CN107687693A

CN107687693A - 一种往复式节能通风机

Info

Publication number: CN107687693A
Application number: CN201610636697.0A
Authority: CN
Inventors: 赵乐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-06
Filing date: 2016-08-06
Publication date: 2018-02-13

Abstract

一种往复式节能通风装置，它涉及一种建筑送风排风机。本发明的目的是为了解决建筑室内外温差较大情况下，既要求通风又要求节能的问题。本往复式节能通风机主要由可逆风机和回热器构成。通过改变可逆风机的旋转方向，实现对建筑室内交替地进行送风和排风。利用回热器的回热原理，通风时减少热能在室内外之间传递，达到节能效果。本发明创造性地把通风和隔热技术集成为一体，既满足通风的要求、又具有节能的特点，而且具有运行噪音低、隔音和结构紧凑的特点，适合于一切既需要通风又要求节能的场合。

Description

一种往复式节能通风机

技术领域

本发明涉及一种通风机，具体涉及一种节能通风机。

背景技术

通常，大气中二氧化碳含量为0.038%（指体积比，下同）。当空气中二氧化碳浓度不大于0.07%时，人体感觉良好；二氧化碳浓度达到0.1%时,个别敏感者有不舒适感。人长期在二氧化碳浓度达0.1%这样的环境里,就会出现难受、精神不振,甚至影响健康。而二氧化碳浓度达到0.15%时有明显不舒适感。文献资料显示，有人居住的卧室一天中的二氧化碳含量在白天为0.06-0.1%（室内二氧化碳浓度总是比室外高）；而从晚上人开始入睡时到第二天起床时呈单调增加趋势，在早晨8点钟左右浓度达到最高值0.3-4%。再比如，学校教室24小时内二氧化碳浓度在0.1-0.45%，学生上课效果和身心健康受到影响。而人一生中80%的时间在室内度过，三分之一的时间在卧室度过。因此，建筑通风非常重要。

另一方面，全球每年能源消耗的35%是建筑耗能，而采暖、空调和通风占建筑能耗的40%左右，这部分能耗的50%是由于开放窗户通风造成的热能损失。因此，由于建筑通风造成的热量损失约占全球总能耗的7%（即35%×40%×50%）。

为了实现通风，在中国北方的冬季，室内20℃以上的热空气被抽出，室外约-30℃左右的冷空气被吸入室内。为了保证室内温度舒适度，这将大大增加采暖负荷。而在我国南方夏季，室内26℃左右的凉空气被抽出，室外35℃左右的闷热空气被吸入室内，为了保证室内温度舒适度，这也大大增加了空调的制冷负荷。因而，通风的需求给建筑节能带来了巨大的负担，也造成严重的能源浪费。就中国来说，如果建筑通风造成的热量损失能降低50%，那么全国总能耗将降低3.5%，相当于节能1.5亿吨标准煤（2014年中国能源消费总量达42.6亿吨标准煤）。因此，对建筑进行通风并降低建筑通风时的能源消耗，对全人类的健康和节能减排具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决室内外存在较大温差时通风造成的能量浪费问题。进而提供了一种节能通风机，采用可逆风机和回热器换热设备，来实现通风同时达到节能的目的。

本发明的技术方案是：一种往复式节能通风机，它包括筒体、电机、风扇、回热器、空气过滤器和控制器构成。风扇在结构上为可逆风扇，通过控制器调控电机，风扇可实现正转和反转。正转时，相当于对室内送风；反转时相当于室内送风。回热器具有回热功能，当气流流经时，能够显著减少室内外的热交换。空气过滤器对进入室内的空气进行过滤。由于回热器由多孔介质构成，多孔介质具有消音的功能，因而能够对建筑隔音。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明采用回热式换热器结构，利用回热器的回热原理，能够显著降低建筑通风时的能耗。通过可逆风机的正反转和回热器与气流进行换热，对采暖房进行通风时，可以回收50%-75%的室内余热；对空调房进行通风时，可以阻止50%-75%的室外热量进入，从而实现节约能源的目的。

