CN105003996A - 全热交换新风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全热交换新风机，其包括新风风机、排风风机和全热交换芯体，其特征在于，所述新风风机和所述排风风机布置成位于全热交换芯体的两侧且位于全热交换芯体内的不同气流通路的延长线上，并且所述新风风机和所述排风风机的风叶轴线与所述全热交换芯体的长度方向垂直。本发明的全热交换新风机具有机身厚度尺寸小、机内阻力小、全热交换效率高、能耗低和便于安装维护等优点。

Description

全热交换新风机

技术领域

本发明涉及全热交换新风机，尤其地，该全热交换新风机具有减小的机体厚度。

背景技术

全热交换新风机越来越受到消费者的认可，其主要工作原理包括：室内空气通过回风口进入机内，经过全热交换芯体后由排风风机排出室外；室外空气通过进风口进入机内，经过全热交换芯体后由送风风机送入室内，其中，两股气流在全热交换芯体处交汇时完成温度与湿度的交换。如此循环，达到置换室内空气并降低能耗的目的。

目前市面上的家用小型全热交换新风机中，机内结构的布置主要有以下几种方式：

(1)采用双风机，风机采用竖直方式放置，机内全热交换芯体的交换层堆叠方向为竖直方向，采用下检修方式；例如专利文献CN203572000U中公开的新风机。

(2)采用双风机，风机采用竖直方式放置，机内全热交换芯体的交换层堆叠方向为水平方向，采用侧检修方式；例如专利文献CN202254097U中公开的新风机。

(3)采用一台电机驱动两个风叶组成风机单元，风机单元水平放置，交换芯体水平放置，采用侧检修方式。

上述第(1)和第(2)种布置方式的主要问题在于，风叶直径受限于机体厚度，使得在提供足够的静压时需要增大风叶的径向尺寸，导致机体的尺寸增大，占用较多安装空间；第(3)种布置方式的主要问题在于，机内阻力明显较大，使整机机外静压能力下降，耗电量大。

因此，现有技术中的全热交换新风机难以兼顾家用全热交换新风机对安装尺寸小、高静压和高交换效率等方面的要求。

发明内容

鉴于现有技术的以上现状，本发明的主要目的在于提供一种全热交换新风机，其具有减小的机身厚度。进一步地，该全热交换新风机还具有减小的机内结构阻力。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种全热交换新风机，其包括新风风机、排风风机和全热交换芯体，其中，新风风机和排风风机布置成位于全热交换芯体的两侧且位于全热交换芯体内的不同气流通路的延长线上，所述新风风机和所述排风风机的风叶轴线与所述全热交换芯体的长度方向垂直。

优选地，所述新风风机和/或所述排风风机为离心风机。

优选地，所述新风风机和所述排风风机布置在所述全热交换芯体的对中面的一侧。

优选地，在所述全热交换新风机水平放置的情况下，所述新风风机和所述排风风机的安放位置不高于所述全热交换芯体的顶面。

优选地，所述全热交换新风机还包括：使室外新风和室内排风均不流经所述全热交换芯体的双旁通换气结构，或者，使室外新风和室内排风之一不流经所述全热交换芯体的单旁通换气结构。

优选地，所述双旁通换气结构或所述单旁通换气结构包括风阀和旁通通道，其中所述风阀用于关闭和开启所述旁通通道的进风口或出风口。

优选地，所述新风风机或所述排风风机的蜗壳两侧至所述全热交换新风机的侧壁和中间壁的间隙距离的比值μ满足：0.84≤μ＜1.4；优选1≤μ＜1.4；

和/或，所述新风风机或所述排风风机的轴线至所述全热交换芯体的外侧边界的距离与所述全热交换芯体的长度的比值φ满足：1/3≤φ≤1；优选0.5≤φ≤5/6；

和/或，所述新风风机或所述排风风机的蜗壳后侧与所述全热交换芯体之间的距离d在-20～10mm范围内，优选在-10～5mm范围内。

优选地，所述全热交换新风机的下侧壁设置有下检修口。

优选地，所述下检修口的尺寸设置成便于取出所述全热交换芯体，进而再取出所述新风风机和所述排风风机；或者，所述下检修口的尺寸设置成便于将所述全热交换芯体和所述新风风机、所述排风风机一并取出。

