DK153249B - Legeme til regenerativ fugt- og varmeoverfoerelse samt fremgangsmaade til fremstilling af samme - Google Patents

Description

DK 153249 B

Den foreliggende opfindelse angår et legeme til regenerativ fugt- og varmeoverførelse og af den i indledningen til krav 1 angivne art. Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af dette legeme.

Regenerative varmevekslere med sådanne varmeoverførelseslege-mer har længe været anvendt ved genindvinding af varme i ventilationsanlæg, da sådanne varmevekslere har forholdsvis høj temperaturvirkningsgrad. Desuden kan man med regenerative varmevekslere også opnå fugtoverførsel, hvilket kan være værdifuldt specielt i kolde klimazoner. Den type af regenerative varmevekslere, som hidtil har været mest benyttet i ventilationsanlæg ved varmeveksling mellem den varme udgangsluftstrøm og den kolde tilførselsluftstrøm, er den roterende varmeveksler, hvor legemet til varmeoverførelse består af en skiveformet rotor. Varmevekslerrotoren er sædvanligvis opbygget af skiftevis plane og korrugerede plader eller folier af metal, papir eller asbest. En anden sædvanlig udførelsesform er, at rotoren er opbygget af et tredimensionalt netværk af metaltråde.

I roterende varmevekslere med varmeoverførelseslegemet opbygget af plader eller net af ikke-hygroskopisk materiale, f.eks. metal, kan fugtoverføring kun ske som følge af kondensation af vanddamp. Sådanne varmevekslere giver derfor en mindre effektiv fugtoverførsel end vekslere opbygget med hygroskopisk materiale, f.eks. papir eller asbest. Varmevekslere med metalrotorer har dog en klar fordel sammenlignet med rotorer af papirmateriale i og med, at materialet er u-brændbart, og videre er af medicinske hensyn metalliske materialer at foretrække i ventilationsanlæg sammenlignet med asbest.

Formålet med opfindelsen er derfor at tilvejebringe et ud fra sikkerhedsmæssige og medicinske synspunkter fordelagtig regenerativ fugt- og varmeoverførelseslegeme med effektive 2 varme- og især fugtoverføringsegenskaber.

DK 153249 B

Dette formål opnås ved, at et legeme til regenerativ fugt-og varmeoverførelse af den i indledningen til krav 1 angivne art er ejendommeligt som angivet i den kendetegnende del af krav 1. En effektiv fugtoverføring opnås på denne måde, uden at brandtekniske eller medicinske krav behøver at tilsidesættes, hvilket følgelig indebærer en væsentlig forbedring sammenlignet med tidligere kendte legemer til fugt- og varmeoverførelse i varmevekslere.

Et varmeoverførelses- eller -vekslerlegeme ifølge opfindelsen kan opbygges på forskellige måder. Anvendelsen af overfladebehandlingsfremgangsmåden ifølge opfindelsen skal dog her kun eksemplificeres i ét tilfælde, nemlig det meget sædvanlige tilfælde, hvor varmevekslerlegemet udgøres af en rotor, som er opbygget af skiftevis plane og korrugerede folier, hvilke er sammenføjede ved limning. Denne udførelse fremgår nærmere af tegningen, hvor fig. 1 viser et detailbillede af en rotor, som er opbygget af skiftevis plane og korrugerede folier, fig. 2 viser et større udsnit af samme rotor, og fig. 3 viser hele rotoren.

Af hensyn til bl.a. vægt, formbarhed og bestandighed i fugtig luft er aluminium et passende metal i varmevekslere, og den overfladebehandlingsfremgangsmåde, som angives i denne sammenhæng, begrænses derfor til at gælde aluminium eller aluminiumslegeringer. Men samtidigt skal det fremhæves, at opfindelsen ikke er begrænset til disse materialer, men at ethvert andet passende ikke-hygroskopisk metallisk materiale givetvis omfattes af opfindelsesidéen og nedennævnte patentkrav. Endvidere forudsættes, at plane eller korrugerede plader, henholdsvis folier eller lignende, eventuelt forsynet med specielle afstandsholdeorganer, kan udnyttes til opbygning af 3

