CN102418978A - 热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热交换装置，其具备：具有内部气体口、排气口、外部气体口、供气口的主体壳体；排气用风扇及供气用风扇；具有进行室内空气与外部气体的热交换的热交换元件的热交换元件单元，其中，将主体壳体分离成具有排气风扇室及供气风扇室的鼓风机室、具有热交换元件单元的热交换器室、排气风路室这三个室，设有对从内部气体口向热交换器室连通的第一风路和从内部气体口向排气风扇室连通的第二风路进行切换的挡板，在不需要外部气体与室内空气的热交换时，室内空气被从内部气体口吸入且通过第二通路从排气口排出。

Description

热交换装置

技术领域

本发明涉及热交换装置。

背景技术

图10是表示日本特开平5-26492号公报中公开的现有的热交换装置的简要结构的立体图。

如图10所示，热交换装置的主体101在侧面具有室内吸入口102、室内吹出口103、屋外吸入口104以及屋外吹出口105。并且，在主体101内，排气用鼓风机106和供气用鼓风机107分别安装在电动机108上。并且，以被排气用鼓风机106和供气用鼓风机107夹着的方式在主体101的中央部内设有热交换元件109。旁通排气风路110是将从室内吸入口102吸入的室内的空气不通过热交换元件109而吸入到排气用鼓风机106内的路径。在旁通排气风路110的室内吸入口102侧设有挡板111。并且在旁通排气风路110内设有具有吸声功能的引导板112。

在该结构中，在夏季和冬季需要外部气体与室内空气的热交换时，将从室内吸入口102吸入的室内空气和从屋外吸入口104吸入的外部气体通过热交换元件109进行热交换。即，进行热交换后的室内空气被排气用鼓风机106从屋外吹出口105向屋外排出，进行热交换后的外部气体被供气用鼓风机107从室内吹出口103向室内供给。

另一方面，在中间时期及外部气体制冷时的不需要外部气体与室内空气的热交换时，从屋外吸入口104吸入的外部气体通过热交换元件109而由供气用鼓风机107从室内吹出口103向室内供给。从室内吸入口102吸入的室内空气在挡板111的作用下不通过热交换元件109而通过由引导板112构成的旁通排气风路110，由排气用鼓风机106从屋外吹出口105向屋外排出。因此，室内空气与外部气体未通过热交换元件109进行热交换而换气。此时，室内空气不从室内吸入口102直接向排气用鼓风机106流入，而需要旁通排气风路110。因此，由于旁通排气风路110的压力损失，而热交换装置的整体压力能量及噪声能量等运转能量上升。

在这样的现有的热交换装置中，存在有需要通过减少热交换装置主体的内部阻力来削减运转能量的课题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种削减热交换装置的整体压力能量及噪声能量等运转能量的热交换装置。

因此，本发明提供一种热交换装置，其具备：主体壳体，其具有内部气体口、排气口、外部气体口以及供气口；排气用风扇及供气用风扇，该排气用风扇设置在主体壳体内，将室内空气从内部气体口吸入并从排气口排出，该供气用风扇将外部气体从外部气体口吸入并从供气口向室内供给；热交换元件单元，其具有热交换元件，该热交换元件通过在主体壳体内将多个板体分别分离规定间隔层叠而成，使室内空气和外部气体交替通过板体与板体之间来进行室内空气与外部气体的热交换，其中，将主体壳体分离为鼓风机室、热交换器室以及排气风路室这三个室，该鼓风机室具有排气用风扇、供气用风扇以及与供气用风扇连通的供气口，该热交换器室具有热交换元件单元，该排气风路室具有内部气体口及排气口，将鼓风机室进一步分成两部分，一方为设有排气用风扇的排气风扇室，另一方为设有供气用风扇的供气风扇室，设置对从内部气体口向热交换器室连通的第一风路和不经由热交换器室而从内部气体口向排气风扇室连通的第二风路进行切换的挡板，在不需要外部气体与室内空气的热交换时，通过挡板关闭第一风路，室内空气被从内部气体口吸入并通过第二风路从排气口排出。

