SE507477C2 - Process for producing an element for the exchange of total thermal energy - Google Patents
Process for producing an element for the exchange of total thermal energyInfo
- Publication number
- SE507477C2 SE507477C2 SE9102658A SE9102658A SE507477C2 SE 507477 C2 SE507477 C2 SE 507477C2 SE 9102658 A SE9102658 A SE 9102658A SE 9102658 A SE9102658 A SE 9102658A SE 507477 C2 SE507477 C2 SE 507477C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- film
- particles
- corrugated
- inorganic adsorbent
- heat energy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
- F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
- F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/04—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of rubber; of plastics material; of varnish
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1032—Desiccant wheel
- F24F2203/1036—Details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1048—Geometric details
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1068—Rotary wheel comprising one rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1084—Rotary wheel comprising two flow rotor segments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Central Air Conditioning (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
507 477 2 problem vid framställning och användning. Särskilt vid korruge- ring kan filmen rivas sönder så att korrugering blir omöjlig. 507 477 2 problems during manufacture and use. Especially during corrugation, the film can be torn so that corrugation becomes impossible.
Viktig är också storleken av de små kanalernas tvärsnitts- area i en vaxkakestruktur bildad genom korrugering och lamine- ring av en film. När de små kanalerna har en alltför stor tvär- snittsarea, blir filmens totala ytarea liten, vilket minskar kontaktarean för passerande luft och minskar effektiviteten av det totala värmeenergiutbytet. När däremot de små. kanalerna har en alltför liten tvärsnittsarea, ökar motståndet för luft eller annan gas som passerar genom elementet (d v s tryckfal- let ökar), vilket kräver en högre drivkraft och omöjliggör ekonomisk drift.Also important is the size of the cross-sectional area of the small channels in a honeycomb structure formed by corrugating and laminating a film. When the small ducts have an excessively large cross-sectional area, the total surface area of the film becomes small, which reduces the contact area for passing air and reduces the efficiency of the total heat energy exchange. When, on the other hand, the small ones. the ducts have too small a cross-sectional area, increase the resistance to air or other gas passing through the element (ie the pressure drop increases), which requires a higher driving force and makes economical operation impossible.
Enligt uppfinningen löses de ovan angivna problemen på följande sätt. Partiklar av hydrofil zeolit eller annat oor- ganiskt adsorptionsmedel innehållande mikroporer med en genom- snittlig diameter av 4-6 Å, d v s adsorptionsmedel som adsor- berar molekyler av vattenånga men knappast adsorberar molekyler av luktämnen, bringas att häfta vid ytan av en film av metall, plast eller liknande, vars tjocklek ligger inom intervallet 0,02-0,15 mm. Filmen korrugeras därpå till en våglängd av 2,5- 5,0 mm och en våghöjd av 1,0-2,6 mm. Plana filmer och korru- gerade filmer lamineras omväxlande för bildning av ett element med många små kanaler.According to the invention, the above problems are solved in the following manner. Particles of hydrophilic zeolite or other organic adsorbent containing micropores with an average diameter of 4-6 Å, ie adsorbents that adsorb molecules of water vapor but hardly adsorb molecules of odorants, are adhered to the surface of a metal film , plastics or the like, the thickness of which is in the range of 0.02-0.15 mm. The film is then corrugated to a wavelength of 2.5-5.0 mm and a wavelength of 1.0-2.6 mm. Flat films and corrugated films are laminated alternately to form an element with many small channels.
Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till den bifogade ritningen, på vilken fig 1 schematiskt illustrerar den första utföringsformen av förfarandet enligt uppfinningen; fig 2 är en perspektivvy av ett element för utbyte av total värmeenergi framställt enligt föreliggande uppfinning; fig 3 är ett snitt som illustrerar användning av ett element för utbyte av total värmeenergi; fig 4 är en perspektivvy av en del av en korrugerad film; fig 5 är ett diagram över överföringsgrad (%) och överförd mängd (ppm) bensen och toluen som funktion av den genomsnittliga mikropordiametern i ett adsorptionsmedel på ytan av en film; fig 6 är ett diagram som visar hur effektiviteten av det totala värmeutbytet n (%) och det statiska tryckfallet AP (mm H20) ändras vid förändring av en korrugerad films våg- längd och våghöjd; fig 7 är ett diagram som visar hur värmeut- byteseffektiviteten ändras vid förändring av mängden hydrofil 507 477 3 zeolit på ytan av en film; och fig 8 är ett diagram som visar hur värmeutbyteseffektiviteten ändras vid förändring av zeoli- ters genomsnittliga mikropordiameter.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically illustrates the first embodiment of the method according to the invention; Fig. 2 is a perspective view of an element for exchanging total heat energy produced according to the present invention; Fig. 3 is a section illustrating the use of an element for exchanging total heat energy; Fig. 4 is a perspective view of a portion of a corrugated film; Fig. 5 is a graph of the degree of transfer (%) and amount (ppm) of benzene and toluene transferred as a function of the average micropore diameter of an adsorbent on the surface of a film; Fig. 6 is a diagram showing how the efficiency of the total heat yield n (%) and the static pressure drop AP (mm H 2 O) change when changing the wavelength and wave height of a corrugated film; Fig. 7 is a diagram showing how the heat exchange efficiency changes when changing the amount of hydrophilic zeolite on the surface of a film; and Fig. 8 is a graph showing how the heat exchange efficiency changes when changing the average micropore diameter of zeolites.
