CN102906508B - 用于窗户的通风设备的热交换设备以及具有该热交换设备的热交换模块 - Google Patents

用于窗户的通风设备的热交换设备以及具有该热交换设备的热交换模块 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于窗户的通风设备的热交换设备，多个热交换板堆叠在所述热交换设备中，以在所述热交换板之间形成多个中空部；其中所述热交换板的中央部由能够进行全热交换的材料制成，并且所述热交换板的外部框架被成形为包围所述中央部并且所述外部框架由能够进行显热交换的材料制成。因此，所述热交换设备提高了热交换效率，改进了承载结构。

Description

用于窗户的通风设备的热交换设备以及具有该热交换设备的热交换模块
技术领域
本发明涉及一种用于窗户的通风设备的热交换设备，更具体地，涉及这样一种用于窗户的通风设备的交换设备，该交换设备安装在窗户框架中，以将室内空气排至室外空间并将室外空气引入室内空间，以及在室内空气和室外空气之间交换热量，该交换设备还组合地使用用于进行全热交换的元件和用于进行显热交换的元件，由此能够进行全热交换和显热交换。
背景技术
通常，由于生命体的呼吸作用，室内空气中的二氧化碳含量会随时间而逐渐增加。此外，由于增加的二氧化碳含量会抑制生命体的呼吸，因此有必要用新鲜空气来不断地置换室内空气。
一般，室内空气通过通风设备(诸如，吹风机)被强迫排至室外空间，室外空气通过打开的窗户被自然地引入室内空间。然而，如果室内空气以这种方式被置换，则不可能实现室内空气和室外空气之间的全热交换。因此，存在一些问题，即，需要承担对室内空间进行空气调节和加热所产生的不必要的费用，并且建筑物内的人员可能会由于温度的快速变化而感觉不适。在此，全热交换包括意味着温度交换的显热交换和意味着湿度交换的潜热交换。
通常，热交换设备设有热交换构件，高温流体流和低温流体流在该热交换构件中相互作用，以获得期望的流体温度。热交换设备可成形为不同形状，但主要使用板型热交换设备，在该板型热交换设备中堆叠有多个具有预定表面积的薄板，以增加热交换表面面积。
常规板型热交换设备的热交换板通常由铝或普通的纸制成。在热交换板由铝制成的情况下，稳固堆叠金属热交换板的主体框架具有复杂的结构，导致高的制造成本。此外，交换热量但并不交换湿度。
与使用铝的情况相比，在热交换板由纸制成的情况下制造成本降低。此外，由于纸能够传递湿度，所以能够同时交换热量和湿度。然而，由于纸制成的热交换板具有低强度，因此其能够轻易地被很小的力损坏，由此需要频繁地更换。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种在用于窗户的通风设备的热交换模块中使用的热交换设备，该热交换设备能够进行从室内空间排至室外空间的空气和从室外空间引入室内空间的空气之间的热交换，同时具有铝制热交换板和纸制热交换板的每一个的优势，即，出色的强度和热量/湿度交换功能，该热交换设备方便制造，成本低。
本发明的另一目的是提供一种用于窗户的通风设备以及包括热交换设备的热交换模块。
技术方案
为了实现本发明的目的，本发明提供一种用于窗户的通风设备的热交换设备，多个热交换板堆叠在所述热交换设备中，以在所述热交换板之间形成多个中空部；其中所述热交换板的中央部由能够进行全热交换的材料制成，并且所述热交换板的外部框架被成形为包围所述中央部并且所述外部框架由能够进行显热交换的材料制成。
优选地，所述能够进行全热交换的材料是纸；所述能够进行显热交换的材料是金属材料，更优选是铝。
优选地，所述热交换设备可以被成形为网状形状或蜂窝形状。
