TWI263020B - Ventilation apparatus for exchange of heat and humidity - Google Patents

Description

曰月ϋ，利用 1263020 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種通風裝置，特別係關於一種用於室内外空氣品 質改善並具有溫溼度雙重交換之通風裝置。 【先前技術】 在實際的日常生活中’爲了保證室内的空氣質量，常需要安裝通 風裝置如空群，尤其是人員比較的場所，以便及時地將室内的 污木物及污濁空氣(排氣)排出;I；外，並同時將室外的新鮮空氣(進氣) 補充至室内，達到人類健康標準的需求。 然而，將室内外的域直接進行替換將帶來大量的能量損失，如 以夏季爲例’大室外溫度很高的熱空麟換室内經過空調處理 的冷工氣喊缝大之能量損失；另_方面，室⑽兩股氣流的渔度 條件有日德相錄大，在兩股氣流進行替換之前，亦必須雜對渔度 條件進行處理以滿足需求，同樣以夏季爲例，室外空氣較賴空· 度大，因此在與室内空氣進行替換時必須降低其溼度條件。 爲解决至亏染朗時考慮節關題，將同時兼呈有溫度與 渔度雙重交換之通風裝置應祕❾縣統上日益受到魏，該通風裝 置除可達成引進室外新鮮空氣以稀釋室内污染並排除室内污濁空氣 外’亚在上述兩股空氣的對流之間同時執行顯熱(溫度)及潛軌(谭度） 的全熱交換，是空調线中有效控織㈣氣品質，維賴康舒適及 節能的好方法。 、 王熱交換式轉輪作為媒介，可使進氣與排氣 兩股氣流實現溫度與渔度的全熱交換，如第—圖所示，該轉輪丄是以 -玻璃纖維或域隸材的杨塗上賴性纽參舰高之材質製 成’其截面佈滿蜂魏則、風道2，該娜微小風道7 氣及 大吸熱表面的雜，該轉輪卜般定位在—縱向隔板^一橫向 6 1263020 搞板4將轉輪1分隔為位於上下且互不相通的進氣區e_e與排氣區 F+’並分別對應進氣與排氣兩股氣流，確保兩股氣流不會發生混合。 工作時’該轉輪1藉由一驅動裝置5驅動低速旋轉，且每當轉動半圈 後即使轉輪1在進氣區E-E與排氣區F-F之間作角色互換，藉此，當 通過風機導引進氣與排氣兩股氣流分別通過該轉輪1進行室内外空氣 乂換日^，该兩股氣流由於溫度差的存在而在通過轉輪1時作熱量傳 遞，而同時該兩股氣流由於濕度差的存在以及該轉輪i具有較強的吸 :性與滲透性，因此也可以達到濕氣質傳效果，從而在進氣與排氣兩 ，氣流之間作溫度與濕度的交換，即將室外新鮮空氣在進入室内前的 :濕度條件轉變至趨近於室内空氣的溫濕度條件，從而達到排污及節 能之效果。這種既能傳遞熱量，又能傳遞濕度的能量交換過程則為全 熱交換。 然而，欲發揮全熱交換的諸多優點，在上述通風裝置的設計上， 仍有以下有待克服的缺點及改善的空間： (1)進入全熱父換轉輪的氣流流場混亂及流量分佈不均勻。眾所 周 進氣與排氣兩股氣流以逆向流(counter flow)方式均勻流過轉輪 進行顯熱與潛熱父換時可以達到最大的交換效率，但由於自風機吹入 、八向和進入王熱父換轉輪中微小通道的風向呈一垂直角度，且吹入 流之流道末端為-正對之機殼端板，受到直接衝軸端板之二 、=氣机和進人之主氣流父互侧以及轉向效應，使得其間的流場十分 =亂，導致進人轉輪的風量分佈不均勻，上述不均㈣風量分佈及流 场的此亂現象雜使排氣與進氣兩股氣流以逆向流方式流過轉輪，對 整體的交換效率十分不利。 ⑺熱交換效率有待提昇。由於賴與潛熱交換是藉由進氣與排 氣時兩股氣流通過辨餘賴之概達成，其熱錢鮮完全由轉 輪決定’但雜是以賴性強且滲雜強之材f核要訴求，對於傳 熱效果之提昇往往無法兼顧，顯熱賴的效率财減峽善空間。 