CN107631396A - 一种大风量、低噪声、可复原壁挂式风机及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型壁挂式新风机及其安装方法，属于壁挂式风机技术领域；机壳上板中央开有出风口，出风口表面嵌装有金属护网；机壳背部通过螺栓固定有铝合金百叶背板；机壳底板上通过螺栓固定有芯板，芯板顶端通过螺栓和环保胶固定有风道导引铝板。将住房内原有的某块玻璃或窗户无损拆除，风机安装到窗框内，风机左右使用铝合金角型材固定，风机上方用亚克力板密封；复原时风机拆除，玻璃安装。本发明的最大风量为600m³/h；采用铝合金百叶整体背板，兼顾防水与进风量；采用初效和高效两层过滤，使出风口空气PM2.5以及PM10降到0，既大大提高通风量，又节约更换耗材成本；采用替换玻璃方法无损安装。

Description

一种大风量、低噪声、可复原壁挂式风机及安装方法

技术领域

本发明属于壁挂式风机技术领域，尤其涉及一种大风量、低噪声、可复原壁挂式风机及安装方法。

背景技术

目前市面上的壁挂式新风机风量普遍为300m³/h以下(如三个爸爸FA-N280风量为280m³/h，布朗BGF-280A风量为280m³/h，科力鑫KSF-150风量为150m³/h，递安最高风量为120m³/h)，而大风量新风机不可避免的会有较大风噪，此外，目前市面上几乎所有壁挂式新风机的安装方式都是在内墙打孔(通常为Φ110～Φ160)，既有安全隐患，又无法对已被破坏的墙面进行复原。风量小原因：根据GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》，住宅属Ⅰ～Ⅱ类环境，白天噪声不超过55～60dB，夜晚不超过45～50dB。因此目前市面上在售新风机都将噪声上限定为50dB左右。根据表1：

表1噪声对应风速选择表

《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ-19-87 2001版)

从上表可知，当室内最大允许噪声设定为50dB时，主风管风速最大为5m/s，而壁挂式新风机无支风管，出风口通常较大，故风噪主要由进风管产生。根据风速与风量计算关系：

S＝G/3600V (1)

其中，S为风管截面积(m²)，G为风管内风量(m³/h)，V代表风管内风速(m/s)。

选取目前市面上具有代表性的4种壁挂式新风机进行计算，得到表2

表1典型新风机计算参数Ⅰ

可以看出，除松下外，其余品牌标称风量值与计算风量相符。松下新风机具备热交换功能，为了保证效果，其标称风量只能远小于计算风量。以上为根据进风管尺寸测算的风量，下面根据滤芯尺寸计算风量(博睿创客计算法http://blog.sina.com.cn/viplog)：

目前在售的新风机通常采用3～6层滤芯，根据滤芯材质不同，其过滤效率也不一样。高中效过滤层出风口风速应在1.5m/s左右，亚高效应在1m/s左右，而真正的高效hepa层过应在0.45m/s。可以看出，对新风机风量起主要限制作用的为hepa层。

通常pp、pet滤纸每10cm有35个折叠，根据折叠深度不同，可由下式估算滤纸实际展开面积：

S_T＝S₀*7*δ (2)

其中，S_T为滤纸展开总面积，S₀为迎风面积，δ代表滤纸厚度。再由蔡杰博士分析，气流穿过高效滤材的速度一般为0.01～0.04m/s合适，计算时取中值0.025m/s：

其中，L代表出风口风量，A％为风机额定排风量的衰减百分比，考虑噪声与滤芯因素，通常取50％。于是，可以计算得出几种典型壁挂式新风机根据滤芯计算风量，如表3所示：

表2典型新风机计算参数Ⅱ

可以看出，布朗和科力鑫品牌的新风机，当过滤网风速为0.025m/s时，能够满足出风量达到标称风量；而三个爸爸则不满足，说明其过滤网风速较高，相较于前两种而言，过滤效果较弱。

