JPH06281379A - 熱交換エレメント及びこれを含む熱交換換気装置 - Google Patents

熱交換エレメント及びこれを含む熱交換換気装置

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JPH06281379A
JPH06281379A JP25483992A JP25483992A JPH06281379A JP H06281379 A JPH06281379 A JP H06281379A JP 25483992 A JP25483992 A JP 25483992A JP 25483992 A JP25483992 A JP 25483992A JP H06281379 A JPH06281379 A JP H06281379A
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JP
Japan
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heat exchange
liner
wrinkles
flow
heat exchanging
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JP25483992A
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English (en)
Inventor
Katsuya Kasai
勝哉 葛西
Yasushi Kitamura
康 北村
Isao Izeki
功 井関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Container Kk
DAIDO SHIKOGYO KK
Daikin Industries Ltd
Chiyoda Container Co Ltd
Original Assignee
Chiyoda Container Kk
DAIDO SHIKOGYO KK
Daikin Industries Ltd
Chiyoda Container Co Ltd
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Publication date
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】この熱交換エレメントは、板状のライナ1を挟
んで熱交換すべき流体の流路Rを形成する。ライナ1
に、多数のしわ1aを形成した。このしわ1aによっ
て、ライナ1の表面積を広く確保し、且つ気流を層流か
ら乱流に変える。 【効果】熱交換効率を高くできる。流路の断面を小さく
する必要がなく圧力損失が増大しない。ライナ等の積層
数を増大する必要がなく製造コストが安い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、板状のライナを挟ん
で熱交換を行う熱交換エレメント及びこれを含む熱交換
換気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱交換換気装置その他の空気調和装置に
組み込まれる熱交換エレメントとして、例えば、平板状
のライナと断面波形形状のコルゲートとを交互に積層す
ることにより、両者間に多数の流路を形成し、ライナを
挟んで流される流体間に、熱交換を行わせるものがあ
る。
【0003】ところで、熱交換エレメントとしては、熱
交換効率が高いことが要求されるため、一般に、コルゲ
ートの波形のピッチおよび高さを小さくして、熱交換効
率向上に対する寄与率の高いライナの積層数を増やし、
伝熱面積を広く確保するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
ライナの積層数を増やすためにコルゲートの波形のピッ
チおよび高さを小さくした場合、流路の断面積が小さく
なるため、流路抵抗の増加により圧力損失が増大する。
この損失を補うために、熱交換換気装置のファンの回転
数を上げて流路への送風量を増加した場合、ファンの運
転音が大きくなって騒音が増大するとともに消費電力が
大きくなるという問題があった。
【0005】また、ライナおよびコルゲートの積層数が
増加するため、製造コストが高くなるという問題もあっ
た。そこで、この発明の目的は、熱交換効率が高く且つ
圧力損失が小さくて安価な熱交換エレメント及び熱交換
換気装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る熱交換エ
レメントは、積層される板状のライナを挟んで熱交換す
べき2つの流体をそれぞれ流すための2つの流路群が形
成された熱交換エレメントにおいて、上記ライナに、多
数のしわが形成されていることを特徴とするものであ
る。
【0007】また、上記しわが平行に並んでおり、しわ
の方向が少なくとも一方の流路群の流路に沿う方向と交
差されていれば好ましい。さらに、2つの流路群の流路
に沿う方向どうしが直交されており、ライナ(1)のし
わ(1a)の方向が、積層される層毎に交互に90°ず
つ向きを変えられていれば好ましい。
【0008】上記の何れかの熱交換エレメントを含んだ
熱交換換気装置であれば好ましい。
【0009】
【作用】上記請求項1に係る熱交換エレメントによれ
ば、ライナには、多数のしわによって多数の凹凸が形成
されることになる。この凹凸によって、ライナの伝熱面
積を広く確保することができるとともに流路内の気流を
層流から乱流に変えることができる。これにより、気流
のライナへの接触量を多くすることができる。
【0010】また、上記しわが平行に並んでおり、しわ
の方向が少なくとも一方の流路群の流路に沿う方向と交