Föredragna utföringsformer av uppfinningen beskrives nedan i detalj.Preferred embodiments of the invention are described in detail below.
Exempel 1 I fig 1 visas en anordning använd vid förfarandet enligt uppfinningen. På ritningen visas ett kärl 1 för bindemedel 2, en torkanordning 3 och ett kärl 4 för adsorptionsmedel 5.Example 1 Fig. 1 shows a device used in the method according to the invention. The drawing shows a vessel 1 for binder 2, a drying device 3 and a vessel 4 for adsorbent 5.
Partiklar av adsorptionsmedlet 5 transporteras medelst en luftström via munstycken 7, 8 till ytan av en film i en kam- mare 9, varvid en fläkt 6 användes. Partiklarna av adsorptions- medlet tillföres via en inmatningstratt 10. På ritningen visas vidare en torkanordning 11, en returledning' 12 som återför partiklar av adsorptionsmedlet 5 från kammaren 9, och en tork- anordning 13.Particles of the adsorbent 5 are transported by an air stream via nozzles 7, 8 to the surface of a film in a chamber 9, using a fan 6. The particles of the adsorbent are supplied via a hopper 10. The drawing further shows a drying device 11, a return line 12 which returns particles of the adsorbent 5 from the chamber 9, and a drying device 13.
På båda sidorna av en 30 um tjock aluminiumfilm 14 an- bringas ett bindemedel 2 av polyvinylacetat-typ i ett 10-30 um tjockt skikt genom reglering av spalten mellan två valsar 15.On both sides of a 30 μm thick aluminum film 14, a polyvinyl acetate type binder 2 is applied in a 10-30 μm thick layer by adjusting the gap between two rollers 15.
Efter passagen genom torkanordningen 23 är bindemedelsskiktet halvtorrt (visköst men icke stelnat), vilket innebär att zeolit- partiklar icke kan begravas fullständigt i detta skikt. Filmen med bindemedelsskikt ledes in i kammaren 9, och på båda sidorna av filmen anbringas medelst en luftström partiklar av hydrofil syntetisk zeolit 5 (Zeo1um A-4 från Toyo Soda Co; mikropor- diameter 4 Å) med en diamter av mindre än 100 pm. På båda sidorna av filmen anbringas härvid totalt ca 12 g syntetisk zeolit per m2. Filmen upphettas därefter omedelbart i torkanord- ningen 11, som företrädesvis är en infrarödtork, vid en tempe- ratur av 100-250°C under kort tid, t ex högst 10 sekunder, så att bindemedelt torkas fullständigt och bringas att, stelna.After passing through the dryer 23, the adhesive layer is semi-dry (viscous but not solidified), which means that zeolite particles cannot be completely buried in this layer. The film with adhesive layer is passed into the chamber 9, and on both sides of the film, particles of hydrophilic synthetic zeolite 5 (Zeolium A-4 from Toyo Soda Co; micropore diameter 4 Å) with a diameter of less than 100 μm are applied by means of an air stream. A total of about 12 g of synthetic zeolite per m2 is applied to both sides of the film. The film is then heated immediately in the dryer 11, which is preferably an infrared dryer, at a temperature of 100-250 ° C for a short time, for example a maximum of 10 seconds, so that the binder is completely dried and caused to solidify.
Samtidigt frigöres gaser adsorberade i zeolitpartiklarnas mikro- porer under bildning av sammanhängande porer som sträcker sig till bindemedelsskiktets yta, så att zeolitpartiklarnas adsorp- tionsförmåga icke hämmas. Filmen upphettas sedan vid hög tempe- ratur (150-220°C) i torkanordningen 13 så att bindemedelsskik- tet stelnar ytterligare och stabiliseras. Genom lämpliga, icke visade metoder, såsom blåsning med luft eller tvättning med 507 477 4 vatten, avlägsnas sedan kontinuerligt zeolitpartiklar som icke har häftat vid ordentligt, så att man erhåller en aluminiumfilm 16 med vidhäftande partiklar av syntetisk zeolit. Filmen 16 frammatas med en hastighet av 0,1-0,5 m/s.At the same time, gases adsorbed in the micropores of the zeolite particles are released, forming cohesive pores extending to the surface of the binder layer, so that the adsorption capacity of the zeolite particles is not inhibited. The film is then heated at a high temperature (150-220 ° C) in the drying device 13 so that the adhesive layer solidifies further and stabilizes. By suitable methods, not shown, such as blowing with air or washing with water, zeolite particles which have not adhered properly are then continuously removed to obtain an aluminum film 16 with adhesive particles of synthetic zeolite. The film 16 is fed at a speed of 0.1-0.5 m / s.