综上所述，限制目前在售新风机风量的主要原因为进风口尺寸，即墙体开孔尺寸，以及hepa层尺寸。

安全隐患：

1.根据建设部令第110号《住宅室内装修管理办法》第二章第五条规定，以下装修行为被禁止：扩大承重墙上原有的门窗尺寸拆除连接阳台的砖混凝土墙体；损坏房屋原有节能设施降低节能效果；其他影响建筑结构和使用安全的行为。

2.根据国务院101号令《城市市容和环境卫生管理条例》第二章第十条规定：一切单位和个人都应当保持建筑物的整洁、美观。在城市人民政府规定的街道的临街建筑物的阳台和窗外，不得堆放、吊挂有碍市容的物品。

目前市售壁挂式新风机几乎都推荐在外墙面打孔，若此外墙面为承重墙，则违反扩大承重墙上原有的门窗尺寸拆除连接阳台的砖混凝土墙体。目前绝大多数住宅楼外墙面都铺设了保温层，若开孔则相当于破坏了原有保温层，违反损坏房屋原有节能设施降低节能效果。部分商家和用户可能会为了方便，选择在影响建筑整体结构安全的位置开孔，违反其他影响建筑结构和使用安全的行为。当选择在外墙面开孔，则必然需要将进风管道伸出墙体外，影响住宅楼美观、整洁，违反扩大承重墙上原有的门窗尺寸拆除连接阳台的砖混凝土墙体

此外，根据《建筑防水工程技术规程》(DBJ15-19-2006)规定，建筑外墙面必须进行刚性或柔性防水处理。若直接在外墙面开孔，则必定破坏外墙防水层，而目前商家的处理通常为对墙面内侧涂刷防水涂料密封和防水，不对墙面外侧进行处理。这将会导致雨水经墙面外侧开孔缝隙渗入墙体内，进而逐渐往周围墙体浸润，引起内墙面渗水，久而久之就会对墙体的抗震、抗剪性能造成严重不利影响。部分商家采用在玻璃上开孔的方式来避免以上隐患。然而，根据《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2009)、《建筑用安全玻璃第2部分：钢化玻璃》(GB15763.2)，钢化玻璃具有最优的强度系数(2.5～3.0)、抗人体冲击、抗风压、抗热冲击等综合性能，并具有特殊的碎片状态，是目前最为广泛采用的建筑玻璃。然而，钢化玻璃最大缺点为无法进行再加工。因此，要在已有的建筑玻璃上开通风孔几乎不可能。

风噪大的原因：

根据公式(1)，新风机风量与进风管截面积以及风速成正比，若要提升新风机风量，则只能增大截面积或风速。然而：增大截面积隐患：增大截面积意味着在外墙面开更大的孔，首先，住宅建筑的窗洞设计都经过严格力学测算，在已建成的外墙面上破坏越大，则墙体承重、抗震能力越差，这将会埋下极大的安全隐患；其次，根据《物业管理条例》(国务院)第四十五条规定，对物业管理区域内违反有关治安、环保、物业装饰装修和使用等方面法律、法规规定的行为，物业服务企业应当制止，并及时向有关行政管理部门报告，有关行政管理部门在接到物业服务企业的报告后，应当依法对违法行为予以制止或者依法处理。因此，物业管理人员有权对以上危险作业进行制止。

增大风速隐患：根据空气动力学原理，当外界大气进入狭小的进风管，其流速的突然提高将形成激波，而激波传播到某个位置，就相当于若干道弱压缩波在极短瞬间、以极小的空间尺度通过那里，使得气体压力突然增大，密度、温度也突然增加，这必然在气体内部产生强烈的黏性摩擦^[3]。压缩波越快，则摩擦越大，噪声越大。因此，单纯通过增加电机功率、增大叶片转速来提高风量，必然使得风噪超标。综上所述，控制风噪、提高风量、避免安装安全隐患，是目前市场急需解决的问题。在噪声不超标的前提下提高风量，可提高室内换气量，确保较高的氧含量和较低的二氧化碳以及VOC浓度。另外，也可以减少每套房屋所需要的新风机数量(目前在售壁挂式新风机商家都建议每个房间配置一台)，使得用户成本降低。而改变安装方式，避免墙体被破坏，保障了住宅楼整体性和安全性，同时也避免了与物管人员或邻里的纠纷。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的壁挂式新风机存在风量小，风噪大；内墙打孔存在安全隐患，无法对已被破坏的墙面进行复原。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大风量、低噪声、可复原壁挂式风机及安装方法。

