一种热管全热交换芯装置转让专利

申请号 : CN201910224682.7

文献号 : CN110057083B

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发明人 : 陈东洋

申请人 : 淮南市知产创新技术研究有限公司

摘要 :

本发明涉及室内热量交换和通风换气装置,特别涉及一种热管全热交换芯装置,包括:壳体、热管交换部、补温装置;所述分隔板垂直壳体底板,设置在中心线上,把壳体分割为两个独立的腔体,包括:左板、右板、透湿膜。本发明对潜热和显热的交换实行优化,效率较高;实现了全热交换装置的的功能扩展,通过热管与散热器以及珀尔帖原件的组合,实现了全热交换以及温度补偿。

权利要求 :

1.一种热管全热交换芯装置,包括:壳体、热管交换部、补温装置;

所述壳体为内置中空的矩形体,包括:分隔板(11)、层隔板(12)、第一连接部(13)、第二连接部(14)、第三连接部(15),第四连接部(16);

其特征在于:所述分隔板(11)垂直壳体底板,设置在中心线上,把壳体分割为两个独立的腔体,包括:左板(111)、右板(112)、透湿膜(113);

所述左板(111)与右板(112)为结构相同薄板,左板(111)上设置有镂空的贯穿左板(111)壁面的多次回转的左板槽(1111),右板(112)上设置有镂空的贯穿右板(112)壁面的多次回转的右板槽(1121),左板槽(1111)与右板槽(1121),形状相同,位置重叠;

所述透湿膜(113)为透湿薄膜,被左板(111)和右板(112)夹持,在左板槽(1111)与右板槽(1121),形状相同,位置重叠的情况下,部分透湿膜(113)裸露在分隔板(11)两侧;

所述层隔板(12)为多个铝合金材质的板状体,垂直分隔板(11)设置,把壳体上下方向分割为多层,且每一层的末端到下一层初端,设置有气流通过的多个长方形空槽(120),分隔板(11)与层隔板(12)以横向、纵向,把壳体分割为以分隔板(11)为中心板的两个通道,在第一通道的起始端,设置有贯穿壳体的方管第一连接部(13)作为室外气流的进气端,在第一通道的末端设置有方管第二连接部(14),为流向室内端,在第二通道的末端设置有室内流向室外的气流的方管第三连接部(15),为室内流向室外的气流端,在第二通道的起始端设置有流向室外的方管第四连接部(16),为流向室外端;

所述热管交换部包括:热管(21)、散热器(22)、阻挡瓦(23);

所述热管(21)为单向阀闭环路脉动热管,其管体为∞形体,设置在层隔板(12)上方,一端伸入到第一通道中,另一端伸入到第二通道中;

所述散热器(22)为多组,一组为两个,由多个截面为梯形的片状铝合金薄片,上底在内,下底在外,以圆阵列排布,形成的管状体,并且梯形截面的腰为弧形,这使散热器(22)管状体的两端,形成下陷的圆形,散热器(22)的中心部与∞形状的热管(21)一端固定连接,一个热管(21)对应两个散热器(22)设置,且两个散热器(22)分别在两个通道内;

所述阻挡瓦(23)为多个半圆形瓦片结构,其内壁面朝向进气方向,上端抵接在通道的顶壁,下端设置在层隔板(12)上,侧部一端抵接在壳体上,另一端到分隔板(11)留有一段距离,阻挡瓦(23)对应设置在散热器(22)的对面;

所述补温装置包括:第一通道散热器(31)、第二通道散热器(32)、珀尔帖元件(33);

所述第一通道散热器(31)为一端为平面的铝合金材质散热器结构,设置在第一通道的下层或末端,其平面部朝向分隔板(11)设置;

所述第二通道散热器(32)与第一通道散热器(31)结构、材质相同,其平面部朝向分隔板(11)设置;

所述珀尔帖元件(33)为半导体制热、制冷元件,分隔板(11)对应位置设置有容纳珀尔帖元件(33)的空槽,其两个工作壁面被第一通道散热器(31)与第二通道散热器(32)夹持。

2.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述分隔板(11)设置为铝合金材质。

3.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述左板槽(1111)与右板槽(1121)垂直于进气方向设置,进气气流与阻挡瓦(23)反射气流,对左板槽(1111)与右板槽(1121)的空槽锐边冲击。

4.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述第一连接部(13)、第二连接部(14)、第三连接部(15)、第四连接部(16)设置为圆形管状体。