差されている場合には、乱流を一層起こしやすくするこ
とができ、気流のライナへの接触量を一層多くすること
ができる。さらに、いわゆる直交流型であって、ライナ
のしわの方向が、積層される層毎に交互に90°ずつ向
きを変えられている場合には、熱交換されるべき2つの
流体の流れの圧力損失を略等しくすることができる。
【0011】そして、これらの熱交換エレメントの何れ
かを備えた熱交換換気装置によれば、熱交換エレメント
の圧損の減少により、ファンの回転数を低下させること
ができる。
【0012】
【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図1はこの発明の一実施例の熱交換エレメント
の要部の概略斜視図であり、図2は熱交換エレメントの
概略全体斜視図である。これらの図を参照して、この熱
交換エレメントAは、平板状のライナ1と、断面波形形
状のコルゲート2とを交互に貼り合わせて複数層に積層
したものである。コルゲート2は、積層の一層毎に波形
の向きを90度ずつ変えて積層されている。これによ
り、ライナ1とコルゲート2との間に形成される流路群
の流路Rは、一層毎に交互に90度ずつ向きが変えられ
ることになる。
【0013】そして、この熱交換エレメントAは、図4
に示すような、例えば直交流型の熱交換換気装置Bのケ
ーシング50に区画されたエレメント室51内に収納さ
れる。この熱交換換気装置Bは、エレメント室51内に
収納した熱交換エレメントAの部分において、給気ファ
ン52によって屋外Cから供給された外気からなる給気
53と、排気ファン54によって屋外Cに排出されるべ
き排気55との間で熱交換を行わせるものである。エレ
メント室51内において、熱交換エレメントAの各流路
に給気および排気を振り分けるための、ケーシングの区
画構成については、従来と同様であるので、その説明を
省略した。
【0014】図1および図3を参照して、ライナ1は、
多数の、略平行なしわ1aが付けられた紙その他の繊維
質素材、例えばクレープ紙からなる。このクレープ紙の
厚みとしては、0.1mm程度のものを例示することが
できる。また、しわ1aの高さhとしては、例えば、紙
厚の0.1mmを含んで0.6〜0.7mm程度に設定
することができる。このしわ1aにより、ライナ1の表
面積は、30〜50%程度広くなる。しわ1aのピッチ
や長さは、特に特定する必要はなく、ランダムなもので
良い。しわ1aの方向は、流路Rとしての給気流路R1
または排気流路R2の方向と直交するように設定されて
おり、且つ図3に示すように、積層される層毎に交互に
90°ずつ向きを変えられている。
【0015】コルゲート2としては、例えば、ライナ1
と同程度の厚みの紙が使用される。コルゲート2の波形
のピッチPおよび高さHとしては、それぞれ5.8mm
程度および2.5mm程度のものを例示することができ
る。この実施例によれば、多数のしわ1aによってライ
ナ1の表面に形成した多数の凹凸によって、ライナ1の
伝熱面積を広く確保することができ、しかも、流路R内
の気流を層流から乱流に変えることができる。これによ
り、気流のライナ1への接触量を多く確保することがで
き、ライナ1を挟んで行われる、流体間の熱交換効率を
高くすることができる。
【0016】したがって、所要の熱交換効率を確保する
ために、従来のようにコルゲート2の波形を小さくして
ライナ1の積層数を増やす必要がない。すなわち、流路
Rの断面形状を小さくする必要がない。このため、圧力
損失が増大することがなく、ひいては、圧力損失の増大
に抗するために空気調和装置の送風ファンの回転数を上
げたりすることも不要であって、これに起因した騒音の
発生や消費電力の増大を招くこともない。また、従来の
ようにライナ1およびコルゲート2の積層数が増大する
ことがないので、製造コストを安くすることができる。
【0017】しかも、平行に並んだしわ1aが流体の流
れの方向と直交しているので、乱流を一層起こしやすく
することができ、気流のライナへの接触量を一層多くし
て、熱交換効率を一層高くすることができる。さらに、
いわゆる直交流型であって、ライナ1aのしわの方向
を、積層される層毎に交互に90°ずつ向きを変えてい
るので、熱交換されるべき2つの流体の流れの圧力損失
を略等しくすることができる。
【0018】そして、上記熱交換換気装置Bによれば、
熱交換エレメントAの圧損の減少により、ファン52,
54の回転数を低下させることができるので、熱交換効
率を低下させることなく、運転音や消費電力を減少させ
ることができる。この発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、例えば、しわ1aを有するライナ1間に
所定間隔毎に複数のリブを配列し、これらのリブ間に流
路が区画されるものであっても良く、このリブは、図5
に示すように断面矩形形状のものであっても良く、また
図6に示すように丸パイプその他の管状のものであって
も良い。
【0019】また、しわ1aとしては、ライナ1の表面
積を所望量増大させることができると共に流体の流れを
乱流に変えることができ、且つ流路抵抗をあまり増加さ
せないものであれば、どのような形状、寸法のものであ
っても良い。さらに、この発明を、ライナ1を挟んで熱
交換されるべき2つの流体が90度以外の角度で交差す
る斜交流形に適用することができ、また、2つの流体が
互いに逆方向に流される対向流形に適用することもでき
る。
【0020】その他、しわ1aが熱交換されるべき2つ
の流体の一方または双方と交差するように、しわ1aを
設けること等、この発明の要旨を変更しない範囲で種々
の設計変更を施すことができる。試験 図1の実施例と同様の仕様の試験例(コルゲート2の波
形のピッチPが5.8mmであり、波形の高さHが2.
