CN1735771A - 通风系统的热交换器 - Google Patents

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Abstract

一种通风系统的热交换器，包括：以一定的间隔叠放的热交换板，从而依次形成排出建筑物外部的室内空气通过的第一空气通道和吸入建筑物内部的室外空气通过的第二空气通道；第一波纹板附连于第一空气通道而第二波纹板附连于第二空气通道，其中热交换板由具有多个能产生毛细现象的细孔的纸材和能辐射远红外线的黄土制成。室内空气和室外空气之间的热交换和湿气交换可以同时进行，还具有清除室外空气中所含有害物质的作用。

Description

通风系统的热交换器
技术领域
本发明涉及一种用于室内和室外空气进行热交换的热交换器，特别是涉及一种能够在室内和室外空气之间进行显热和潜热交换的通风系统的热交换器。
背景技术
一般来说，通风系统是一种用于将室内污浊空气排到建筑物外面并将室外的新鲜空气吸入建筑物内部的装置，包括：一去除室内空气中灰尘和异物的空气滤清器和一把排出的室内空气热量传送给吸入的室外空气的热交换器。
图1为一般通风系统的透视图。
如图所示，该通风系统包括一安装于分为室内侧和室外侧的建筑物墙壁中的机壳2；安装在机壳2中、起吸入和排出空气的通风作用的风扇4和6；一安装在机壳中吸入室外空气以清洁吸入的室外空气的空气滤清器(图中未示出)，和设置于机壳内部、对排出建筑物外部的室内空气与吸入建筑物内部的室外空气之间进行热交换的热交换器8。
机壳2穿墙安装在分为室内侧和室外侧的墙壁上。所以，机壳的一侧位于建筑物内部，而另一侧则位于建筑物外部。在机壳2的室外侧设有吸入室外空气的室外吸气孔10和用于排出室内空气的室外排气孔12。在机壳的室内侧设有将室外空气供入室内的室内排气孔14和吸入室内空气的室内吸气孔16。
排气风扇4安装在室外排气孔12的一侧，为将室内空气排到建筑物外提供风压，吸气风扇6安装在室内排气孔14的一例，为将室外空气吸入建筑物内提供风压。
图2是一种常规的通风系统热交换器的透视图，图3为该热交换器的部分透视图。
常规的热交换器8包括：以预定间隔叠放的热交换板20，从而依次形成室内空气通过的第一空气通道26和室外空气通过的第二空气通道28；第一波纹板22附连于热交换器20之间的第一空气通道26，并且获得使室内空气通过的空间；以及第二波纹板24附连于热交换板20之间的第二空气通道28，并且获得使室外空气通过的空间。
热交换板20呈扁平状，用铝材制成，对流经第一空气通道26的室内空气与流经第二空气通道28的室外空气实施热交换。
第一和第二波纹板22和24用与热交换板20相同的铝材制成，并经多次折曲折成三角形状，从而获得了使室内和室外空气能够通过的空间。
按此结构，热交换器8整体构成为当第一波纹板22、热交换器20和第二波纹板24按顺序叠放时的长方体形状。
当通过第一波纹板22的室内空气与通过第二波纹板的室外空气24相互呈交叉流动时，则进行了热交换，室内空气的热量通过热交换板20传送给室外空气。
现对上述常规通风系统的热交换器运行加以说明。
当开启排气风扇4时，室内空气被吸入室内的吸气孔16，通过第一空气通道26经室外排气孔12排至室外。
当开启吸气风扇6时，室外空气被吸入室外吸气孔10，通过第二空气通道28，经室内排气孔14供入建筑物内部。
此时，因为通过第一波纹板22的第一空气通道26的室内空气和通过第二波纹板24的第二空气通道28的室外空气相互呈十字交叉流动，所以，室内空气的热量通过热交换板20传送给室外空气，已经吸收了室内空气热量的室外空气被送入建筑物内部。
按此方式，吸入的室外空气吸收了向外排出的室内空气中所含的热量并被排放到建筑物内部。这样，便可防止通风过程中室内温度变化太快。