5.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述珀尔帖元件(33)通过外部电源的正负极调换,决定其发热面和制冷面。

6.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述珀尔帖元件(33)设置多个。

7.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述层隔板(12)上下面,设置凹和/或凸点。

8.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述层隔板(12)设置为铜、石墨烯、碳纤维组成的复合材料。

9.根据权利要求1所述的一种热管全热交换芯装置,其特征在于:所述空槽(120)数量设置大于十。

说明书 :

一种热管全热交换芯装置

技术领域

[0001] 本发明涉及室内热量交换和通风换气装置,尤其是涉及一种热管全热交换芯装置。

背景技术

[0002] 随着人们日常生活、工作场所内的空气质量日益恶化,为解决室内空气污染并同时考虑节能问题,将同时兼具有温度与湿度双重交换的通风装置应用于空调系统上日益受到重视。
[0003] 在热交换器结构设计中,对于热交换器,本领域技术人员公认的是热交换效率与冷热空气的相互流向有直接关系,其中两者逆流热交换效率最高,90度交叉错流次之,顺流最差,世面上的产品普遍折中选择90度交叉错流方式,造成热交换效率低,而产品的湿度与温度的交换,大部分采用湿膜或薄膜来作为交换介质,此种薄膜具有较强的吸湿性与渗透性,但对传热效果的提升往往无法兼顾,显热交换的效率较低,因此提升显热和潜热效率,是减小目前产品体积,增加全热交换效率显得尤为重要。
[0004] 有一种情况,当室内温度与人最舒服的温度相差不大时,此时开启空调压缩机装置,会增大电能的消耗,然而只是使用通风设备,温度有不理想,因此对全热交换设备增加功能扩展,显得很有必要。

发明内容

[0005] 因此,本发明正是鉴于以上问题而做出的,本发明的目的在于提供一种热管全热交换芯装置,通过以下技术方案实现上述目的。
[0006] 一种热管全热交换芯装置,包括:壳体、热管交换部、补温装置。
[0007] 所述壳体为内置中空的矩形体,包括:分隔板、层隔板、第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部。
[0008] 所述分隔板垂直壳体底板,设置在中心线上,把壳体分割为两个独立的腔体,包括:左板、右板、透湿膜。
[0009] 所述左板与右板为结构相同薄板,左板上设置有镂空的贯穿左板壁面的多次回转的左板槽,右板上设置有镂空的贯穿右板壁面的多次回转的右板槽,左板槽与右板槽,形状相同,位置重叠。
[0010] 所述透湿膜为透湿薄膜,被左板和右板夹持,在左板槽与右板槽,形状相同,位置重叠的情况下,部分透湿膜裸露在分隔板两侧。
[0011] 所述层隔板为多个铝合金材质的板状体,垂直分隔板设置,把壳体上下方向分割为多层,且每一层的末端到下一层初端,设置有气流通过的多个长方形空槽,分隔板与层隔板以横向、纵向,把壳体分割为以分隔板为中心板的两个通道,在第一通道的起始端,设置有贯穿壳体的方管第一连接部作为室外气流的进气端,在第一通道的末端设置有方管第二连接部,为流向室内端,在第二通道的末端设置有室内流向室外的气流的方管第三连接部,为室内流向室外的气流端,在第二通道的起始端设置有流向室外的方管第四连接部,为流向室外端。
[0012] 所述热管交换部包括:热管、散热器、阻挡瓦。
[0013] 所述热管为单向阀闭环路脉动热管,其管体为∞形体,设置在层隔板上方,一端伸入到第一通道中,另一端伸入到第二通道中。
[0014] 所述散热器为多组,一组为两个,由多个截面为梯形的片状铝合金薄片,上底在内,下底在外,以圆阵列排布,形成的管状体,并且梯形截面的腰为弧形,散热器管状体的两端,形成下陷的圆形,散热器的中心部与∞形状的热管一端固定连接,一个热管对应两个散热器设置,且两个散热器分别在两个通道内。
[0015] 所述阻挡瓦为多个半圆形瓦片结构,其内壁面朝向进气方向,上端抵接在通道的顶壁,下端设置在层隔板上,侧部一端抵接在壳体上,另一端到分隔板留有一段距离,阻挡瓦对应设置在散热器的对面。
[0016] 本装置设置了补温装置,所述补温装置包括:第一通道散热器、第二通道散热器、珀尔帖元件。
[0017] 所述第一通道散热器为一端为平面的铝合金材质散热器结构,设置在第一通道的下层或末端,其平面部朝向分隔板设置。
[0018] 所述第二通道散热器与第一通道散热器结构、材质相同,其平面部朝向分隔板设置。
[0019] 所述珀尔帖元件为半导体制热、制冷元件,分隔板对应位置设置有容纳珀尔帖元件的空槽,其两个工作壁面被第一通道散热器与第二通道散热器夹持。
[0020] 在一个实施例中,所述分隔板设置为铝合金材质。
[0021] 在一个实施例中,所述左板槽与右板槽垂直于进气方向设置,进气气流与阻挡瓦反射气流,对左板槽与右板槽的空槽锐边冲击。
[0022] 在一个实施例中,所述第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部设置为圆形管状体。
[0023] 在一个实施例中,所述珀尔帖元件通过plc控制外部电源的正负极调换,决定其发热面和制冷面。
[0024] 在一个实施例中,所述珀尔帖元件设置多个。
[0025] 在一个实施例中,所述层隔板上下面,设置凹和/或凸点。
[0026] 在一个实施例中,所述层隔板设置为热传导性良好的材质。
[0027] 在一个实施例中,所述空槽数量设置大于十。
[0028] 本发明的有益效果如下:
[0029] 1、本发明对潜热和显热的交换实行优化,效率较高;
[0030] 2、本发明实现了全热交换装置的功能扩展,通过热管与散热器以及珀尔帖元件的组合,实现了全热交换以及温度补偿。

