一种具有瓦楞结构的全热交换器的制作方法

1.本发明涉及全热交换器技术领域，尤其是用于新风系统内部的具有瓦楞结构的全热交换器中用于降低风道阻力和提高换热效率的方法及装置，具体地，涉及一种具有瓦楞结构的全热交换器。


背景技术：

2.大多数热交换器厂家，在六边形的全热交换器中，结构支撑骨架基本上都是采用注塑框架；由于注塑条件的限制，使得支撑筋的厚度不能做薄。如果支撑筋之间的间隔过小，支撑筋就会占用过多的气流通道，增大阻力，降低热交换效率；如果支撑筋之间的间隔过大，对导热片的支撑就会变弱，由于该热交换器在使用过程中，内部会形成负压，导热片就会有显著的变形，同样会影响阻力和热交换效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种新颖的具有瓦楞结构的全热交换器。
4.本发明的目的还在于提供一种具有瓦楞结构的全热交换器，使得气流在流过全热交换器时具有减小的阻力。
5.本发明的目的还在于提供一种具有瓦楞结构的全热交换器，具有更高的换热效率。
6.为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：
7.一种具有瓦楞结构的全热交换器，所述全热交换器被配置为具有多边棱柱形状。
8.根据本发明的一个优选实施例，所述全热交换器包括：
9.外包框架；和
10.换热芯体，设置在外包框架内并与外包框架结合，
11.其中，所述全热交换器呈大致棱柱形状；所述外包框架包括护角；
12.其中，所述换热芯体包括全热交换材质的多个热传导片和多个瓦楞支撑板，所述多个热传导片和多个瓦楞支撑板在换热芯体中彼此交错地叠加放置，使得每一个瓦楞支撑板与相邻的热传导片形成一个分支气流通道组，每个分支气流通道组包括多个分支气流通道；其中所述护角与叠加的延伸方向平行；
13.其中，所述多个热传导片和/或多个瓦楞支撑板在垂直于护角的截面内的正交投影呈多边形且边数大于或等于六。
14.根据本发明的一个优选实施例，所述换热芯体包括第一分支气流通道组和第二分支气流通道组，第一分支气流通道组的气流入口设置在棱柱的第一侧面上，第一分支气流通道组的气流出口设置在棱柱的第二侧面上；第二分支气流通道组的气流入口设置在棱柱的第三侧面上，第二分支气流通道组的气流出口设置在棱柱的第四侧面上；
15.其中，第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面为棱柱的不同侧面。
16.根据本发明的一个优选实施例，第一分支气流通道组和第二分支气流通道组分别设置在同一热传导片的两侧。
17.根据本发明的一个优选实施例，至少一个分支气流通道组中的至少一个分支气流通道非线性地延伸。
18.根据本发明的一个优选实施例，至少一个分支气流通道组中的至少一个分支气流通道被配置为至少转折两次。
19.根据本发明的一个优选实施例，至少转折两次的分支气流通道包括：
20.第一分支气流段，自该分支气流通道的气流入口向换热芯体内部沿第一方向延伸；
21.第二分支气流段，自第一分支气流段沿第二方向延伸；以及
22.第三分支气流段，自第二分支气流段的远离第一分支气流段的一端向该分支气流通道的气流出口沿第三方向延伸，
23.其中，第一方向与第二方向不同，并且第二方向与第三方向不同。
24.根据本发明的一个优选实施例，第一方向与第三方向相同。
25.根据本发明的一个优选实施例，第一侧面与第二侧面相面对，第三侧面与第四侧面相面对；
26.第一分支气流通道组的分支气流通道包括：
27.第一分支气流段，自该分支气流通道的气流入口向换热芯体内部沿第一方向延伸；
28.第二分支气流段，自第一分支气流段沿第二方向延伸；以及
29.第三分支气流段，自第二分支气流段的远离第一分支气流段的一端向该分支气流通道的气流出口沿第三方向延伸，
30.其中，第一方向与第二方向不同，并且第二方向与第三方向不同；
31.第二分支气流通道组的分支气流通道包括：
32.第四分支气流段，自该分支气流通道的气流入口向换热芯体内部沿第四方向延伸；
33.第五分支气流段，自第四分支气流段沿第五方向延伸；以及
34.第六分支气流段，自第五分支气流段的远离第四分支气流段的一端向该分支气流通道的气流出口沿第六方向延伸，
35.其中，第四方向与第五方向不同，并且第五方向与第六方向不同。