2.本发明通过可逆风机的正反转运行，实现对建筑进行间断地送风排风，建筑变成会呼吸的建筑。

3.本发明所采用的回热器，由多孔介质构成。多孔材料内部具有大量的小通孔，这些微小通孔相互连通并通向材料的表面，当声波入射到这种开孔性材料表面时，一部分声波会透入材料内部，一部分声波在材料表面反射。透入材料内部的声波在缝隙和小孔中传播，空气运动会产生粘滞和摩擦作用，同时小孔中空气受压缩时温度升高，稀疏时温度降低，以及材料的热传导效应，从而使声能逐渐转变成热能所消耗，这种能量的转变是不可逆的，因此材料就产生了吸声作用，进而达到隔音的效果。根据文献中的实验数据，采用平均孔径1.0mm、孔隙率65%、厚度为5mm的泡沫铝，降噪值可达34dB。

4.本发明的电机和风扇安装在回热器中间，与室内之间还隔一层回热器，由于回热器的降噪功能和对气流的镇流作用，因而风机运行的气动噪音几乎为零，电机噪音会被回热器降噪。因此，该节能通风机运行噪音非常小。

5.本发明所采用的空气过滤器，对室外空气先过滤再送到室内。

6.本发明与现有全热交换器送风排风机相比，体积缩小50%、成本降低50%（一台电机一台风扇与两台电机两台风扇的区别），可靠性更高，工作噪音更低，隔音效果更好。

7.本发明所采用的回热换热器比现有全热交换器送风排风机的换热芯结构简单，可靠性更高（现有全热交换器送风排风机的换热芯有漏气现象）；

8.现有全热交换器送风排风机，送风和排风同时进行，刚送入的新风很容易就被排风管排出，通风效果不够好。而且，送风口和排风口距离近，气流容易形成漩涡，对人的健康不利。送风、排风间隙地进行，通风效果更好。

9.由于风机为可逆风机，送风和排风间断地交替运行，从室外附着在空气过滤器上的尘埃在排风时会吹掉，因而空气过滤器的清洗周期更长，该节能通风机的可维护性更好。

10.在室内外温差不大，比如春秋季节，通风常常不需要节能的情况，可以把回热器拆卸下来，降低流阻，节能通风机变为普通风机（送风机或排风机，取决于电机转向）。

本发明的节能通风机，能够同时实现通风、节能、静音、隔音、过滤空气的功能，而且结构简单紧凑、成本低廉、方便实用、操作灵活、便于生产制造和安装。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一的主视图；图2是图1在A-A处的剖视图；图3是是图1在B-B处的剖视图；图4是4总可能的实施方式原理图。

图5是对采暖房进行通风时，节能风机进两侧的温度周期变化示意图；图6是对空调房进行通风时，节能风机进两侧的温度周期变化示意图。由图可以看出，采用本节能通风机的节能效果非常显著。

具体实施方式

本发明的工作原理是：

1.利用可逆风机，对室内进行间歇性的送风和排风；

2.充分利用回热器的回热原理，在对建筑进行通风时减小室内外之间的热交换。

本发明的具体实施方式：结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式的一种节能通风机，包括它包括筒体（1），筒体（1）内部安装电机（5）、风扇（2）和回热器（3）、（7）和空气过滤器（8），外部安装有控制器（6）。所述的电机（5）和风扇（2）安装在一起，由支撑结构（4）固定到筒体（1）中心，回热器（3）和（7）安装在电机（5）和风扇（2）的两侧；所述的电机（5）、风扇（2）、回热器（3）和（7）分别安装在筒体内，其特征在于：所述电机（5）为正反转电机，所述通风机的风扇（2）为可逆风扇，所述的回热器（3）和（7）具有阻止室内外进行热交换的功能，所述的空气过滤器（8）阻止室外灰尘进入室内。

本实施方式的风扇为高效低噪声可逆轴流风扇，电机采用高效可逆电机，回热器采用各向异性多孔介质，比如由多层泡沫金属或金属丝网叠加而成。多孔介质的比表面积约2000m²/m³，与流经气流之间的体对流换热系数达到10⁵w/m³k的量级，保证了气流与回热器之间进行高效换热的效果。同时，回热器经过特殊设计，轴向的有效导热系数非常小（因为回热器为分层），热量不能通过固体骨架沿着轴向传导，这样的结构特点保证回热器尽可能阻止热量在室内外之间传递，回热性能更好。。回热器采用具有较高孔隙率的多孔介质材料，流阻小。

