CN102667355A - 总热量交换型通风设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及总热量交换型通风设备和控制此设备的方法，其检测室内、室外温度和湿度，根据检测到的温度和湿度信息计算室内和室外的热焓，根据热焓大小的对比结果选择性地工作在热量交换模式或室外空气冷却模式，从而控制室内温度和湿度，使其保持在舒适的等级。为完成这些，本发明所述设备包括：第一排气室（30）和第二排气室（40）；第一空气供给室（10）和第二空气供给室（20）；总热量交换器（50），用于交换由第一排气室（30）导入到第二排气室（40）的室内空气和由第一空气供给室（10）导入到第二空气供给室（20）的室外空气之间的热量；旁通管（60），其构成气流通道，在自由冷却操作期间，使室外空气不经过总热量交换器（50）而直接导入室内区域；第一温度传感器（31）和第一湿度传感器（33），用于检测室内空气的温度和湿度；第二温度传感器（11）和第二湿度传感器（13），用于检测室外空气的温度和湿度；控制单元（70），根据室内空气和室外空气的温度和湿度计算室内和室外空气的热焓，并对热焓的大小做比较，然后控制室外空气进气路径。

Description

总热量交换型通风设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及总热量交换型通风设备和控制该设备的方法，更具体地，涉及如下总热量交换型通风设备和控制该设备的方法：其检测室内和室外区域的温度和湿度，根据检测到的温度和湿度信息计算室内和室外区域的热焓，然后通过热焓大小的比较结果选择性地在热量交换模式或者室外空气冷却模式下操作，由此能控制室内温度和湿度保持在舒适的等级。

背景技术

在季节变换时，制冷或加热设备安装在房间或办公室里对室内区域进行制冷或加热，并且该制冷或加热设备包括空调、锅炉等来制冷或加热室内空气。

安装了这种制冷或加热设备的房间或办公室保持在密闭状态以提高制冷或加热效率。但是，久而久之，密闭区域的空气逐渐被污染，致使在室内区域生成污浊的空气，同时外来物质比如灰尘留在空气中。因此，对室内空气通风以将这些污浊的空气和灰尘从室内区域排除。通风装置用于更迅速地将污染的室内空气排至室外区域，然后在保持室内温度的同时给室内区域提供新鲜的室外空气。

图1是根据传统技术的总热量交换型通风设备的视图。

根据传统技术的总热量交换型通风设备1包括第一空气供给室10、第二空气供给室20、第一排气室30和第二排气室40。其中，室外空气通过室外空气吸入口12导入第一空气供给室10中；被导入第一供给室10的室外空气穿过过滤器55净化后通过总热量交换器导入第二供给室20，并经室外空气排出口22供给室内区域；室内空气通过室内空气吸入口32吸进第一排气室30；被导入第一排气室30的室内空气从第二排气室40通过总热量交换器50经室内空气排出口42排至室外区域。

用于将供给的室外空气强制地朝室外空气排出口22方向吸入的空气供给风箱25安装在第二空气供给室20的内部，用于将要排除的室内空气强制地朝室内空气排出口42方向吸入的空气排出风箱45安装在第二排气室40的内部。形成空气通道的旁通管60连接室外空气吸入口12和室外空气排出口22，这样，在自由冷却期间，温度低于室内空气的室外空气不经过总热量交换器50而是直接导入到室内区域。用于净化导入的室外空气的过滤器62安装在旁通管60的通道中，旁通管60和空气供给风箱25连接。

