CN104976751A - 一种全热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全热交换器，涉及通风系统技术领域。为解决现有技术的全热交换器热交换功能不可控的问题而发明。本发明全热交换器包括箱体、热交换芯体以及旁通组件，所述箱体内部包括彼此独立的新风进风区、室内送风区、室内回风区以及室外排风区，所述旁通组件包括旁通气道，所述旁通气道一端与所述新风进风区连通，另一端与所述室内送风区连通，所述旁通气道内设有可将所述旁通气道封闭的气门。本发明全热交换器可用于室内通风换气。

Description

一种全热交换器

技术领域

本发明涉及通风系统技术领域，尤其涉及一种全热交换器。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，空调在很大程度上影响着人们的工作、生活的方方面面，在炎炎夏日及寒冷冬日里，当人们在享受空调带来的惬意生活的同时，也正在遭受着空调一并带来的空调病的折磨。究其原因，主要是因为密闭建筑物的室内通风换气不足，在室内空间中日常活动带来的病毒、细菌、二氧化碳、甲醛、烟雾颗粒等有害物质，随着时间的增加在密闭空间中的浓度逐渐增加，导致人身体出现不适症状。因此，有必要使用通风系统使新鲜的室外空气频繁地替换室内空间中的污染空气。

普通的排风扇、送风扇只能进行简单的排风、送风工作，在炎热夏季，换气的同时会导致室内温度上升、在寒冷冬季，会导致室内温度降低，此时需要通过全热交换器使排出室内的污浊空气和从室外引入的新鲜空气进行热交换，现有技术的全热交换器可对室内排出的空气中包含的热量/冷量进行最大限度的回收，使室内温度波动最小化，实现节能环保。

现有技术的全热交换器结构如图1所示：包括新风风机01、排风风机02、排风进口03、新风进口04、排风出口05、新风出口06以及换热芯体07。交换器工作时，新风风机01将室外新风从新风进口04吸入全热交换器内，室外新风依次经过新风进口04、换热芯体07、新风出口06后进入室内；与此同时，排风风机02将室内废气从排风进口03吸入全热交换器内，室内废气依次经过排风进口03、换热芯体07、排风出口05后排出室外。在此过程中，室外新风与室内废气在换热芯体07中进行热交换，使得室外新风可充分吸收室内废气的热量/冷量，从而使室内温度波动最小化。然而，现有技术的全热交换器在工作过程中，室外新风与室内废气必须流经换热芯体07，因此室外新风必须经过与室内废气的热交换后才能进入室内。在春秋季节或者夏季凉爽的天气，当室内温度偏高、需要引入室外凉爽的空气时，室外凉爽空气必须经过换热芯体07与室内废气经过热交换后才能进入室内，由此导致室外凉爽空气温度上升，使进入室内的新风无法达到降温的效果。

发明内容

本发明的实施例提供一种全热交换器，使得热交换功能可控，当打开热交换功能时，可使室内温度波动最小化；当关闭热交换功能时，可使室外新风不经过热交换而直接进入室内，从而使室内温度改变。

为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种全热交换器，包括箱体，所述箱体内部包括彼此独立且分别与箱体外部连通的新风进风区、室内送风区、室内回风区以及室外排风区；热交换芯体，所述热交换芯体设置于所述箱体内，所述热交换芯体包括第一热交换风道和第二热交换风道，所述第一热交换风道的一端与所述新风进风区连通，另一端与所述室内送风区连通，所述第二热交换风道的一端与所述室内回风区连通，另一端与所述室外排风区连通；旁通组件，所述旁通组件包括旁通气道，所述旁通气道一端与所述新风进风区连通，另一端与所述室内送风区连通，所述旁通气道内设有可将所述旁通气道封闭的气门。

进一步地，所述旁通气道的内壁上设有气门支架，所述气门通过转轴铰接于所述气门支架上，所述气门可绕所述转轴在闭合位置和打开位置之间转动，当所述气门转动至所述闭合位置时，可将所述旁通气道封闭，当所述气门转动至所述打开位置时，可将所述旁通气道打开。

更进一步地，还包括电机，所述电机的主轴与所述转轴同轴线连接，所述电机可驱动所述气门在所述闭合位置和打开位置之间转动。

进一步地，还包括弹簧，所述弹簧一端固定于所述气门支架上，另一端与所述气门连接，所述弹簧可向所述气门施加拉力，所述拉力可将所述气门拉向所述闭合位置。

进一步地，所述气门支架由多个板材折弯后焊接制成，且所述多个板材在折弯处彼此搭接。

进一步地，所述新风进风区与箱体外部通过新风口连通，所述室外排风区与箱体外部通过排风口连通，所述室内送风区与箱体外部通过送风口连通，所述室内回风区与箱体外部通过回风口连通，所述新风口与所述排风口位于所述箱体的同一侧，所述送风口与所述回风口位于所述箱体的另一侧。