附图说明

[0031] 图1为本发明气流走向示意图。
[0032] 图2为本发明局部分解透视图示意图。
[0033] 图3为补温装置爆炸示意图。
[0034] 图4为本发明的内部结构示意图。
[0035] 图5为本发明的热管交换部示意图。

具体实施方式

[0036] 本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述,这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现,因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外,为了更清楚地描述本发明,与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
[0037] 如图1所示,一种热管全热交换芯装置,包括:壳体、热管交换部、补温装置。
[0038] 如图2所示,所述壳体为内置中空的矩形体,包括:分隔板11、层隔板12、第一连接部13、第二连接部14、第三连接部15、第四连接部16。
[0039] 所述分隔板11垂直壳体底板,设置在中心线上,把壳体分割为两个独立的腔体,包括:左板111、右板112、透湿膜113。
[0040] 所述左板111与右板112为结构相同薄板,左板111上设置有镂空的贯穿左板111壁面的多次回转的左板槽1111,右板112上设置有镂空的贯穿右板112壁面的多次回转的右板槽1121,左板槽1111与右板槽1121,形状相同,位置重叠。
[0041] 所述透湿膜113为透湿薄膜,被左板111和右板112夹持,在左板槽1111与右板槽1121,形状相同,位置重叠的情况下,部分透湿膜113裸露在分隔板11两侧。
[0042] 如图4、图3、图2所示,所述层隔板12为多个铝合金材质的板状体,垂直分隔板11设置,把壳体上下方向分割为多层,且每一层的末端到下一层初端,设置有气流通过的多个长方形空槽120,分隔板11与层隔板12以横向、纵向,把壳体分割为以分隔板11为中心板的两个通道,在第一通道的起始端,设置有贯穿壳体的方管第一连接部13作为室外气流的进气端,在第一通道的末端设置有方管第二连接部14,为流向室内端,在第二通道的末端设置有室内流向室外的气流的方管第三连接部15,为室内流向室外的气流端,在第二通道的起始端设置有流向室外的方管第四连接部16,为流向室外端,此时气流方向完全逆向。
[0043] 如图5所示,所述热管交换部包括:热管21、散热器22、阻挡瓦23。
[0044] 所述热管21为单向阀闭环路脉动热管,其管体为∞形体,设置在层隔板12上方,一端伸入到第一通道中,另一端伸入到第二通道中。
[0045] 所述散热器22为多组,一组为两个,由多个截面为梯形的片状铝合金薄片,上底在内,下底在外,以圆阵列排布,形成的管状体,并且梯形截面的腰为弧形,这使散热器22管状体的两端,形成下陷的圆形,散热器22的中心部与∞形状的热管21一端固定连接,一个热管21对应两个散热器22设置,且两个散热器22分别在两个通道内。
[0046] 所述阻挡瓦23为多个半圆形瓦片结构,其内壁面朝向进气方向,上端抵接在通道的顶壁,下端设置在层隔板12上,侧部一端抵接在壳体上,另一端到分隔板11留有一段距离,阻挡瓦23对应设置在散热器22的对面,此设置使气流在流经阻挡瓦23时,被反射回散热器22,形成多次与散热器22热交换。
[0047] 为了实现交换芯的功能性的扩展,配合实现更好的使用体验,本装置还设置了补温装置,所述补温装置包括:第一通道散热器31、第二通道散热器32、珀尔帖元件33。