本发明是这样实现的：一种大风量、低噪声、可复原壁挂式风机，所述大风量、低噪声、可复原壁挂式风机设置有：

机壳；

所述机壳上板分为三部分：靠近正面部分开有出风口；中央部分与双滤层相连；靠近背面部分与铝合金百叶背板牢固连接；

所述双滤层可由顶部直接取出以便更换；

所述机壳背部通过螺栓固定有铝合金百叶背板；

所述机壳底板上通过螺栓固定有芯板，所述芯板中间通过螺栓固定有电机，并通过环保胶固定有风道导引铝板；

所述芯板靠近出风口位置通过螺栓固定有加热管。

进一步，所述电机采用直流无刷电机，Φ130叶片，电机功率40w；所述电机风道采用偏心变径。

进一步，所述双滤层包括初效和高效两层过滤，初效滤层为纤维棉，高效滤层为H13级hepa滤芯。

本发明的另一目的在于提供一种所述大风量、低噪声、可复原壁挂式风机的安装方法，所述安装方法包括：将住房内原有的某块玻璃或窗户无损拆除，风机安装到窗框内，风机左右使用铝合金角型材固定，风机上方用亚克力板密封；需要复原时，需要将风机拆除，再将之前拆下的玻璃安装。

本发明的优点及积极效果为：本发明的风量大，设计最大风量为600m³/h，电机功率选用40w；不同于普通新风机的圆孔进风口，本发明采用铝合金百叶整体背板，兼顾防水与进风量；目前市面上的新风机过滤层普遍采用初效、活性炭、高效等4～5层过滤，使得风阻非常大，根据实测结果，本发明采用初效和高效两层过滤，即可使出风口空气PM2.5以及PM10降到0，既大大提高通风量，又节约更换耗材成本(初效过滤层可反复清洗使用，仅需更换高效过滤层)。

本发明采用Φ130叶片，其最大出风量为600m³/h；设计出风口为400*80，完全满足600m³/h出风量需求；风道采用偏心变径设计；电机采用直流无刷电机，运行噪声非常小；低噪声，实测噪声为40dB；本发明从进风设计(大面积百叶)、滤层设计(双滤层)、风道设计(变径风道)、出风设计(大出风口)皆考虑了降低风噪，且实测效果明显。出风口位置还设置有加热管，可避免冬天进风温度过低，造成体感舒适度降低的不利影响。

本发明中零部件非常少，且所有部件皆用螺栓和环保胶牢固连接，不存在松散零件碰撞可能；经过详细测试，在叶片的所有转速情况下，不可能与整机发生共振。

本发明的安装采用替换玻璃方法，将住房内原有的某块玻璃或窗户无损拆除，再将本新风机安装到窗框内，左右使用铝合金角型材固定，上方用亚克力板密封，美观且牢固可靠。当需要复原时，只需要将新风机拆除，再将之前拆下的玻璃安装上即可，整个过程不会对窗户造成破坏。

