CN106016572B - 新风空气净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新风空气净化系统，包括：进风装置，其具有进风口和轴流通风机，所述进风装置用于将空气引入到新风空气净化系统中；出风装置，其具有出风口和离心通风机，所述出风装置用于将空气从空气净化系统中排出；风道，其将进风装置和出风装置相连接，所述风道用于在进风装置与出风装置之间引导空气；空气过滤装置，其布置在风道中，所述空气过滤装置用于对空气进行过滤；以及新风装置，其与进风口相对地布置，所述新风装置包括：连通到室外的多用途风口；以及可旋转地布置在多用途风口中的风量调节板。利用该空气净化系统，可以减小噪音和散热并并且在无新风与纯新风之间灵活地调节新风量。
Description
技术领域
本发明总体上涉及空气净化领域，具体而言涉及一种新风空气净化系统。
背景技术
如今的空气净化系统往往采用多个过滤装置、例如多层滤纸来滤除空气中的各种有害成分、例如颗粒物、气味分子等等。但是由于设置过多的过滤装置而导致风阻增加，因此这样的空气系统往往采用大功率风机以实现所期望的空气过滤速度。然而，这产生的问题是，大功率风机不可避免地产生例如高达55-60分贝的噪音，并且可能带来散热方面的问题。
另外，现有空气净化系统一般放置在室内而不与室外连通，因此不能引入新风。而具有新风功能的现有空气循环系统又不能在无新风与100％新风之间灵活地调节新风量。
发明内容
本发明的任务是提供一种新风空气净化系统，利用该空气净化系统，可以减小噪音和散热并且在无新风(纯内循环)与100％新风(强排循环)之间灵活地调节新风量。
该任务通过一种新风空气净化系统来解决，该新风空气净化系统包括：
进风装置，其具有进风口和轴流通风机，所述进风装置用于将空气引入到新风空气净化系统中；
出风装置，其具有出风口和离心通风机，所述出风装置用于将空气从空气净化系统中排出；
风道，其将进风装置和出风装置相连接，所述风道用于在进风装置与出风装置之间引导空气；
空气过滤装置，其布置在风道中，所述空气过滤装置用于对空气进行过滤；以及
新风装置，其与进风口相对地布置，所述新风装置包括：
连通到室外的多用途风口；以及
可旋转地布置在多用途风口中的风量调节板，其中所述风量调节板被配置为：
在内循环模式下旋转到关闭位置以便防止将空气从多用途风口排出到室外；或者
在新风模式下旋转到半开位置以便将空气从室外通过多用
途风口引入到新风空气净化系统中。
根据本发明的新风空气净化系统至少具有如下优点：(1)减小噪音和散热，这是因为通过在进风口和出风口处各采用一个通风机，可以降低对每个通风机的功率要求，从而与采用单个通风机相比降低两个通风机中的每个通风机的功率，从而降低噪音，这主要基于发明人的如下独特认识，即两个通风机所产生的噪声为加性噪声，而为实现两个通风机的功率(或通风能力)所采用的单个通风机的噪声将大大高于两个通风机的噪声之和，例如高5-10分贝，因此采用两个通风机将大大降低噪声；(2)通过在出风口处采用离心通风机，可以进一步降低噪音，这是因为，相同功率的离心风机比轴流通风机的吸力更大，因此为了实现相同的空气循环速度可以在进风口处采用较小功率的轴流通风机，从而进一步降低噪声；(3)通过在与进风口相对的位置处布置风量调节板，可以在无新风(纯内循环)与100％新风(强排循环)之间灵活地调节新风量，这在本发明中通过如下方式来实现：在内循环模式下，风量调节板完全关闭，使得没有室外空气通过多用途风口进入新风空气净化系统，从而实现单纯室内循环的效果；在新风模式下，风量调节板半开，使得将空气从室外通过多用途风口引入到新风空气净化系统中，而且通过控制风量调节板的开合程度，可以方便地调节新风量。
在本发明的一个优选方案中规定，所述风量调节板还被配置为在强排模式下旋转到打开位置以便将空气从进风口直接通过多用途风口排出到室外。通过该优选方案，可以实现快速换气，因为在强排模式下，风量调节板完全打开，使得进入新风空气净化系统的空气能够基本上直接从进风口通过多用途风口排出到室外，从而将室内空气通过多用途风口快速排出以实现快速换气的效果。
在本发明的另一优选方案中规定，在纯新风模式下，进风口关闭，风量调节板旋转到打开位置。通过该优选方案，可以实现纯新风循环，在这种情况下，室外空气直接通过多用途风口进入新风空气净化系统并参与空气循环。