Aluminiumfilmen 16 med vidhäftande syntetisk zeolit korru- geras därefter (se figurerna 2 och 4). En plan film 16 och en korrugerad film 17 bringas att häfta vid varandra och lindas sedan omkring ett nav 18 till en cylindrisk kropp med önskad storlek innehållande 'många små kanaler 19, som sträcker sig mellan de båda ändytorna. Flera fördjupningar göres i radiell riktning i båda ändytorna av cylindern, och i dessa fördjup- ningar anbringas förstärkande ekrar 20, 20. Omkring den cylin- driska ytan lindas en yttre stålplatta 21. Ena änden av varje eker 20 fästes vid ena ändytan av navet 18, och den andra änden fästes vid den yttre stålplattan 21, t ex med hjälp av bultar.The aluminum film 16 with adhesive synthetic zeolite is then corrugated (see Figures 2 and 4). A flat film 16 and a corrugated film 17 are adhered to each other and then wound around a hub 18 to a cylindrical body of the desired size containing many small channels 19 extending between the two end faces. Several depressions are made in the radial direction in both end surfaces of the cylinder, and reinforcing spokes 20, 20 are applied in these depressions. An outer steel plate 21 is wound around the cylindrical surface. One end of each spoke 20 is attached to one end surface of the hub 18. , and the other end is fastened to the outer steel plate 21, for example by means of bolts.
Kantplåtar 22, 22 fästes längs båda kanterna av den yttre stål- plattan 21, och mellan kantplåtarna 22, 22 fästes sammanbin- dande plåtar 23, 23. På detta sätt erhålles ett element för utbyte av total värmeenergi.Edge plates 22, 22 are attached along both edges of the outer steel plate 21, and between the edge plates 22, 22 are interconnecting plates 23, 23. In this way an element for exchanging total heat energy is obtained.
Exempel 2 På båda sidorna av en 30 um tjock aluminiumfilm anbringas ett 10-30 um tjockt skikt av ett bindemedel av polyvinylacetat- typ innehållande högst 30 % partiklar av hydrofil syntetisk zeolit (Molecular Sieve 4A från Union Showa Co. Ltd.; mikropor- diameter 4 Å) med en diameter av mindre än 100 um såsom adsorp- tionsmedel och högst 10 % av ett jäsmedel, som sönderdelas vid upphettning under alstring av en gas, företrädesvis koldioxid, såsom natriumvätekarbonat eller ammoniumkarbonat. När bindemed- let är halvtorrt men icke fullständigt torrt, upphettas filmen vid 100-250°C för sönderdelning av jäsmedlet. På samma sätt som i exempel 1 korrugeras därefter aluminiumfilmen, och plana och korrugerade filmer lamineras till varandra, varpå ett element framställes på samma sätt som i exempel 1.Example 2 On both sides of a 30 μm thick aluminum film is applied a 10-30 μm thick layer of a polyvinyl acetate type binder containing up to 30% particles of hydrophilic synthetic zeolite (Molecular Sieve 4A from Union Showa Co. Ltd .; micropore diameter). 4 Å) with a diameter of less than 100 μm as adsorbent and not more than 10% of a blowing agent, which decomposes on heating to produce a gas, preferably carbon dioxide, such as sodium bicarbonate or ammonium carbonate. When the binder is semi-dry but not completely dry, the film is heated at 100-250 ° C to decompose the blowing agent. In the same manner as in Example 1, the aluminum film is then corrugated, and flat and corrugated films are laminated to each other, whereupon an element is produced in the same manner as in Example 1.
Andra metoder kan också användas. En blandning av binde- medel och jäsmedel kan t ex anbringas på filmen, varefter partiklar av adsorptionsmedel blåses på filmen såsom i exempel 1 och adsorptionsmedlet bringas att häfta. vid filmen genom upphettning. 507,47? 5 Såsom material i filmen kan man förutom aluminium välja andra metaller eller legeringar, t ex aluminiumlegeringar, rostfritt stål, koppar och mässing; plaster, t ex polyvinylklo- rid, polypropen och polyestrar; samt papper, som kan korruge- ras. Ett papper bör huvudsakligen bestå av oorganiska fibrer, så att det icke fattar eld vid kontakt med luft av hög tempera- tur, t ex papper av' keramiska fibrer bestående av 50-90 % keramiska fibrer med en fiberdiameter av ca 5 um och en fiber- längd av 1-5 mm, 30-5 % massa och 10-20 % förstärkande fyll- medel. Såsom bindemedel kan man använda polyvinylacetat, epoxi- harts, silikonharts, akrylharts och liknande. Såsom adsorptions- medel är det nödvändigt att välja ett material som adsorberar vattenmolekyler men knappast