此外，本发明提供一种用于窗户的通风设备的热交换模块，该热交换模块安装在格状窗户的窗户框架处，以实现室内空气和室外空气之间的热交换且不会使它们混合，该热交换模块包括：壳体，由所述窗户框架支撑；室外空气风扇，设置在所述壳体内，以从窗户框架将室外空气从所述窗户框架引入所述壳体，并将所述壳体中的室外空气排至所述壳体的外部；室内空气风扇，设置在所述壳体中，以将待从所述窗户框架排至室外空间的室内空气引入所述壳体，并将所述壳体中的室内空气排至所述窗户框架；以及，热交换设备，多个热交换板堆叠在所述热交换设备中，以在所述热交换板之间形成多个中空部，所述热交换板的中央部由能够进行全热交换的材料制成，并且所述热交换板的外部框架被成形为包围所述中央部并且所述外部框架由能够进行显热交换的材料制成。
优选地，所述壳体设有室外空气引入管道和室内空气排出管道，所述室外空气引入管道和所述室内空气排出管道被插入所述窗户框架中。
优选地，所述壳体形成有用于将室内空气引入所述壳体的室内空气引入孔，并且所述室内空气引入孔在所述壳体的下表面处形成。
优选地，热交换模块还包括室外空气过滤器，该室外空气过滤器设置在所述壳体中，以净化引入所述壳体中的室外空气，其中所述室外空气过滤器被设置为在室外空气穿过所述热交换设备前净化室外空气。在此，在所述壳体的下表面处，设置有被打开/关闭或可去除的以便于更换所述室外空气过滤器的门。
优选地，所述热交换模块还包括室内空气过滤器，其设置在所述壳体中，以净化引入所述壳体中的室内空气，其中所述室内空气过滤器被设置为在室外空气穿过所述热交换设备前净化室内空气。在此，在所述壳体的下表面处，设置有被打开/关闭或可去除的以便于更换所述室内空气过滤器的门。
优选地，所述热交换设备包括：第一热交换设备，主要进行室内空气和室外空气之间的热交换；以及，第二热交换设备，辅助进行穿过所述第一热交换设备的室内空气和室外空气的热交换。在此，在所述壳体的下表面处，设置有被打开/关闭或可去除的以便于更换所述热交换设备的门。
优选地，所述热交换模块还包括引导翼，其设置在所述壳体中，以便于引导室外空气和室内空气，其中所述引导翼设置在所述室外空气过滤器和所述第一热交换设备之间的位置以及所述第一热交换设备和所述第二热交换设备之间的位置中的至少一个位置处。在此，所述引导翼被成形为朝向所述壳体的侧表面突出的圆弧形状。
优选地，所述热交换模块还包括盖，该盖可去除地联接至所述窗户框架以包围所述壳体，其中所述盖具有吸音功能和减震功能。
优选地，所述盖包括：上侧盖，设置在所述壳体的上部和侧部，该上侧盖的一端形成有与所述窗户框架联接的钩状物；侧盖，置于所述壳体的侧部处，该侧盖的一端形成有与所述窗户框架联接的钩状物；以及，下盖，其一端与所述侧盖接触，另一端形成有与所述上侧盖联接的钩状物。在此，具有吸音和减震功能的减震构件置于所述上侧盖的内表面处。
优选地，所述热交换模块还包括风扇盖，用于盖住所述室外空气风扇和所述室内空气风扇，其中所述风扇盖形成有隔离壁，用于防止穿过所述热交换设备的室外空气和室内空气相互混合。
有益效果
根据本发明，通过置于全热/显热交换设备的中央部的纸实现了包括热量交换和湿度交换的全热交换，以及通过使用铝框架提高了全热交换设备的显热交换效率。此外，全热/显热交换设备便于制造，成本低，还具有出色的热量/湿度交换效率和高强度。
附图说明
参见下文结合附图给出的优选实施方案进行的描述，本发明的上述及其他目的、特征和优势将变得明显，其中：
图1是安装有根据本发明的用于窗户和门的通风设备的格状窗户的局部立体图。
图2是图1的通风设备的分解立体图。
图3是根据本发明的热交换模块的热交换单元的立体图，其中热交换单元的下表面被去除。
图4是根据本发明的热交换模块中使用的热交换设备的视图。
图5是示出图3的热交换单元的风扇盖的视图。
图6是图3的热交换单元被横向切割后从下侧所见的立体图。
图7和8是示出图6的热交换单元的改型实施例的局部横截面图。
图9是示出根据本发明的安装在左右横楣中的热交换模块的局部纵向横截面图。
图10是设置在图9的左右横楣中的管道、调节风门和罩的立体图。
图11是从下侧看时图1的通风设备的排气模块的分解立体图。
图12是从上侧投影的图1的通风设备的排气模块的局部立体图。