优选地，所述全热交换新风机内设置有保温材料。

本发明的全热交换新风机中，各风机的风叶直径不再受限于机身的厚度，从而能够在确保风叶直径满足要求的前提下相比于现有技术而言减小机身的厚度。另外，通过将新风风机和排风风机设置在全热交换芯体的对中面的一侧，可以构成双吸式结构，这种放置方式可以减小机内阻力、满足机外高静压工况。再另外，新风风机和排风风机的安放位置不高于全热交换芯体的顶面的布置方式使得通过全热交换芯体的气流更加均匀，提高交换效率。本发明的全热交换新风机比现有技术的全热交换新风机在机身厚度方面可减少32％、在机身宽度方面可减少24％，有利于在家用吊顶内安装。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的全热交换新风机的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本发明的全热交换新风机的示意性主视图；

图2为图1的全热交换新风机的示意性左视图；

图3为图1的全热交换新风机的示意性俯视图；

图4为本发明的全热交换新风机的三维模型示意图；

图5为图4的全热交换新风机的三维模型的水平视图；

图6-8示意地示出了本发明的全热交换新风机中离心风机的安放方案；

图9和图10示意地示出了本发明的全热交换新风机在旁通换气功能关闭时旁通换气系统的主视图和左视图；

图11和图12示意地示出了本发明的全热交换新风机在旁通换气功能开启时旁通换气系统的主视图和左视图；以及

图13示意地示出了本发明的全热交换新风机的风口位置及下检修口位置。

具体实施方式

首先参见附图1-5，本发明的全热交换新风机包括新风风机(优选为离心风机，如图中所示)1、排风风机(优选为离心风机，如图中所示)2和全热交换芯体3，其中，新风风机1和排风风机2布置成位于全热交换芯体3的两侧且位于全热交换芯体3内的不同气流通路的延长线上(例如，将各风机沿水平方向放置在全热交换芯体两侧且在不同气流通路的延长线内)，并且所述新风风机1和所述排风风机2的风叶轴线与所述全热交换芯体3的长度方向垂直。对于全热交换芯体而言，其长度方向指的是构成该全热交换芯体的各交换层堆叠的方向。也即，在全热交换芯体的长度方向上，全热交换芯体内不存在任何空气流道。风叶轴线与全热交换芯体的长度方向垂直，包括风叶轴线垂直于新风机安装面(背面)的情形，也包括风叶轴线与新风机安装面存在一定倾角的情形，例如风叶轴线可在图5中在图纸面内偏斜一定角度。

由于各风机的风叶轴线与全热交换芯体的长度方向垂直，风机的风叶直径不再受限于机体厚度；同样，由于风机的轴向尺寸很小，因而机体的厚度也可以设置得更小。为了适应机体厚度的进一步减小，全热交换芯体可以采用扁平六棱柱的形状(如图4所示)，与现有技术中常用的四棱柱形状相比，其占用的厚度尺寸更小，但用于全热交换的气流通道的长度并不因此减小。

在上述布置方案中，全热交换芯体3位于机身中间，两台风机1和2分别置于全热交换芯体3左右两侧。优选地，机身内部在水平方向上由隔板隔开而形成4个气室。

本优选实施方式的全热交换新风机的主要原理为：接通电源后，室外新风由风口6进入机内的气室10中，在新风风机1的吸力作用下通过全热交换芯体3而进入气室11，再由新风风机1经风口7送入室内；室内排风则由风口8进入机内的气室12中，在排风风机2的吸力作用下通过全热交换芯体3而进入气室13，再由排风离心风机2经风口9送出室外。通过室外新风与室内排风在全热交换芯体3内的不同流道的流动，室外新风与室内排风由于存在温度与湿度差，所以在全热交换芯体3中完成温度与湿度的交换，在冬季提高新风的温度与含湿量，在夏季降低新风的温度与含湿量，在提供新鲜空气的同时减小了新风对室内环境(温度、湿度)的影响，减小了空调设备的能量损耗。