但是，常规的通风系统热交换器具有下列问题。
这就是，因为热交换板20、第一波纹板22及第二波纹板24均用铝材制成，就铝材的特性来说，可以实现室内空气的热量传送给室外空气的热传送。但是，由于室内空气所含湿气并不能传送给室外空气，所以，尽管通风后室内温度变化能够减小，但湿度却改变了。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通风系统热交换器，该热交换器能够进行潜热交换，即能使室外空气吸收室内空气中所含的湿气，同时也能够进行显热交换，即能将排出到建筑物外部的室内空气所含的热量传送给供入建筑物内部的室外空气，从而使室内温度和湿度在通风过程中的变化达到最小。
本发明的另一目的在于提供一种通风系统热交换器，该热交换器能够利用向供入建筑物内部的室外空气辐射负离子的方法改善室内空气质量。
为达到目的，所提供的通风系统热交换器包括：以一定的间隔叠放的热交换板，从而依次形成排出建筑物外部的室内空气通过的第一空气通道、和吸入建筑物内部的室外空气通过的第二空气通道；第一波纹板，连附于第一空气通道并获得允许室内空气通过的空间；和第二波纹板，连附于第二空气通道并获得允许室外空气通过的空间，其中热交换板由具有许多能产生毛细现象的细孔的纸材和能辐射远红外线的黄土(loess)制成。
本发明通风系统热交换器中，热交换板由主要成分为构树韧皮纤维制成的韩国纸和能辐射远红外线的黄土混合制成。
本发明的通风系统热交换器中，韩国纸含60-70％的全纤维素、10-20％的木质素和5-10％的石灰。
在本发明的通风系统热交换器中，韩国纸的制造工艺包括如下步骤：将构树打成捆，并将其放入盛有水的容器中，将其煮至易于将树皮剥下来的程度，剥下外皮并使外皮干燥；将干燥的构树皮浸泡在水中，仅挑拣出白的韧皮纤维部分，将该韧皮纤维部分放入苛性纳中并将其煮三小时以上，再用压缩机绞干；将去除了水分的韧皮纤维放入由捣烂构树根并经挤压后配制的溶液中，并使其混合均匀，再用筛子过滤由此得到的纸溶液。
本发明通风系统热交换器中，黄土颗粒的尺寸为0.02-0.05mm。
本发明通风系统热交换器中，黄土的成分为60-65％的硅(SiO2)、10-13％的铝(AI2O3)、5-6％的铁含量、1-3％的镁、2-3％的碳化钾和6-9％的石灰。
本发明通风系统热交换器中，第一波纹板和第二波纹板均用铝材制成。
本发明的通风系统热交换器中，第一波纹板和第二波纹板由具有许多能产生毛细现象的细孔的纸质材料和能辐射远红外线的黄土制成。
为达到这一目的，所提供的通风系统热交换器包括：以一定间隔叠放的热交换板，从而依次形成排出建筑物外部的室内空气通过的第一空气通道、和吸入建筑物内部的室外空气通过的第二空气通道；第一波纹板，附连于第一空气通道中并获得允许室内空气通过的空间；和第二波纹板，附连于第二空气通道中并获得允许室外空气通过的空间，其中热交换板由具有许多能产生毛细现象的细孔的韩国纸和能辐射负离子的木炭制成。
本发明通风系统热交换器中，木炭是将木材在600-900℃的温度下碳化制成，其主要成分为碳。
本发明通风系统热交换器中，木炭的含碳量约为85％。
本发明的通风系统热交换器中，其中第一波纹板和第二波纹板由具有许多能产生毛细现象的细孔的韩国纸和能辐射负离子的木炭制成。
为达到目的，所提供的通风系统热交换器包括：以一定的间隔叠放的热交换板，从而依次形成排出建筑物外部的室内空气通过的第一空气通道，和吸入建筑物内部的室外空气通过的第二空气通道；第一波纹板，附连于第一空气通道并获得允许室内空气通过的空间；和第二波纹板，附连于第二空气通道并获得允许室外空气通过的空间，其中热交换板由具有许多能产生毛细现象的细孔的韩国纸和具有空气清洁作用的活性碳制成。