luktämnen, framför allt icke sådana luktämnen som alstras i toaletter och kök eller ångor av organiska lösningsmedel. Vattenmolekyler har en diameter av 2,8-3,2 Å, och molekyler av bensen och toluen har en diameter av ca 6,7 Å. Både luktämnen och organiska lösningsmedel har större molekyldiametrar än vatten. För selektiv adsorption av vattenånga i närvaro av luktämnen eller ångor av organiska lösningsmedel användes därför hydrofila oorganiska adsorptions- medel, t ex zeoliter, vars genomsnittliga mikropordiameter ligger inom intervallet 4-6 Å. Upphettning erfordras för desorp- tion av vattenmolekyler adsorberade på adsorptionsmedel med en mikropordiameter av'Z3 Ã, t ex zeolit av typen 3 A, eftersom denna mikropordiameter är nästan lika stor som vattenmolekyler- nas diameter. Vid drift av ett element för utbyte av total värmeeneregi innehållande adsorptionsmedel med en mikropor- diameter av 3 Å är därför effektiviteten av utbytet av latent värmeenergi mycket låg. Av denna anledning användes enligt uppfinningen adsorptionsmedel med en mikropordiameter av minst 4Å.Other methods can also be used. For example, a mixture of binder and blowing agent may be applied to the film, after which particles of adsorbent are blown onto the film as in Example 1 and the adsorbent is made to adhere. at the film by heating. 507.47? As materials in the film, in addition to aluminum, other metals or alloys can be selected, for example aluminum alloys, stainless steel, copper and brass; plastics, such as polyvinyl chloride, polypropylene and polyesters; as well as corrugated paper. A paper should consist mainly of inorganic fibers so that it does not catch fire on contact with high temperature air, for example paper of ceramic fibers consisting of 50-90% ceramic fibers with a fiber diameter of about 5 μm and a fiber length of 1-5 mm, 30-5% pulp and 10-20% reinforcing fillers. As the binder, one can use polyvinyl acetate, epoxy resin, silicone resin, acrylic resin and the like. As an adsorbent, it is necessary to choose a material which adsorbs water molecules but hardly odors, especially not those odors which are generated in toilets and kitchens or vapors of organic solvents. Water molecules have a diameter of 2.8-3.2 Å, and molecules of benzene and toluene have a diameter of about 6.7 Å. Both odorants and organic solvents have larger molecular diameters than water. For selective adsorption of water vapor in the presence of odors or vapors of organic solvents, therefore, hydrophilic inorganic adsorbents are used, eg zeolites, whose average micropore diameter is in the range 4-6 Å. Heating is required for desorption of water molecules adsorbed on adsorbents with a micropore diameter of Z3 Ã, eg zeolite of type 3 A, since this micropore diameter is almost equal to the diameter of the water molecules. When operating an element for the exchange of total heat energy containing adsorbent with a micropore diameter of 3 Å, the efficiency of the exchange of latent heat energy is therefore very low. For this reason, according to the invention, adsorbents with a micropore diameter of at least 4 Å are used.
I fig 23 visas ett cylindriskt element 26 framställt på det sätt som beskrives i exemplen ovan. Detta element kan roteras omkring en axel 24 i ett hölje 25. Genom kanalen 27, 28, 29 och 30 delas elementets 26 ändytor i en zon för ytter- luft OA, en zon för tilluft SA, en zon för returluft RA och en zon för frånluft EA. Elementet 26 roteras med en hastighet av ca 10-15 varv' per' minut, och ytterluft OA och returluft. RA 507 477 6 ledes till elementet. Genom väggarna av de små kanalerna 19 i elementet 26 sker utbyte av total värmeenergi mellan de båda luftströmmarna, och härvid erhålles tilluft SA och frånluft EA.Fig. 23 shows a cylindrical element 26 manufactured in the manner described in the examples above. This element can be rotated about an axis 24 in a housing 25. Through the ducts 27, 28, 29 and 30 the end surfaces of the element 26 are divided into a zone for outside air OA, a zone for supply air SA, a zone for return air RA and a zone for exhaust air EA. Element 26 is rotated at a speed of about 10-15 revolutions 'per' minute, and outside air OA and return air. RA 507 477 6 is led to the element. Through the walls of the small ducts 19 in the element 26, total heat energy is exchanged between the two air streams, and in this case supply air SA and exhaust air EA are obtained.
