EA039572B1 - Method for producing an enthalpy exchanger and enthalpy exchanger - Google Patents
Method for producing an enthalpy exchanger and enthalpy exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- EA039572B1 EA039572B1 EA201791406A EA201791406A EA039572B1 EA 039572 B1 EA039572 B1 EA 039572B1 EA 201791406 A EA201791406 A EA 201791406A EA 201791406 A EA201791406 A EA 201791406A EA 039572 B1 EA039572 B1 EA 039572B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- sheet component
- thin
- fibers
- polymer
- film
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims abstract description 46
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 30
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 30
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 30
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 22
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 21
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 claims description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 6
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 6
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 claims description 6
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 4
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 claims description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920006149 polyester-amide block copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 29
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 10
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 7
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 7
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 4
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 4
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 3
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 3
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 3
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 3
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000010227 cup method (microbiological evaluation) Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/14—Pleat-type membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
- B01D69/108—Inorganic support material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/1213—Laminated layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/48—Polyesters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/52—Polyethers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/54—Polyureas; Polyurethanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/147—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with both heat and humidity transfer between supplied and exhausted air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0015—Heat and mass exchangers, e.g. with permeable walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
- F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/08—Patterned membranes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F2003/1435—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к элементам энтальпийного обменника и энтальпийным обменникам, содержащим такие элементы. Кроме того, в настоящем изобретении предложен способ получения указанных элементов энтальпийного обменника и энтальпийных обменников.The invention relates to elements of an enthalpy exchanger and enthalpy exchangers containing such elements. In addition, the present invention proposes a method for obtaining these elements of the enthalpy exchanger and enthalpy exchangers.
Хорошо известно применение разного рода теплообменников для различных целей. Как правило, теплообменники используют для извлечения тепловой энергии из одной жидкости или текучей среды в другую. Такого рода тепловую энергию называют ощутимой энергией. Тепловую энергию или ощутимую энергию одной текучей среды, обычно воздуха, извлекают в другую текучую среду, которая протекает рядом с первой текучей средой, например, в виде параллельного, встречного или поперечного потока, при этом вторая текучая среда имеет более низкую температуру. За счет инверсии потоков текучей среды обмен между двумя потоками будет создавать более холодную текучую среду. Теплообменники, применяемые для рекуперации ощутимой энергии, обычно изготавливают из металлических или полимерных элементов. Существуют разные типы, поскольку могут встречаться конфигурации с поперечным потоком, параллельным потоком или встречным потоком. Указанные элементы ограничивают между собой проточные каналы таким образом, что между ними могут протекать текучие среды. Такие устройства используют, например, при вентиляции жилых и коммерческих помещений (HRV).It is well known to use various types of heat exchangers for various purposes. Typically, heat exchangers are used to extract thermal energy from one liquid or fluid to another. This kind of thermal energy is called sensible energy. Thermal energy or sensible energy from one fluid, typically air, is extracted into another fluid that flows adjacent to the first fluid, such as in parallel, counter or cross flow, with the second fluid at a lower temperature. By inverting the fluid streams, the exchange between the two streams will create a colder fluid. Heat exchangers used to recover sensible energy are usually made of metal or polymer elements. There are different types as there may be cross flow, parallel flow or counter flow configurations. These elements delimit the flow channels between them in such a way that fluids can flow between them. Such devices are used, for example, in residential and commercial ventilation (HRV).
Другой тип энергообменников относится к так называемой скрытой энергии, которая включает влагу, содержащуюся в воздухе. Известно, что для обмена скрытой энергией используют покрытые осушителем металлические или полимерные вещества или мембраны, изготовленные из целлюлозы или полимера, пропитанного осушителем. Между пластинами, изготовленными из целлюлозы или полимера, устанавливаются или создаются воздушные каналы, обеспечивающие прохождение текучих сред вдоль поверхности пластин, что обеспечивает, тем самым, перенос влаги из одной текучей среды в другую. Поскольку мембраны обычно не обладают конструкционной прочностью, известно, что их можно объединить с каркасами или решетками, которые, тем самым, ограничивают расстояния между мембранами.Another type of energy exchanger refers to the so-called latent energy, which includes the moisture contained in the air. It is known that metal or polymeric substances coated with a desiccant or membranes made of cellulose or a polymer impregnated with a desiccant are used for the exchange of latent energy. Between the plates made of cellulose or polymer, air channels are installed or created to allow the passage of fluids along the surface of the plates, thereby ensuring the transfer of moisture from one fluid to another. Since membranes generally lack structural strength, it is known that they can be combined with scaffolds or grids, which thereby limit the distances between the membranes.
В случае комбинирования описанных выше процессов, т.е. теплообмена и влагообмена, энергообменники называют энтальпийными обменниками. Такие энтальпийные обменники обеспечивают обмен ощутимой и скрытой энергии, что приводит к рекуперации полной энергии.In the case of a combination of the processes described above, i.e. heat exchange and moisture exchange, energy exchangers are called enthalpy exchangers. Such enthalpy exchangers ensure the exchange of sensible and latent energy, which leads to the recovery of total energy.
Мембранные материалы, доступные в настоящее время, поставляют в виде рулона. Мембранный материал является самой важной частью энтальпийного обменника. Мембрана должна быть закреплена и загерметизирована в виде решетки или каркаса и расположена таким образом, чтобы обеспечить прохождение текучей среды между каждым слоем мембраны. Таким образом, очевидно, что энтальпийные обменники известного уровня техники представляют собой компромиссное решение. Они, как правило, будут терять с точки зрения обмена ощутимой энергии, чтобы улучшить обмен скрытой энергии благодаря избирательной области и характеристик используемых в настоящее время мембран.Membrane materials currently available are supplied in roll form. The membrane material is the most important part of the enthalpy exchanger. The membrane must be fixed and sealed in the form of a lattice or frame and located in such a way as to allow the passage of fluid between each layer of the membrane. Thus, it is clear that prior art enthalpy exchangers represent a compromise solution. They will generally lose in terms of sensible energy exchange to improve latent energy exchange due to the selective scope and characteristics of the membranes currently used.
Такой энтальпийный обменник, сооруженный из соответствующих элементов, описан, например, в WO 02/072242 А1. На решетках установлены соответствующие мембраны, изготовленные из волокон. Решетки, содержащие мембрану или разделители между соседними мембранами, т.е. разделители и мембраны в чередующейся последовательности, соединены скобами или сложены стопкой, вследствие чего обеспечивается изменение направления пластин для создания разных направлений воздушного потока.Such an enthalpy exchanger constructed from suitable elements is described, for example, in WO 02/072242 A1. Corresponding membranes made of fibers are installed on the gratings. Lattices containing a membrane or spacers between adjacent membranes, i.e. separators and membranes in an alternating sequence, connected by brackets or stacked, as a result of which the direction of the plates is changed to create different directions of air flow.
С учетом указанного уровня техники задачей настоящего изобретения является обеспечение элементов энтальпийного обменника и энтальпийных обменников, а также способа их получения, обеспечивающего создание энтальпийных обменников, при этом эффективность как обмена ощутимой энергией, так и обмена скрытой энергией в каждом элементе энтальпийного обменника увеличивается, а стоимость производства элементов энтальпийного обменника и энтальпийных обменников, состоящих из таких элементов, уменьшается.In view of this prior art, the object of the present invention is to provide elements of an enthalpy exchanger and enthalpy exchangers, as well as a method for their production, providing the creation of enthalpy exchangers, while the efficiency of both the exchange of sensible energy and the exchange of latent energy in each element of the enthalpy exchanger increases, and the cost the production of enthalpy exchanger elements and enthalpy exchangers consisting of such elements is decreasing.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение элементов энтальпийного обменника и энтальпийных обменников с высокой удельной поверхностью обмена в случае водяного пара, а также способа их получения.Another object of the present invention is to provide elements of an enthalpy exchanger and enthalpy exchangers with a high specific exchange surface in the case of steam, as well as a method for their production.
Для достижения такой цели в настоящем изобретении предложен способ получения элементов энтальпийного обменника, включающий стадии:To achieve this goal, the present invention proposes a method for obtaining elements of an enthalpy exchanger, including the steps:
a) обеспечения воздухопроницаемого листового компонента;a) providing a breathable sheet component;
b) ламинирования по меньшей мере одной стороны указанного листового компонента тонкой полимерной пленкой со свойствами водопаропроницаемости; иb) laminating at least one side of said sheet component with a thin polymeric film with water vapor permeability properties; and
c) формования ламинированного листового компонента с приданием требуемой формы, имеющей трехмерный гофрированный рельеф.c) shaping the laminated sheet component into a desired shape having a three-dimensional corrugated pattern.
В результате получают элемент энтальпийного обменника, обеспечивающий как перенос тепла, так и молекул воды в форме пара через указанный элемент с одной его стороны на другую сторону почти по всей площади поверхности элемента, который теперь имеет более высокую удельную поверхность обмена, чем такие же элементы на предшествующем уровне техники. Напротив, молекулы, более крупные или менее полярные, чем молекулы воды, такие как диоксид углерода и молекулы, связанные с запахом, лишены возможности проходить через указанный элемент. Кроме того, листовой компонент и способный селективно пропускать водяной пар барьерный материал, ламинированный на по меньшей мере одну сторону листового компонента, подвергают формованию с приданием требуемой гофрированнойThe result is an enthalpy exchanger element that provides both the transfer of heat and water molecules in the form of vapor through the specified element from one side to the other side almost over the entire surface area of the element, which now has a higher specific exchange surface than the same elements on prior art. In contrast, molecules larger or less polar than water molecules, such as carbon dioxide and odor-related molecules, are prevented from passing through said element. In addition, the sheet component and the water vapor selective barrier material laminated to at least one side of the sheet component are molded into the desired corrugation.
- 1 039572 формы, используя только одну стадию формования (одностадийное формование). Таким образом, с одной стороны эффективность переноса полной (т.е. ощутимой плюс скрытой) энергии в элементе энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению увеличена, тогда как с другой стороны стоимость производства такого элемента понижена.- 1 039572 forms, using only one stage of molding (single-stage molding). Thus, on the one hand, the total (ie, sensible plus latent) energy transfer efficiency in the enthalpy exchanger element according to the present invention is increased, while, on the other hand, the production cost of such an element is reduced.
