CZ37580U1 - Teplo-vlhkosměnná deska a entalpický výměník - Google Patents
Teplo-vlhkosměnná deska a entalpický výměník Download PDFInfo
- Publication number
- CZ37580U1 CZ37580U1 CZ2023-41624U CZ202341624U CZ37580U1 CZ 37580 U1 CZ37580 U1 CZ 37580U1 CZ 202341624 U CZ202341624 U CZ 202341624U CZ 37580 U1 CZ37580 U1 CZ 37580U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat
- air
- plate
- moisture exchange
- metal
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 55
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 55
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 26
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 26
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010053481 Antifreeze Proteins Proteins 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
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
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0015—Heat and mass exchangers, e.g. with permeable walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
- B21D53/04—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D25/00—Working sheet metal of limited length by stretching, e.g. for straightening
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
- B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
- B21D28/26—Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D31/00—Other methods for working sheet metal, metal tubes, metal profiles
- B21D31/04—Expanding other than provided for in groups B21D1/00 - B21D28/00, e.g. for making expanded metal
- B21D31/043—Making use of slitting discs or punch cutters
-
- 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
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
- F28F21/065—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing plate-like or laminated conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
- B32B37/1284—Application of adhesive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
- B32B37/16—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating
- B32B37/20—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating involving the assembly of continuous webs only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2275/00—Fastening; Joining
- F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
- F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/56—Heat recovery units
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/18—Expanded metal making
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
Technické řešení se týká teplo-vlhkosměnné desky protiproudého entalpického výměníku vzduch-vzduch obsahující nosný člen, jehož alespoň jedna strana je pokryta polymemí paropropustnou membránou, přičemž centrální část desky má tvar obdélníkového čtyřúhelníku, na jehož koncích jsou vytvořeny koncové části, které se směrem od centrální části zužují a deska je tvarována do vlnité nebo reliéfní plochy, přičemž tvarování vlnité nebo reliéfní plochy v centrální části je odlišné od tvarování vlnité nebo reliéfní plochy koncových částí.
Technické řešení se týká rovněž entalpického protiproudého výměníku s nejméně třemi teplo-vlhkosměnnými deskami, které jsou uspořádány paralelně a po obvodu jsou vzájemně spojeny, přičemž každá z vnitřních desek leží mezi vzduchovými kanály, v nichž protisměrně proudí vzduch.
Jedná se o entalpický protiproudý výměník vzduch-vzduch se střední oblastí tvaru rovnoběžníku, na jehož koncích ve směru proudění vzduchu navazují krajní oblasti, které se směrem od střední části zužují, přičemž k oddělení proudění vzduchu ve směru z vnitřního prostoru do venkovního prostoru jsou uspořádány obrysově shodné a z hlediska proudícího vzduchu utěsněné teplo-vlhkosměnné desky s tvarovými prostředky pro vyvolání vířivého proudění. Teplo-vlhkosměnná deska obsahuje nosný prvek, pokrytý paropropustnou membránou vytvořenými reliéfními prvky pro vytvoření vířivého proudění, přičemž nejméně tři teplo-vlhkosměnné desky jsou k sobě upevněny paralelně tak, aby byly vytvořeny dvě dráhy pro protisměrně proudící vzduch.
Dosavadní stav techniky
Spis CZ 300999 B6 popisuje řešení protiproudého rekuperačního výměníku s tenkými deskami, které jsou zhotoveny z plného kovového materiálu a jsou vybaveny reliéfními prvky pro zvětšení teplosměnné plochy. Toto řešení je použitelné pouze pro tepelnou směnu, neumožňuje entalpickou funkci, tj. výměnu vlhkosti mezi vstupujícím a vystupujícím vzduchem.
Spis CZ 305957 B6 popisuje protiproudý entalpický výměník s deskami, jejichž centrální část je ve tvaru obdélníkového čtyřúhelníku, na jehož koncích ve směru proudění jsou koncové části, které se směrem od centrální části zužují a mají tvarové prostředky pro vytváření turbulentního proudění, přičemž nosná vrstva je tvořena netkanou textilií, na kterou je lisováním nebo lepením nanesena paropropustná membrána. Nevýhodou tohoto řešení je, že nosná struktura ve formě netkané textilie má malou pevnost a tuhost a také poměrně malou tepelnou vodivost, která neumožňuje dokonalou výměnu tepla mezi vystupujícím a vstupujícím vzduchem.