在本发明的一个扩展方案中规定，新风空气净化系统还包括新风进风通风机,其被配置为在风量调节板旋转到半开位置的情况下将空气从室外引入到空气净化系统中。通过该扩展方案，可以通过新风进风通风机来提高引入新风的能力，即加大引入的新风的风速，从而增加引入的新风量。新风模式适于通过少量换气来逐渐提高含氧量，而强排模式和纯新风模式都适于通过大量换气来达到快速提高含氧量的目的。强排模式和纯新风模式的区别在于，在强排模式中，从其它入口、例如门窗引入新风，由此可知，强排模式的换气速度快于纯新风模式，因为强排模式中的进风口往往更多，其中所引入的新风在未经净化和温控的情况下直接进入室内，而在纯新风模式中，仅仅从新风空气净化系统的多用途风口引入新风，因此换气速度比强排模式稍慢，但是所引入的新风在经过净化和可选的温控以后才进入室内。由此可见，强排模式适于在室外空气质量较好时采用或者适于在室内无人时进行快速换气，而纯新风模式适于室外空气质量较差时采用，因为纯新风模式可以将污染空气与室内完全隔离。
在本发明的另一扩展方案中规定，新风空气净化系统还包括空调装置，所述空调装置的蒸发器布置在风道中。通过该扩展方案，使得新风空气净化系统具备了空调功能，而且通过将空调装置的蒸发器直接布置在风道中，可以在本发明的新风空气净化系统中直接实现空调功能，从而取消了用于空调的单独的空气循环，使得节省电能。
在本发明的又一扩展方案中规定，在新风模式下，风量调节板与风量调节板的转动轴心到多用途风口的边缘的垂线之间成5°至30°的角度。通过该扩展方案，只须将风量调节板开合较少角度以引入少量新风，即可到室内空气指标令人满意的效果。
在本发明的另一扩展方案中规定，新风空气净化系统还包括同步电机，其用于控制风量调节板的开合。通过该扩展方案，可以实现风量调节板的精确的开合控制。
在本发明的一个优选方案中规定，所述空气过滤装置的出风方向与离心通风机的进风方向平行，并且所述离心通风机被布置为使得离心通风机的出风方向与出风口的开口方向平行。通过该优选方案，可以减小风道的长度，从而降低通风机的功率，这是因为，离心通风机可以改变风向、即其出风方向垂直于其进风方向，因此通过空气过滤装置、离心通风机和出风口这三者的曲折形布置与三者都处于直线型风道中的布置相比，可以减少风道长度，进而降低通风机的功率，减小噪声。另一方面，通过将离心通风机直接布置在空气过滤装置之后，可以使经过空气过滤装置的风速最大化，从而增大空气过滤装置的风阻，实现更好的过滤效果，这是因为，风阻与风速的平方成正比并且与空气过滤装置的厚度成正比，因此与增加空气过滤装置的厚度相比，增大风速将更有效地增大风阻，从而提供更好的过滤效果。
在本发明的另一优选方案中规定，所述空调装置为冷暖两用型空调，并且所述冷暖两用型空调的蒸发器被配置为在制冷模式下制冷并且在制热模式下转换为冷凝器并制热。通过该优选方案，可以简单地实现空调装置在制冷和制热模式之间的转换。
在本发明的一个扩展方案中规定，其中空气净化系统包括用于初步过滤空气的粗效滤网。通过该扩展方案，可以首先滤除空气中的大颗粒，从而促进后续的精细过滤。
在本发明的另一扩展方案中规定，所述空气过滤装置包括用于滤除颗粒直径0.1μm至2.5μm的颗粒的滤网。通过该扩展方案，可以滤除pm 2.5等颗粒物，实现更好的空气净化功能。
在本发明的又一扩展方案中规定，所述空气过滤装置包括HEPA高效滤网。HEPA高效率网的特点是对直径为0.1μm至0.3μm的颗粒的过滤效果好，因此通过该扩展方案，可以大大降低烟雾、灰尘、细菌等微粒污染物。
在本发明的另一扩展方案中规定，所述空气过滤装置包括活性炭滤网。由于活性炭良好地吸附挥发性有机化合物、如甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯等以及空气中的其它污染物，因此通过该扩展方案，可以更好地净化空气。
在本发明的又一扩展方案中规定，所述空气过滤装置包括I FD净化模组。I FD净化模组的工作原理为，其进风端高压放电使空气中的颗粒物充分离子化，由于I FD极净化滤网的蜂巢微通道状的内壁具有强静电场，离子化的颗粒物会被紧紧吸附住，从而达到高效净化空气的目的。因此，通过扩展方案，可以更好地净化空气。
在本发明的一个优选方案中规定，所述空调装置为数码变容量直膨式空调机。由于在直膨式空调机中，制冷剂与空气直接换热，而无需风冷、水冷等间接换热的中间环节，从而降低了损耗。
附图说明
下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本发明。
图1示出了根据本发明的新风空气净化系统的框图；以及