同时，用于检测室内空气温度的第一温度传感器31安装在室内空气吸入口32中，用于检测室外空气温度的第二温度传感器11安装在室外空气吸入口12中。

上述根据传统技术的总热量交换型通风设备1通过总热量交换器50给室内区域提供热量和水分，以交换可感觉到的热量和不易觉察的热量。

总热量交换型通风装置设备1在冬天和夏天比在春天和秋天更能有效地节省能量。

但是，在夏天，室外区域的温度低于室内区域的温度。而且，当热量交换时，室内空气的温度可能变得比室外空气的温度更高，这使得在室内区域的人们感觉不舒服。

因此，当室外空气温度低于室内空气的温度，室外空气不经过总热量交换器50就能经过旁通管60直接导入室内区域，从而室内温度通过执行自由冷却就能降低到预设的水平。

但是，在雨季，室外空气的温度低于室内空气的温度，而室外湿度要远远高于室内湿度，所以当执行自由冷却时，潮湿的空气导入室内区域中，这使室内区域的人们感觉到不舒服。

因为根据传统技术的总热量交换型通风设备1比较由第一温度传感器31检测到的室内区域的温度和由第二温度传感器11检测到的室外区域的温度，当室外区域的温度低于室内区域的温度时，不交换热量就执行自由冷却。当在雨季时，室外区域虽凉但潮湿，室外水分可能会直接被导入室内区域，这使得室内区域很潮湿。

发明内容

技术问题

本发明致力于提供总热量交换型通风设备和控制该设备的方法。该设备除了考虑室内和室外区域的温度外，还考虑室内和室外区域的湿度，并且控制室外空气导入到室内区域以选择性地在热量交换模式或在自由冷却模式下操作，从而能将室内空气状况调节得更为舒适。

技术方案

本发明示例性实施例提供一种总热量交换型通风设备，其包括：第一排气室30，通过室内空气吸入口32将室内空气导入该第一排气室30中；第二排气室40，穿过第一排气室30的室内空气从所述第二排气室40经室内空气排出口42排到室外区域；第一空气供给室10，室外空气通过室外空气吸入口12导入该第一空气供给室10中；第二空气供给室20，穿过第一空气供给室10的室外空气从所述第二空气供给室20通过室外空气排出口22排出；总热量交换器50，其交换从第一排气室30导入到第二排气室40的室内空气和从第一空气供给室10导入到第二空气供给室20的室外空气之间的热量；旁通管60，其连接室外空气吸入口12和室外空气排出口22，以形成空气通道，从而在自由冷却期间室外空气不穿过总热量交换器50就能直接导入到室内区域；用于检测室内空气温度的第一温度传感器31和用于检测室内空气湿度的第一湿度传感器33；用于检测室外温度的第二温度传感器11和用于检测室外空气湿度的第二湿度传感器13；控制单元70，其根据室内空气和室外空气的温度和湿度计算室外空气和室内空气的热焓，然后，比较室内和室外热焓的大小，以控制室外空气吸入路径，使其根据热量交换模式或自由冷却模式来选择。

第一温度传感器31和第一湿度传感器33可安装在室内空气吸入口32的空气通道中，第二温度传感器11和第二湿度传感器13可安装在室外空气吸入口12的空气通道中。

本发明另一示例性实施例提供控制总热量交换型通风设备的方法，其包括：（1）检测室内空气和室外空气的温度和湿度；（2）根据室内空气和室外空气的温度和湿度计算室内空气和室外空气的热焓；（3）比较室内空气热焓和室外空气热焓的大小；然后（4）在热焓大小的比较结果中，当室内空气的热焓高于室外空气的热焓，执行自由冷却，其中，室外空气通过旁通管60直接导入到室内区域；当室内空气的热焓高于室外的热焓，室外空气通过总热量交换器50进行热交换，然后导入到室内区域。

该方法可进一步包括：在步骤（2）和步骤（3）之间判断是否满足冬天水珠冷凝条件。如果满足水珠冷凝条件，阻止室外空气导入室内区域，同时允许室内空气排至室外区域。

如果在判定是否满足冬天水珠冷凝条件时，结果为不满足该条件，该方法可进一步包括：（A）判断是否是夏天；（B）判断室内区域是否需要冷却；然后（C）判断室内温度是否比室外温度高。如果从步骤（A）到（C）中所有的条件都满足，可执行自由冷却；如果从步骤（A）到（C）中任何一个条件不满足，在热量交换后，可将室外空气导入室内区域。