与现有技术中同类全热交换新风机采用的风机在全热交换芯体后侧的放置方式不同，本发明中，在全热交换新风机水平放置时(例如以图6所示的方位布置，图中的箭头指向机体的后方)，各离心风机以水平放置方式(离心风机的风叶轴线与地面垂直)放置在全热交换芯体3的两侧，风叶轴线在全热交换芯体边界A、B范围内(参见图8)，同时各风机处于全热交换芯体3的对中面H-H的一侧(参见图7)，构成双吸式结构。采用该放置方式可以减小机内阻力、满足机外高静压工况。同时各风机的摆放位置不高于全热交换芯体的顶面T(参见图7)，可以使通过芯体的气流更加均匀，从而提高交换效率。采用本发明的优选实施方式的全热交换新风机可以使机身厚度的减小量达32％，使机身宽度尺寸的减小量达24％，从而尤其利于在家用吊顶内安装。

作为另一优选方式，本发明的全热交换新风机还可以包括双旁通换气结构，以使室外新风和室内排风均不流经所述全热交换芯体，或者包括单旁通换气结构，以使室外新风和室内排风之一不流经所述全热交换芯体。旁通换气结构存在的意义例如在于，在不使用空调的季节(例如春季、秋季)，特别是在室外气温更舒适的季节，可以屏蔽室外新风与室内排风之间的全热交换。

例如，所述双旁通换气结构或所述单旁通换气结构设置在所述全热交换芯体3的端部处，也即，其在机身宽度方向上叠加在全热交换新风机上。优选地，所述双旁通换气结构或所述单旁通换气结构包括风阀5和旁通通道4，其中所述风阀5用于关闭和开启所述旁通通道4的进风口或出风口。优选地，旁通通道的进风口和出风口为开设在旁通通道与不同气室之间的侧壁上的开口，风阀5设置在该开口处。当然，风阀5也可以设置在旁通通道中的任意其它位置处，只要能确保可靠地关闭旁通通道即可。

具体参见图9-图12，以双旁通换气结构为例，其主要包括：风阀5，双旁通通道4(具体包括新风旁通通道14、排风旁通通道15)，旁通进风口16、17，旁通出风口18、19。在旁通换气功能关闭时风阀5闭合使旁通进风口16、旁通出风口18关闭(图9、图10)，各气室内的空气无法通过旁通通道进入另一个气室，而只能通过全热交换芯体内的气流通道进入另一个气室；旁通功能开启时风阀5开启(图11、图12)，室外新风进入气室10后经旁通进风口16进入新风旁通通道14，并通过旁通出风口19进入气室11，再由新风离心风机1经风口7送入室内，这样，室外新风不再通过全热交换芯体3；同时，室内排风由风口8进入气室12后经旁通进风口17进入排风旁通通道15，并通过旁通出风口18进入气室13，再由排风离心风机2经风口9送出室外，这样，室内排风也不再通过全热交换芯体3。

为适当减小机身宽度尺寸，也可以采用单旁通结构，也即，使其中一路气流不通过全热交换芯体3而另一路仍通过全热交换芯体3，这样，机身的宽度可以得到一定程度的减小，减小的量例如约等于一个旁通通道在宽度方向上的尺寸。

本发明的全热交换新风机中，新风离心风机1或排风离心风机2的蜗壳两侧与全热交换新风机的侧壁及中间壁(即气室的两侧壁)之间设置有间隙b、c(参见图2)。根据本发明，在风机的放置高度固定后，蜗壳与两侧间隙距离b、c的取值对于机内结构阻力产生影响，从而对新风机风量和交换效率存在影响。因为如果间隙b、c任一者过小，都可能会导致送风不畅，而当该间隙b、c均增加到一定数值以上时，对风量的限制会大幅下降。表1示出了间隙b、c对风量和交换效率的影响实测数据(以一款风量为250m³/h的热交换型新风机为试验机，其机身厚度220mm，风叶直径265mm)。