I fig 5 visas överföringsgrad (%) och överförd mängd (ppm) bensen och toluen som funktion av adsorptionsmedlets mikropor- diameter. Överföring från returluft till tilluft har' härvid bestämts på följande sätt. Man använder ett element framställt på samma sätt som i exempel 1 genom att adsorptionsmedel bringas att häfta vid båda sidorna av en 30 um tjock aluminiumfilm i en mängd av totalt 15 g/m2. Den korrugerade filmen har en våglängd P av 3,4 mm och en våghöjd h av 1,8 mm (se fig 4). Elementet har en tjocklek t av 200 mm (se fig 3). Såsom adsorptionsmedel användes dels Zeolum A-4 (mikropordiameter 4 Å) och dels Zeolum F-9 (mikropordiameter 10 Å) (jämförande exempel), som båda är hydrofila syntetiska zeoliter. Såsom returluft användes luft innehållande 300 ppm bensen eler toluen (båda har en molekyl- diameter av 6,7 Å), och denna luft har en temperatur av 25°C och en absolut fuktighet av 10 g/kg. När hydrofil syntetisk zeolit med en mikropordiameter av 10 Å eller silikagel använ- des, adsorberas bensen och toluen i returluften av elementet och överföres till tilluften, och koncentrationen kan even- tuellt överstiga den nivå vid vilken en människa börjar för- nimma lukten (1,5 ppm för bensen och 0,48 ppm för toluen). Se "Pollution and Poison/Dangerous Objects (Organic Matter Part)" av Hiroshi Horigudri, Sankyo Publishing Co., Ltd, 25 juni 1971, sidan 458. Vid användning av en hydrofil syntetisk zeolit med en mikropordiameter av 4 Å föreligger däremot ingen risk för att koncentrationen av luktämnen överförda till tilluften skall nå upp till de halter som kan förnimmas av människor.Fig. 5 shows the degree of conversion (%) and the amount (ppm) of benzene and toluene transferred as a function of the micropore diameter of the adsorbent. Transmission from return air to supply air has been determined in the following way. An element prepared in the same manner as in Example 1 is used by adhering adsorbent to both sides of a 30 μm thick aluminum film in an amount of a total of 15 g / m 2. The corrugated film has a wavelength β of 3.4 mm and a wavelength h of 1.8 mm (see Fig. 4). The element has a thickness t of 200 mm (see Fig. 3). Zeolum A-4 (micropord diameter 4 Å) and Zeolum F-9 (micropord diameter 10 Å) (comparative examples) are used as adsorbents, both of which are hydrophilic synthetic zeolites. As the return air, air containing 300 ppm of benzene or toluene (both having a molecular diameter of 6.7 Å) is used, and this air has a temperature of 25 ° C and an absolute humidity of 10 g / kg. When hydrophilic synthetic zeolite having a micropore diameter of 10 Å or silica gel is used, benzene and toluene are adsorbed in the return air by the element and transferred to the supply air, and the concentration may possibly exceed the level at which a human begins to perceive the odor (1, 5 ppm for benzene and 0.48 ppm for toluene). See "Pollution and Poison / Dangerous Objects (Organic Matter Part)" by Hiroshi Horigudri, Sankyo Publishing Co., Ltd, June 25, 1971, page 458. However, when using a hydrophilic synthetic zeolite having a micropore diameter of 4 Å, there is no risk of that the concentration of odoriferous substances transferred to the supply air must reach the levels that can be perceived by humans.
När returluften utgöres av luft innehållande olika luk- tande gaser alstrade :i kök och toaletter, kan överföring av dessa gaser till tilluften vanligen förhindas genom användning av ett enligt uppfinningen framställt element. Eftersom zeoli- ters yttre yta endast är ca 1 % av den totala ytan inklusive mikroporernas yta, är mängden stora partiklar (som inte kan tränga in i ndkroporerna) adsorberade på ytterytan så liten som 0,2-1,0 vikt-%. 507 477 7 I fig 6(a) visas effektiviteten av det totala värmeutbytet n (%) och i fig 6(b) det statiska tryckfallet1flP (mm H20), när utbyte av total värmeenergi genomföres med ett element fram- ställt enligt exempel 1. Härvid bringas Zeolum A-4 att häfta vid båda sidorna av en 30 pm tjock aluminiumfilm i en total mängd av 15 g/m2. Den belagda filmen Ékorrugeras 'till olika våglängder P och våghöjder h enligt nedan.When the return air consists of air containing various odorous gases generated: in kitchens and toilets, the transfer of these gases to the supply air can usually be prevented by using an element produced according to the invention. Since the outer surface of zeolites is only about 1% of the total surface including the surface of the micropores, the amount of large particles (which cannot penetrate into the ndcropores) adsorbed on the outer surface is as small as 0.2-1.0% by weight. 507 477 7 Fig. 6 (a) shows the efficiency of the total heat exchange n (%) and Fig. 6 (b) the static pressure drop1 20 P (mm H 2 O), when the exchange of total heat energy is carried out with an element prepared according to example 1. This causes Zeolum A-4 to adhere to both sides of a 30 μm thick aluminum film in a total amount of 15 g / m 2. The coated film is corrugated 'to different wavelengths P and wavelengths h as shown below.
Våglängd, mm Våghöjd, mm A (jämf. ex) 2,0 1,0 B 2,5 1,3 C 3,4 1,8 D 4,2 2,2 E 5,0 2,6 F (jämf. ex) 6,0 3,6 Elementets tjocklek t är 200 mm. Ytterluften OA har en temperatur av 35°C och en absolut fuktighet av 15 g/kg, och returluften RA har en temperatur av 25°C och en absolut fuk- tighet av 10 g/kg.Wavelength, mm Wave height, mm A (cf. ex) 2.0 1.0 B 2.5 1.3 C 3.4 1.8 D 4.2 2.2 E 5.0 2.6 F (cf. ex) 6.0 3.6 The thickness t of the element is 200 mm. The external air OA has a temperature of 35 ° C and an absolute humidity of 15 g / kg, and the return air RA has a temperature of 25 ° C and an absolute humidity of 10 g / kg.