Užitný vzor DE 202008010685 U1 popisuje výměník s vrstvami uspořádanými paralelně nad sebou nebo pod sebou, které od sebe oddělují dva objemové toky a umožňují přenos tepelné energie mezi těmito dvěma objemovými toky, přičemž každá vrstva má výstupky a prohlubně, přičemž vyvýšeniny a prohlubně každé vrstvy jsou skloněny vzhledem k vyvýšeninám a prohlubním sousední vrstvy pod poměrně velkým úhlem k vyvýšeninám nebo prohlubním každé sousední vrstvy. Řešení neumožňuje výměnu vlhkosti mezi vystupujícím a vstupujícím vzduchem. Spis předpokládá realizaci jednotlivých vrstev například z kovových materiálů.
Dokument EP 1085273 AI popisuje tepelný výměník sestávající z profilových prvků uspořádaných nad sebou, přičemž navazující profilové prvky střídavě svírají kladný a záporný úhel s podélným směrem výměníku tepla. Kanály vytvořené těmito profily pro na sebe položené oddělovací desky mají pevný úhel se směrem proudění výměníku tepla, takže je k realizován stejný průřez proudění
- 1 CZ 37580 UI ve směru proudění po celé délce výměníku tepla. Nevýhodou tohoto řešení je, že neprobíhá výměna vlhkosti mezi vystupujícím a vstupujícím vzduchem a nedochází k turbulentnímu proudění vzduchu, což snižuje efektivitu výměny tepla.
Spis EP 3025108 AI popisuje způsob výroby entalpických výměníkových prvků zahrnující kroky perforace plochého deskového prvku podle předem stanoveného perforačního vzoru v rámci vnějších rozměrů desky a jeho tvarování do požadovaného reliéfního vzoru a geometrického tvaru, přičemž alespoň na jednu stranu deskového prvku je nanesena polymemí fólie s paropropustnými vlastnostmi, přičemž celková otevřená plocha pro přenos vodní páry činí nejméně 50 % dostupné výměnné plochy desky. Jako deskový prvek může být použita kovová fólie, nejlépe hliníková fólie, která je perforována pomocí razníku, děrovače nebo laseru, přičemž podíl plochy pro výměnu vlhkosti, tedy celková plocha otvorů v deskovém prvku, je vyšší než 50 % celkové plochy povrchu deskového prvku.
Nevýhodou tohoto řešení je potřeba perforace deskového prvku, na který je upevněna paropropustná membrána. Při této perforaci dochází ke značné deformaci výchozího materiálu a vzhledem k požadavku na nejméně 50% plochy otvorů vzniká značné množství odpadu. Odpad je tvořen malými částmi z materiálu deskového prvku, který je třeba při perforaci odsávat nebo jinak shromažďovat. Při perforaci deskového prvku navíc vznikají otřepy, které je třeba následně odstranit, aby bylo zabráněno poškození paropropustné fólie v dalším kroku výroby.
Spis EP 3620742 AI popisuje způsob výroby entalpických výměníkových prvků zahrnující perforaci plochého deskového prvku podle předem stanoveného perforačního vzoru v rámci vnějších rozměrů desky, tvarování deskového prvku do požadovaného reliéfního vzoru a geometrického tvaru a následné nanesení vícevrstvé polymemí fólie s paropropustnými vlastnostmi složené z různých typů polymerů na alespoň jednu stranu deskového prvku. Nevýhodou tohoto řešení je rovněž potřeba perforace deskového prvku, na který je upevněna paropropustná membrána a vznik odpadu, který je třeba při perforaci odsávat. Další nevýhodou je, že tvarování nosného prvku do reliéfního vzoru je prováděno ještě před nanesením paropropustné fólie, což způsobuje riziko protržení paropropustné fólie při jejím nanášení na reliéfní povrch.