表1：不同b、c值下，风量和交换效率的测试数据

从表1中的数据可以清楚地看到，随着间隙b的尺寸不断增大、间隙c相应减小的过程中，风量呈现先增大后减小的趋势，也可以看出间隙b与c比值μ的取值范围为0.84＜μ＜1.4时风量变化较小，在μ值选用更优选的范围1≤μ＜1.4之间时，热交换新风机的风量出现最高值；此时热交换效率变化趋势与风量的改变相同，在风量最小时达到最大。

因此，比值μ满足：0.84≤μ＜1.4；优选1≤μ＜1.4。

另外，本发明的全热交换新风机中，如图8所示，风机轴线处于全热交换芯体边界A、B范围内，风机轴线与外侧边界B的距离a对整机风量与全热交换效率存在影响。表2示出了距离a对风量和交换效率的影响实测数据(以与表1中所采用的同一款热交换型新风机为试验机)。

表2：不同a距离下，风量和交换效率的测试数据

从表2中的测试结果可以看出，在a值逐渐增大的过程中，风量与热交换效率同时呈现出先增大后减小的现象，同时可以看出a值与交换芯体长度比值φ的取值范围处在1/3≤φ≤1时，风量变化较小；当φ的取值选用更优选的范围0.5≤φ≤5/6时，风量与热交换效率出现最大值，从幅度上可以看出交换效率改变的幅度大于风量，所以应依照热交换效率值确定φ值。

因此，比值φ满足：1/3≤φ≤1；优选0.5≤φ≤5/6。

再另外，本发明的全热交换新风机中，新风离心风机1或排风离心风机2的蜗壳后侧与全热交换芯体3之间存在距离d。根据本发明，距离d的取值对于机内结构阻力产生影响，从而对新风机风量和交换效率存在影响。因为该距离过小使气流通过交换芯体不均匀，会导致全热交换效率降低；而该距离在一定范围加大时可使气流均匀通过全热交换芯体，提高交换效率；当该距离加大到一定程度时，该距离的影响降低。表3示出了距离d对风量和交换效率的影响实测数据(以与表1中所采用的同一款热交换型新风机为试验机)。

表3：不同d距离下，风量和交换效率的测试数据

从表3的数据中可以看出，在距离d的取值不断增大的过程中，风量与热交换效率均呈现增大的趋势，而且增加的变化量有由大变小的趋势。也可以看出距离d的取值范围在-20～10mm时风量变化较小，热交换效率较高，当d值选用更优选的范围-10～5mm时风量与交换效率较高，当d＞5mm时风量与交换效率并无较大改变。也即，随着该尺寸的进一步增大，对于风量和交换效率的提升的贡献不明显，但对机体尺寸的影响较明显，因而继续增大无益。

因此，距离d在-20～10mm范围内，优选在-10～5mm范围内。

优选地，新风离心风机1的风量可设置成大于(优选略大于)排风风机2的风量，这样可保证室内不出现负压。在新风离心风机1和排风离心风机2构成双电机驱动的情况下，例如可以通过将新风过滤网、排风过滤网设置成阻力不同，还可以实现新风离心风机1和排风离心风机2实际风量大小的区分控制，从而实现新风风量略大于排风风量，

优选地，本发明的全热交换新风机可以在机身长度方向的两端设置多个风口(如图1所示)，或者也可以在机身宽度方向的两侧设置多个风口(例如，如图13所示，在C、D、E、F处设置风口)。这样，例如在安装空间受限的情况下，可以根据实际情况灵活地进行选择。

优选地，在所述全热交换新风机水平放置的情况下(例如可参见图4)，全热交换芯体3的放置方向为水平方向，也即，构成全热交换芯体的各交换层的堆叠方向为沿水平方向进行堆叠，这样，机体的厚度不会受全热交换芯体叠层高度尺寸的限制。在这种情况下，全热交换芯体的叠层高度尺寸影响到的是机体的宽度。

由于本发明的全热交换新风机适合于在家用吊顶内安装，因此，为了便于日后的维修保养，可以在全热交换新风机的下侧壁设置下检修口，从而在需要维修保养时不必将机身整体取下。优选地，例如可以沿图13中的框线G在机体下方开设下检修口，使得该检修口的尺寸至少便于取出全热交换芯体3。这种情况下，风机可以通过风机安装板和滑槽安装在机内。这样，维护时可以先将全热交换芯体取出，再将两侧的风机连同风机安装板沿滑槽移动至原全热交换芯体的位置处向下抽出。优选地，也可以沿整机下面板开设大检修口，该大检修口的尺寸例如便于直接将各风机和全热交换芯体一并取出，使整机不占用机体侧面空间，使安装空间有较大减小。