在本发明的通风系统热交换器中，活性碳通过用化学制剂如氯化锌或磷酸，活化剂对木材或褐煤进行加工并加以干燥制成，或借助蒸汽将木炭活化制成。
在本发明的通风系统热交换器中，第一波纹板和第二波纹板由具有许多能产生毛细现象的细孔的纸质材料和具有空气清洁作用的活性碳制成。
附图说明
图1是一般通风系统的部分剖开的透视图；
图2是常规的通风系统热交换器的透视图；
图3是常规的通风系统热交换器的部分透视图；
图4是本发明第一实施例通风系统热交换器的透视图；
图5是本发明第一实施例通风系统热交换器的分解透视图；
图6是本发明第二实施例通风系统热交换器的分解透视图；
图7是本发明第三实施例通风系统热交换器的分解透视图；
图8是本发明第四实施例通风系统热交换器的分解透视图。
具体实施方式
现参看附图对本发明优选实施例通风系统热交换器加以说明。
本发明通风系统热交换器可以有许多实施例，现仅对一优选实施例进行描述。
图4是本发明一个实施例的通风系统热交换器的透视图。
返回参看图1，本发明通风系统包括一个穿墙安装于建筑物墙壁内的机壳2，该墙壁将建筑物分为室内侧和室外侧。也就是说，机壳2的一侧位于建筑物的内部，而另一侧位于建筑物的外部。
抽吸室外空气的室外吸气孔10和排出室内空气的室外排气孔12分别位于机壳2的室外侧，而抽吸室内空气的室内吸气孔14和供给建筑物内部室外空气的室内排气孔16位于机壳2的室内侧。
在室外排气孔12的一侧安装一排气风扇4，从而给室内空气提供风压将其排出建筑物的外部，而在室内排气孔16的一侧安装一吸气风扇6从而将室外空气吸入建筑物内部。
在机壳2中的吸气通道上安装一空气滤清器(图中未示出)，以去除含在吸入建筑物内部的室外空气中的各种杂质和灰尘。热交换器8安装在机壳2中，以在排出建筑物外部的室内空气和吸入建筑物内部的室外空气之间进行热交换作用。
如图4所示，热交换器8包括以预定间隔叠放的热交换板54，从而依次形成室内空气通过的第一空气通道50和室外空气通过的第二空气通道52；第一波纹板56连附于第一空气通道50并获得室内空气通过的空间；而第二波纹板58连附于第二空气通道52并获得室外空气通过的空间。
热交换器8的外形呈长方体，而第一波纹板56和第二波纹板58呈交叉放置，这样室内空气和室外空气以交叉的方式流动，在这一流动期间通过热交换板54进行热交换。
热交换板54呈扁平状，由能够通过湿气的材料制成，从而能使在第一空气通道50中流动的室内空气中所含的湿气传送到在第二通道52中流动的室外空气，而且该板还能起到清洁作用和抗菌、除臭作用。
换句话说，如图5所示，热交换板由具有良好吸湿率的韩国纸材料，和通过向吸入建筑物内部的室外空气辐射远红外线而起到去除存在于室外空气中的各种有害物质的清洁作用及抗菌和防虫柱作用的黄土混合制成。
韩国纸是由一种韩国特殊的工艺制成的，其主要成分是构树韧皮纤维。
韩国纸的制造工艺包括如下步骤：将构树打成捆，并将其放入盛有水的容器中，煮至易于将树皮剥下来的程度，剥下外皮并使外皮干燥；将干燥的构树皮浸泡在水中，仅挑拣出韧皮纤维部分，将该韧皮纤维部分放入苛性纳中并将其煮三小时以上，再用压缩机绞干；将去除了水分的韧皮纤维放入由捣烂构树根并经挤压后配制的溶液中，并使其混合均匀，再用筛子过滤由此得到的纸溶液。
由上述制造工艺完成的韩国纸包含60-70％的全纤维素，10-20％的木质素和5-10％的石灰。更具体地说，韩国纸最好包含67.5％的全纤维素，14.7％的木质素和6.22％的石灰。
就韩国纸来说，因为其纤维的长度长，宽度窄，纤维连接紧密，此外，形成纤维素纤维的纤维沿一轴向排列，所以该纤维有很高的强度。因而与普通的纸相比，韩国纸的优点在于使用的寿命长。此外，在纤维间形成的多个细孔能产生毛细现象，从而具有良好的吸湿能力。
此外，当室内空气中的湿气被吸到热交换板54上时，具有由韩国纸材料制成的热交换板54能保证一种潜热作用，于是将湿气传送给室外空气。