Альтернативно, в указанном способе можно менять последовательность стадий b) и с), т.е. осуществлять формование (еще не ламинированного) листового компонента с приданием требуемой формы, имеющей трехмерный гофрированный рельеф, и затем ламинирование по меньшей мере одной стороны формованного листового компонента тонкой полимерной пленкой со свойствами водопаропроницаемости (двухстадийное формование).Alternatively, the sequence of steps b) and c) can be reversed in said process, i.e. molding the (not yet laminated) sheet component into a desired shape having a three-dimensional corrugated pattern, and then laminating at least one side of the molded sheet component with a thin water vapor permeable polymer film (two-stage molding).
Свойства водопаропроницаемости означают скорость проникновения водяных паров, составляющую по меньшей мере 500 г/м2/24 ч, предпочтительно по меньшей мере 1000 г/м2/24 ч, даже более предпочтительно по меньшей мере 1500 г/м2/24 ч и наиболее предпочтительно по меньшей мере 2000 г/м2/24 ч, как измерено с применением метода вертикально стоящей чашки согласно модифицированному ASTM Е 96-66 В; модификации: Твод = 30°C, Твоздух = 21°C, отн. влажность = 60%, воздушный поток = 2 м/с.Water vapor permeability means a water vapor permeation rate of at least 500 g/m 2 /24 h, preferably at least 1000 g/m 2 /24 h, even more preferably at least 1500 g/m 2 /24 h and most preferably at least 2000 g/m 2 /24 h as measured using the vertical cup method according to modified ASTM E 96-66 B; modifications: T water = 30°C, T air = 21°C, rel. humidity = 60%, air flow = 2 m/s.
Стадия с) формования ламинированного листового компонента с приданием требуемой формы, имеющей трехмерный гофрированный рельеф, может включать первую стадию c1) и вторую стадию с2).Step c) of forming the laminated sheet component into the desired shape having a three-dimensional corrugated pattern may include a first step c1) and a second step c2).
Стадия c1) включает получение первого гофрированного рельефа или армирующего гофрированного рельефа с гофрами, проходящими в первом направлении и имеющими сравнительно тонкую структуру. Первый гофрированный рельеф может иметь синусоидальный, прямоугольный или треугольный периодический профиль. Такой первый периодический профиль первого гофрированного рельефа предпочтительно имеет период от 0,5 до 2 мм и амплитуду от 0,5 до 1 мм. Первый гофрированный рельеф может содержать примыкающие друг к другу гребни. Между соседними гребнями может быть определенное расстояние, т.е. пространство ламинированного или еще не ламинированного листового компонента между соседними гребнями представляет собой по существу плоский участок, при этом соседние гребни могут выступать в том же или в противоположном направлениях относительно листового компонента. Высота или глубина, а также ширина указанных отдельно расположенных гребней, может составлять от 0,2 до 1 мм. Расстояние между гребнями может быть больше ширины гребня в от 1 до 10 раз. Такая необязательная первая стадия c1) способствует обеспечению общей жесткости элемента энтальпийного обменника.Step c1) involves obtaining a first corrugated pattern or a reinforcing corrugated pattern with corrugations extending in the first direction and having a relatively fine structure. The first corrugated relief may have a sinusoidal, rectangular or triangular periodic profile. Such a first periodic profile of the first corrugated pattern preferably has a period of 0.5 to 2 mm and an amplitude of 0.5 to 1 mm. The first corrugated pattern may include adjacent ridges. There may be a certain distance between adjacent ridges, i.e. the space of the laminated or not yet laminated sheet component between adjacent ridges is a substantially flat area, where adjacent ridges may protrude in the same or opposite directions with respect to the sheet component. The height or depth, as well as the width of these separately located ridges, can be from 0.2 to 1 mm. The distance between the ridges can be 1 to 10 times greater than the width of the ridge. This optional first step c1) contributes to the overall rigidity of the enthalpy exchanger element.
Стадия с2) включает получение второго гофрированного рельефа или основного гофрированного рельефа с гофрами, проходящими во втором направлении и имеющими сравнительно крупную структуру, ограничивающую геометрические размеры поперечного сечения канала пластины теплообменника. Опять-таки, второй гофрированный рельеф может иметь синусоидальный, прямоугольный или треугольный периодический профиль, но с большими размерами, чем первый гофрированный рельеф. Такой второй периодический профиль второго гофрированного рельефа предпочтительно имеет период от 2 до 10 мм и амплитуду от 2 до 10 мм. В результате, необязательная первая стадия c1) и необходимая вторая стадия с2) обеспечивают получение элемента энтальпийного обменника с двойным гофрированием и повышенной жесткостью.Step c2) includes obtaining a second corrugated pattern or main corrugated pattern with corrugations extending in the second direction and having a relatively large structure that limits the geometrical dimensions of the cross section of the channel of the heat exchanger plate. Again, the second corrugated pattern may have a sinusoidal, rectangular or triangular periodic profile, but with larger dimensions than the first corrugated pattern. Such a second periodic profile of the second corrugated pattern preferably has a period of 2 to 10 mm and an amplitude of 2 to 10 mm. As a result, the optional first step c1) and the required second step c2) provide an enthalpy exchanger element with double corrugation and increased rigidity.
Первое направление, т.е. направление гребней первого гофрированного рельефа, образует угол относительно второго направления, т.е. направления гребней второго гофрированного рельефа, при этом указанный угол предпочтительно составляет от 45 до 90°, более предпочтительно от 85 до 90° и наиболее предпочтительно примерно 90°.The first direction, i.e. the direction of the ridges of the first corrugated pattern forms an angle with respect to the second direction, i.e. the direction of the ridges of the second corrugated relief, while the specified angle is preferably from 45 to 90°, more preferably from 85 to 90° and most preferably about 90°.
Листовой материал листового компонента может содержать полимер, предпочтительно термопластичный полимер. Поэтому листовой компонент поддается, например, термической обработке на стадии с) формования. В качестве термопластичного полимера предпочтительно выбирают полистирол (PS), поливинилхлорид (PVC), вискозу или полиэфир, такой как полиэтилентерефталат (PET), или сополиэфир. Полимер листового материала предпочтительно не содержит никакого пластификатора. Полимер листового материала может содержать биоцид (бактерицид и/или фунгицид).The sheet material of the sheet component may comprise a polymer, preferably a thermoplastic polymer. The sheet component is therefore amenable to, for example, heat treatment in the molding step c). As thermoplastic polymer, polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), viscose or polyester such as polyethylene terephthalate (PET) or copolyester are preferably selected. The polymer of the sheet material preferably does not contain any plasticizer. The polymer of the sheet material may contain a biocide (bactericide and/or fungicide).
Согласно предпочтительному варианту реализации листовой компонент представляет собой полотно, предпочтительно нетканое полотно. Полотно может содержать только термопластичные волокна, или комбинацию термопластичных волокон и термоотверждаемых волокон, или комбинацию термопластичных волокон и смолы, или комбинацию термопластичных волокон и неорганических волокон. Наиболее предпочтительно, если полотно содержит многокомпонентные или двухкомпонентные волокна вместе со стандартными термоотверждаемыми и/или термопластичными волокнами. Указанное полотно предпочтительно содержит более 50 мас.% многокомпонентных или двухкомпонентных волокон и может содержать только многокомпонентные или двухкомпонентные волокна. Кроме того, полотно может содержать металлические волокна и/или фитильные волокна, обеспечивающие высокую теплопроводность вместе с механической прочностью и высоким капиллярным действием (влагопроводимостью), соответственно. Неорганические волокна могут представлять собой стеклянные волокна, карбидкремниевые волокна или любые минеральные волокна.In a preferred embodiment, the sheet component is a web, preferably a nonwoven web. The web may contain only thermoplastic fibers, or a combination of thermoplastic fibers and thermoset fibers, or a combination of thermoplastic fibers and resin, or a combination of thermoplastic fibers and inorganic fibers. Most preferably, the web contains multicomponent or bicomponent fibers along with standard thermoset and/or thermoplastic fibers. Said web preferably contains more than 50% by weight of multicomponent or bicomponent fibers and may contain only multicomponent or bicomponent fibers. In addition, the fabric may contain metal fibers and/or wick fibers, providing high thermal conductivity together with mechanical strength and high capillary action (moisture conductivity), respectively. The inorganic fibers may be glass fibers, silicon carbide fibers or any mineral fibers.
Альтернативно, листовой компонент представляет собой тканое полотно, предпочтительно имеющее анизотропную структуру и возникающие вследствие этого анизотропные свойства. Например, тка- 2 039572 ное полотно может содержать более толстые полимерные волокна в первом направлении волокон и более тонкие полимерные волокна во втором направлении волокон. Второе направление волокон может составлять от 90 до 100°, предпочтительно примерно 90°, относительно первого направления волокон. Из-за более толстых полимерных волокон в первом направлении волокон анизотропное тканое полотно может выдерживать большее растяжение вдоль первого направления волокон без механического разупрочнения (или даже повреждения), чем вдоль второго направления волокон с более тонкими полимерными волокнами.Alternatively, the sheet component is a woven web, preferably having an anisotropic structure and resulting anisotropic properties. For example, the woven web may comprise thicker polymer fibers in the first fiber direction and thinner polymer fibers in the second fiber direction. The second direction of the fibers may be from 90 to 100°, preferably about 90°, relative to the first direction of the fibers. Because of the thicker polymeric fibers in the first fiber direction, an anisotropic woven fabric can withstand more stretch along the first fiber direction without being mechanically weakened (or even damaged) than along the second fiber direction with thinner polymer fibers.
Альтернативно, листовой компонент может содержать нетканое полотно, которое может иметь анизотропную структуру и возникающие вследствие этого анизотропные свойства, и тканое полотно, предпочтительно имеющее анизотропную структуру и возникающие вследствие этого анизотропные свойства.Alternatively, the sheet component may comprise a nonwoven web which may have an anisotropic structure and resulting anisotropic properties, and a woven web preferably having an anisotropic structure and resulting anisotropic properties.