36.根据本发明的一个优选实施例，第一方向与第三方向相同；并且第四方向与第六方向相同。
37.根据本发明的一个优选实施例，第一侧面与第三侧面相对；或者第一侧面与第三侧面中间间隔一个棱柱的侧面。
38.根据本发明的一个优选实施例，所述瓦楞支撑板由pvc、pet、ps、pp塑料和铝箔中的一种制作。
39.根据本发明的一个优选实施例，当所述瓦楞支撑板由pvc、pet、ps和pp塑料中的一种制作时，通过吸塑的加工方式成型所述瓦楞支撑板。
40.根据本发明的具有瓦楞结构的全热交换器，其被设计为具有多边棱柱形状，尤其
是六棱柱形状，并且换热芯体采用热传导片和瓦楞支撑板彼此交错叠加的方式，这样换热芯体中的热传导片由瓦楞支撑板支撑起来，而瓦楞支撑板的壁厚可以做到很薄很薄，所以在同样的尺寸条件下可以有更多的支撑筋存在，可以有效的支撑热传导片。本发明克服了采用支撑筋/注塑框架作为结构支撑骨架时支撑筋较厚的问题，瓦楞支撑板在有效换热面积上占据的空间较小，因此本发明的全热交换器气流阻力较小、热交换效率较高。
41.进一步地，在本发明的具有瓦楞结构的全热交换器中，采用六棱柱形状的换热芯体，待换热气流的供送方向具有更多选择，而且，更重要地，由瓦楞支撑板和热传导片形成的分支气流通道被配置为至少转折两次，结合六棱柱的结构设计，可以使得两股换热气流在大部分行进段上行进方向为逆向流过，相比于两股交叉的气流的换热，热交换效率得到大幅提高。
附图说明
42.图1为根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的立体示意图；
43.图2为根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的分解视图；
44.图3示出了根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的热传导片和瓦楞支撑板；
45.图4为图3中的热传导片和瓦楞支撑板叠加在一起后的状态；
46.图5示出了根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的各个侧面；
47.图6示出了根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的瓦楞支撑板的转折方式；
48.图7为根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的瓦楞支撑板的俯视图；
49.图8示出了根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的瓦楞支撑板的另一种转折方式；
50.图9为根据本发明的另一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的换热芯体的俯视图；
51.图10为根据本发明的又一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的换热芯体的俯视图；
52.图11为根据本发明的又一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的分解视图，其中示出了护角的新设计；以及
53.图12为根据本发明的又一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的分解视图，其中示出了护角的另一种新设计。
具体实施方式
54.下面结合附图详细描述本发明的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
55.申请人发现，将瓦楞支撑板用于六棱柱的全热交换器中时，由于瓦楞支撑板的壁
厚可以做到很薄很薄，所以在同样的尺寸条件下可以有更多的支撑筋存在，可以有效的支撑热传导片，并降低在使用过程中，内部的负压造成热传导片的变形，从而降低阻力和提高热交换效率。