黄土是很容易得到的一种土壤，其颗粒的大小为0.02-0.05mm，化学成分为60-65％的硅(SiO2)，10-13％的铝(Al2O3)，5-6％的铁含量，1-3％的镁，2-3％的碳酸钾，和6-9％的石灰等。
黄土含有矿物质，其成分包含60-70％的石英，10-20％的长石和云母，5-25％的碳酸盐，2-5％的其它矿物质。
由于黄土能辐射远红外线而具有良好的抗菌、除臭和净化作用这些优点，所以由黄土和韩国纸一起制成的热交换板，能保证净化通过热交换板后供入建筑物内部的室外空气和去除含于室外空气中的各种有害物质。
将黄土与水混合后具有一定的粘性，因而适用于制造热交换板，使热交换板成形。黄土和韩国纸可以以其它多种方式加以混合。
第一波纹板56和第二波纹板58可以用铝材制成。
现在对前面描述的热交换器的工作加以介绍。
当排气风扇4运转时，室内空气被吸入室内吸气孔16，通过第一波纹板56附连其中的第一空气通道50并经室外排气孔12排出到建筑物的外部。
当吸气风扇6运转时，室外至气被吸入室外吸气孔10，通过第二波纹板58附连其中的第二空气通道52并经室内排气孔14供入建筑物的内部。
因为通过第一波纹板56的室内空气和通过第二波纹板58的室外空气彼此呈交叉流动，所以实现了热交换和湿气的交换。
也就是说，由于热交换板54是由韩国纸材料制成，所以有很好地由室内空气向室外空气的热传送性能。此外，由于形成于热交换板54中的多个细孔所产生的毛细现象，含于室内空气中的湿气被热交换板54所吸收，然后再传送给室外空气，据此，被吸入建筑物内部的室外空气的温度和排出建筑物外部的室内空气的温度相同，而湿度也与室内空气相同。因此，能使室内环境的温度和湿度在通风系统工作的情况下变化达到最小。
此外，因为在热交换板54中含有黄土，远红外线辐射到通过第二空气通道52的室外空气，实现了消毒作用和去除含于室外空气中的有害物质的净化作用。由此，向建筑物内部供入了清洁的空气。
图6是本发明第二实施例热交换器的透视图。
该第二实施例热交换器包括热交换板70，第一波纹板72和第二波纹板74，除了热交换板70是由不同的材料制成的之外，其结构与本发明第一实施例相同。
也就是说，热交换板70由韩国纸和木炭混合制成，韩国纸具有良好吸湿率，能将排到建筑物外的室内空气中所含的湿气传送到吸入建筑物内部的室外空气中，而木炭能向吸入建筑物内部的室外空气辐射负离子。
就韩国纸来说，其结构和制作方式和本发明第一实施例相同，因此这里不再描述。
木炭由木材在600-900℃的温度下碳化而成，在木炭中碳是主要成分，约为85％。
在木炭的制作过程中，在木炭中形成多个细孔，因而各种有害物质会被其吸收，而且木炭具有辐射负离子的作用，因此能够很好地净化空气。
如上所述，本发明第二实施例的热交换器的优点在于，因为热交换板70是由韩国纸和木炭混合制成，由于韩国纸的特性，所以显热交换和潜热交换可以同时进行，而且借助木炭的特性，向供入建筑物内部的室外空气辐射负离子使室内空气得以净化。
图7是本发明第三实施例通风系统热交换器的分解透视图；
本发明第三实施例的热交换器包括热交换板80，第一波纹板82和第二波纹板84，除了热交换板80是由不同的材料制成的之外，其结构与本发明第一实施例相同。
也就是说，热交换板80由韩国纸和活性炭混合制成，韩国纸具有良好的吸湿率，能将排到建筑物外部的室内空气中所含的湿气传送到吸入建筑物内部的室外空气中，而活性炭能去除空气中的有害物质。
就韩国纸来说，其结构和制作方式和本发明第一实施例相同，因此这里不再描述。
活性炭具有很强的吸附能力，主要由碳制成，由木材或褐煤用化学制剂如氯化锌或磷酸，活化剂对其进行加工并加以干燥制成，或借助蒸气将木碳活化而成。
