空氣-空氣熱交換器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及根據權利要求1的前序部分的用于通風系統的空氣-空氣熱交換器。
【背景技術】
[0002]依據當前的關于供暖建筑物的建筑法規對建筑物圍護結構的隔熱值要求使得受控的通風是必需的。這樣的通風用于將不新鮮的空氣(即，攜帶污染物和水分的空氣)輸送到外部，而代之以新鮮的富氧外部空氣。這在過去通過經由窗戶和門的常規通風來實現，但例如當居民長時間不在時，通常不能充分地通風。此外，這樣的通風以外部的冷空氣取代內部的加熱空氣，這繼而需要能量來加熱新鮮空氣。由于成本和生態學的原因，這是不理想的。
[0003]基于熱回收的各種類型的通風裝置已被使用了很長時間。被加熱的廢氣含有的部分能量被轉移到進來的新鮮空氣。這通常利用錯流熱交換器或者旋轉熱交換器來實現，這兩種熱交換器的構造非常復雜，并且因此相對昂貴。反向空氣通風器是另一個變形，其中風扇以規則的間隔改變其旋轉方向，并且因此改變空氣的傳送方向，從而確保一部分不新鮮的室內空氣首先被吹到外部并且然后以被引入內部的新鮮空氣取代。
[0004]例如在DE10 2006 051 003 AUDE 10 2006 035 531 AUDE 10 2005 045 734AUDE 10 2005 035 712 Al和DE 10 2004 046 587以及EP 2 077 428 A2中公開了對流熱交換器。代表最接近現有技術的德國專利申請DE 10 2008 058 817 Al公開了一種根據對流原理操作的空氣-空氣熱交換器，其中第一空氣流被引導到封閉的管內，而第二空氣流(其與第一空氣流相反地流動)位于管和圓柱形外部殼體之間的中間空間中。為了移動對流的空氣流，在圓柱形殼體的一個端部上布置有風扇，該風扇包括內環和外環，外環圍繞內環同心地布置以沿相反方向輸送空氣。由外環和內環占據的空間由圓柱形壁彼此分離。在一個實施例中，離開風扇的管最初以圓錐形發散，然后平行地延伸并且最后以圓錐形收斂。這樣，第二空氣流在管之間的中間空間中圍繞管循環，由此允許進行高效的熱交換。
[0005]然而，該熱交換器的設計相對復雜，并且相應地生產成本高。另外，仍在尋求改善該熱交換器的效率的其它方法。
[0006]因此，本發明的任務是提供一種對DE10 2008 058 817 Al中公開的上述熱交換器的設計的改進，具體地通過簡化其設計以使得生產更加節省成本。此外，優化的熱交換器應該是與目前技術發展水平的熱交換器一樣有效或者甚至更加有效。
【發明內容】
[0007]根據本發明，通過具有權利要求1的特征的空氣-空氣熱交換器來解決這些任務。
[0008]根據本發明的熱交換器包括一束直的平行管，管的在最靠近風扇一側的端部元件被封閉在分離由外環和內環占據的空間的圓柱形壁的環形端部中，而管的在相對側的端部元件被封閉在對應的圓柱形管裝配件的端部中。端部元件被布置成非常靠近在一起，在其之間無空間，從而在相鄰的端部元件之間不能進行空氣循環。在端部元件之間，管漸縮以形成中間部分，在中間部分之間存在位于束內的中間空間。這允許作為第二空氣流的對流空氣進入束中并且圍繞管的中間部分自由地循環。在這些中間部分的附近，殼體的內壁由套筒或者杯形隔離嵌件提供內襯，所述套筒或者杯形隔離嵌件例如能夠被簡單地插入或者推入殼體內。隔離嵌件減小了殼體的內徑，由此縮減了流動橫截面。被引導穿過外環的第二空氣流被該縮減向內吸入，從而其必需圍繞管循環并且在隔離嵌件之后徑向地重新離開管束。隔離嵌件主要用于隔熱，但也可以附加地用作隔音。
[0009]第一空氣流在管內的引導被簡化，這是因為能夠使用直的平行管。這些管僅需要裝配有對應地設計的端部元件，這些端部元件被布置得彼此非常靠近并且適于封閉在圓柱形壁或者相對的管裝配件中。能夠使用粘結、焊接或者類似手段來相對于彼此密封相鄰的端部元件。管自身能夠由以慣常方式拉制的管形成，例如，其端部被簡單地加寬并且成形使得它們能夠以上述方式組裝而不具有中間空間。還可以將端部元件在管束的每個端部處引到一起以形成單個的一體部件，使得相鄰的端部元件通過分離壁而彼此分離，從而形成具有蜂窩結構的橫截面。
[0010]在本發明的一個優選實施例中，端部元件的至少一部分具備多邊形橫截面。多邊形的邊因此形成端部元件的接觸表面和分離表面。
