逆流能量回收通風(fēng)機(jī)(erv)芯部的制作方法
【專利摘要】一種熱量和濕度交換器的示例性應(yīng)用為在進(jìn)入建筑物的新鮮空氣與從該建筑物排出的空氣之間交換熱量和水蒸氣。該熱量和濕度交換器具有一個(gè)自支撐的芯部，該芯部是由多個(gè)分層的濕氣可透過材料薄片(710，720)形成的。多個(gè)充氣室(750)被安排成用于引導(dǎo)流體流進(jìn)出該芯部。這些充氣室(750)可以位于該芯部的相反兩側(cè)上以便允許熱量和水蒸氣的逆流交換。這些充氣室(750)沿著這些薄片(710，720)的相反邊緣被附接至該芯部上。
【專利說明】逆流能量回收通風(fēng)機(jī)(ERV)芯部
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及熱量和濕度交換器。多個(gè)示例性實(shí)施例提供了包括透水性薄膜的能量回收通風(fēng)機(jī)(ERV)芯部(core)以及包含此類芯部的ERV系統(tǒng)。本發(fā)明可以應(yīng)用于需要熱濕交換的任何各種各樣的應(yīng)用中。多個(gè)實(shí)例包括:建筑物通風(fēng)系統(tǒng)中的熱量和濕氣回收、燃料電池中的增濕和傳熱、氣體的分離以及水的脫鹽處理。
進(jìn)旦
[0002]熱量和濕度交換器(有時(shí)也稱為增濕器)已經(jīng)被開發(fā)用于各種應(yīng)用中，包括建筑物通風(fēng)(HVAC)、醫(yī)療和呼吸應(yīng)用、氣體干燥，并且最新用于對(duì)發(fā)電的燃料電池反應(yīng)物進(jìn)行增濕。許多此類裝置涉及使用一種透水性薄膜，熱量和濕氣可以跨過該薄膜而在多個(gè)在該薄膜的相反側(cè)上流動(dòng)的流體流之間傳遞。
[0003]平板式熱量和濕度交換器使用了多個(gè)薄膜板，這些薄膜板是由用一個(gè)間隔件和/或框架支撐的、平面的透水性薄膜(例如，Nafion"、纖維素、聚合物、或其他合成薄膜)構(gòu)成的。這些板典型地被堆疊、被密封并且被配置成用于容納在交替的板對(duì)之間以橫流或逆流構(gòu)型流動(dòng)的進(jìn)入流和排出流，這樣使得熱量和濕度透過該薄膜在這些流之間傳遞。
[0004]其他類型的交換器包括空心管增濕器和焓輪增濕器?？招墓茉鰸衿骶哂懈邏航档娜秉c(diǎn)，而焓輪趨向于不可靠，因?yàn)樗鼈兙哂幸苿?dòng)的部件并且趨向于具有更高的泄漏率。
[0005]熱回收通風(fēng)機(jī)(HRV)是將熱量和濕度交換器結(jié)合到通風(fēng)系統(tǒng)中以便將受控的通風(fēng)功能提供至建筑物中的一種機(jī)械裝置。該熱量和濕度交換器通過使用排出空氣來加熱或冷卻進(jìn)入的新鮮空氣。還在進(jìn)入的新鮮空氣與排出空氣之間進(jìn)行濕氣交換的裝置總體上被稱為能量回收通風(fēng)機(jī)(ERV)，有時(shí)也稱為焓回收通風(fēng)機(jī)。ERV可以去除被帶入建筑物中的通風(fēng)空氣中的過量濕度或者可以對(duì)該通風(fēng)空氣增添濕度。ERV可以被用來節(jié)約能量和/或改善建筑物的室內(nèi)空氣質(zhì)量。
[0006]ERV典型地包括一個(gè)封閉物、使空氣流運(yùn)動(dòng)的風(fēng)扇、管道、以及過濾器、控制電子器件和其他部件。在這些空氣流之間傳遞熱量和濕度的ERV中的關(guān)鍵部件被稱為芯部或交換器。兩種最常見類型的ERV是基于平面薄膜板型裝置的那些以及基于旋轉(zhuǎn)焓輪裝置的那些，二者均在以上提到。平板型ERV芯部使用了多層靜態(tài)板，這些靜態(tài)板被密封并且被配置成用于容納在交替的板對(duì)之間以橫流或逆流構(gòu)型流動(dòng)的進(jìn)入流和排出流。
[0007]圖1示出了一個(gè)由多個(gè)堆疊的平面薄膜3薄片形成的一個(gè)平板型熱量和濕度交換器的實(shí)例，其中多個(gè)剛性的波紋狀間隔件6插入這些薄膜薄片之間。這些間隔件維持適當(dāng)?shù)谋∑g距并且在每個(gè)薄膜薄片的相反兩側(cè)上以一種錯(cuò)流的安排限定了用于濕流和干流的氣流通道5，如分別由寬箭頭I和2所示。這個(gè)堆疊被包裝在一個(gè)剛性框架4內(nèi)。
[0008]用于ERV、燃料電池和其他應(yīng)用中的平板型熱量和濕度交換器設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們?nèi)菀卓s放，因?yàn)檫@些模塊化薄膜板的數(shù)量(以及尺寸)可以針對(duì)不同最終用途的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)整?，F(xiàn)有的平板型ERV芯部是龐大的并且在促進(jìn)焓交換方面與所希望的相比是低效的。
[0009]熱量和濕度交換器設(shè)計(jì)的另一個(gè)方案是在該交換器中結(jié)合一種帶褶皺的透水性材料。例如，美國專利號(hào)4，040, 804描述了用于在進(jìn)入空氣與流出空氣之間進(jìn)行熱量和濕氣交換以獲得室內(nèi)通風(fēng)的一種熱量與濕氣交換器。該交換器具有一個(gè)盒體，這個(gè)盒體包含一個(gè)單一的帶褶皺的透水性紙片?？諝庠谝粋€(gè)方向上沿著該帶褶皺的紙的一側(cè)上的這些褶皺被引導(dǎo)，并且返回的空氣在相反方向上沿著該帶褶皺的紙的另一側(cè)上的這些褶皺流動(dòng)。該盒體的這些末端是通過將它們浸在蠟或者一種可以流延并且粘到該紙上的灌封化合物中來進(jìn)行封閉的。通過將沙粒粘到該帶褶皺的紙上來將這些褶皺分開或間隔開，并且在這些折痕之間提供多個(gè)空氣通路。
[0010]圖2示出了適用于能量回收通風(fēng)機(jī)(ERV)應(yīng)用的熱量和濕度交換器的一個(gè)實(shí)例，該熱量和濕度交換器包括布置在殼體中的一個(gè)帶褶皺的透水性薄膜盒體?？梢栽谠搸я薨櫛∧さ囊恍┗蛉空酆蹆?nèi)布置一個(gè)塑料流場(chǎng)元件，用于引導(dǎo)流束跨越這些折痕的內(nèi)表面，如美國專利
【發(fā)明者】們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，仍然需要成本有效的并且高效的ERV系統(tǒng)和芯部。 鍵
[0016]本發(fā)明具有若干個(gè)方面并且涵蓋了廣范圍的具體實(shí)施例。本發(fā)明的多個(gè)方面提供了建筑物通風(fēng)系統(tǒng)、熱量和濕度交換器、用于熱量和濕度交換器的芯部、用于熱量和濕度交換器的芯部的子組件、以及用于制造熱量和濕度交換器的方法。
[0017]一個(gè)示例性方面提供了一種包含一個(gè)芯部的熱量和濕度交換器。該芯部包括多個(gè)水蒸氣可透過的薄片。這些薄片被分層或堆疊。這些薄片中的至少一些是帶褶皺的以便提供延伸穿過該芯部的多組通道。該多組通道中的每一組通道都包括在這些薄片中的兩個(gè)相鄰薄片之間限定的并且沿著這些帶褶皺薄片中的至少一個(gè)褶皺延伸的多個(gè)通道。在該芯部的多個(gè)相反側(cè)上形成了多個(gè)充氣室(plenum)。在該芯部的這些相反側(cè)中的每一側(cè)上的這些充氣室被配置成使得，在同一薄片的相反兩側(cè)上的多個(gè)通道組中的這些通道被流體地連接到這些充氣室中的不同充氣室上。這些充氣室是至少部分地由沿著這些薄片的多個(gè)相反邊緣附接的多個(gè)歧管構(gòu)件限定的，這些歧管構(gòu)件中的至少一個(gè)包括連接至這些帶褶皺的水蒸氣可透過薄片之一的一個(gè)邊緣上并且遵循該邊緣的一個(gè)薄片。
[0018]另一個(gè)方面提供了一種包含一個(gè)芯部的熱量和濕度交換器，該芯部包括多個(gè)通道。該多個(gè)通道中的第一組從一個(gè)第一充氣室延伸穿過該芯部而到達(dá)一個(gè)第二充氣室。該多個(gè)通道中的第二組從一個(gè)第三充氣室延伸穿過該芯部而到達(dá)一個(gè)第四充氣室。該第一組中的該多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與該第二組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁，并且該第二組中的該多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與該第一組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁。該多個(gè)通道是由多個(gè)水蒸氣可透過的薄膜薄片所限定的。這些水蒸氣可透過的薄膜薄片中的至少一個(gè)是帶裙皺的。該帶褶皺的水蒸氣可透過的薄膜薄片限定了該第一組的多個(gè)通道中的每一個(gè)通道的多個(gè)壁。該第一充氣室和第四充氣室至少部分地被一個(gè)歧管薄片分開，該歧管薄片連接至該帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片的一個(gè)邊緣上并且遵循該邊緣。
[0019]另一個(gè)方面提供了一種包含一個(gè)芯部的熱量和濕度交換器，該芯部包括各自具有三角形截面的多個(gè)通道。該多個(gè)通道中的第一組從一個(gè)第一充氣室延伸穿過該芯部而到達(dá)一個(gè)第二充氣室。該多個(gè)通道中的第二組從一個(gè)第三充氣室延伸穿過該芯部而到達(dá)一個(gè)第四充氣室。該第一組中的該多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與該第二組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁，并且該第二組中的該多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與該第一組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁。這些共享壁均是水蒸氣可透過的。
[0020]另一個(gè)方面提供了一種包括一個(gè)芯部結(jié)構(gòu)的熱量和水蒸氣交換器，該芯部結(jié)構(gòu)包括附接在一起而形成自支撐結(jié)構(gòu)的多個(gè)分層的水蒸氣可透過的薄片。這些分層的水蒸氣可透過的薄片中的多個(gè)是帶褶皺的而使得多個(gè)三角形通道延伸穿過該芯部。一個(gè)歧管結(jié)構(gòu)包括沿著該芯部的這些水蒸氣可透過的薄膜薄片的邊緣附接的多個(gè)歧管構(gòu)件。這些歧管構(gòu)件形成了多個(gè)堆疊的充氣室而使得，在相鄰水蒸氣可透過的薄膜薄片的不同對(duì)之間延伸穿過該芯部的多個(gè)通道是與不同的充氣室處于流體連通的。
[0021]以下將描述本發(fā)明另外的方面以及本發(fā)明的多個(gè)實(shí)例實(shí)施例的特征。
附圖簡(jiǎn)要說明