如上所述，本发明第二实施例的热交换器的优点在于，因为热交换板80是由韩国纸和活性炭混合制成，由于韩国纸的特性，显热交换和潜热交换可以同时进行，而借助活性炭的特性，可以去除供入建筑物内部的室外空气中所含的有害物质。
图8是本发明第四实施例通风系统热交换器的分解透视图。
本发明第四实施例的热交换器包括热交换板90，第一波纹板92和第二波纹板94，除了热交换板90、第一波纹板92和第二波纹板94是由不同的材料制成的之外，其结构与本发明第一实施例相同。
也就是说，热交换板、第一波纹板和第二波纹板可以由韩国纸和黄土混合而得到的材料、由韩国纸和木炭混合而得到的材料或由韩国纸和活性碳混合而得到的材料制成。
如上所述，本发明通风系统热交换器具有以下优点。
首先，由于热交换板由韩国纸和黄土制成，所以，将排到建筑物外部的室内空气中所含的热量传送到吸入建筑物内部的室外空气中的显热交换、和将排到建筑外部的室内空气中所含的湿气传送到吸入建筑物内部的室外空气中的潜热交换可以同时进行。此外，黄土辐射出的远红外线能起到去除室外空气中所含有害物质的清洁作用，因此，在开启通风系统后，能使建筑物内部的温度和湿度变化最小，而且供入建筑物内部的空气可以被净化。
其次，由于热交换器由韩国纸和木炭制成，所以，将排到建筑物外部的室内空气中所含的热量传送到吸入建筑物内部的室外空气中的显热交换、和将排到建筑外部的室内空气中所含的湿气传送到吸入建筑物内部的室外空气中的潜热交换可以同时进行。此外，木炭辐射出的负离子可以起到去除室外空气中所含有害物质的净化作用，由此，在开启通风系统后，能使建筑物内部的温度和湿度变化最小，而且供入建筑物内部的空气可以被净化。
最后，由于热交换器由韩国纸和活性碳制成，显热交换和潜热交换可以同时进行，因此供入建筑物内部的空气可以被净化。
对本领域的技术人员来说，很明显在不离开本发明的构思和范围，本发明通风系统热交换器可以有多种形式和多种变化。因此，本发明覆盖了所附的权利要求和其等同物的范围内所提供的本发明的各种变化形式和改进。

Claims (22)

1.一种通风系统的热交换器，包括：
以一定的间隔叠放的热交换板，从而依次形成排出建筑物外部的室内空气通过的第一空气通道、和吸入建筑物内部的室外空气通过的第二空气通道；
第一波纹板附连于第一空气通道，并获得允许室内空气通过的空间；和
第二波纹板附连于第二空气通道，并获得允许室外空气通过的空间，
其中，热交换板由具有多个能产生毛细现象的细孔的韩国纸材和能辐射远红外线的黄土制成。
2.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述韩国纸由构树韧皮纤维作为主要成分制成。
3.按照权利要求2所述的热交换器，其中，所述韩国纸包含60-70％的全纤维素，10-20％的木质素和5-10％的石灰。
4.按照权利要求2所述的热交换器，其中，所述制造韩国纸的工艺包括以下步骤：
将所述构树打成捆，并将其放入盛有水的容器中，将其煮至易于将树皮剥下来的程度，剥下外皮并使该外皮干燥；
将干燥的构树皮浸泡在水中，仅挑拣出韧皮纤维部分，将该韧皮纤维部分放入苛性纳中并将其煮三小时以上，再用压缩机绞干；和
将去除了水分的韧皮纤维放入由捣烂构树根并经挤压后配制的溶液中，并使其混合均匀，再用筛子过滤由此得到的纸溶液。
5.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述黄土颗粒的尺寸为0.02-0.05mm。
6.按照权利要求5所述的热交换器，其中，黄土的成分为60-65％的硅(SiO2)，10-13％的铝(Al2O3)，5-6％的铁含量，1-3％的镁，2-3％的碳酸钾，和6-9％的石灰。
7.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一波纹板和所述第二波纹板由铝材制成.