在中间时期及外部气体制冷时不需要外部气体与室内空气的热交换时，通过挡板使室内空气从内部气体口向第二风路通过。因此，从内部气体口流入到排气风路室内的室内空气不经由热交换器室，且不通过旁通排气风路而从排气风路室的排气口向外部排出。其结果是，室内空气不存在因旁通排气风路引起的压力损失，因此能削减热交换装置的运转能量。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的热交换装置的挡板关闭时的简要结构的俯视图。

图2是表示该热交换装置的挡板关闭时的风路的风路简图。

图3是表示该热交换装置的挡板打开时的简要结构的俯视图。

图4是表示该热交换装置的挡板打开时的风路的风路简图。

图5是表示该热交换装置的热交换元件的立体图。

图6是表示该热交换装置的热交换元件单元的立体图。

图7是表示该热交换装置的另一不同的热交换元件单元的立体图。

图8是表示该热交换装置的又一不同的热交换元件单元的立体图。

图9是表示该热交换装置的供气用风扇的喷出部的图。

图10是表示现有的热交换装置的简要结构的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式)

图1是表示本发明的实施方式的热交换装置的挡板打开时的简要结构的俯视图，图2是表示该热交换装置的挡板关闭时的风路的风路简图，图3是表示该热交换装置的挡板打开时的简要结构的俯视图，图4是表示该热交换装置的挡板打开时的风路的风路简图。

如图1～图4所示，热交换装置具备主体壳体1、排气用风扇6、供气用风扇7以及热交换元件11。并且，主体壳体1由排气风路室1b、鼓风机室1c以及热交换器室1d这三个室构成。在主体壳体1的侧面1a具有经由通道等(未图示)将室内产生的污染空气吸入的内部气体口2、将该吸入的空气向外部排出的排气口3、将外部气体吸入的外部气体口4以及将该吸入的外部气体向室内供给的供气口5。

内部气体口2和供气口5设置在主体壳体1的同一侧面。另外，排气口3和外部气体口4设置在与设有内部气体口2和供气口5的侧面相面对的主体壳体1的面上。并且，内部气体口2和排气口3设置于排气风路室1b。即，排气风路室1b以将内部气体口2和排气口3连接的方式沿着主体壳体1的一个侧面设置。供气口5设置于主体壳体1的鼓风机室1c，外部气体口4设置于热交换器室1d。

鼓风机室1c被分割成排气风扇室6d和供气风扇室7d。在排气风扇室6d设有由内部气体用的排气用叶片6a和排气用外壳6b构成的排气用风扇6。另外，在供气风扇室7d设有由外部气体用的供气用叶片7a和供气用外壳7b构成的供气用风扇7。在此，排气用风扇6将室内空气从内部气体口2吸入并从排气口3排出。供气用风扇7将外部气体从外部气体口4吸入并从供气口5向室内供给。

排气风路室1b被排气风路隔板1i分成从内部气体口2吸入室内空气的内部气体空间1e和从排气口3向屋外排出的室内空气所通过的排气空间1f这两个空间。内部气体空间1e和排气空间1f的室内空气的流动都为平行流。内部气体口2和排气口3配置在同一直线上。另外，排气空间1f的内壁1h由具有吸声特性的隔热材料8a(例如，玻璃丝或聚氨酯)覆盖。

如图3、图4所示，旁通开口8b为从内部气体口2向排气风扇室6d直接连通的孔。另外，本发明的实施方式的热交换装置具有将旁通开口8b切换成“打开”或“关闭”状态的挡板8c。挡板8c对图2所示的从内部气体口2向热交换器室1d连通的第一风路13和图4所示的不经由热交换器室1d而从内部气体口2向排气风扇室6d连通的第二风路14进行切换。

并且，如图1所示，在主体壳体1内设有风路隔板8，以免排气风路6c(从内部气体口2到排气口3的风路)与供气风路7c(从外部气体口4到供气口5的风路)发生混流。在此，排气风路6c将内部气体口2、排气用风扇6以及排气口3连通。供气风路7c将外部气体口4、供气用风扇7以及供气口5连通。电动机座9a为风路隔板8的一部分。对排气用叶片6a和供气用叶片7a进行旋转驱动的电动机9b固定于电动机座9a。在排气风路6c及供气风路7c配置有具备热交换元件11的热交换元件单元12。并且，热交换元件单元12配置于热交换器室1d。