[0022]附圖展示了本發(fā)明的多個(gè)非限制性實(shí)施例。
[0023]圖1是包括一疊平面薄膜層的一種熱量和濕度交換器的等距視圖，這一疊平面薄膜層之間插入了多個(gè)剛性的波紋狀間隔件(現(xiàn)有技術(shù))。[0024]圖2是包括被布置在殼體中的一個(gè)帶褶皺薄膜盒體的一種熱量和濕度交換器的等距視圖(現(xiàn)有技術(shù))。
[0025]圖3是一個(gè)帶褶皺的透水性薄膜的示意性截面視圖。
[0026]圖4A是展示可以相連而形成菱形通道的兩個(gè)帶褶皺的透水性薄膜薄片的一個(gè)示意性截面視圖。圖4B是展示被安排成用于形成菱形通道陣列的四個(gè)帶褶皺的透水性薄膜薄片的一個(gè)示意性截面視圖。圖4C是類似圖4A和4B所示的、具有多個(gè)平化的尖峰的一個(gè)帶褶皺薄膜組合體的示意性截面視圖。圖4D是ERV芯部的一個(gè)實(shí)施例的非等距3D視圖，示出了具有多個(gè)菱形或平行四邊形通道的中央帶褶皺薄膜截面。
[0027]圖5A是展示可以相連而形成具有正方形或矩形截面的通道的兩個(gè)帶箱式褶皺的透水性薄膜薄片的一個(gè)示意性截面視圖。圖5B是展示被安排成用于形成正方形或矩形通道陣列的四個(gè)帶褶皺的透水性薄膜薄片的一個(gè)示意性截面視圖。
[0028]圖6A是展示可以相連而形成具有三角形截面的通道的一個(gè)帶褶皺透水性薄膜薄片和一個(gè)平坦的透水性薄膜薄片的示意性截面視圖。圖6B是一個(gè)示意性截面視圖，示出了交替的帶褶皺透水性薄膜薄片與平坦透水性薄膜薄片的一個(gè)堆疊，這些薄片形成了具有三角形截面的通道的子組件。
[0029]圖7A是一對(duì)帶褶皺薄膜的簡(jiǎn)化的放大3D視圖，這一對(duì)帶褶皺薄膜形成了具有菱形截面的平行通道，其中多個(gè)歧管區(qū)段附接至每個(gè)薄膜薄片上。圖7B示出了圖7A的組件的一個(gè)簡(jiǎn)化的3D局部切開視圖，其中兩個(gè)流體流以逆流方式流動(dòng)穿過這些菱形通道。
[0030]圖8是圖7A和7B中所示的上部歧管/薄膜組件的一個(gè)平面圖。
[0031]圖9A是圖8中的位置A-A處的截面視圖。圖9B示出了從圖8中的位置B-B處的截面向下看這些通道所得到的一個(gè)視圖。圖9C示出了從圖8中的位置C-C處的截面向下看這些通道所得到的一個(gè)視圖。圖9D是圖8中的位置D-D處的截面視圖，示出了該帶褶皺薄膜的鋸齒形截面。
[0032]圖10是一個(gè)圖解，示出了在一個(gè)堆疊的芯部組件(類似于圖7所示)中的多個(gè)相鄰的歧管區(qū)段之間產(chǎn)生的這些充氣室如何對(duì)應(yīng)于它們所供應(yīng)/排放的這些菱形形通道。
[0033]圖1lA是一個(gè)組件的簡(jiǎn)化的分解等距視圖，該組件類似于圖7A的組件、但是其中插入了一個(gè)額外的平坦薄膜薄片從而形成具有三角形截面的平行通道。圖1lB示出了在一個(gè)歧管區(qū)段的相反側(cè)上的這個(gè)兩個(gè)流體流的流動(dòng)，該歧管區(qū)段具有用于引導(dǎo)流動(dòng)的多個(gè)棱紋。圖1lC是展示在類似于圖1lA中所示組件的組件中這兩個(gè)流體流的流動(dòng)圖案的一個(gè)平面圖。
[0034]圖12是一個(gè)圖解，示出了在一個(gè)堆疊的芯部組件(類似于圖11所示)中的這些平坦薄膜薄片與相鄰歧管區(qū)段之間產(chǎn)生的這些充氣室如何對(duì)應(yīng)于它們所供應(yīng)/排放的這些三角形通道。
[0035]圖13是示出了在類似于圖5B所示的一個(gè)堆疊的芯部組件中的多個(gè)相鄰歧管區(qū)段之間產(chǎn)生的這些充氣室將如何對(duì)應(yīng)于它們所供應(yīng)/排放的這些正方形通道。
[0036]圖14A是一個(gè)歧管/薄膜子組件的平面圖，該子組件具有一個(gè)中央帶褶皺薄膜并且每端具有一個(gè)歧管區(qū)段，其中這些通道具有菱形截面。圖14B是一個(gè)歧管/薄膜子組件的平面圖，該子組件具有一個(gè)中央帶褶皺薄膜并且每端具有一個(gè)歧管區(qū)段，其中這些通道具有三角形截面。[0037]圖15是完全由一種可變形的透水性薄膜制成的一個(gè)壓縮模制層的照片。
[0038]圖16是一個(gè)圖表，展示了包括原型堆疊的帶褶皺薄膜芯部的一個(gè)ERV芯部的性倉泛。
[0039]圖17是一個(gè)圖表，展示了包括堆疊的帶三角形褶皺的薄膜的兩個(gè)原型ERV芯部的壓降。
[0040]圖18是一個(gè)圖表，展示了包括堆疊的帶三角形褶皺的薄膜的兩個(gè)原型ERV芯部的性能。
詳細(xì)說明
[0041]以上描述了圖1和2。
[0042]通過提供如下的熱量和濕度交換器構(gòu)型可以改善熱量和濕度交換器的性能并且可以減小所需要的熱量和濕度交換器大小，這些熱量和濕度交換器構(gòu)型提供了以下一項(xiàng)或多項(xiàng):增強(qiáng)在熱量和蒸氣交換薄膜的一個(gè)或這兩個(gè)表面上的流動(dòng)分布；控制流體在熱量和蒸氣交換薄膜的相反兩側(cè)上的相對(duì)流動(dòng)路徑；對(duì)熱量和蒸氣交換薄膜提供改善的支撐；減小該熱量和濕度交換器上的壓降；增大該交換器的每單位體積的薄膜表面積；和/或具有改善的水輸送和其他特性的薄膜。
[0043]在此披露的某些實(shí)施例提供了具有透水性薄膜的ERV芯部，這些透水性薄膜被配置成允許濕氣以及熱量的多維傳遞。橫跨透水性薄膜的多維傳遞可以提供更有效的能量回收并且允許ERV芯部針對(duì)給定的性能水平是更緊湊的?？梢允褂萌缭诖怂龅膶?shí)施例來在以逆流式構(gòu)型流動(dòng)的兩個(gè)流之間傳遞熱量和濕氣以獲得更有效的能量回收。
[0044]可以使用如在此所述的設(shè)計(jì)和制造方法來提供沒有間隔件的ERV芯部構(gòu)型。在此類構(gòu)型中，薄的、柔性的薄膜可以被成型并且彼此附接以便提供多個(gè)自支撐的層和芯部結(jié)構(gòu)，這些芯部結(jié)構(gòu)是足夠穩(wěn)健的而能承受顯著的壓力差。
[0045]圖3是示出一個(gè)帶褶皺的透水性薄膜薄片的截面視圖。該帶褶皺的薄膜限定了多個(gè)通道的壁，一個(gè)流體流(例如，濕的或干燥的空氣)可以被引導(dǎo)而流動(dòng)經(jīng)過這些壁，并且跨過這些壁可以交換熱量和濕度?？梢詫⒃摫∧じ浇又炼鄠€(gè)塑料歧管區(qū)段上(如以下將更詳細(xì)的描述)以便將該流體流從入口端口引導(dǎo)至這些通道中并且從這些通道引導(dǎo)至出口端口。該薄膜應(yīng)該是足夠薄的以允許這兩個(gè)流之間的充分熱交換，該熱交換是由這些流之間的溫度梯度所驅(qū)動(dòng)的。該薄膜還是透水性的以便允許濕氣穿透該材料，這是由這兩個(gè)流之間的蒸氣壓力差或水濃度梯度所驅(qū)動(dòng)的。更薄的薄膜將趨向于具有更高的熱量和濕氣傳輸速率。理想地該薄膜還是空氣和污染物氣體不可透過的，以便防止這兩個(gè)流穿過該薄膜發(fā)生混合和交叉。
[0046]在該方案中，多個(gè)帶褶皺薄膜層被堆疊而形成一個(gè)子組件或盒體，用于布置在一個(gè)熱量和濕度交換器中。該帶褶皺薄膜可以如下進(jìn)行制備:例如通過用熱量和/壓力將一個(gè)薄膜薄片折疊，以向被折疊的邊緣提供塑性變形(例如，通過推桿起褶技術(shù))；或通過例如用齒輪或劃痕打裙式(score-and-pleat)旋轉(zhuǎn)起裙技術(shù)將薄膜形成為具有裙皺。這些裙皺的角度可以變化。對(duì)于恒定的通道水力直徑而言，較大的褶皺頂角允許在某個(gè)高度的芯部中提供更多薄膜層、但是每層具有更小的總薄膜面積。相反，對(duì)于恒定的通道水力直徑而言，較小的褶皺頂角將提供每個(gè)層更大的薄膜面積，但是同一芯部具有更少的層。在一些實(shí)施例中，這些褶皺被形成為具有在70度至100度范圍內(nèi)的角度。一些實(shí)施例具有在50至70度范圍內(nèi)(例如，60度)的褶皺角度。接近60度的褶皺頂角可以有利地對(duì)于給定的芯部高度而言通過高度使用薄膜面積而提供改善的傳熱和傳質(zhì)。
[0047]圖4A是一個(gè)截面視圖，展示了可以相連而形成具有菱形截面(或平行四邊形截面)的通道的兩個(gè)帶褶皺的透水性薄膜薄片。例如，通過膠粘、結(jié)合、熱焊接或密封可以將一個(gè)帶褶皺薄膜的尖峰附接至相鄰帶褶皺薄膜的尖峰上。在這個(gè)構(gòu)型中，這些相連接的帶褶皺薄膜薄片是自支撐的并且除了該薄膜本身外不需要間隔件或支撐材料。將一個(gè)帶褶皺薄膜薄片中的尖峰粘合或以其他方式附接至相鄰薄膜薄片中的尖峰上可以對(duì)該薄膜通道提供足夠的強(qiáng)度而能承受住壓力差。在一些實(shí)施例中，使用聚氨酯膠來將一個(gè)帶褶皺薄膜中的尖峰粘合至一個(gè)相鄰薄膜的對(duì)應(yīng)尖峰上。其他合適的膠或黏合劑也可以用于相同的目的。水蒸氣可透過的膠將允許進(jìn)行水傳輸，甚至在這些帶褶皺薄膜彼此相附接的區(qū)域中。水蒸氣傳遞可透過的膠可以是基于聚合物的、具有允許水穿透的軟鏈區(qū)段的一類，例如，來自路博潤(rùn)公司(Lubrizol)的Permax?。取決于該薄膜材料,有可能將這些帶裙皺薄膜薄片在這些尖峰處彼此焊接。例如，可以使用熱焊接、振動(dòng)焊接或超聲波焊接。
[0048]圖4B是展示了被安排成用于形成菱形通道陣列的四個(gè)帶褶皺的透水性薄膜薄片的一個(gè)截面視圖。兩個(gè)不同的流體流能以逆流式構(gòu)型被引導(dǎo)穿過多個(gè)交替的通道。進(jìn)入紙面的流動(dòng)用十字表示并且流出紙面的流動(dòng)用點(diǎn)表示。在這樣的陣列中，每個(gè)菱形通道與多達(dá)四個(gè)其他通道共享其多個(gè)壁?？邕^該通道的所有四個(gè)壁可用透過該透水性薄膜來傳遞熱量和濕度。對(duì)于一個(gè)給定的通道而言，相鄰?fù)ǖ乐械牧鲃?dòng)是在與該給定通道中的流動(dòng)相反的方向上。這被稱為逆流式構(gòu)型。
[0049]每個(gè)流體流是獨(dú)立于其他流體流的并且不依賴于用于提供密封的這些帶褶皺薄膜的尖峰至尖峰的粘合，因此減小了這兩個(gè)流之間的交叉泄露的可能性。如果尖峰密封不完美，則到相鄰?fù)ǖ乐械娜魏涡孤⑹沁\(yùn)送相同流體的通道并且將不導(dǎo)致這兩個(gè)流混合或不會(huì)對(duì)傳熱或傳質(zhì)造成不利影響。
[0050]圖4C是一個(gè)截面視圖，也示出了形成菱形通道陣列的多個(gè)透水性薄膜薄片的安排。在這個(gè)實(shí)例中，沿著該薄膜的褶皺線，這些菱形的尖峰被平坦化以便提供一個(gè)較大的面積來附接至相鄰薄膜薄片中的尖峰上。這個(gè)實(shí)施例可以對(duì)具有多個(gè)薄膜薄片的機(jī)械上更強(qiáng)的子組件提供基本上與圖4B所示的安排相同的顯熱和潛熱傳遞。使這些尖峰平坦的一個(gè)替代方案是將一個(gè)帶褶皺薄膜層的尖峰形成為具有沿著這些尖峰的頂部延伸的小溝槽或低谷。于是一個(gè)相鄰層的尖峰可以嵌入這些溝槽或低谷中。此類溝槽或低谷可以在該帶褶皺薄膜層的僅一個(gè)面上的這些頂部中形成或在該帶褶皺薄膜層的兩面上的這些頂部中形成。