8.按照权利要求1所述的热交换器，其中，所述第一波纹板和所述第二波纹板由具有多个能产生毛细现象的细孔的纸材和能辐射远红外线的黄土制成，
9.一种通风系统的热交换器，包括：
以一定的间隔叠放的热交换板，从而依次形成排出建筑物外部的室内空气通过的第一空气通道、和吸入建筑物内部的室外空气通过的第二空气通道；
第一波纹板附连于第一空气通道，并获得允许室内空气通过的空间；和
第二波纹板附连于第二空气通道，并获得允许室外空气通过的空间，
其中，热交换板由具有多个能产生毛细现象的细孔的韩国纸和能辐射负离子的木炭制成。
10.按照权利要求9所述的热交换器，其中所述韩国纸由构树韧皮纤维作为主要成分制成。
11.按照权利要求10所述的热交换器，其中，所述韩国纸包含60-70％的全纤维素，10-20％的木质素和5-10％的石灰。
12.按照权利要求9所述的热交换器，其中，所述木炭由木材在600-900℃的温度下碳化制成，在木炭中碳是主要成分
13.按照权利要求12所述的热交换器，其中，所述木炭含碳量约为85％。
14.按照权利要求9所述的热交换器，其中，所述第一波纹板和所述第二波纹板由铝材制成。
15.按照权利要求9所述的热交换器，其中，所述第一波纹板和所述第二波纹板由具有多个能产生毛细现象的细孔的韩国纸和能辐射负离子的木炭制成。
16.一种通风系统的热交换器，包括：
以一定的间隔叠放的热交换板，从而依次形成排出建筑物外部的室内空气通过的第一空气通道和吸入建筑物内部的室外空气通过的第二空气通道；
第一波纹板附连于第一空气通道，从而获得允许室内空气通过的空间；和
第二波纹板附连于第二空气通道，从而获得允许室外空气通过的空间，
其中，热交换板由具有多个能产生毛细现象的细孔的韩国纸和能起清洁空气作用的活性碳制成，
17.按照权利要求16所述的热交换器，其中，所述韩国纸由构树韧皮纤维作为主要成分制成。
18.按照权利要求17所述的热交换器，其中，所述韩国纸包含60-70％的全纤维素，10-20％的木质素和5-10％的石灰。
19.按照权利要求17所述的热交换器，其中，所述制造韩国纸的工艺包括以下步骤：
将所述构树打成捆，并将其放入盛有水的容器中，将其煮至易于将树皮剥下来的程度，剥下外皮并使该外皮干燥；
将所述干燥的构树皮浸泡在水中，仅挑拣出韧皮纤维部分，将该韧皮纤维部分放入苛性纳中并将其煮三小时以上，再用压缩机绞干；和
将去除了水分的韧皮纤维放入由捣烂构树根并经挤压后配制的溶液中，并使其混合均匀，再用筛子过滤由此得到的纸溶液。
20.按照权利要求16所述的热交换器，其中，活性碳用化学制剂如氯化锌或磷酸，活化剂对木材或褐煤进行加工并加以干燥制成，或借助蒸汽将木炭活化制成。
21.按照权利要求16所述的热交换器，其中，第一波纹板和第二波纹板由铝材制成。
22.按照权利要求16所述的热交换器，其中，第一波纹板和第二波纹板由具有多个能产生毛细现象的细孔的纸材和具有空气清洁作用的活性碳制成。
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