EP2932181A1 - Plate unit, gas-to-gas matter exchanger, and building ventilation system - Google Patents

Plate unit, gas-to-gas matter exchanger, and building ventilation system

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EP2932181A1
EP2932181A1 EP13815373.9A EP13815373A EP2932181A1 EP 2932181 A1 EP2932181 A1 EP 2932181A1 EP 13815373 A EP13815373 A EP 13815373A EP 2932181 A1 EP2932181 A1 EP 2932181A1
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EP
European Patent Office
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plate
channel
membrane
gas
channels
Prior art date
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Application number
EP13815373.9A
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German (de)
French (fr)
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EP2932181B1 (en
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Johann Kempfle
Daniel Kreutzer
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Al Ko Therm GmbH
Original Assignee
Al Ko Therm GmbH
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Publication date
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    • F24F3/12Air-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
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    • F24F3/147Air-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
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    • F28F21/065Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing plate-like or laminated conduits
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/04Reinforcing means for conduits

Definitions

  • the invention relates to a plate unit of a gas-gas material exchanger and a gas-gas material exchanger for the mass transfer between air flows in buildings, at least alswei send a pulp stack of a plurality of parallel fabric exchanger plate units, through which Kanä le alternately a first fluid and a second fluid flows.
  • the invention relates to a building ventilation system for the mass transfer between air flows in buildings, the building ventilation system is arranged in an air flow of the building.
  • Heat and material exchangers in particular for streams of gaseous media, are known from the prior art.
  • Hierbe two different tempered and / or humid streams are passed past each other, so that a temperature and / or mass transfer can take place between these streams.
  • effective temperature and / or substance exchange takes place only with large gradients between the flows.
  • the conventional material exchangers work ineffective.
  • DE 19 64 635 A describes a material exchanger for exchange between at least two liquid streams, in which the liquids flow through a plurality of separate spaces. According to this document, the separation of the liquid streams or the spaces takes place inter alia by means of a membrane.
  • the plate units each comprise a made of a plastic, folded plate with a channel structure, which forms a plurality of parallel channels. On the folded plate a selectively permeable membrane is stretched. The membrane itself is flat, that is not folded, and is supported by the channel structure of the plate.
  • the term "selectively permeable to substance” means a membrane which is permeable to certain substances and impermeable to other substances.
  • the channels are shaped so that a fluid flowing through, for example a gas, at its boundary layers a experiences slight turbulence, so that almost no standing boundary layers are formed on the membrane. In the channels therefore turbulence prevail with cross flows. This ensures a better contact between the gas and the membrane and thus a more effective exchange.
  • the turbulences in the flow are achieved, for example, by a corresponding channel course and / or a corresponding channel shape.
  • the channel course is zigzag.
  • the plate Due to the folding of the plate and an angled channel course, the plate is stiffened in different directions. As a result, the inherent rigidity of the plastic plates in comparison to the conventionally used rectilinear folds (usually aluminum plates) is increased. In addition, the folds form bearing surfaces or a support structure for adjacent, stacked disk units in one
  • Substance exchanger The self-weight pressure on the disk units is distributed evenly.
  • the channels of adjacent, adjacent plate units can be arranged partially offset from one another, so that in this way a larger support or support surface is formed. This can be achieved for example by a trapezoidal cross-section of the channels, which allows both large support surfaces and large open membrane surfaces.
  • superimposed disk units can each be arranged folded against each other, for example, rotated by 90 ° or 180 °. As a result, both cross and counter currents can be realized.
  • Each of the plate units alternately changing the channel guide stacked to form a mass transfer stack is provided with a first fluid (in each first plate) and a second fluid (in each second plate) whose main flow directions are oriented in a cocurrent and / or countercurrent manner according to the arrangement of the plate units.
  • the fluids are separated from each other only by a membrane.
  • the inventors propose a plate unit of a gas-gas substance exchanger for the mass transfer between air streams in buildings, comprising at least one plate with at least one channel structure which forms at least one channel for a fluid, wherein the at least one plate is made of a plastic, and at least one selectively permeable membrane spanned on the at least one plate.
  • the disk unit comprises exactly beneficial ⁇ way legally a plate.
  • the plate is angular, for example quadrangular, in particular rectangular or square, or polygonal, for example hexagonal. Other forms of the plate are possible in other embodiments.
  • the plate is made in one piece or in several parts.
  • the plate is inventively - made of a plastic.
  • such a material offers the advantage that the plates can be produced and processed by simple known methods, such as thermoforming, in particular thermoforming, blow molding and / or injection molding.
  • plastic is corrosion-resistant to most aggressive media, so that expensive coatings can be dispensed with.
  • At least one channel structure is formed, which has a plurality of channels for a first fluid, for
  • Example a gas trains are formed per plate.
  • the channels of the channel ⁇ structure are preferably parallel to each other.
  • the channels are formed as depressions in an upper side of the plate. Accordingly, the channels have a deeper trough and a higher ground Pla ⁇ teau.
  • the plateaus of the plate and the bottoms of the plate each form a deeper or a higher level.
  • Between the channels are sorted ⁇ arranged wells intermediate channels, which are a mirror image to the channels, but offset by a channel width is formed on a lower surface of the plate. The channels are thus open to the top of the plate and the intermediate channels to Bottom of the plate.
  • what is said for the channels also applies analogously to the intermediate channels. Differences are explicitly noted.
  • the channels have a trapezoidal cross-section.
  • the largest possible surface which is closed by the membrane but open to adjacent plate units, is provided for mass transfer, and, on the other hand, the largest possible support or support surface is ensured for further plate units.
  • a detailed description of a substance exchanger or a substance exchanger package is provided. This is followed by a plurality of stacked plate units and superimposed channels and intermediate channels.
  • the support structure covers as little as possible membrane area and reduces the mass transfer, the inventors keep the bearing surfaces as small as possible, yet large enough to keep the surface pressure due to pressure and weight forces within limits.
  • the inventors propose a trapezoidal channel cross section, which combines both advantages, in particular with respect to the triangular cross sections known on the market.
  • Triangular canals with pointed "plateaus” and equally pointed bottoms offer only small and relatively sharp-edged bearing surfaces which can injure or squeeze the sensitive membrane under a greater pressure load.Thus, the exchanger leaks and poses a hygiene problem Pads on individual dots the size of a needle tip.
  • trapezoidal structure Another advantage of the trapezoidal structure is the construction of a counterflow.
  • the channels of all plates run parallel to each other over long distances. So that the bottoms of an upper plate can rest on the plateaus of a lower plate, it is advantageous if they provide a flat bearing surface. In the known triangular gene channel structures with pointed edges these would slip off each other and the upper plate sink into the lower.
  • the at least one plate is stiffened in at least one direction.
  • the plate is stiffened in two, more preferably three directions. This stiffening can be achieved either by the channel structure or by a corresponding channel profile or channel shape.
  • the at least one channel structure is formed as a fold. By folding, a plurality of channels can be easily introduced into the plate, wherein the fold at the same time causes a stiffening of the plate in a direction along a main flow direction of the channels.
  • the convolution is formed, for example, angular, accordion, sawtooth, trapezoidal and / or wavy. Due to the simple workability of Kunststoffoffoffplatten the channel structure, in particular the folding, can be easily stamped into the plastic plates.
  • Another embodiment provides a channel structure as a pleated structure.
  • the gas flows along the main flow direction through the channels.
  • turbulence generators are incorporated in the flow.
  • boundary layers of the gas are whirled up on the membrane, in particular on the open membrane surfaces, so that improved contact of the gas with the membrane is achieved. ran arises.
  • Standing interfaces are thus advantageously avoided.
  • the at least one channel has a turbulence-generating (n), briefly turbulence-generating, channel shape and / or channel profile. In one embodiment, either a turbulence generating channel shape or a turbulence generating channel profile is provided.
  • a turbulence generating channel shape is formed as an asymmetric and / or nonuniform cross section.
  • an uneven channel course that is to say a channel course with at least one change in direction of the main flow direction, is regarded as a turbulence-producing channel course.
  • the at least one channel thus preferably has at least one turbulence-generating means.
  • only one turbulence generating means, short turbulence generator, per channel is provided.
  • several turbulence generators per channel are provided.
  • the turbulence generators are advantageously arranged uniformly distributed in the channels, in order to achieve the widest possible coverage of the material and heat transfer.
  • turbulence generators for example, the following designs are used: nubs, edges, hills, dimples, spirals, waves, grooves, odd channel shape, in particular zigzag-shaped channel shape and / or sinusoidal channel profile, and the like.
  • the boundary layer of the gas can also be whirled up by a rough or uneven surface of the channel.
  • a deviation of the orientation of the channel from the main flow direction is preferably not more than 20 °, more preferably not more than 10 ° and most preferably approximately 5 °.
  • a zig-zag-shaped channel course also causes a stiffening of the plastic plates transverse to the main flow direction.
  • a rectangular plate is considered with a folded channel structure whose channels have a zigzag-shaped channel profile. The plate is stiffened here mainly by the folding of the channel structure and by the zigzag-shaped channel course.
  • Another preferred embodiment is a hexagonal plate with a folded channel structure, wherein the channels have a zig-zag-shaped channel profile at least in a central region.
  • a membrane is clamped.
  • the membrane is clamped on the top of the plate.
  • the membrane is flat and is supported by the channel structure, in particular the plateaus of the channels, that is to say the bearing surfaces.
  • the membrane is thus at least at one point on the channel structure.
  • the fold is formed such that the membrane rests in many places, so as many support or support points are formed.
  • the membrane For attachment of the membrane to the plate this is connected in one embodiment at least in an outer region of the plate with the plate.
  • the membrane is preferably connected to the plate with at least one outer, channel structure or channel-free region, wherein in each case inflow and outflow openings of the channels advantageously remain free.
  • channel-free regions are formed on at least two opposite sides of the plate along the channels. As illustrated, these regions can be designed as flat surfaces, for example for bonding, or else have a special profiling, in which the membrane can be clamped or mechanically fastened (not shown).
  • the membrane is at least one location with the at least one connected to a channel structure.
  • the membrane is orzug connected to the plateaus of the channels of the channel structure, so that the membrane is just clamped on the plate
  • the membrane is preferably connected by welding, pressing stamping, clamping and / or gluing with the plate.
  • the membrane can be clamped, for example under pretension on the plate and connected to this.
  • the membrane according to the invention is a selectively permeable membrane which is permeable to various substances, for example water vapor, and impermeable to other substances, for example air.
  • a material for the membrane for example, a Sympatex material or other selectively permeable materials are.
  • the membrane or its selective permeability can be selected.
  • the at least one membrane is designed accordingly as a dense membrane.
  • a dense membrane is preferably impermeable to air and permeable to water vapor or only water vapor permeable.
  • the at least one membrane is formed as a porous membrane.
  • a porous membrane is, for example, water and / or water vapor permeable or permeable to certain particles or substances in the gas.
  • the scope of the invention also includes a gas-gas material exchanger for the mass transfer between air flows in buildings, at least comprising a material exchanger of a plurality of parallel arranged fabric exchanger plate units with alternating alternating inlet and outlet openings, through whose channels in each case a first fluid and a second fluid flow side by side, wherein the fabric exchanger plate units are formed as described above, according to the invention Plattenein ⁇ units.
  • a material exchanger with the novel molded plate unit to ensure a more effective temperature and / or humidity compensation even when ge ⁇ rings temperature gradient so that a significant effi- ciency increase in contrast to conventional material exchangers is possible. Consequently, the material exchanger according to the invention is particularly suitable for mass transfer between streams with small differences in temperature, for example air dehumidification and air humidification in buildings.
  • the material exchanger advantageously has a substance exchanger package which is formed from a multiplicity of plate units according to the invention arranged in parallel and stacked one above the other. Through the channels of the plate units, separated by the membranes, alternately flows a first fluid and a second fluid, wherein between the fluids through the membranes in each case the mass transfer takes place.
  • the fluids are preferably gases, in particular air with different parameters, such as temperature, humidity, pressure, constituents and their partial pressures and / or impurities.
  • a plate unit consists of a flat spread membrane and an underlying support structure for the membrane.
  • the membrane fulfills the task of mass transfer.
  • the support structure provides stability to the membrane, keeping it stretched and at a constant distance to an adjacent membrane or plate unit. For this purpose, it is also extensive pronounced with a variety of support elements, preferably in the form of channels, which at the same time provide better flow and material transfer.
  • the stacked disk units are each supported by the underlying disk units.
  • the uniformly distributed support elements ensure the most uniform possible pressure distribution of both the dead weight of the plate units and the flow pressure of the gases.
  • a respective support structure in particular a support surface, is advantageously formed by the channel structures of the plate units for adjacent plate units lying thereon.
  • the disk units are supported only by the channel structures of other disk units without additional support elements.
  • a clip system and / or a frame made of metal or plastic is provided, which secures the stacked plate units against slipping.
  • bonding and sealing agents in addition to clipping and gluing, known methods are used, such as welding, gluing, squeezing, clinching or casting with synthetic resin.
  • the material exchanger can be used to realize both crossflows and countercurrents. Depending on the arrangement of the disk units, in one embodiment at least partially
  • at least partially a countercurrent is formed.