[0051]圖4D示出了具有菱形通道的一個(gè)堆疊的帶褶皺薄膜子組件的3D表示。雖然它可以使用一種薄的、柔性的薄膜材料制成，但是該結(jié)構(gòu)仍是自支撐的。這種堆疊和膠粘(或以其他方式附接)帶褶皺薄膜薄片的方案提供了該交換器每單位體積內(nèi)一個(gè)非常高的薄膜表面積，從而提供了具有高效的熱量和濕氣傳遞的一種裝置。
[0052]圖5A是一個(gè)截面視圖，展示了可以相連而形成具有正方形或矩形截面的通道的兩個(gè)帶箱式褶皺的透水性薄膜薄片。在這個(gè)實(shí)例中，這些箱式褶皺形成了一種城堡形，并且該城堡形圖案在相鄰的薄膜薄片之間偏移從而允許這些薄片相連以形成多個(gè)正方形或矩形通道。將這些薄膜薄片之一上的每條褶皺線膠粘至或以其他方式附接至一個(gè)相鄰薄膜薄片上的對(duì)應(yīng)褶皺線上。與上述的菱形構(gòu)型相似，這些膠粘后的薄膜薄片是自支撐的并且不需要間隔件或其他材料來提供剛度或支撐，并且這些通道能夠承受住壓力差。
[0053]圖5B是一個(gè)截面視圖，展示了被安排成用于形成正方形或矩形通道的陣列的四個(gè)帶箱式褶皺的透水性薄膜薄片。兩個(gè)不同的流體流能以逆流式構(gòu)型被引導(dǎo)穿過多個(gè)交替的通道。如上所述，流進(jìn)紙面的流動(dòng)用十字表示，并且流出紙面的流動(dòng)用點(diǎn)表示。每個(gè)通道與多達(dá)四個(gè)其他通道共享其多個(gè)壁?？邕^所有四個(gè)壁可以透過該透水性薄膜來傳遞熱量和濕度。
[0054]該正方形通道安排和菱形通道安排在形貌上和功能上是等效的，并且在組裝過程中可以對(duì)具有正方形通道的子組件進(jìn)行定向以便提供菱形通道，反之亦然。通過堆疊多個(gè)帶褶皺薄膜層也可以創(chuàng)建其他通道形狀例如平行四邊形。
[0055]在一些實(shí)施例中，這些帶褶皺薄膜薄片可以通過篩網(wǎng)或其他合適的材料分開，該材料被配置成一個(gè)薄片或垂直于這些通道而安排的多個(gè)條帶、或其他適當(dāng)?shù)臉?gòu)型。代替沿著這些褶皺線使用膠粘或焊接或除此之外，可以使用這種構(gòu)型。這個(gè)方案可以降低在組裝過程中這些褶皺滑入彼此之中的趨勢(shì)并且可以提供結(jié)構(gòu)支撐。這種構(gòu)造可以應(yīng)用到上述正方形或菱形安排中。
[0056]圖6A是一個(gè)截面視圖，示出了一個(gè)帶褶皺的透水性薄膜薄片以及被定位在其下方的一個(gè)平坦的透水性薄膜薄片。該帶褶皺的薄膜薄片中的這些褶皺線(在該截面視圖中為下部尖峰)可以膠粘、焊接或以其他方式附接至該平坦的薄膜薄片上從而產(chǎn)生具有三角形截面的平行通道。這些通道各自具有三個(gè)邊界，跨過這些邊界可以傳遞熱量和濕度。帶褶皺薄膜薄片和平坦薄膜薄片的交替堆疊產(chǎn)生了一個(gè)不需要間隔件或其他支撐材料的機(jī)械上自支撐的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)安排中，同樣所有流動(dòng)通道的壁是透水性的，從而允許在所有相鄰?fù)ǖ乐g發(fā)生熱量和濕度傳遞。
[0057]圖6B是此構(gòu)型的一個(gè)薄膜薄片堆疊的截面視圖，其中這些薄膜形成了截面為三角形的通道的一個(gè)陣列。兩個(gè)不同的流體流能以逆流式構(gòu)型被引導(dǎo)穿過多個(gè)交替的通道。如上所述，流進(jìn)紙面的流動(dòng)用十字表示，并且流出紙面的流動(dòng)用點(diǎn)表示。每個(gè)通道與多達(dá)三個(gè)其他通道共享其多個(gè)壁?？邕^所有三個(gè)壁可以透過該透水性薄膜來傳遞熱量和濕度。
[0058]對(duì)帶褶皺薄膜薄片進(jìn)行起褶并且接著將其彼此進(jìn)行膠粘、焊接或以其他方式附接的制造方法允許使用更薄的薄膜材料并且在所得的3D結(jié)構(gòu)中仍具有進(jìn)行自支撐的強(qiáng)度。所得的子組件不必被保持在張力下。另外，這種自支撐結(jié)構(gòu)可以提供具有的壁將提供增大的剛度的多個(gè)通道，因?yàn)檫@些壁被該結(jié)構(gòu)的其他部分支撐，即使這些壁可能是由相對(duì)薄、柔性的薄膜材料形成的。這種增大的剛度可以提供降低的壓降以及穿過該芯部的改善的流動(dòng)分布均勻性。此外，該結(jié)構(gòu)促有助于提供具有恒定通道尺寸的通道，這另外促進(jìn)了這些通道之間的良好的流動(dòng)均勻性的實(shí)現(xiàn)。
[0059]在上述的堆疊的帶褶皺薄膜子組件的實(shí)施例中，這些帶褶皺的透水性薄膜層限定了被安排成規(guī)則圖案的一種平行通道三維陣列。由該薄膜材料限定的這些通道壁中的每一個(gè)將通道將第一類型和第二類型的通道分開，例如用于分別運(yùn)送濕的流和干燥流。這兩個(gè)流體流可以被引導(dǎo)穿過這些通道而使得該濕的流和干燥流彼此以逆流方式流動(dòng)。這通過高度的顯熱和潛熱傳遞提供了更有效的熱量和濕氣傳遞。
[0060]為了提供用于供應(yīng)和排出這些氣體流的多個(gè)歧管，這些單獨(dú)的帶褶皺薄膜薄片可以各自附接至一個(gè)歧管區(qū)段(在它們被堆疊之前)，從而形成一個(gè)歧管/薄膜子組件。這些歧管/薄膜子組件接著可以進(jìn)行堆疊并膠粘在一起而形成一個(gè)芯部。該歧管區(qū)段可以處于在所有側(cè)上界定該褶皺薄膜薄片的一個(gè)單體框架的形式、或者可以處于例如被附接至該帶褶皺薄膜薄片的相反兩端上的兩個(gè)(或更多)分開部件的形式。
[0061]該歧管區(qū)段可以由不同于該薄膜的材料(例如水或氣體不可透過的材料)制成、并且是比該薄膜更剛硬并且更強(qiáng)力的。例如，該歧管區(qū)段材料可以是塑料、鋁或任何其他適合的材料，該材料對(duì)該薄膜和該堆疊的芯部提供一些結(jié)構(gòu)支撐而同時(shí)還在該歧管區(qū)域中提供熱傳遞。優(yōu)選地，該歧管區(qū)段的材料在厚度上小于0.012英寸(大約1/4毫米)。該歧管區(qū)段可以由一種阻燃材料制成，該阻燃材料將降低火焰向該薄膜區(qū)段蔓延的趨勢(shì)并且提高對(duì)可燃性要求的符合程度。例如，該歧管區(qū)段可以由鋁或其他金屬、通常本質(zhì)上為自熄性的PVC、或包括一種或多種阻燃添加劑(例如氫氧化鎂)的塑料制成。
[0062]歧管區(qū)段可以用廣泛不同的方式來制成。例如，一個(gè)或多個(gè)歧管區(qū)段中的特征可以被真空成形或熱成型或沖壓在其中。在一些實(shí)施例中，這些歧管區(qū)段被形成為具有多個(gè)特征并且接著被附接至該薄膜上。替代地，這些歧管區(qū)段可以作為分開的塑料部件注塑模制而成并且接著附接至該帶褶皺薄膜上，或者它們可以直接被注塑模制到該帶褶皺薄膜的邊緣上。通過使用一種合適的膠、黏合劑或其他粘結(jié)劑、膠帶等可以將該薄膜粘到該歧管區(qū)段上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些基于聚氨酯的膠適用于這個(gè)目的?？梢允褂闷渌愋偷酿ず蟿?，例如環(huán)氧樹脂、熱熔體、氰基丙烯酸酯、甚至還有同樣可用于防止或減少交叉污染的薄膜涂覆材料。替代地，取決于該薄膜和歧管區(qū)段材料，可能能夠?qū)⑦@些部件以熱焊接、振動(dòng)焊接、超聲波焊接、或以其他方式結(jié)合在一起。
[0063]該薄膜到該歧管區(qū)段上的附接應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生一種防漏密封以便防止這兩個(gè)流體流之間的交叉污染。該結(jié)合應(yīng)當(dāng)足夠強(qiáng)而能防止當(dāng)在該薄膜的相反兩側(cè)上的這些流體流之間存在高的壓差時(shí)該薄膜從該歧管區(qū)段上脫層。
[0064]具有粘至這些過渡性歧管區(qū)段上的帶褶皺薄膜的這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這些歧管區(qū)段可以對(duì)該水傳遞薄膜提供機(jī)械支撐。在歧管區(qū)段提供此類機(jī)械支撐的情況下，該芯部可以是自支撐的，而在相鄰層之間具有減小的附接作用。各個(gè)層可以分開地構(gòu)造。這些層可以各自形成一個(gè)自支撐結(jié)構(gòu)，很像一個(gè)桁架。各自包括多個(gè)歧管區(qū)段和一個(gè)濕氣交換區(qū)段的這些層可以接著被堆疊在一起以形成一個(gè)熱量和濕度交換器。
[0065]可以調(diào)整在該帶褶皺薄膜芯部組件的這些層中透水性薄膜面積與不透水性歧管材料面積的比率，以調(diào)整由該帶褶皺薄膜芯部傳遞的顯熱和潛熱(濕氣)的相對(duì)量。增大透水性薄膜的面積有利于增大濕氣傳遞。
[0066]在其他實(shí)施例中，該歧管區(qū)段可以包括與該透水性薄膜區(qū)域相同的材料，例如該歧管區(qū)段可以包括一個(gè)可成形的透水性薄膜層。這個(gè)可成形材料薄片可以構(gòu)成一個(gè)層，該層包括以下二者:一個(gè)帶褶皺區(qū)域，該帶褶皺區(qū)域在與一個(gè)相鄰層堆疊在一起時(shí)將限定多個(gè)逆流通道；以及多個(gè)歧管區(qū)域，這些歧管區(qū)域被配置成用于在與一個(gè)相鄰層堆疊在一起時(shí)將一個(gè)流引導(dǎo)至位于該帶褶皺區(qū)域的一端處的通道中并且在該帶褶皺區(qū)域的另一側(cè)上接收該流(例如，以下參見圖15)。例如，這樣的一個(gè)層可以由涂覆PET非織造薄膜制成，其特性允許通過施加熱量和/或壓力來將這個(gè)層模制或形成為具有多個(gè)褶皺、棱紋、腫塊和/或其他位于平面外的特征。其中的歧管區(qū)段也是透水性的實(shí)施例由于較大的傳遞面積而允許增加濕度傳遞。從入口或出口到這些中心直通道的過渡可以遵循與下述相同的方式而從一個(gè)寬的矩形面積過渡成側(cè)向安排的交替通道小室。
[0067]這些歧管區(qū)段的設(shè)計(jì)為，當(dāng)它們堆疊在該組裝的芯部中時(shí)，它們使得第一流體流能夠側(cè)向地進(jìn)入交替通道(第一類型通道)中并且使得第二流體流(在相反方向上流動(dòng)穿過該芯部)能夠從其他通道(第二類型通道)中離開。類似地，在該芯部的另一個(gè)面處，該歧管接收來自該第一通道類型的第一流體流并且將該第二流體流引導(dǎo)至該第二類型的交替通道中。這兩個(gè)流體流是彼此流體地隔離的因而它們沒有混合。可以將這些歧管設(shè)計(jì)成用于確保這些歧管區(qū)域與這些通道之間的平滑的流動(dòng)過渡，以便減小或最小化穿過該交換器裝置的總壓降。
[0068]這些歧管區(qū)段可以被構(gòu)造成包括多個(gè)特征，這些特征通過提供多個(gè)流體之間的增大的熱量和/或濕度傳遞和/或減小的壓降而改善了熱量和濕度交換器的性能。例如:
a.在進(jìn)入歧管區(qū)段中的棱紋可以被配置成用于將流量均勻地引導(dǎo)至每個(gè)通道中，并且在輸出歧管區(qū)段中的棱紋可以被配置成用于允許來自多個(gè)通道的流量平滑地重新組合成一個(gè)輸出流；
b.在其中該歧管在一側(cè)上被一個(gè)平坦薄膜薄片界定的多個(gè)實(shí)施例中，通過尤其在該薄膜薄片可能下垂的區(qū)域中提供更緊密的棱紋到棱紋間距，這些歧管區(qū)段中的棱紋可以被安排成對(duì)該薄膜薄片提供良好的支撐；
c.這些歧管區(qū)段的材料可以做成薄的(例如，0.004英寸至0.012英寸-大約0.01厘米至0.03厘米)。該歧管區(qū)段使用薄材料可以增強(qiáng)從通道到歧管的過渡的平滑度、增大在這些歧管區(qū)段之間形成的充氣室的截面積、并且還改善透過這些歧管區(qū)段的材料的熱傳遞。
[0069]圖7A示出了組件700的一個(gè)簡(jiǎn)化的分解3D視圖，該組件包括一對(duì)帶褶皺薄膜薄片710和720，這一對(duì)薄膜薄片在堆疊時(shí)形成了具有菱形截面的平行通道。歧管區(qū)段730和740附接至各個(gè)薄膜薄片上。這兩個(gè)歧管區(qū)段之間形成了一個(gè)具有矩形開口的充氣室750，通過該矩形開口，一個(gè)第一流體流可以被供應(yīng)給在這兩個(gè)薄膜層之間形成的這些通道。堆疊的歧管區(qū)段730和740被成形以用于在具有矩形截面的充氣室750與形成每個(gè)菱形通道的一半的這些三角形之間提供平滑的過渡區(qū)域735和745。當(dāng)另一個(gè)組件被堆疊在圖7A所示組件的上方時(shí)，在該上部歧管區(qū)段730上方形成了一個(gè)類似的充氣室以用于第二流體流，該第二流體流從部分地由該上部薄膜710的上表面限定的這些菱形通道中離開。因此這些堆疊的歧管區(qū)段形成了分別用于該第一和第二流體的交替的一系列分層的充氣室。圖7B示出了以逆流方式流動(dòng)穿過這些菱形通道的兩個(gè)流體流的一個(gè)簡(jiǎn)化的3D局部切開視圖。該第一流體流(箭頭770所示)經(jīng)由在這兩個(gè)歧管區(qū)段730與740之間形成的充氣室進(jìn)入第一組菱形通道775中，并且該第二流體流(箭頭780所示)經(jīng)由在該上部歧管區(qū)段730上方形成的充氣室離開第二組菱形通道785。這些流體在該歧管區(qū)域中處于橫流構(gòu)型。
[0070]圖8是圖7A和7B中所示的上部歧管/薄膜組件的一個(gè)平面圖。
[0071]圖9A-D旨在展示從歧管區(qū)域到這些通道的平滑過渡。圖9A是圖8中的位置A-A處的截面視圖。圖9A示出了用于第一流體流770的、位于歧管區(qū)段730下方的充氣室750以及用于第二流體流780的、位于該歧管區(qū)段730上方的充氣室。第一流770進(jìn)入該下部充氣室750中并且第二流780離開該上部充氣室，如由寬箭頭所示。圖9B示出了從圖8中的位置B-B處的截面向下看這些通道所得到的一個(gè)視圖。該充氣室底面/頂面在這個(gè)點(diǎn)處仍是平坦的、但是逐漸過渡成一個(gè)鋸齒形截面以對(duì)應(yīng)于這些薄膜褶皺。歧管區(qū)段730的過渡區(qū)域735中的這些過渡在圖9B中是可見的，為該充氣室底面/頂面的平坦平面上方和下方的實(shí)心三角形。圖9C示出了從圖8中的位置C-C處的截面向下看這些通道所得到的一個(gè)視圖。這示出了該歧管區(qū)段在過渡區(qū)域735中逐漸成形為一個(gè)波形截面。在這個(gè)點(diǎn)處，這些波紋不像這些鋸齒形褶皺那么深，并且歧管過渡區(qū)域735的進(jìn)一步傾斜在圖9C的波形截面的上方和下方是可見的。圖9D是圖8中的位置D-D處的截面視圖，示出了該帶褶皺薄膜710的鋸齒形截面。
[0072]圖10示出了在一個(gè)堆疊的芯部組件(類似于圖7A所示)中的多個(gè)相鄰歧管區(qū)段之間產(chǎn)生的這些充氣室如何對(duì)應(yīng)于它們所供應(yīng)/排放的這些菱形通道。該第一流體可以在第一類型通道的無陰影區(qū)域與用于第一流體的供應(yīng)充氣室之間的一條直路徑中流動(dòng)。類似地，該第二流體可以在第二通道的無陰影區(qū)域與用于第二流體的排出充氣室之間的一條直路徑中流動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施例中,在該充氣室與這些對(duì)應(yīng)通道的大部分截面積之間具有一個(gè)直的路徑連接。這通過避免流動(dòng)方向的突然轉(zhuǎn)變并且消除對(duì)于充氣室與通道之間的長(zhǎng)過渡區(qū)域的需要而降低了壓降。
[0073]圖1lA是組件1100的一個(gè)簡(jiǎn)化的分解等距視圖，該組件類似于圖7A的組件、但是具有被插在這一對(duì)帶裙皺薄膜薄片1110與1120之間的一個(gè)額外的平坦薄膜薄片1115,從而形成具有三角形截面的平行通道。帶褶皺薄膜1110和1120沿著這些褶皺線優(yōu)選地膠粘至或以其他方式結(jié)合到該平坦膜薄片1115上，以改善該組件的結(jié)構(gòu)剛度并且以允許這些薄膜通道更好地承受壓力差。然而，沿著這些褶皺線的結(jié)合不需要是防漏的，因?yàn)槿魏涡孤抖紝⑦M(jìn)入相同類型的相鄰?fù)ǖ乐?即，運(yùn)送相同的流體流)。歧管區(qū)段1130和1140附接至各個(gè)帶褶皺的薄膜薄片上。在每個(gè)歧管區(qū)段1130和1140與該相鄰的平坦薄膜薄片1115之間形成了充氣室1150和1155(各自具有一個(gè)矩形開口)，經(jīng)由這些充氣室，第一和第二流體流可以被供應(yīng)給在帶褶皺薄膜層與平坦薄膜層之間形成的通道。歧管區(qū)段1130和1140被成形以用于在這些具有矩形截面的充氣室與這些三角形通道之間提供平滑的過渡區(qū)域1135和1145。圖1lB示出在一個(gè)歧管區(qū)段1130a的相反兩側(cè)上的兩個(gè)流體流的流動(dòng)(以逆流式構(gòu)型)，該歧管區(qū)段在所展示的實(shí)施例中具有多個(gè)棱紋1190以用于引導(dǎo)流動(dòng)并且支撐該薄膜1115。圖1lC是一個(gè)平面圖，展示了在類似于圖1lA中所示組件的一個(gè)組件中的兩個(gè)流體流的流動(dòng)圖案。
[0074]在圖1lA所示的實(shí)施例中，該平坦的薄膜薄片延伸進(jìn)入歧管區(qū)域中。這可能是有利的，因?yàn)樗试S在相鄰充氣室中以及在帶褶皺薄膜區(qū)域中的這些流體流之間發(fā)生熱量和濕氣傳遞。然而，在這個(gè)區(qū)域中沒有足夠支撐的情況下，該薄膜可能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而增大壓降并且導(dǎo)致在這些歧管區(qū)段中可能必須提供支撐性棱紋或特征。該平坦薄膜薄片被附接至這些相鄰歧管區(qū)段的邊緣上以產(chǎn)生一種防漏密封。可以使用合適的黏合劑或焊接技術(shù)，例如像熱焊接、振動(dòng)焊接、超聲波焊接或RF焊接。
[0075]在其他類似的實(shí)施例中，該平坦薄膜薄片不延伸進(jìn)入該歧管區(qū)域中、而是附接至由一種不同材料制成的多個(gè)歧管區(qū)段上。這些與圖1lA所示的歧管區(qū)段進(jìn)行堆疊以限定用于該第一和第二流體流的多個(gè)交替充氣室。在任意情況下，這些堆疊的歧管區(qū)段被成形以用于在這些充氣室(具有矩形截面)與這些三角形通道之間提供平滑的過渡。[0076]圖12示出了在一個(gè)堆疊的芯部組件(類似于圖1lA所示)中的這些平坦薄膜薄片與相鄰歧管區(qū)段之間產(chǎn)生的這些充氣室如何對(duì)應(yīng)于它們所供應(yīng)/排放的這些三角形通道。第一流體可以在第一類型通道的無陰影區(qū)域與用于該第一流體的供應(yīng)充氣室之間的一條直路徑中流動(dòng)。類似地，第二流體可以在第二類型通道的無陰影區(qū)域與用于該第二類型流體的排出充氣室之間的一條直路徑中流動(dòng)。再次，在這個(gè)實(shí)施例中，在該充氣室與這些對(duì)應(yīng)通道的大部分截面積之間具有一個(gè)直的路徑連接。
[0077]可以針對(duì)如圖5B所示的帶箱式褶皺的薄膜子組件提供類似于上述歧管安排的一種歧管安排。圖13示出了在這樣一個(gè)堆疊的芯部組件中的相鄰歧管區(qū)段之間產(chǎn)生的這些充氣室將如何對(duì)應(yīng)于它們所供應(yīng)/排放的這些正方形通道。第一流體可以在第一類型通道的無陰影區(qū)域與用于該第一流體的供應(yīng)充氣室之間的一條直路徑中流動(dòng)。類似地，第二流體可以在第二類型通道的無陰影區(qū)域與用于該第二類型流體的排出充氣室之間的一條直路徑中流動(dòng)。在這個(gè)實(shí)施例中，在該充氣室與這些對(duì)應(yīng)通道的大約50%截面積之間具有一個(gè)直的路徑連接。
[0078]這些歧管區(qū)段可以具有在一個(gè)或兩個(gè)表面中形成的多個(gè)特征，以用于將來自這些充氣室的流量引導(dǎo)至對(duì)應(yīng)的通道中，例如圖1lB中所示的這些棱紋。例如，此類特征可以改善流動(dòng)分布。這些特征還可以支持該薄膜，如過該薄膜延伸至這個(gè)區(qū)域中的話(例如，像在圖1lA所示的實(shí)施例中)。還可以將促進(jìn)這些流體流的混合或紊動(dòng)的特征結(jié)合到這些歧管區(qū)段中以改善性能。使用真空成型或熱成型的歧管入口和出口區(qū)段允許產(chǎn)生具有變化的通道高度的各種各樣的逆流尺寸而無需在工具方面的大量投資(例如當(dāng)前使用的注塑模制的分離件就是這種情況)。
[0079]在所展示的實(shí)施例中，這些歧管構(gòu)件各自沿著一個(gè)第一邊緣連接至該芯部上、沿著一個(gè)第二邊緣具有一個(gè)向上彎的壁并且沿著一個(gè)第三邊緣具有一個(gè)向下彎的壁，這樣使得當(dāng)堆疊在一起時(shí)，這些歧管構(gòu)件形成一列充氣室，這些充氣室交替地在與該第一和第二邊緣相對(duì)應(yīng)的多個(gè)側(cè)面上開放。
[0080]圖14A是一個(gè)歧管/薄膜子組件1400的平面圖，該子組件具有一個(gè)中央帶褶皺薄膜1410和附接在各端處的歧管區(qū)段1430和1440，其中這些通道具有菱形截面。歧管區(qū)段1430和1440包括位于一側(cè)上的多個(gè)棱紋，用于將該流體流引導(dǎo)至對(duì)應(yīng)的通道中。圖14B是一個(gè)歧管/薄膜子組件1450的平面圖，該子組件具有一個(gè)中央帶褶皺薄膜1460和附接在各端處的歧管區(qū)段1480和1490，其中這些通道具有三角形截面。在這個(gè)實(shí)施例中，歧管區(qū)段1480和1490包括該歧管區(qū)段的中平面幕的兩側(cè)上的多個(gè)棱紋，用于將該流體流引導(dǎo)至對(duì)應(yīng)的三角形通道中。