Spis EP 3022508 AI popisuje výrobu deskového prvku entalpického tepelného výměníku tepla spočívající v perforaci netvarovaného deskového prvku s definovanými vnějšími rozměry v libovolné požadované oblasti a v libovolném požadovaném rozměru a následném pokrytí alespoň jedné strany deskového prvku tenkým polymemím filmem s vlastnostmi latentní výměny energie a poté tvarování deskového prvku do požadovaného tvaru a vzoru vlnovek a/nebo reliéfů. Výchozí deskový prvek může být vyroben z plastu nebo z hliníku. Postupné výrobní operace lze podle tohoto řešení provádět v různém pořadí. Nevýhodou tohoto řešení je opět prvotní perforace deskového prvku, při které je odstraněno značné množství materiálu výchozího deskového prvku a vzniká tak značné množství odpadu.
Spis US 10415900 B2 popisuje způsob výroby entalpických výměníkových prvků zahrnující tyto kroky:
- perforaci plochého deskového prvku podle předem stanoveného perforačního vzoru v rámci vnějších rozměrů desky;
- nanesení polymemího filmu s vlastnostmi propustnosti pro vodní páru na alespoň jednu stranu deskového prvku; a
- tvarování deskového prvku do požadovaného tvaru s vlnitým vzorem, přičemž polymemí film je tvarován do stejného tvaru vlnitého vzoru jako deskový prvek; přičemž hustota perforace definovaná počtem perforací na jednotku plochy je v okrajové oblasti deskového prvku větší než ve střední oblasti deskového prvku, aby bylo možné řídit účinnost entalpického výměnného deskového prvku.
Nevýhodou tohoto řešení je zejména prvotní perforace deskového prvku, při které je odstraněno značné množství materiálu a vzniká značné množství odpadu.
-2CZ 37580 UI
Podstata technického řešení
Technické řešení řeší realizaci nosného elementu teplo-vlhkosměnné desky protiproudého entalpického výměníku vzduch-vzduch využitím technologie expandování kovové fólie, kdy je tato fólie nejprve nastřižena v příčném směru a poté tahem expandována ve směru kolmém na předchozí nastřižení, tedy v podélném směru. Tímto způsobem se zabrání vytváření odpadu, který by vznikl při perforaci materiálu nosného polotovaru podle stavu techniky, a navíc se získá významně větší plocha nosného polotovaru v porovnání s původní plochou výchozí kovové fólie, atoažo20až70%. Základní principy výroby expandované kovové struktury jsou známy například ze spisů GB 189414146 A nebo GB 189603692 A, například pro výrobu sít nebo plotových elementů. Ve výhodném provedení dle tohoto technického řešení je využito vlastností expandované kovové struktury pro realizaci teplo-vlhkosměnných desek protiproudého entalpického výměníku vzduch-vzduch se střední oblastí tvaru rovnoběžníku, na jehož koncích ve směru proudění vzduchu navazují krajní oblasti, které se směrem od střední části zužují, přičemž k oddělení proudění vzduchu ve směru z vnitřního prostoru do venkovního prostoru jsou uspořádány obrysově shodné a z hlediska proudícího vzduchu utěsněné teplo-vlhkosměnné desky s tvarovými prostředky pro vyvolání vířivého proudění. Nosným prvkem teplo-vlhkosměnné desky je kovová expandovaná struktura, s výhodou vyrobená z hliníku nebo jeho slitin a pokrytá paropropustnou membránou, která je realizována v postupných technologických krocích.
Prvním krokem je kontinuální vytváření polotovaru pro nosný člen ve formě kovové expandované struktury z pásu tenké kovové fólie, přičemž se postupně nebo zároveň realizují operace nastřižení v příčném směru, protažení ve směru podélném a válcování v celé šíři pásu.
Po nastřižení se tenká kovová fólie protáhne, čímž se v ní vytvoří otvory bez jakéhokoliv odpadu. Tímto krokem dojde ke zvětšení plochy/délky kovové expandované struktury oproti původní délce kovové fólie o 20 až 70 %. Válcováním se odstraní nerovnosti vzniklé deformací materiálu při protažení a vytvoří se hladká kovová expandovaná struktura bez jakéhokoliv odpadu.