Листовой компонент может содержать дополнительные армирующие волокна для обеспечения дополнительной прочности. Такие армирующие волокна могут представлять собой по меньшей мере волокна, выбранные из металлических волокон, углеродных волокон или термопластичных полимерных волокон. Армирующие волокна могут проходить внутри листового компонента в первом общем направлении. Армирующие волокна предпочтительно являются непрямыми. В частности, они могут иметь волнообразный рельеф, например, треугольный или синусоидальный плоский рельеф, предпочтительно с периодом от 1 до 3 мм и амплитудой от 1 до 3 мм. Альтернативно, они могут иметь закручивающуюся форму, например, спиральную форму, предпочтительно с диаметром спирали менее 1 мм.The sheet component may contain additional reinforcing fibers to provide additional strength. Such reinforcing fibers may be at least fibers selected from metal fibers, carbon fibers or thermoplastic polymer fibers. The reinforcing fibers may extend within the sheet component in a first general direction. The reinforcing fibers are preferably non-straight. In particular, they may have an undulating pattern, for example a triangular or sinusoidal flat pattern, preferably with a period of 1 to 3 mm and an amplitude of 1 to 3 mm. Alternatively, they may be of a swirling shape, for example a helical shape, preferably with a helix diameter of less than 1 mm.
Армирующие волокна могут представлять собой непрерывные волокна или штапельные волокна с минимальной длиной 5 мм. Металлические волокна можно выбрать из алюминиевых, медных, серебряных или стальных волокон с диаметром от 10 до 200 мкм, предпочтительно от 20 до 100 мкм.The reinforcing fibers may be continuous fibers or staple fibers with a minimum length of 5 mm. The metal fibers can be selected from aluminum, copper, silver or steel fibers with a diameter of 10 to 200 µm, preferably 20 to 100 µm.
Первое общее направление волнообразного рельефа и/или закручивающейся формы армирующих волокон предпочтительно образует угол относительно направления второго гофрированного рельефа, ограничивающего геометрические размеры поперечного сечения канала пластины теплообменника. Указанные направления предпочтительно образуют относительно друг друга угол, составляющий от 45 до 90°, более предпочтительно от 85 до 90° и наиболее предпочтительно примерно 90°.The first common direction of the undulating pattern and/or the twisting shape of the reinforcing fibers preferably forms an angle with respect to the direction of the second corrugated pattern that defines the geometrical dimensions of the cross section of the channel of the heat exchanger plate. These directions preferably form with respect to each other an angle of from 45 to 90°, more preferably from 85 to 90° and most preferably about 90°.
Во время стадии с) или, в частности, во время стадий c1) и с2), но главным образом во время стадии с2), непрямые армирующие волокна выпрямляются. В частности, волнообразный рельеф и/или закручивающаяся форма растягиваются и таким образом разглаживаются в профиле, т.е. амплитуда волнообразного рельефа уменьшается и ее период увеличивается и/или диаметр закручивающейся/спиральной формы уменьшается и ее период (или шаг) увеличивается. После того, как непрямые углеродные и/или металлические волокна полностью выпрямляются, листовой компонент будет лишен возможности дальнейшего растяжения вдоль первого общего направления.During step c) or in particular during steps c1) and c2), but especially during step c2), the indirect reinforcing fibers are straightened. In particular, the undulating relief and/or the swirling shape is stretched and thus smoothed out in the profile, i.e. the amplitude of the undulating relief decreases and its period increases and/or the diameter of the swirling/helical shape decreases and its period (or pitch) increases. Once the indirect carbon and/or metal fibers are fully straightened, the sheet component will no longer be able to stretch along the first general direction.
Кроме того, при нагревании листового компонента выше температуры размягчения термопластичных полимерных волокон до или во время стадии с) или, в частности, до или во время стадий c1) и/или с2) термопластичные волокна будут деформироваться под действием местного растяжения и/или изгибания. После стадии с) формования или стадий c1) и с2) формования постоянная деформация термопластичных полимерных волокон будет способствовать стабильности геометрических размеров, т.е. сохранению формы, элемента энтальпийного обменника.In addition, when the sheet component is heated above the softening temperature of the thermoplastic polymer fibers before or during step c) or, in particular, before or during steps c1) and/or c2), the thermoplastic fibers will deform under local tension and/or bending. After the shaping step c) or the shaping steps c1) and c2), the permanent deformation of the thermoplastic polymer fibers will contribute to the dimensional stability, i.e. preservation of the form, an element of the enthalpy exchanger.
Предпочтительно, если в листовой компонент включены углеродные волокна, они проходят вдоль второго направления второго (основного) гофрированного рельефа. Таким образом, во время стадии с) формования или во время подстадии с2) формования углеродные волокна не будут подвергаться никакому изгибанию. Однако указанные волокна способствуют обеспечению общей прочности листового компонента до и после стадии с) или с2) формования.Preferably, if carbon fibers are included in the sheet component, they extend along the second direction of the second (main) corrugated pattern. Thus, during the molding step c) or during the molding sub-step c2), the carbon fibers will not undergo any bending. However, these fibers contribute to the overall strength of the sheet component before and after molding step c) or c2).
Предпочтительно, если в листовой компонент включены металлические волокна, они могут проходить вдоль любых направлений внутри листового компонента. Таким образом, во время стадии с) формования или во время подстадии с2) формования металлические волокна будут подвергаться изгибанию в условиях холодной деформации металла, даже если листовой компонент нагревают выше температуры размягчения термопластичных полимерных волокон. После стадии с) формования или стадий c1) и с2) формования постоянная деформация металлических волокон будет способствовать стабильности геометрических размеров, т.е. сохранению формы, элемента энтальпийного обменника.Preferably, if metal fibers are included in the sheet component, they may extend along any direction within the sheet component. Thus, during the molding step c) or during the molding sub-step c2) the metal fibers will undergo bending under metal cold working conditions even if the sheet component is heated above the softening temperature of the thermoplastic polymer fibers. After the shaping step c) or the shaping steps c1) and c2), the permanent deformation of the metal fibers will contribute to the dimensional stability, i.e. preservation of the form, an element of the enthalpy exchanger.
Волокна полотна предпочтительно имеют диаметры от 1 до 40 мкм, более предпочтительно от 3 мкм до 40 мкм и наиболее предпочтительно от 5 до 20 мкм. В результате, при ламинировании полотна тонкой полимерной пленкой со свойствами водопаропроницаемости на стадии b) ламинирования, волокна полотна, находящиеся в непосредственном контакте с тонкой полимерной пленкой, будут покрывать только небольшую часть поверхности тонкой полимерной пленки, сводя, таким образом, к минимуму любую блокировку тонкой полимерной пленки. Кроме того, даже если они не деформируются постоянно, как описано выше в случае термопластичных полимерных волокон или металлических волокон, любые волокна полотна, подвергающиеся упругому изгибанию во время стадии с), будут иметь высокую степень гибкости, облегчающую выполнение стадии с) формования.The web fibers preferably have diameters of 1 to 40 µm, more preferably 3 µm to 40 µm, and most preferably 5 to 20 µm. As a result, when laminating a web with a thin polymer film with water vapor permeability properties in lamination step b), the fibers of the web in direct contact with the thin polymer film will only cover a small portion of the surface of the thin polymer film, thus minimizing any blockage of the thin polymer film. polymer film. In addition, even if they do not permanently deform, as described above for thermoplastic polymer fibers or metal fibers, any web fibers subjected to elastic bending during step c) will have a high degree of flexibility, facilitating step c) of molding.
Волокна или нити полотна внутри листового компонента и, в частности, волокна и нити на неламиFibers or filaments of a web within a sheet component, and in particular fibers and filaments on nets
- 3 039572 нированной поверхности листового компонента, могут предпочтительно иметь линейные массовые плотности (массы нити) от 1 до 10 децитекс (1 текс = 1 г/1000 м; 1 децитекс = 1 г/10000 м). Такие тонкие волокна обладают сильным капиллярным эффектом, что позволяет им быстрее переносить влагу. Кроме того, при применении на поверхности листа или на обеих поверхностях листа они обеспечивают более гладкую и менее абразивную поверхность. Во-первых, это помогает снизить риск повреждения очень тонкого примыкающего функционального слоя мембраны, ламинированного на соответствующую поверхность. Во-вторых, это помогает предотвратить образование на неламинированной поверхности листа какого-либо приповерхностного слоя воздуха.- 3 039572 surface of the sheet component, may preferably have linear mass densities (filament weights) from 1 to 10 dtex (1 tex = 1 g/1000 m; 1 dtex = 1 g/10000 m). Such thin fibers have a strong capillary effect, which allows them to quickly transfer moisture. In addition, when applied to the surface of the sheet or both surfaces of the sheet, they provide a smoother and less abrasive surface. First, it helps reduce the risk of damage to the very thin adjacent functional membrane layer laminated to the appropriate surface. Secondly, it helps prevent any near-surface air from forming on the non-laminated surface of the sheet.
Волокна полотна могут иметь по существу круглые, треугольные или овальные поперечные сечения. Кроме того, волокна полотна могут иметь Х-образные или звездообразные поперечные сечения. Полотно может содержать волокна с разными поперечными сечениями, предпочтительно выбранными из упомянутых типов поперечных сечений.The web fibers may have substantially circular, triangular, or oval cross sections. In addition, the web fibers may have X-shaped or star-shaped cross sections. The web may contain fibers with different cross sections, preferably selected from the types of cross sections mentioned.
Кроме того, для улучшения структурной устойчивости после стадии формования полотно может содержать состав для пропитки поверхности, предпочтительно термопластичный или термоотверждаемый полимер. В дополнение или в качестве альтернативы, полотно может содержать состав для пропитки поверхности, который после стадии с) формования можно подвергнуть поперечному сшиванию, предпочтительно смолу, которую можно отверждать путем УФ-облучения после стадии с) формования.In addition, to improve structural stability after the forming step, the web may contain a surface impregnation composition, preferably a thermoplastic or thermoset polymer. In addition or alternatively, the web may comprise a surface impregnation compound which can be cross-linked after molding step c), preferably a resin which can be cured by UV irradiation after molding step c).