[0081]該組裝的芯部可以沿著這些側(cè)邊和末端被灌封。它可以被封閉在一個(gè)金屬或塑料框架中，這還可以有助于阻擋火焰蔓延，從而允許符合可燃性標(biāo)準(zhǔn)。金屬框架也可以用作散熱器。對(duì)ERV應(yīng)用而言，該芯部可以被容納在一個(gè)封閉物中，該封閉物中還可以容納使這些空氣流運(yùn)動(dòng)的風(fēng)扇、管道、以及過濾器、控制電子器件和其他部件。
[0082]本發(fā)明的薄膜芯部是易于制造的并且可以容易地縮放到不同大小，例如，該帶褶皺的薄膜可以被切成不同大小以適應(yīng)特定的終端應(yīng)用并且可以改變堆疊中的層數(shù)量。
[0083]可以帶褶皺的并且具有所需要的透水性和其他特性的任何薄膜材料都適合用于上述帶褶皺薄膜芯部中。已經(jīng)用于或建議用于ERV應(yīng)用的薄膜包括:纖維素膜；用一種親水性聚合物或親水性聚合物-干燥劑混合物涂覆或浸潰的纖維素纖維或玻璃纖維紙或多孔聚合物膜；通過界面聚合制造的薄膜復(fù)合物；由吹制膜在非織造支撐層上織造的疊層薄膜；包括結(jié)合到多孔支撐件上的離聚物膜的疊層薄膜；以及磺化和羧化的離聚物膜。其他材料涉及將一個(gè)透水性涂層應(yīng)用于微孔基底中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別適用于ERV和類似應(yīng)用的復(fù)合薄膜材料，該復(fù)合薄膜材料包括一種多孔的載有干燥劑的聚合物基底，該基底在一個(gè)表面上涂覆有一種透水性聚合物。此類薄膜的實(shí)例在公開的PCT申請(qǐng)?zhí)朩02010/132983中有所描述。這種類型的薄膜一旦被折疊可以保留一個(gè)褶皺，這趨向于增大在此描述的芯部設(shè)計(jì)的這些薄膜通道的強(qiáng)度。
[0084]在一些實(shí)施例中，可以使用可成形的或可以制成波紋狀的薄膜?？梢员怀尚我援a(chǎn)生多個(gè)特征并且保持不同結(jié)構(gòu)的工程復(fù)合薄膜材料可以在基于薄膜的裝置(例如在此描述的這些)中允許提高性能并且降低成本。例如，在逆流式熱濕傳遞裝置中使用位于可成形背襯上的電紡納米纖維薄膜利用了該薄膜的可成形特性?？墒褂枚喾N方法來將該薄膜形成為例如具有多個(gè)通道或其他特征(在使用或不使用熱量的情況下)，例如，壓縮模制、真空成形或沖壓。
[0085]圖15是完全由一種可成形的透水性薄膜制成的一個(gè)層的照片，該薄膜包括位于聚酯紡粘非織布支撐層上的一個(gè)經(jīng)涂覆的納米纖維層。這個(gè)層包括在每端處的歧管區(qū)域以及具有多個(gè)直通道的一個(gè)中央?yún)^(qū)段，它們都是由相同的材料制成的。這些特征是通過在壓縮模具將該薄膜層加熱(80°C)而形成在該薄膜層中?？梢詫⒋祟悓佣询B以便形成一個(gè)ERV芯部組件。在一個(gè)特定的實(shí)例實(shí)施例中，聚酯紡粘非織布(史瑪西特種非織布Y15100[Smash Specialty Nonwoven Y15100])薄片是從旭化成株式會(huì)社(Asahi Kasei)獲得的。這些材料是針對(duì)低熱(<100°C)下的可成形性設(shè)計(jì)的。將多個(gè)PAN納米纖維的涂層沉積以三個(gè)不同的負(fù)載量沉積在這些支撐層上。接著將這些納米纖維層用三個(gè)濃度(按重量計(jì)13%、15%和17% )的聚醚聚氨酯共聚物水溶液進(jìn)行浸潰。將這些材料在50°C的烘箱中干燥。
實(shí)驗(yàn)實(shí)例
實(shí)例1:第一原型ERV芯部-多向傳遞
[0086]使用具有真空成型的波紋狀塑料間隔件的一個(gè)原型來例證多向傳遞，該原型被設(shè)計(jì)成具有與帶褶皺薄膜大致相同的熱傳遞。對(duì)相同的壓降而言，與一種具有僅豎向(I維)傳遞的逆流式設(shè)計(jì)相比，該原型顯示出了熱傳遞的預(yù)期增大。這種增大是因?yàn)閭鬟f的多維性。
實(shí)例2:第二原型ERV芯部-帶褶皺薄膜
[0087]第二原型是通過在逆流式區(qū)段中使用帶褶皺薄膜制成的，其中熱成型的塑料歧管區(qū)段被用于進(jìn)口和出口。使用聚氨酯膠將該薄膜附接至這些歧管區(qū)段上。在歸一化流動(dòng)基礎(chǔ)上比較時(shí)，該熱傳遞毫不遜色于現(xiàn)有技術(shù)的商業(yè)HRV芯部。該原型在濕氣傳遞方面比市售的芯部表現(xiàn)更好。
[0088]圖16所示的圖表示出了一個(gè)ERV芯部隨著流速而變的性能，該芯部包括這個(gè)第二原型的堆疊的帶褶皺薄膜。該圖表示出了該帶褶皺薄膜芯部的顯熱和潛熱(濕氣)傳遞的有效性。
實(shí)例3:第三和第四原型ERV芯部[0089]第三原型被制成在具有較大占用空間的芯部中具有多個(gè)三角形通道。第四原型也被構(gòu)建為具有更高的三角形通道。
[0090]可以選擇這些通道的尺寸以便在傳熱傳質(zhì)速率與壓降之間提供所希望的平衡。該第三原型的帶三角形褶皺的薄膜芯部在該直的逆流式區(qū)段中具有一個(gè)3.2毫米的間隙、或?qū)拥綄拥谋∧らg距。這得到了大約1.6毫米的通道入口高度。這樣的小高度意味著每個(gè)層的入口和出口區(qū)域中相對(duì)低的水力直徑，從而導(dǎo)致了高于希望的壓降。該第四原型被構(gòu)造成用于例證通過提供不同的通道尺寸可以減小壓降。在該第四原型中，層到層的間距是4.5毫米。這樣將這些歧管的入口和出口高度增大到了大約2.2毫米。圖17中展示了在第四原型中對(duì)比第三原型所實(shí)現(xiàn)的壓降的減小。
[0091]通過增大該中心通道區(qū)段中的間隙間距，對(duì)于相同總高度或體積的芯部，將結(jié)合更少的層。層數(shù)量的減少將導(dǎo)致該芯部的總薄膜表面積的減小，從而減小傳輸面積并且減弱性能。然而，這在第四原型中得到補(bǔ)償，這是通過將更緊密間隔開的褶皺(褶皺之間距離更小)結(jié)合在該帶褶皺的逆流式區(qū)段中，由此將在該芯部中間的直的逆流式區(qū)段中裝填更多薄膜。通過從大約90°的褶皺頂角變?yōu)榇蠹s60°的褶皺頂角，足夠的薄膜被結(jié)合到第四原型中以便抵消層數(shù)目的減小。
[0092]ERV典型地在該芯部的這些層中以層流方式來操作，所以傳熱傳質(zhì)僅是水力直徑和努塞爾數(shù)(一種類型的無因次溫度梯度)的函數(shù)，而如果在層流情況下對(duì)于給定的幾何形狀而言是恒定的。如文獻(xiàn)(例如，國際傳熱傳質(zhì)雜志[Int.J.Heat Mass Transfer], 18卷，849-862頁，1975)中所討論的，對(duì)層流情況下的三角形管道而言，由于背離等邊三角形移動(dòng)時(shí)，努塞爾數(shù)將減小。第四原型中褶皺角從90°至60°的變化因此也補(bǔ)償了層數(shù)量的減小。
[0093]圖18所示的圖表 中示出了該第三和第四原型ERV芯部隨著流動(dòng)速率而變的性能。該圖表中示出了顯熱和潛熱(濕氣)傳遞的有效性對(duì)于該兩個(gè)原型而言是十分類似的。
[0094]如在此所述的熱量和濕度交換器可以用來例如在進(jìn)入建筑物的新鮮空氣流與從建筑物中排出的空氣流之間交換熱量和濕度。
[0095]雖然以上已經(jīng)討論了多個(gè)示例性方面和實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其某些修改、排列組合、添加和子組合。因此意圖使得以下所附的權(quán)利要求書和之后引入的權(quán)利要求被解釋成包括所有這樣的在其真實(shí)精神和范圍內(nèi)的修改、排列組合、添加、省略以及子組合。
術(shù)語的解釋
[0096]除非上下文清楚地作相反要求，否則貫穿本說明和權(quán)利要求書:
?“包括”、“包括了”等等要在包含意義上進(jìn)行解釋，與排他性或窮盡性的意義不同；也就是說，在“包含但不限于”的意義上。
? “連接”、“聯(lián)接”或其任何變形形式是指兩個(gè)或更多元件之間的直接或間接的連接或聯(lián)接；這些元件之間的聯(lián)接或連接可以是物理的、邏輯的或其組合方式。
?“在此”、“以上”、“以下”以及在用來描述本說明書時(shí)具有類似意義的詞語應(yīng)指代本說明書整體而不是本說明書的任何具體部分。
?提及具有兩個(gè)或更多事項(xiàng)的一個(gè)清單時(shí)“或”覆蓋了該詞語的以下所有解釋:該清單中的任何事項(xiàng)、該清單中的所有事項(xiàng)、以及該清單中事項(xiàng)的任何組合。?單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”還包括任何適當(dāng)復(fù)數(shù)形式的含義。
[0097]在本說明以及任何附圖(在出現(xiàn)時(shí))中表示方向的詞語，如“豎直”、“橫向”、“水平”、“向上”、“向下”、“向前”、“向后”、“向內(nèi)”、“相位”、“豎直”、“橫向”、“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“下方”、“上方”、“下面”等等取決于所描述和展示的設(shè)備的特定取向。在此描述的主題可以采取不同的替代性取向。相應(yīng)地，這些方向術(shù)語不是嚴(yán)格定義的并且不應(yīng)很窄地進(jìn)行解釋。
[0098]在提及以上的一個(gè)部件(例如，芯部、結(jié)構(gòu)、充氣室、風(fēng)速、管道等等)時(shí)，除非另外指出，不然對(duì)該部件的提及(包括對(duì)“裝置(meas)”的提及)應(yīng)當(dāng)解釋為包括(作為該部件的等效物)執(zhí)行所述部件的功能的(即，是功能上等效的)任何部件，包括與在所展示的本發(fā)明示例性實(shí)施例中執(zhí)行該功能的所披露結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上不等效的部件。
[0099]系統(tǒng)、方法和設(shè)備的具體實(shí)例在此是出于展示的目的來描述的。這些僅僅是實(shí)例。在此提供的技術(shù)可以應(yīng)用于除以上描述的實(shí)例系統(tǒng)之外的系統(tǒng)。在本發(fā)明的實(shí)踐中許多的變更、修改、添加、省略和排列組合是可能的。本發(fā)明包括在所述實(shí)施例基礎(chǔ)上的變化，這些變體將是技術(shù)人員所明白的，包括通過以下方式獲得的變化:將特征、元件和/或動(dòng)作用等效的特征、元件和/或動(dòng)作來替換；將來自不同實(shí)施例的特征、元件和/或動(dòng)作進(jìn)行混合和匹配；將來自在此描述的實(shí)施例的特征、元件和/或動(dòng)作與其他技術(shù)的特征、元件和/或動(dòng)作進(jìn)行組合；和/或省略來自所描述的實(shí)施例的組合性特征、元件和/或動(dòng)作。
