热/焓交换器元件及生产方法_2

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)之前执行会导致更好的结果。当板元件由塑料和铝制成时,考虑到板元件必要的装配步骤,测试需要被执行以确定操作a)、b)以及c)以什么顺序被执行。另外,当约束因此被添加至穿孔操作时,操作a)与c)(假定b)随后被执行)还可以互换。
[0045]根据本发明的实施方案,热/焓交换器元件被设置,包括在边界内的区域中具有界定的外部尺寸和波纹和/或压纹的板元件,该板元件具有在任何期望区域中且以任何期望的尺寸的穿孔,且板元件的至少一侧被具有潜能交换特性的薄聚合物膜覆盖。
[0046]根据本发明的实施方案,热/焓交换器被设置包括如上面描述的热/焓交换器元件。
[0047]根据本发明的至少一些实施方案,可以提供示例性优点。例如,交换器元件可以提供足够的结构强度和密度以产生用于任何类型的横流和/或逆流能量交换器的空气流通道,因此允许使用有利于显能量交换的结构坚固的材料,另一方面,通过穿孔或开口或孔的尺寸和数量,界定由具有潜能交换特性的薄聚合物膜覆盖的区域是可能的。例如,聚合物可以多种不同的方式成形,包括液体聚合物溶液(分散体(dispers1n))喷洒在交换器元件之上以形成聚合物膜、交换器元件被浸在液体聚合物中以形成聚合物膜、通过丝网印刷施加聚合物分散体,或通过任何层压方法形成聚合物膜。
[0048]如技术人员将容易认识到的,一方面显能量交换以及另一方面潜能交换的效率可以被限定、控制且适应于环境的各自的需求(干燥空气、湿度、外界温度等)。
[0049]根据本发明,板元件可以由铝或塑料或它们的组合制成。该元件可以设置有波纹或压纹。形成图案的板元件可以被设计成优化效率对压降的比例。当板被堆叠在一起时,波纹可以被选择以允许在类似的板之间产生流动通道。通过波纹的定义,一个优点是增强可用于能量传递的表面。这可以被尽可能大地建立,且甚至可以达到波纹区域的100%以及更大的增加。而且,波纹可以一种方式被设计成允许逆流或横流配置的简单的布置,例如,通过选择定向的波纹和通过交替板的位置。
[0050]根据本发明,板元件在任何期望的区域中且以任何期望的尺寸被穿孔。根据所应用的板材料,合适的穿孔方法可以被使用。
[0051]穿孔可以先于板成形的步骤被有利地执行,其允许快速且方便的穿孔步骤。通过这种方式板可以更简单地被穿孔,且进一步在任何期望的区域穿孔。
[0052]可选择地,如果相应的材料允许用于金属板的级进冲压成形技术和用于塑料板的热成形技术,在成形步骤中穿孔可以被执行。假定穿孔根据成形的板的物理特性被执行,穿孔还可以在板成形步骤之后被执行。
[0053]另外,在一些实施方案中,在板成形步骤之前执行一些穿孔且在板成形步骤之后执行一些更多的穿孔是可能的。
[0054]优选地,板元件的边缘区域没有被穿孔以当堆叠板元件以形成板交换器时,允许板元件的例如焊接的气密性固定。优选地,边界区域在距板元件的外部尺寸5至20mm范围内是不被穿孔的,更加优选地,边界区域在距板元件的外部尺寸10至20mm范围内是不被穿孔的。
[0055]板的边界界定区域,在该区域中类似的板可以适当的方式被固定在一起。这可以是例如激光焊接、超声焊接的焊接和/或折叠、卷曲等。这有助于封装(完整热/焓交换器)的结构完整性。该非穿孔边界区域可以是扁平的,舌/槽系统、异形或镶边的以允许板之间的紧密的可密封连接。
[°°56]聚合物膜可以根据现有技术水平由聚合物制成(例如,如产品“Aquiv1n”、Solvay或 “Nexar” 商标、Kraton商标)。
[0057]该材料可以是例如由四氟乙稀C2F4和乙基磺酰氟(Ethanesulfonyl fluoride)产生的共聚物、1,1,2,2-四氣_2_[ (二氣乙稀基)-氧基]、C2F3-0-(CF2)2-S02F、横化嵌段共聚物形式的离子聚合物。
[0058]然而,该聚合物可以适用于所需的特性和特征。
[0059]技术人员将容易地认识到潜能回收的量或效率取决于孔或穿孔提供的表面、孔或穿孔的形状以及孔或穿孔的位置。因此使热交换器板适应环境和功能条件是可能的。给定预期的焓特征,聚合物膜的厚度以及开口的尺寸可以被确定。板对水蒸气的透过性随着聚合物膜的厚度的减少而增加是期望的。
[0060]通过使用验证的热传输材料作为焓膜的结构元件,保证较高的显能量效率。通过界定穿孔和选择聚合物,保证较高的潜能回收。
[0061]聚合物可以组合添加剂以增多且扩大其特性。例如,其可以是有效地抗菌的且可以满足耐火性需求(UL)。其结构、配方以及粘度可以调节成实现板的允许尽可能高的水分交换的最佳可调交换特征。
[0062]根据本发明的一些实施方案(例如,当板元件完全地或部分地由与选择的聚合物相容的温度范围中的塑料或其它热可锻性材料制成时),该聚合物膜在板元件的成形步骤之前被应用至未成形的板元件的一侧,因此完全覆盖未成形的板元件以及孔或穿孔。因此,穿孔的大小不被限制且穿孔可以选择成任何期望的尺寸。