  • adjacent plate units are advantageously arranged in an interlocking manner.
  • entangled means that the main flow directions in adjacent, stacked plate units run differently, in particular not parallel to one another.
  • adjacent plate units are each rotated by 90 ° or 180 °.
  • Rectangular plate units are preferably arranged rotated by 90 °, so that a cross-flow is realized.
  • the membrane of a first disk unit forms an active closure of the channels of this first disk unit.
  • the membrane of a second disk unit disposed thereunder provides a passive closure of the downwardly open intermediate channels between the channels of this first disk unit.
  • An active closing of the channels thus takes place in each case by the membrane spanned on the plate, while a passive closing takes place in each case by the resting of the plate unit on the membrane of another plate unit.
  • Between two membranes flows through the channels and intermediate channels in each case a gas.
  • the channels of adjacent plates intersect. The crossing points of the bottom of the valley with the channel backs (plateaus) form the support points or supporting surfaces.
  • the channels run parallel to each other or, in the zig-zag design, almost parallel to one another.
  • adjacent plate units or their channels and intermediate channels are preferably arranged offset.
  • a region of the membrane which adjoins both a channel and an intermediate channel that is to say between a channel of a plate unit and an intermediate channel of another plate unit, is referred to below as an open membrane surface.
  • an offset of the channels of superposed plate units is provided such that the bottom of a channel is at least partially disposed on the plateau of an underlying channel.
  • Another embodiment of the offset provides that stacked plate units are arranged offset by a channel width to each other.
  • a width of the support surface transverse to the main flow direction is greater than or equal to 1 mm.
  • the open membrane area is greater than or equal to the support surfaces.
  • the invention relates to a building ventilation system for the mass transfer between air flows in buildings, the building ventilation system is arranged in an air flow of the building and is designed as described above, inventive gas-gas material exchanger.
  • the building ventilation system is designed as air conditioning.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a plate in a first embodiment
  • FIG. 1 shows a schematic, fragmentary perspective view of the plate according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of a plate unit
  • FIG. 4 shows a schematic, fragmentary cross-sectional view of the plate unit according to FIG. 3
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of a substance-shear packet with a multiplicity of plate units according to FIG.
  • FIG. 6 shows a schematic, fragmentary cross-sectional view of the substance exchanger according to FIG. 5, FIG.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the main flow directions in the material exchanger packet according to FIG. 5 with crossflow
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of a plate in a further embodiment
  • FIG. 9 shows a schematic perspective view of the plate according to FIG. 8, FIG.
  • FIG. 10 shows a schematic perspective view of a disk unit
  • FIG. 11 shows a schematic perspective view of a mass transfer packet with a plurality of disk units according to FIG. 8, FIG.
  • FIG 12 shows a schematic, fragmentary cross-sectional view of the mass exchanger according to FIG 11,
  • FIG. 13 shows a schematic cross-sectional view of two adjacent plate units according to FIG. 8, FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the main flow directions in the substance exchanger packet according to FIG. 11 with cross / counterflow.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a plate 11 in a first embodiment.
  • the plate 11 is rectangular and made of a plastic, for example by deep drawing.
  • the plate 11 according to the invention comprises a channel structure 12, which is designed as a fold.
  • This folded channel structure 12 forms a plurality of mutually parallel channels 13, through which, in an assembled state, a fluid, for example a gas, flows (see FIG. 5).
  • the channel structure 12 is embossed in the plastic plate 11.
  • the channels 13 each have a recessed bottom and a plateau (see Figure 4). The valley bottoms and the plateaus each form one level.
  • the channels 13 extend in a main flow direction Vi from one side of the plate 11 to an opposite side of the rectangular plate 11.
  • the course of the channels 12 has zigzag deviations or several direction changes from the main direction of flow VI.
  • the zigzag-shaped passageway serves as a turbulence generator, so that when flowing through the channels 13, the formation of standing boundary layers of the gas is prevented and cross flows increase the contact frequency of the gas with the membrane and the mass transfer accelerate.
  • the deviation from the main flow direction is approx. ⁇ 5 ° in the respective duct sections.
  • the plastic plate 11 is stiffened in two three directions.
  • the folding causes a stiffening along the main flow direction VI and the zigzag shape of the channels 13 causes a stiffening transversely to the main flow direction VI as well as vertical to the plate plane.
  • the plate 11 in each case has a channel-free region 15.
  • This area 15 serves to fasten a membrane spanned onto the plate 11 (see FIG. 3).
  • the channel-free regions 15 and the plateaus of the channels 13 lie on one plane.
  • FIG. 1 the substantially flat top of the plate 11 is shown, wherein the bottoms of the channels 13 in the direction of the underside of the plate 11, that is, in the plane, are formed or recessed.
  • FIG. 2 also shows a schematic, fragmentary perspective view of the underside of the plate 11 according to FIG. 1.
  • the embossed and recessed channels 13 can be seen.
  • the channels 13 and intermediate channels 14 are trapezoidal (see Figure 4), with a larger base area is aligned in each case to the membrane.
  • FIG 3 shows a schematic perspective view of a plate unit 10 with the plate 11 according to the embodiment of Figure 1 and a membrane 16.
  • the membrane 16 is disposed on the flat top of the plate 11 and here als- stressed.
  • the membrane 16 is a selectively permeable membrane.
  • the shape of the membrane 16 substantially corresponds to the rectangular shape of the plate 11.
  • the membrane 16 is connected to the plate-free areas 15 with the plate 11, for example, welded. In order to stabilize the membrane 16, this lies flat on the plateaus of the channels of the flat top of the plate 11.
  • the membrane 16 is supported by the channel structure 12, wherein the plateaus form a support surface for the membrane 16 (see Figure 4).
  • FIG. 4 shows a detail of the plate unit 10 of FIG. 3 in a cross-sectional view.
  • the trapezoidal shape of the channels 13 and intermediate channels 14 is shown and on the other hand it is shown how the membrane 16 just rests on the supporting surfaces formed by the channel structure 12.
  • the membrane 16 actively closes the channels 13 of the plate unit 10.
  • the intermediate channels 14 are passively closed by the membrane 16 of a plate unit arranged underneath, when resting on them (see FIG. 6).
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of a fabric exchanger package 20 with a plurality of disk units 10.
  • the disk units 10 correspond to the embodiment of FIG. 3. A detailed description is therefore omitted.
  • the same components are identified by the same reference numerals.
  • the disk units 10 are stacked on each other. Adjacent or superimposed disk units 10 are each rotated by 90 ° to each other, so that the
  • FIG. 6 again shows a fragmentary cross-sectional view of the plate units 10 of the substance exchanger 20 according to FIG. 5.
  • the plate units 10 are each arranged rotated by 90 °, so that the main flow directions of superimposed plate units 10 intersect. Due to the plate units 10, which are rotated by 90 °, the cross sections of the channel structures are shown differently. The channels are alternately cut longitudinally or transversely.
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of the main flow directions Vi and V2 in the material exchanger packet 20 according to FIG. 5.
  • the main flow direction VI is shown as dotted lines and the main flow direction V2 as dashed lines.
  • VI denotes the main flow direction of a first gas in a plate unit
  • V2 denotes the main flow direction of a second gas in an adjacent plate unit 10 rotated by 90 °.
  • the gas streams enter, cross and enter at two adjacent sides of the disk units 10 the other two, adjacent sides of the disk units 10 from these.
  • a cross-flow is realized with 90 ° crossing main flow directions VI and V2.
  • the gas streams already enter the plate units 10 obliquely, so that turbulences are already generated when the gas streams enter the channels.
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of a plate 11 in a further embodiment.
  • the plate 11 is hexagonal, oblong and has a folded channel structure 12, which forms the channels 13 on the upper side and the intermediate channels on the lower side (see FIG. 9).
  • the hexagonal shape of the plate 11 defines three different flow areas, with a first and a third flow area are the same. In the two flow areas I at the beginning and end of the channels 13, the channels 13 are straight. In the intermediate flow region II, the channels 13 extend in a zig-zag shape as in the embodiment of the rectangular plate 11 according to FIG. 1.
  • the main flow direction VI runs along the length of the plate 11, with the inflow and outflow regions of the channels being arranged obliquely opposite one another , Laterally of the channels 13, a channel-free region 15 is in each case formed, on which a membrane with the plate 11 can be connected.
  • FIG. 9 shows a schematic perspective view of the upper side of the plate 11 according to FIG. 8.
  • the intermediate channels 14 are shown, which are arranged between the channels 13 and, unlike the channels 13, are open from the underside.
  • FIG. 10 shows a schematic perspective view of a plate unit 10, wherein the plate 11 of the plate unit 10 corresponds to the hexagonal embodiment of FIG.
  • the membrane 16 is arranged and connected to the channel-free areas with the plate 11, for example, jammed.
  • the membrane 16 is a selectively permeable membrane.
  • the membrane 16 rests on the plateaus of the channels 13 and thus actively closes the channels 13.
  • the intermediate channels 14 are open on the underside and become passive when stacking a plurality of disk units 10 to a fabric exchanger package (see Figure 11) of the membrane 16th an underlying plate unit 10 is closed.
  • FIG. 11 shows a schematic perspective view of a material exchanger package 20 with a multiplicity of plate units 10 according to FIG. 8.
  • superimposed plate units 10 are each rotated by 180 ° relative to one another.
  • the resulting cross / countercurrent flow is shown in FIG. 14 with partially intersecting and oppositely directed main flow directions.
  • FIG. 12 also shows a schematic, fragmentary, cross-sectional view of the mass exchanger 20 according to FIG. 11.
  • a plurality of stacked plate units 10 are shown, wherein the different flow areas I and II can be seen longitudinally or transversely on the basis of the differently cut channel structure.
  • FIG. 13 shows a schematic cross-sectional view of two adjacent plate units 10 according to FIG. 8 in the middle flow region II with counterflow.
  • a first gas (further hatching) flows through the channels 13 and intermediate channels 14 of a first, upper plate unit 10a
  • a second gas (narrower hatching) flows through the channels 13 and intermediate channels 14 of a second plate unit 10b.
  • the gases are separated only by the membrane 16 located between the plate units 10a and 10b, through which a material exchange takes place.
  • the channels 13 are offset such that the bottoms of the channels 13 of the first disk unit 10a are located above the plateaus of the channels 13 of the second disk unit 10b.
  • each intermediate channel 14 is arranged above a channel 13 and vice versa.
  • the open membrane area between the channels 13 and the intermediate channels 14 is thus maximum and corresponds to a channel width b.
  • the bottoms of the upper disk unit 10 are located directly on the plateaus of the lower disk unit 10 and are fully supported by them. The support surface a between the disk units 10 is thus maximum.
  • FIG. 14 also shows a schematic representation of the main flow directions VI and V2 in the substance exchanger packet 20 according to FIG. 11 with cross / countercurrent flow.
  • a cross flow is formed and in the intermediate flow region II a countercurrent with staggered channels.
  • the gas streams also flow obliquely into the disk units 10, to create a slightly turbulent flow already when flowing.

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Abstract

The invention relates to a plate unit (10) for a gas-to-gas matter exchanger, at least comprising at least one plate (11) having at least one channel structure (12), which forms at least one channel (13) for a fluid, wherein the at least one plate (11) is made of a plastic, and at least one selectively matter-permeable membrane (16), which is stretched out on the at least one plate (11). The invention further relates to a gas-to-gas matter exchanger, at least comprising a matter exchanger package (20) comprising a plurality of matter exchanger plate units, which are arranged in parallel and through the channels (13) of which a first fluid and a second fluid flow in alternation, wherein the matter exchanger plate units are designed as plate units (10) according to the invention, and a building ventilation system designed as a gas-to-gas matter exchanger according to the invention.

Description

Beschreibung  description
Platteneinheit, Gas-Gas-Stofftauscher und Gebäudelüftungsanlage Panel unit, gas-gas material exchanger and building ventilation system
Die Erfindung betrifft eine Platteneinheit eines Gas-Gas- Stofftauscher und einen Gas-Gas-Stofftauscher für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden, zumindest aufwei send ein Stofftauscherpaket aus einer Vielzahl von parallel angeordneten Stofftauscherplatteneinheiten, durch deren Kanä le alternierend jeweils ein erstes Fluid und ein zweites Flu id strömt. The invention relates to a plate unit of a gas-gas material exchanger and a gas-gas material exchanger for the mass transfer between air flows in buildings, at least aufwei send a pulp stack of a plurality of parallel fabric exchanger plate units, through which Kanä le alternately a first fluid and a second fluid flows.
Weiter betrifft die Erfindung eine Gebäudelüftungsanlage für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden, wobei die Gebäudelüftungsanlage in einem Luftstrom des Gebäudes an geordnet ist. Furthermore, the invention relates to a building ventilation system for the mass transfer between air flows in buildings, the building ventilation system is arranged in an air flow of the building.