有益效果

总热量交换型通风设备和控制该设备的方法能根据室内区域和室外区域的温度和湿度状况计算热焓，然后根据热焓的比较结果通过选择性地在热量交换模式或自由冷却模式下操作，控制室外空气导入到室内区域，从而能为在室内区域的人们提供更加舒适的通风状态。

附图说明

图1是根据传统技术的总热量交换型通风设备的视图；

图2是根据本发明的总热量交换型通风设备的视图；

图3是根据本发明的总热量交换型通风设备的控制框图；

图4是表示根据本发明总热量交换型通风设备的控制方法的流程图。

<主要的附图标记和符号的解释>

1，100：总热量交换型通风设备

10：第一空气供给室

11：第二温度传感器

12：室外空气吸入口

13：第二湿度传感器

20：第二空气供给室

22：室外空气排出口

25：空气供给风箱

30：第一排气室

31：第一温度传感器

32：空气吸入口

33：第一湿度传感器

40：第二排气室

42：室内空气排出口

45：空气排出风箱

50：热量交换器

55，62：过滤器

60：旁通管

70：控制单元

80：模式选择单元

81：热量交换模式

82：自由冷却模式

具体实施方式

下面将参考附图详细介绍本发明示例性实施例的构造和操作。这里，相同的附图标记表示传统技术中相同的部件，将省略对重复部件的具体描述。

图2是根据本发明的总热量交换型通风设备的视图。图3是根据本发明的总热量交换型通风设备的控制框图。图4表示根据本发明总热量交换型通风设备的控制方法的流程图。

参考图2，根据本发明的总热量交换型通风设备100包括与根据传统技术的总热量交换型通风设备1相同的部件，即，包括第一排气室30和第二排气室40，第一空气供给室10和第二空气供给室20，总热量交换器50和旁通管60，也可包括如室内空气吸入口32和室内空气排出口42，室外空气吸入口12和室外空气排出口22，空气排出风箱45和空气供给风箱25这些相同的部件。

但是，根据传统技术的总热量交换型通风装置设备1仅比较室内和室外彼此的温度，以根据热量交换模式或自由冷却模式选择性地控制将室外空气导入室内区域的空气通道。而根据本发明的总热量交换型通风设备100包括：用于检测室内空气温度的第一温度传感器31和用于检测室内空气湿度的第一湿度传感器33；用于检测室外空气温度的第二温度传感器11和用于检测室外空气湿度的第二湿度传感器13；控制单元70，其根据室内空气和室外空气的温度和湿度计算室内空气和室外空气的热焓，然后比较计算出的室内空气和室外空气的热焓的大小，以通过选择热量交换模式或自由冷却模式选择性地控制室外空气的导入路径。

这里，优选的是，第一温度传感器31和第一湿度传感器33安装在室内空气吸入口32的空气通道中。在总热量交换型通风设备100的所有部件中，室内空气吸入口32位于离室内区域最近的位置，以检测室内空气的温度T1和湿度H1。第二温度传感器11和第二湿度传感器13安装在室外空气吸入口12的空气通道中。在总热量交换型通风装置设备100的所有部件中，室外空气吸入口12位于离室外区域最近的位置，以检测室外空气的温度T2和湿度H2。

但是，第一温度传感器31、第一湿度传感器33、第二温度传感器11和第二湿度传感器13安装的位置不局限于室内空气吸入口32和室外空气吸入口12的空气通道。在这种情况下，第一温度传感器31和第一湿度传感器33可安装在室控制器中，该室控制器安装于室内区域或导管的空气通道中，而第二温度传感器11和第二湿度传感器13可安装在机罩中，室外空气通过机罩从外部导入。