7 1263020 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供一種具有溫溼度雙重交換之通風裝 置，其用於改善空氣品質並具有流場整流功能，以調整其内的氣流流 向及流量分佈。 本發明之另一目的在於提供一種具有溫溼度雙重交換之通風裝 置，其用於改善空氣品質並可提昇氣流的顯熱交換效率。 本發明之具有溫溼度雙重交換之通風裝置包括至少一風機，其提 供不相混合的續n -轉輪，其上具有糾的則、輯，該微小 風适分佈於互不相通的排氣區與進氣區且分別與上述兩股氣流相對 > 應，上述兩股氣流可在通過轉輪之微小風道時進行溫度與溼度的交 換；及至少-氣流導引整流裝置，其設置於上述兩股t流的氣流通道 上並與上述轉輪相對。 作為本發明之進一步改進，上述具有溫溼度雙重交換之通風裝置 還包括跨越排氣區與進氣區的一熱導管熱交換器，以加強上述兩股氣 流之間的顯熱交換。 與習知技術相比，本發明在兩股氣流之氣流通道上設有至少一氣 流導引整流裝置’以改變上述兩股氣流之流向及使經由轉輪微小風道 > 之流Ϊ分佈更加均勻；另外，所設置之熱導管熱交換器可使上述兩股 氣流之間的顯熱交換效率增加，從而本發明從整體上提升氣流之間的 溫溼度交換效率，達到解決室内空氣污染並節能之效果。 【實施方式】 第二圖與第三圖爲本發明具有溫溼度雙重交換之通風裝置第一 實施例的立體示意圖，基本構成為包括一風機室10及一全熱交換室 20 ’該二室為在由上蓋6與底板7組合形成的機殼内藉由隔板8分隔 而形成，並共用該上蓋6之一室内側壁面11與一室外側壁面12。 風機室10設置有呈對稱放置兩個風機13，且分別對應機殼上蓋 6的壁面11、12上分別設有相對的排氣入口 Ma及進氣入口 14b，該 8 1263020 等風機13由一具有雙轉軸之馬達〖8驅動。該風機室10與該全熱交 換室20之間設置隔板8相鄰’該荨風機13分別通過兩根導風營15a、 15b連接隔板8而將排氣與進氣兩股氣流導引至全熱交換室20内進行 全熱交換。 全熱交換室20以隔板8與風機室10相鄰，主要構成包括直立設 於中央的轉輪1，其中縱向隔板3與上蓋6、隔板8及底板7密接， 而橫向隔板4與縱向隔板3垂直並設置於轉輪1之中段，該橫向隔板 4與上蓋6及隔板8密接而將轉輪1分隔為位於上下且互不相通的進 氣區E-E與排氣區F-F(參第一圖），並分別對應進氣與排氣兩股氣流， 該縱向隔板3與橫向隔板4將全熱交換室20再細分成四個小腔室， 即左上腔室A、右上腔室B、左下腔室C及右下腔室D，在左上腔室 A所對應的至内側壁面11上設有進氣出口 2ia，而在右下腔室d所

對應的室外側壁面12上設有排氣出口 21b。本發明中，在右上腔室B 及左下腔室C的氣流通道中正對轉輪}*別設置有氣流導引整流裝置 30 〇 請一併麥閱第二圖至第五圖，該氣流導引整流裝置3〇包括一導 風管31及設於該導風管31之一端並朝向轉輪i的第一整流器％，該 導風管31的另一端以一法蘭板35或其他形式的管件連接器固定在隔 板8上並連通導風管15a、15b ;其中，該第_整流器％對應導風管 31的出風口上半部設置_半圓形網目331，下半部設置一斜面朝上之 風向導引塊332來達成。該氣流導引整流裝置3〇的功能是將風機η 弓丨入全熱父換t2Q的氣流透過導風管31的引導而改變方向至正對轉 輪亚藉由第-整流器33實I氣流在轉輪i上的均勻分佈，從而達 JH錢向並使其通過轉輪i流量均句化的目的，該網目别的 :孔可以為任何形狀，例如方形、三祕、六鱗巢形等；為使排氣 ”進氣兩股氣流通過各自所對應的半個交換轉輪丄的流場更加均句 化料風官31之第一整流器％所在的風口位置更朝向轉輪1設有 1263020 一呈喇α八口狀向管外擴張的導引部333 ;可以理解地，該第一整流器 β與‘風管31的結合方式可以是一體成形，或藉由螺牙鎖固，亦可 使用任何型式的簡易結頭達成，上述導風管31可以為硬管，但為便 於女裝，该導風管31仍以易於撓曲的材質與形式為佳，例如皱摺的 蛇形管、伸縮管或撓性的軟管等。 