Aus dem Stand der Technik sind Wärme- und Stofftauscher, ins besondere für Ströme aus gasförmigen Medien, bekannt. Hierbe werden zwei unterschiedlich temperierte und/oder feuchte Ströme aneinander vorbeigeführt, sodass ein Temperatur- und/oder Stoffaustausch zwischen diesen Strömen erfolgen kann. Ein effektiver Temperatur- und/oder Stoffaustausch er- folgt bei den herkömmlichen Stofftauschern jedoch nur bei großen Gradienten zwischen den Strömen. Bei Strömen mit geringen Gradienten, wie sie beispielsweise beim Luftaustausch der Außen- und Innenluft zur Gebäudeklimatisierung vorkommen arbeiten die herkömmlichen Stofftauscher ineffektiv. Heat and material exchangers, in particular for streams of gaseous media, are known from the prior art. Hierbe two different tempered and / or humid streams are passed past each other, so that a temperature and / or mass transfer can take place between these streams. However, in the case of conventional substance exchangers, effective temperature and / or substance exchange takes place only with large gradients between the flows. For streams with low gradients, as they occur, for example, in the air exchange of the outside and inside air for air conditioning buildings, the conventional material exchangers work ineffective.
Aus der Druckschrift DE 10 2012 008 197 ist ein Austauschsys tem zum Austausch von Stoffen zwischen zwei Fluiden bekannt, mit einem ersten Fluid, welches durch einen durchströmbaren Raum strömt, und einem zweiten Fluid, welches durch ein Ka- nallabyrinth strömt, wobei das Kanallabyrinth aus einer permeablen Membran und einem Membrangegenstück gebildet wird. Das durchströmbare Kanallabyrinth weist dabei eine Form auf, welche eine möglichst langsame und nicht-turbulente Strömung des Fluids ermöglicht. From document DE 10 2012 008 197 an exchange system is known for the exchange of substances between two fluids, with a first fluid flowing through a space which can be flowed through and a second fluid flowing through a channel labyrinth, the channel labyrinth emerging from a permeable membrane and a membrane counterpart is formed. The flowable channel labyrinth has a shape that allows the slowest possible and non-turbulent flow of the fluid.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Weiter beschreibt die DE 19 64 635 A einen Stofftauscher zum Austausch zwischen mindestens zwei Flüssigkeitsströmen, bei dem die Flüssigkeiten durch mehrere, voneinander getrennte Räume strömen. Gemäß dieser Druckschrift erfolgt die Trennung der Flüssigkeitsströme beziehungsweise der Räume unter anderem mittels einer Membran. CONFIRMATION COPY Further, DE 19 64 635 A describes a material exchanger for exchange between at least two liquid streams, in which the liquids flow through a plurality of separate spaces. According to this document, the separation of the liquid streams or the spaces takes place inter alia by means of a membrane.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung einen Gas-Gas- Stofftauscher sowie eine Platteneinheit für einen Gas-Gas- Stofftauscher zu schaffen, mittels derer auch bei geringen Temperaturgradienten zwischen den Strömen ein effektiver Austausch beziehungsweise ein effektives Angleichen der Parameter der Ströme gewährleistet ist. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Gebäudelüftungsanlage hierfür bereitzustellen . It is therefore an object of the invention to provide a gas-gas material exchanger and a plate unit for a gas-gas material exchanger, by means of which an effective exchange or an effective matching of the parameters of the currents is ensured even at low temperature gradients between the streams. It is a further object of the invention to provide a building ventilation system therefor.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche. This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of the subordinate claims.
Die Erfinder haben erkannt, dass ein Gas-Gas-Stofftauscher mit einer neuartig geformten Platteneinheit auch bei geringen Temperaturgradienten einen effektiveren Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsausgleich gewährleistet. Hierzu umfassen die Platteneinheiten jeweils eine aus einem Kunststoff gefertigte, gefaltete Platte mit einer Kanalstruktur, welche eine Vielzahl von parallel verlaufenden Kanälen ausbildet. Auf die gefaltete Platte ist eine selektiv stoffdurchlässige Membran aufgespannt. Die Membran selbst ist eben, das heißt nicht gefaltet, und wird von der Kanalstruktur der Platte abgestützt. Unter dem Begriff „selektiv stoffdurchlässig" wird im Rahmen dieser Erfindung eine Membran verstanden, welche für bestimmte Stoffe durchlässig und für andere Stoffe undurchlässig ist. Beispielsweise ist eine selektiv stoffdurchlässige Membran wasserdampfdurchlässig und luftundurchlässig. The inventors have recognized that a gas-gas-material exchanger with a novel shaped plate unit ensures a more effective temperature and / or moisture balance even at low temperature gradients. For this purpose, the plate units each comprise a made of a plastic, folded plate with a channel structure, which forms a plurality of parallel channels. On the folded plate a selectively permeable membrane is stretched. The membrane itself is flat, that is not folded, and is supported by the channel structure of the plate. For the purposes of the present invention, the term "selectively permeable to substance" means a membrane which is permeable to certain substances and impermeable to other substances.
Die Kanäle sind so geformt, dass ein hindurchfließendes Fluid, beispielsweise ein Gas, an seinen Grenzschichten eine leichte Verwirbelung erfährt, sodass nahezu keine stehenden Grenzschichten an der Membran ausgebildet werden. In den Kanälen herrschen also Turbulenzen mit Querströmungen. Dadurch ist ein besserer Kontakt zwischen dem Gas und der Membran und somit ein effektiverer Austausch gewährleistet. Die Turbulenzen in der Strömung werden beispielsweise durch einen entsprechenden Kanalverlauf und/oder eine entsprechende Kanalform erreicht. Beispielsweise ist der Kanalverlauf zick-zack- förmig. The channels are shaped so that a fluid flowing through, for example a gas, at its boundary layers a experiences slight turbulence, so that almost no standing boundary layers are formed on the membrane. In the channels therefore turbulence prevail with cross flows. This ensures a better contact between the gas and the membrane and thus a more effective exchange. The turbulences in the flow are achieved, for example, by a corresponding channel course and / or a corresponding channel shape. For example, the channel course is zigzag.
Durch die Faltung der Platte und einen gewinkelten Kanalverlauf wird die Platte in verschiedene Richtungen versteift. Hierdurch wird die Eigensteifigkeit der Kunststoffplatten im Vergleich zu den herkömmlich verwendeten geradlinigen Faltungen (meist Aluplatten) erhöht. Zudem bilden die Faltungen Auflageflächen beziehungsweise eine Stützstruktur für benachbarte, aufeinander gestapelte Platteneinheiten in einem Due to the folding of the plate and an angled channel course, the plate is stiffened in different directions. As a result, the inherent rigidity of the plastic plates in comparison to the conventionally used rectilinear folds (usually aluminum plates) is increased. In addition, the folds form bearing surfaces or a support structure for adjacent, stacked disk units in one
Stofftauscher . Der eigengewicht-bedingte Druck auf die Platteneinheiten wird so gleichmäßig verteilt. Zudem können die Kanäle übereinanderliegender, benachbarter Platteneinheiten teilweise versetzt zueinander angeordnet werden, sodass hierdurch eine größere Auflage- beziehungsweise Stützfläche entsteht. Dies kann beispielsweise auch durch einen trapezförmigen Querschnitt der Kanäle erreicht werden, welcher sowohl große Stützflächen als auch große offene Membranflächen ermöglicht. Substance exchanger. The self-weight pressure on the disk units is distributed evenly. In addition, the channels of adjacent, adjacent plate units can be arranged partially offset from one another, so that in this way a larger support or support surface is formed. This can be achieved for example by a trapezoidal cross-section of the channels, which allows both large support surfaces and large open membrane surfaces.
Weiterhin können übereinanderliegende Platteneinheiten jeweils gegeneinander verschränkt angeordnet werden, beispielsweise um 90° oder 180° verdreht. Hierdurch lassen sich sowohl Kreuz- als auch Gegenströme realisieren. Durch die zu einem Stofftauscherpaket gestapelten Platteneinheiten mit alternierend wechselnder Kanalführung fließen jeweils ein erstes Fluid (in jeder ersten Platte) und ein zweites Fluid (in jeder zweiten Platte) , deren Hauptströmungsrichtungen entsprechend der Anordnung der Platteneinheiten im Kreuz- und/oder Gegenstrom ausgerichtet sind. Dabei werden die Fluide jeweils lediglich durch eine Membran voneinander getrennt. Demgemäß schlagen die Erfinder eine Platteneinheit eines Gas- Gas-Stofftauscher für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden, zumindest aufweisend mindestens eine Platte mit mindestens einer Kanalstruktur, welche mindestens einen Kanal für ein Fluid ausbildet, wobei die mindestens eine Platte aus einem Kunststoff gefertigt ist, und mindestens eine selektiv stoffdurchlässige Membran, die auf der mindestens einen Platte aufgespannt ist, vor. Die Platteneinheit umfasst vorteil¬ hafterweise genau eine Platte. Die Platte ist in einer Aus- führungsform eckig, beispielsweise viereckig, insbesondere rechteckig oder quadratisch, oder mehreckig, beispielsweise sechseckig, ausgebildet. Andere Formen der Platte sind in anderen Ausführungsformen möglich. Dabei ist die Platte einteilig oder mehrteilig ausgeführt. Weiterhin ist die Platte er- - findungsgemäß aus einem Kunststoff hergestellt. Ein derartiges Material bietet neben einer Gewichtsersparnis zudem den Vorteil, dass die Platten mit einfachen bekannten Verfahren, wie Thermoformen, insbesondere Tiefziehen, Blasverfahren und/oder Spritzgießen, hergestellt und bearbeitet werden kön- nen. Zudem ist Kunststoff korrosionsbeständig gegenüber den meisten aggressiven Medien, sodass auf aufwendige Beschich- tungen verzichtet werden kann. Furthermore, superimposed disk units can each be arranged folded against each other, for example, rotated by 90 ° or 180 °. As a result, both cross and counter currents can be realized. Each of the plate units alternately changing the channel guide stacked to form a mass transfer stack is provided with a first fluid (in each first plate) and a second fluid (in each second plate) whose main flow directions are oriented in a cocurrent and / or countercurrent manner according to the arrangement of the plate units. The fluids are separated from each other only by a membrane. Accordingly, the inventors propose a plate unit of a gas-gas substance exchanger for the mass transfer between air streams in buildings, comprising at least one plate with at least one channel structure which forms at least one channel for a fluid, wherein the at least one plate is made of a plastic, and at least one selectively permeable membrane spanned on the at least one plate. The disk unit comprises exactly beneficial ¬ way legally a plate. In one embodiment, the plate is angular, for example quadrangular, in particular rectangular or square, or polygonal, for example hexagonal. Other forms of the plate are possible in other embodiments. The plate is made in one piece or in several parts. Furthermore, the plate is inventively - made of a plastic. In addition to a weight saving, such a material offers the advantage that the plates can be produced and processed by simple known methods, such as thermoforming, in particular thermoforming, blow molding and / or injection molding. In addition, plastic is corrosion-resistant to most aggressive media, so that expensive coatings can be dispensed with.
In der Platte ist mindestens eine Kanalstruktur ausgebildet, welche eine Vielzahl von Kanälen für ein erstes Fluid, zumIn the plate, at least one channel structure is formed, which has a plurality of channels for a first fluid, for
Beispiel ein Gas, ausbildet. Vorteilhafterweise ist je Platte genau eine Kanalstruktur ausgebildet. Die Kanäle der Kanal¬ struktur verlaufen bevorzugt parallel zueinander. Vorteilhafterweise sind die Kanäle als Vertiefungen in einer Oberseite der Platte ausgebildet. Entsprechend weisen die Kanäle eine tiefergelegene Talsohle und ein höhergelegenes Pla¬ teau auf. Vorteilhafterweise bilden die Plateaus der Platte und die Talsohlen der Platte jeweils eine tiefere beziehungs- weise eine höhere Ebene aus. Zwischen den Kanälen sind je¬ weils Zwischenkanäle angeordnet, welche spiegelbildlich zu den Kanälen, jedoch um eine Kanalbreite versetzt, auf einer Unterseite der Platte ausgebildet sind. Die Kanäle sind also zur Oberseite der Platte hin offen und die Zwischenkanäle zur Unterseite der Platte hin. Im Folgenden gilt das für die Kanäle Gesagte analog auch für die Zwischenkanäle. Auf Unterschiede wird explizit hingewiesen. Example a gas trains. Advantageously, exactly one channel structure is formed per plate. The channels of the channel ¬ structure are preferably parallel to each other. Advantageously, the channels are formed as depressions in an upper side of the plate. Accordingly, the channels have a deeper trough and a higher ground Pla ¬ teau. Advantageously, the plateaus of the plate and the bottoms of the plate each form a deeper or a higher level. Between the channels are sorted ¬ arranged weils intermediate channels, which are a mirror image to the channels, but offset by a channel width is formed on a lower surface of the plate. The channels are thus open to the top of the plate and the intermediate channels to Bottom of the plate. In the following, what is said for the channels also applies analogously to the intermediate channels. Differences are explicitly noted.