这样，本发明检测室内和室外温度和湿度，然后分别计算反映室内和室外温度和湿度的室内热焓h1和室外热焓h2。

这里，因为简单压缩系统的状态能由两个独立的内在属性描述，在本示例性实施例中，当温度T和湿度H作为基础参数时，热焓h可例如采用已知的温湿图计算。

参照图2和图3，根据本发明的总热量交换型通风设备100的控制布局包括：第一温度传感器31，其用于检测室内空气温度T1；第一湿度传感器33，其用于检测由室内空气吸入口32导入的室内空气湿度H1；第二温度传感器11，其用于检测室外空气温度T2；第二湿度传感器13，其用于检测经室外空气吸入口12导入的室外空气湿度H2；模式选择单元80，其具有热量交换模式81和自由冷却模式82，在热量交换模式下经室外空气吸入口12导入的室外空气利用总热量交换器50交换热量，然后通过室外空气排出口22导入到室内区域，在自由冷却模式下经室外空气吸入口12导入的室外空气不经过总热量交换器50而是直接通过旁通管60和室外空气排出口22导入；控制单元70，其用于根据第一温度传感器31检测到的室内空气温度T1和第一湿度传感器33检测到的室内空气湿度H1的信息以及第二温度传感器11检测到的室外空气温度T2和第二湿度传感器13检测到的室外空气湿度H2的信息计算室内空气的热焓h1和室外空气的热焓h2。

控制单元70比较经过计算得出的室内空气热焓h1和室外空气热焓h2彼此的大小，以进行如下控制：当室内空气的热焓h1大于室外空气的热焓h2，运行自由冷却模式82；当室外空气的热焓h2大于室内空气的热焓h1，运行热量交换模式81。

同时，控制单元70包含控制总热量交换型通风设备100操作的构造，除了比较室内区域和室外区域的热焓的大小还考虑室内和室外情况。

下面参考图4来描述根据本发明的总热量交换型通风设备100的控制方法。

首先，通过第一温度传感器31和第一湿度传感器33检测室内区域的温度T1和湿度H1；通过第二温度传感器11和第二湿度传感器13检测室外区域的温度T2和湿度H2(S1，步骤1)。

通过运用已知的温湿图，根据室内区域的温度T1和湿度H1的信息计算出室内区域的热焓h1，根据室外区域的温度T2和湿度H2的信息计算出室外区域的热焓h2(S2，步骤2)。

下一步，判断是否满足冬天水珠冷凝条件(S3)，在本示例性实施例中，如果室外空气温度T2低于-5℃，认定为满足水珠冷凝条件。在满足水珠冷凝条件的状态下，通过堵住室外空气排出口22和打开室内空气排出口42，阻止低温的室外空气导入室内区域（S4）。

这里，如果不满足水珠冷凝条件，下一步判断是否为夏天（S5，步骤A）。在本示例性实施例中，当室外空气的温度T2超过20℃，认定为条件满足并进行下一步。但是，当室外空气温度T2低于20℃，执行热量交换模式S6。

下一步，判断室内区域是否需要冷却（S7，步骤B）。在本示例性实施例中，当室内空气的温度T1超过22℃，认定为条件满足并进行下一步。但是，当室内区域的温度T1低于22℃，执行热量交换模式S6。

在下一步中，判断室内空气的温度T1是否高于室外空气的温度T2（S8，步骤C）。当空气的温度T1高于室外空气的温度T2，认定为条件满足并进行下一步。但是，当室内空气的温度T1低于室外空气的温度T2，执行热量交换模式S6。

下一步，判断室内空气的热焓h1是否高于室外空气的热焓h2（S9，步骤3）。当室内空气的热焓h1高于室外空气的热焓h2，控制运行自由冷却模式（S10）；当室内空气的热焓h1低于室外空气的热焓h2，执行热量交换模式S6。