V následujícím kroku se kovová expandovaná struktura opatří tenkou polymemí paropropustnou membránou.
Na kovové expandované struktuře opatřené polymemí paropropustnou membránou se vytvoří vlnité a reliéfní tvarové prvky budoucí teplo-vlhkosměnné desky protiproudého entalpického výměníku pomocí všesměrové deformace, načež se odstraní přebytečné okraje a vytvoří se obvodový tvar teplo-vlhkosměnné desky protiproudého entalpického výměníku.
Pro obnovení tažnosti takto vytvořené kovové expandované struktury je vhodné zařadit jako další technologickou operaci žíhání vyrobené kovové expandované struktury, a to buď kontinuální anebo v celých navinutých cívkách v žíhací peci, do níž se celé navinuté cívky vkládají, přičemž je vhodné sledovat teplotu žíhání rovněž uvnitř cívky, na níž je kovová expandovaná struktura navinuta.
V dalším technologickém kroku je kovová expandovaná struktura opatřena tenkou polymemí paropropustnou membránou, přičemž spojení kovové expandované struktury s tenkou polymemí paropropustnou membránou může být realizováno buďto přilepením nebo termokompresí.
Před tímto krokem je pro dokonalé spojení s polymemí paropropustnou membránou výhodné aktivovat povrch kovové expandované struktury fólie a/nebo povrch polymemí paropropustné membrány chemicky (například izopropanolem) nebo plazmovou úpravou. Spojení kovové expandované struktury s polymemí paropropustnou membránou je výhodné provést v celé šíři pásu kovové expandované struktury, což umožní využít takto vyrobený polotovar pro výrobu teplo-vlhkosměnných desek pro entalpické protiproudé výměníky různých rozměrů a velikostí.
-3 CZ 37580 UI
Další možností dle tohoto Technického řešení je vytvoření kombinace nosné kovové expandované struktury a polymemí paropropustné membrány nanesením tekutého polymeru na pás kovové expandované struktury a jeho následným vytvrzením.
Na takto vyrobené kovové expandované struktuře, opatřené polymemí paropropustnou membránou, se následně pomocí všesměrové deformace vytvoří vlnité a reliéfní tvarové prvky budoucí teplo-vlhkosměnné desky protiproudého entalpického výměníku, které po sestavení výměníku slouží k vytvoření turbulentního vzduchového proudění, které zajistí optimální přenos tepla a vlhkosti mezi vstupujícím a vystupujícím vzduchem.
V dalším krokuje vytvořen obvodový tvar teplo-vlhkosměnné desky protiproudého entalpického výměníku odstraněním přebytečných okrajů, případně muže být tento krok součástí vytváření vlnitých a reliéfních tvarových prvků.
Entalpický protiproudý výměník vzduch-vzduch se skládá z nejméně tří teplo-vlhkosměnných desek, upevněných k sobě paralelně tak, aby byly vytvořeny dvě dráhy pro protisměrně proudící vzduch, přičemž spoje desek jsou provedeny pomocí lisování s dvojitým lemem tak, aby se v co nej vyšší míře zabránilo parazitním průnikům vzduchu mimo definované dráhy pro proudění vzduchu mezi vnějším a vnitřním prostředím.
Objasnění výkresů
Technické řešení bude popsáno na základě výkresů, ve kterých představuje: obr. 1 schéma protiproudého entalpického výměníku;
obr. 2 pohled na teplo-vlhkosměnnou desku výměníku;
obr. 3 schéma vytváření kovové expandované struktury;
obr. 4 schéma spojování kovové expandované struktury s polymemí paropropustnou membránou;
obr. 5 pohled na část výchozí kovové fólie s částí proříznutou a protaženou;
obr. 6 pohled na část kovové expandované struktury po vyrovnání válcováním;
obr. 7a čelní pohled na polotovar pro výrobu teplo-vlhkosměnných desek;
obr. 7b axonometrický pohled na polotovar pro výrobu teplo-vlhkosměnných desek;
obr. 7c boční pohled na polotovar pro výrobu teplo-vlhkosměnných desek;
obr. 8a a 8b vytváření teplo-vhkosměnné desky; a obr. 9 pohled na dvojitý lem spoje desek.