图13是示出图1的通风设备的排气模块布置在中央横楣中时的状态的局部纵向横截面图。
图14是图1的通风设备的排气模块的局部立体图。
图15是从室内空间看时格状窗户的主视图。
[主要元件列表]
110：左右横楣112：管道
114：凸缘116：螺栓孔
118：螺栓120：桁架
122：减震构件124：调节风门
126：罩128：网状物
140：中央横楣150：竖框
200：热交换模块210：热交换单元
212：壳体214：室外空气引入管道
216：室内空气引入孔218：室内空气排出管道
220：室外空气排出管道222：室外空气过滤器
224：室内空气过滤器226：第一热交换设备
226-1：全热交换设备
226-2：显热交换设备
227：引导翼228：第二热交换设备
230：风扇盖232：分隔壁
236：室内空气风扇238：室外空气风扇
250：盖252：上侧盖
254：减震构件256：下盖
258：侧盖400：排气模块
410：上构件402：室外空气通道
430：中间构件432：室外空气排出口
434：引导件450：下构件
470：螺栓600：连接模块
610：连接管道620：连接适配器
630：盖632：按钮
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方案。说明书中使用的如下文所述的术语和措辞并不限于通常或字典的定义，这些术语和措辞可以被解释为与技术构思一致的适当含义和定义。
如图1所示，本发明的用于窗户的通风设备包括置于格状窗户的左横楣、右横楣或左右横楣110中的热交换模块200、置于格状窗户的中央横楣140中的排气模块400、以及连接热交换模块和排气模块400的连接模块600。
如图2所示，热交换模块200包括热交换单元210和盖250。
如图3所示，热交换单元210包括壳体212、以及分别容纳在所述壳体212中的室外空气过滤器222、室内空气过滤器224、热交换设备226及228、室内空气风扇236、室外空气风扇238和风扇盖230。
在壳体212的侧表面处形成有用于将室外空气引入壳体212的室外空气引入管道214、用于将引入的室外空气排至壳体212外部的室外空气排出管道220、以及用于将室内空气排放至壳体212外部的室内空气排出管道218。此外，在壳体212的下表面处，形成有用于将室内空气引入壳体212的室内空气引入孔216(参考图6-8)以及被打开/关闭或可去除的门(未示出)，该门便于更换室外空气过滤器222、室内空气过滤器224和热交换设备226。
同时，如图2所示，当热交换单元210置于横楣110中时，室外空气引入管道214和室内空气排出管道218插入横楣110中，室外空气排出管道220被导向在排气模块400所位于的方向上，室内空气引入孔216被向下导向。如果室内空气引入孔216被向下导向，则能够防止外来物质(诸如浮尘)通过室内空气引入孔216被引入壳体212中。
室外空气过滤器222用于净化引入壳体212中的室外空气。因此，室外空气过滤器222被设置为刚好在室外空气被引入壳体212之后或者刚好在室外空气被排至壳体212的外部之前来净化室外空气。然而，如果引入壳体212中的室外空气直接穿过热交换设备226、228，则热交换设备226、228可能被阻塞。因此，优选地，室外空气过滤器222被设置为刚好在室外空气被引入壳体212之后来净化室外空气。在这种情况下，如图3所示，室外空气过滤器222被设置在室外空气引入管道214和第一热交换设备226之间。
室内空气过滤器224用于净化引入壳体212中的室内空气。如果引入壳体212中的室内空气直接穿过热交换设备226、228，则热交换设备226、228可能被阻塞。因此，有必要设置室内空气过滤器224。室内空气过滤器224被设置为刚好在室内空气被引入壳体212之后来净化室内空气。也就是说，室内空气过滤器224被设置在室内空气引入孔216和第一热交换设备226之间。