DK 153249 B

varmeoverførelses- eller -vekslerlegemet, og at der på denne måde dannes gennemgående kanaleri dette. Ved at de plane og/eller korrugerede folier eller lignende behandles på begge sider, bliver varmevekslerlegemets fugtoverførende areal lige så stort som det varmeoverførende areal, hvilket indebærer, at der pr. arealenhed kun skal optages henholdsvis afgives meget små mængder fugt. Normalt optages fugt i den varme luftstrøm og afgives i den kolde. Det forhold, at der pr. arealenhed kun skal omsættes små mængder fugt, gør det muligt at udnytte tynde hygroskopiske lag på et ikke-hygro-skopisk underlag, d.v.s. i dette tilfælde plader eller folier af aluminium.

Den hygroskopiske belægning på de i varmevekslerlegemet indgående plader eller folier af aluminium kan ifølge opfindelsen tilvejebringes ved, at disse behandles i et bejdsningsbad og derefter varmebehandles, så der dannes et tyndt lag af aluminiumoxid. Dette lag, som i sig selv er hygroskopisk, udnyttes til at binde tilstrækkelige mængder af et hygroskopisk salt, f.eks. lithiumchlorid. Ved at tilsætte tilstrækkelig mængde af det hygroskopiske salt kan en ønsket fugtoverførelse opnås.

Det bejdsningsbad, som benyttes ved overfladebehandlingen af de i varmevekslerlegemet indgående aluminiumelementer, alternativt det sammensatte varmevekslerlegeme, udgøres af en 3-10, fortrinsvis 5-procentig opløsning af natriumhydroxid, hvilketn under bejdsningsprocessen holdes på en temperatur på 70°C. Umiddelbart efter bejdsningen varmebehandles aluminiumelementerne, eller hele varmevekslerlegemet, i fugtig luft ved en temperatur på 110°C. For at give et tilstrækkeligt tykt oxidlag bør varmebehandlingen vare mindst 30 minutter. Hvervecbpnås et overfladelag af en sådan tykkelse, at en til den ønskede fugtoverførelse tilstrækkelig stor mængde af det hygroskopiske salt kanbindes. Hvis det hygroskopiske salt udgøres af lithiumchlorid, kræves en saltbelægning i 4

DK 153249 B

regenerative fugt- og varmevekslere for ventilationsanlæg på ca. 1 g/m^.

1 fig. 1 fremgår det, at plane folier 1 og korrugerede folier 2 på begge sider er belagt med et overfladelag 3. I tilslutning til kontaktpunkter 4 er de plane folier limet fast til de korrugerede til dannelse af en mekanisk stabil rotor.

I den viste udførelse antages overfladebehandlingen at være sket efter sammenføjningen af varmevekslerlegemet, hvorfor der ikke er dannet noget overfladelag på de dele af folierne, som dækkes af limfuger 5.

I roterende varmevekslere for varmegenindvinding i ventilationsanlæg vælges normalt neget kompakte rotorstrukturer, og i de tilfælde, hvor rotoren opbygges af skiftevis plane og korrugerede folier, da er delingen, d.v.s. afstanden mellem de plane foliers delecirkler, oftest 1-3 mm. Tykkelsen af de plane og korrugerede folier er normalt 0,05-0,2 mm.

Da foliernes eller lignendes overflade oxideres ved bejdsning og/eller varmebehandling, kan det'-være fordelagtigt, at overfladen før oxideringen er gjort porøs ved kemisk behandling, fortrinsvis i en syre. Tykkelsen af de porøse lag afpasses efter ønsket fugtoverførsel, og lagene kan gøres så tykke, at der dannes gennemgående kapillarer. Passende kan anvendes et bad af fortyndet syre. Forskellige syrer kan anvendes til dette formål, og ligeledes kan behandlingen udføres med mere end én slags syre i samme bad eller i flere forskellige bade. Som eksempel på et passende syrebad kan nævnes saltsyre med en koncentration på 2-10%, fortrinsvis 5%.

