空气-空气热交换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于通风系统的空气-空气热交换器。
【背景技术】
[0002]依据当前的关于供暖建筑物的建筑法规对建筑物围护结构的隔热值要求使得受控的通风是必需的。这样的通风用于将不新鲜的空气(即，携带污染物和水分的空气)输送到外部，而代之以新鲜的富氧外部空气。这在过去通过经由窗户和门的常规通风来实现，但例如当居民长时间不在时，通常不能充分地通风。此外，这样的通风以外部的冷空气取代内部的加热空气，这继而需要能量来加热新鲜空气。由于成本和生态学的原因，这是不理想的。
[0003]基于热回收的各种类型的通风装置已被使用了很长时间。被加热的废气含有的部分能量被转移到进来的新鲜空气。这通常利用错流热交换器或者旋转热交换器来实现，这两种热交换器的构造非常复杂，并且因此相对昂贵。反向空气通风器是另一个变形，其中风扇以规则的间隔改变其旋转方向，并且因此改变空气的传送方向，从而确保一部分不新鲜的室内空气首先被吹到外部并且然后以被引入内部的新鲜空气取代。
[0004]例如在DE10 2006 051 003 AUDE 10 2006 035 531 AUDE 10 2005 045 734AUDE 10 2005 035 712 Al和DE 10 2004 046 587以及EP 2 077 428 A2中公开了对流热交换器。代表最接近现有技术的德国专利申请DE 10 2008 058 817 Al公开了一种根据对流原理操作的空气-空气热交换器，其中第一空气流被引导到封闭的管内，而第二空气流(其与第一空气流相反地流动)位于管和圆柱形外部壳体之间的中间空间中。为了移动对流的空气流，在圆柱形壳体的一个端部上布置有风扇，该风扇包括内环和外环，外环围绕内环同心地布置以沿相反方向输送空气。由外环和内环占据的空间由圆柱形壁彼此分离。在一个实施例中，离开风扇的管最初以圆锥形发散，然后平行地延伸并且最后以圆锥形收敛。这样，第二空气流在管之间的中间空间中围绕管循环，由此允许进行高效的热交换。
[0005]然而，该热交换器的设计相对复杂，并且相应地生产成本高。另外，仍在寻求改善该热交换器的效率的其它方法。
[0006]因此，本发明的任务是提供一种对DE10 2008 058 817 Al中公开的上述热交换器的设计的改进，具体地通过简化其设计以使得生产更加节省成本。此外，优化的热交换器应该是与目前技术发展水平的热交换器一样有效或者甚至更加有效。
【发明内容】
[0007]根据本发明，通过具有权利要求1的特征的空气-空气热交换器来解决这些任务。
[0008]根据本发明的热交换器包括一束直的平行管，管的在最靠近风扇一侧的端部元件被封闭在分离由外环和内环占据的空间的圆柱形壁的环形端部中，而管的在相对侧的端部元件被封闭在对应的圆柱形管装配件的端部中。端部元件被布置成非常靠近在一起，在其之间无空间，从而在相邻的端部元件之间不能进行空气循环。在端部元件之间，管渐缩以形成中间部分，在中间部分之间存在位于束内的中间空间。这允许作为第二空气流的对流空气进入束中并且围绕管的中间部分自由地循环。在这些中间部分的附近，壳体的内壁由套筒或者杯形隔离嵌件提供内衬，所述套筒或者杯形隔离嵌件例如能够被简单地插入或者推入壳体内。隔离嵌件减小了壳体的内径，由此缩减了流动横截面。被引导穿过外环的第二空气流被该缩减向内吸入，从而其必需围绕管循环并且在隔离嵌件之后径向地重新离开管束。隔离嵌件主要用于隔热，但也可以附加地用作隔音。
[0009]第一空气流在管内的引导被简化，这是因为能够使用直的平行管。这些管仅需要装配有对应地设计的端部元件，这些端部元件被布置得彼此非常靠近并且适于封闭在圆柱形壁或者相对的管装配件中。能够使用粘结、焊接或者类似手段来相对于彼此密封相邻的端部元件。管自身能够由以惯常方式拉制的管形成，例如，其端部被简单地加宽并且成形使得它们能够以上述方式组装而不具有中间空间。还可以将端部元件在管束的每个端部处引到一起以形成单个的一体部件，使得相邻的端部元件通过分离壁而彼此分离，从而形成具有蜂窝结构的横截面。
[0010]在本发明的一个优选实施例中，端部元件的至少一部分具备多边形横截面。多边形的边因此形成端部元件的接触表面和分离表面。