本發明中，一風機13將室内的污濁空氣經由排氣入口 14a、導風 ¥ 15a及氣流導引整流裝置3〇導引至轉輪i的左下腔室c，經由轉 輪1後從右下腔室D排至室外；同時，另一風機13將室外的新鮮空 氣經由進氣入口 14b、導風管15b及氣流導引整流裝置3〇導引至轉輪 1的右上腔室B，經由轉輪〗後從左上腔室A排至室内，在上述排氣 與進氣兩股氣流在通過轉輪i時，轉輪i藉由驅動裝置5驅動轉動， k而使上述兩股氣流實現溫度與溼度的全熱交換。設置氣流導引整流 =置30之本發明，使排氣及進氣在各自氣流通道上先經由氣流導引 正"丨l裝置30進行流暢整流，以調整氣流之方向並均勻分佈流經轉輪工 的氣流流量，從而提昇整體交換效率。 第，、圖及第七圖揭示為上述氣流導引整流裝置3〇的另一實施 例，其與細圖及第五圖之不同之處在於導風管此設置第一整流器 33a出風口端呈半圓形，並可藉由其半圓形出風口之平底面固定於全 熱乂換至20的橫向隔板4上進行固定，該半圓形出風口上設有交錯 設置的半圓形網目331a，該網目331a的網孔可以為任何形狀，例如 方形、三角形、六角蜂巢形等。 第八圖為本發明具有溫溼度雙重交換之通風裝置第二實施例的 立體不思圖，其與上述第一實施例之不同之處在於，於轉輪丄前方設 置有第二整流器40，並與原來之氣流導引整流裝置30連接在-起， 以使上述排氣與進氣兩股氣流均勻通過轉輪1的效果更佳，請一併參 閱第九圖和第十圖，該第二整流器4G包括_正對料行於轉輪工並 ’、轉輪1大小相近之半圓形的網目42及一定位板β，該網目42之外 10 1263020 緣為一弧形外框44，以固定網目42並規範氣流方向，上述網目汜 的網孔可以為任何形狀，例如方形、三角形、六鱗巢形等。气第二 整流器40與第-整流器33的導引部333接設，使排氣與進氣^過 第-整流器30後’再經由第二整流器4()進行二次整流，使兩股均句 氣流真正以逆向流方式通過轉輪1來進行高效能的全熱交換。由於第 二實施例中顯示的氣流導引整流裝置將上述導風管31、第一整流哭 33與第二整流為40合為一體(如第十圖所示），使得安裝時只要將與 第二整流器40結合的定位板45插入機殼或隔板8上預先設置的滑軌 9(請參第八®)巾即可，不但顯著簡化安裝定位程序，且由於本實:例 可完全將排氣與進氣兩股氣流經過均勻整流後順暢導引至轉輪工，以 使該兩股氣流在進入全熱交換轉輪1時真正達到逆向流的高效率全熱 交換。 第十一圖為本發明具有溫溼度雙重交換之通風裝置第三實施例 的立體示意圖，其顯示為在第二實施例之第二整流器4〇與轉輪1之 間還設置一熱導管熱交換器60，該熱導管熱交換器60係跨越轉輪工 的排氣區E-E與進氣區F-F(參第一圖）；請同時參閱第十二圖，該熱 導管熱交換器60主要由至少一支熱導管61及設於該熱導管61兩端 的多數個金屬鰭片63所組成，其中熱導管61内裝有工作液體並于管 内設有便於液體回飢的毛細結構(圖未示），該熱導管61接近中央處設 有一定位板65 ’以將該熱導管熱交換器60分成兩段並便於固定在全 熱交換室20的橫向隔板4上，當然，亦可藉由熱導管61而直接固定 在橫向隔板4上，另外，還可於熱導管61兩端加裝辅助固定部或框 架（圖未米)以維持該熱導管熱交換器60之整體性，可以理解地，該熱 導管熱交換器60可以設置於轉輪1之任意一側，亦可以同時設置於 