电机和风扇组合起来（电机和风扇可以同轴，也可以不同轴而通过齿轮或皮带进行传动），由控制器实现风扇的正反转，并由支撑结构固定在筒体内部，回热器安装在风扇两侧（两侧都安装回热器的换热、隔音和降噪效果更佳），空气过滤器安装在筒体另一侧。控制器安装在筒体外面。

回热器材料可用泡沫金属（泡沫铝、泡沫铜）或金属丝网，制作成多层薄片叠加构成回热器。多层结构的多孔介质材料构成回热器，可以一层一层地安装到筒体里，也可以另加工一个筒体结构，与多层结构的多孔介质材料构成回热器总成，再安装到筒体内。

就通风节能来说，空气过滤器不是必须、而是可选配的。可以根据空气质量和风机风压的不同，选择不同厚度的空气过滤器。空气过滤器的材料可采用超细玻璃纤维等滤网。

本实施方式的筒体，除安装风扇部分的内部通道必须为原型通道外，其余部分的横截面可以使不同形状，比如圆形、方形、梯形和三角形等，也可以根据需要改变截面形状。筒体可以是直的，也可以使偏心的或弯曲的。

上述是本发明的最佳实施方式，但也可以不采用空气过滤器（方式2），或者回热器只安装在筒体一侧，另一侧不安装（方式3和方式4）。当室内外气温接近的情况下，回热器可以取下来，降低送风、排风时的流通阻力。

模拟运行一：北方供暖房，室外-10℃，室内22℃, 采用本发明的节能通风机，通过数值模拟可知，以5分钟为送风排风运行周期,则排风时风机出口（室外侧）平均温度-2.6℃，送风时风机出口（室内侧）平均温度16.5℃。

模拟运行二：南方空调房，室外40℃，室内25℃, 采用本发明的节能通风机，通过数值模拟可知，以5分钟为送风排风运行周期,则排风时风机出口（室外侧）平均温度35.8℃，送风时风机出口（室内侧）平均温度28.2℃。

通过上述模拟分析可知，该节能通风机节能效果优异：对采暖房，阻止了75%的热能随气流传到室外；对空调房，阻止了75%的热能随气流传到室内。

模拟运行三：春秋季节，室内外温差很小，建筑通风时不需要采暖和制冷，这时把回热器拆卸下来，节能通风机的效果等同于普通风机。

本发明的节能通风机，具体在工程中应用时，可以多台并联或者联合工作。多台节能通风机并联工作时，各台节能通风机可以同时送风、排风，也可以送风和排风独立运行。但为了达到最佳的通风效果，最好安装时最好保持一定距离，且送风和排风交错运行。比如，一间教室的前后各安装一台，工作时送风和排风错开运行。

虽然本发明已以较全面地披露如上，这并非用以限定本发明的权利范围。本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他改变，以及把本发明应用到未提及的领域中。毫无疑问，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的权利范围内。

Claims

1.一种往复式节能通风机，它包括筒体（1），筒体（1）内部安装电机（5）、风扇（2）和回热器（3）和（7）、空气过滤器（8），外部安装有控制器（6），所述的电机（5）和风扇（2）安装在一起，由支撑结构（4）固定在筒体（1）中心，回热器（3）和（7）安装在电机（5）和风扇（2）的两侧；所述的电机（5）、风扇（2）、回热器（3）和（7）分别安装在筒体内，其特征在于：所述电机（5）为正反转电机，所述通风机的风扇（2）为可逆风扇，所述的回热器（3）和（7）能够在通风时节约能源的功能，所述的空气过滤器（8）阻止室外灰尘进入室内。

2.根据权利要求1所述的节能通风装置，其特征在于：所述电机（5）为正反转电机。

3.根据权利要求1所述的节能通风装置，其特征在于：所述的风扇（2）为可逆风扇。

4.根据权利要求1所述的节能通风装置，其特征在于：所述筒体（1）为直筒或偏心筒，可以是圆柱形、变截面圆管或其它异形管。

5.根据权利要求1所述的节能通风装置，其特征在于：所述的回热器（3）和（7）与风扇同轴安装，也可偏心安装；回热器可以按照在可逆风扇两侧或一侧。

6.根据权利要求5所述的回热器，其特征在于：回热器的截面形状为圆形、正方形、矩形、梯形或三角形。