In einer Ausführungsform weisen die Kanäle einen trapezförmigen Querschnitt auf. Vorteilhafterweise wird somit zum einen eine möglichst große, durch die Membran verschlossene, jedoch zu benachbarten Platteneinheiten offene Fläche zum Stoffaustausch bereitgestellt, und zum anderen wird eine möglichst große Auflage- beziehungsweise Stützfläche für weitere Platteneinheiten gewährleistet .—Eine detaillierte Beschreibung eines Stofftauschers beziehungsweise eines Stofftauscherpake- tes mit einer Vielzahl von aufeinander gestapelten Platteneinheiten und aufeinanderliegenden Kanälen und Zwischenkanälen folgt. In one embodiment, the channels have a trapezoidal cross-section. Advantageously, on the one hand, the largest possible surface, which is closed by the membrane but open to adjacent plate units, is provided for mass transfer, and, on the other hand, the largest possible support or support surface is ensured for further plate units. A detailed description of a substance exchanger or a substance exchanger package is provided. This is followed by a plurality of stacked plate units and superimposed channels and intermediate channels.
Damit die Stützstruktur möglichst wenig Membranfläche verdeckt und den Stofftransport verringert halten die Erfinder die Auflageflächen möglichst klein, aber doch groß genug um den Flächendruck aufgrund von Druck- und Gewichtskräfte in Grenzen zu halten. So that the support structure covers as little as possible membrane area and reduces the mass transfer, the inventors keep the bearing surfaces as small as possible, yet large enough to keep the surface pressure due to pressure and weight forces within limits.
Dazu schlagen die Erfinder einen trapezförmigen Kanalquerschnitt vor, der beide Vorteile vereint, insbesondere gegenüber den auf dem Markt bekannten dreiecksförmigen Querschnitten. Dreieckförmige Kanäle mit spitzen „Plateaus" und ebenso spitzen Talsohlen bieten nur geringe und relativ scharfkantige Auflageflächen die bei einer größeren Druckbelastung die empfindliche Membran verletzen oder abquetschen können. Damit wird der Tauscher undicht und stellt ein Hygieneproblem dar. Gerade bei sich kreuzenden Kanälen reduzieren sich die Auflageflächen auf einzelne Punkte in der Größe einer Nadelspitze. For this purpose, the inventors propose a trapezoidal channel cross section, which combines both advantages, in particular with respect to the triangular cross sections known on the market. Triangular canals with pointed "plateaus" and equally pointed bottoms offer only small and relatively sharp-edged bearing surfaces which can injure or squeeze the sensitive membrane under a greater pressure load.Thus, the exchanger leaks and poses a hygiene problem Pads on individual dots the size of a needle tip.
Ein weiterer Vorteil der trapezförmigen Struktur liegt beim Aufbau eines Gegenströmers . Hier verlaufen die Kanäle aller Platten über längere Strecken parallel zueinander. Damit die Talsohlen einer oberen Platte auf den Plateaus einer unteren Platte aufliegen können, ist es vorteilhaft, wenn diese eine flache Auflagefläche bieten. Bei den bekannten dreieckförmi- gen Kanalstrukturen mit spitzen Auflagekanten würden diese aneinander abrutschen und die obere Platte in die untere einsacken. Another advantage of the trapezoidal structure is the construction of a counterflow. Here, the channels of all plates run parallel to each other over long distances. So that the bottoms of an upper plate can rest on the plateaus of a lower plate, it is advantageous if they provide a flat bearing surface. In the known triangular gene channel structures with pointed edges these would slip off each other and the upper plate sink into the lower.
Diese Abrutschgefahr kann zusätzlich durch den leicht zick- zack-förmigen Kanalverlauf verhindert werden. Die oberen und unteren Kanäle zweier Platten kreuzen sich dadurch und machen ein Einsacken unmöglich. Bei dreieckförmigen Kanalquerschnitten würden hier aber punktförmige Auflageflächen entstehen und die empfindliche Membran läuft Gefahr abgequetscht zu werden, womit der Tauscher seine Dichtigkeit verliert. Bei der erfindungsgemäß gewählten Trapezform sind die Auflagenflächen größer und die Quetschgefahr beseitigt. This risk of slipping can be additionally prevented by the slightly zigzag-shaped channel course. The upper and lower channels of two plates cross each other and make a sinking impossible. In the case of triangular channel cross-sections, punctiform bearing surfaces would arise here, however, and the sensitive membrane runs the risk of being squeezed off, as a result of which the exchanger loses its tightness. In the trapezoidal shape chosen according to the invention, the support surfaces are larger and eliminates the danger of crushing.
Bevorzugt ist die mindestens eine Platte in mindestens einer Richtung versteift ausgebildet. Bevorzugt ist die Platte in zwei, noch besser drei Richtungen versteift. Diese Versteifung kann entweder durch die Kanalstruktur oder durch eine(n) entsprechende (n) Kanalverlauf beziehungsweise Känalform erreicht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Kanalstruktur als Faltung ausgebildet. Durch die Faltung lassen sich auf einfache Weise eine Vielzahl von Kanälen in die Platte einbringen, wobei die Faltung gleichzeitig eine Versteifung der Platte in eine Richtung längs zu einer Hauptströmungsrichtung der Kanäle bewirkt. Die Faltung ist beispielsweise eckig-, Ziehharmonika-, sägezahn-, trapez- und/oder wellenförmig ausgebildet. Aufgrund der einfachen Be- arbeitbarkeit der KunstStoffplatten kann die Kanalstruktur, insbesondere die Faltung, einfach in die Kunststoffplatten eingeprägt werden. Eine weitere Ausführungsform sieht eine Kanalstruktur als Plisseestruktur vor. Preferably, the at least one plate is stiffened in at least one direction. Preferably, the plate is stiffened in two, more preferably three directions. This stiffening can be achieved either by the channel structure or by a corresponding channel profile or channel shape. In a preferred embodiment, the at least one channel structure is formed as a fold. By folding, a plurality of channels can be easily introduced into the plate, wherein the fold at the same time causes a stiffening of the plate in a direction along a main flow direction of the channels. The convolution is formed, for example, angular, accordion, sawtooth, trapezoidal and / or wavy. Due to the simple workability of Kunstoffoffplatten the channel structure, in particular the folding, can be easily stamped into the plastic plates. Another embodiment provides a channel structure as a pleated structure.
In den Platten strömt das Gas entlang der HauptStrömungsrichtung durch die Kanäle. Um einen möglichst effektiven Stoffaustausch zwischen den Gasströmen in benachbarten Platten zu ermöglichen, sind in die Strömung Turbulenzerzeuger eingebaut. Hierdurch werden Grenzschichten des Gases an der Membran, insbesondere an den offenen Membranflächen, aufgewirbelt, sodass ein verbesserter Kontakt des Gases zu der Memb- ran entsteht. Stehende Grenzflächen werden folglich vorteilhafterweise vermieden. Entsprechend weist der mindestens eine Kanal eine (n) in der Strömung Turbulenzen erzeugende (n) , kurz turbulenzerzeugende, Kanalform und/oder Kanalverlauf auf. In einer Ausführungsform ist entweder eine turbulenzerzeugende Kanalform oder ein turbulenzerzeugender Kanalverlauf vorgesehen. Eine andere Ausführungsform sieht sowohl eine turbulenzerzeugende Kanalform als auch einen turbulenzerzeugenden Kanalverlauf vor. Eine turbulenzerzeugende Kanalform ist beispielsweise als ein asymmetrischer und/oder ungleichmäßiger Querschnitt ausgebildet. Als turbulenzerzeugender Kanalverlauf wird beispielsweise ein ungerader Kanalverlauf, das heißt ein Kanalverlauf mit mindestens einer Richtungsänderung der Hauptströmungsrichtung, angesehen. Vorzugsweise weist der mindestens eine Kanal somit mindestens ein turbulenzerzeugendes Mittel auf. Beispielsweise ist nur ein turbulenzerzeugendes Mittel, kurz Turbulenzerzeuger, je Kanal vorgesehen. Vorteilhafterweise sind mehrere Turbulenzerzeuger je Kanal vorgesehen . In the plates, the gas flows along the main flow direction through the channels. In order to allow a most effective mass transfer between the gas streams in adjacent plates, turbulence generators are incorporated in the flow. As a result, boundary layers of the gas are whirled up on the membrane, in particular on the open membrane surfaces, so that improved contact of the gas with the membrane is achieved. ran arises. Standing interfaces are thus advantageously avoided. Accordingly, the at least one channel has a turbulence-generating (n), briefly turbulence-generating, channel shape and / or channel profile. In one embodiment, either a turbulence generating channel shape or a turbulence generating channel profile is provided. Another embodiment provides both a turbulence generating channel shape and a turbulence generating channel profile. For example, a turbulence generating channel shape is formed as an asymmetric and / or nonuniform cross section. By way of example, an uneven channel course, that is to say a channel course with at least one change in direction of the main flow direction, is regarded as a turbulence-producing channel course. The at least one channel thus preferably has at least one turbulence-generating means. For example, only one turbulence generating means, short turbulence generator, per channel is provided. Advantageously, several turbulence generators per channel are provided.
Die Turbulenzerzeuger sind vorteilhafterweise gleichmäßig verteilt in den Kanälen angeordnet, um eine möglichst flächendeckende Verbesserung der Stoff- und Wärmeübertragung zu erlangen. Als Turbulenzerzeuger werden beispielsweise die folgenden Ausführungen eingesetzt: Noppen, Kanten, Schanzen, Dimples, Spiralen, Wellen, Rillen, ungerader Kanalverlauf, insbesondere zick-zack-förmiger Kanalverlauf und/oder sinusförmiger Kanalverlauf, und dergleichen. Insbesondere kann di Grenzschicht des Gases auch durch eine raue oder unebene Oberfläche des Kanals aufgewirbelt werden. In einer Ausführungsform mit einem zick-zack-förmigen Kanalverlauf als Turbulenzerzeuger beträgt eine Abweichung der Ausrichtung des Kanals von der Hauptströmungsrichtung bevorzugt maximal 20°, weiter bevorzugt maximal 10° und am meisten bevorzugt ca. 5° Ein zick-zack-förmiger Kanalverlauf bewirkt zudem eine Versteifung der Kunststoff-Platten quer zur Hauptströmungsrichtung . Als eine besonders bevorzugte Ausführungsform wird eine rechteckige Platte mit einer gefalteten Kanalstruktur angesehen, deren Kanäle einen zick-zack-förmigen Kanalverlauf aufweisen. Die Platte ist hierbei vor allem durch die Faltung der Kanalstruktur und durch den zick-zack-förmigen Kanalverlauf versteift. The turbulence generators are advantageously arranged uniformly distributed in the channels, in order to achieve the widest possible coverage of the material and heat transfer. As turbulence generators, for example, the following designs are used: nubs, edges, hills, dimples, spirals, waves, grooves, odd channel shape, in particular zigzag-shaped channel shape and / or sinusoidal channel profile, and the like. In particular, the boundary layer of the gas can also be whirled up by a rough or uneven surface of the channel. In an embodiment with a zigzag-shaped channel profile as a turbulence generator, a deviation of the orientation of the channel from the main flow direction is preferably not more than 20 °, more preferably not more than 10 ° and most preferably approximately 5 °. A zig-zag-shaped channel course also causes a stiffening of the plastic plates transverse to the main flow direction. As a particularly preferred embodiment, a rectangular plate is considered with a folded channel structure whose channels have a zigzag-shaped channel profile. The plate is stiffened here mainly by the folding of the channel structure and by the zigzag-shaped channel course.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform stellt eine sechseckige Platte mit einer gefalteten Kanalstruktur dar, wobei die Kanäle zumindest in einem mittleren Bereich einen zick-zack- förmigen Kanalverlauf aufweisen. Another preferred embodiment is a hexagonal plate with a folded channel structure, wherein the channels have a zig-zag-shaped channel profile at least in a central region.
Auf der Platte ist erfindungsgemäß eine Membran aufgespannt. Bevorzugt ist die Membran auf der Oberseite der Platte aufgespannt. Die Membran ist hierbei eben und wird von der Kanalstruktur, insbesondere den Plateaus der Kanäle, also den Auflageflächen, abgestützt. Dabei liegt die Membran folglich an mindestens einer Stelle auf der Kanalstruktur auf. Bevorzugt ist die Faltung derart ausgebildet, dass die Membran an vielen Stellen aufliegt, also möglichst viele Auflage- beziehungsweise Stützpunkte ausgebildet werden. Hierdurch kann eine elastische, dünne und empfindliche Membran ausreichend unterstützt werden, um dem Innendruck des durch die Kanäle strömenden Gases standzuhalten. On the plate according to the invention a membrane is clamped. Preferably, the membrane is clamped on the top of the plate. The membrane is flat and is supported by the channel structure, in particular the plateaus of the channels, that is to say the bearing surfaces. The membrane is thus at least at one point on the channel structure. Preferably, the fold is formed such that the membrane rests in many places, so as many support or support points are formed. As a result, an elastic, thin and sensitive membrane can be sufficiently supported to withstand the internal pressure of the gas flowing through the channels.