該轉輪1之兩側；設置熱導管熱交換器60之本發明，當由室外將新 鮮空氣引入室内以及由室内將污濁空氣排出室外的兩股風量經過熱 導管熱交換器60時，溫度較高的那股氣流使得熱導管61内的工作液 1263020 肢蒸龟並/氛向熱導管ό〖的另一端，而在另一端溫度較低的氣流作用 下，熱導管01内的蒸汽冷凝成液態並借助其内的毛細結構快速再次 返回至原處進行下一次循環工作，如此便加快冷熱兩股氣流之間的熱 畲匕傳遞’使該兩股風量在進入全熱交換轉輪1的密佈微小通道2前， 先經過該熱導管熱交換器6〇進行高效能的顯熱交換，以彌補轉輪1 材貝具低熱傳導性的缺點，達到提昇顯熱交換效率的功效，且該雨股 風量進入轉輪1之微小風道2前先通過該熱導管兩端的多數個金屬鰭 片61 ’進一步強化流場分佈的均勻化。 與習知技術相比，本發明全熱交換裝置設置具有整流器的氣流導 引裝置，使分別由室外將新鮮空氣引入室内以及由室内將污濁空氣排 出室外的兩股氣流通過全熱交換轉輪時呈逆向流的熱質交換，使轉輪 各風道的風量分佈更均勻，同時，所設置的熱導管熱交換器可進行高 效能的顯熱交換，以彌補轉輪材具低熱傳導性的缺點，提升全熱交換 整體效率，從而解決室内空氣污染問題並同時節約能源。 在本發明中，上述僅針對壁面11更靠近室内側而言進行描述， 可以理解地，當該具有溫溼度雙重交換之通風裝置改變放置至使其室 内側土面11與至外側壁面12互換時，將導致原來之排氣與進氣通道 功旎互換，上述轉輪i之排氣區Ε_Ε及進氣區F_F之功能亦相應互換； 田風機13之配置關係或轉動方向等發生改變而導致風機由原先吹 入氣流改為反方向吸入氣流時，上述壁面u、12上的風口 i4a、丨牝、 21a、21b亦會作相應的角色及功能變換。 ▲綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申 凊。惟’以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案 =申請專利範圍。舉凡熟悉本紐藝之人士援依本發明之精神所作之 等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 第一圖係全熱交換轉輪的構造與功能示意圖。 12 1263020 第二圖係本發明具有溫溼度雙重交換之通風裝置第一實施例的立體 示意圖。 第三圖係第二圖另一方向的立體示意圖。 第四圖係第二圖中氣流導引整流裝置的部分載面立體示意圖。 弟五圖係弟四圖的正視圖。 第六圖係第二圖中氣流導引整流裝置另一實施例的部分戴面立體示 意圖。 第七圖係第六圖的正視圖。 第八圖係本發明具有溫溼度雙重交換之通風裝置第二實施例的立體 示意圖。 第九圖係第八圖中氣流導引整流裝置的立體分解圖。 第十圖係第九圖組裝後的背面立體示意圖。 第十一圖係本發明具有溫溼度雙重交換之通風裝置第三實施例的立 體示意圖。 第十二圖係第十一圖中熱導管熱交換器的立體示意圖。 【主要元件符號說明】 轉輪 1 通道 2 縱向隔板 3 橫向隔板 4 驅動裝置 5 上蓋 6 底板 7 隔板 8 滑軌 9 風機室 10 室内側壁面 11 室外側壁面 12 風機 13 排氣入口 14a 進氣入口 14b 導風管 15a、15b 馬達 18 全熱交換室 20 進氣出口 21a 排氣出口 21b 氣流導引整流裝置 30 導風管 31 、 31a 第一整流器 33 > 33a 法蘭板 35 13 1263020 網目 331 、331a、42導引塊 332 導引部 ^ ^ jjj 第二整流器 40 外框 44 定位板 45 熱導管熱交換器 60 >、、、、j 61 金屬趙片 63 定位板 65 14

Claims (1)

1.