Příklady uskutečnění technického řešení
Protiproudý entalpický výměník vzduch-vzduch je zařízení sloužící k předávání tepla a vlhkosti ze vzduchu vystupujícího z vnitřního obsluhovaného prostoru vzduchu vstupujícímu z venkovního prostoru do vnitřního prostoru.
Základním stavebním prvkem protiproudého entalpického výměníku 1 jsou teplo-vlhkosměnné desky 10, které jsou uspořádány paralelně nad sebou a na části svých obvodů jsou vzájemně spojeny. Mezi dvojicemi teplo-vlhkosměnných desek 10 tak vznikají střídající se průtočné mezideskové prostory tvořící vzduchové kanály 2 pro proudění vzduchu ve směru A z uzavřeného prostoru ven a kanály 3 pro proudění vzduchu ve směru B z venkovního prostoru do uzavřeného prostoru. Teplo-vlhkosměnné desky 10 umožňují přestup tepla a vlhkosti z ohřátého a vlhkého vzduchu odváděného z větraného prostoru do chladného suššího vzduchu přiváděného z venkovního prostoru dovnitř. Teplo-vlhkosměnná deska 10 je tvořena výliskem, který je na obou stranách tvarován do vlnité a reliéfní plochy tvořící výstupky a prohlubně pro vyvolání turbulentního proudění. Z výše uvedeného vyplývá, že každá z vnitřních desek 10 leží mezi
-4CZ 37580 UI vzduchovými kanály 2, 3, v nichž protisměrně proudí vzduch. Spojení teplo-vlhkosměnných desek 10 je provedeno na okrajích lisováním s dvojitým lemem 11 spoje, čímž je zabráněno úniku vzduchu z prostoru mezi deskami 10 v příslušném vzduchovém kanálu 2, 3.
Sestava teplo-vlhkosměnných desek 10 je vložena a upevněna ve skříni 4 protiproudého entalpického výměníku 1.
Teplo-vlhkosměnná deska 10 obsahuje nosný člen 101. jehož alespoň jedna strana je pokryta polymemí paropropustnou membránou 102. Nosný člen 101 je tvořen kovovou expandovanou strukturou 1010. Centrální část 12 desky 10 má tvar obdélníkového čtyřúhelníku, na jehož koncích jsou vytvořeny koncové části 13. 14. které se směrem od centrální části 12 zužují a deska 10 je tvarována do vlnité nebo reliéfní plochy, přičemž tvarování vlnité nebo reliéfní plochy v centrální části 12 je odlišné od tvarování vlnité nebo reliéfní plochy koncových částí 13, 14. Tvarování koncových částí 13, 14 slouží k navádění vzduchu do centrální části 12 a pro vytváření turbulentního proudění.
Kovovou expandovanou strukturu 1010, která tvoří nosný člen 101 teplo-vlhkosměnné desky 10, je možné vyrábět jak z tabulí, tak ze svitků, v příkladném provedení dle technického řešení je preferována výroba ze svitků, vzhledem k velmi nízké tloušťce výchozí kovové fólie 1011. Expandovaná kovová struktura 1010 se vyrábí tak, že se do kovové fólie 1011, odtahované ze svitku 1012 uloženého na podávacím válci 5, vytváří řada řezů v příčném směru a po proříznutí se kovová fólie 1011 protahuje v podélném směru.
Řezací zařízení je na obr. 3 znázorněno schematicky pouze řezacím nožem 6, který je uspořádán mezi podávacím válcem 5 a odtahovým ústrojím 7. Po proříznutí jsou za řeznou hranou 61 vytvořeny v kovové fólii 1011 zářezy 1013. Fólie 1011 se zářezy 1013 prochází odtahovým ústrojím 7 tvořeným dvojicí válců a za nimi je podrobována podélnému tahu vyvolávanému protahovacím ústrojím 8 tvořeným dvojicí válců, které se otáčejí vyšší rychlostí než válce odtahového ústrojí 7. Protažením se zářezy 1013 roztáhnou v podélném směru a v kovové fólii se vytvoří otvory 1014. Po protažení má materiál 1013 povrch mírně zvlněný, protože naříznuté části se při tahu mírně vertikálně pootočí, jak je znázorněno na obr. 5. Proto je nutné tento materiál 1013 následně převálcovat, což je na obr. 3 znázorněno válcovacím ústrojím 81. Tím se dosáhne rovného povrchu s otvory a vytvoří se kovová expandovaná struktura 1010, která je následně navíjena na navíjecí vál 9. Velikost protažení v podélném směruje v rozmezí 20 až 70 % původní délky kovové fólie.
