KR20160034372A - 엔탈피 교환기 부재 및 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔탈피 교환기의 작성을 허용하는 엔탈피 교환기 부재를 제공하되, 이에 의해서 현열 에너지 교환 및 잠열 에너지 교환의 효율은 변하고 제어되고 특히 개선될 수 있다. 또한, 본 발명은, a) 플레이트 외부 치수 내에 미리 결정된 천공 패턴(2, 2, ...)에 따라 편평한 플레이트 부재(1)를 천공시키거나, 고유한 기공 구조를 갖는 플레이트 부재(1)를 제공하는 단계; b) 수증기 투과 특징을 갖는 얇은 중합체 필름(3)을 플레이트 부재(1)의 적어도 일 측면(1a)에 도포하는 단계; c) 플레이트 부재(1)를 파상 패턴(4, 4, ...)을 나타내는 원하는 형상으로 성형함으로써, 중합체 필름(3)이 플레이트 부재(1)와 동일한 파상 패턴 형상으로 성형되는 단계를 포함하는 엔탈피 교환기 부재의 제조 방법을 제공한다.

Description

엔탈피 교환기 부재 및 제조 방법{ENTHALPY EXCHANGER ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION}
본 발명은 엔탈피 교환기 부재에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 엔탈피 교환기 부재의 제조 방법을 개시한다. 마지막으로, 본 발명은 본 발명의 엔탈피 교환기 부재를 포함하는 엔탈피 교환기에 관한 것이다.
상이한 목적을 위해 상이한 종류의 열 교환기를 사용하는 것이 최신 기술이다. 보통, 열 교환기는 하나의 유체 또는 매질로부터 다른 것으로 열 에너지를 회수하도록 사용된다. 이러한 종류의 열 에너지는 현열 에너지(sensible energy)라 불린다. 하나의 유체의 열 에너지 또는 현열 에너지, 보통 공기는 유체가 낮은 온도에 있는 처음에 인접한, 예를 들어 평행한 흐름, 역류 또는 직교류를 잇는 또 다른 유체로 회수된다. 유체 흐름을 반전시킴으로써, 2개 사이의 교환은 더 차가운 유체를 생성할 것이다. 현열 에너지 회수에 사용된 열 교환기는 보통 금속 또는 플라스틱 플레이트로 제조된다. 직교류, 평행한 흐름 또는 역류 구성이 있을 수 있으면서 상이한 유형이 존재한다. 플레이트는 이들 사이에 흐름 채널을 획정하여서, 유체는 플레이트 사이에 흐를 수 있다. 이러한 장치는 예를 들어 주택용 및 상업용 통풍(HRV)에서 사용된다.
또 다른 유형의 에너지 교환기는 수분인 소위 잠열 에너지(latent energy)를 의미한다. 잠열 에너지를 교환하기 위해, 건조제 코팅된 금속 또는 플라스틱 기재 또는 건조제 함침된 셀룰로스 또는 중합체로부터 제조된 막을 사용하는 것이 공지되어 있다. 셀룰로스 또는 중합체로부터 제조된 플레이트 사이에, 유체가 플레이트의 표면을 따라 통과하여, 하나의 유체로부터 다른 유체로 수분을 수송하도록 공기 통로가 획정되거나 생성된다. 막이 보통 구조 강도를 갖지 않으므로, 막을 프레임 또는 그리드와 조합하는 것(이로써, 막 사이에 간격을 획정함)이 공지되어 있다.
상기의 조합의 경우에, 에너지 교환기는 엔탈피 교환기라 불린다. 이 엔탈피 교환기는 현열 에너지 및 잠열 에너지의 교환을 허용하여, 전체 에너지 회수를 발생시킨다.
현재 이용 가능한 막 재료는 롤(roll)에 의해 전달된다. 막 재료는 엔탈피 교환기의 가장 중요한 부분이다. 막은 일 종류의 그리드 또는 프레임에 고정되고 실링되고, 각각의 막 층 사이에 유체를 흐르게 하는 방식으로 배열되어야 한다. 그래서, 공지된 기술의 엔탈피 교환기가 타협안이라는 것이 명확하다. 이들은 보통 현열 에너지 교환이 손실되어서, 현재 사용되는 막의 선택적인 범위 및 특징의 결과로서 잠열 에너지 교환을 얻을 것이다.