热交换设备用于在引入壳体212中的室内空气和室外空气之间交换热量，或者交换热量和湿度。如图3和5所示，热交换设备包括第一热交换设备226和第二热交换设备228。在此，第一热交换设备226和第二热交换设备228被设置为使得室内空气和室外空气不会在壳体212中混合。在壳体212中包含这两个热交换设备的情况下，第一热交换设备226和第二热交换设备228可以都是显热交换设备或都是全热交换设备，或者可以是热交换设备和全热交换设备的组合。优选地，为了确保充分的热交换时间，热交换设备的其中之一226形成为六边形柱。然而，本发明并不限于这一实施方案。如图7所示，所有两个热交换设备都可以是形成为四方形柱。此外，本发明并不限于两个热交换设备。如图8所示，全热交换设备的数量可以是一个，或者如果必要，可以是三个或更多个。
如图4所示，为了增强全热交换设备的显热并该改进其承载结构，热交换设备226是全热和显热交换设备，其中由能够进行显热交换的材料(诸如铝)形成的显热交换设备226-1用作框架，由能够进行全热交换的材料(诸如纸)形成的全热交换设备226-2置于该框架内。显热交换设备与全热交换设备连续地连接，以包围全热交换设备。热交换设备可成形为不同形状，诸如网状或蜂窝状。
室内空气风扇236被设置为将室内空气引入室内引入孔216，接着将室内空气通过室内空气排出管道218排至壳体212的外部。室外空气风扇238被设置为将室外空气通过室外空气引入管道214引入壳体212中，接着将室外空气通过室外空气排出管道220排至壳体212的外部。风扇盖230用于盖住室内空气风扇236和室外空气风扇238。如图5所示，隔离壁232设置在风扇盖230处，以防止穿过第二热交换设备228的室外空气和室内空气彼此混合。
同时，如图6-8所示，优选地，引导翼227被设置在壳体212的下表面处。引导翼227被设置在室外空气过滤器222和第一热交换设备226之间，以及第一热交换设备226和第二热交换设备228之间，以引导室外空气和室内空气的流动。此外，具有期望高度的引导翼227被成形为朝向壳体212的侧表面突出的圆弧形状。
当室内空气风扇236和室外空气风扇238运行时，室外空气通过室外空气引入管道214引入壳体212中，接着通过室外空气过滤器222引入第一热交换设备226，以及室内空气通过室内空气引入孔216引入壳体212中，并接着通过室内空气过滤器224被引入第一热交换设备226。接着，在第一热交换设备226中进行室内空气和室外空气之间的显热交换或全热交换且它们之间没有混合之后，室内空气和室外空气被引入第二热交换设备228。在第二热交换设备228中进行室内空气和室外空气之间的显热交换或全热交换且它们之间没有混合之后，室内空气和室外空气被引入风扇盖230。之后，室内空气和室外空气通过室内空气风扇236和室外空气风扇238，并且室内空气通过室内空气排出管道218排至壳体212的外部，室外空气通过室外空气排出管道220排至壳体212的外部。在图3、6-8中，室外空气的流动以实线箭头标示，室内空气的流动以虚线箭头标示。
如图8所示，盖250用于盖住热交换单元210，包括上侧盖252、侧盖258和下盖256。上侧盖252具有大致的截面形状，与左右横楣110联接的钩状物253在上侧盖252的一端处形成。侧盖258具有大致的截面形状，与左右横楣110联接的钩状物259在侧盖258的一端处形成。下盖256具有平直的截面形状，下盖256的一端与侧盖258接触，下盖256的另一端形成有联接至上侧盖252的钩状物257。在这种情况下，在去除下盖256并打开在壳体212的下表面处形成的门(未示出)后，使用者可以更换室外空气过滤器222、室内空气过滤器224和全热交换设备。
同时，如图9所示，减震构件254设置在上侧盖252的内表面处。减震构件254用于防止热交换单元210受到施加在热交换模块200上的物理震动，还能防止由室内空气风扇236和室外空气风扇283产生的噪音被传送至室内空间。
在下文中，将参考图9和10描述安装有热交换模块200的左右横楣110。