Полотно или элемент энтальпийного обменника может содержать на одной из своих сторон гидрофобно обработанный слой и тонкую полимерную пленку на другой стороне, т.е. имеет место одинарная водоотталкивающая пропитка.The web or element of the enthalpy exchanger may contain a hydrophobically treated layer on one of its sides and a thin polymer film on the other side, i.e. there is a single water-repellent impregnation.
Это можно осуществить на стадии b) путем ламинирования только одной стороны полотна тонкой полимерной пленкой со свойствами водопаропроницаемости и обеспечения гидрофобизации другой стороны полотна до, во время или после указанной стадии b) ламинирования. Такую гидрофобизацию можно выполнить даже после стадии с) формования.This can be done in step b) by laminating only one side of the web with a thin polymer film with water vapor permeability properties and allowing the other side of the web to be hydrophobized before, during or after said lamination step b). Such hydrophobization can be performed even after molding step c).
Гидрофобизацию полотна предпочтительно выполняют перед стадией b) ламинирования, т.е. до, во время или после выполнения стадии а). Это предотвращает случайное придание гидрофобности обращенной к полотну поверхности тонкой полимерной пленки со свойствами водопаропроницаемости.The hydrophobization of the web is preferably carried out before step b) of lamination, i. e. before, during or after step a). This prevents accidental hydrophobicization of the web-facing surface of the thin polymeric film with water vapor permeability properties.
Полотно или элемент энтальпийного обменника может содержать гидрофобно обработанный слой на обеих своих сторонах и внутри тонкую полимерную пленку, проходящую между указанными сторонами и параллельно первому гидрофобно обработанному слою и второму гидрофобно обработанному слою полотна или элемента энтальпийного обменника, т.е. имеет место двойная водоотталкивающая пропитка.The web or element of the enthalpy exchanger may comprise a hydrophobically treated layer on both of its sides and inside a thin polymer film extending between said sides and parallel to the first hydrophobically treated layer and the second hydrophobically treated layer of the web or element of the enthalpy exchanger, i.e. There is a double water-repellent impregnation.
Это можно обеспечить посредством следующих стадий.This can be achieved through the following steps.
Во-первых, проведения гидрофобизации одной стороны первого полотна или всего первого полотна до, во время или после любой стадии b) ламинирования.First, hydrophobizing one side of the first web or the entire first web before, during or after any step b) of lamination.
Во-вторых, проведения гидрофобизации одной стороны второго полотна или всего второго полотна до, во время или после любой стадии b) ламинирования.Secondly, carrying out hydrophobization of one side of the second web or the entire second web before, during or after any stage b) of lamination.
В-третьих, ламинирования одной стороны первого полотна с помощью первой стороны тонкой полимерной пленки со свойствами водопаропроницаемости.Third, laminating one side of the first web with the first side of a thin polymer film with water vapor permeability properties.
В-четвертых, ламинирования одной стороны второго полотна с помощью второй стороны тонкой полимерной пленки со свойствами водопаропроницаемости с получением трехслойной структуры, содержащей тонкую полимерную пленку, расположенную между первым полотном и вторым полотном.Fourthly, laminating one side of the second web with the second side of a thin polymer film with water vapor permeability properties to obtain a three-layer structure containing a thin polymer film located between the first web and the second web.
Наконец, согласно стадии с) такой ламинированный листовой компонент, имеющий трехслойную структуру типа первое полотно/тонкая пленка/второе полотно, формируют с приданием требуемой формы, имеющей трехмерный гофрированный рельеф.Finally, according to step c), such a laminated sheet component having a first web/thin film/second web type three-layer structure is formed into a desired shape having a three-dimensional corrugated pattern.
Стадии три и четыре предпочтительно выполняют одновременно, т.е. путем совместного ламинирования или одностадийного ламинирования первого полотна и второго полотна одной тонкой полимерной пленкой со свойствами водопаропроницаемости с получением трехслойной структуры с тонкой полимерной пленкой, расположенной между двумя листами полотна.Steps three and four are preferably performed simultaneously, ie. by joint lamination or one-stage lamination of the first web and the second web with one thin polymer film with water vapor permeability properties to obtain a three-layer structure with a thin polymer film located between two sheets of the web.
Гидрофобизацию первого полотна и/или второго полотна предпочтительно выполняют перед любой стадией b) ламинирования, т.е. до, во время или после стадии а) обеспечения полотна. Опять-таки, это предотвращает случайное придание гидрофобности поверхности какой-либо тонкой полимерной пленки со свойствами водопаропроницаемости, обращенной к полотну, т.е. первому полотну или второму полотну.The hydrophobization of the first web and/or the second web is preferably carried out before any laminating step b) i. e. before, during or after step a) of providing the web. Again, this prevents inadvertently hydrophobicizing the surface of any thin polymeric film with water vapor permeability properties facing the web, i.e. first canvas or second canvas.
Вместо этого гидрофобизацию первого полотна и/или второго полотна можно осуществить после стадии с) формования.Instead, the hydrophobization of the first web and/or the second web can be carried out after the molding step c).
Листовой компонент может состоять из одного слоя полотна, содержащего любую из комбинаций волокон, описанных в предыдущем абзаце. Альтернативно, листовой компонент может состоять из нескольких, предпочтительно двух или трех, сложенных стопкой слоев полотна, прикрепленных друг к другу, при этом каждый слой содержит разное волокно, выбранное из комбинаций волокон, описанных в предыдущем абзаце.The sheet component may consist of a single web layer containing any of the fiber combinations described in the previous paragraph. Alternatively, the sheet component may consist of several, preferably two or three, stacked layers of web attached to each other, with each layer containing a different fiber selected from the fiber combinations described in the previous paragraph.
Несколько сложенных слоев полотна могут иметь разные массы нити. Такие слои могут состоять изSeveral folded layers of fabric may have different thread weights. These layers may be
- 4 039572 первого слоя, содержащего сравнительно тонкие нити, например, от 1 до 10 децитекс, и второго слоя, содержащего сравнительно крупные нити, например, от 10 до 40 децитекс.- 4 039572 the first layer containing relatively thin threads, for example, from 1 to 10 decitex, and the second layer containing relatively large threads, for example, from 10 to 40 decitex.
Второй слой с более крупными или более тяжелыми нитями предпочтительно прикрепляют к тонкой полимерной пленке (мембране), что обеспечивает небольшую площадь непосредственного контакта между поверхностью листового компонента и прикрепленной к нему тонкой полимерной пленкой, и, таким образом увеличивает площадь активной мембранной поверхности тонкой полимерной пленки. По меньшей мере часть более тяжелых нитей предпочтительно представляет собой двухкомпонентные волокна, которые позволяют прикрепить тонкую полимерную пленку к поверхности листового компонента с помощью меньшего количества клея или вообще не используя клей.The second layer with larger or heavier filaments is preferably attached to the thin polymer film (membrane), which provides a small area of direct contact between the surface of the sheet component and the thin polymer film attached thereto, and thus increases the active membrane surface area of the thin polymer film. At least a portion of the heavier filaments are preferably bicomponent fibers which allow the thin polymer film to be attached to the surface of the sheet component with less or no adhesive.
Альтернативно, в зависимости от типа нитей, может быть предпочтительным, если первый слой с более тонкими нитями приводят в контакт или прикрепляют к тонкой полимерной пленке (мембране), что обеспечивает гладкую поверхность на границе раздела листовой компонент/тонкая полимерная пленка, которая не повреждает полимерную пленку во время стадии с) формования при формовании гофрированного рельефа или во время подстадии с2) формования при формовании второго гофрированного рельефа или во время конечного применения.Alternatively, depending on the type of filaments, it may be preferable if the first layer with thinner filaments is brought into contact with or attached to a thin polymer film (membrane), which provides a smooth surface at the sheet component/thin polymer film interface that does not damage the polymer film during molding step c) in forming the corrugated pattern or during molding sub-step c2) in forming the second corrugated pattern or during the final application.
Независимо от своего положения внутри листового компонента второй слой с более тяжелыми или более толстыми нитями будет обеспечивать открытый и высоко воздухо- и паропроницаемый слой листового компонента.Regardless of its position within the sheet component, a second layer with heavier or thicker yarns will provide an open and highly breathable layer of the sheet component.
Кроме того, листовой компонент может содержать тонкие нити или волокна с сильными капиллярными свойствами, усиливающими перенос влаги через листовой компонент. При измерении согласно DIN 53924 тонкие нити или волокна предпочтительно демонстрируют повышение высоты, составляющее по меньшей мере от 30 до 60 мм через 30 с и более предпочтительно повышение высоты, составляющее по меньшей мере от 40 до 60 мм через 30 с.In addition, the sheet component may contain fine filaments or fibers with strong capillary properties to enhance the transfer of moisture through the sheet component. When measured according to DIN 53924, fine filaments or fibers preferably exhibit a height increase of at least 30 to 60 mm after 30 s and more preferably a height increase of at least 40 to 60 mm after 30 s.
Если формование на стадии с) или на стадии с2) осуществляют посредством вакуумного формования силами верхнего гофрировочного инструмента, листовой компонент может иметь асимметричную структуру по всей своей толщине. В частности, он может содержать слой со сравнительно тонкими нитями на стороне, подвергаемой вакууму, что обеспечивает хорошее воспроизведение геометрических размеров пресс-формы, и сравнительно крупные нити, обращенные к верхнему гофрировочному инструменту, что обеспечивает листовому компоненту требуемую конструкционную прочность.If the forming in step c) or step c2) is carried out by vacuum forming by the forces of the upper corrugating tool, the sheet component may have an asymmetric structure throughout its thickness. In particular, it may comprise a layer with relatively thin filaments on the side exposed to vacuum, which provides good reproduction of the geometric dimensions of the mold, and relatively large filaments facing the upper crimping tool, which provides the sheet component with the required structural strength.