[0063]更具体地,在这些示例性实施方案中,在将聚合物膜应用至未成形的板元件之后,该未成形的板元件被成形为呈现前面提到的特征,例如,波纹、侧壁、平整的边缘区域等。同时,聚合物膜被成形为与板元件相同的形状,且借助于加热、胶合或它们的组合,聚合物膜可以被永久地结合至板元件。
[0064]根据本发明的一些实施方案(例如,当板元件完全地或部分地由当成形时不大可能保持聚合物膜的特性的铝或其它材料制成时),聚合物膜可以被结合,特别地真空结合且按压,且聚合物膜还可以在该成形步骤之后,使用例如胶水被结合至板元件。
[0065]根据本发明可选择的实施方案,穿孔可以不被聚合物膜永久地覆盖,而是可以填充膜成形聚合物溶液,其可以是与用于铸造的聚合物膜的材料相同的材料,且随后被固化。有利地,该聚合物可以作为分散体被提供。在这种状态下,液体聚合物迅速发展粘度且在预界定值(cP)处需要被不断监控且定期调整。聚合物溶液因此借助于喷洒、浸渍、丝网印刷、点阵施料器或任何层压方法通过填充或覆盖孔或穿孔可以被带入至板。
[0066]在聚合物膜先于板元件的成形步骤被应用至未成形的板元件的一侧的示例性实施方案中,可能需要某些预防措施以保证聚合物膜被正确地应用且保持其特性。
[0067]与本发明相容的聚合物组合物在限制的温度范围内通常保持它们的期望的特性。尽管该膜可能看起来被正确地结合至板元件,但如果成形操作在限制的温度范围之外被执行,所产生的板元件和/或热/焓交换器的性能可能被影响。考虑到限制的温度范围,对于板元件所选择的热可成形材料需要被正确地选择。
[0068]当确定聚合物膜应该在成形步骤之后被应用时(例如,对于聚合物保持其期望的特性而言,成形步骤的温度过高),未成形的、已经穿孔的板元件可以被覆盖有热可成形网以临时地密封该孔。该热可成形网在成形步骤中没有结合至板元件,且之后可以容易地被移除。如本文描述的,随后在移除该网之后,孔或穿孔可以覆盖或填充有聚合物膜或聚合物溶液。
[0069]技术人员将容易地认识到热/焓交换器的显能量传输和潜能传输能力是可调的且可调节的。该板通过穿孔的可变镶嵌几何体(variable mosaic geometry)对环境条件是可适应的。例如,交换器可以通过选择穿孔的正确位置以及被结合成最适合的气体流通道尺寸、形状以及形式的构造板的聚合物处理被设计成在_10°C的温度以下操作以延迟冰的形成。在一些实施方案中,不同板元件的布局的调谐可以允许热/焓交换器内的不同气体流,使得气体流没必要等同于彼此或是对称的。因此水蒸气透过率可以从热/焓交换器的一个区域到另一个区域比较是不同的。这样的灵活性可以允许例如总能量回收和抗冻性的横跨相互关联的功能和热/焓交换器特性的改善的性能。
[0070]然而,在恶劣的条件下,特别是在窄边界通道中板交换器容易冻结,因此降低板交换器的交换效率。这是由于在所述边界通道中减小的流体流动速度(或速率)。
[0071]为了克服这个问题,板元件的边界区域中的波纹的宽度可以设置为比板元件的中间区域中的波纹的宽度大。这种配置的示例性优点是边界区域中产生的流动通道的宽度增加且导致流体流动率增加,因此阻止或延迟冰的形成。
[0072]在一些实施方案中,结构元件的刚度可以使板以及因此聚合物膜能够处理交换器内超过IKpa的压差或至少等同于支撑板元件自身的压差。该示例性优点开启用于商业应用的更大的交换器构造的大门。
[0073]通过根据本发明的教导设置板元件产品的不同的参数,允许显能量以及潜能交换的能量交换板可以被获得。板的设计和适应性允许热/焓交换器的构造和设计,其关于技术要求和/或环境条件可以被优化。
[0074]冲压的、波纹状、压纹金属(例如,诸如铝或不锈钢)、树脂基板和/或真空成形塑料板(例如,诸如聚苯乙烯或乙烯或其它热可成形塑料)可以使用包括装配的验证的自动技术(例如,通过真空抓取、密封溶剂、激光焊接,超声焊接、折叠、压接等)制成,以获得重叠的刚性板封装。因此,板元件可以是可水洗的,阻燃的,抗菌的和密封的(例如,气密)。它们可以提供对产生适合于要求的热/焓能量交换器有必要的优点,结合了热和水分回收。
[0075]同样,板穿孔可以通过预编程连续激光工艺、通过如滚针、冲模等的机械系统,或化学蚀刻工艺被执行。技术人员将认识到穿孔操作可以许多不同的方式被执行,而不影响本发明。
[0076]现在参考图,其中图1与图2分别示出用于制造根据本发明的教导的示例性热/焓交换器元件的示例性工艺100与200的侧视图,图3与图4分别示出用于制造根据本发明的教导的示例性热/焓交换器的示例性工艺300与400的侧视图,以及图5与图6分别示出根据本发明的教导的示例性方法500与600的
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