进一步地，还包括粉尘过滤装置，所述粉尘过滤装置设置于所述新风进风区内。

进一步地，所述粉尘过滤装置为高效空气净化器。

进一步地，还包括杀菌模块，所述杀菌模块设置于所述室内送风区内。

更进一步地，所述杀菌模块包括负离子发生器和纳米水离子发生器。

与现有技术相比，本发明实施例提供的全热交换器具有如下优点：本发明实施例提供的全热交换器，安装时，可将新风进风区和室外排风区分别与室外连通，将室内送风区和室内回风区分别与室内连通。当需要使用热交换功能时，可通过气门将旁通气道封闭，室外新风从新风进风区进入全热交换器内，同时，室内废气从室内回风区进入全热交换器内，流经第一热交换风道的室外新风和流经第二热交换风道的室内废气可通过热交换芯体进行全热交换，使室外新风充分吸收室内废气的热/冷量，从而以接近室温的状态引入室内，达到了节能保温的效果；在春秋季节或夏季凉爽季节，当室内需要引入室外的凉爽空气时，需要将热交换功能关闭，此时，可将气门打开，使旁通气道连通，送风风机可将室外新风从新风进风区吸入全热交换器内，室外新风依次流过新风进风区、旁通气道、室内送风区后进入室内，由此，使得室外的凉爽空气不经过热交换芯体进行热交换即可直接进入室内，达到了室内降温的效果，从而使全热交换器可适用于各种季节气候，更加方便、实用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的全热交换器的内部结构示意图；

图2为本发明实施例全热交换器的内部结构示意图；

图3为图2的A向视图；

图4为本发明实施例全热交换器的旁通组件的结构示意图；

图5为本发明实施例全热交换器的气门安装结构的爆炸图；

图6为本发明实施例全热交换器的外部结构示意图；

图7为本发明实施例全热交换器的杀菌模块安装位置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图2，图2为本发明实施例全热交换器的一个具体实施例，本实施例中全热交换器包括：箱体1，所述箱体1内部包括彼此独立且分别与箱体1外部连通的的新风进风区11、室内送风区12、室内回风区13以及室外排风区14；热交换芯体2，热交换芯体2设置于所述箱体1内，热交换芯体2包括第一热交换风道（图中未示出）和第二热交换风道（图中未示出），所述第一热交换风道的一端与新风进风区11连通，另一端与室内送风区12连通，所述第二热交换风道的一端与室内回风区13连通，另一端与室外排风区14连通；设置于所述室内送风区12内的送风风机3，送风风机3可将室外新风抽入室内；设置于所述室外排风区14内的排风风机4，排风风机4可将室内废气抽出室外；旁通组件5，所述旁通组件5包括旁通气道51，所述旁通气道51一端与新风进风区11连通，另一端与室内送风区12连通，旁通气道51内设有可将旁通气道51封闭的气门52。为了表示全热交换器内部结构，图2中没有画出箱体1的上面板和一端侧板，但在实际使用中箱体1仅通过上述四个风口与外界连通，其余部分封闭。

本发明实施例提供的全热交换器，安装时，可将新风进风区11和室外排风区14分别与室外连通，将室内送风区12和室内回风区13分别与室内连通。当需要使用热交换功能时，可通过气门将旁通气道封闭，送风风机3可将室外新风从新风进风区11吸入全热交换器内，室外新风依次流过新风进风区11、第一热交换风道、室内送风区12后进入室内，同时，排风风机4可将室内废气从室内回风区13吸入全热交换器内，室内废气依次流过室内回风区13、第二热交换风道、室外排风区14后排到室外，其中，流经第一热交换风道的室外新风和流经第二热交换风道的室内废气可通过热交换芯体2进行全热交换，使室外新风充分吸收室内废气的热/冷量，从而以接近室温的状态引入室内，达到了节能保温的效果；在春秋季节或夏季凉爽季节，当室内需要引入室外的凉爽空气时，需要将热交换功能关闭，此时，可将气门打开，使旁通气道连通，送风风机3可将室外新风从新风进风区11吸入全热交换器内，室外新风依次流过新风进风区11、旁通气道、室内送风区12后进入室内，由此，使得室外的凉爽空气不进行热交换即可直接进入室内，达到了室内降温的效果，从而使全热交换器可适用于各种季节气候，更加方便、实用。