另外，在总热量交换型通风设备100运行期间，控制步骤是按顺序连续重复执行的。

如上所述，本发明检测室内和室外区域的温度和湿度，以计算热焓，并通过对比热焓的大小选择性地在热量交换模式或室外空气冷却模式下操作，控制室外空气经空气通道导入到室内区域的模式，从而能通过考量室内区域和室外区域的温度和湿度来达到极佳的通风。而且，除了要比较热焓的大小，也要判断是否满足冬天水珠冷凝条件、是否是夏天、是否室内区域需要冷却、是否室内区域的温度高于室外区域的温度，从而能够调节室内空气的温度和湿度以提供极佳的通风状态。

对于本发明所属领域的技术人员来说，将很容易理解，本发明不局限于以上示例性实施例，而是在不脱离本发明范围的情况下可做出各种修改。

Claims (5)

1.一种总热量交换型通风设备，其包括：

第一排气室（30），室内空气通过室内空气吸入口（32）导入所述第一排气室（30）中；

第二排气室（40），穿过所述第一排气室（30）的室内空气从所述第二排气室（40）经室内空气排出口（42）排到室外区域；

第一空气供给室（10），室外空气通过室外空气吸入口（12）导入所述第一空气供给室（10）中；

第二空气供给室（20），穿过所述第一空气供给室（10）的室外空气从所述第二空气供给室（20）经室外空气排出口（22）排出；

总热量交换器（50），其交换由所述第一排气室（30）导入到所述第二排气室（40）的室内空气和由所述第一空气供给室（10）导入到所述第二空气供给室（20）的室外空气之间的热量；

旁通管（60），其连接所述室外空气吸入口（12）和所述室外空气排出口（22）以形成空气通道，使得在自由冷却期间室外空气不经过所述总热量交换器（50）而能直接导入室内区域；

第一温度传感器（31），用于检测室内空气温度；

第一湿度传感器（33），用于检测室内空气湿度；

第二温度传感器（11），用于检测室外空气温度；

第二湿度传感器（13），用于检测室外空气湿度；和

控制单元（70），其用于根据室内空气和室外空气的温度和湿度计算室内空气和室外空气的热焓，并比较室内空气和室外空气的热焓的大小，以控制室外空气吸入路径，使其根据热量交换模式或自由冷却模式来选择。

2.如权利要求1所述的总热量交换型通风设备，其中，所述第一温度传感器（31）和所述第一湿度传感器（33）安装在所述室内空气吸入口（32）的空气通道上，所述第二温度传感器（11）和所述第二湿度传感器（13）安装在所述室外空气吸入口（12）的空气通道上。

3.一种总热量交换型通风设备的控制方法，其包括：

（1）检测室内空气和室外空气的温度和湿度；

（2）根据室内空气和室外空气的温度和湿度计算室内空气和室外空气的热焓；

（3）比较室内空气和室外空气的热焓的大小；以及

（4）进行如下控制：在热焓大小的比较结果中，当室内空气的热焓高于室外空气的热焓时，执行自由冷却，其中，通过旁通管（60）将室外空气直接导入室内区域；当室内空气的热焓低于室外空气的热焓时，室外空气通过总热量交换器（50）进行热交换，然后导入室内区域。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：

在步骤（2）和步骤（3）之间判断冬天水珠冷凝条件是否满足，

其中，如果满足所述水珠冷凝条件，阻止室外空气导入所述室内区域，并允许室内空气排到所述室外区域。

5.如权利要求4所述的方法，其中，如果在判断是否满足所述冬天水珠冷凝条件时，不满足该水珠冷凝条件，则该方法进一步包括：

(A)判断是否是夏天；

(B)判断所述室内区域是否需要冷却；以及

(C)判断所述室内温度是否比所述室外温度高，并且

如果步骤（A）-步骤（C）中所有情况都满足，执行自由冷却；如果步骤（A）-步骤（C）中任一条件不满足，交换热量后将室外空气导入所述室内区域。

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