I fig 6 anges längs abskissan ytterluftens och returluf- tens hastighet (m/s) vid inloppet till elementet 26. Av resul- taten i fig 6 framgår att när den korrugerade filmens våglängd är mindre än 2,5 mm (t ex 2,0 mm) och våghöjden är mindre än 1,0 mm (t ex 0,8 mm), så ökar det statiska tryckfallet kraf- tigt, vilket ökar den erforderliga drivkraften T-Q-H: där'Tär luftens densitet, Q är luftflödet och H är tryckfallet. Ingen energibesparing är härvid möjlig. Om å andra sidan våglängden är större än 5,0 mm och våghöjden är större än 2,6 mm, blir effektiviteten av det totala värmeutbytet låg, och energibe- sparingen blir lägre än den erforderliga drivenergin.In Fig. 6 the velocity of the outside air and the return air (m / s) at the inlet to the element 26 is indicated along the abscissa. The results in Fig. 6 show that when the wavelength of the corrugated film is less than 2.5 mm (e.g. 2.0 mm) and the wave height is less than 1.0 mm (eg 0.8 mm), then the static pressure drop increases sharply, which increases the required driving force TQH: where 'Air density, Q is the air flow and H is the pressure drop. No energy saving is possible in this case. On the other hand, if the wavelength is greater than 5.0 mm and the wave height is greater than 2.6 mm, the efficiency of the total heat exchange will be low, and the energy savings will be lower than the required drive energy.
I fig 7 visas effektiviteten av utbytet av latent värme- energi nx (%) och effektiviteten av utbytet av kännbar värme- energi ns (%), när utbyte av total värmeenergi genomföres med ett element framställt på följande sätt. Zeolum A-4 bringas att häfta vid båda sidorna av en 30 um tjock aluminiumfilm i en total mängd av 4 g, 6 g, 15 g eller 20 g per m2. Den belagda filmen korrugeras till en våglängd P av 3,4 mm och en våghöjd h 507 477 8 av 1,8 mm. Elementets tjocklek t, d. v s längden av' de små kanalerna, är 200 mm. Ytterluften har en temperatur 35°C och en absolut fuktighet av 15 g/kg, och returluften har en tempe- ratur av 27°C och en absolut fuktighet av 10 g/kg. Lufthas- tigheten vid inloppet till elementet är 1-4 m/s. Effektiviteten av utbytet av kännbar värmeenergi är' konstant oberoende av mängden adsorptionsmedel på filmen.Fig. 7 shows the efficiency of the exchange of latent heat energy nx (%) and the efficiency of the exchange of sensible heat energy ns (%), when the exchange of total heat energy is carried out with an element prepared in the following manner. Zeolum A-4 is adhered to both sides of a 30 μm thick aluminum film in a total amount of 4 g, 6 g, 15 g or 20 g per m 2. The coated film is corrugated to a wavelength β of 3.4 mm and a wavelength h of 50 mm. The thickness t of the element, i.e. the length of the small channels, is 200 mm. The outside air has a temperature of 35 ° C and an absolute humidity of 15 g / kg, and the return air has a temperature of 27 ° C and an absolute humidity of 10 g / kg. The air velocity at the inlet to the element is 1-4 m / s. The efficiency of the exchange of sensible heat energy is constant regardless of the amount of adsorbent on the film.
I fig 7 anges längs abskissan ytterluftens och returluf- tens hastighet (m/s) vid inloppet. Av fig 7 framgår, att när mängden adsorptionsmedel på båda sidorna av filmen är minst 6 g(m2, så är effektiviteten av' utbytet av latent värmeenergi förhållandevis hög, t ex så hög som 70 % vid en lufthastighet av 2 m/s när mängden Zeolum A-4 är totalt 6 g/m2. Effektivite- ten av det totala värmeutbytet blir därför hög.In Fig. 7, the velocity (m / s) of the outside air and the return air at the inlet are indicated along the abscissa. From Fig. 7 it can be seen that when the amount of adsorbent on both sides of the film is at least 6 g (m 2, the efficiency of the yield of latent heat energy is relatively high, for example as high as 70% at an air velocity of 2 m / s when the amount Zeolum A-4 is a total of 6 g / m2, so the efficiency of the total heat exchange is high.
Effektiviteten av det totala värmeutbytet nI kan beräknas enligt följande formel. nI = [uOA - iSA)/(i0A - iRAH x 100 % där i betecknar entalpin för OA, SA eller RA.The efficiency of the total heat exchange nI can be calculated according to the following formula. nI = [uOA - iSA) / (i0A - iRAH x 100% where i denotes enthalpy of OA, SA or RA.