1263020 十、申請專利範圍： 一種具有溫溼度雙重交換之通風裝置，包括至少一風機，其提供不 相混合的兩股氣流；一轉輪’其上具有密佈的微小風道，亨彳今小凤 道分佈於互不相通的排氣區與進氣區且分別與上述兩股氣流相對 應，上述兩股氣流可在通過轉輪之微小風道時進行溫度與漫声的六 換；其改良在於：該通風裝置還包括至少一氣流導引整流裝置，其 設置於上述兩股氣流的氣流通道上並與上述轉輪相對。 2·如申請專利範圍第丨項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置，其 中跨越該轉輪之排氣區與進氣區還設有一熱導管熱交換器，以加強 上述兩股氣流之間的顯熱交換。 3·如申請專利範圍第2項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置，其 中该熱導管熱交換器包括至少一支熱導管及設於該熱導管上的多 數個金屬鰭片。 4·如申請專利範圍第1項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置，其 中該轉輪可藉由一驅動裝置驅動旋轉以使其微小風道在排氣區與 進氣區之間作角色互換。 〃 5·如申請專利範圍第1項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置，其 中該風機及轉輪分別位於由一機殼分隔而成的風機室及全熱交換 室内。 · ” 、 6·如申請專利範圍第5項所述之具有溫溼度雙重交換之通風袭置，其 中该風機室與全熱交換室藉由隔板相互隔開。 7·如申請專利範圍第$項所述之具有溫溼度雙重交換之通風骏置，其 中該風機室内包括兩個風機，以分別提供自室内排出空氣及自室^ 引入空氣的兩股氣流。 8·如申請專利範圍第5頊所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置，其 中該氣流導引整流裝置設於該全熱交換室内。 9·如申請專利範圍第5項所述之具有溫溼度雙重交換之通风裝置，其 中該風機係向全熱交換室内吹入氣流，以使氣流經由該氣淹導引整 15 1263020 流裝置進行流暢整流後再導引至轉輪上。 10.如申請專利範圍第5項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置， 中全熱交換室内設置十字交叉的縱向及橫向隔板，將該全熱交換二 内進一步分為四個腔室，其中相鄰的兩腔室形成上述排氣區，而= 外相鄰的兩腔室形成上述進氣區。 11·如申請專利範圍第10項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置 其中該兩股氣流之氣流通道上均設有氣流導引整流裝置且分別位 於呈對角的兩腔室内。

12·如申請專利範圍第1項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置， 中該氣流導引整流裝置包括一導風管及設於該導風管之—端迷朝 向轉輪的第一整流器。 13.如申請專利範圍第12項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置 其中導風管之另一端接通上述風機。 14·如申請專利範圍第12項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置 其中該氣流導引整流裝置還包括設置於轉輪與該第一整流哭之 的第二整流器。 @ 15·如申請專利範圍第14項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置 其中第一整流器與第二整流器係連接在一起。 16·如申請專利範圍第12項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置 其中該第一整流器包括〆半圓形的網目。 17.如申請專利範圍第12項所述之具有溫溼度雙重交換之通風襄置 其中該導風管朝向轉輪之端部設有呈喇叭口狀向管外擴張 部。 1 18·如申請專利範圍第12項所述之具有溫溼度雙重交換之通風骏置 其中該導風管為易於撓诂的材質製成的皺摺蛇形管、伸縮營或掉’ 軟管。 —义性 19·如申請專利範圍第14項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置 16 1263020 其中該第二整流器包括一半圓形的網目。 20. 如申請專利範圍第19項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝置， 其中該網目之外圍設有外框以規範氣流方向。 21. 如申請專利範圍第16或19項所述之具有溫溼度雙重交換之通風裝 置，其中該網目之網孔為方形、三角形、六角蜂巢形。

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