所述热交换芯体2的结构如图2和图3所示，其包括四个侧壁，每个侧壁均由过滤网制成，可允许气体通过，相对的两侧壁之间通过热交换风道连通，其中，第一侧壁23与第二侧壁24通过第一热交换风道连通，第三侧壁25与第四侧壁26通过第二热交换风道连通，为了避免流经热交换芯体2的各路气体发生混合，需要将热交换芯体2的各侧壁隔开，此时可使热交换芯体2的四个侧棱边分别与箱体1内表面紧密贴合，如图2和图3所示，可将热交换芯体2的一对相对的侧棱边分别与箱体1的上、下表面紧密贴合，另一对相对的侧棱边与箱体1内的水平隔板紧密贴合，热交换芯体2的一个端面与箱体1的一端侧壁紧密贴合，另一个端面与旁通气道51紧密贴合，旁通气道51结构如图2和图4所示，其由一块端板511以及两块平行设置的挡板组成，其中端板511可将热交换芯体2的端部密封，一块挡板512与第三侧壁25的端部连接且与第三侧壁25平行设置，另一块挡板513与第四侧壁26的端部连接且与第四侧壁26平行设置，气门52位于两块挡板之间。

其中，气门52的设置方式有多种，例如可采用直线移动结构的气门52，也可采用转动结构的气门52，当采用转动结构的气门52时，如图4所示，可在旁通气道51的内壁上设置气门支架53，将气门52通过转轴铰接于气门支架53上，此时气门52可绕转轴在闭合位置和打开位置之间转动，当气门52转动至所述闭合位置时，可将旁通气道51封闭，当所述气门52转动至所述打开位置时，可将旁通气道51打开。由于采用直线移动结构的气门52在完全打开旁通气道51时，气门52需要占用旁通气道51以外的空间，而采用转动结构的气门52时，气门52在开合运动过程中仅占用旁通气道51内部的空间，因此节省了空间，使得全热交换器的结构更加紧凑。

由于全热交换器箱体1的内部布局密集，空间较小，因此为了便于操作，可采用自动控制的方式控制气门52的旋转，具体地，可通过电机、气缸等驱动件控制气门52的旋转，由于电机驱动相对于气缸驱动占用空间更小，成本也更低，因此优选使用电机54驱动，具体地，可将电机54的主轴与所述转轴同轴线连接，从而可通过电机54驱动气门52在所述闭合位置和打开位置之间转动。

为了节省空间，气门支架53可优选如图5所示的结构，即将气门支架53制作为中空的结构，具体可采用多个板材折弯后焊接制成，并且在气门支架53侧壁上开设电机定位孔，装配时可将电机54设置于气门支架53内部并通过穿设于电机定位孔内的螺栓定位，气门52的结构如图5所示，气门52下端设有两个连接耳，其中一个连接耳521与电机主轴连接，电机主轴可向连接耳521传递扭矩，另一个连接耳522通过转轴与气门支架53铰接，其中，转轴可以是特制的螺栓55，其具体结构如下：在螺栓帽下端制作一段长度为5mm左右的光滑圆柱，过渡为Ф4的普通螺纹柱。对应地，在连接耳522上开设螺纹孔，在气门支架53侧壁上开设过孔，然后将螺栓55穿过过孔后与螺纹孔配合连接。连接后的螺栓55其光滑圆柱位于过孔内，由此，可实现气门52与气门支架53的铰接，并且由于电机54位于气门支架53内部，从而最大限度地节省了空间。

参照图5，为了保证气门52关闭时的气密性，本发明在旁通组件与气门52之间增加弹簧56。弹簧56一端固定于气门支架53上，另一端与气门52连接，弹簧56可向所述气门52施加拉力，所述拉力可将所述气门52拉向所述打开位置，使气门52与旁通气道51内壁紧密贴合，确保气门52关闭时的气密性。其中，气道内壁与气门52端部相对的位置可设置挡片57，当气门52位于所述闭合位置时，挡片57可与气门52端部紧密贴合，使密封性更佳。

具体地，新风进风区11与箱体1外部通过新风口15连通，室外排风区14与箱体1外部通过排风口18连通，室内送风区12与箱体1外部通过送风口16连通，室内回风区13与箱体1外部通过回风口17连通；为了便于安装，可将新风口15与排风口18设置于全热交换器箱体1的同一侧，将送风口16与回风口17设置于箱体1的另一侧。在安装时，可将开有新风口15与排风口18的箱体一侧安装于室内，将开有送风口16与回风口17的箱体一侧安装于室外。而图1中现有技术的风口布局由于排风进口03和新风进口04位于箱体的同一侧，排风出口05和新风出口06位于箱体的另一侧，因此若将开有排风进口03和新风进口04的箱体一侧安装于室内，则需要另外设置风道将新风进口04与室外连通。由此，本发明实施例的这种风口布局设计与图1中现有技术的风口布局相比，安装方式更简单，且使得安装时风道的弯道减少，从而风管弯道风阻减少，最终使得整机效率提升。