接着，对热交换元件单元12的结构进行详细说明。图5是表示本发明的实施方式的热交换装置的热交换元件的立体图。

热交换元件11通过将多个板体10c分别分离规定间隔、例如1～3mm进行层叠而形成。在此，多个板体10c具有由于L字状的壁10a而形成为L字状的通风道10b，板体10c大致为长方形。板体10c由传热板10d和L字状的壁10a构成。因此，构成热交换元件单元12的风路截面以及外形大致成为长方形，而风路截面不会变得复杂。

另外，即使将热交换元件单元11排列组合，风路也不会变得复杂，压力损失也不会变大，因此能削减热交换装置的运转能量。并且，在板体10c与板体10c之间交替流过室内空气和外部气体，通过传热板10d进行室内空气与外部气体的潜热及显热的热交换。

在图1所示的排气风路6c和供气风路7c配置有具备热交换元件11的热交换元件单元12。即热交换元件11为排气风路6c及供气风路7c的路径的一部分。并且，热交换元件11具有吸入室内空气的元件内部气体吸入口11e、将吸入的室内空气喷出的元件内部气体喷出口11a、吸入外部气体的元件外部气体吸入口11f、将吸入的外部气体喷出的元件外部气体喷出口11b。并且，元件内部气体喷出口11a和元件外部气体喷出口11b夹着喷出口边界部11c而设置。

图6是表示本发明的实施方式的热交换装置的热交换元件单元的立体图。热交换元件单元12中，将这样的多个热交换元件11以使喷出口边界部11c对置的方式形成为一体。对置的喷出口边界部11c彼此通过风路边界板11d连结。另外，元件内部气体吸入口11e的端部彼此、元件外部气体吸入口11f的端部彼此分别在风路扩大部11i处连结。

与排气用风扇6和供气用风扇7对置的热交换元件单元12的面是风扇侧外装面12c，相反侧的面为检查口侧外装面12d。并且，如图2所示，热交换元件单元12具有从元件内部气体喷出口11a到排气用风扇6的内部气体通风路12a和从元件外部气体喷出口11b到供气用风扇7的外部气体通风路12b这两个风路。

如上所述，在热交换元件单元12中使用有多个热交换元件11。因此，通过改变L字状的壁10a的高度而使热交换元件单元12的风速分布变化，从而调整排气风路6c与供气风路7c的风量均衡。图7是表示本发明的实施方式的热交换装置的另一不同的热交换元件单元的立体图。如图7所示，热交换元件单元12e包括：将图5所示的L字状的壁10a的高度为1～3mm的板体10c层叠而成的热交换元件11；将扩大板体10e层叠而成的热交换元件11j，该扩大板体10e的L字状的壁10a的高度比板体10c高，例如为1～3mm的1.5倍。并且，在排气风路室1b侧(风路上游侧)沿着图1所示的内部气体通风路12a及外部气体通风路12b而配置有多个热交换元件11j。另一方面，在排气风路室1b的相反侧(风路下游侧)配置有热交换元件11。通过形成为这样的结构，从而通过排气风路室1b侧的热交换元件11j的风速变快，通过排气风路室1b的相反侧的热交换元件11的风速变慢。因此，通过减少风速快的热交换元件11j的压力损失，而能在维持热交换元件单元12e的热交换效率的状态下减少整体的压力损失。并且，减少排气用风扇6及供气用风扇7所需要的能量。

图8是表示本发明的实施方式的热交换装置的再一不同的热交换元件单元的立体图。热交换元件单元12f中，在风扇侧外装面12c侧和检查口侧外装面12d配置不同类型的热交换元件11。即，多个热交换元件11沿着内部气体通风路12a及外部气体通风路12b从上游侧向下游侧排列。检查口侧外装面12d(风路上游侧)的热交换元件11中，元件内部气体喷出口11a和元件外部气体喷出口11b朝向风路边界板11d侧(风路下游侧)。另外，风扇侧外装面12c的热交换元件11中，元件内部气体喷出口11a和元件外部气体喷出口11b朝向鼓风机室1c侧。即，检查口侧外装面12d侧的热交换元件11与风扇侧外装面12c侧的热交换元件11以旋转了90°的形态配置。并且，风路扩大部11i为内部气体通风路12a和外部气体通风路12b各自的截面积从检查口侧外装面12d朝向风扇侧外装面12c扩大的形状。