Zur Befestigung der Membran an der Platte ist diese in einer Ausführungsform zumindest in einem äußeren Bereich der Platte mit der Platte verbunden. Hierbei ist die Membran bevorzugt mit mindestens einem äußeren, kanalstruktur- beziehungsweise kanalfreien Bereich mit der Platte verbunden, wobei jeweils Einström- und Ausströmöffnungen der Kanäle vorteilhafterweise freibleiben. Vorzugsweise sind auf mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten der Platte, längs der Kanäle jeweils kanalfreie Bereiche ausgebildet. Diese Bereiche können wie abgebildet als ebene Flächen beispielsweise fürs Kleben ausgebildet sein oder auch eine spezielle Profilierung aufweisen, in der die Membran eingeklemmt oder mechanisch befestigt werden kann (ohne Abbildung) . In einer anderen Ausführungsform ist die Membran an mindestens einer Stelle mit der mindestens ei- nen Kanalstruktur verbunden. Hierbei ist die Membran orzug weise mit den Plateaus der Kanäle der Kanalstruktur verbunden, sodass die Membran eben auf der Platte aufgespannt ist Dabei ist die Membran vorzugsweise durch Schweißen, Pressen Prägen, Klemmen und/oder Kleben mit der Platte verbunden. Weiterhin kann die Membran beispielsweise unter Vorspannung auf die Platte aufgespannt und mit dieser verbunden werden. For attachment of the membrane to the plate this is connected in one embodiment at least in an outer region of the plate with the plate. In this case, the membrane is preferably connected to the plate with at least one outer, channel structure or channel-free region, wherein in each case inflow and outflow openings of the channels advantageously remain free. Preferably, channel-free regions are formed on at least two opposite sides of the plate along the channels. As illustrated, these regions can be designed as flat surfaces, for example for bonding, or else have a special profiling, in which the membrane can be clamped or mechanically fastened (not shown). In another embodiment, the membrane is at least one location with the at least one connected to a channel structure. Here, the membrane is orzug connected to the plateaus of the channels of the channel structure, so that the membrane is just clamped on the plate Here, the membrane is preferably connected by welding, pressing stamping, clamping and / or gluing with the plate. Furthermore, the membrane can be clamped, for example under pretension on the plate and connected to this.
Bei der Membran handelt es sich erfindungsgemäß um eine selektiv Stoffdurchlässige Membran, welche für verschiedene Stoffe, zum Beispiel Wasserdampf, durchlässig ist und für andere Stoffe, zum Beispiel Luft, undurchlässig ist. Als Material für die Membran eignen sich beispielsweise ein Sympatex- Material oder andere selektiv stoffdurchlässige Materialien. In Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsbereiches des Stoff- tauschers, beispielsweise zum Entfeuchten der Abluft eines Gebäudes oder zur Abluftreinigung, kann die Membran beziehungsweise deren selektive Stoffdurchlässigkeit ausgewählt werden. In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Membran entsprechend als dichte Membran ausgebildet. Eine dichte Membran ist bevorzugt luftundurchlässig und wasserdampfdurchlässig oder nur wasserdampfdurchlässig. In einer anderen Ausführungsform ist die mindestens eine Membran als poröse Membran ausgebildet. Eine poröse Membran ist beispielsweise wasser- und/oder wasserdampfdurchlässig oder durchlässig für bestimmte Partikel oder Stoffe in dem Gas. The membrane according to the invention is a selectively permeable membrane which is permeable to various substances, for example water vapor, and impermeable to other substances, for example air. As a material for the membrane, for example, a Sympatex material or other selectively permeable materials are. Depending on the respective field of application of the substance exchanger, for example for dehumidifying the exhaust air of a building or for exhaust air purification, the membrane or its selective permeability can be selected. In one embodiment, the at least one membrane is designed accordingly as a dense membrane. A dense membrane is preferably impermeable to air and permeable to water vapor or only water vapor permeable. In another embodiment, the at least one membrane is formed as a porous membrane. A porous membrane is, for example, water and / or water vapor permeable or permeable to certain particles or substances in the gas.
Zum Rahmen der Erfindung zählt auch ein Gas-Gas-Stofftauscher für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden, zumindest aufweisend ein Stofftauscherpaket aus einer Vielzahl von parallel angeordneten Stofftauscherplatteneinheiten mit alternierend wechselnden Ein- und Ausströmöffnungen, durch deren Kanäle jeweils ein erstes Fluid und ein zweites Fluid nebeneinander strömen, wobei die Stofftauscherplatteneinheiten als vorstehend beschriebene, erfindungsgemäße Plattenein¬ heiten ausgebildet sind. Ein derartiger Stofftauscher mit der neuartig geformten Platteneinheit gewährleistet auch bei ge¬ ringen Temperaturgradienten einen effektiveren Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsausgleich, sodass eine deutliche Effi- zienzsteigerung im Gegensatz zu herkömmlichen Stofftauschern möglich ist. Folglich eignet sich der erfindungsgemäße Stoff- tauscher besonders für den Stoffaustausch zwischen Strömen mit geringen Temperaturunterschieden, beispielsweise der Luftentfeuchtung und Luft-Befeuchtung in Gebäuden. The scope of the invention also includes a gas-gas material exchanger for the mass transfer between air flows in buildings, at least comprising a material exchanger of a plurality of parallel arranged fabric exchanger plate units with alternating alternating inlet and outlet openings, through whose channels in each case a first fluid and a second fluid flow side by side, wherein the fabric exchanger plate units are formed as described above, according to the invention Plattenein ¬ units. Such a material exchanger with the novel molded plate unit to ensure a more effective temperature and / or humidity compensation even when ge ¬ rings temperature gradient so that a significant effi- ciency increase in contrast to conventional material exchangers is possible. Consequently, the material exchanger according to the invention is particularly suitable for mass transfer between streams with small differences in temperature, for example air dehumidification and air humidification in buildings.
Der Stofftauscher weist vorteilhafterweise ein Stofftauscher- paket auf, welches aus einer Vielzahl von parallel angeordneten, übereinandergestapelten erfindungsgemäßen Platteneinheiten ausgebildet ist. Durch die Kanäle der Platteneinheiten, getrennt durch die Membranen, strömt jeweils abwechselnd ein erstes Fluid und ein zweites Fluid, wobei zwischen den Fluiden durch die Membranen jeweils der Stoffaustausch stattfindet. Bei den Fluiden handelt es sich bevorzugt um Gase, insbesondere um Luft mit unterschiedlichen Parametern, wie Temperatur, Feuchte, Druck, Bestandteile und deren Partialdrücke und/oder Verunreinigungen. The material exchanger advantageously has a substance exchanger package which is formed from a multiplicity of plate units according to the invention arranged in parallel and stacked one above the other. Through the channels of the plate units, separated by the membranes, alternately flows a first fluid and a second fluid, wherein between the fluids through the membranes in each case the mass transfer takes place. The fluids are preferably gases, in particular air with different parameters, such as temperature, humidity, pressure, constituents and their partial pressures and / or impurities.
Eine Platteneinheit besteht aus einer flach ausgebreiteten Membran und einer darunter liegenden Stütz- bzw. Trägerstruktur für die Membran. Die Membran erfüllt die Aufgabe des Stoffaustausches . Die Stützstruktur gibt der Membran die Stabilität, hält diese gestreckt und auf konstantem Abstand zu einer benachbarten Membran bzw. Platteneinheit. Dazu ist sie ebenfalls flächig ausgeprägt mit einer Vielzahl von Stützelementen, bevorzugt in Form von Kanälen, die gleichzeitig für eine bessere Durchflutung und StoffÜbertragung sorgen. A plate unit consists of a flat spread membrane and an underlying support structure for the membrane. The membrane fulfills the task of mass transfer. The support structure provides stability to the membrane, keeping it stretched and at a constant distance to an adjacent membrane or plate unit. For this purpose, it is also extensive pronounced with a variety of support elements, preferably in the form of channels, which at the same time provide better flow and material transfer.
Die aufeinandergestapelten Platteneinheiten werden jeweils von den darunterliegenden Platteneinheiten abgestützt. Die gleichmäßig verteilten Stützelemente (Kanalrücken) sorgen für eine möglichst gleichmäßige Druckverteilung sowohl des Eigengewichts der Platteneinheiten als auch des Strömungsdruckes der Gase. Entsprechend wird vorteilhafterweise von den Kanalstrukturen der Platteneinheiten jeweils eine Stützstruktur, insbesondere eine Stützfläche, für benachbarte, darauf liegende Platteneinheiten ausgebildet. Bevorzugt werden die Platteneinheiten lediglich durch die Kanalstrukturen anderer Platteneinheiten abgestützt ohne zusätzliche Stützelemente. In einer Ausführungsform sind ein Klippsystem und/oder ein Rahmen aus Metall oder Kunststoff vorgesehen, welches die gestapelten Platteneinheiten gegen ein Verrutschen sichert. Als Verbindungs- und Dichtmittel kommen neben Klipsen und Kleben bekannte Verfahren zum Einsatz wie zum Beispiel Schweißen, Kleben, Quetschen, Clinchen oder Vergießen mit Kunstharz. The stacked disk units are each supported by the underlying disk units. The uniformly distributed support elements (channel back) ensure the most uniform possible pressure distribution of both the dead weight of the plate units and the flow pressure of the gases. Accordingly, a respective support structure, in particular a support surface, is advantageously formed by the channel structures of the plate units for adjacent plate units lying thereon. Preferably, the disk units are supported only by the channel structures of other disk units without additional support elements. In one embodiment, a clip system and / or a frame made of metal or plastic is provided, which secures the stacked plate units against slipping. As bonding and sealing agents, in addition to clipping and gluing, known methods are used, such as welding, gluing, squeezing, clinching or casting with synthetic resin.
Mit dem Stofftauscher lassen sich sowohl Querströme als auch Gegenströme realisieren. Je nach Anordnung der Platteneinhei- ten ist in einer Ausführungsform zumindest teilweise einThe material exchanger can be used to realize both crossflows and countercurrents. Depending on the arrangement of the disk units, in one embodiment at least partially
Kreuzstrom ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform ist zumindest teilweise ein Gegenstrom ausgebildet. Hierzu sind benachbarte Platteneinheiten vorteilhafterweise jeweils zueinander verschränkt angeordnet. Verschränkt bedeutet hier- bei, dass die Hauptströmungsrichtungen in benachbarten, übereinander liegenden Platteneinheiten unterschiedlich, insbesondere nicht parallel zueinander, verlaufen. Vorzugsweise sind benachbarte Platteneinheiten jeweils um 90° oder 180° verdreht angeordnet. Rechteckige Platteneinheiten sind bevor- zugt jeweils um 90° verdreht angeordnet, sodass ein Kreuzstrom realisiert wird. Eine detaillierte Beschreibung der jeweiligen Hauptströmungsrichtung im Kreuz- oder Gegenstrom bei unterschiedlichen Ausführungsformen der Platteneinheiten folgt bei der Beschreibung der Figuren. Es liegt selbstver- ständlich im Rahmen der Erfindung die Platteneinheiten jeweils um ein Vielfaches der angegebenen Winkelzahlen zu verdrehen, um den angegebenen Effekt zu erreichen. Cross-flow formed. In another embodiment, at least partially a countercurrent is formed. For this purpose, adjacent plate units are advantageously arranged in an interlocking manner. In this case, entangled means that the main flow directions in adjacent, stacked plate units run differently, in particular not parallel to one another. Preferably, adjacent plate units are each rotated by 90 ° or 180 °. Rectangular plate units are preferably arranged rotated by 90 °, so that a cross-flow is realized. A detailed description of the respective main flow direction in the crosstalk or counterflow in different embodiments of the disk units follows in the description of the figures. It goes without saying that in the context of the invention the plate units are each rotated by a multiple of the specified angle numbers in order to achieve the stated effect.
In dem Stofftauscherpaket bildet die Membran einer ersten Platteneinheit einen aktiven Verschluss der Kanäle dieser ersten Platteneinheit. Die Membran einer darunter angeordneten zweiten Platteneinheit bildet einen passiven Verschluss der nach unten offenen Zwischenkanäle zwischen den Kanälen dieser ersten Platteneinheit. Ein aktives Verschließen der Kanäle erfolgt also jeweils durch die auf die Platte aufgespannte Membran, während ein passives Verschließen jeweils durch das Aufliegen der Platteneinheit auf der Membran einer anderen Platteneinheit erfolgt. Zwischen zwei Membranen fließt durch die Kanäle und Zwischenkanäle jeweils ein Gas. Beim Kreuzstromtauscher wie auch in der Einlauf- und Auslauf zone des Gegenströmers kreuzen sich die Kanäle benachbarter Platten. Die Kreuzungspunkte von Talsohle mit den Kanalrücken ( Plateaus ) bilden die Stützpunkte bzw. Stützflächen. In the mass exchanger package, the membrane of a first disk unit forms an active closure of the channels of this first disk unit. The membrane of a second disk unit disposed thereunder provides a passive closure of the downwardly open intermediate channels between the channels of this first disk unit. An active closing of the channels thus takes place in each case by the membrane spanned on the plate, while a passive closing takes place in each case by the resting of the plate unit on the membrane of another plate unit. Between two membranes flows through the channels and intermediate channels in each case a gas. When cross-flow exchanger as well as in the inlet and outlet zone of the countercurrent, the channels of adjacent plates intersect. The crossing points of the bottom of the valley with the channel backs (plateaus) form the support points or supporting surfaces.