[0048] 所述第一通道散热器31为一端为平面的铝合金材质散热器结构,设置在第一通道的下层或末端,其平面部朝向分隔板11设置。
[0049] 所述第二通道散热器32与第一通道散热器31结构、材质相同,其平面部朝向分隔板11设置。
[0050] 所述珀尔帖元件33为半导体制热、制冷元件,分隔板11对应位置设置有容纳珀尔帖元件33的空槽,其两个工作壁面被第一通道散热器31与第二通道散热器32夹持,连接到外部电源及控制电路。
[0051] 优选的,作为一种可实施方式,所述分隔板11设置为铝合金材质,增加热交换面积。
[0052] 优选的,作为一种可实施方式,所述左板槽1111与右板槽1121垂直于进气方向设置,进气气流与阻挡瓦23反射气流,对左板槽1111与右板槽1121的空槽锐边冲击,形成湍流,利于热交换。
[0053] 优选的,作为一种可实施方式,所述第一连接部13、第二连接部14、第三连接部15、第四连接部16设置为圆形管状体,增加应用方式。
[0054] 优选的,作为一种可实施方式,所述珀尔帖元件33通过plc控制外部电源的正负极调换,决定其发热面和制冷面,以适合冬天和夏天的不同外部环境。
[0055] 优选的,作为一种可实施方式,所述珀尔帖元件33设置多个,在室内外温度交换不理想时,增加补偿温度的幅度。
[0056] 优选的,作为一种可实施方式,所述层隔板12上下面,设置凹和/或凸点,增加热交换面积。
[0057] 优选的,作为一种可实施方式,所述层隔板12设置为热传导性更好的材质,如铜、石墨烯、碳纤维等组成的复合材料。
[0058] 优选的,作为一种可实施方式,所述空槽120数量设置大于十,设置越多,空槽120的宽度越小,气流流经时空槽120缝隙时,热交换面积越大。
[0059] 本发明工作原理:
[0060] ①在外部动力下,分隔板11与层隔板12以横向、纵向,把壳体分割为以分隔板11为中心板的两个通道,室外气流从第一连接部13流向室内第二连接部14进入室内,形成第一通道,室内流向室外的气流通过第三连接部15流向第四连接部16室外,形成第二通道,此时气流方向完全逆向,气流在流经左板槽1111与右板槽1121时,湿度分子被裸露的透湿膜113吸收,被另一方向的通道内气流带走,完成湿度和部分温度的交换,铝合金材质的层隔板12贯穿了分隔板11在两个通道内,通过热传导实现两个通道温度传导与平衡,并且气流会在左板槽1111、右板槽1121、层隔板12下陷作用下,层流被破坏,槽的檐口的处产生湍流,且会破坏边界层,利于湿度与温度的交换。
[0061] ②热管21的∞管体,分别设置在两个通道内,并通过散热器22对两个通道的温度,进行温度的交换与平衡,∞的管体一端在两通道的温差下,热管2受热端(夏天与冬天会不同,不限定是那一端),热管2内部介质在∞形设置的管体内,上升到∞的管体另一端,而另一端在设置在另一通道中,热交换后,介质下降,在内部温度差下,形成∞路径循环,且在循环下,传导到散热器22的多片状体,实现对两个通道的温度平衡,在热管的高效和散热器22铝合金的片的大面积、高散热性,组合热交换效率极高;
[0062] ③气流流过散热器22后,部分气流被阻挡瓦23的弧形面反射回旋,再次和散热器22热交换,加大了热交换次数和效率;
[0063] ④珀尔帖元件33通过plc控制外部电源的正负极调换,其发热面和制冷面也会反向,进而传导到第一通道散热器31与第二通道散热器32,对流经第一通道散热器31与第二通道散热器32的气流,进行温度补偿,以适合冬天和夏天的不同外部环境。