如图6所示，箱体1上还开设有滤芯维修口101、电机维修口102以及用于控制风机的电控盒103，滤芯维修口19上的挡板拆卸后，热交换芯体2可以直接从滤芯维修口抽出，方便热交换芯体2的维修更换；同样，电机维修口20上的挡板拆卸后，风机的电机可以直接从电机维修口20抽出，方便风机的电机维修；滤芯维修口19、电机维修口20以及电控盒103位于箱体1的同一侧，且均设置于面向室内的箱体侧壁上，节省安装空间，方便安装后维护工作，从而提高了维修的便利性。

如图2所示，为了对从室外引入的空气进行除尘处理，可在新风进风区11内设置粉尘过滤装置6，粉尘过滤装置6可单独更换维护。由此，可对引入的室外空气进行粉尘过滤，使室外空气的PM2.5值降至最低，达到净化室内空气的效果，将粉尘过滤装置6设置在新风口15与热交换芯体2之间，可防止空气中的粉尘进入热交换芯体2后堵塞热交换芯体2。

具体地粉尘过滤装置6可采用HEPA（高效空气净化器）、IFD（Intense Field Dielectric，即强电场电介质技术）等。HEPA即高效空气净化器，其由非常细小的有机纤维交织而成，孔径微小，吸附容量大，净化效率高，它对直径为0.3微米以上的微粒去除效率可达到99.97%。IFD技术是HEPA技术和静电除尘技术的结合。简单地说，就是用比HEPA粒度粗的多层电介质纤维做过滤。在进风端首先采用高压放电电离，使灰尘带电，然后在电介质纤维中埋藏电极，使滤网内部存在较强的电场。因存在内部电场，过滤效果非常好。

参照图7，为了净化室内空气，可在靠近送风口16处设置杀菌模块7，杀菌模块7具体可采用负离子发生器和纳米水离子发生器，负离子发生器可在产生大量负离子的同时产生微量臭氧，二者合一更易吸附各种病毒、细菌，使其产生结构的改变或能量的转移，从而导致其死亡。纳米水离子发生器产生的带电离子能够除菌，吸附在粉尘表面能够帮助过滤网吸附细微粉尘颗粒。杀菌模块7产生的负离子、纳米水离子等功能因子与空气混合后引入室内，对通风风道内、室内浑浊空气内的细菌等有害物质起到清洁作用，从而净化室内空气。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种全热交换器，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体内部包括彼此独立且分别与箱体外部连通的新风进风区、室内送风区、室内回风区以及室外排风区；

热交换芯体，所述热交换芯体设置于所述箱体内，所述热交换芯体包括第一热交换风道和第二热交换风道，所述第一热交换风道的一端与所述新风进风区连通，另一端与所述室内送风区连通，所述第二热交换风道的一端与所述室内回风区连通，另一端与所述室外排风区连通；

旁通组件，所述旁通组件包括旁通气道，所述旁通气道一端与所述新风进风区连通，另一端与所述室内送风区连通，所述旁通气道内设有可将所述旁通气道封闭的气门。

2.根据权利要求1所述的全热交换器，其特征在于，所述旁通气道的内壁上设有气门支架，所述气门通过转轴铰接于所述气门支架上，所述气门可绕所述转轴在闭合位置和打开位置之间转动，当所述气门转动至所述闭合位置时，可将所述旁通气道封闭，当所述气门转动至所述打开位置时，可将所述旁通气道打开。

3.根据权利要求2所述的全热交换器，其特征在于，还包括电机，所述电机的主轴与所述转轴同轴线连接，所述电机可驱动所述气门在所述闭合位置和打开位置之间转动。

4.根据权利要求2所述的全热交换器，其特征在于，还包括弹簧，所述弹簧一端固定于所述气门支架上，另一端与所述气门连接，所述弹簧可向所述气门施加拉力，所述拉力可将所述气门拉向所述闭合位置。

5.根据权利要求2所述的全热交换器，其特征在于，所述气门支架由多个板材折弯后焊接制成，且所述多个板材在折弯处彼此搭接。

6.根据权利要求1所述的全热交换器，其特征在于，所述新风进风区与箱体外部通过新风口连通，所述室外排风区与箱体外部通过排风口连通，所述室内送风区与箱体外部通过送风口连通，所述室内回风区与箱体外部通过回风口连通，所述新风口与所述排风口位于所述箱体的同一侧，所述送风口与所述回风口位于所述箱体的另一侧。

7.根据权利要求1所述的全热交换器，其特征在于，还包括粉尘过滤装置，所述粉尘过滤装置设置于所述新风进风区内。

8.根据权利要求7所述的全热交换器，其特征在于，所述粉尘过滤装置为高效空气净化器。

9.根据权利要求1所述的全热交换器，其特征在于，还包括杀菌模块，所述杀菌模块设置于所述室内送风区内。

10.根据权利要求9所述的全热交换器，其特征在于，所述杀菌模块包括负离子发生器和纳米水离子发生器。