图2A和2B示出了分别示出了冷暖两用型空调的夏季制冷和冬季制热的工作原理图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的新风空气净化系统100的框图。
新风空气净化系统100包括进风装置，该进风装置包括进风口101和轴流通风机102，所述进风装置用于将空气引入到空气净化系统100中。
新风空气净化系统100还包括出风装置，该出风装置包括出风口108和离心通风机107，所述出风装置用于将空气从空气净化系统100中排出。
新风空气净化系统100还包括风道109，该风道109将进风装置和出风装置相连接，所述风道用于在进风装置与出风装置之间引导空气。在图1中，风道109例如将进风口101与出风口108连接以引导空气。风道109既可以具有各种具体形状、例如圆柱形、棱形等等，也可以仅仅由新风空气净化系统100的密封的壁部形成。
新风空气净化系统100还包括新风装置，该新风装置与进风口101相对地布置并且包括风量调节板110和多用途风口111，例如在图1中，多用途风口111的入口与轴流通风机102的出风口相对布置。多用途风口111连通到室外，例如通过管道与室外连接。风量调节板110可旋转地布置在多用途风口111中，以便通过旋转来控制从室外进入到新风空气净化系统100中的新风量。风量调节板110被配置为：在内循环模式下旋转到关闭位置以便防止将空气从多用途风口111排出到室外；以及在新风模式下旋转到半开位置以便将空气从室外通过多用途风口111引入到新风空气净化系统100中。此外，风量调节板110还可以实现可选的强排模式和纯新风模式，这将在后面予以阐述。通过调节风量调节板110的开合度，可以容易地实现新风量的控制，其中风量调节板110可以由同步电机来驱动。发明人发现，当风量调节板110与风量调节板110的转动轴心到多用途风口111的边缘的垂线(即图中的竖直线)之间成较小角度、例如5°至30°、尤其是10°的角度时、即在新风量占整个空气循环的比例为5％-10％时，即可到室内空气指标令人满意的效果，此时室内的人会感到较为舒适，这样在保证空气质量的同时实现了节能。风量调节板110可选地还被配置为在强排模式下旋转到打开位置以便将空气从进风口101直接通过多用途风口111排出到室外。通过该优选方案，可以实现快速换气。另外，风量调节板110还可以在纯新风模式下运行，此时进风口101关闭，风量调节板110旋转到打开位置，在这种情况下，进入新风空气净化系统100的空气全部为室外空气、即新风。
新风空气净化系统100还包括空气过滤装置106，该空气过滤装置106布置在风道109中，所述空气过滤装置106用于对空气进行过滤。在图1中，所述空气过滤装置106的出风方向与离心通风机107的进风方向平行，并且所述离心通风机107被布置为使得离心通风机107的出风方向与出风口108的开口方向平行。通过这样的布置，可以减小风道109的长度，从而降低通风机101和108的功率，这是因为，离心通风机107可以改变风向、即其出风方向垂直于其进风方向，因此通过空气过滤装置106、离心通风机107和出风口108这三者的曲折形布置，与三者都处于直线型风道中的布置相比，可以减少风道长度，进而降低通风机101和108的功率，减小噪声。另一方面，通过将离心通风机107直接布置在空气过滤装置106之后，可以使经过空气过滤装置106的风速最大化，从而增大空气过滤装置106的风阻，实现更好的过滤效果，这是因为，风阻与风速的平方成正比并且与空气过滤装置106的厚度成正比，因此与增加空气过滤装置106的厚度相比，增大风速将更有效地增大风阻，从而提供更好的过滤效果106。应当指出，图1中空气过滤装置106、离心通风机107和出风口108的布置仅仅是示例性的，在其它实施例中也可以通过改变这三者的布置(例如旋转这三者)来从不同方向出风，例如从背部出风或者从正面出风。
在图1中，空气过滤装置106示例性地包括未具体示出的HEPA高效滤网和活性炭滤网。HEPA高效率网的特点是对直径为0.1μm至0.3μm的颗粒的过滤效果好，可以大大降低烟雾、灰尘、细菌等微粒污染物。由于活性炭良好地吸附挥发性有机化合物、如甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯等以及空气中的其它污染物，因此可以更好地净化空气。应当指出，HEPA高效滤网和活性炭滤网的使用仅仅是示例性的，在其它实施例中，空气过滤装置106也可以包括其它滤网、例如用于滤除颗粒直径0.1μm至2.5μm的颗粒的滤网。