Листовой компонент может содержать слой нетканого полотна и слой тканого полотна, прикрепленные друг к другу. Тканое полотно предпочтительно имеет анизотропную структуру и возникающие вследствие этого анизотропные механические свойства, как описано выше.The sheet component may comprise a nonwoven fabric layer and a woven fabric layer attached to each other. The woven fabric preferably has an anisotropic structure and resulting anisotropic mechanical properties as described above.
Часть волокон внутри листового компонента, предпочтительно от 5 до 60 мас.%, могут представлять собой полые волокна. Часть волокон внутри листового компонента, предпочтительно от 20 до 70 мас.%, могут представлять собой двухкомпонентные волокна. Поперечные сечения таких двухкомпонентных волокон могут иметь круглое и/или некруглое поперечное сечение.A portion of the fibers within the sheet component, preferably 5 to 60% by weight, may be hollow fibers. A portion of the fibers within the sheet component, preferably 20 to 70% by weight, may be bicomponent fibers. The cross sections of such bicomponent fibers may have a circular and/or non-circular cross section.
Часть волокон внутри листового компонента, предпочтительно от 5 до 60 мас.%, может представлять собой гидрофильные волокна, проявляющие сильные капиллярные свойства, повышающие перенос влаги. Поверхность таких капиллярных волокон предпочтительно является гидрофильной, а их центральная часть является гидрофобной.A portion of the fibers within the sheet component, preferably 5 to 60% by weight, may be hydrophilic fibers exhibiting strong capillary properties that enhance moisture transfer. The surface of such capillary fibers is preferably hydrophilic and their core is hydrophobic.
Часть волокон внутри листового компонента, предпочтительно от 5 до 30 мас.%, могут представлять собой водопоглощающие волокна, предпочтительно гидрополимеры, создающие водный буфер в случае избытка влаги.A portion of the fibers within the sheet component, preferably 5 to 30% by weight, may be water-absorbing fibers, preferably hydropolymers, providing an aqueous buffer in case of excess moisture.
Листовой компонент может иметь текстурованную поверхность и/или встроенную сетчатую структуру. В результате такой тип листового компонента будет покрывать минимальную площадь поверхности прилегающей тонкой полимерной пленки, прикрепленной к листовому компоненту. Такая встроенная сетчатая структура может представлять собой описанный выше первый или армирующий гофрированный рельеф, полученный на первой стадии c1) формования.The sheet component may have a textured surface and/or an embedded mesh structure. As a result, this type of sheet component will cover the minimum surface area of the adjacent thin polymer film attached to the sheet component. Such an embedded mesh structure may be the first described above or the reinforcing corrugated pattern obtained in the first molding step c1).
В дополнение или в качестве альтернативы описанным выше мерам по повышению конструкционной прочности листового компонента перед последующим ламинированием для обработки еще неламинированного листового компонента можно применятьIn addition to, or as an alternative to, the measures described above to increase the structural strength of the sheet component prior to subsequent lamination, a sheet component that has not yet been laminated can be treated with
1) гидросцепление и/или гидросплетение; и/или1) hydrocoupling and/or hydroplexing; and/or
2) текстурирование поверхности; и/или2) surface texturing; and/or
3) объединение сетчатой структуры с рельефом, адаптированным к геометрическим размерам второго или основного гофрированного рельефа.3) combining a mesh structure with a relief adapted to the geometric dimensions of the second or main corrugated relief.
В дополнение или в качестве альтернативы описанным выше мерам по повышению конструкционной прочности и способности к формоизменению листового компонента указанный листовой компонент можно изготовить с анизотропным распределением волокон, что обеспечивает более высокую общую прочность листового компонента и/или более высокую прочность листового компонента в предпочтительном направлении. В частности, как упомянуто выше, распределение анизотропных волокон можно обеспечить с помощью по меньшей мере волокна, выбранного из углеродных волокон, металлических волокон или термопластичных полимерных волокон, включенных в по меньшей мере один из несколь- 5 039572 ких слоев листового компонента.In addition to or as an alternative to the above measures to increase the structural strength and formability of the sheet component, said sheet component can be made with an anisotropic distribution of fibers, which provides higher overall strength of the sheet component and/or higher strength of the sheet component in a preferred direction. In particular, as mentioned above, the distribution of anisotropic fibers can be provided with at least a fiber selected from carbon fibers, metal fibers, or thermoplastic polymer fibers included in at least one of several layers of the sheet component.
Металлические волокна и/или термопластичные полимерные волокна предпочтительно расположены в близкой к ортогональной ориентации относительно второго направления второго (основного) гофрированного рельефа или указанные волокна могут проходить вдоль любых направлений внутри листового компонента. Углеродные волокна предпочтительно ориентированы параллельно второму направлению второго (основного) гофрированного рельефа.The metal fibers and/or thermoplastic polymer fibers are preferably arranged in a nearly orthogonal orientation with respect to the second direction of the second (main) corrugated pattern, or said fibers may extend along any direction within the sheet component. The carbon fibers are preferably oriented parallel to the second direction of the second (main) corrugated pattern.
Стадия b) ламинирования может включать связывание, предпочтительно термическое связывание, сваривание и/или склеивание тонкой полимерной пленки с листовым компонентом. Для образования связи между полимерной пленкой и листовым компонентом предпочтительно используют термопластичный клей (термоплавкий клей), термоотверждающийся клей или УФ-отверждаемый клей.Stage b) lamination may include bonding, preferably thermal bonding, sealing and/or gluing a thin polymer film with a sheet component. A thermoplastic adhesive (hot melt adhesive), a hot-melt adhesive or a UV-curable adhesive is preferably used to form a bond between the resin film and the sheet component.
Согласно предпочтительному варианту реализации тонкая полимерная пленка представляет собой монолитную мембрану, т.е. беспористую мембрану, проявляющую в случае отдельных молекул воды механизм переноса растворение-диффузия. Максимальное растяжение такой монолитной мембраны предпочтительно составляет от 100 до 300%, более предпочтительно от 150 до 200%.According to a preferred embodiment, the polymer thin film is a monolithic membrane, i. e. a non-porous membrane exhibiting, in the case of individual water molecules, the mechanism of dissolution-diffusion transfer. The maximum stretch of such a monolithic membrane is preferably 100 to 300%, more preferably 150 to 200%.
Согласно дополнительному предпочтительному варианту реализации тонкая полимерная пленка представляет собой многослойную пленку, содержащую последовательность полимерных слоев, выполненных из разных типов полимеров. Таким образом, с помощью нескольких заданных типов полимеров можно спроектировать и изготовить тонкие полимерные пленки с разными свойствами водопаропроницаемости.According to a further preferred embodiment, the polymer thin film is a multilayer film containing a sequence of polymer layers made from different types of polymers. Thus, using several given types of polymers, it is possible to design and manufacture thin polymer films with different water vapor permeability properties.
Тип полимера для изготовления каждого полимерного слоя предпочтительно выбирают из группы, состоящей из полиэфир-эфирного сополимера, полиэфирамида и полиэфироуретана.The type of polymer for making each polymer layer is preferably selected from the group consisting of polyester-ether copolymer, polyesteramide and polyesterurethane.
Общая толщина тонкой полимерной многослойной пленки предпочтительно составляет от 5 до 200 мкм, более предпочтительно от 10 до 150 мкм.The total thickness of the thin polymeric multilayer film is preferably 5 to 200 µm, more preferably 10 to 150 µm.
Толщина каждого отдельного полимерного слоя внутри тонкой полимерной многослойной пленки может составлять от 1 до 20 мкм, предпочтительно от 4 до 20 мкм и наиболее предпочтительно от 4 до 15 мкм.The thickness of each individual polymeric layer within the thin polymeric multilayer film may be from 1 to 20 µm, preferably from 4 to 20 µm, and most preferably from 4 to 15 µm.
В целом, полимерная пленка(и) или полимерный слой(и) должны быть как можно более тонкими для обеспечения высоких скоростей переноса. При компоновке элемента энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению ограничивающий слой для переноса водяного пара представляет собой трехмерный листовой компонент, расположенный рядом с одним полимерным ламинатом или между двух полимерных ламинатов. Для обеспечения механической прочности и надежности ламината(ов) с одной стороны и высоких скоростей переноса с другой стороны, выбирают компоновку с толщиной полимерной пленки (ламината) от 1 до 20 мкм, предпочтительно от 4 до 20 мкм и наиболее предпочтительно от 4 до 15 мкм. Таким образом, трехмерный листовой компонент является как можно более тонким и как можно более проницаемым. Листовой компонент предпочтительно представляет собой полотно с толщиной от 200 до 600 мкм, предпочтительно от 300 до 500 мкм. Листовой компонент предпочтительно представляет собой полотно с объемной долей волокна от 10 до 65% относительно объема полотна, предпочтительно от 20 до 50% относительно объема полотна.In general, the polymer film(s) or polymer layer(s) should be as thin as possible to ensure high transfer rates. In the arrangement of the enthalpy exchanger element of the present invention, the water vapor transfer boundary layer is a three-dimensional sheet component adjacent to or between two polymer laminates. To ensure the mechanical strength and reliability of the laminate(s) on the one hand and high transfer rates on the other hand, a layout with a polymer film (laminate) thickness of 1 to 20 µm, preferably 4 to 20 µm and most preferably 4 to 15 µm is chosen. . Thus, the three-dimensional sheet component is as thin as possible and as permeable as possible. The sheet component is preferably a web with a thickness of 200 to 600 µm, preferably 300 to 500 µm. The sheet component is preferably a web with a fiber volume fraction of 10 to 65% by web volume, preferably 20 to 50% by web volume.
Термопластичный полимер(ы) тонкой полимерной пленки предпочтительно не содержит никакого пластификатора. Вместо этого тонкая полимерная пленка может содержать биоцид (бактерицид и/или фунгицид). Такой биоцид будет препятствовать росту бактерий и грибов на полимере и, соответственно, обеспечивать более длинные периоды работы без очистки.The thermoplastic polymer(s) of the thin polymer film preferably does not contain any plasticizer. Instead, the thin polymer film may contain a biocide (bactericide and/or fungicide). Such a biocide will inhibit the growth of bacteria and fungi on the polymer and thus provide longer periods of operation without cleaning.