5mmであって、ライナ1にしわ1aが設けられてい
る)を用い、風量(風速)を変化させた場合の、圧力損
失および熱交換効率の変化を求めた。
【0021】また、熱交換効率が試験例と略同等と推定
される比較例(波形のピッチが4.4mmであり、波形
の高さが2.0mmであってライナ1にしわがない)を
用い、同様の試験を行った。その結果、図7に示す結果
を得た。図7を参照して、試験例および比較例の熱交換
効率は略同等であるが、本発明に係る試験例の圧力損失
が、比較例のそれよりも大幅に(約40%)少ないこと
が判明した。
【0022】
【発明の効果】請求項1に係る熱交換エレメントによれ
ば、しわによってライナに形成した凹凸によって、流路
内の気流を層流から乱流に変えることができるとともに
ライナの表面積を広く確保することができ、これによ
り、気流のライナへの接触量を多くすることができ、主
にライナを挟んで行われる、流体間の熱交換効率を高く
することができる。したがって、所要の熱交換効率を確
保するために、従来のように流路の断面形状を小さくす
る必要がないので、圧力損失が増大することがない。ま
た、従来のようにライナ等の積層数が増大することがな
く、製造コストを安くすることができるという種々の効
果を奏する。
【0023】また、平行に並んだしわの方向を、少なく
とも一方の流路群の流路に沿う方向と交差させている場
合には、乱流を一層起こしやすくすることができ、気流
のライナへの接触量を一層多くして、一層熱交換効率を
高くすることができる。さらに、いわゆる直交流型であ
って、ライナのしわの方向が、積層される層毎に交互に
90°ずつ向きを変えられている場合には、熱交換され
るべき2つの流体の流れの圧力損失を略等しくすること
ができる。
【0024】そして、これらの熱交換エレメントの何れ
かを備えた熱交換換気装置によれば、熱交換エレメント
の圧損の減少により、ファンの回転数を低下させること
ができ、ひいては、運転音や消費電力を減少させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る熱交換エレメントのラ
イナおよびコルゲートの組合せ状態を示す概略斜視図で
ある。
【図2】熱交換エレメントの概略斜視図である。
【図3】ライナの積層状態を示す分解斜視図である。
【図4】熱交換エレメントを含む熱交換換気機の概略構
成図である。
【図5】本発明の他の実施例に係る熱交換エレメントの
要部の側面図である。
【図6】本発明のさらに他の実施例に係る熱交換エレメ
ントの要部の側面図である。
【図7】風量(風速)と圧力損失の関係、および風量
(風速)と熱交換効率の関係を示す図である。
【符号の説明】
1 ライナ 1a しわ R(R1,R2) 流路 A 熱交換エレメント B 熱交換換気装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 葛西 勝哉 大阪府摂津市西一津屋1番1号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 北村 康 大阪府門真市大字三ッ島10番地 チヨダコ ンテナー株式会社内 (72)発明者 井関 功 大阪府藤井寺市大井4丁目6番37号 大同 紙工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】積層される板状のライナ(1)を挟んで熱
    交換すべき2つの流体をそれぞれ流すための2つの流路
    群が形成された熱交換エレメントにおいて、上記ライナ
    (1)に、多数のしわ(1a)が形成されていることを
    特徴とする熱交換エレメント。
  2. 【請求項2】上記しわ(1a)が平行に並んでおり、し
    わ(1a)の方向が少なくとも一方の流路群の流路に沿
    う方向と交差されていることを特徴とする請求項1記載
    の熱交換エレメント。
  3. 【請求項3】2つの流路群の流路に沿う方向どうしが直
    交されており、 ライナ(1)のしわ(1a)の方向が、積層される層毎
    に交互に90°ずつ向きを変えられていることを特徴と
    する請求項2記載の熱交換エレメント。
  4. 【請求項4】請求項1〜3の何れか1項に記載の熱交換
    エレメントを備えた熱交換換気装置。
JP25483992A 1992-09-24 1992-09-24 熱交換エレメント及びこれを含む熱交換換気装置 Pending JPH06281379A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100540242B1 (ko) * 2002-04-10 2006-01-10 미츠비시덴키 가부시키가이샤 열교환기
JP2008070070A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Techno Frontier:Kk 全熱交換器
WO2008126372A1 (ja) * 2007-03-30 2008-10-23 Panasonic Corporation 熱交換素子
DE202017000828U1 (de) 2016-02-23 2017-05-04 Mitsubishi Paper Mills Limited Papier für Gesamt-Wärmetauscherelement und Gesamt-Wärmetauscherelement

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