一对凹孔在左右横楣110处形成，一对管道112分别插入所述凹孔内。该对管道112分别接收室外空气引入管道214和室内空气排出管道218。具有螺栓孔116的凸缘114在管道112的一端处形成。
用于支撑热交换单元210的桁架120联接至凸缘114。桁架120具有大致形状并通过螺栓118也固定至凸缘114。螺栓118穿过桁架120并接着插入螺栓孔116。在此，桁架120具有期望宽度，使得不会影响室外空气过滤器222、室内空气过滤器224和全热交换设备的更换。减震构件122设置在桁架120的内表面处。减震构件122用于防止热交换单元210受到施加在热交换模块200上的物理震动，还能防止由室内空气风扇236和室外空气风扇283产生的噪音被传送至室内空间。
具有向下开口的罩126设置在管道112的与凸缘114相对的一端处。罩126用于防止雨雪被引入管道112。同时，优选地，网状物128设置在罩126的开口处。网状物128用于防止浮动物体(诸如叶子)被引入管道112。
在位于罩126方向上的管道112的开口处，设置有防止强风进入室内空间的调节风门124。如图9和10所示，调节风门124平行于管道112延伸并在延伸出管道112后接着向下弯曲。如果强风从室外空间进入罩126，则调节风门124因风而转动，由此关闭管道112。之后，如果风强度减弱，调节风门124因其自身重量而反向转动，由此打开管道112。
排气模块400用于从热交换单元210接收室外空气，并接着将室外空气排至室内空间。如图11-14所示，排气模块400包括上构件410、中间构件430和下构件450。
上构件410包括在其一端处形成以与中央横楣140联接的钩状物412，以及与中央横楣414表面接触的侧表面414。
中间构件430包括在中间构件430的一端处形成以与上构件410联接的钩状物436。中间构件430与上构件410部分地表面接触。室外空气通道通过上构件410和中间构件430的联接而形成。此外，中间构件430具有多个沿中央横楣140的长度方向布置并在垂直于中央横楣140长度方向的方向上延伸的引导件434。室外空气排出口432在引导件434之间形成。通过室外空气通道402在中央横楣140的长度方向上移动的室外空气的流动方向通过引导件434被改变，接着室外空气通过室外空气排出口432被引入室内空间。同时，室外空气排出口432在排气模块400的整个长度上形成。
下构件450包括与中间构件430联接的钩状物452、与上构件410联接的钩状物454、以及与中央横楣140表面接触的上表面456。下构件450通过螺栓470固定至中央横楣140。
如图2所示，联接模块600包括连接适配器620、连接管道610和盖630。连接适配器620便于排气模块400和连接管道610的连接。连接适配器620的一端插入排气模块400的室外空气通道402，另一端插入连接管道610。连接管道610将室外空气从热交换模块200传递至排气模块600。连接管道610的一端接收连接适配器620的另一端，连接管道的另一端接收室外空气排出管道220。盖630盖住连接适配器620和连接管道610，并且可去除地置于窗户框架中。盖630包括按钮632，用于控制室外空气风扇238和室内空气风扇236的运行以及相应的电气部件。
如上所述，热交换模块200置于格状窗户的左右横楣110处，排气模块400置于格状窗户的中央横楣140处(参见图6)。然而，热交换模块200和排气模块400的布置并不限于这一实施方案。热交换模块200可以置于竖框150处，或者热交换模块200和排气模块400的位置也可以改变。
工业适用性
根据本发明，由于通过置于全热/显热交换设备的中央部的纸实现了包括热量交换和湿度交换的全热交换，全热交换设备的显热交换效率通过使用铝框架而提高。此外，全热/显热交换设备便于制造、成本低，还具有出色的热量/湿度交换效率和高强度。