Как упомянуто выше применительно к термопластичному полимеру, стадия с) формования может представлять собой стадию гофрирования или стадию термоформования, предпочтительно стадию вакуумного формования. На стадии термоформования обеспечивают по меньшей мере первую секцию прессформы (например, нижний инструмент), содержащую первые гофрированные структуры, совместно ограничивающие предварительно заданный гофрированный рельеф элемента энтальпийного обменника, подлежащего изготовлению. Наряду по меньшей мере с первой секцией пресс-формы на стадии термоформования обеспечивают вторую секцию пресс-формы (например, верхний инструмент), содержащую вторые гофрированные структуры дополнительно к первым гофрированным структурам и/или формующему вакууму, совместно ограничивающие предварительно заданный гофрированный рельеф элемента энтальпийного обменника, подлежащего изготовлению.As mentioned above with respect to a thermoplastic polymer, the molding step c) may be a shirring step or a thermoforming step, preferably a vacuum forming step. The thermoforming step provides at least a first mold section (eg, bottom tool) comprising first corrugated structures co-defining a predetermined corrugated pattern of the enthalpy exchanger element to be manufactured. Along with at least the first mold section, a second mold section (e.g., top tool) is provided at the thermoforming stage, containing second corrugated structures in addition to the first corrugated structures and/or forming vacuum, jointly limiting the predetermined corrugated pattern of the enthalpy exchanger element to be manufactured.
Перед фактической операцией формования ламинированного листового компонента при определенной предварительно заданной температуре формования первой секции пресс-формы или при определенных предварительно заданных температурах формования первой и второй секций пресс-формы, ламинированный листовой компонент предпочтительно заранее нагревают до температуры предварительного нагревания, которая на несколько градусов ниже температуры формования. При гофрировании температура предварительного нагревания может быть ниже.Prior to the actual molding operation of the laminated sheet component at a certain predetermined molding temperature of the first mold section or at certain predetermined molding temperatures of the first and second mold sections, the laminated sheet component is preferably preheated to a preheating temperature that is several degrees lower than the temperature molding. When shirring, the preheating temperature can be lower.
Температуру формования предпочтительно обеспечивают с помощью нагреваемых изнутри первой и/или второй секций пресс-формы.The molding temperature is preferably provided by internally heated first and/or second mold sections.
Температуру предварительного нагревания предпочтительно обеспечивают путем воздействия на еще не сформированный ламинированный лист электромагнитным излучением (например, при инфра- 6 039572 красных или сверхвысоких частотах) и/или механическими волнами (например, при ультразвуковых частотах).The preheat temperature is preferably provided by exposing the as yet unformed laminated sheet to electromagnetic radiation (eg at infrared or microwave frequencies) and/or mechanical waves (eg at ultrasonic frequencies).
В настоящем изобретении также предложен элемент энтальпийного обменника, предпочтительно полученный с применением способа, описанного в предыдущих абзацах, в том числе листовой компонент и предварительно заданный гофрированный рельеф, при этом первую тонкую полимерную пленку ламинируют на первую сторону листового компонента и/или вторую тонкую полимерную пленку ламинируют на вторую сторону листового компонента, причем обе тонкие полимерные пленки имеют свойства водопаропроницаемости.The present invention also provides an enthalpy exchange element, preferably obtained using the method described in the previous paragraphs, including a sheet component and a predetermined corrugated pattern, wherein the first thin polymer film is laminated to the first side of the sheet component and/or the second thin polymer film laminated on the second side of the sheet component, and both thin polymer films have the properties of water vapor permeability.
Первая тонкая полимерная пленка и вторая тонкая полимерная пленка могут быть идентичны друг другу. При ламинировании обеих сторон листового компонента получают элемент энтальпийного обменника с отличными гигиеническими свойствами. При ламинировании только одной стороны листового компонента термопластичный полимер листового материала предпочтительно подвергается гидрофобизации и/или содержит биоцид (бактерицид и/или фунгицид), при этом опять-таки, получают элемент энтальпийного обменника с отличными гигиеническими свойствами.The first thin resin film and the second thin resin film may be identical to each other. By laminating both sides of the sheet component, an enthalpy exchanger element with excellent hygienic properties is obtained. By laminating only one side of the sheet component, the thermoplastic polymer of the sheet material is preferably hydrophobized and/or contains a biocide (bactericide and/or fungicide), again providing an enthalpy exchange element with excellent hygiene properties.
Первая тонкая полимерная пленка и вторая тонкая полимерная пленка могут отличаться друг от друга. Это обеспечивает дополнительную свободу для регулировки и оптимизации характеристик переноса тепла и влаги элемента энтальпийного обменника.The first thin resin film and the second thin resin film may be different from each other. This provides additional freedom to adjust and optimize the heat and moisture transfer characteristics of the enthalpy exchanger element.
Наконец, в настоящем изобретении предложен энтальпийный обменник, содержащий по меньшей мере три листообразных или пластинчатых элемента энтальпийного обменника, описанных в любом из предыдущих абзацев, которые сложены стопкой и прикреплены друг к другу с помощью их соответствующих гофрированных рельефов в параллельной ориентации для образования параллельных проточных проходов, обеспечивающих протекание через них текучих сред. Отдельные элементы энтальпийного обменника можно прикрепить друг к другу и герметизировать путем сваривания, предпочтительно используя лазерное сваривание, и/или склеивания, предпочтительно с применением эпоксида.Finally, the present invention provides an enthalpy exchanger comprising at least three sheet-like or plate-like enthalpy exchanger elements as described in any of the preceding paragraphs, which are stacked and attached to each other by their respective corrugated patterns in a parallel orientation to form parallel flow passages. that allow fluids to flow through them. The individual elements of the enthalpy exchanger can be attached to each other and sealed by welding, preferably using laser welding, and/or gluing, preferably using epoxy.
Неограничивающий вариант реализации настоящего изобретения более подробно описан ниже со ссылкой на чертежи, на которых фиг. 1 представляет собой схематическое изображение способа получения элементов энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению;A non-limiting embodiment of the present invention is described in more detail below with reference to the drawings, in which FIG. 1 is a schematic representation of a method for obtaining elements of an enthalpy exchanger according to the present invention;
фиг. 2 представляет собой схематическое изображение энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению или его части, содержащей множество элементов энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению;fig. 2 is a schematic representation of an enthalpy exchanger according to the present invention, or a part thereof containing a plurality of elements of an enthalpy exchanger according to the present invention;
фиг. 3 представляет собой полученную методом SEM (сканирующей электронной микроскопии) микрофотографию поперечного сечения части промежуточного продукта, полученного при реализации способа получения элемента энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению;fig. 3 is an SEM (scanning electron microscopy) micrograph of a cross section of a part of an intermediate product obtained by carrying out the process for producing an enthalpy exchanger element according to the present invention;
фиг. 4 представляет собой SEM микрофотографию поперечного сечения части элемента энтальпийного обменника, полученного способом согласно настоящему изобретению;fig. 4 is an SEM micrograph of a cross section of a portion of an enthalpy exchanger element obtained by the method of the present invention;
фиг. 5 представляет собой SEM микрофотографию, аналогичную микрофотографии, приведенной на фиг. 3, на которой в большем масштабе показано поперечное сечение меньшей части промежуточного продукта, полученного при реализации способа получения элемента энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению; и фиг. 6 представляет собой SEM микрофотографию, аналогичную микрофотографии, приведенной на фиг. 4, на которой в меньшем масштабе показано поперечное сечение большей части элемента энтальпийного обменника, полученного способом согласно настоящему изобретению.fig. 5 is an SEM micrograph similar to that shown in FIG. 3, which shows, on a larger scale, a cross section of a smaller portion of an intermediate product obtained by carrying out the method for producing an enthalpy exchanger element according to the present invention; and fig. 6 is an SEM micrograph similar to that shown in FIG. 4, which shows, on a smaller scale, a cross-sectional view of a major part of an enthalpy exchanger element obtained by the method of the present invention.
На фиг. 1 показано схематическое изображение способа получения элементов энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению. Показаны поперечные сечения промежуточных продуктов, т.е. результаты каждой из стадий S1, S2 и S3.In FIG. 1 shows a schematic representation of a method for obtaining elements of an enthalpy exchanger according to the present invention. Cross-sections of intermediate products are shown, i.e. the results of each of the stages S1, S2 and S3.
На первой стадии S1 обеспечивают воздухопроницаемый листовой компонент 1, содержащий пустоты или отверстия 2.In the first stage S1, a breathable sheet component 1 is provided, containing voids or holes 2.
На второй стадии S2 обе стороны 1a, 1b листового компонента 1 ламинируют тонкой полимерной пленкой 3, 4 со свойствами водопаропроницаемости.In the second step S2, both sides 1a, 1b of the sheet component 1 are laminated with a thin polymer film 3, 4 with water vapor permeability properties.
На третьей стадии S3 ламинированный листовой компонент 1 подвергают формованию с приданием требуемой формы, имеющей трехмерный гофрированный рельеф 5.In the third step S3, the laminated sheet component 1 is molded into a desired shape having a three-dimensional corrugated pattern 5.
Листовой компонент 2 представляет собой нетканое полотно, содержащее только термопластичные волокна или комбинацию термоотверждаемых волокон и термопластичных волокон. Полотно может содержать двухкомпонентные волокна вместе со стандартными термоотверждаемыми и/или термопластичными волокнами.The sheet component 2 is a nonwoven web containing only thermoplastic fibers or a combination of thermoset fibers and thermoplastic fibers. The web may contain bicomponent fibers along with conventional thermoset and/or thermoplastic fibers.
Тонкая полимерная пленка 3, 4 представляет собой многослойную пленку, которая может содержать последовательность (не показано) полимерных слоев, выполненных из разных типов полимеров.The thin polymer film 3, 4 is a multilayer film which may contain a sequence (not shown) of polymer layers made from different types of polymers.
Стадия S3 формования представляет собой стадию термоформования, предпочтительно стадию вакуумного формования.The forming step S3 is a thermoforming step, preferably a vacuum forming step.