[0100] 因此意圖使得以下所附的權(quán)利要求書和之后引入的權(quán)利要求被解釋成包括所有這樣的可以合理地推論出的修改、排列組合、添加、省略以及子組合。權(quán)利要求書的范圍不應(yīng)由在實(shí)例中列出的這些優(yōu)選實(shí)施例所限制，而是應(yīng)該被給予與本說明整體相一致的最寬解釋。
【權(quán)利要求】
1.一種熱量和濕度交換器，包括: 一個(gè)芯部，所述芯部包括多個(gè)水蒸氣可透過的薄片，所述薄片是分層的并且所述薄片中的至少一些是帶褶皺的以便提供延伸穿過所述芯部的多組通道，所述多組通道中的每一組通道都包括在所述多個(gè)薄片之中的兩個(gè)相鄰薄片之間限定的并且沿著所述多個(gè)帶褶皺薄片中的至少一個(gè)帶褶皺薄片的褶皺延伸的多個(gè)通道， 在所述芯部的相反兩側(cè)上形成的多個(gè)充氣室，在所述芯部的所述相反側(cè)中的每一側(cè)上的所述充氣室被配置成使得在同一薄片的相反兩側(cè)上的多個(gè)通道組中的通道被流體地連接到所述充氣室中的不同充氣室上； 其中所述充氣室是至少部分地由沿著所述薄片的多個(gè)相反邊緣附接的多個(gè)歧管構(gòu)件限定的，所述歧管構(gòu)件中的至少一個(gè)歧管構(gòu)件包括連接至所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片之一的一個(gè)邊緣上并且遵循所述邊緣的一個(gè)薄片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在至少一側(cè)上帶棱紋的材料薄片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在兩個(gè)相反側(cè)上帶棱紋的材料薄片。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件在平面視圖中是三角形的并且所述棱紋從所述歧管構(gòu)件的被附接邊緣附近朝向所述歧管構(gòu)件的一個(gè)開放邊緣延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 至4中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括多個(gè)具有的厚度不超過0.012英寸的材料薄片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種水蒸氣可透過的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件是由與所述水蒸氣可透過的薄膜薄片相同的材料制成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件比所述水蒸氣可透過的薄膜薄片更堅(jiān)硬。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種導(dǎo)熱性材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括與所述水蒸氣可透過的薄片的材料不同的一種材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種熱成型的塑料材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種阻燃材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中被附接至所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片上的所述多個(gè)歧管構(gòu)件具有被成形為遵循所述帶褶皺薄片的褶皺的多個(gè)邊緣、以及一個(gè)過渡區(qū)，在所述過渡區(qū)中隨著與所述歧管構(gòu)件的邊緣的距離所述歧管構(gòu)件逐漸變得更平坦。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括圍繞所述水蒸氣可透過的薄膜薄片的周邊延伸的一個(gè)框架，所述歧管構(gòu)件附接至所述框架上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片被膠粘到所述相鄰的水蒸氣可透過的薄片上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱量和濕度交換器，其中所述膠是一種透水性膠。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部是自支撐的。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部是由交替的平坦式水蒸氣可透過的薄膜薄片與帶裙皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片構(gòu)成的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的熱量和濕度交換器，其中所述平坦式薄膜薄片在附接至相鄰帶褶皺薄片上的多個(gè)歧管構(gòu)件之間延伸以便分隔相鄰的充氣室。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在兩個(gè)相反側(cè)上帶棱紋的材料薄片，并且所述平坦式水蒸氣可透過的薄膜薄片被支撐在所述相鄰歧管構(gòu)件的棱紋之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道在截面上是二角形的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片具有60° ±15°的褶皺角。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道具有4.5±2.5mm的高度。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片是沿著所述帶裙皺的、水蒸氣可透過的薄片的裙皺被附接到相鄰的水蒸氣可透過的薄片上。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片被形成為具有平坦化的頂部。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道被限定在相鄰的帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片之間，并且所述相鄰的水蒸氣可透過的帶褶皺薄片的頂部被附接到彼此上。
27.根據(jù)權(quán)利要求1至17之一或權(quán)利要求26所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道在截面上是四邊形的。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道在截面上是正方形的或矩形的。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道在截面上是菱形的。
30.根據(jù)權(quán)利要求1至29中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，包括一種密封劑材料，所述密封劑材料密封了所述芯部的、平行于所述通道延伸的多個(gè)面。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至29中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部的所述水蒸氣可透過的薄片是沿著所述薄片的、平行于所述通道延伸的邊緣而被密封到相鄰的水蒸氣可透過的薄片上的。
32.根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述充氣室相連接以便運(yùn)送第一和第二流體流穿過所述芯部的所述通道，而使得所述第一和第二流體流在所述通道組的交替通道中被運(yùn)送并且使得所述第一和第二流體流在相反的方向上流動(dòng)穿過所述芯部。
33.根據(jù)權(quán)利要求1至32中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道中的第一組從一個(gè)第一充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第二充氣室，所述多個(gè)通道中的第二組從一個(gè)第三充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第四充氣室，所述第一組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第二組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁，并且所述第二組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第一組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁。
34.根據(jù)權(quán)利要求1至33中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道中的每一個(gè)通道包括多個(gè)壁并且所述通道壁中的每一個(gè)通道壁都是水蒸氣可透過的。
35.根據(jù)權(quán)利要求1至34中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中對(duì)于多個(gè)組中的至少多個(gè)通道而言，所述水蒸氣可透過的壁中的每一個(gè)都是與屬于所述通道組中的一個(gè)不同通道組的另一個(gè)通道所共享的。
36.一種用于建筑物的能量回收通風(fēng)機(jī)，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器。
37.根據(jù)權(quán)利要求1至35中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器用于在進(jìn)入建筑物的新鮮空氣流與離開所述建筑物的空氣流之間交換熱量和濕度的用途。