Dagegen verlaufen in der mittleren Zone des Gegenströmers di Kanäle parallel bzw. bei der Zick-Zack-Ausführung nahezu parallel zueinander. By contrast, in the middle zone of the countercurrent, the channels run parallel to each other or, in the zig-zag design, almost parallel to one another.
Um in diesem Bereich einen möglichst großen und effektiven Stoffaustausch zwischen den Gasen durch die Membranen zu ermöglichen, sind benachbarte Platteneinheiten beziehungsweise deren Kanäle und Zwischenkanäle bevorzugt versetzt angeordnet. Hierdurch kann zudem eine möglichst gute Abstützung benachbarter Platteneinheiten durch genügend große Stützflächen gewährleistet werden. Ein Bereich der Membran, welcher sowohl an einen Kanal als auch an einen Zwischenkanal angrenzt, sich also zwischen einem Kanal einer Platteneinheit und einem Zwischenkanal einer anderen Platteneinheit befindet, wird im Folgenden als offene Membranfläche bezeichnet. In einer Ausführungsform ist ein Versatz der Kanäle übereinanderliegenden Platteneinheiten derart vorgesehen, dass die Talsohle eines Kanals zumindest teilweise auf dem Plateau eines darunterliegenden Kanals angeordnet ist. Eine andere Ausführungsform des Versatzes sieht vor, dass übereinanderliegende Platteneinheiten um eine Kanalbreite zueinander versetzt angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist eine Breite der Auflagefläche quer zur HauptStrömungsrichtung größer gleich 1mm. Weiterhin vorteilhaft ist die offene Membranfläche größer gleich der Stützflächen . In order to allow the largest possible and effective mass transfer between the gases through the membranes in this area, adjacent plate units or their channels and intermediate channels are preferably arranged offset. In this way, the best possible support adjacent disk units can be ensured by sufficiently large support surfaces. A region of the membrane which adjoins both a channel and an intermediate channel, that is to say between a channel of a plate unit and an intermediate channel of another plate unit, is referred to below as an open membrane surface. In one embodiment, an offset of the channels of superposed plate units is provided such that the bottom of a channel is at least partially disposed on the plateau of an underlying channel. Another embodiment of the offset provides that stacked plate units are arranged offset by a channel width to each other. Advantageously, a width of the support surface transverse to the main flow direction is greater than or equal to 1 mm. Further advantageously, the open membrane area is greater than or equal to the support surfaces.
Weiterhin zählt zur Erfindung eine Gebäudelüftungsanlage für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden, wobei die Gebäudelüftungsanlage in einem Luftstrom des Gebäudes angeordnet ist und als vorstehend beschriebener, erfindungsgemäßer Gas-Gas-Stofftauscher ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gebäudelüftungsanlage als Klimaanlage ausgebildet. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Merkmale dargestellt sind. Furthermore, the invention relates to a building ventilation system for the mass transfer between air flows in buildings, the building ventilation system is arranged in an air flow of the building and is designed as described above, inventive gas-gas material exchanger. In a preferred embodiment, the building ventilation system is designed as air conditioning. In the following the invention with reference to the preferred embodiments with reference to the figures will be described in more detail, with only the features necessary for understanding the invention features are shown.
Es zeigen im Einzelnen: They show in detail:
FIG 1: eine schematische Draufsicht einer Platte in einer ersten Ausführungsform, 1 shows a schematic plan view of a plate in a first embodiment,
FIG 2: eine schematische, ausschnittsweise Perspektivansicht der Platte gemäß FIG 1, 2 shows a schematic, fragmentary perspective view of the plate according to FIG. 1,
FIG 3: eine schematische Perspektivansicht einer Platten- einheit, 3 shows a schematic perspective view of a plate unit,
FIG 4: eine schematische, ausschnittweise Querschnittansicht der Platteneinheit gemäß FIG 3, FIG 5: eine schematische Perspektivansicht eines Stofftau- scherpaketes mit einer Vielzahl von Platteneinheiten gemäß FIG 3, 4 shows a schematic, fragmentary cross-sectional view of the plate unit according to FIG. 3, FIG. 5 shows a schematic perspective view of a substance-shear packet with a multiplicity of plate units according to FIG.
FIG 6: eine schematische, ausschnittweise Querschnittan- sieht des Stofftauschers gemäß FIG 5, 6 shows a schematic, fragmentary cross-sectional view of the substance exchanger according to FIG. 5, FIG.
FIG 7: eine schematische Darstellung der Hauptströmungsrichtungen in dem Stofftauscherpaket gemäß FIG 5 mit Kreuzstrom, 7 shows a schematic representation of the main flow directions in the material exchanger packet according to FIG. 5 with crossflow,
FIG 8: eine schematische Draufsicht einer Platte in einer weiteren Ausführungsform, 8 shows a schematic plan view of a plate in a further embodiment,
FIG 9: eine schematische Perspektivansicht der Platte ge- mäß FIG 8, 9 shows a schematic perspective view of the plate according to FIG. 8, FIG.
FIG 10: eine schematische Perspektivansicht einer Platteneinheit, FIG 11: eine schematische Perspektivansicht eines Stofftau- scherpaketes mit einer Vielzahl von Platteneinheiten gemäß FIG 8, 10 shows a schematic perspective view of a disk unit, FIG. 11 shows a schematic perspective view of a mass transfer packet with a plurality of disk units according to FIG. 8, FIG.
FIG 12: eine schematische, ausschnittweise Querschnittansicht des Stofftauschers gemäß FIG 11, 12 shows a schematic, fragmentary cross-sectional view of the mass exchanger according to FIG 11,
FIG 13: eine schematische Querschnittansicht zweier benachbarter Platteneinheiten gemäß FIG 8, 13 shows a schematic cross-sectional view of two adjacent plate units according to FIG. 8, FIG.
FIG 1 : eine schematische Darstellung der Hauptströmungsrichtungen in dem Stofftauscherpaket gemäß FIG 11 mit Kreuz-/Gegenstrom. 1 shows a schematic representation of the main flow directions in the substance exchanger packet according to FIG. 11 with cross / counterflow.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Platte 11 in einer ersten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform ist die Platte 11 rechteckig ausgebildet und aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise mittels Tiefziehen. Die Platte 11 umfasst erfindungsgemäß eine Kanalstruktur 12, welche als Faltung ausgebildet ist. Diese gefaltete Kanalstruktur 12 bildet eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Kanälen 13 aus, durch die in einem zusammengebauten Zustand ein Fluid, beispielsweise ein Gas, strömt (siehe Figur 5) . Beispielsweise ist die Kanalstruktur 12 in die Kunststoff-Platte 11 eingeprägt. Die Kanäle 13 weisen jeweils eine vertiefte Talsohle und ein Plateau auf (siehe Figur 4) . Dabei bilden die Talsohlen und die Plateaus jeweils eine Ebene aus. Bei der hier gezeigten Ausführungsform verlaufen die Kanäle 13 in eine Hauptströmungsrichtung Vi von einer Seite der Platte 11 zu einer gegenüberliegenden Seite der rechteckigen Platte 11. Der Verlauf der Kanäle 12 weist zick-zack-förmige Abweichungen beziehungsweise mehrere Richtungsänderungen von der HauptStrömungsrichtung VI auf. Der zickzack-förmige Kanalverlauf dient als Turbulenzerzeuger, sodass beim Durchströmen der Kanäle 13 die Ausbildung stehender Grenzschichten des Gases verhindert wird und Querströme die Kontakthäufigkeit des Gases mit der Membran erhöhen und den Stoffaustausch beschleunigen. Die Abweichung von der Hauptströmungsrichtung beträgt in den jeweiligen Kanalabschnitten ca. ±5°. FIG. 1 shows a schematic plan view of a plate 11 in a first embodiment. In this embodiment, the plate 11 is rectangular and made of a plastic, for example by deep drawing. The plate 11 according to the invention comprises a channel structure 12, which is designed as a fold. This folded channel structure 12 forms a plurality of mutually parallel channels 13, through which, in an assembled state, a fluid, for example a gas, flows (see FIG. 5). For example, the channel structure 12 is embossed in the plastic plate 11. The channels 13 each have a recessed bottom and a plateau (see Figure 4). The valley bottoms and the plateaus each form one level. In the embodiment shown here, the channels 13 extend in a main flow direction Vi from one side of the plate 11 to an opposite side of the rectangular plate 11. The course of the channels 12 has zigzag deviations or several direction changes from the main direction of flow VI. The zigzag-shaped passageway serves as a turbulence generator, so that when flowing through the channels 13, the formation of standing boundary layers of the gas is prevented and cross flows increase the contact frequency of the gas with the membrane and the mass transfer accelerate. The deviation from the main flow direction is approx. ± 5 ° in the respective duct sections.
Durch die gefaltete Kanalstruktur 12 und durch den zick-zack- förmigen Kanalverlauf wird die Kunststoffplatte 11 in zwei drei Richtungen versteift. Die Faltung bewirkt eine Versteifung längs der Hauptströmungsrichtung VI und die Zick-zack- Form der Kanäle 13 bewirkt eine Versteifung quer zur Hauptströmungsrichtung VI als auch vertikal zur Plattenebene. Through the folded channel structure 12 and through the zigzagged channel course, the plastic plate 11 is stiffened in two three directions. The folding causes a stiffening along the main flow direction VI and the zigzag shape of the channels 13 causes a stiffening transversely to the main flow direction VI as well as vertical to the plate plane.
Hierdurch wird eine im Vergleich zu den herkömmlicherweise verwendeten geradlinig ausgeführten Faltungen eine 3- dimensionale Steifigkeit erreicht. As a result, a 3-dimensional rigidity is achieved in comparison to the conventionally used rectilinear folds.
Längs der Kanäle 13, also an zwei gegenüberliegenden Außen- Seiten der Kanalstruktur 12, weist die Platte 11 jeweils einen kanalfreien Bereich 15 auf. Dieser Bereich 15 dient zum Befestigen einer auf die Platte 11 aufgespannten Membran (siehe Figur 3) . Gemäß dieser Ausführungsform liegen die kanalfreien Bereiche 15 und die Plateaus der Kanäle 13 auf ei- ner Ebene. Along the channels 13, that is on two opposite outer sides of the channel structure 12, the plate 11 in each case has a channel-free region 15. This area 15 serves to fasten a membrane spanned onto the plate 11 (see FIG. 3). According to this embodiment, the channel-free regions 15 and the plateaus of the channels 13 lie on one plane.
In der Draufsicht der Figur 1 ist die im Wesentlichen ebene Oberseite der Platte 11 gezeigt, wobei die Talsohlen der Kanäle 13 in Richtung der Unterseite der Platte 11, also in die Zeichenebene hinein, ausgebildet beziehungsweise vertieft sind. Die Figur 2 zeigt noch eine schematische, ausschnittsweise Perspektivansicht der Unterseite der Platte 11 gemäß der Figur 1. Hier sind besonders die eingeprägten und vertieften Kanäle 13 zu erkennen. Zwischen den Kanälen 13 sind jeweils Zwischenkanäle 14 angeordnet, wobei die Zwischenkanäle 14 analog zu den Kanälen 13 ausgebildet sind. Die Kanäle 13 und Zwischenkanäle 14 sind trapezförmig ausgeführt (siehe Figur 4), wobei eine größere Grundfläche jeweils zu der Membran hin ausgerichtet ist. In the plan view of Figure 1, the substantially flat top of the plate 11 is shown, wherein the bottoms of the channels 13 in the direction of the underside of the plate 11, that is, in the plane, are formed or recessed. FIG. 2 also shows a schematic, fragmentary perspective view of the underside of the plate 11 according to FIG. 1. Here, in particular, the embossed and recessed channels 13 can be seen. Between the channels 13 each intermediate channels 14 are arranged, wherein the intermediate channels 14 are formed analogous to the channels 13. The channels 13 and intermediate channels 14 are trapezoidal (see Figure 4), with a larger base area is aligned in each case to the membrane.
Die Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Platteneinheit 10 mit der Platte 11 gemäß der Ausführungsform der Figur 1 und einer Membran 16. Die Membran 16 ist auf der ebenen Oberseite der Platte 11 angeordnet und hier aufge- spannt. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Membran 16 um eine selektiv stoffdurchlässige Membran. Die Form der Membran 16 entspricht im Wesentlichen der rechteckigen Form der Platte 11. Zum Befestigen wird die Membran 16 an den kanal- freien Bereichen 15 mit der Platte 11 verbunden, beispielsweise verschweißt. Um die Membran 16 zu stabilisieren, liegt diese eben auf den Plateaus der Kanäle der ebenen Oberseite der Platte 11 auf. Somit wird die Membran 16 von der Kanalstruktur 12 unterstützt, wobei die Plateaus eine Stützfläche für die Membran 16 ausbilden (siehe Figur 4). 3 shows a schematic perspective view of a plate unit 10 with the plate 11 according to the embodiment of Figure 1 and a membrane 16. The membrane 16 is disposed on the flat top of the plate 11 and here auf- stressed. According to the invention, the membrane 16 is a selectively permeable membrane. The shape of the membrane 16 substantially corresponds to the rectangular shape of the plate 11. For fastening, the membrane 16 is connected to the plate-free areas 15 with the plate 11, for example, welded. In order to stabilize the membrane 16, this lies flat on the plateaus of the channels of the flat top of the plate 11. Thus, the membrane 16 is supported by the channel structure 12, wherein the plateaus form a support surface for the membrane 16 (see Figure 4).