Da folierne eller lignende skal underkastes bejdsning, kan det være passende,efter at behandlingen i bejdsningsbadet er gennemført, hurtigt at standse reaktionen ved efterbehandling i en syre, eksempelvis saltsyre og vand og med den nævnte koncentration.

5

DK 153249 B

Oxideringen af overfladen på folierne eller lignende kan også ske alene ved varmebehandling. Uanset om denne bodhandling udføres som netop omtalt eller som et supplement dertil, så kan den foretages vedhøj temperatur i fugtig luft eller vand. Hvor oxidlaget dannes ved varmebehandling i fugtig luft, gives luften passende en temperatur, der overstiger 50°C, og en relativ fugtighed, der overstiger 10%.. Når oxidlaget dannes ved varmebehandling i vand, gives dette passende en temperatur, der overstiger 35°C.

Oxideringen af aluminiumoverfladerne kan således :.-ske, efter at disse er gjort porøse på nævnte måde. Siden kan imprægnering ske med et hygroskopisk salt ved neddypning i en svag vandopløsning af det pågældende salt.

Når oxidering af aluminiumoverfladerne sker ved kemisk behandling i et bejdsningsbad, kan dette passende bestå af natriumhydroxid eller natriumkarbonat med en koncentration på 1-10%, fortrinsvis 5%. Badet kan gives en temperatur på 25-75°C, fortrinsvis 50°C.

For at opnå tilstrækkelig tykkelse på oxidlaget ®r det passende at komplettere den kemiske behandling med xten tidligere beskrevne varmebehandling.

Når aluminiumoverfladerne underkastes bejdsning, *.er det passende som bejdsningsbad at anvende natriumhydroxid og vand, hvor natriumhydroxidens koncentration er 0,2-10%,, fortrinsvis 0,2-3%.

Claims (9)

1. Legeme til regenerativ fugt- og varmeoverførelse mellem en tilførselsluftstrøm og en udgangsluftstrøm, som gennemstrømmer hver sin luftkanal, hvilket legeme er opbygget fortrinsvis af skiftende plane og korrugerede folier, plader eller lignende dele af metal eller et materiale med hygroskopiske egenskaber, og som er indrettet til at kommunikere vekselvis med de to luftkanaler, fortrinsvis ved rotation, kendetegnet ved, at overfladerne af de af principielt ikke-hygroskopisk materiale, nemlig metal og fortrinsvis aluminium bestående dele er således kemisk oxideringsbehandlet, at de fremstår som hygroskopiske.

2. Fremgangsmåde til fremstilling af et legeme ifølge krav 1, kendetegnet ved, at overfladen af de af metal bestående dele (1 resp. 2) omdannes til et hygroskopisk overfladelag (3), ved at overfladen oxideres ved bejdsning og/eller varmebehandling.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at delene underkastes bejdsning i natriumhydroxidopløsning og efterfølgende varmebehandling i fugtig luft, og at delene underkastes varmebehandling i fugtig luft ved en temperatur på 110°C og i mindst 30 minutter.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at natriumhydroxidopløsningen holdes på en temperatur på 70°C under bejdsningsprocessen.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at oxideringsbehandlingen foretages under indvirkning af varmt vand, som enten foreligger som en bestanddel af fugtig luft eller som et vandbad, idet luften da gives en temperatur højere end 50°C og en relativ fugtighed højere end 10%, eller idet vandbadet gives en temperatur højere end 35°C. DK 153249 B

6. Fremgangsmåde ifølge et eller flere af kravene 2-5, kendetegnet ved, at det dannede hygroskopiske lag eller oxidlaget (3) imprægneres med et hygroskopisk salt, fortrinsvis lithiiumchlorid.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at overfladen af metaldelene før oxideringen er gjort porøs ved kemisk behandling, fortrinsvis i en syre.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at delene behandles i et bejdsningsbad af natriumcar-bonat og vand, idet carbonatkoncentrationen er 1-10%, fortrinsvis 5%, og idet badets temperatur holdes på 25-75°C, fortrinsvis ca. 50°C.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at der som syrebad anvendes saltsyre og vand, hvor syrekoncentrationen er 2-10%, fortrinsvis 5%.