38.一種熱量和濕度交換器，包括: 一個(gè)芯部，所述芯部包括多個(gè)通道，所述多個(gè)通道中的第一組從一個(gè)第一充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第二充氣室，所述多個(gè)通道中的第二組從一個(gè)第三充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第四充氣室，所述第一組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第二組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁，并且所述第二組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第一組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁； 所述多個(gè)通道是由多個(gè)水蒸氣可透過的薄膜薄片限定的，所述水蒸氣可透過的薄膜薄片中的至少一個(gè)是帶褶皺的，所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片限定了所述第一組中多個(gè)通道各自的多個(gè)壁； 其中所述第一充氣室和第四充氣室至少部分地被一個(gè)歧管薄片分開，所述歧管薄片連接至所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片的一個(gè)邊緣上并且遵循所述邊緣。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的熱量和濕度交換器，其中所述第二充氣室和第三充氣室至少部分地被一個(gè)第二歧管薄片分開，所述第二歧管薄片連接至所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片的一個(gè)邊緣上并且遵循所述邊緣。
40.根據(jù)權(quán)利要求38或39所述的熱量和濕度交換器，其中所述第一通道組和所述第二通道組的所述通道是直的并且彼此平行。
41.根據(jù)權(quán)利要求38至40中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述充氣室是至少部分地由附接至所述芯部的所述水蒸氣可透過的薄膜薄片上的多個(gè)歧管構(gòu)件所限定的，并且所述歧管構(gòu)件包括在至少一側(cè)上帶棱紋的材料薄片。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在兩個(gè)相反側(cè)上帶棱紋的材料薄片。
43.根據(jù)權(quán)利要求41至42中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件在平面視圖中是三角形的并且所述棱紋從所述歧管構(gòu)件的被附接邊緣附近朝向所述歧管構(gòu)件的一個(gè)開放邊緣延伸。
44.根據(jù)權(quán)利要求41至43中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件提供了多個(gè)分隔部分，所述分隔部分將所述充氣室中的相鄰充氣室隔開，并且所述分隔部分包括具有不超過0.012英寸厚度的材料薄片。
45.根據(jù)權(quán)利要求41至44中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包一種水蒸氣可透過的材料。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件是由與所述水蒸氣可透過的薄膜薄片相同的材料制成的。
47.根據(jù)權(quán)利要求41至46中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件比所述水蒸氣可透過的薄膜薄片更堅(jiān)硬。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種導(dǎo)熱材料。
49.根據(jù)權(quán)利要求41至45中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括與所述水蒸氣可透過的薄片的材料不同的一種材料。
50.根據(jù)權(quán)利要求41至44中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種熱成型的塑料材料。
51.根據(jù)權(quán)利要求41至50中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種阻燃材料。
52.根據(jù)權(quán)利要求41至51中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中被附接至所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片上的所述多個(gè)歧管構(gòu)件具有被成形為遵循所述帶褶皺薄片的褶皺的多個(gè)邊緣、以及一個(gè)過渡區(qū)，在所述過渡區(qū)中隨著與所述歧管構(gòu)件的邊緣的距離所述歧管構(gòu)件逐漸變得更平坦。
53.根據(jù)權(quán)利要求41至52中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括圍繞所述水蒸氣可透過的薄膜薄片的周邊延伸的一個(gè)框架，所述歧管構(gòu)件附接至所述框架上。
54.根據(jù)權(quán)利要求38至53中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片被膠粘到所述相鄰的水蒸氣可透過的薄片上。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片通過一種透水性膠被膠粘到所述相鄰的水蒸氣可透過的薄片上。
56.根據(jù)權(quán)利要求54所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部是自支撐的。
57.根據(jù)權(quán)利要求38至56中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部是由交替的平坦式水蒸氣可透過的薄膜薄片與帶裙皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片構(gòu)成的。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的熱量和濕度交換器，其中所述平坦式薄膜薄片在附接至相鄰帶褶皺薄片上的多個(gè)歧管構(gòu)件之間延伸以便分隔相鄰的充氣室。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在兩個(gè)相反側(cè)上帶棱紋的材料薄片，并且所述平坦式水蒸氣可透過的薄膜薄片被支撐在所述相鄰歧管構(gòu)件的棱紋之間。
60.根據(jù)權(quán)利要求57所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道在截面上是三角形的。
61.根據(jù)權(quán)利要求60所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片具有60° ±15°的褶皺角。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道具有4.5±2.5mm的高度。
63.根據(jù)權(quán)利要求38至62中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片是沿著所述褶皺的折痕被附接到相鄰的水蒸氣可透過的薄片上。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片被配置成具有帶有平坦化 的頂部的褶皺。
65.根據(jù)權(quán)利要求38至64中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道被限定在相鄰的帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片之間，并且所述相鄰的水蒸氣可透過的帶褶皺薄片的頂部被附接至彼此上。
66.根據(jù)權(quán)利要求38所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道在截面上是四邊形的。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道在截面上是正方形的或矩形的。
68.根據(jù)權(quán)利要求66所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道在截面上是菱形的。
69.根據(jù)權(quán)利要求38至68中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，包括一種密封劑材料，所述密封劑材料密封了所述芯部的、平行于所述通道延伸的多個(gè)面。
70.根據(jù)權(quán)利要求38至68中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部的所述水蒸氣可透過的薄片是沿著所述薄片的、平行于所述通道延伸的邊緣而被密封到所述芯部的相鄰的水蒸氣可透過的薄片上的。
71.根據(jù)權(quán)利要求38至68中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述充氣室相連接以便運(yùn)送第一和第二流體流穿過所述芯部的所述通道，而使得運(yùn)送所述第一流的所述通道與運(yùn)送所述第二流的通道被所述芯部的所述水蒸氣可透過的薄膜薄片分開。
72.根據(jù)權(quán)利要求38至71中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)通道中的第一組從一個(gè)第一充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第二充氣室，并且所述多個(gè)通道中的第二組從一個(gè)第三充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第四充氣室，所述第一組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第二組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁，并且所述第二組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第一組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁。
73.根據(jù)權(quán)利要求38至71中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道中的每一個(gè)通道包括多個(gè)壁并且所述通道壁中的每一個(gè)通道壁都是水蒸氣可透過的。