56.根据本发明的发明构思，期望提供一种呈多边棱柱形状的全热交换器，并且该全热交换器具有瓦楞结构。这样的全热交换器100如图1所示，呈大致棱柱形状，包括：外包框架；和换热芯体12，设置在外包框架内并与外包框架结合。外包框架包括上端盖13、下端盖14和多个护角11，护角11的数量取决于多边棱柱的侧面的数量，在图1中全热交换器100呈六棱柱形状，因此，具有六个护角11，护角11可以与上端盖13和下端盖14结合，形成全热交换器100的支撑框架。换热芯体12也呈六棱柱形状，具有六个竖直向上延伸的棱边，护角11与换热芯体12的棱边结合，二者的结合可以采用胶粘的方式。
57.所述换热芯体12包括全热交换材质的多个热传导片15和多个瓦楞支撑板16，所述多个热传导片15和多个瓦楞支撑板16在换热芯体12中彼此交错地叠加放置，使得每一个瓦楞支撑板16与相邻的热传导片15形成一个分支气流通道组17，每个分支气流通道组17包括多个分支气流通道，如图4所示；其中所述护角11与叠加的延伸方向平行；其中，所述多个热传导片15和/或多个瓦楞支撑板16在垂直于护角11的截面内的正交投影呈多边形且边数大于或等于六。瓦楞支撑板16可以由pvc、pet、ps、pp塑料和铝箔中的一种制作。当所述瓦楞支撑板16由pvc、pet、ps和pp塑料中的一种制作时，通过吸塑的加工方式成型所述瓦楞支撑板16。瓦楞支撑板16需要与和它相邻的热传导片15相结合，这种结合可以采用胶粘方式，瓦楞支撑板16呈波纹状，具有波峰和波谷，其波峰与波峰侧的热传导片15结合形成多个分支气流通道，其波谷与波谷侧的热传导片15结合也形成多个分支气流通道。
58.通过用瓦楞支撑板的壁厚可以做到很薄很薄的特性，在同样的尺寸条件下可以有更多的支撑筋存在，可以有效的支撑热传导片，并降低在使用过程中，内部的负压造成热传导片的变形，从而降低阻力和提高热交换效率。
59.多个瓦楞支撑板16可以被分为第一瓦楞支撑板18和第二瓦楞支撑板19，第一瓦楞支撑板18和第二瓦楞支撑板19所形成的分支气流通道不同，它们是为待换热的两股气流而分别准备，也就是说，第一瓦楞支撑板18和相邻的热传导片15所形成的分支气流通道组17是被用于第一股待换热气流，作为第一分支气流通道组20；而第二瓦楞支撑板19和相邻的热传导片15所形成的分支气流通道组17是被用于第二股待换热气流，作为第二分支气流通道组21。这样，第一股待换热气流沿第一气流方向进入第一分支气流通道组20，第二股待换热气流沿第二气流方向进入第二分支气流通道组21。位于同一热传导片15的两个侧面的瓦楞支撑板为交错放置的瓦楞支撑板，即第一瓦楞支撑板18和第二瓦楞支撑板19，使得第一分支气流通道组20和第二分支气流通道组21分别设置在同一热传导片15的两侧。
60.有利地，所述换热芯体包括第一分支气流通道组20和第二分支气流通道组21，第一分支气流通道组20的气流入口设置在棱柱的第一侧面22上，第一分支气流通道组20的气流出口设置在棱柱的第二侧面23上；第二分支气流通道组21的气流入口设置在棱柱的第三侧面24上，第二分支气流通道组21的气流出口设置在棱柱的第四侧面25上；其中，第一侧面22、第二侧面23、第三侧面24和第四侧面25为棱柱的不同侧面。在图5中，第一侧面22与第二侧面23为相对的两个侧面，第三侧面24和第四侧面25为相对的两个侧面，并且第一侧面22与第三侧面24之间间隔有一个侧面，第二侧面23和第四侧面25之间间隔有一个侧面，而第
一侧面22和第四侧面25彼此相邻，第二侧面23和第三侧面24彼此相邻。
61.根据本发明的发明构思，至少一个分支气流通道组17中的至少一个分支气流通道非线性地延伸，具体地，至少一个分支气流通道组17中的至少一个分支气流通道被配置为至少转折两次。如图3、6所示，第一分支气流通道组20的分支气流通道包括：第一分支气流段28，自该分支气流通道的气流入口向换热芯体内部沿第一方向31延伸；第二分支气流段29，自第一分支气流段28沿第二方向32延伸；以及第三分支气流段30，自第二分支气流段29的远离第一分支气流段28的一端向该分支气流通道的气流出口沿第三方向33延伸，其中，第一方向31与第二方向32不同，并且第二方向32与第三方向33不同，由此实现两次转折。两次转折在瓦楞支撑板16上形成了两个角部，分别为第一角部26和第二角部27。
62.第二分支气流通道组21的分支气流通道包括：第四分支气流段34，自该分支气流通道的气流入口向换热芯体12内部沿第四方向37延伸；第五分支气流段35，自第四分支气流段34沿第五方向38延伸；以及第六分支气流段36，自第五分支气流段35的远离第四分支气流段34的一端向该分支气流通道的气流出口沿第六方向39延伸，其中，第四方向37与第五方向38不同，并且第五方向38与第六方向39不同。