另外，可以在本发明的全热交换新风机的机内(例如在机壁内侧)增加保温材料，以避免凝露。

本发明的全热交换新风机，通过将新风风机和排风风机在全热交换芯体的两侧布置成风叶轴线与全热交换芯体的长度方向垂直，使得各风机的风叶直径不再受限于机身的厚度，从而能够在确保风叶直径的前提下相比于现有技术而言减小机身的厚度。另外，通过将新风风机和排风风机设置在全热交换芯体的对中面的一侧，可以构成双吸式结构，这种放置方式可以减小机内阻力满足机外高静压工况。再另外，新风风机和排风风机的安放位置不高于全热交换芯体的顶面的布置方式使得通过全热交换芯体的气流更加均匀，提高交换效率。本发明的全热交换新风机比现有技术的全热交换新风机在机身厚度方面可减少32％、在机身宽度方面可减少24％，利于在家用吊顶内安装。

总之，本发明的全热交换新风机由于采用上述优选结构，使得整机具有机身厚度尺寸小、机内阻力小、全热交换效率高、能耗低和便于安装维护等优点。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种全热交换新风机，其包括新风风机、排风风机和全热交换芯体，其特征在于，所述新风风机和所述排风风机布置成位于全热交换芯体的两侧且位于全热交换芯体内的不同气流通路的延长线上，并且所述新风风机和所述排风风机的风叶轴线与所述全热交换芯体的长度方向垂直。

2.根据权利要求1所述的全热交换新风机，其特征在于，所述新风风机和/或所述排风风机为离心风机。

3.根据权利要求1所述的全热交换新风机，其特征在于，所述新风风机和所述排风风机布置在所述全热交换芯体的对中面的一侧。

4.根据权利要求1所述的全热交换新风机，其特征在于，在所述全热交换新风机水平放置的情况下，所述新风风机和所述排风风机的安放位置不高于所述全热交换芯体的顶面。

5.根据权利要求1-4之一所述的全热交换新风机，其特征在于，所述全热交换新风机还包括：使室外新风和室内排风均不流经所述全热交换芯体的双旁通换气结构，或者，使室外新风和室内排风之一不流经所述全热交换芯体的单旁通换气结构。

6.根据权利要求5所述的全热交换新风机，其特征在于，所述双旁通换气结构或所述单旁通换气结构包括风阀和旁通通道，其中所述风阀用于关闭和开启所述旁通通道的进风口或出风口。

7.根据权利要求1-4之一所述的全热交换新风机，其特征在于，

所述新风风机或所述排风风机的蜗壳两侧至所述全热交换新风机的侧壁和中间壁的间隙距离的比值μ满足：0.84≤μ＜1.4；

和/或，所述新风风机或所述排风风机的轴线至所述全热交换芯体的外侧边界的距离与所述全热交换芯体的长度的比值φ满足：1/3≤φ≤1；

和/或，所述新风风机或所述排风风机的蜗壳后侧与所述全热交换芯体之间的距离d在-20～10mm范围内。

8.根据权利要求7所述的全热交换新风机，其特征在于，所述比值μ满足：1≤μ＜1.4；和/或，所述比值φ满足：0.5≤φ≤5/6；和/或，所述距离d在-10～5mm范围内。

9.根据权利要求1-4之一所述的全热交换新风机，其特征在于，所述全热交换新风机的下侧壁设置有下检修口。

10.根据权利要求9所述的全热交换新风机，其特征在于，所述下检修口的尺寸设置成便于取出所述全热交换芯体，进而再取出所述新风风机和所述排风风机；或者，所述下检修口的尺寸设置成便于将所述全热交换芯体和所述新风风机、所述排风风机一并取出。

11.根据权利要求1-4之一所述的全热交换新风机，其特征在于，所述全热交换新风机内设置有保温材料。