Další blíže neznázoměnou variantou je vytváření otvorů 1014 v kovové fólii 1011 hned po jejich přestřižení řezacím nožem 6, kdy jev zařízení vynecháno odtahové ústrojí 7 prořezané kovové fólie 1011 a podélný tah v kovové fólii 1011 je dosahován rozdílnou rychlostí podávacího válce 5 a válcovacího ústrojí 8. U tohoto provedení se otvory 1014 vytvářejí hned po jejich přestřižení, ale vytvářejí se opět bez jakékoliv ztráty materiálu kovové fólie 1011. I zde se tedy jedná o zcela bezodpadovou technologii.
Vzhledem k tomu, že při výrobě expandované kovové struktury 1010 obvykle dochází k vyčerpání tažnosti použitého kovového materiálu a vzhledem k tomu, že v posledním kroku výroby teplo-vlhkosměnné desky 10 podle tohoto technického řešení jsou vytvářeny reliéfní prvky, zajišťující vířivé proudění procházejícího vzduchu pro lepší výměnu tepla a vlhkosti mezi vystupuj ícím a vstupuj ícím vzduchem, j e třeba tažnost materiálu obnovit. Toho se dosáhne řízeným procesem žíhání expandované kovové struktury 1010. a to buďto postupně v ploše struktury nebo s výhodou v jejím dokončeném návinu na cívku, kdy je cívka s návinem expandované struktury přenesena do žíhací pece, v níž proběhne žíhání. V takovém případě je výhodné sledovat během žíhání teplotu i v dutině cívky. Po vyžíhání obvykle následuje aktivace povrchu expandované kovové struktury 1010 například chemicky za použití izopropanolu nebo fýzikálně plazmovou úpravou s využitím ionizace. Rovněž příslušná strana polymemí paropropustné membrány 102 může být aktivována stejným způsobem. Následuje spojení alespoň jedné strany expandované
-5CZ 37580 UI kovové struktury 1010 s polymemí paropropustnou membránou 102. například lepením po nanesení lepidla z nanášecího ústrojí 104 lepidla, jak je znázorněno na obr. 4, nebo termokompresí. Tím se vytvoří polotovar 103 pro výrobu teplo-vlhkosměnných desek 10. Spojení kovové expandované struktury 1010 s tenkou polymemí paropropustnou membránou 102 se provádí v celé šířce pásu kovové expandované struktury 1010 a pásu polymemí paropropustné membrány 102. jak je znázorněno na obr. 7a, 7b a 7c. Z detailu na obr. 7c je zřejmé, že nosný člen 101, tvořený pásem kovové expandované struktury 1010, je s polymemí paropropustnou membránou 102 spojen pomocí vrstvy lepidla 1041. Takto vytvořený polotovar 103 lze pak použít pro libovolné rozměry teplosměnných a vlhkosměnných desek 10. Polymemí paropropustnou membránu 102 lze na kovové expandované struktuře 1010 vytvořit i nanesením tekutého polymem a jeho vytvrzením.