När den totala mängden Zeolum A-4 är mindre än 6 g/m2, t ex 4 g/m2, är effektiviteten av utbytet av latent värmeenergi låg, t ex 55 % vid en lufthastighet av 2 m/s. Effektiviteten av det totala värmeutbytet blir därför låg. Om däremot den totala mängden Zeolum A-4 ökas till över 20 g/m2, sker ingen ytterli- gare ökning av effektiviteten av utbytet av latent värmeenergi, utan den enda effekten blir en ökning av kostnaderna. Det är möjligt att partiklar av adsorptionsmedlet kan föras bort med tilluften eller frånluften och att överföringen av luktämnen kan öka när andra adsorptionsmedel än zeoliter användes.When the total amount of Zeolum A-4 is less than 6 g / m2, eg 4 g / m2, the efficiency of the yield of latent heat energy is low, eg 55% at an air speed of 2 m / s. The efficiency of the total heat exchange is therefore low. If, on the other hand, the total amount of Zeolum A-4 is increased to more than 20 g / m2, there will be no further increase in the efficiency of the exchange of latent heat energy, but the only effect will be an increase in costs. It is possible that particles of the adsorbent may be removed with the supply air or exhaust air and that the transfer of odorants may increase when adsorbents other than zeolites are used.
Element för utbyte av total värmeenergi framställes genom att zeoliter med en mikropordiameter av 3 Å, 4 Å, 6 Å eller 9 Ä bringas att häfta vid båda sidorna av en 30 pm tjock aluminium- film i en total mängd av 15 g/m2. I övrigt är framställnings- och driftbetingelserna desamma som vid de i fig 7 redovisade försöken. De erhållna resultaten visas i fig 8, dels effek- tivitetsvärdet nx och dels effektivitetsvärdet ns. Effektivite- ten av utbytet av kännbar värmeenergi är konstant oberoende av den vidhäftande zeolitens mikroporstorlek. Vid användning av en zeolit med en mikroprostorlek av 3 Ã är effektiviteten av 507 477 9 utbytet av latent värmeenergi låg, vilket innebär att effek- tiviteten av det totala värmeutbyte också blir låg (se formeln ovan). Ett dylikt element ger ingen energibesparing, framför allt icke vid behandling av mycket fuktig luft.Elements for the exchange of total heat energy are prepared by adhering zeolites with a micropore diameter of 3 Å, 4 Å, 6 Å or 9 Å to both sides of a 30 μm thick aluminum film in a total amount of 15 g / m 2. Otherwise, the production and operating conditions are the same as in the experiments reported in Fig. 7. The results obtained are shown in Fig. 8, partly the efficiency value nx and partly the efficiency value ns. The efficiency of the exchange of sensible heat energy is constant regardless of the micropore size of the adhesive zeolite. When using a zeolite with a microprost size of 3 Ã, the efficiency of the yield of latent heat energy is low, which means that the efficiency of the total heat exchange is also low (see the formula above). Such an element does not save energy, especially not when treating very humid air.
Alla de ovan angivna resultaten har erhållits med använd- ning av en aluminiumfilm. Nästan samma resultat erhåles om man istället använder en film av en annan metall eller en plastfilm.All the above results have been obtained using an aluminum film. Almost the same result is obtained if a film of another metal or a plastic film is used instead.
Såsom ovan har beskrivits framställes enligt uppfinningen ett element för utbyte av total värmeenergi genom att partiklar av hydrofil zeolit eller annat oorganiskt adsorptionsmedel med en genomsnittlig mikropordiameter av 4-6 Ã bringas att häfta vid ytan av en film, varefter' plana filmer och. korrugerade filmer med en våglängd av 2,5-5,0 mm och en våghöjd av 1,0-2,6 mm lamineras till varandra och upplindas till ett element med många små kanaler sträckande sig från ändyta till ändyta. Ett dylikt element kan förhindra att luktämnen överföres från returluften till tilluften, och det har också ett tillräckligt kanalöppningsförhållande. Genom att de oorganiska adsorptions- medel som användes i elementet har en genomsnittlig mikropor- diameter av 4-6 Å kan vattenmolekyler lätt adsorberas och desor- beras. Elementet ger också en ekonomiskt tillfredsställande effektivitet av det totala värmeutbytet, det ger låga driftkost- nader eftersom drivkraften blir låg till följd av lågt tryck- fall, och det är billigt att tillverka.As described above, according to the invention, an element for exchanging total heat energy is prepared by adhering particles of hydrophilic zeolite or other inorganic adsorbent having an average micropore diameter of 4-6 Å to the surface of a film, after which 'flat films and. corrugated films with a wavelength of 2.5-5.0 mm and a wavelength of 1.0-2.6 mm are laminated to each other and wound into an element with many small channels extending from end surface to end surface. Such an element can prevent odorants from being transferred from the return air to the supply air, and it also has a sufficient duct opening ratio. Because the inorganic adsorbents used in the element have an average micropore diameter of 4-6 Å, water molecules can be easily adsorbed and desorbed. The element also provides an economically satisfactory efficiency of the total heat exchange, it provides low operating costs because the driving force is low due to low pressure drop, and it is cheap to manufacture.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24529990 | 1990-09-14 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9102658D0 SE9102658D0 (en) | 1991-09-13 |