根据这样的结构，热交换元件11的元件内部气体喷出口11a和元件外部气体喷出口11b朝向鼓风机室1c侧。因此，内部气体通风路12a和外部气体通风路12b的压力损失不会增加。并且，通过风路扩大部11i使内部气体通风路12a和外部气体通风路12b的截面积扩大，从而内部气体通风路12a和外部气体通风路12b的压力损失不会增加。因此，内部气体通风路12a和外部气体通风路12b的风速降低，从而热交换元件单元12的整体的压力损失降低。并且，排气用风扇6及供气用风扇7所需要的能量减少。

接着，对主体壳体1内部的风路结构进行说明。首先，说明进行供气-排气间的热交换的情况。若在热交换时，即，将内部气体口2和排气风扇室6d连通的旁通开口8b关闭的状态(图1所示的挡板8c为“关闭”状态)下驱动电动机9b，则与电动机9b接合的排气用风扇6和供气用风扇7旋转，内部气体口2和外部气体口4成为负压。在室内产生的含有污染物质的室内空气从通道等(未图示)通过内部气体口2向排气风路室1b的内部流入。另一方面，外部气体从通道等(未图示)通过外部气体口4向热交换器室1d流入。并且，由于挡板8c封闭旁通开口8b，因此从内部气体口2流入到排气风路室1b的室内空气通过内部气体空间1e而向元件内部气体吸入口11e流入。此时，在排气风扇室6d的上部，通过风路隔板8将室内空气顺利地向元件内部气体吸入口11e引导。并且室内空气不会与从外部气体口4流入的外部气体混合。

另一方面，从外部气体口4流入到热交换器室1d的外部气体向元件外部气体吸入口11f流入。

在热交换元件11中，分别从元件内部气体吸入口11e和元件外部气体吸入口11f流入的外部气体和室内空气通过传热板10d，在室内空气与外部气体不发生混流的情况下对显热及潜热进行热交换。进行热交换后的室内空气从元件内部气体喷出口11a通过内部气体通风路12a而向排气风扇室6d流入。并且，室内空气从排气风扇室6d的排气用风扇6通过排气风路室1b的排气空间1f和排气口3而被向屋外排出。

另一方面，进行热交换后的外部气体从元件外部气体喷出口11b通过外部气体通风路12b向供气风扇室7d流入，并且从供气风扇室7d的供气用风扇7通过供气口5向室内供给。根据这样的结构，在供暖时通过具有吸声特性的隔热材料8a的吸声隔热效果来防止排气风路室1b的外壁的结露。并且，在制冷时、供暖时都能削减在排气用风扇6中产生且在排气空间1f中传播的噪声。

图9是表示本发明的实施方式的热交换装置的供气用风扇的喷出部的图。如图9所示，在供气用风扇7的喷出部7i设有供气喷出空间7e，该供气喷出空间7e具有比供气用外壳7b的风路截面大的截面积。供气喷出空间7e被多孔材料7f分割成两个空间。其中一方的第一空间7g是由多孔材料7f和主体壳体1包围的关闭空间。并且，另一方的第二空间7h是将供气用风扇7的喷出部7i和供气口5连通的空间。这样，在供气用风扇7的喷出部7i设置有多孔材料7f。从供气用风扇7喷出的外部气体不透过多孔材料7f而朝向供气口5，在供气用风扇7中产生的噪声通过多孔材料7f而在第一空间7g中被吸收。

接着，对旁通开口8b打开的状态(图3的挡板8c为“打开”的状态)进行说明。当驱动电动机9b时，与电动机9b接合的排气用风扇6和供气用风扇7进行旋转，内部气体口2和外部气体口4成为负压。在室内产生的含有污染物质的室内空气从通道等(未图示)通过内部气体口2而向排气风路室1b的内部气体空间1e流入。另一方面，外部气体从通道等(未图示)通过外部气体口4而向热交换器室1d流入。

并且，从内部气体口2流入到内部气体空间1e的室内空气在挡板8c的作用下不向热交换器室1d流动，而从旁通开口8b向排气风扇室6d流动。即，在不需要外部气体与室内空气的热交换时，通过挡板8c关闭第一风路13，室内空气被从内部气体口2吸入并通过第二通路14从排气口3排出。并且，室内空气从排气风扇室6d通过由隔热材料8a覆盖的排气风路室1b的排气空间1f，从排气口3向屋外排出。因此，排气用风扇6所产生的噪声能量在排气空间1f中被吸收，从而减少向外部排出的噪声。此时，室内空气不会与从外部气体口4吸入的外部气体混合。