74.根據(jù)權(quán)利要求38至71中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部是由多個(gè)層形成的，并且所述多個(gè)層中的每一個(gè)層都是自支撐的。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)層中的每一個(gè)層都包括附接至一個(gè)或多個(gè)歧管構(gòu)件上的所述水蒸氣可透過的薄膜薄片中的一個(gè)薄膜薄片。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的熱量和濕度交換器，其中所述多個(gè)層中的每一個(gè)層都包括沿著折痕附接至另一個(gè)水蒸氣可透過的薄膜薄片上的一個(gè)帶褶皺的水蒸氣可透過的薄膜薄片。
77.一種用于建筑物的能量回收通風(fēng)機(jī)，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求38至76中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器。
78.根據(jù)權(quán)利要求38至76中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器用于在進(jìn)入建筑物的新鮮空氣流與離開所述建筑物的空氣流之間交換熱量和濕度的用途。
79.一種熱量和濕度交換器，包括: 一個(gè)芯部，所述芯部包括多個(gè)通道，每個(gè)通道都具有三角形的截面，所述多個(gè)通道中的第一組從一個(gè)第一充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第二充氣室，所述多個(gè)通道中的第二組從一個(gè)第三充氣室延伸穿過所述芯部而到達(dá)一個(gè)第四充氣室，所述第一組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第二組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁，并且所述第二組中的所述多個(gè)通道中的每一個(gè)通道均與所述第一組中的多個(gè)通道共享多個(gè)壁，所述共享壁中的每一個(gè)共享壁都是水蒸氣可透過的。
80.根據(jù)權(quán)利要求79所述的熱量和濕度交換器，其中所述第一和第二通道組的所述通道是直的并且彼此平行。
81.根據(jù)權(quán)利要求79或80中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部包括由蒸氣可透過的薄膜堆疊的多個(gè)蒸氣可透過的薄膜薄片，并且所述充氣室是至少部分地由附接至所述芯部的所述水蒸氣可透過的薄膜薄片上的多個(gè)歧管構(gòu)件限定的。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在至少一側(cè)上帶棱紋的材料薄片。
83.根據(jù)權(quán)利要求82所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在兩個(gè)相反側(cè)上帶棱紋的材料薄片。
84.根據(jù)權(quán)利要求82至83中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件在平面視圖中是三角形的并且所述棱紋從所述歧管構(gòu)件的被附接邊緣附近朝向所述歧管構(gòu)件的一個(gè)開放邊緣延伸。
85.根據(jù)權(quán)利要求82至84中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件各自沿著一個(gè)第一邊緣連接至所述芯部上、沿著一個(gè)第二邊緣具有一個(gè)向上彎的壁并且沿著一個(gè)第三邊緣具有一個(gè)向下彎的壁，這樣使得當(dāng)堆疊在一起時(shí)，所述歧管構(gòu)件形成一個(gè)堆疊的充氣室，所述充氣室交替地在與所述第一邊緣相對(duì)應(yīng)的和與所述第二邊緣相對(duì)應(yīng)的側(cè)面上開放。
86.根據(jù)權(quán)利要求81至85中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件提供了多個(gè)分隔部分，所述分隔部分將所述充氣室中的相鄰充氣室隔開，并且所述分隔部分包括具有不超過0.012英寸厚度的材料薄片。
87.根據(jù)權(quán)利要求81至86之一所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包一種水蒸氣可透過的材料。
88.根據(jù)權(quán)利要求81至86中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件是由與所述水蒸氣可透過的薄膜薄片相同的材料制成的。
89.根據(jù)權(quán)利要求81至88之一所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件比所述水蒸氣可透過的薄膜薄片更堅(jiān)硬。
90.根據(jù)權(quán)利要求81至86之一所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括與所述水蒸氣可透過的薄片的材料不同的一種材料。
91.根據(jù)權(quán)利要求90所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種熱成型的塑料材料。
92.根據(jù)權(quán)利要求81至91中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括一種阻燃材料。
93.根據(jù)權(quán)利要求81至92中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部包括多個(gè)帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片，并且被附接至所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片上的多個(gè)歧管構(gòu)件具有被成形為遵循所述帶褶皺薄片的褶皺的多個(gè)邊緣、以及一個(gè)過渡區(qū)，在所述過渡區(qū)中隨著與所述歧管構(gòu)件的邊緣的距離所述歧管構(gòu)件逐漸變得更平坦。
94.根據(jù)權(quán)利要求81至93中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括圍繞所述水蒸氣可透過的薄膜薄片的周邊延伸的一個(gè)框架，所述歧管構(gòu)件附接至所述框架上。
95.根據(jù)權(quán)利要求93所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片被膠粘到所述相鄰的水蒸氣可透過的薄片上。
96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的熱量和濕度交換器，其中所述帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄片通過一種透水性膠被膠粘到所述相鄰的水蒸氣可透過的薄片上。
97.根據(jù)權(quán)利要求79至95中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部是自支撐的。
98.根據(jù)權(quán)利要求 97所述的熱量和濕度交換器，其中所述芯部是由交替的平坦式水蒸氣可透過的薄膜薄片與帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片構(gòu)成的。
99.根據(jù)權(quán)利要求98所述的熱量和濕度交換器，其中所述平坦式薄膜薄片在附接至相鄰帶褶皺薄片上的多個(gè)歧管構(gòu)件之間延伸以便分隔相鄰的充氣室。
100.根據(jù)權(quán)利要求99所述的熱量和濕度交換器，其中所述歧管構(gòu)件包括在兩個(gè)相反側(cè)上帶棱紋的材料薄片，并且所述平坦式水蒸氣可透過的薄膜薄片被支撐在所述相鄰歧管構(gòu)件的棱紋之間。
101.根據(jù)權(quán)利要求79至100中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器，其中所述通道具有4.5 ±2.5mm 的高度。
102.一種用于建筑物的能量回收通風(fēng)機(jī)，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求79至101中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器。
103.根據(jù)權(quán)利要求79至101中任一項(xiàng)所述的熱量和濕度交換器用于在進(jìn)入建筑物的新鮮空氣流與離開所述建筑物的空氣流之間交換熱量和濕度的用途。
104.一種熱量和水蒸氣交換器,包括: 一個(gè)芯部結(jié)構(gòu)，所述芯部結(jié)構(gòu)包括多個(gè)分層的水蒸氣可透過的薄片，所述薄片附接在一起而形成一個(gè)自支撐結(jié)構(gòu)，所述分層的水蒸氣可透過的薄片中的多個(gè)是帶褶皺的而使得多個(gè)三角形通道延伸穿過所述芯部； 一個(gè)歧管結(jié)構(gòu)，所述歧管結(jié)構(gòu)包括沿著所述芯部的所述蒸氣可透過的薄膜薄片的邊緣附接的多個(gè)歧管構(gòu)件，所述歧管構(gòu)件形成了多個(gè)堆疊的充氣室而使得，在相鄰水蒸氣可透過的薄膜薄片的不同對(duì)之間延伸穿過所述芯部的多個(gè)通道是與所述充氣室中的多個(gè)不同充氣室處于流體連通的。
105.根據(jù)權(quán)利要求104所述的熱量和水蒸氣交換器，其中所述芯部包括多個(gè)帶褶皺的、水蒸氣可透過的薄膜薄片與多個(gè)平坦的、水蒸氣可透過的薄膜薄片相交替的一個(gè)堆疊。
106.根據(jù)權(quán)利要求104或105所述的熱量和水蒸氣交換器，其中所述歧管構(gòu)件是由與所述水蒸氣可透過的薄膜薄片的材料不同的一種材料制成的。
【文檔編號(hào)】F28F3/08GK103998888SQ201280062100
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
【發(fā)明者】詹姆斯·弗蘭克林·迪安, 大衛(wèi)·埃爾文·卡迪拉克, 瑞安·尼古拉斯·赫伊津, 喬丹·本達(dá)·巴蘭科, 柯蒂斯·沃倫·馬倫 申請(qǐng)人:迪博因特技術(shù)公司