在图1中，空气净化系统100可选地包括用于初步过滤空气的粗效滤网103。该粗效滤网103优选地在空气流通方向上布置在空调装置的蒸发器104之前，但是其它位置也是可以设想的。该粗效滤网103可以首先滤除空气中的大颗粒，从而促进后续的精细过滤。
新风空气净化系统100可选地还包括空调装置，所述空调装置包括蒸发器104和空调外机105，其中蒸发器104布置在风道109中，而空调外机105布置在室外。在一个优选方案中，所述空调装置为冷暖两用型空调，并且所述冷暖两用型空调的蒸发器104被配置为在制冷模式下制冷并且在制热模式下转换为冷凝器并制热。关于冷暖两用型空调的具体说明，请参阅图2。在另一个优选方案中，所述空调装置为数码变容量直膨式空调机。由于在直膨式空调机中，制冷剂与空气直接换热，而无需风冷、水冷等间接换热的中间环节，从而降低了损耗。
下面阐述根据本发明的新风空气净化系统100中的空气循环过程。在图1中，以单箭头示出了室内空气流通的方向。
在内循环模式下，在轴流通风机的通风作用下，空气进入进风口101，由于风量调节板110完全关闭，因此空气经过轴流通风机102进入风道109。在风道109中，空气首先经过粗效滤网103以滤除空气中的大颗粒，然后可选地经过空调装置的蒸发器进行调温、即加热或冷却，经调温的空气然后沿着风道109行进并经过空气过滤装置106以滤除空气中的细小颗粒以及其它有害物或杂质；随后，经过滤的空气进入紧接在空气过滤装置106之后的离心通风机107，并且在垂直地改变方向后从出风口108离开新风空气净化系统100。
在新风模式下，空气在轴流通风机102的吸力作用下从进风口101进入新风空气净化系统100，同时由于风量调节板110半开(例如打开10°)，室外空气在轴流通风机102的吸力作用下通过多用途风口111进入新风空气净化系统100，混合了室外空气的空气流进入风道109，然后经过可选的温控过程、以及过滤过程最后从出风口108离开新风空气净化系统100。
在强排模式下，空气在轴流通风机102的吸力作用下从进风口101进入新风空气净化系统100，同时由于风量调节板110全开(例如打开90°)，使得通过进风口101进入的空气基本上直接从多用途风口111排出到室外，从而实现快速换气。
在纯新风模式下，进风口101关闭并且风量调节板110全开，使得仅有室外空气通过多用途风口111进入新风空气净化系统100，使得实现纯新风循环。
根据本发明的新风空气净化系统100至少具有如下优点：(1)减小噪音和散热，这是因为通过在进风口101和出风口108处各采用一个通风机102和107，可以降低对每个通风机102和107的功率要求，从而与采用单个通风机相比降低通风机功率，从而降低噪音，这主要基于发明人的如下独特认识，即两个通风机所产生的噪声为加性噪声，而为实现两个通风机的功率(或通风能力)所采用的单个通风机的噪声将大大高于两个通风机的噪声之和，例如高5-10分贝，因此采用两个通风机将大大降低噪声；(2)通过在出风口108处采用离心通风机107，可以进一步降低噪音，这是因为，相同功率的离心风机比轴流通风机的吸力更大，因此为了实现相同的空气循环速度可以在进风口处采用较小功率的轴流通风机，从而进一步降低噪声；(3)通过在与进风口101相对的位置处布置风量调节板110，可以在无新风(纯内循环)与100％新风(强排循环)之间灵活地调节新风量，这在本发明中通过如下方式来实现：在内循环模式下，风量调节板110完全关闭，使得没有室外空气通过多用途风口111进入新风空气净化系统100，从而实现单纯室内循环的效果；在新风模式下，风量调节板110半开，使得将空气从室外通过多用途风口111引入到新风空气净化系统100中，而且通过控制风量调节板110的开合程度，可以方便地调节新风量。
图2A和2B分别示出了冷暖两用型空调的夏季制热和冬季制热的工作原理。其制冷工作原理如下(参见图2A)：空调通电后，制冷剂的低压蒸汽被压缩机204吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器201；同时由风扇吸入的室外空气流经冷凝器201，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器(未示出)、节流装置205后进入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量；同时风扇使空气不断进入蒸发器202进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。而冷暖两用型空调的制热原理(参见图2B)是制冷原理的逆过程，只是原蒸发器202充当冷凝器202’，而原冷凝器201充当蒸发器201’。
虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是对本领域技术人员显而易见的是，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。
Claims (13)
1.一种新风空气净化系统，包括：进风装置，其具有进风口和轴流通风机，所述进风装置用于将空气引入到新风空气净化系统中；出风装置，其具有出风口和离心通风机，所述出风装置用于将空气从空气净化系统中排出；风道，其将进风装置和出风装置相连接，所述风道用于在进风装置与出风装置之间引导空气；空气过滤装置，其布置在风道中，所述空气过滤装置用于对空气进行过滤；以及新风装置，其与进风口相对地布置，所述新风装置包括：连通到室外的多用途风口；以及可旋转地布置在多用途风口中的风量调节板，其中所述风量调节板被配置为：在内循环模式下旋转到关闭位置以便防止将空气从多用途风口排出到室外；在新风模式下旋转到半开位置以便将空气从室外通过多用途风口引入到新风空气净化系统中；以及在强排模式下旋转到全开位置以便在轴流通风机的吸力作用下将空气从进风口直接通过多用途风口排出到室外，其中所述风量调节板能够绕旋转轴转动；
所述轴流通风机设置在所述多用途风口和所述进风装置的进风口之间，且所述轴流通风机与所述进风口相对布置并且所述多用途风口的入口与所述轴流通风机的出风口相对布置；
所述空气过滤装置的出风方向与所述离心通风机的进风方向平行，并且所述离心通风机被布置为使得离心通风机的出风方向与出风口的开口方向平行，空气过滤装置、离心通风机和出风口呈曲折形布置，离心通风机布置在空气过滤装置之后。
2.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中在纯新风模式下，进风口关闭，风量调节板旋转到打开位置。
3.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，还包括新风进风通风机，其被配置为在风量调节板旋转到半开位置的情况下将空气从室外引入到空气净化系统中。
4.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，还包括空调装置，所述空调装置的蒸发器布置在风道中。
5.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中在新风模式下，风量调节板与风量调节板的转动轴心到多用途风口的边缘的垂线之间成5°至30°的角度。
6.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，还包括同步电机，其用于控制风量调节板的开合。
7.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中所述空气过滤装置的出风方向与离心通风机的进风方向平行，并且所述离心通风机被布置为使得离心通风机的出风方向与出风口的开口方向平行。
8.根据权利要求4所述的新风空气净化系统，其中所述空调装置为冷暖两用型空调，并且所述冷暖两用型空调的蒸发器被配置为在制冷模式下制冷并且在制热模式下转换为冷凝器并制热。
9.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中空气净化系统包括用于初步过滤空气的粗效滤网。
10.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中所述空气过滤装置包括用于滤除颗粒直径0.1μm至2.5μm的颗粒的滤网。
11.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中该空气净化系统包括IFD净化模组。
12.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中所述空气过滤装置包括HEPA高效滤网。
13.根据权利要求1所述的新风空气净化系统，其中所述空气过滤装置包括活性炭滤网。
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