另一方面，从外部气体口4流入到热交换器室1d的外部气体向由多个热交换元件11构成的热交换元件单元12流入。但是，该外部气体由于室内空气不通过热交换元件11而不进行热交换，外部气体在保持温度的状态下从元件外部气体喷出口11b通过外部气体通风路12b而向供气风扇室7d流入。之后，外部气体从供气风扇室7d的供气用风扇7通过供气口5而向室内供给。

在这样的旁通开口8b打开的状态(图3的挡板8c为“打开”状态)下，从内部气体口2流入到排气风路室1b的室内空气不会通过热交换器室1d。并且，室内空气被从相对于内部气体口2位于大致同一直线上的排气风路室1b的排气口3向屋外排出。因此，热交换装置的内部阻力减少，从而削减运转能量。

如以上所示，室内空气与挡板8c的开闭无关，而通过由隔热材料8a覆盖的排气风路室1b的排气空间1f被从排气口3向屋外排出。因此，排气用风扇6所产生的噪声被排气空间1f吸收。

Claims (8)

1.一种热交换装置，其具备：

主体壳体，其具有内部气体口、排气口、外部气体口以及供气口；

排气用风扇及供气用风扇，该排气用风扇设置在所述主体壳体内，将室内空气从所述内部气体口吸入并从所述排气口排出，该供气用风扇将外部气体从所述外部气体口吸入并从所述供气口向室内供给；

热交换元件单元，其具有热交换元件，该热交换元件通过在所述主体壳体内将多个板体分别隔开规定间隔层叠而成，使所述室内空气和所述外部气体交替通过所述板体与所述板体之间来进行所述室内空气与所述外部气体的热交换，

所述热交换装置的特征在于，

将所述主体壳体分离为鼓风机室、热交换器室以及排气风路室这三个室，

该鼓风机室具有所述排气用风扇、所述供气用风扇以及与所述供气用风扇连通的所述供气口，

该热交换器室具有所述热交换元件单元，

该排气风路室具有所述内部气体口及所述排气口，

将所述鼓风机室进一步分成两部分，一方为设有所述排气用风扇的排气风扇室，另一方为设有所述供气用风扇的供气风扇室，

设置对第一风路和第二风路进行切换的挡板，该第一风路从所述内部气体口向所述热交换器室连通，该第二风路不经由所述热交换器室而从所述内部气体口向所述排气风扇室连通，

在不需要所述外部气体与所述室内空气的热交换时，通过所述挡板关闭所述第一风路，所述室内空气被从所述内部气体口吸入并通过所述第二风路从所述排气口排出。

2.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，

所述排气风路室通过排气风路隔板被进一步分为两个部分，一方为从所述内部气体口吸入所述室内空气的内部气体空间，另一方为从所述排气口向屋外吹出的所述室内空气所通过的排气空间，所述内部气体口和所述排气口配置在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的热交换装置，其特征在于，

所述排气空间的内壁由玻璃丝或聚氨酯覆盖。

4.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，

在所述供气用风扇的喷出部设有多孔材料。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的热交换装置，其特征在于，

所述板体设有L字状的通风道。

6.根据权利要求1所述的热交换装置，其特征在于，

所述热交换元件将所述室内空气从元件内部气体吸入口吸入并从元件内部气体喷出口喷出，将所述外部气体从元件外部气体吸入口吸入并从元件外部气体喷出口喷出，所述热交换元件单元具有从所述元件外部气体喷出口到所述供气用风扇的外部气体通风路，在所述外部气体通风路设有使所述外部气体通风路的截面积扩大的风路扩大部。

7.根据权利要求6所述的热交换装置，其特征在于，

所述热交换元件单元在所述排气风路室侧沿着所述外部气体通风路配置有所述热交换元件，所述热交换元件具备间隔比所述规定间隔宽的扩大板体。

8.根据权利要求6所述的热交换装置，其特征在于，

所述热交换元件单元沿着所述外部气体通风路配置有所述热交换元件，所述热交换元件的所述元件外部气体喷出口朝向所述鼓风机室侧。

Images