На стадии S3 термоформования используют по меньшей мере первую секцию пресс-формы (например, нижний инструмент, не показано), содержащую первые гофрированные структуры, совместноThe thermoforming step S3 uses at least a first mold section (e.g. a lower tool, not shown) containing the first corrugated structures, together
- 7 039572 ограничивающие предварительно заданный гофрированный рельеф 5 элемента Е, Е' энтальпийного обменника, подлежащего изготовлению. Наряду по меньшей мере с первой секцией пресс-формы на стадии S3 термоформования используют вторую секцию пресс-формы (например, верхний инструмент, не показано), содержащую вторые гофрированные структуры дополнительно к первым гофрированным структурам и/или формующему вакууму, совместно ограничивающие предварительно заданный гофрированный рельеф элемента Е, Е' энтальпийного обменника подлежащего изготовлению.- 7 039572 limiting the predetermined corrugated relief 5 of the element E, E' of the enthalpy exchanger to be manufactured. Along with at least the first mold section, a second mold section (e.g., top tool, not shown) is used in thermoforming step S3, comprising second corrugated structures in addition to the first corrugated structures and/or a forming vacuum jointly limiting a predetermined corrugated relief element E, E' of the enthalpy exchanger to be manufactured.
Полученный элемент Е энтальпийного обменника, содержащий первую тонкую полимерную пленку 3 на первой стороне 1а листового компонента 1 и вторую тонкую полимерную пленку 4 на второй стороне 1b листового компонента 1, содержит гофрированную структуру 5 с чередующимися сдавленными частями 5а и сдавленными/вытянутыми частями 5b. Сдавленная часть 5а проходит в первом направлении (горизонтальном направлении на фиг. 1) и сдавленные/вытянутые части 5b проходят во втором направлении, отличном от первого направления. Угол α между первым направлением и вторым направлением в гофрированном рельефе 5 элемента Е энтальпийного обменника предпочтительно составляет от 90 до 120°, предпочтительно от 95 до 105°, соответствующий пример показан на фиг. 1. Альтернативно, в отличие от примера, показанного на фиг. 1, угол α между первым направлением и вторым направлением в гофрированном рельефе 5 элемента Е энтальпийного обменника составляет от 80 до 90°, предпочтительно от 85 до 90°.The obtained element E of the enthalpy exchanger, containing the first thin polymer film 3 on the first side 1a of the sheet component 1 and the second thin polymer film 4 on the second side 1b of the sheet component 1, contains a corrugated structure 5 with alternating squeezed parts 5a and squeezed/stretched parts 5b. The squashed portion 5a extends in a first direction (horizontal direction in FIG. 1) and the squashed/stretched portions 5b extend in a second direction different from the first direction. The angle α between the first direction and the second direction in the corrugated pattern 5 of the enthalpy exchange element E is preferably 90 to 120°, preferably 95 to 105°, a corresponding example is shown in FIG. 1. Alternatively, in contrast to the example shown in FIG. 1, the angle α between the first direction and the second direction in the corrugated pattern 5 of the enthalpy exchange element E is 80 to 90°, preferably 85 to 90°.
На фиг. 2 показано схематическое изображение энтальпийного обменника Е1-Е2-В3 первого типа или энтальпийного обменника Е1'-Е2'-В3' второго типа согласно настоящему изобретению. Первый тип Е1-Е2-В3 содержит множество элементов В1, В2, В3 энтальпийного обменника, в которых первая тонкая полимерная пленка 3 и вторая тонкая полимерная пленка 4 (фиг. 1) представляют собой пленки одинакового типа. Второй тип В1'-Е2'-В3' содержит множество элементов Е1', Е2', В3' энтальпийного обменника, в которых первая тонкая полимерная пленка 3 и вторая тонкая полимерная пленка 4 (фиг. 1) представляют собой пленки разных типов, включая случай, когда одна из двух пленок 3, 4 имеет нулевую толщину, т.е. элемент энтальпийного обменника содержит только одну тонкую полимерную пленку 3 или 4 на одной стороне 1а или 1b листового компонента 1.In FIG. 2 shows a schematic representation of a first type E1-E2-B3 enthalpy exchanger or a second type E1'-E2'-B3' enthalpy exchanger according to the present invention. The first type E1-E2-B3 comprises a plurality of enthalpy exchanger elements B1, B2, B3 in which the first resin thin film 3 and the second resin thin film 4 (FIG. 1) are films of the same type. The second type B1'-E2'-B3' comprises a plurality of enthalpy exchanger elements E1', E2', B3', in which the first polymer thin film 3 and the second polymer thin film 4 (Fig. 1) are films of different types, including the case when one of the two films 3, 4 has zero thickness, i.e. the enthalpy exchange element contains only one thin polymer film 3 or 4 on one side 1a or 1b of the sheet component 1.
На фиг. 2 не показаны наружные стенки кожуха/упаковки энтальпийного обменника Е1-Е2-В3 или В1'-Е2'-В3'. Воздухозаборные/воздуховыпускные части (не показано) энтальпийного обменника Е1-Е2-В3 или В1'-Е2'-В3' обеспечены рельефами для воздухораспределения таким образом, что воздушные потоки в соседних вентиляционных каналах в энтальпийном обменнике Е1-Е2-В3 или В1'-Е2'-В3' проходят в противоположных направлениях, как показано с помощью символа О, указывающего на воздушный поток, движущийся в направлении к наблюдателю, и символа X, указывающего на воздушный поток, движущийся в направлении от наблюдателя.In FIG. 2 does not show the outer walls of the casing/package of the enthalpy exchanger E1-E2-B3 or B1'-E2'-B3'. The air intake/air outlet parts (not shown) of the enthalpy exchanger E1-E2-B3 or B1'-E2'-B3' are provided with reliefs for air distribution in such a way that the air flows in adjacent ventilation ducts in the enthalpy exchanger E1-E2-B3 or B1'- E2'-B3' run in opposite directions as shown by the symbol O indicating airflow moving towards the viewer and the symbol X indicating airflow moving away from the viewer.
На фиг. 3 показана полученная методом SEM (сканирующей электронной микроскопии) микрофотография поперечного сечения воздухопроницаемого листового компонента 1, верхняя сторона 1а которого ламинирована первой тонкой полимерной пленкой 3 и нижняя сторона 1b которого ламинирована второй тонкой полимерной пленкой 4 в результате выполнения стадии b) способа согласно настоящему изобретению.In FIG. 3 shows a SEM (Scanning Electron Microscopy) micrograph of a cross section of a breathable sheet component 1 whose upper side 1a is laminated with a first thin resin film 3 and whose bottom side 1b is laminated with a second thin resin film 4 as a result of step b) of the method according to the present invention.
Стадия b) ламинирования может включать связывание, предпочтительно термическое связывание, и/или склеивание тонких полимерных пленок 3, 4 с листовым компонентом 1. Для образования связи между полимерной пленкой 3 и 4 и листовым компонентом 1 можно использовать термопластичный клей (термоплавкий клей).The laminating step b) may include bonding, preferably thermal bonding, and/or gluing the thin polymer films 3, 4 to the sheet component 1. A thermoplastic adhesive (hot melt adhesive) may be used to form a bond between the polymer film 3 and 4 and the sheet component 1.
Листовой компонент 1 представляет собой нетканое полотно, содержащее множество волокон 6. Волокна 6 могут представлять собой только термопластичные волокна или комбинацию с одной стороны термоотверждаемых волокон и/или минеральных волокон и с другой стороны термопластичных волокон. Наиболее предпочтительно, если полотно включает многокомпонентные или двухкомпонентные волокна вместе со стандартными термоотверждаемыми и/или термопластичными волокнами. Как лучше всего можно увидеть из сравнения фиг. 3 с фиг. 4, волокна 6 листового компонента 1 в виде нетканого полотна, показанного на фиг. 3, менее плотно упакованы, чем волокна 6 листового компонента 1 в виде нетканого полотна элемента энтальпийного обменника, показанного на фиг. 4.The sheet component 1 is a non-woven fabric containing a plurality of fibers 6. The fibers 6 can be thermoplastic fibers alone or a combination of thermoset fibers and/or mineral fibers on one side and thermoplastic fibers on the other side. Most preferably, the web includes multicomponent or bicomponent fibers along with standard thermoset and/or thermoplastic fibers. As can best be seen from a comparison of FIG. 3 from FIG. 4, the fibers 6 of the nonwoven sheet component 1 shown in FIG. 3 are less densely packed than the fibers 6 of the nonwoven sheet component 1 of the enthalpy exchange element shown in FIG. 4.
На фиг. 4 показана SEM микрофотография поперечного сечения части элемента Е энтальпийного обменника, полученного путем формования ламинированного листового компонента 1, показанного на фиг. 3, с приданием требуемой формы, имеющей трехмерный гофрированный рельеф, в результате выполнения стадии с) способа согласно настоящему изобретению.In FIG. 4 is an SEM micrograph of a cross section of a portion of an enthalpy exchanger element E obtained by molding the laminated sheet component 1 shown in FIG. 3, shaped into a three-dimensional corrugated pattern as a result of step c) of the method of the present invention.
Стадия с) формования может представлять собой стадию гофрирования или стадию термоформования, предпочтительно стадию вакуумного формования. На стадии термоформования обеспечивают и используют по меньшей мере первую секцию пресс-формы (например, нижний инструмент, не показано), содержащую первые гофрированные структуры, ограничивающие или совместно ограничивающие предварительно заданный гофрированный рельеф элемента Е, Е' энтальпийного обменника, подлежащего изготовлению. Наряду с по меньшей мере первой секцией пресс-формы на стадии термоформования можно обеспечить вторую секцию пресс-формы (например, верхний инструмент, не показано), содержа- 8 039572 щую вторые гофрированные структуры дополнительно к первым гофрированным структурам и/или формующему вакууму, совместно ограничивающие предварительно заданный гофрированный рельеф элемента Е, Е' энтальпийного обменника подлежащего изготовлению.Forming step c) may be a shirring step or a thermoforming step, preferably a vacuum forming step. In the thermoforming step, at least a first mold section (e.g., bottom tool, not shown) is provided and used, comprising first corrugated structures delimiting or co-delimiting a predetermined corrugated pattern of the enthalpy exchanger element E, E' to be manufactured. In addition to at least the first mold section, a second mold section (e.g., top tool, not shown) can be provided in the thermoforming step containing second corrugated structures in addition to the first corrugated structures and/or forming vacuum, together limiting the predetermined corrugated relief of the element E, E' of the enthalpy exchanger to be manufactured.