SE9102658L SE9102658L (en) | 1992-03-15 |
SE507477C2 true SE507477C2 (en) | 1998-06-08 |
Family
ID=17131609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9102658A SE507477C2 (en) | 1990-09-14 | 1991-09-13 | Process for producing an element for the exchange of total thermal energy |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2971217B2 (en) |
KR (1) | KR0124504B1 (en) |
DE (1) | DE4129700C2 (en) |
SE (1) | SE507477C2 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08244149A (en) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Nishikawa Sendou | Mat-like member and manufacture thereof |
KR200183285Y1 (en) * | 1999-12-30 | 2000-05-15 | 주식회사미륭산업 | Door panel automatic production system |
JP2001321425A (en) * | 2000-05-17 | 2001-11-20 | Osaka Prefecture | Adsorbent and adsorbing material for volatile organic compound or the like |
NL1022794C2 (en) * | 2002-10-31 | 2004-09-06 | Oxycell Holding Bv | Method for manufacturing a heat exchanger, as well as heat exchanger obtained with the method. |
DE102005003543A1 (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-03 | Klingenburg Gmbh | Humidity/heat-exchange device e.g. plate heat exchanger, useful for keeping the area at moderate temperature and for air-conditioning the area, comprises humidity/heat exchange surface |
DE102005058624A1 (en) | 2005-03-15 | 2006-09-21 | Sortech Ag | Process for the preparation of an adsorber heat exchanger |
US8316542B2 (en) | 2007-04-17 | 2012-11-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Method of manufacturing total heat exchange element and total heat exchange element |
DE102007051699A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Klingenburg Gmbh | Plate heat exchanger for supplying a supply air flow with cooling energy |
ES2927152T3 (en) * | 2015-01-23 | 2022-11-02 | Zehnder Group Int Ag | Enthalpy exchange element, enthalpy exchanger comprising said elements and method for their production |
EP3309472A1 (en) * | 2016-10-10 | 2018-04-18 | Hydro Aluminium Rolled Products GmbH | Device for heat storage, regenerator and ventilation device comprising said device for heat storage |
US20220235950A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Broan-Nutone Llc | Energy recovery wheel assembly |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3118024A1 (en) * | 1981-05-07 | 1982-11-25 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Process for producing rigid, planar flat collectors and heat exchangers |
DE3527111A1 (en) * | 1985-07-29 | 1987-01-29 | Interatom | METAL, WINDED EXHAUST GAS CATALYST SUPPORT BODY WITH A GEOMETRICALLY COMPLEX FORM OF THE CROSS-SECTION, AND METHOD, DEVICE AND ROLLING FOR ITS PRODUCTION |
WO2014068904A1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-05-08 | 三洋電機株式会社 | Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery using same, and manufacturing method for same |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3305758A patent/JP2971217B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-06 DE DE4129700A patent/DE4129700C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-13 SE SE9102658A patent/SE507477C2/en not_active IP Right Cessation
- 1991-09-13 KR KR1019910015996A patent/KR0124504B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2971217B2 (en) | 1999-11-02 |
SE9102658D0 (en) | 1991-09-13 |
DE4129700A1 (en) | 1992-04-02 |
SE9102658L (en) | 1992-03-15 |
DE4129700C2 (en) | 2001-03-22 |
JPH0587477A (en) | 1993-04-06 |
KR920007493A (en) | 1992-04-28 |
KR0124504B1 (en) | 1997-12-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3233169B2 (en) | Element for total heat exchanger and method for producing the same | |
EP1414548B1 (en) | Adsorption element and methods | |
US4402717A (en) | Apparatus for removing moisture and odors | |
US7824766B2 (en) | Sorption paper and method of producing sorption paper | |
SE507477C2 (en) | Process for producing an element for the exchange of total thermal energy | |
AU604314B2 (en) | High efficiency sensible and latent heat exchange media with selected transfer for a total energy recovery wheel | |
GB2084045A (en) | Method of dehumidification and air conditioning | |
SE501591C2 (en) | Process for preparing a gas adsorbent containing synthetic zeolite and metal silicate gel | |
JPWO2002081055A1 (en) | Filter element, method of manufacturing the same, and filter using the element | |
JP2645251B2 (en) | Gas adsorption element | |
JPH04106396A (en) | Manufacture of element for total heat exchanger | |
JP2950448B2 (en) | Method and apparatus for preferentially adsorbing and removing organic solvent vapor and moisture in gas | |
JP2004209420A (en) | Dehumidification element and dehumidification apparatus | |
JP4819367B2 (en) | Manufacturing method of air filter sheet | |
JPH04104813A (en) | Adsorbing body for adsorption treatment of gas | |
JP2012076066A (en) | Energy-saving type dehumidifying and heat-recovering device | |
JPS62183838A (en) | Air purifier | |
JP4674009B2 (en) | Gas exchange device | |
JPS61167427A (en) | Dehumidifier | |
JPH11300147A (en) | Moisture or all heat exchanging element | |
JP7373112B2 (en) | gas filter | |
JPS58175560A (en) | Air purifier | |
JP2006314873A (en) | Moisture permeation apparatus | |
JP2934878B2 (en) | Method and apparatus for removing organic substances and the like attached to a honeycomb rotor of a honeycomb type dehumidifier | |
JPH0398611A (en) | Filter for air purification |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |