的一端对准交换板70A和70B的拐角处而组装到单元6上，其中它们被侧板14和15支承以便使成对的板的边缘定位于各自的凹陷内。随后格栅16至19沿其长度且平行于板70A和70B的边缘的方向滑入到三角形顶点。其中两个格栅16和19，以及17和18在三角形顶点处相遇，它们在板70A和70B上的台阶177和183上夹紧，以确保沿单元6的端部有优良的密封配合。每个格栅16至19均具有位于三角形顶点处的并且沿垂直边缘的L形凸缘100。每个格栅16至19均具有沿其相对的边缘并与侧板14和15的边缘重叠的有一定角度的凸缘101。带有卡边103的沟槽102沿每个格栅16至19的顶部和底部的垂直边缘延伸，其固定顶板13和底板12的边缘。类似的，顶板13和底板12均具有沿其边缘的并带有卡边105(见图11)的沟槽104，其固定侧板14和15的顶部和底部边缘。

就位于单元6一端部的格栅16和19来说，这些格栅中的一个格栅16将每块下板70A的边缘84密封到正好在其下面的上板70B的边缘84’上。因此，格栅16中的窄缝98通向位于下板70A的上表面与上板的下表面之间的间隔，以便使空气流动通路7在这些表面之间延伸。但是，相邻的格栅19将每块下板70A的边缘83密封到正好在其上面的上板70B的边缘83’上，使得格栅中的窄缝98通向空气流动通路8，该流动通路在下板的上表面与上板的下表面之间延伸。沿流动通路7流动的暖空气沿通道73，73’，并沿平行于沿流动通路8流动的冷空气的流向且与之相反的方向流动。在排出空气的流动通路7中的热量通过板70A和70B的厚度传导给进入空气的流动通路8。板70A和70B的结构和布置确保热量必须通过相邻流动通路之间的单层材料传递。

通过将侧板14和15卡入底板12，通过将下板上的突状物87和上板上的相应的定位突状物87’相接附使板定位在一起，随后将成对的热交换板70A和70B滑入沿侧板的肋状物95之间的间隙来组装单元6。当所有成对的板70滑入就位，将顶板13卡入侧板14和15的上边缘。随后将格栅16至19按上述方式滑入就位。这样，整个单元6不使用粘合剂和溶剂和不必将部件焊接或粘合就可以进行组装。

热交换器单元6具有设置在格栅16至19和侧板14和15上的并位于围绕单元表面的六个垂直的边缘突出部111至116。这些突出部在形成于外壳1的内表面上的沟槽211至216内形成紧密的滑动配合，外壳为泡沫塑料材料，以便单元6可向下滑入外壳。突出部111至116与沟槽211至216的接合形成了防止单元6外部和外壳1内部之间的空气流动的密封。

本发明的结构布置具有一些优点。在板边缘处将板保持在一起的方式避免使用任何粘合剂或焊接的需要，由此相当大地简化了组装和降低了成本。在一板的上表面和相邻板的下表面上的对准的锯齿形的空气流动通路使得能获得较低的背压，同时间隔突出部将确保空气流动通路保持通畅。以前的带有锯齿形通道的交换器板彼此之间不协调地配合而布置使得相邻板上的壁相互交叠并相互支承。与本发明的布置相比，该先有的布置方式造成大量紊流的空气流并导致较高的背压。与另外的结构布置相比，通过将格栅滑入就位，格栅与单独的板的校准大大地被简化。

Claims (10)

1.一种热交换器，其包括彼此相互地平行地叠置于其上的多个板(70)，该板确定出在交替成对的相邻板之间的两个单独的流体流动通路(7和8)，该热交换器还具有用于将该各板彼此相互地保持的保持器(14至19)，其特征在于，该保持器(14至19)包括相互面对的多个第一表面和多个第二表面(95、97)，在各表面之间各自成对板的边缘彼此相互地被保持在密封接合中。

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，该第一表面和第二表面被设置在突出的肋状物(95、97)上，该成对的板(70)的边缘在该突出的肋状物之间延伸。

3.根据上述权利要求中的任何一项所述的热交换器，其特征在于，该保持器包括位于该热交换器的入口和出口中的每一个(63至66)处的四个格栅(16至19)。

4.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于，该格栅(16至19)沿该交换器的表面的该平面是可滑动的，该格栅将相邻板(70)的边缘保持在密封接合中，并且该格栅在成对的被保持板之间保持一间隙，该间隙通向该流体流动通路(7和8)中的一个。

5.根据上述权利要求中的任何一项所述的热交换器，其特征在于，该热交换器具有位于该交换器的相邻面上的入口面和出口面(63和66，64和65)，并且在相邻面上的各自的格栅(16和19，17和18)是可朝向彼此滑动的，以形成在该格栅的相邻边缘之间的密封。

6.根据上述权利要求中的任何一项所述的热交换器，其特征在于，该板具有多个内壁(72)，该内壁确定出在其之间的沿该板的多个流动通道(73)。

7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，在该板(70)的一侧边上的所述内壁(72)和通道(73)在其相对的侧边上具有相应的内壁(72)和通道(73)。

8.根据上述权利要求中的任何一项所述的热交换器，其特征在于，该板(70)具有间隔件(92)以便在相邻板之间于其表面之上保持间隔。

9.根据权利要求8和6或7所述的热交换器，其特征在于，该间隔件(92)包括位于通道(73)内的突出部(92)，且与该突出部(92)相邻的内壁(72)被降低，以便使沿该通道的空气流动不受该突出部阻碍。

10.根据上述权利要求中的任何一项所述的热交换器，其特征在于，该板具有六个侧边，其中四个所述侧边是封闭的，而两个所述侧边是开放的，并且每个上述板沿上述四个封闭的侧边具有侧壁(90、90’，83、83’，77、77’)，且相邻板上的该侧壁彼此相互地嵌套。

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