Následně jsou pomocí všesměrové deformace, například lisováním, vytvořeny vlnité nebo reliéfní struktury a je odstřižen přebytečný materiál tak, aby vznikla teplo-vlhkosměnná deska 10 požadovaného tvam. Toto může být prováděno v jedné operaci nebo samostatně. Schematicky je tento postup znázorněn na obr. 8a, kde na polotovar 103 tvořený kovovou expandovanou strukturou 1010 a polymemí paropropustnou fólií 102 dosedne tvarovací deska 130 opatřená na obvodu vystřihovacím nožem 131, načež po jejím odklopení je vytvarována a vystřižena teplovlhkosměnná deska 10. Zhotovené desky 10 jsou následně spojovány do sestav tak, aby byl vytvořen protiproudý entalpický výměník j_, přičemž spojení jednotlivých desek JO je provedeno zalisováním s dvojitým lemem 11 s cílem dokonale spoj utěsnit a zabránit nežádoucímu sekundárnímu průniku vzduchu ve spojích desek 10 vzhledem k tomu, že expandovaná kovová struktura 1010 opatřená polymemí paropropustnou membránou 102 je vytvořena po celé ploše desky 10 a při nedokonalém spojení mezi deskami 10 hrozí parazitní únik vzduchu.
Průmyslová využitelnost
Technické řešení je možné využít pro úspornou klimatizaci a větrání obytných i průmyslových budov, kde zajistí přívod čerstvého vzduchu s vysoce účinným zpětným získáváním tepla a vlhkosti ze vzduchu odváděného. V zimním období tak nedochází k diskomfortnímu nadměrnému snižování vnitřní vlhkosti v budově. Dále také není potřeba nijak řešit odvod kondenzátu z výměníku ve větrací jednotce. Navíc nehrozí zamrznutí kondenzátu ve výměníku, a tudíž není potřeba řešit ani jeho protimrazovou ochranu, jako například instalovat energeticky nevýhodný elektrický předehřívač venkovního vzduchu do větracího systému.
Claims (3)
1. Teplo-vlhkosměnná deska (10) protiproudého entalpického výměníku (1) vzduch-vzduch obsahující nosný člen (101), jehož alespoň jedna strana je pokryta polymemí paropropustnou membránou (102), přičemž centrální část (12) desky (10) má tvar obdélníkového čtyřúhelníku, na jehož koncích jsou vytvořeny koncové části (13, 14), které se směrem od centrální části zužují, a deska (10) je tvarována do vlnité nebo reliéfní plochy, přičemž tvarování vlnité nebo reliéfní plochy v centrální části je odlišné od tvarování vlnité nebo reliéfní plochy koncových částí, vyznačující se tím, že nosný člen (101) je tvořen kovovou expandovanou strukturou (1010).
2. Teplo-vlhkosměnná deska (10) protiproudého entalpického výměníku (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že kovová expandovaná struktura (1010) je s polymemí paropropustnou membránou (102) spojena lepidlem (1041).
3. Protiproudý entalpický výměník (1) vzduch-vzduch, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně tři teplo-vlhkosměnné desky (10) podle nároků 1 nebo 2, které jsou uspořádány paralelně a na části svých obvodů jsou vzájemně spojeny, přičemž každá z vnitřních desek (10) leží mezi vzduchovými kanály (2, 3), v nichž protisměrně proudí vzduch, a spojení teplo-vlhkosměnných desek (10) je provedeno lisováním s dvojitým lemem (11) spoje.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP22159700.8A EP4238669A1 (en) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | Method of manufacturing a heat-humidity exchange plate of an enthalpy air-to-air exchanger, a heat-humidity exchange plate and an enthalpy exchanger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ37580U1 true CZ37580U1 (cs) | 2023-12-21 |
Family
ID=81384687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2023-41624U CZ37580U1 (cs) | 2022-03-02 | 2022-03-02 | Teplo-vlhkosměnná deska a entalpický výměník |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11850651B2 (cs) |
EP (1) | EP4238669A1 (cs) |
CA (1) | CA3190999A1 (cs) |
CZ (1) | CZ37580U1 (cs) |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB189414146A (en) | 1894-07-23 | 1895-05-11 | John French Golding | An Improved Method of Manufacturing Open or Reticulated Metal Work. |