각각의 부재로부터 구축된 이러한 엔탈피 교환기는 예를 들어 WO 02/072242 A1이다. 그리드에 섬유로 제조된 각각의 막이 배치된다. 상이한 공기 흐름 방향을 생성하기 위해 그리드는 스테이플링(stapling)되거나 적층되어서 플레이트의 방향을 변경한다.
언급된 최신 기술의 견지에서, 본 발명의 목적은 엔탈피 교환기 부재 및 엔탈피 교환기, 및 엔탈피 교환기의 작성을 허용하는 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 이것에 의해, 현열 에너지 교환 및 잠열 에너지 교환의 효율은 변하고 제어되고 특히 개선될 수 있다.
본 발명에 의해, 상기 언급된 목적의 해결책은,
a) 플레이트 외부 치수 내에 미리 결정된 천공 패턴에 따라 편평한 플레이트 부재를 천공시키거나, 고유한 기공 구조를 갖는 플레이트 부재를 제공하는 단계;
b) 수증기 투과 특징(수증기 전달률(water vapor transfer ratio), WVTR)을 갖는 얇은 중합체 필름을 플레이트 부재의 적어도 일 측면에 적용, 즉, 도포하는 단계; 및
c) 플레이트 부재를 파상 패턴을 나타내는 원하는 형상으로 성형함으로써, 중합체 필름이 플레이트 부재와 동일한 파상 패턴 형상으로 성형되는 단계를 포함하는, 엔탈피 교환기 부재의 제조 방법에 의해 제시된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 플레이트 부재는 플라스틱 플레이트이다.
플레이트는 니들, 핀, 다이 및 펀치, 레이저 등 중 적어도 하나를 이용하여 천공될 수 있다.
대안적으로, 이 천공 도구 중 일부에 의해 단계 a)에서 플라스틱 플레이트 부재를 천공하는 대신에, 고유한 기공 구조를 갖는 플레이트 부재가 제공될 수 있다. 이러한 플레이트 부재는 다공성 중합체 플레이트, 또는 중합체 섬유, 무기 섬유 또는 금속 섬유로부터 제조된 직조 또는 부직 직물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 플레이트 부재는 한편으로는 중합체 섬유, 무기 섬유 또는 금속 섬유로부터 제조된 직조 또는 부직 직물 및 다른 한편으로는 매트릭스로서 다공성 중합체 재료를 포함하는 복합체이다. 고유한 기공 구조를 갖는 플레이트 부재가 소분자에 반드시 선택적으로 투과성이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
바람직하게는, 플레이트 부재의 경계 구역은 플레이트 부재의 외부 치수로부터 바람직하게는 5 내지 20㎜ 범위, 더 바람직하게는 10 내지 20㎜ 범위로 천공되지 않는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 수증기 투과 특징(수증기 전달률, WVTR)을 갖는 얇은 중합체 필름을 플레이트 부재의 적어도 일 측면에 도포하는 것의 단계 b) 및 파상 패턴을 나타내는 원하는 형상으로 플레이트 부재를 성형하는 것(이로써 중합체 필름은 플레이트 부재와 동일한 파상 패턴 형상으로 성형됨)의 단계 c)가 동시에 수행된다. 이는 플라스틱 지지체 및 얇은 중합체 필름을 포함하는 2층 구조를 성형하기 위해 표준 열성형, 바람직하게는 진공 성형이 사용되게 한다.
중합체 필름은 플레이트 부재의 성형 단계 동안 플레이트 부재에 접합, 바람직하게는 열 접합되고/되거나, 아교처리된다.
중합체 필름은 설폰화 공중합체, 바람직하게는 블록 공중합체로부터 제조될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 방법에서, 파상 패턴 내에 평행하게 이어지는 임의의 파상의 공간 빈도(spatial frequency) 및/또는 천공 밀도(즉, 단위 면적당 천공의 수)는 바람직하게는 경계 구역에서 변하여 내상성(frost resistance)을 개선한다.
본 발명에 의해, 상기 언급된 목적의 해결책은 미리 결정된 천공 및 파상 패턴을 나타내는 형상을 갖는 플레이트 부재를 포함하는, 엔탈피 교환기 부재, 바람직하게는 상기 문단에 정의된 바와 같은 방법에 따라 제조된 엔탈피 교환기 부재에 의해 제시되고, 여기서 플레이트 부재의 적어도 일 측면은 수증기 투과 특징(수증기 전달률, WVTR)을 갖는 얇은 중합체 필름에 의해 피복된다.