虽然本发明描述了特定实施方案，但对于本领域内技术人员来说明显的是，在不偏离由以下权利要求所限定的本发明的实质精神和范围的情况下，可以作出多种改变和改型。

Claims (15)

1.一种用于窗户的通风设备的热交换模块，该热交换模块安装在格状窗户的窗户框架处，以实现室内空气和室外空气之间的热交换且不会使它们混合，该热交换模块包括：
壳体，由所述窗户框架支撑；
室外空气风扇，设置在所述壳体内，以将室外空气从所述窗户框架引入所述壳体，并还将所述壳体中的室外空气排至所述壳体的外部；
室内空气风扇，设置在所述壳体内，以将待从所述窗户框架排至室外空间的室内空气引入所述壳体，并还将所述壳体中的室内空气排至所述窗户框架；以及
热交换设备，设置在所述壳体内，多个热交换板堆叠在所述热交换设备中，以在所述热交换板之间形成多个中空部，所述热交换板的中央部由能够进行全热交换的材料制成，并且所述热交换板的外部框架被成形为包围所述中央部并且所述外部框架由能够进行显热交换的材料制成；
其中所述热交换板和所述中央部具有六边形形状；
所述热交换模块还包括盖，该盖可去除地联接至所述窗户框架以包围所述壳体，其中所述盖具有吸音功能和减震功能。
2.根据权利要求1所述的热交换模块，其中所述壳体设有室外空气引入管道和室内空气排出管道，所述室外空气引入管道和所述室内空气排出管道被插入所述窗户框架中。
3.根据权利要求1所述的热交换模块，其中所述壳体形成有用于将室内空气引入所述壳体的室内空气引入孔，并且所述室内空气引入孔在所述壳体的下表面处形成。
4.根据权利要求1所述的热交换模块，还包括室外空气过滤器，其设置在所述壳体内，以净化引入所述壳体中的室外空气，
其中所述室外空气过滤器被设置为在室外空气穿过所述热交换设备前净化室外空气。
5.根据权利要求1所述的热交换模块，还包括在所述壳体的下表面处的被打开/关闭或可去除的以便于更换所述室外空气过滤器的门。
6.根据权利要求1所述的热交换模块，还包括室内空气过滤器，其设置在所述壳体内，以净化引入所述壳体中的室内空气，
其中所述室内空气过滤器被设置为在室外空气穿过所述热交换设备前净化室内空气。
7.根据权利要求6所述的热交换模块，还包括在所述壳体的下表面处的被打开/关闭或可去除的以便于更换所述室内空气过滤器的门。
8.根据权利要求1所述的热交换模块，其中所述热交换设备包括：
第一热交换设备，主要进行室内空气和室外空气之间的热交换；以及
第二热交换设备，辅助进行穿过所述第一热交换设备的室内空气和室外空气的热交换。
9.根据权利要求8所述的热交换模块，其中所述第一热交换设备和所述第二热交换设备中的至少一个具有六边形的截面形状。
10.根据权利要求9所述的热交换模块，还包括在所述壳体的下表面处的被打开/关闭或可去除的以便于更换所述热交换设备的门。
11.根据权利要求7所述的热交换模块，还包括引导翼，其设置在所述壳体内，以便于引导室外空气和室内空气，
其中所述引导翼设置在室外空气过滤器和第一热交换设备之间的位置以及所述第一热交换设备和第二热交换设备之间的位置中的至少一个位置处。
12.根据权利要求11所述的热交换模块，其中所述引导翼被成形为朝向所述壳体的侧表面突出的圆弧形状。
13.根据权利要求1所述的热交换模块，其中所述盖包括：
上侧盖，设置在所述壳体的上部和侧部，该上侧盖的一端形成有与所述窗户框架联接的钩状物；
侧盖，置于所述壳体的侧部处，该侧盖的一端形成有与所述窗户框架联接的钩状物；以及
下盖，其一端与所述侧盖接触，另一端形成有与所述上侧盖联接的钩状物。
14.根据权利要求13所述的热交换模块，其中具有吸音和减震功能的减震构件置于所述上侧盖的内表面处。
15.根据权利要求1所述的热交换模块，还包括风扇盖，用于盖住所述室外空气风扇和所述室内空气风扇，其中所述风扇盖形成有隔离壁，该隔离壁用于防止穿过所述热交换设备的室外空气和室内空气相互混合。
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