CN110057086B - 一种调温式空气热交换装置及热交换方法 - Google Patents

一种调温式空气热交换装置及热交换方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及中央空调领域，特别涉及一种调温式空气热交换装置及热交换方法。所述一种调温式空气热交换装置，包括:导流管一、壳体、导流管二、导流管三、环形管、导流管四、导流管五。所述导流管一为圆筒形结构，其下端面与壳体的上端面相连接,所述导流管二为圆筒形结构，其右端面延伸至壳体的内部并与壳体的内部相通连。本发明结构简单，占用体积小，便于使用与维护，通过空气与进风混合并进行二次热交换的方法控制进风与排风进行热交换程度，提高了热交换效果的可控性。

Description

一种调温式空气热交换装置及热交换方法
技术领域
本发明涉及热交换设备技术领域，特别涉及一种调温式空气热交换装置及热交换方法。
背景技术
热交换就是由于温差而引起的两个物体或同一物体各部分之间的热量传递过程。热交换一般通过热传导、热对流和热辐射三种方式来完成。
利用室内排风中的能量来预冷(热)引入的室外新风，能够达到降低新风系统能耗的目的。将热交换器应用于中央空调系统中，不但可以提高室内空气品质，而且可以有效地降低新风负荷，减少冷热源设备的装机容量，提高空调系统运行效率、节省系统运行费用等。
传统的热交换方法无法对热交换的温度进行调整，因此，如何对热交换的温度进行调整是目前需要解决的问题。
发明内容
因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于提供一种调温式空气热交换装置及热交换方法对热交换温度进行调整。本发明是通过以下技术方案实现上述目的。
本发明提供一种调温式空气热交换装置，包括:导流管一、壳体、导流管二、导流管三、环形管、导流管四、导流管五；
所述导流管一为圆筒形结构，其下端面与壳体的上端面相连接；
所述导流管二为圆筒形结构，其右端面延伸至壳体的内部并与壳体的内部相通连；
所述导流管三为圆筒形结构，其右端面延伸至壳体的内部并与壳体的内部相通连；
所述环形管为圆环形管状体结构，其内壁面与壳体的外壁面相连接，且环形管与壳体的内部相通连；
所述导流管四为圆筒形结构，其右端面延伸至环形管的内部，并与环形管的内部相通连；
所述导流管四的左端面设置有阀门；
所述导流管五为文丘里管结构，其上端面与壳体的下端面相连接；
如图及图所示，所述壳体包括：壳体一、导流管六、导流管七、导流管八；
所述壳体一为内部中空的圆柱体结构；
所述导流管六为扭曲的管状体结构，且其上端面及下端面均为圆形；
所述导流管六的上端面的中心点靠近壳体一上端面的中心点，且导流管六下端面的中心点位于其上端面中心点与壳体一外壁面之间；
所述导流管六环绕于壳体一的中轴线设置多个，且导流管六的上端面穿过壳体一的上端面并与壳体一的上方区域相通连，所述导流管六的下端面穿过壳体一的下端面并与壳体一的下方区域相通连；
所述导流管七为符合最速曲线特征的管状体结构，其数量与导流管六的数量相同；
所述多个导流管七均为一端穿过导流管六的壁面并与导流管六的内部相通连，所述导流管七的另一端穿过壳体一的侧壁面及环形管的壁面并与环形管的内部相通连；
所述多个导流管八均为符合最速曲线特征的管状体结构，其数量与导流管六的数量相同；
所述多个导流管八的一端相互通连，并穿过壳体一下端面的中心位置，并与壳体一的下方区域相通连；
所述多个导流管八的另一端穿过穿过壳体一的侧壁面及环形管的壁面并与环形管的内部相通连；
所述导流管八均设置在每两个导流管六之间。
在一个实施例中，所述导流管六的内壁面设置凸起或凹槽。
在一个实施例中，所述导流管五的内壁面设置凸起或凹槽。
本发明还提供了一种调温式空气热交换方法，采用如图-的一种调温式空气热交换装置，包括以下步骤：
①第一种工作状态：进风温度低于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度低于其外部空气的温度。
打开导流管四的左端面设置的阀门。
排风通过导流管二导入至壳体的内部，在对导流管六进行加热后，通过导流管三导出。
进风通过导流管一导入至壳体一的上端面，然后气流加速并经过导流管六内部的区域，导流管六对气流进行加热，同时在导流管六扭曲结构的作用下，气流经过导流管六下端面后沿着导流管五文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八及环形管吸入空气，在导流管五文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行加温，加温后的气流通过导流管五文丘里结构的下部导出。
气流在经过导流管六内部的区域时，使导流管七内部产生负压，空气通过导流管八及环形管导入至导流管六内部并与导流管六内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行加温。
控制导流管四的左端面设置的阀门的开程对导流管五文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整。
②第二种工作状态：进风温度低于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度高于其外部空气的温度。
打开导流管四的左端面设置的阀门。
排风通过导流管二导入至壳体的内部，在对导流管六进行加热后，通过导流管三导出。
进风通过导流管一导入至壳体一的上端面，然后气流加速并经过导流管六内部的区域，导流管六对气流进行加热，同时在导流管六扭曲结构的作用下，气流经过导流管六下端面后沿着导流管五文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八及环形管吸入空气，在导流管五文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行降温，加温后的气流通过导流管五文丘里结构的下部导出。
气流在经过导流管六内部的区域时，使导流管七内部产生负压，空气通过导流管八及环形管导入至导流管六内部并与导流管六内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行降温。
控制导流管四的左端面设置的阀门的开程对导流管五文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整。
③第三种工作状态：进风温度高于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度低于其外部空气的温度。