本发明与现有技术相比有以下优势：

1、采用小电流进行杀菌，在长时间停止运行的新风机中，滤网中的细菌会大量繁殖，影响健康。目前在售新风机对于细菌滋生的处理方案通常有三种：紫外线杀菌，高压静电除尘带灭菌，流动空气抑制细菌滋生。其中，紫外线和高压静电都会产生较高浓度臭氧，臭氧对人体有显著危害。当臭氧的积累量超过0.25ppm，则对气道的损害很快地通过细支气管末端，其强烈的氧化作用是引起细胞损伤的主要机理。通过长期不断电运行新风机，使得细菌无法在高流速的空气环境中大量繁殖滋生，是其他商家对于细菌问题的一种简便解决方案。然而，当外界空气质量较好时，大部分用户会选择开窗通风，同时会关闭新风机，如此一来就无法避免细菌滋生。本发明采用小电流方法进行灭菌。当滤网中的菌落变得密集，则滤网就变得相对潮湿，当铜丝网和护网中通过小电流时，电子同样会在滤网中的介质水中转移，在转移过程中能产生氧化性物质，如OH^-、H₂O₂和O^2-等，这些物质能对细菌、病毒细胞的RNA、DNA产生氧化作用而致其失活死亡，从而达到灭菌消毒作用。高效hepa层采用GB/T13554-2008标准滤网(双面带金属护网)，初效过滤层两面用细铜丝网夹住，且此两种金属网皆用裸线。将hepa金属护网与初效过滤层铜丝网并联，总电阻约为10Ω。当需要杀菌时，接入5V电压，则通过护网和铜丝总电流为0.5A，并且总功率仅为2.5W，在有效杀灭细菌的同时确保了安全性。

2、安装方式采用替换玻璃法，替换整块玻璃的安装方式，对住宅楼结构、安全性无损。通过充分调研，目前住宅中的窗户或者窗户下方的固定玻璃宽度都在600mm左右，而高度则通常在1500mm左右。本发明中的新风机尺寸设计为455(宽)×655(高)mm，四边分别固定有一根铝合金角型材。通过此角型材将新风机与左、右、下窗框牢固连接并密封。在高度方向，由于尺寸差距较大，因此在上方空洞位置用一块亚克力板进行密封，既美观，又保证了采光。

3、进风口采用百叶窗的形式，不同于普遍在售新风机的管道进风方式，本发明采用铝合金百叶背板，百叶内框尺寸为390*590mm，根据《铝合金通风百叶窗》(BS848)规定，铝合金百叶窗有效通风面积系数不小于0.585，则进风口截面积≥0.39*0.59*0.585＝0.1436m²，根据式(1)，则风管内理论风量为：G_专＝3600*0.1436*3＝1550m³/h，远远超过设计风量600m³/h。此外，百叶窗采用防雨铝合金百叶，能有效防止雨水浸入，同时也能减小风噪，最关键在于其能确保建筑外立面的美观和完整，满足物业管理规范要求。

4、采用5cm厚度H13高效hepa层，目前市面上在售的壁挂式新风机大多数采用E12标准，厚度为2.5cm的hepa滤芯，并且尺寸较小，吸附微尘的有效面积较小，通风量也被限制。本发明中采用的hepa层为欧标H13(EN1822-5:2009附录B)，透过率≤0.05％，净化效果提高10倍(E12透过率≤0.5％)。Hepa滤芯尺寸设计为420*620mm，厚度为5cm，接近工业级。根据式(2)、(3)，此hepa滤芯理论风量为：

L_专＝0.42*0.62*7*5*3600*0.025/50％＝1640m³/h，远远超过设计的600m³/h风量。

5、采用Airpak模拟室内单个新风机流场，本发明设计的大风量、低噪声特点，旨在降低用户成本，使得单台新风机即可保障整套住宅室内(≤200m²)空气质量。为了验证理论，采用Airpak软件模拟室内流场，设计参数为：住宅面积130m²，层高为3m，室内人数为5人。

由图9可以看出，当风量达到600m³/h，新风空气流动已经非常充分，室内滞留空气大大减少，空气质量高。

由图10可以看出，当风量为600m³/h时，室内二氧化碳浓度已经达到优质水平，可满足多人活动需求。

由以上分析可以得出，只要新风机的风量足够，靠单台机器即可满足整套住宅的新风换气需求。

6、出风口加装辅热管

目前来看，全国范围内的雾霾通常是在寒冷的冬季爆发。因此采用松下的全热交换方法并不经济。本发明在出风口位置加装了电加热管，在环境较低时，开启辅热管，使得室内温度保持在较为舒适的水平，同时也降低了空调、暖气等设备功耗，节约能源。