63.这里，第一方向31与第三方向33相同；并且第四方向37与第六方向39相同；第二方向32和第五方向38方向为逆向。
64.图1-7是本发明的具有瓦楞结构的全热交换器的一个实施例，其中，第一瓦楞支撑板18和第二瓦楞支撑板19各自的两次弯折是沿相背离的方向进行的，即瓦楞支撑板的第二次转折的方向与第一次转折的方向相反，这样形成的分支气流通道的气流入口和气流出口比较容易布置在六棱柱的相对的侧面上。图8给出了根据本发明的实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的瓦楞支撑板的另一种转折方式，在该实施例中，瓦楞支撑板的两次弯折或转折的方向是相同的，即沿着瓦楞的延伸方向，第一次转折如果朝向左，那么第二次转折也朝向左，第一次转折如果朝向右，那么第二次转折也朝向右。这样形成的分支气流通道的气流入口和气流出口不在相对的侧面上。
65.例如，对于图8中的第一瓦楞支撑板18，其与热传导片15所形成的第一分支气流通道组的气流入口40所在的侧面(第一侧面22)与第一瓦楞支撑板18与热传导片15所形成的第一分支气流通道组的气流出口41所在的侧面(第二侧面23)并不相对；同样地，对于图8中的第二瓦楞支撑板19，其与热传导片15所形成的第二分支气流通道组的气流入口42所在的侧面(第三侧面24)与第二瓦楞支撑板19与热传导片15所形成的第二分支气流通道组的气流出口43所在的侧面(第四侧面25)并不相对。
66.在图8的实施例中，第一侧面22与第二侧面23中间间隔一个棱柱的侧面。与图5类似，第一分支气流通道组20的分支气流通道包括：第一分支气流段28，自该分支气流通道的气流入口向换热芯体内部沿第一方向31延伸；第二分支气流段29，自第一分支气流段28沿第二方向32延伸；以及第三分支气流段30，自第二分支气流段29的远离第一分支气流段28的一端向该分支气流通道的气流出口沿第三方向33延伸，其中，第一方向31与第二方向32不同，并且第二方向32与第三方向33不同，由此实现两次转折。第二分支气流通道组21的分支气流通道包括：第四分支气流段34，自该分支气流通道的气流入口向换热芯体12内部沿第四方向37延伸；第五分支气流段35，自第四分支气流段34沿第五方向38延伸；以及第六分支气流段36，自第五分支气流段35的远离第四分支气流段34的一端向该分支气流通道的气
流出口沿第六方向39延伸，其中，第四方向37与第五方向38不同，并且第五方向38与第六方向39不同。
67.与图3不同的是，这里，第一方向31与第三方向33不同；并且第四方向37与第六方向39不同，但是第二方向32和第五方向38为逆向。
68.图9示出了根据本发明的另一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的换热芯体，在该实施例中，全热交换器和换热芯体被构造为呈大致八棱柱形状，除上、下两个面外，具有八个侧面，其分支气流通道的走向如图所示。图10示出了根据本发明的又一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的换热芯体，在该实施例中，全热交换器和换热芯体被构造为具有十四个棱柱侧面，其分支气流通道的走向如图所示。图11示出了根据本发明的又一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的护角，在该实施例中，外包框架中的相邻护角可以合并加工成型。图12示出了根据本发明的又一个实施例的具有瓦楞结构的全热交换器的护角，在该实施例中，外包框架中的相邻护角以另一种方法合并加工成型，其中合并护角的方法有很多种，这里就不再列举；合并加工成型护角的目的是减少零部件的数量，提高生产效率。
69.根据本发明的具有瓦楞结构的全热交换器，其被设计为具有多边棱柱形状，尤其是六棱柱形状，并且换热芯体采用热传导片和瓦楞支撑板彼此交错叠加的方式，这样换热芯体由瓦楞支撑板支撑起来，而瓦楞支撑板的壁厚可以做到很薄很薄，所以在同样的尺寸条件下可以有更多的支撑筋存在，可以有效的支撑热传导片。本发明克服了采用支撑筋/注塑框架作为结构支撑骨架时支撑筋较厚的问题，瓦楞支撑板在有效换热面积上占据的空间较小，因此本发明的全热交换器气流阻力较小、热交换效率较高。