GB189603692A (en) | 1896-02-18 | 1896-04-18 | John French Golding | Improvements in Machines for Manufacturing Open or Reticulated Metal Work. |
US2920380A (en) * | 1957-08-29 | 1960-01-12 | Olin Mathieson | Method of making plate-type heat exchanger |
US3228367A (en) * | 1962-12-20 | 1966-01-11 | Borg Warner | Method of manufacturing a heat exchanger |
US3351995A (en) * | 1966-10-05 | 1967-11-14 | Modine Mfg Co | Method of making expanded metal |
US4359181A (en) * | 1978-05-25 | 1982-11-16 | John Chisholm | Process for making a high heat transfer surface composed of perforated or expanded metal |
JPS5982127A (ja) * | 1982-10-30 | 1984-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 熱交換器における針状フイン群の製造方法 |
FR2540407A1 (fr) * | 1983-02-03 | 1984-08-10 | Metal Deploye | Structure ajouree en materiau deploye, filtre et echangeur thermique comprenant une telle structure, procede de realisation d'une structure ajouree en materiau deploye et outil pour la mise en oeuvre de ce procede |
GB8910241D0 (en) * | 1989-05-04 | 1989-06-21 | Secretary Trade Ind Brit | Heat exchangers |
JPH04266431A (ja) * | 1991-02-19 | 1992-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | メタルラス加工装置 |
US5968547A (en) | 1997-02-24 | 1999-10-19 | Euro-Celtique, S.A. | Method of providing sustained analgesia with buprenorphine |
EP1085273A1 (de) | 1999-09-14 | 2001-03-21 | FPL Wärmerückgewinnung-Lüftung GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Wärmetausch |
KR20120014069A (ko) * | 2003-08-06 | 2012-02-15 | 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. | 익스팬디드 금속 |
DE102004050160A1 (de) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Behr Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Herstellen einer Wellrippe und Wärmeübertragerblock mit nach dem Verfahren hergestellten Wellrippen |
CZ300999B6 (cs) | 2007-09-27 | 2009-10-07 | 2 V V S. R. O. | Protiproudý rekuperacní výmeník |
DE102008024038A1 (de) | 2008-05-16 | 2009-11-19 | Klingenburg Gmbh | Rekuperativer Wärmerückgewinner |
EP3022508B2 (en) | 2013-07-19 | 2021-08-04 | Westwind Limited | Heat / enthalpy exchanger element and method for the production |
EP2829836A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-28 | Zehnder Verkaufs- und Verwaltungs AG | Enthalpy exchanger element and method for the production |
EP2829834A1 (en) | 2013-07-22 | 2015-01-28 | Zehnder Verkaufs- und Verwaltungs AG | Enthalpy exchanger element and method for the production |
CZ305957B6 (cs) | 2014-12-23 | 2016-05-18 | 2Vv S.R.O. | Entalpický výměník tepla |
-
2022
- 2022-03-02 CZ CZ2023-41624U patent/CZ37580U1/cs active IP Right Grant
- 2022-03-02 EP EP22159700.8A patent/EP4238669A1/en active Pending
-
2023
- 2023-02-06 US US18/106,108 patent/US11850651B2/en active Active
- 2023-02-24 CA CA3190999A patent/CA3190999A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230278094A1 (en) | 2023-09-07 |
EP4238669A1 (en) | 2023-09-06 |
CA3190999A1 (en) | 2023-09-02 |
US11850651B2 (en) | 2023-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3390946B1 (en) | Enthalpy exchanger | |
CA2380138C (en) | Ventilating system, heat exchanger and methods | |
AU2007316573B2 (en) | High efficiency heat exchanger and dehumidifier | |
JP6585590B2 (ja) | 熱/エンタルピー交換機要素及びその製造方法 | |
US20180320990A1 (en) | Enthalpy Exchanger Element And Method For The Production | |
JP2013542397A (ja) | 熱伝達および湿気伝達を改良した二重空気流交換器 | |
JP6388653B2 (ja) | エンタルピー交換器素子及び製造方法 | |
CZ37580U1 (cs) | Teplo-vlhkosměnná deska a entalpický výměník | |
JP3731114B2 (ja) | 熱交換器の製造方法 | |
JPH1137675A (ja) | 全熱交換器用熱交換素子及び全熱交換用構造体並びにその製造法 | |
JPS6155589A (ja) | 熱交換器 | |
GB2428255A (en) | Reinforced Panel | |
JPS6179995A (ja) | 熱交換器の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20231221 |