附图说明

图1是本发明实施例提供的大风量、低噪声、可复原壁挂式风机结构示意图；

图2是本发明实施例提供的芯板结构示意图；

图3是本发明实施例提供的铝合金百叶背板结构示意图；

图4是本发明实施例提供的风道导引铝板结构示意图；

图5是本发明实施例提供的结构条结构示意图；

图6是本发明实施例提供的上板结构示意图；

图7是本发明实施例提供的下板结构示意图；

图8是本发明实施例提供的前、左、右板结构示意图；

图9是本发明实施例提供的室内滞留空气浓度的示意图；

图10是本发明实施例提供的室内二氧化碳浓度示意图；

图中：1、机壳；2、电源线；3、开关；4、风量调节旋钮；5、双滤层；6、铝合金百叶背板；7、芯板；8、风道引导板；9、出风口；10、电机；11、加热管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明采用Φ130叶片，其最大出风量为600m³/h；设计出风口为400*80，完全满足600m³/h出风量需求；风道采用偏心变径设计；电机采用直流无刷电机，运行噪声非常小；低噪声，实测噪声为40dB。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的大风量、低噪声、可复原壁挂式风机包括：1、机壳；2、电源线；3、开关；4、风量调节旋钮；5、双滤层；6、铝合金百叶背板；7、芯板；8、风道引导板；9、出风口；10、电机；11、加热管。

机壳1上板开有出风口9，其内表面嵌装有钢丝网；出风口9内下方通过螺栓固定有加热管11；机壳1背部通过螺栓固定有铝合金百叶背板6；机壳1右侧板底开有小孔引出电源线2；机壳1右侧下方设置有电源开关3；机壳1正面右下方安装有风量调节旋钮4；机壳1底板上通过螺栓固定有芯板7；芯板7中央通过螺栓固定有电机10；芯板7中部通过环保胶固定有风道导引铝板8。

电机10采用Φ130叶片，其最大出风量为600m³/h；电机10风道采用偏心变径设计。

出风口9为400*80。

本发明的安装采用替换玻璃方法，将住房内原有的某块玻璃或窗户无损拆除，再将本新风机安装到窗框内，左右使用铝合金角型材固定，上方用亚克力板密封，美观且牢固可靠。当需要复原时，只需要将新风机拆除，再将之前拆下的玻璃安装上即可，整个过程不会对窗户造成破坏。

本发明将电源线插入电源插槽中，给芯板上的电机和加热管进行供电，电机通过铝合金百叶背板向室内抽进外界空气，外界空气经双滤层过滤，变为优质新风，风道导引铝板将新风送入室内。如果天气寒冷可以启动出风口上的加热管进行对新风加热。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大风量、低噪声、可复原壁挂式风机，其特征在于，所述大风量、低噪声、可复原壁挂式风机设置有：

机壳；

所述机壳上板分为三部分：靠近正面部分开有出风口，出风口处固定有金属防护网；中央部分与双滤层相连；靠近背面部分与铝合金百叶背板牢固连接；

所述机壳背部通过螺栓固定有铝合金百叶背板；

所述机壳底板上通过螺栓固定有芯板，并通过环保胶固定有风道导引铝板；

所述芯板靠近出风口位置通过螺栓固定有加热管。

2.如权利要求1所述的大风量、低噪声、可复原壁挂式风机，其特征在于，所述芯板通过螺栓固定有电机。

3.如权利要求2所述的大风量、低噪声、可复原壁挂式风机，其特征在于，所述电机采用直流无刷电机，Φ130叶片，电机功率40w；所述电机风道采用偏心变径。

4.如权利要求1所述的大风量、低噪声、可复原壁挂式风机，其特征在于，所述双滤层初效和高效两层过滤。

5.如权利要求1所述的大风量、低噪声、可复原壁挂式风机，其特征在于，双滤层都采用金属丝网包裹，并连接5V电源。

6.一种如权利要求1～4任意一项所述大风量、低噪声、可复原壁挂式风机的安装方法，其特征在于，所述安装方法包括：将住房内原有的某块玻璃或窗户无损拆除，风机安装到窗框内，风机左右使用铝合金角型材固定，风机上方用亚克力板密封；需要复原时，需要将风机拆除，再将之前拆下的玻璃安装。