Первая секцию пресс-формы (например, нижний инструмент) может содержать сопла или сквозные отверстия, пневматически подсоединенные к источнику вакуума, обеспечивающему вакуум для стадии вакуумного формования.The first mold section (eg, bottom tool) may include nozzles or through holes pneumatically connected to a vacuum source providing vacuum for the vacuum forming step.
Наряду с первой секцией пресс-формы и/или второй секцией пресс-формы, применяемой на стадии с) формования, для поддержания действия вакуума на стадии вакуумного формования можно предпочтительно использовать сопла, соединенные с источником сжатого воздуха. Такие сопла можно обеспечить вблизи, предпочтительно рядом, первой секции пресс-формы и/или второй секции пресс-формы. Источник сжатого воздуха предпочтительно содержит устройство для нагревания воздуха для нагревания сжатого воздуха.In addition to the first mold section and/or the second mold section used in the molding step c), nozzles connected to a compressed air source can preferably be used to maintain the vacuum in the vacuum molding step. Such nozzles can be provided proximate, preferably adjacent, the first mold section and/or the second mold section. The compressed air source preferably comprises an air heating device for heating the compressed air.
Комбинированное применение первого инструмента и вакуумного источника на стадии с) термоформования можно дополнить вторым инструментом и/или источником сжатого воздуха, предпочтительно, с устройством для нагревания воздуха. В результате, применяя по меньшей мере некоторые из указанных дополнительных компонентов, листовой компонент 1, ламинированный первой тонкой полимерной пленкой 3 и необязательно второй тонкой полимерной пленкой 4, можно с большей силой прижать к первым гофрированным структурам первой секции пресс-формы, получая, таким образом, элемент Е энтальпийного обменника с лучшим слепком первых гофрированных структур первой секции пресс-формы, ограничивающих или совместно ограничивающих предварительно заданный гофрированный рельеф элемента Е энтальпийного обменника, подлежащего изготовлению.The combined use of a first tool and a vacuum source in the thermoforming step c) can be supplemented by a second tool and/or compressed air source, preferably with an air heating device. As a result, by using at least some of these additional components, the sheet component 1 laminated by the first thin resin film 3 and optionally by the second thin resin film 4 can be pressed against the first corrugated structures of the first mold section with greater force, thereby obtaining , the enthalpy exchanger element E with the best impression of the first corrugated structures of the first mold section delimiting or jointly delimiting the predetermined corrugation pattern of the enthalpy exchanger element E to be manufactured.
Волокна 6 листового компонента 1 элемента Е энтальпийного обменника гораздо более плотно упакованы, чем волокна листового компонента 1, показанного на фиг. 3. Во время стадии с) гофрирования или термоформования листовой компонент 1 в форме полотна, содержащий первую тонкую полимерную пленку 3 и вторую тонкую полимерную пленку 4, сжимают и нагревают. Во время стадии с) гофрирования или термоформования по меньшей мере термопластичные волокна или многокомпонентные или двухкомпонентные волокна из множества волокон 6 размягчаются или частично расплавляются. В результате, после охлаждения и затвердевания термопластичных волокон или многокомпонентных или двухкомпонентных волокон из множества волокон 6, листовой компонент 1 в форме полотна, содержащий первую тонкую полимерную пленку 3 и вторую тонкую полимерную пленку 4, превращается в элемент Е энтальпийного обменника согласно настоящему изобретению с более компактной структурой волокон в листовом компоненте 1 в форме полотна и с трехмерным гофрированным рельефом.The fibers 6 of the sheet component 1 of the enthalpy exchange element E are much denser packed than the fibers of the sheet component 1 shown in FIG. 3. During step c) of shirring or thermoforming, the web-shaped sheet component 1 comprising the first polymer thin film 3 and the second polymer thin film 4 is compressed and heated. During the shirring or thermoforming step c) at least the thermoplastic fibers or the multicomponent or bicomponent fibers of the plurality of fibers 6 are softened or partially melted. As a result, after the thermoplastic fibers or multi-component or bi-component fibers of the plurality of fibers 6 are cooled and solidified, the web-shaped sheet component 1 comprising the first resin thin film 3 and the second resin thin film 4 becomes the element E of the enthalpy exchanger according to the present invention with more compact structure of fibers in the sheet component 1 in the form of a web and with a three-dimensional corrugated pattern.
На фиг. 5 показана SEM микрофотография, аналогичная микрофотографии, приведенной на фиг. 3, на которой в большем масштабе показано поперечное сечение меньшей части воздухопроницаемого листового компонента 1 в форме полотна, верхняя сторона 1а которого ламинирована первой тонкой полимерной пленкой 3 и нижняя сторона 1b которого ламинирована второй тонкой полимерной пленкой 4 в результате выполнения стадии b) способа согласно настоящему изобретениюIn FIG. 5 shows an SEM micrograph similar to that shown in FIG. 3, which shows, on a larger scale, a cross-section of a smaller part of the breathable sheet component 1 in the form of a web, the top side 1a of which is laminated with a first thin plastic film 3 and the bottom side 1b of which is laminated with a second thin plastic film 4 as a result of step b) of the method according to the present invention
На фиг. 6 показана SEM микрофотография, аналогичная микрофотографии, приведенной на фиг. 4, на которой в меньшем масштабе показано поперечное сечение большей части элемента Е энтальпийного обменника, полученного способом согласно настоящему изобретению.In FIG. 6 shows an SEM micrograph similar to that shown in FIG. 4, which shows, on a smaller scale, a cross-sectional view of most of the element E of an enthalpy exchanger obtained by the method of the present invention.
Позиционные обозначения:Positional designations:
- листовой компонент в форме полотна;a sheet component in the form of a web;
а - первая поверхность;a - the first surface;
b - вторая поверхность;b - second surface;
- пустоты или отверстия;- voids or holes;
- первая тонкая полимерная пленка;- the first thin polymer film;
- вторая тонкая полимерная пленка;- the second thin polymer film;
- гофр;- corrugation;
а - сдавленная часть;a - the compressed part;
b - сдавленная и/или вытянутая часть;b - compressed and/or elongated part;
S1 - стадия обеспечения;S1 - provision stage;
S2 - стадия ламинирования;S2 - lamination stage;
S3 - стадия формования (совместного формования);S3 - stage of molding (joint molding);
О - направление воздушного потока по направлению к наблюдателю;O - the direction of the air flow towards the observer;
X - направление воздушного потока по направлению от наблюдателя;X - the direction of the air flow in the direction from the observer;
- волокно;- fiber;
α - угол (в гофрированном рельефе).α - angle (in corrugated relief).
- 9 039572- 9 039572
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15001039 | 2015-04-11 | ||
PCT/IB2016/000041 WO2016116806A1 (en) | 2015-01-23 | 2016-01-22 | Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201791406A1 EA201791406A1 (en) | 2017-12-29 |
EA039572B1 true EA039572B1 (en) | 2022-02-11 |
Family
ID=52991412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201791406A EA039572B1 (en) | 2015-04-11 | 2016-01-22 | Method for producing an enthalpy exchanger and enthalpy exchanger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA039572B1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004110132A2 (en) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Water vapor permeable hydrophilic membranes and devices made there-from and process for using the devices |
US20060090650A1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Keiichi Yamakawa | Membrane, method of making same and heat exchanger furnished with said membrane |
US20100032145A1 (en) * | 2007-01-16 | 2010-02-11 | Chan Bong Lee | Heat conduction unit with improved laminar |
WO2013091099A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Dpoint Technologies Inc. | Counter-flow energy recovery ventilator (erv) core |
WO2014014099A1 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | 旭化成せんい株式会社 | Multilayered structure comprising fine fiber cellulose layer |
WO2015011543A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Zehnder Group International Ag | Enthalpy exchanger element and method for the production |
WO2015011544A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Zehnder Group International Ag | Enthalpy exchanger element and method for the production |
-
2016
- 2016-01-22 EA EA201791406A patent/EA039572B1/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004110132A2 (en) * | 2003-06-12 | 2004-12-23 | E.I. Dupont De Nemours And Company | Water vapor permeable hydrophilic membranes and devices made there-from and process for using the devices |
US20060090650A1 (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-04 | Keiichi Yamakawa | Membrane, method of making same and heat exchanger furnished with said membrane |
US20100032145A1 (en) * | 2007-01-16 | 2010-02-11 | Chan Bong Lee | Heat conduction unit with improved laminar |
WO2013091099A1 (en) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Dpoint Technologies Inc. | Counter-flow energy recovery ventilator (erv) core |
WO2014014099A1 (en) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | 旭化成せんい株式会社 | Multilayered structure comprising fine fiber cellulose layer |
WO2015011543A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Zehnder Group International Ag | Enthalpy exchanger element and method for the production |
WO2015011544A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | Zehnder Group International Ag | Enthalpy exchanger element and method for the production |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201791406A1 (en) | 2017-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10982911B2 (en) | Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production | |
KR102455119B1 (en) | Enthalpy exchanger elements, enthalpy exchangers comprising such elements and methods for manufacturing them | |
US20180320990A1 (en) | Enthalpy Exchanger Element And Method For The Production | |
CA2872185C (en) | Heat / enthalpy exchanger element and method for the production | |
EP2930713B1 (en) | Sound absorbing sheet having micro resonant structure, method for manufacturing same, and sound absorption type soundproof panel using same | |
EA039572B1 (en) | Method for producing an enthalpy exchanger and enthalpy exchanger | |
US11759753B2 (en) | Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production | |
OA18366A (en) | Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production | |
OA17732A (en) | Enthalpy exchanger element and method for the production. |