Die Figur 4 zeigt ausschnittweise die Platteneinheit 10 der Figur 3 in einer Querschnittansicht. Hier ist zum einen die Trapezform der Kanäle 13 und Zwischenkanäle 14 dargestellt und zum anderen ist gezeigt, wie die Membran 16 eben auf den von der Kanalstruktur 12 gebildeten Stützflächen aufliegt. Die Membran 16 verschließt dabei aktiv die Kanäle 13 der Platteneinheit 10. Die Zwischenkanäle 14 werden beim Aufliegen passiv von der Membran 16 einer darunter angeordneten Platteneinheit verschlossen (siehe Figur 6) . FIG. 4 shows a detail of the plate unit 10 of FIG. 3 in a cross-sectional view. Here, on the one hand, the trapezoidal shape of the channels 13 and intermediate channels 14 is shown and on the other hand it is shown how the membrane 16 just rests on the supporting surfaces formed by the channel structure 12. The membrane 16 actively closes the channels 13 of the plate unit 10. The intermediate channels 14 are passively closed by the membrane 16 of a plate unit arranged underneath, when resting on them (see FIG. 6).
Die Figur 5 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Stofftauscherpaketes 20 mit einer Vielzahl von Platteneinheiten 10. Die Platteneinheiten 10 entsprechen der Ausführungs- form der Figur 3. Auf eine detaillierte Beschreibung wird daher verzichtet. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In dem Stofftauscherpaket 20 sind die Platteneinheiten 10 aufeinander gestapelt. Benachbarte beziehungsweise übereinander angeordnete Platteneinheiten 10 sind jeweils um 90° verdreht zueinander angeordnet, sodass dieFIG. 5 shows a schematic perspective view of a fabric exchanger package 20 with a plurality of disk units 10. The disk units 10 correspond to the embodiment of FIG. 3. A detailed description is therefore omitted. The same components are identified by the same reference numerals. In the material exchanger package 20, the disk units 10 are stacked on each other. Adjacent or superimposed disk units 10 are each rotated by 90 ° to each other, so that the
Hauptströmungsrichtungen in benachbarten Platteneinheiten 10 sich jeweils überkreuzen (siehe Figur 7). Entsprechend ist in dem Stofftauscherpaket 20 gemäß der Figur 5 ein Kreuzstrom realisiert. Durch die Kanäle und Zwischenkanäle der Platten- einheiten 10 strömen alternierend zwei verschiedene Gase.Main flow directions in adjacent disk units 10 cross each other (see Figure 7). Accordingly, a cross-flow is realized in the material exchanger packet 20 according to FIG. Through the channels and intermediate channels of the plate units 10 alternately flow two different gases.
Hierdurch wird ein Temperatur- und/oder Feuchteaustausch zwischen den Gasen durch die Membranen 16 ermöglicht. Die Figur 6 zeigt nochmals eine ausschnittweise Querschnittansicht der Platteneinheiten 10 des Stofftauschers 20 gemäß der Figur 5. Die Platteneinheiten 10 sind jeweils um 90° verdreht angeordnet, sodass die Hauptströmungsrichtungen über- einanderliegender Platteneinheiten 10 sich kreuzen. Aufgrund der um 90° verdreht angeordneten Platteneinheiten 10 sind die Querschnitte der Kanalstrukturen jeweils unterschiedlich dargestellt. Die Kanäle sind abwechselnd längs oder quer geschnitten . As a result, a temperature and / or moisture exchange between the gases through the membranes 16 is made possible. FIG. 6 again shows a fragmentary cross-sectional view of the plate units 10 of the substance exchanger 20 according to FIG. 5. The plate units 10 are each arranged rotated by 90 °, so that the main flow directions of superimposed plate units 10 intersect. Due to the plate units 10, which are rotated by 90 °, the cross sections of the channel structures are shown differently. The channels are alternately cut longitudinally or transversely.
Die Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung der Hauptströmungsrichtungen Vi und V2 in dem Stofftauscherpaket 20 gemäß der Figur 5. Die Hauptströmungsrichtung VI ist als gepunktete Linien und die Hauptströmungsrichtung V2 als gestri- chelte Linien dargestellt. VI bezeichnet die Hauptströmungsrichtung eines ersten Gases in einer Platteneinheit 10 und V2 bezeichnet die Hauptströmungsrichtung eines zweiten Gases in einer benachbarten, um 90° verdreht angeordneten Platteneinheit 10. Die Gasströme treten an zwei benachbarten Seiten der Platteneinheiten 10 in diese ein, überkreuzen sich und treten an den anderen beiden, benachbarten Seiten der Platteneinheiten 10 aus diesen aus. In dem Stofftauscher ist somit ein Kreuzstrom mit sich um 90° überkreuzenden Hauptströmungsrichtungen VI und V2 realisiert. Bei dem hier gezeigten Kreuz- ström treten die Gasströme bereits schräg in die Platteneinheiten 10 ein, sodass bereits beim Eintritt der Gasströme in die Kanäle Turbulenzen erzeugt werden. FIG. 7 shows a schematic illustration of the main flow directions Vi and V2 in the material exchanger packet 20 according to FIG. 5. The main flow direction VI is shown as dotted lines and the main flow direction V2 as dashed lines. VI denotes the main flow direction of a first gas in a plate unit 10, and V2 denotes the main flow direction of a second gas in an adjacent plate unit 10 rotated by 90 °. The gas streams enter, cross and enter at two adjacent sides of the disk units 10 the other two, adjacent sides of the disk units 10 from these. In the material exchanger thus a cross-flow is realized with 90 ° crossing main flow directions VI and V2. In the case of the crossflow shown here, the gas streams already enter the plate units 10 obliquely, so that turbulences are already generated when the gas streams enter the channels.
Die Figur 8 zeigt eine schematische Draufsicht einer Plat- te 11 in einer weiteren Ausführungsform. Grundsätzlich entspricht die in der Figur 1 gezeigte Ausführungsform der Platte 11 dieser weiteren Ausführungsform der Figur 8. Im Folgenden wird daher vor allem auf die Unterschiede der Ausführungsformen eingegangen. Die Platte 11 ist gemäß der Figur 8 sechseckig, länglich ausgebildet und weist eine gefaltete Kanalstruktur 12 auf, welche die Kanäle 13 auf der Oberseite und die Zwischenkanäle auf der Unterseite (siehe Figur 9) ausbildet. Die sechseckige Form der Platte 11 definiert drei unterschiedliche Strömungsbereiche, wobei ein erster und ein dritter Strömungsbereich gleich sind. In den beiden Strömungsbereichen I am Anfang und Ende der Kanäle 13 verlaufen die Kanäle 13 gerade. Im dazwischenliegenden Strömungsbereich II verlaufen die Kanäle 13 zick-zack-förmig wie in der Ausführungsform der rechteckigen Platte 11 gemäß der Figur 1. Die Hauptströmungsrichtung VI verläuft entlang der Länge der Platte 11, wobei der Einström- und der Ausströmbereich der Kanäle schräg gegenüberliegend angeordnet sind. Seitlich der Kanäle 13 ist jeweils ein kanalfreier Bereich 15 ausgebildet, an welchem eine Membran mit der Platte 11 verbunden werden kann . FIG. 8 shows a schematic plan view of a plate 11 in a further embodiment. In principle, the embodiment of the plate 11 shown in FIG. 1 corresponds to this further embodiment of FIG. 8. In the following, therefore, the differences of the embodiments will be discussed in particular. According to FIG. 8, the plate 11 is hexagonal, oblong and has a folded channel structure 12, which forms the channels 13 on the upper side and the intermediate channels on the lower side (see FIG. 9). The hexagonal shape of the plate 11 defines three different flow areas, with a first and a third flow area are the same. In the two flow areas I at the beginning and end of the channels 13, the channels 13 are straight. In the intermediate flow region II, the channels 13 extend in a zig-zag shape as in the embodiment of the rectangular plate 11 according to FIG. 1. The main flow direction VI runs along the length of the plate 11, with the inflow and outflow regions of the channels being arranged obliquely opposite one another , Laterally of the channels 13, a channel-free region 15 is in each case formed, on which a membrane with the plate 11 can be connected.
Die Figur 9 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Oberseite der Platte 11 gemäß der Figur 8. Auf der Unterseite der Platte 11 sind die Zwischenkanäle 14 dargestellt, welche zwischen den Kanälen 13 angeordnet sind und im Gegensatz zu den Kanälen 13 von der Unterseite offen sind. FIG. 9 shows a schematic perspective view of the upper side of the plate 11 according to FIG. 8. On the underside of the plate 11, the intermediate channels 14 are shown, which are arranged between the channels 13 and, unlike the channels 13, are open from the underside.
Die Figur 10 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Platteneinheit 10, wobei die Platte 11 der Platteneinheit 10 der sechseckigen Ausführungsform der Figur 8 entspricht. Auf die Oberseite ist die Membran 16 angeordnet und an den kanalfreien Bereichen mit der Platte 11 verbunden, beispielsweise verklemmt. Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Membran 16 um eine selektiv stoffdurchlässige Membran. Die Membran 16 liegt auf den Plateaus der Kanäle 13 auf und verschließt somit aktiv die Kanäle 13. Dahingegen sind die Zwischenkanäle 14 auf der Unterseite offen und werden beim Aufeinanderstapeln mehrerer Platteneinheiten 10 zu einem Stofftauscher- paket (siehe Figur 11) passiv von der Membran 16 einer darunterliegenden Platteneinheit 10 verschlossen. FIG. 10 shows a schematic perspective view of a plate unit 10, wherein the plate 11 of the plate unit 10 corresponds to the hexagonal embodiment of FIG. On top of the membrane 16 is arranged and connected to the channel-free areas with the plate 11, for example, jammed. According to the invention, the membrane 16 is a selectively permeable membrane. The membrane 16 rests on the plateaus of the channels 13 and thus actively closes the channels 13. On the other hand, the intermediate channels 14 are open on the underside and become passive when stacking a plurality of disk units 10 to a fabric exchanger package (see Figure 11) of the membrane 16th an underlying plate unit 10 is closed.
Die Figur 11 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines Stofftauscherpaketes 20 mit einer Vielzahl von Platteneinhei- ten 10 gemäß der Figur 8. In dieser Ausführungsform sind auf- einanderliegende Platteneinheiten 10 jeweils um 180° zueinander verdreht. Der dadurch entstehende Kreuz-/Gegenstrom ist mit sich teilweise überkreuzenden und gegeneinander verlaufenden Hauptströmungsrichtungen in der Figur 14 gezeigt. Die Figur 12 zeigt noch eine schematische, ausschnittweise Querschnittansicht des Stofftauschers 20 gemäß Figur 11. Hier sind mehrere aufeinander gestapelte Platteneinheiten 10 ge- zeigt, wobei die unterschiedlichen Strömungsbereiche I und II anhand der unterschiedlich geschnittenen Kanalstruktur - längs beziehungsweise quer - zu erkennen sind. FIG. 11 shows a schematic perspective view of a material exchanger package 20 with a multiplicity of plate units 10 according to FIG. 8. In this embodiment, superimposed plate units 10 are each rotated by 180 ° relative to one another. The resulting cross / countercurrent flow is shown in FIG. 14 with partially intersecting and oppositely directed main flow directions. FIG. 12 also shows a schematic, fragmentary, cross-sectional view of the mass exchanger 20 according to FIG. 11. Here, a plurality of stacked plate units 10 are shown, wherein the different flow areas I and II can be seen longitudinally or transversely on the basis of the differently cut channel structure.