[0011 ]端部元件的該多邊形橫截面優選地是六邊形。
[0012]此外，至少在束的每個端部處的端部元件優選地設計為由注射成型部分形成的單一件并且在該注射成型部分內形成蜂窩結構。
[0013]在該注射成型部分內，端部元件可以優選地裝配有連接元件以接收形成中間部分的管部分。注射成型部分還可以包括圓柱形壁或管裝配件的封閉端部元件的環形端部部分。
[0014]此外，管的中間部分優選地具有結構性內表面和/或外表面。這產生了改進空氣流之間的熱傳遞的紊流。這樣的結構例如能夠通過在管表面上形成珠粒或突起而形成。
[0015]根據本發明的另一實施例，端部元件通過粘結或焊接借助圓柱形壁的環形端部和/或相對的圓柱形管裝配件的端部而彼此緊密地連接。
[0016]此外，隔離嵌件優選地具有帶傾斜截面的端部表面，經由傾斜截面，隔離嵌件的內徑轉變成殼體的相鄰的內壁部分的較大內徑。從風扇開始，第二空氣流因此流過外環，與這些傾斜端部表面中的在隔離嵌件的一個端部處的一個傾斜表面接觸，并且經由該傾斜表面被朝向管束的內部擠壓。隔離嵌件沿著束的縱向截面延伸，這足以確保空氣流之間的高效熱交換。在隔離嵌件的端部處，流動橫截面經由傾斜的端部表面再次變寬，該傾斜的端部表面引導第二空氣流圍繞封閉與風扇相對的管端部元件的圓柱形管裝配件流回到外部。
[0017]此外，殼體的內壁優選地具有結構性表面。這產生了確保空氣流之間的改進的熱傳遞的紊流。
[0018]根據另一優選實施例，所述隔離嵌件由發泡塑料制成。
【附圖說明】
[0019]以下參照附圖更詳細地描述本發明的實施例的優選示例，其中；
[0020]圖1和圖2是穿過根據本發明的空氣-空氣熱交換器的實施例的示意性縱向剖視圖；以及
[0021]圖3和圖4是圖1和圖2的熱交換器內的封閉管束的端部的俯視圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1和圖2中所示的熱交換器10是空氣-空氣熱交換器，該熱交換器具有圓柱形殼體12，該殼體在兩端處敞開。在殼體12的一個端部處(圖中的左側)，風扇14插入到殼體12的內部。風扇14的旋轉軸線對應于殼體12的管軸線。與殼體12相關的術語“圓柱形”不旨在意味著完美的圓柱形形狀，而是也可以偏離該圓柱形形狀，諸如為多邊形橫截面。
[0023]風扇14由位于其中心軸線上的馬達16驅動。馬達16周圍的空間形成內環18，圍繞該內環18布置有外環20，該外環封閉內環18。內環18和外環20由圓柱形壁22分離。外環20由殼體12的內壁24限定朝向外部的邊界。
[0024]空氣流在內環18和外環20的內部沿相反方向被輸送。內環19內的空氣流以下將被稱為第一空氣流，空氣借助該第一空氣流在熱交換器10的布置有風扇14的端部處被輸送出殼體12。第二空氣流在外環20內被輸送，空氣借助該第二空氣流在裝配有風扇的端部處被輸送到熱交換器10中。
[0025]為了移動這些相反的空氣流，風扇14的推進器徑向向外延伸到外環20中。內環18的葉片26定位成與外環20的葉片28相對，使得當風扇14旋轉時，環18、20中的空氣能夠沿相反方向移動，從而產生如上所述的第一空氣流和第二空氣流。
[0026]風扇14、內環18、外環20和圓柱形分離壁22的布置基本上在德國專利申請DE 102008 058 817 Al中被公開。
[0027]在熱交換器10內，相反的空氣流彼此交換熱，但是在分離的結構內被輸送，使得兩個空氣流不能彼此混合。這些結構包括中心管束32，中心管束32包括多個直的平行管32。這些管32的端部元件34的橫截面與管32的位于端部元件34之間的中間部分36的橫截面不同。在該實例中，雖然中間部分36具有圓形橫截面，但端部元件34被加寬而形成多邊形橫截面。在圖3和圖4的俯視圖中，能夠看到該多邊形橫截面是正六邊形。由于該形狀，因此端部元件34能夠被聚集成規則的蜂窩結構，如在圖3和圖4中能夠容易地看到的那樣。在端部元件34之間沒有剩余空間，這是因為這些端部元件34被靠近一起布置，使得空氣不能在它們之間循環。
[0028]端部元件34可以在單個注射成型的塑料部分中被一起組合成一體件，該一體件的橫截面具有蜂窩結構。該注射成型部分還能夠包括其它連接部件，諸如用于接收形成中間部分36的管部分的連接件。中間部分的端部能夠被粘結在這些連接件上或者插入在這