70.进一步地，在本发明的具有瓦楞结构的全热交换器中，采用六棱柱形状的换热芯体，待换热气流的供送方向具有更多选择，而且，更重要地，由瓦楞支撑板和热传导片形成的分支气流通道被配置为至少转折两次，结合六棱柱的结构设计，可以使得两股换热气流在大部分行进段上行进方向为逆向流过，相比于两股交叉的气流的换热，热交换效率得到大幅提高。
71.在实际中，当第一分支气流通道组的气流入口40所在的侧面(第一侧面22)与第二分支气流通道组的气流出口43所在的侧面(第四侧面25)相邻时，如果换热芯体的角部没有被有效密封，那么沿第一气流方向的气流容易从第一分支气流通道组流到第二分支气流通道组中，或者沿第二气流方向的气流容易从第二分支气流通道组流到第一分支气流通道组中，从而存在待换热气流的相互掺混。在换热芯体的角部处被护角包围，而护角如果没有与该角部严密结合，那么就存在上述掺混或泄露。这样的掺混或泄露会影响新风系统的供气品质，也带来能量损失。
72.为此，本发明进一步提出，换热芯体的角部以去角的形式形成非直角角部，以六边形的瓦楞支撑板为例，瓦楞支撑板相对于完整的六边形在角部处内缩，像去掉了一部分材料一样。其具体形式可以表达为：瓦楞支撑板16在垂直于护角11的纵向延伸方向的截面内的垂直投影形成第一形状，第一形状包括第一角部和与第一角部相邻的第一边和第二边，并且第一角部相对于第一边和第二边所形成的夹角向远离护角11的方向内缩。
73.这样设计的目的就是在瓦楞支撑板16的角部和护角11之间形成更大的空间，更大的空间可以容纳更多的胶，因此，不会存在胶的空隙点，胶也不容易脱落，这样提高了密封
性，降低了不同方向的气流在角部处泄露的可能性。
74.优选地，瓦楞支撑板16的角部可以为平直倒角角部、圆弧倒角角部、缺口角部或内凹槽角部。
75.除了上述换热芯体角部处的泄露，设计人发现泄露在换热芯体内部也可能存在，具体地，正常情况下，瓦楞支撑板16的波峰和波谷均与热传导片15结合，两股待换热气流之间不会泄露或掺混，但是当瓦楞支撑板16的波峰或波谷与热传导片15的结合不严密时，那么就会存在掺混，这在第一侧面22和第四侧面25是相邻的时候是明显的。
76.为避免上述换热芯体内部的泄露，至少一个瓦楞支撑板16的波峰被设计为包括平面或凹陷状结构；和/或至少一个瓦楞支撑板16的波谷包括平面或凹陷状结构。通过平面或凹陷状结构，增大了瓦楞支撑板16和热传导片15之间的接触面积，亦可容纳更多胶，因此，加强了瓦楞支撑板的波峰或波谷与热传导片的连接，避免存在泄露点。
77.平面结构包括平直段，瓦楞支撑板16与热传导片15在平直段处结合，它们是非线性接触，结合面积更大，可以容纳更多的胶。作为一个示例，瓦楞支撑板16的波峰的凹陷结构包括指向与波峰的指向相反的反向折弯段；或波谷的凹陷结构包括指向与波谷的指向相反的反向折弯段。瓦楞支撑板与热传导片在反向折弯段处结合，它们是非线性接触，凹陷可以容纳更多的胶。
78.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。
79.附图标记列表：
80.100 全热交换器
81.11 护角
82.12 换热芯体
83.13 上端盖
84.14 下端盖
85.15 热传导片
86.16 瓦楞支撑板
87.17 分支气流通道组
88.18 第一瓦楞支撑板
89.19 第二瓦楞支撑板
90.20 第一分支气流通道组
91.21 第二分支气流通道组
92.22 第一侧面
93.23 第二侧面
94.24 第三侧面
95.25 第四侧面
96.26 第一角部
97.27 第二角部
98.28 第一分支气流段
99.29 第二分支气流段
100.30 第三分支气流段
101.31 第一方向
102.32 第二方向
103.33 第三方向
104.34 第四分支气流段
105.35 第五分支气流段
106.36 第六分支气流段
107.37 第四方向
108.38 第五方向
109.39 第六方向
110.40 第一分支气流通道组的气流入口
111.41 第一分支气流通道组的气流出口
112.42 第二分支气流通道组的气流入口
113.43 第二分支气流通道组的气流出口。