Die Figur 13 zeigt eine schematische Querschnittansicht zwei- er benachbarter Platteneinheiten 10 gemäß Figur 8 im mittleren Strömungsbereich II mit Gegenstrom. In dieser Darstellung ist der Versatz der übereinander angeordneten Platteneinheiten 10 besonders deutlich zu erkennen. Durch die Kanäle 13 und Zwischenkanäle 14 einer ersten, oberen Platteneinheit 10a strömt ein erstes Gas (weitere Schraffur) , während durch die Kanäle 13 und Zwischenkanäle 14 einer zweiten Platteneinheit 10b ein zweites Gas (engere Schraffur) strömt. Die Gase sind lediglich durch die zwischen den Platteneinheiten 10a und 10b befindliche Membran 16 getrennt, durch welche ein Stoffaustauch stattfindet. Bei der hier gezeigten Anordnung sind die Kanäle 13 derart versetzt, dass die Talsohlen der Kanäle 13 der ersten Platteneinheit 10a über den Plateaus der Kanäle 13 der zweiten Platteneinheit 10b angeordnet sind. Somit ist jeweils genau ein Zwischenkanal 14 über einem Ka- nal 13 angeordnet und umgekehrt. Die offene Membranfläche zwischen den Kanälen 13 und den Zwischenkanälen 14 ist somit maximal und entspricht einer Kanalbreite b. Weiterhin sind die Talsohlen der oberen Platteneinheit 10 direkt auf den Plateaus der unteren Platteneinheit 10 angeordnet und werden vollständig von diesen unterstützt. Die Auflagefläche a zwischen den Platteneinheiten 10 ist somit maximal. FIG. 13 shows a schematic cross-sectional view of two adjacent plate units 10 according to FIG. 8 in the middle flow region II with counterflow. In this illustration, the offset of the stacked disk units 10 can be seen particularly clearly. A first gas (further hatching) flows through the channels 13 and intermediate channels 14 of a first, upper plate unit 10a, while a second gas (narrower hatching) flows through the channels 13 and intermediate channels 14 of a second plate unit 10b. The gases are separated only by the membrane 16 located between the plate units 10a and 10b, through which a material exchange takes place. In the arrangement shown here, the channels 13 are offset such that the bottoms of the channels 13 of the first disk unit 10a are located above the plateaus of the channels 13 of the second disk unit 10b. Thus, in each case exactly one intermediate channel 14 is arranged above a channel 13 and vice versa. The open membrane area between the channels 13 and the intermediate channels 14 is thus maximum and corresponds to a channel width b. Furthermore, the bottoms of the upper disk unit 10 are located directly on the plateaus of the lower disk unit 10 and are fully supported by them. The support surface a between the disk units 10 is thus maximum.
Die Figur 14 zeigt noch eine schematische Darstellung der Hauptströmungsrichtungen VI und V2 in dem Stofftauscherpa- ket 20 gemäß der Figur 11 mit Kreuz-/Gegenstrom. In den beiden Strömungsbereichen I ist jeweils ein Kreuzstrom ausgebildet und in dem dazwischen liegenden Strömungsbereich II ein Gegenstrom mit versetzt angeordneten Kanälen. Die Gasströme strömen auch hier schräg in die Platteneinheiten 10 hinein, um bereits beim Einströmen eine leicht turbulente Strömung zu erzeugen. FIG. 14 also shows a schematic representation of the main flow directions VI and V2 in the substance exchanger packet 20 according to FIG. 11 with cross / countercurrent flow. In each of the two flow regions I, a cross flow is formed and in the intermediate flow region II a countercurrent with staggered channels. The gas streams also flow obliquely into the disk units 10, to create a slightly turbulent flow already when flowing.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Bezugszeichen reference numeral
10 Platteneinheit 10 disk unit
10a erste Platteneinheit 10b zweite Platteneinheit 10a first disk unit 10b second disk unit
11 Platte 11 plate
12 Kanalstruktur  12 channel structure
13 Kanal  13 channel
14 Zwischenkanal  14 intermediate channel
15 ' kanalfreier Bereich15 ' channel-free area
16 Membran 16 membrane
17 Talsohle  17 bottom
18 Plateau 20 Stofftauscherpaket a Auflagefläche  18 Plateau 20 Substance exchanger package a Support surface
b Kanalbreite b channel width
VI, V2 Hauptströmungsrichtungen I, II Strömungsbereiche  VI, V2 main flow directions I, II flow ranges

Claims

Patentansprüche claims
1. Platteneinheit (10) eines Gas-Gas-Stofftauscher für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden zumindest aufweisend: 1. plate unit (10) of a gas-gas material exchanger for the mass transfer between air flows in buildings at least comprising:
1.1. mindestens eine Platte (11) mit mindestens einer Kanalstruktur (12), welche mindestens einen Kanal (13) für ein Fluid ausbildet, wobei die mindestens eine Platte (11) aus einem Kunststoff gefertigt ist, und  1.1. at least one plate (11) with at least one channel structure (12), which forms at least one channel (13) for a fluid, wherein the at least one plate (11) is made of a plastic, and
1.2. mindestens eine selektiv stoffdurchlässige Membran (16), die auf der mindestens einen Platte (11) aufgespannt ist.  1.2. at least one selectively permeable membrane (16) which is clamped on the at least one plate (11).
2. Platteneinheit (10) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1, dadurch ge kenn zeichnet , dass der mindestens eine Kanal (13) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Second plate unit (10) according to the preceding patent claim 1, characterized ge indicates that the at least one channel (13) has a trapezoidal cross-section.
3. Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2, dadurch ge kenn zeichnet , dass die mindestens eine Platte (11) entweder durch die Kanalstruktur oder durch eine(n) entsprechendein) Kanalverlauf beziehungsweise Kanalform in mindestens einer Richtung versteift ausgebildet ist. 3. plate unit (10) according to any one of the preceding claims 1 to 2, characterized ge characterized in that the at least one plate (11) is stiffened either by the channel structure or by a (n) according to a) channel course or channel shape in at least one direction ,
4. Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennze i chnet , dass die mindestens eine Kanalstruktur (12) als Faltung in die mindestens eine Platte (11) geprägt ist. 4. plate unit (10) according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized ge ize itch that the at least one channel structure (12) as a convolution in the at least one plate (11) is embossed.
5. Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4, dadurch ge kenn ze i chnet , dass der mindestens eine Kanal (11) eine(n) in der Strömung Turbulenzen erzeugende (n) Kanalform und/oder Kanalverlauf aufweist. Platteneinheit (10) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 5, dadurch ge kenn ze ichnet , dass der mindestens eine Kanal (13) mindestens ein in der Strö¬ mung Turbulenzen erzeugendes Mittel aufweist. 5. plate unit (10) according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized ge kenn ze i chnet that the at least one channel (11) has a (n) in the flow turbulence generating (n) channel shape and / or channel profile. Plate unit (10) according to the preceding patent claim 5, characterized ge kenn ze ichnet that the at least one channel (13) has at least one turbulence generating means in the Strö ¬ tion.
Platteneinheit (10) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 6, dadurch ge kennzeichnet , dass das mindestens eine in der Strömung Turbulenzen erzeugende Mittel als ein Mittel aus der nachfolgenden Liste ausgebildet ist: Noppen, Kanten, Schanzen, Dimples, Spiralen, Wellen, Rillen, ungerader Kanalverlauf, insbesondere zick-zack-förmiger Kanalverlauf und/oder sinusförmiger Kanalverlauf. The plate unit (10) according to the preceding claim 6, characterized in that the at least one turbulence generating means is formed as one of the following list: naps, edges, hills, dimples, spirals, undulations, grooves, odd channel shape , in particular zigzag-shaped channel profile and / or sinusoidal channel profile.
Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7, dadurch ge kenn zeichnet , dass die mindestens eine Membran (16) als dichte, insbesondere luftundurchlässige, Membran (16) ausgebildet ist. Plate unit (10) according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized ge characterized in that the at least one membrane (16) as a dense, in particular airtight, membrane (16) is formed.
Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7, dadurch ge kenn ze ichnet , dass die mindestens eine Membran (16) als poröse Membran (16) ausgebildet ist. Plate unit (10) according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized ge kenn ze ichnet that the at least one membrane (16) is formed as a porous membrane (16).
Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 9, dadurch ge kenn ze i chnet , dass die mindestens eine Membran (16) an mindestens einer Stelle auf der mindestens einen Kanalstruktur (12) aufliegt. Plate unit (10) according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized ge kenn ze i chnet that the at least one membrane (16) rests on at least one location on the at least one channel structure (12).
Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 10, dadurch ge kennzeichnet , dass die mindestens eine Membran (16) zumindest in einem äußeren Bereich der mindestens einen Platte (11) mit der mindestens einen Platte (11) verbunden ist. Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 11, dadurch ge kennzeichnet , dass die mindestens eine Membran (16) an mindestens einer Stelle mit der mindestens einen Kanalstruktur (12) verbunden ist. Plate unit (10) according to one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that the at least one membrane (16) is connected at least in an outer region of the at least one plate (11) with the at least one plate (11). Panel unit (10) according to one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that the at least one membrane (16) is connected at at least one location with the at least one channel structure (12).
Platteneinheit (10) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 11 bis 12, dadurch ge kennzeichnet , dass die mindestens eine Membran (16) durch Schweißen, Pressen, Prägen, Klemmen und/oder Kle ben verbunden ist. Plate unit (10) according to one of the preceding claims 11 to 12, characterized in that the at least one membrane (16) is connected by welding, pressing, embossing, clamping and / or adhesive ben.
14. Gas-Gas-Stofftauscher für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden, zumindest aufweisend: 14. Gas-gas substance exchanger for the mass transfer between air flows in buildings, at least comprising:
14.1. ein Stofftauscherpaket (20) aus einer Vielzahl von parallel angeordneten Stofftauscherplatteneinheiten, durch deren Kanäle (13) alternierend jeweils ein erstes Fluid und ein zweites Fluid strömt, 14.1. a material exchanger packet (20) comprising a multiplicity of parallelly arranged substance exchanger plate units, through whose channels (13) alternately a first fluid and a second fluid respectively flows,
dadurch ge kennzeichnet , dass  characterized in that
14.2. die Stofftauscherplatteneinheiten als Platteneinheiten (10) gemäß einem der voranstehenden .. Patentansprüche 1 bis 13 ausgebildet sind. 14.2. the fabric exchanger plate units as plate units (10) according to one of the preceding .. Claims 1 to 13 are formed.
Stofftauscher gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 14, dadurch ge kennzeichnet , dass die Kanalstrukturen (12) jeweils eine Stützstruktur für benachbarte Platteneinheiten (10) ausbilden. Fabric exchanger according to the preceding claim 14, characterized in that the channel structures (12) each form a support structure for adjacent plate units (10).
Stofftauscher gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 14 bis 15, dadurch ge kenn ze ichnet , dass zumindest teilweise ein Kreuzstrom des ersten Fluids zu dem zweiten Fluid ausgebildet ist. Substance exchanger according to one of the preceding claims 14 to 15, characterized ge kenn ze ichnet that at least partially a cross-flow of the first fluid is formed to the second fluid.
Stofftauscher gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 14 bis 15, dadurch ge kennze ichnet , dass zumindest teilweise ein Gegenstrom des ersten Fluids 'zu dem zweiten Fluid ausgebildet ist. Stofftauscher gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 14 bis 17, dadurch gekenn zei chnet , dass benachbarte Platteneinheiten (10) jeweils zueinander verschränkt angeordnet sind. Substance exchanger according to one of the preceding claims 14 to 15, characterized GEnet ichnet that at least partially a countercurrent of the first fluid 'is formed to the second fluid. Substance exchanger according to one of the preceding claims 14 to 17, characterized marked zei chnet that adjacent plate units (10) are arranged in each case entangled to each other.
Stofftauscher gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 18, dadurch ge kennzeichnet , dass benachbarte Platteneinheiten (10) jeweils um 90° verdreht angeordnet sind. Fabric exchanger according to the preceding claim 18, characterized in that adjacent plate units (10) are arranged in each case rotated by 90 °.
Stofftauscher gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 18, dadurch ge kennzei chnet , dass benachbarte Platteneinheiten (10) jeweils um 180° verdreht angeordnet sind Substance exchanger according to the preceding claim 18, characterized ge kennzei chnet that adjacent plate units (10) are arranged in each case rotated by 180 °
Stofftauscher gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 14 bis 19, dadurch ge kenn ze i chnet , dass ein Versatz der Kanäle (13) übereinanderliegenden Platteneinheiten (10) derart vorgesehen ist, dass die Talsohle (17) eines Kanals (13) zumindest teilweise auf dem Plateau (18) eines darunterliegenden Kanals (13) angeordnet ist. Substance exchanger according to one of the preceding claims 14 to 19, characterized ge kenn ze i chnet that an offset of the channels (13) one above the other plate units (10) is provided such that the bottom (17) of a channel (13) at least partially on the plateau (18) of an underlying channel (13) ■ is arranged.
Stofftauscher gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 14 bis 19, dadurch ge kenn ze ichnet , dass übereinanderliegende Platteneinheiten (10) um eine Kanalbreite (b) zueinander versetzt angeordnet sind. Substance exchanger according to one of the preceding claims 14 to 19, characterized ge kenn ze ichnet that superimposed disk units (10) are arranged offset by a channel width (b) to each other.
Gebäudelüftungsanlage für den Stoffaustausch zwischen Luftströmen in Gebäuden, wobei die Gebäudelüftungsanlage in einem Luftstrom des Gebäudes angeordnet ist, dadurch ge kennzei chnet , dass die Gebäudelüftungsanlage als Gas-Gas-Stofftauscher gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 14 bis 22 ausgebildet ist. Gebäudelüftungsanlage gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 23, dadurch ge kennze i chnet , dass die Gebäudelüftungsanlage als Klimaanlage ausgebildet Building ventilation system for the mass transfer between air flows in buildings, the building ventilation system is arranged in an air flow of the building, characterized ge kennzei chnet that the building ventilation system is designed as a gas-gas-material exchanger according to one of the preceding claims 14 to 22. Building ventilation system according to the preceding claim 23, characterized ge ize it chnet that the building ventilation system designed as air conditioning
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