[0011 ]端部元件的该多边形横截面优选地是六边形。
[0012]此外，至少在束的每个端部处的端部元件优选地设计为由注射成型部分形成的单一件并且在该注射成型部分内形成蜂窝结构。
[0013]在该注射成型部分内，端部元件可以优选地装配有连接元件以接收形成中间部分的管部分。注射成型部分还可以包括圆柱形壁或管装配件的封闭端部元件的环形端部部分。
[0014]此外，管的中间部分优选地具有结构性内表面和/或外表面。这产生了改进空气流之间的热传递的紊流。这样的结构例如能够通过在管表面上形成珠粒或突起而形成。
[0015]根据本发明的另一实施例，端部元件通过粘结或焊接借助圆柱形壁的环形端部和/或相对的圆柱形管装配件的端部而彼此紧密地连接。
[0016]此外，隔离嵌件优选地具有带倾斜截面的端部表面，经由倾斜截面，隔离嵌件的内径转变成壳体的相邻的内壁部分的较大内径。从风扇开始，第二空气流因此流过外环，与这些倾斜端部表面中的在隔离嵌件的一个端部处的一个倾斜表面接触，并且经由该倾斜表面被朝向管束的内部挤压。隔离嵌件沿着束的纵向截面延伸，这足以确保空气流之间的高效热交换。在隔离嵌件的端部处，流动横截面经由倾斜的端部表面再次变宽，该倾斜的端部表面引导第二空气流围绕封闭与风扇相对的管端部元件的圆柱形管装配件流回到外部。
[0017]此外，壳体的内壁优选地具有结构性表面。这产生了确保空气流之间的改进的热传递的紊流。
[0018]根据另一优选实施例，所述隔离嵌件由发泡塑料制成。
【附图说明】
[0019]以下参照附图更详细地描述本发明的实施例的优选示例，其中；
[0020]图1和图2是穿过根据本发明的空气-空气热交换器的实施例的示意性纵向剖视图；以及
[0021]图3和图4是图1和图2的热交换器内的封闭管束的端部的俯视图。
【具体实施方式】
[0022]图1和图2中所示的热交换器10是空气-空气热交换器，该热交换器具有圆柱形壳体12，该壳体在两端处敞开。在壳体12的一个端部处(图中的左侧)，风扇14插入到壳体12的内部。风扇14的旋转轴线对应于壳体12的管轴线。与壳体12相关的术语“圆柱形”不旨在意味着完美的圆柱形形状，而是也可以偏离该圆柱形形状，诸如为多边形横截面。
[0023]风扇14由位于其中心轴线上的马达16驱动。马达16周围的空间形成内环18，围绕该内环18布置有外环20，该外环封闭内环18。内环18和外环20由圆柱形壁22分离。外环20由壳体12的内壁24限定朝向外部的边界。
[0024]空气流在内环18和外环20的内部沿相反方向被输送。内环19内的空气流以下将被称为第一空气流，空气借助该第一空气流在热交换器10的布置有风扇14的端部处被输送出壳体12。第二空气流在外环20内被输送，空气借助该第二空气流在装配有风扇的端部处被输送到热交换器10中。
[0025]为了移动这些相反的空气流，风扇14的推进器径向向外延伸到外环20中。内环18的叶片26定位成与外环20的叶片28相对，使得当风扇14旋转时，环18、20中的空气能够沿相反方向移动，从而产生如上所述的第一空气流和第二空气流。
[0026]风扇14、内环18、外环20和圆柱形分离壁22的布置基本上在德国专利申请DE 102008 058 817 Al中被公开。
[0027]在热交换器10内，相反的空气流彼此交换热，但是在分离的结构内被输送，使得两个空气流不能彼此混合。这些结构包括中心管束32，中心管束32包括多个直的平行管32。这些管32的端部元件34的横截面与管32的位于端部元件34之间的中间部分36的横截面不同。在该实例中，虽然中间部分36具有圆形横截面，但端部元件34被加宽而形成多边形横截面。在图3和图4的俯视图中，能够看到该多边形横截面是正六边形。由于该形状，因此端部元件34能够被聚集成规则的蜂窝结构，如在图3和图4中能够容易地看到的那样。在端部元件34之间没有剩余空间，这是因为这些端部元件34被靠近一起布置，使得空气不能在它们之间循环。
[0028]端部元件34可以在单个注射成型的塑料部分中被一起组合成一体件，该一体件的横截面具有蜂窝结构。该注射成型部分还能够包括其它连接部件，诸如用于接收形成中间部分36的管部分的连接件。中间部分的端部能够被粘结在这些连接件上或者插入在这