본 발명에 따른 엔탈피 교환기 부재에서, 얇은 중합체 필름은 플레이트 부재에 접합, 바람직하게는 열 접합되고/되거나, 아교처리될 수 있다.
바람직하게는, 플레이트 부재의 천공된 구역은 파상처리 또는 양각처리된 표면 구역을 포함한다.
바람직하게는, 플레이트 부재의 경계 구역에서의 파상의 폭은 플레이트 부재의 중간 구역에서의 파상의 폭보다 더 크고/크거나, 플레이트 부재의 경계 구역에서의 천공 밀도(즉, 단위 면적당 천공의 수)는 플레이트 부재의 중간 구역에서보다 크다.
바람직하게는, 플레이트 부재는 또 다른 유사한 플레이트 부재에 대한 기밀 연결을 허용하는 경계를 가진다. 이 경계는 바람직하게는 플레이트 부재가 플레이트 부재의 외부 치수로부터 바람직하게는 5 내지 20㎜ 범위, 더 바람직하게는 10 내지 20㎜ 범위로 천공되지 않는 경계 구역을 가진다.
바람직하게는, 파상은 유체 흐름을 가이드하도록 배향된다.
천공은, 바람직하게는 이용 가능한 플레이트 교환 표면의 50% 이상의 전체 개방 구역을 제공하는, 30㎛ 내지 1.2㎜ 범위의 홀 직경과 동등한 표면 구역을 갖는, 다양한 형상의, 개구일 수 있다.
본 발명에 의해, 상기 언급된 목적의 해결책은, 열 교환기 부재와 같은 플레이트가 상기 문단에 정의된 바와 같은 부재인 것을 특징으로 하는, 유체를 흐르게 하는 2개의 유체 경로를 형성하기 위해 평행한 배향으로 서로에 고정된 엔탈피 교환기 부재와 같은 적어도 3개의 플레이트를 갖는 엔탈피 교환기에 의해 제시된다.
바람직하게는, 엔탈피 교환기 부재는 레이저 용접 또는 초음파 용접과 같은 용접에 의해, 또는 아교처리에 의해 서로에 고정된다.
본 발명에 따르면, 한편으로 임의의 유형의 직교류 및/또는 역류 에너지 교환기에 대한 공기 흐름 채널을 생성하기에 충분한 구조 강도 및 밀도를 가지고(이로써 현열 에너지 교환에 우수한 구조적으로 강한 재료의 사용을 허용함), 다른 한편으로 천공 또는 개구 또는 홀의 크기 및 수에 의해 잠열 에너지 교환 특징을 갖는 얇은 중합체 필름에 의해 피복된 구역을 획정할 수 있는, 새로운 하이브리드 교환기 부재가 제공된다. 한편으로 현열 에너지 교환의 효율 및 다른 한편으로 잠열 에너지 교환의 효율이 환경(건조 공기, 습도, 외부 온도 등)의 각각의 요구에 한정되고 제어되고 적응될 수 있다는 것을 당해 분야의 당업자는 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 플레이트 부재는 임의의 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 상기 부재는 파상이 제공될 수 있다. 파상은 압력 하강에 대한 효율의 비율을 최적화하도록 설계될 수 있다. 파상은 유사한 플레이트가 서로 적층될 때 이 플레이트 사이에 흐름 채널을 허용하도록 선택될 수 있다. 파상의 정의에 의해, 하나의 이점은 에너지 전달에 이용 가능한 표면의 증대일 것이다. 이는 가능한 크게 축조될 수 있고, 심지어 100% 이상의 증가에 도달할 수 있다. 게다가, 파상은 예를 들어 배향된 파상을 선택하고 플레이트의 위치를 교대시킴으로써 역류 또는 직교류 구성의 용이한 배열을 허용하는 방식으로 설계될 수 있다.
플레이트의 경계는 유사한 플레이트가 적절한 방식으로 함께 고정될 수 있는 구역을 획정한다. 이는 용접, 예를 들어 레이저 용접, 초음파 용접 및/또는 폴딩(folding), 핫 크림핑(hot crimping) 등일 수 있다. 이는 패키지의 강성을 안정화시킬 뿐만 아니라 원하는 흐름 채널을 축조하도록 허용한다. 경계 구역은 플레이트 사이의 단단한 실링 가능한 연결을 허용하도록 평탄화, 텅(tongue)/그루브(groove) 시스템화, 프로파일링 또는 테두리화될 수 있다.
천공은 유리하게는 신속하고 편리한 천공 단계를 허용하는 플레이트 성형 단계 전에 수행될 수 있다. 이 방식으로 플레이트는 더 용이하게 천공되고 게다가 임의의 원하는 구역에서 천공될 수 있다.
얇은 중합체 필름은 솔베이(Solvay)의 상표명인 "아퀴비온(Aquivion)" 또는 크라톤(Kraton)의 상표명인 "넥사르(Nexar)" 제품과 같은 최신 기술에 따라 중합체로 제조될 수 있다.
재료는 예를 들어 테트라플루오로에틸렌, C2F4, 및 에탄설포닐 플루오라이드, 1,1,2,2-테트라플루오로-2-[(트라이플루오로에테닐)-옥시], C2F3-O-(CF2)2-SO2F, 설폰화 블록 공중합체로부터 제조된 공중합체의 형태의 이오노머일 수 있다.
얇은 중합체 필름은 상이한 중합체 유형의 중합체 층의 순서를 포함하는 다층 필름일 수 있다. 바람직하게는, 각각의 중합체 층의 중합체 유형은 폴리에터 에스터, 폴리에터 아마이드 및 폴리에터 우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 얇은 중합체 다층 필름의 전체 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 더 바람직하게는 10㎛ 내지 150㎛이다. 바람직하게는, 얇은 중합체 다층 필름 내의 각각의 개별적인 중합체 층의 두께는 2㎛ 내지 20㎛, 더 바람직하게는 5㎛ 내지 20㎛이다.
그러나, 중합체는 원하는 특징 및 특성에 적응될 수 있다.
잠열 에너지 회수의 양 또는 효율이 홀 또는 천공에 의해 제공된 표면, 이들의 형상 및 이들의 위치에 따라 달라진다는 것을 당해 분야의 당업자는 이해할 것이다. 그래서, 열 교환기 플레이트를 환경 및 기능 조건에 적응시킬 수 있다.
엔탈피 막에 대한 구조적 부재로서 매우 열 전도성인 재료를 사용함으로써, 높은 현열 효율이 보장된다. 천공을 획정하고 수증기 수송을 위한 중합체를 선택함으로써, 높은 잠열 회수가 보장된다. 바람직하게는, 이용 가능한 플레이트 교환 표면의 50% 이상의 수증기 수송에 대한 전체 "개방 구역"이 제공된다.
중합체는 첨가제와 조합되어 이의 속성을 다양하게 하고 확대할 수 있다. 이것은 예를 들어 유효하게 항균성일 수 있고, 내화 요건(UL)을 만족시킬 수 있다. 이의 속도는 플레이트의 최적 조율 가능한 교환 특징을 달성하기 위해 조정될 수 있어서, 가능한 높은 수분 교환을 허용한다.
중합체 필름은 상기 플레이트 부재의 성형 단계 전에 플레이트 부재의 일 측면에 도포될 수 있고, 이로써 플레이트 부재, 및 홀 또는 천공을 완전히 피복한다. 따라서, 천공은 크기가 제한되지 않고, 임의의 원하는 치수에서 선택될 수 있다.
중합체 필름을 플레이트 부재에 도포하는 것에 후속하여, 플레이트 부재가 성형되어 상기 언급된 특징, 예를 들어 파상, 측벽, 편평한 경계 구역 등을 나타낸다. 중합체 필름은 플레이트 부재와 동일한 형상으로 성형되고, 상기 플레이트 부재에 영구적으로 접합되거나 아교처리될 수 있다. 접합 또는 아교처리는 가열과 함께 또는 이것 없이 수행될 수 있다.
본 발명의 대안적인 실시형태에 따르면, 천공은 중합체 필름에 의해 영구적으로 피복되고 실링되지 않고, 오히려 중합체 필름과 동일한 재료일 수 있는 중합체 용액으로 충전되고, 후속하여 경화된다. 중합체는 분산 상태 또는 용해 상태로 공급될 수 있다. 분무, 디핑(dipping), 세리그래피(serigraphy) 또는 임의의 다른 라미네이션 방법에 의해 중합체 분산액 또는 용액에 의해 홀 또는 천공을 충전하거나 피복함으로써 중합체를 포함하는 분산액 또는 용액은 플레이트에 놓일 수 있다. 동일한 천공 특징을 유지시키기 위해, 편평한 플레이트 부재의 일 측면은 라이너(liner)(플레이스홀더(placeholder)-필름)에 의해 완전히 피복될 수 있고, 이 라이너는 성형 단계 동안 플레이트 부재에 접합되지 않고 성형 단계 후에 용이하게 제거될 수 있다. 라이너(플레이스홀더-필름)의 제거에 후속하여, 천공 홀은 상기 기재된 바대로 중합체 용액에 의해 충전될 수 있다.
열 교환기의 현열 에너지 전달 및 잠열 에너지 전달 능력이 조율 가능하고 조정 가능하다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 플레이트는 천공의 다양한 모자이크 기하구조에 의해 환경 조건에 적응 가능하다. 예를 들어, 교환기는, 오직 천공의 올바른 위치 및 구성적 플레이트의 중합체 처리를 선택함으로써, 얼음 형성 없이 빙점(-10℃) 아래의 온도에서 조작되도록 설계될 수 있다.
그러나, 혹독한 조건 하에, 특히 플레이트 교환기는 좁은 경계 채널에서 얼음을 형성하는 경향이 있어서, 플레이트 교환기의 교환 효율을 감소시킨다. 이는 상기 경계 채널에서의 유체의 흐름 속도의 감소로 인한다.
이 문제점을 극복하기 위해, 플레이트 부재의 경계 구역에서의 파상의 폭은 플레이트 부재의 중간 구역에서의 파상의 폭과 비교하여 더 크다. 따라서, 경계 구역에서 생성된 흐름 채널의 폭은 증가하고, 그 결과 유체의 흐름 속도가 증가하여서, 얼음이 형성되는 것을 막거나 적어도 지연시킨다.
구조적 부재의 강성은 플레이트 및 이에 의해 중합체 필름이 교환기 내의 1kPa까지의 압력 차이를 취급할 수 있도록 만들 수 있다. 이 이점은 상업용 적용을 위한 더 큰 교환기 건축에 대한 문호를 개방한다.
본 발명은 현열 에너지 교환, 및 잠열 에너지 교환을 허용하는 전체 에너지 교환기 플레이트의 제조를 위한 단순한 방법을 제공한다. 플레이트의 설계 및 적응성은 기술 요건 및/또는 환경 조건과 관련하여 최적화된 플레이트 교환기의 건축 및 설계를 허용한다.
스탬핑처리, 파상처리 또는 양각처리된 알루미늄, 스테인리스 강, 수지 기반 플레이트 및/또는 진공 성형된 플라스틱 플레이트는 중첩된 강성 플레이트의 패키지를 얻기 위해 어셈블리를 포함하는 입증된 자동화 기술을 이용하여, 예를 들어 진공 그립, 및 시일(seal)에 의해, 예를 들어 레이저 용접, 초음파 용접, 폴딩, 크림핑에 의해 제조될 수 있다. 플레이트는 세척 가능하고, 난연성이며, 항균성이고, 실링되고, 예를 들어 누수 방지(leakage proof)이다. 이것은 매우 효과적인 전체 에너지 교환기를 작성하기 위해 필요한 모든 중요한 이점을 가진다.
플레이트 천공은 역시 니들-롤러 등과 같은 기계적 시스템에 의한 예비 프로그래밍된 연속 레이저 공정, 또는 화학 에칭 공정에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 추가의 특징, 이점 및 양상은 하기 도면의 설명으로부터 명확해진다. 도면은 하기를 나타낸다:
도 1: 본 발명에 따른 제조 방법의 단계의 순서를 예시하는 흐름도; 및
도 2: 본 발명에 따른 제조 방법 동안 횡단면도에서 엔탈피 교환기 부재의 제조의 상태의 순서.
도 1에서, 본 발명에 따른 제조 방법의 단계의 순서가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 각각의 단계는 도 2에 도식적으로 도시된 얻어진 상태에 상응한다. 도 2에서 예시된 기하학적 매개변수, 예컨대 두께, 홀 직경, 곡률 등이 오직 예시 목적을 위한 것이라는 것에 유의해야 한다. 따라서, 이것은 이러한 매개변수의 적절하거나 바람직한 비율을 반드시 대표하지는 않는다.
제공 단계(S1)에서, 획정된 외부 치수를 갖는, 편평하지만 아직 성형되지 않은 플라스틱 플레이트 부재(1)가 제공된다. 천공 단계(S2)에서, 편평한 플라스틱 플레이트 부재(1)의 일부는 천공 장치(도시 생략)로 이송되고, 여기서 편평한 플라스틱 플레이트 부재(1)가 홀의 원하는 크기에 따라 니들-롤러 또는 펀칭 다이(도시 생략)에 의해 천공된다. 본 경우에, 전체 플레이트 부재(1)는, 플레이트 교환기(도시 생략)를 성형하기 위해 플레이트 부재(1)의 용접을 허용하기 위해, 경계 구역(도시 생략)을 제외하고는, 대칭 홀 패턴에 의해 천공된다. 천공 패턴은 플레이트 부재(1)의 제1 표면(1a)으로부터 제2 표면(1b)으로의 전체 플레이트 두께에 걸쳐 연장되는 복수의 홀(2)로 구성된다.
천공 단계에 후속하여, 피복 단계(S3)에서, 이제 천공된 플레이트 부재(1)의 일 측면, 즉 표면(1a)은 얇은 중합체 필름(3)에 의해 완전히 피복된다. 중합체 필름은 독점적인 설폰화 블록 공중합체 또는 이러한 설폰화 블록 공중합체의 임의의 유형으로 제조된다.
피복 단계에 후속하여, 성형 단계(S4)에서, 이제 천공되고 피복된 편평한 플레이트 부재(1)는 진공 성형 장치에 의해 구현되는 성형 장치로 이송되고, 여기서 편평한 플레이트 부재(1) 및 얇은 중합체 필름(3)이 원하는 형상으로 성형된다. 이 성형 단계(S4)에서, 경계 구역, 유체 입구 및 출구 및 파상(4)은 성형되어 플레이트 부재(1)가 된다. 파상 패턴은 플레이트 구역에 걸쳐 연장되는 복수의 파상(4)으로 구성된다.
본 발명의 본 실시형태에서, 경계 구역은 비천공된 구역에서 성형되지만, 파상은 플레이트 부재(1)의 천공된 구역에서 성형된다.
이로써, 편평한 플레이트 부재(1) 및 얇은 중합체 필름(3)의 공동성형 단계인 성형 단계(S4) 동안, 얇은 중합체 필름(3)은 성형되어 플레이트 부재(1)와 정확한 동일한 형상이 되고, 진공 성형 장치에 의해 인가된 열로 인해 이것에 영구적으로 접합된다.
이 얇은 중합체 필름이 피복되고 공동성형된 플레이트(1)는 본 발명에 따른 엔탈피 교환기 플레이트를 구성한다. 이것은 엔탈피 교환기(또한 전체 에너지 교환기라 칭함) 코어를 축조하도록 적층될 것이고, 예를 들어 통풍 시스템이 유출 공기로부터 유입 공기로의 열(또는 여름에 자유 냉각의 경우 이의 반대), 및 겨울에 유출 공기로부터 유입 공기로의 습도(또는 여름에 또는 뜨겁고 습한 기후 구역에서는 일 년 내내 수분 감소의 경우 그 반대)를 교환할 것이다.
파상(4)의 횡단면 형상은 직사각형, 사각형 또는 삼각형일 수 있다. 이것은 또한 사다리꼴, 예컨대 육각형의 절반일 수 있다.
도면 및 설명은 본 발명을 제한하는 방식이 아니고, 오직 예로서 본 발명을 예시하기 위해 의도된다.
1: 편평한 플레이트 부재 1a: 제1 표면
1b: 제2 표면 2: 홀
3: 얇은 중합체 필름 4: 파상
S1: 제공 단계 S2: 천공 단계
S3: 피복 단계 S4: 성형 단계(공동성형)

Claims (15)

  1. 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법으로서,
    a) 플레이트 외부 치수 내에 미리 결정된 천공 패턴(2, 2, ...)에 따라 편평한 플레이트 부재(1)를 천공시키거나, 고유한 기공 구조를 갖는 플레이트 부재(1)를 제공하는 단계;
    b) 수증기 투과 특징(수증기 전달률(water vapor transfer ratio), WVTR)을 갖는 얇은 중합체 필름(3)을 상기 플레이트 부재(1)의 적어도 일 측면(1a)에 도포하는 단계; 및
    c) 상기 플레이트 부재(1)를 파상 패턴(4, 4, ...)을 나타내는 원하는 형상으로 성형함으로써 상기 중합체 필름(3)이 상기 플레이트 부재(1)와 동일한 파상 패턴 형상으로 성형되는 단계를 포함하는, 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 플레이트 부재는 플라스틱 플레이트인 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플레이트는 니들(needle), 핀, 다이 및 펀치, 레이저 등 중 적어도 하나를 이용하여 천공되는 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b) 및 c)는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중합체 필름은 상기 플레이트 부재의 성형 단계 동안 상기 플레이트 부재에 접합, 바람직하게는 열 접합되고/되거나 아교처리되는 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체 필름은 설폰화 공중합체, 바람직하게는 블록 공중합체로 제조되는 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파상 패턴 내에 평행하게 이어지는 임의의 파상의 공간 빈도(spatial frequency) 및/또는 천공 밀도(즉, 단위 면적당 천공의 수)는 바람직하게는 경계 구역에서 변하여 내상성(frost resistance)을 개선하는 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재를 제조하는 방법.
  8. 미리 결정된 천공 패턴(2, 2, ...) 및 미리 결정된 파상 패턴(4, 4, ...)을 나타내는 형상을 갖는 플레이트 부재(1)를 포함하는, 엔탈피 교환기 부재, 바람직하게는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 정의된 방법을 이용하여 제조된 엔탈피 교환기 부재로서, 상기 플레이트 부재(1)의 적어도 일 측면(1a)은 수증기 투과 특징(수증기 전달률, WVTR)을 갖는 얇은 중합체 필름(3)에 의해 피복된, 엔탈피 교환기 부재.
  9. 제8항에 있어서, 상기 얇은 중합체 필름은 상기 플레이트 부재에 접합, 바람직하게는 열 접합되고/되거나 아교처리되는 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 플레이트 부재의 천공된 구역은 파상처리 또는 양각처리된 표면 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 플레이트 부재(1)의 경계 구역에서의 파상(4)의 폭은 상기 플레이트 부재(1)의 중간 구역에서의 파상(4)의 폭보다 크고/크거나, 상기 플레이트 부재의 경계 구역에서의 천공 밀도(즉, 단위 면적당 천공의 수)는 상기 플레이트 부재의 중간 구역에서보다 큰 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파상은 유체 흐름을 가이드하도록 배향된 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 천공은, 바람직하게는 이용 가능한 플레이트 교환 표면의 50% 이상의 전체 개방 구역을 제공하는, 30㎛ 내지 1.2㎜ 범위의 홀 직경과 동등한 표면 구역을 갖는, 다양한 형상의 개구인 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기 부재.
  14. 유체가를 흐르게 하는 2개의 유체 경로를 형성하기 위해 평행한 배향으로 서로에 고정된 엔탈피 교환기 부재와 같은 적어도 3개의 플레이트를 갖는 엔탈피 교환기로서, 열 교환기 부재와 같은 상기 플레이트는 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 부재인 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 엔탈피 교환기 부재는 레이저 용접 또는 초음파 용접과 같은 용접에 의해, 또는 아교처리에 의해 서로에 고정된 것을 특징으로 하는, 엔탈피 교환기.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10415900B2 (en) 2013-07-19 2019-09-17 Westwind Limited Heat / enthalpy exchanger element and method for the production
CN105980779B (zh) 2013-12-02 2019-06-28 森德国际集团股份有限公司 一种固定加热或冷却体的方法和系统
JP6978939B2 (ja) * 2015-01-23 2021-12-08 ツェンダー グループ インターナショナル アーゲー エンタルピー交換素子、当該素子を含んでなるエンタルピー交換器、およびこれらの製造方法
EA039572B1 (ru) * 2015-04-11 2022-02-11 Зендер Груп Интернэшнл Аг Способ получения энтальпийного обменника и энтальпийный обменник
EP3276292A1 (en) * 2016-07-25 2018-01-31 Zehnder Group International AG Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production
US20220163272A1 (en) * 2017-05-18 2022-05-26 Kai Klingenburg Heat-exchanger plate
US11759753B2 (en) * 2017-07-24 2023-09-19 Zehnder Group International Ag Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production
EP3447433B1 (en) * 2017-08-24 2020-05-13 Mahle International GmbH Heat exchanger as well as method for producing a heat exchanger
US20200368804A1 (en) * 2019-05-24 2020-11-26 Trusval Technology Co., Ltd. Manufacturing process for heat sink composite having heat dissipation function and manufacturing method for its finished product
JP2021049679A (ja) 2019-09-24 2021-04-01 豊田合成株式会社 霜耐性を有する撥水膜及びその製造方法
EP4238669A1 (en) * 2022-03-02 2023-09-06 Recutech S.r.o. Method of manufacturing a heat-humidity exchange plate of an enthalpy air-to-air exchanger, a heat-humidity exchange plate and an enthalpy exchanger

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3430204A1 (de) * 1984-08-17 1986-02-27 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Vorrichtung zur durchfuehrung von pervaporationsprozessen
JPH08219504A (ja) * 1995-02-10 1996-08-30 Japan Gore Tex Inc 加湿エレメント及び加湿ユニット
US6953510B1 (en) * 1998-10-16 2005-10-11 Tredegar Film Products Corporation Method of making microporous breathable film
US6951242B1 (en) * 1999-02-04 2005-10-04 Des Champs Nicholas H Enthalpy heat exchanger with variable recirculation and filtration
WO2001027552A1 (en) * 1999-10-08 2001-04-19 Carrier Corporation A plate-type heat exchanger
WO2002072242A1 (en) 2001-03-13 2002-09-19 Dais-Analytic Corporation Heat and moisture exchange device
WO2002096537A1 (en) * 2001-05-29 2002-12-05 Pall Corporation Formed membrane and method of making
US20030056884A1 (en) * 2001-09-26 2003-03-27 Belding William A. Heat and moisture exchange media
JP2006150323A (ja) * 2004-11-01 2006-06-15 Japan Gore Tex Inc 隔膜およびその製法、並びに該隔膜を備えた熱交換器
CN2903885Y (zh) * 2005-10-24 2007-05-23 陈波 空气湿热交换装置
KR100737695B1 (ko) * 2006-06-28 2007-07-09 이찬봉 개선된 라이너를 갖는 전열소자
US8235093B2 (en) * 2008-06-19 2012-08-07 Nutech R. Holdings Inc. Flat plate heat and moisture exchanger
JP5568231B2 (ja) * 2008-11-07 2014-08-06 日本ゴア株式会社 成形品の製造方法
US9943796B2 (en) * 2009-03-26 2018-04-17 Columbus Industries, Inc. Multi layer pleatable filter medium
US9562726B1 (en) * 2010-02-12 2017-02-07 Dustin Eplee Counter-flow membrane plate exchanger and method of making
US9429366B2 (en) * 2010-09-29 2016-08-30 Kraton Polymers U.S. Llc Energy recovery ventilation sulfonated block copolymer laminate membrane
WO2012081744A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Ntpia Co., Ltd. Polymer composite materials for building air conditioning or dehumidification and preparation method thereof
CA2826995A1 (en) * 2011-02-09 2012-08-16 Klingenburg Gmbh A heat- and/or moisture-exchange element
CN103747854B (zh) * 2011-06-07 2016-12-07 迪博因特技术公司 包括纳米纤维层的选择性水蒸汽输送膜及其制作方法
CN103998888B (zh) * 2011-12-19 2017-03-29 迪博因特技术公司 逆流能量回收通风机(erv)芯部
EP2618090B1 (en) * 2012-01-20 2014-10-15 Westwind Limited Heat exchanger element and method for the production
US20140014289A1 (en) * 2012-07-11 2014-01-16 Kraton Polymers U.S. Llc Enhanced-efficiency energy recovery ventilation core
US20140262125A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Venmar Ces, Inc. Energy exchange assembly with microporous membrane
US10415900B2 (en) * 2013-07-19 2019-09-17 Westwind Limited Heat / enthalpy exchanger element and method for the production
US9216405B1 (en) * 2014-06-26 2015-12-22 Kraton Polymers U.S. Llc Rotary enthalpy exchange wheel having sulfonated block copolymer

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