打开导流管四的左端面设置的阀门。
排风通过导流管二导入至壳体的内部，在对导流管六进行降温后，通过导流管三导出。
进风通过导流管一导入至壳体一的上端面，然后气流加速并经过导流管六内部的区域，导流管六对气流进行降温，同时在导流管六扭曲结构的作用下，气流经过导流管六下端面后沿着导流管五文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八及环形管吸入空气，在导流管五文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行加温，加温后的气流通过导流管五文丘里结构的下部导出。
气流在经过导流管六内部的区域时，使导流管七内部产生负压，空气通过导流管八及环形管导入至导流管六内部并与导流管六内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行加温。
控制导流管四的左端面设置的阀门的开程对导流管五文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整。
本发明的有益效果如下：
1.结构简单，占用体积小，便于使用与维护。
2.通过空气与进风混合并进行二次热交换的方法控制进风与排风进行热交换程度，提高了热交换效果的可控性。
附图说明
图1为本发明的整体结构视图。
图2为本发明的部分结构视图一。
图3为本发明的部分结构视图二。
图4为本发明的部分结构视图三。
具体实施方式
本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。
如图1图2所示，一种调温式空气热交换装置，包括:导流管一1、壳体2、导流管二3、导流管三4、环形管5、导流管四6、导流管五7；
所述导流管一1为圆筒形结构，其下端面与壳体2的上端面相连接；
所述导流管二3为圆筒形结构，其右端面延伸至壳体2的内部并与壳体2的内部相通连；
所述导流管三4为圆筒形结构，其右端面延伸至壳体2的内部并与壳体2的内部相通连；
所述环形管5为圆环形管状体结构，其内壁面与壳体2的外壁面相连接，且环形管5与壳体2的内部相通连；
所述导流管四6为圆筒形结构，其右端面延伸至环形管4的内部，并与环形管4的内部相通连；
所述导流管四6的左端面设置有阀门；
所述导流管五7为文丘里管结构，其上端面与壳体2的下端面相连接；
如图3及图4所示，所述壳体2包括：壳体一21、导流管六22、导流管七23、导流管八24；
所述壳体一21为内部中空的圆柱体结构；
所述导流管六22为扭曲的管状体结构，且其上端面及下端面均为圆形；
所述导流管六22的上端面的中心点靠近壳体一21上端面的中心点，且导流管六22下端面的中心点位于其上端面中心点与壳体一21外壁面之间；
所述导流管六22环绕于壳体一21的中轴线设置多个，且导流管六22的上端面穿过壳体一21的上端面并与壳体一21的上方区域相通连，所述导流管六22的下端面穿过壳体一21的下端面并与壳体一21的下方区域相通连；
所述导流管七23为符合最速曲线特征的管状体结构，其数量与导流管六22的数量相同；
所述多个导流管七23均为一端穿过导流管六22的壁面并与导流管六22的内部相通连，所述导流管七23的另一端穿过壳体一21的侧壁面及环形管5的壁面并与环形管5的内部相通连；
所述多个导流管八24均为符合最速曲线特征的管状体结构，其数量与导流管六22的数量相同；
所述多个导流管八24的一端相互通连，并穿过壳体一21下端面的中心位置，并与壳体一21的下方区域相通连；
所述多个导流管八24的另一端穿过穿过壳体一21的侧壁面及环形管5的壁面并与环形管5的内部相通连；
所述导流管八24均设置在每两个导流管六22之间。
优选的，作为一种可实施方式，所述导流管六22的内壁面设置凸起或凹槽，此设置增大了热交换面积且使气流经过时产生紊流，改善了热交换效果。
优选的，作为一种可实施方式，所述导流管五7的内壁面设置凸起或凹槽，此设置使经过时产生紊流，改善了气流热的交换效果。
本发明还提供了一种调温式空气热交换方法，采用如图1-4的一种调温式空气热交换装置，包括以下步骤：
①第一种工作状态：进风温度低于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度低于其外部空气的温度。
打开导流管四6的左端面设置的阀门。
排风通过导流管二3导入至壳体2的内部，在对导流管六22进行加热后，通过导流管三4导出。
进风通过导流管一1导入至壳体一21的上端面，然后气流加速并经过导流管六22内部的区域，导流管六22对气流进行加热，同时在导流管六22扭曲结构的作用下，气流经过导流管六22下端面后沿着导流管五7文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一21下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八24及环形管5吸入空气，在导流管五7文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行加温，加温后的气流通过导流管五7文丘里结构的下部导出。
气流在经过导流管六22内部的区域时，使导流管七23内部产生负压，空气通过导流管八24及环形管5导入至导流管六22内部并与导流管六22内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行加温。
控制导流管四6的左端面设置的阀门的开程对导流管五7文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整。
②第二种工作状态：进风温度低于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度高于其外部空气的温度。
打开导流管四6的左端面设置的阀门。
排风通过导流管二3导入至壳体2的内部，在对导流管六22进行加热后，通过导流管三4导出。
进风通过导流管一1导入至壳体一21的上端面，然后气流加速并经过导流管六22内部的区域，导流管六22对气流进行加热，同时在导流管六22扭曲结构的作用下，气流经过导流管六22下端面后沿着导流管五7文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一21下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八24及环形管5吸入空气，在导流管五7文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行降温，加温后的气流通过导流管五7文丘里结构的下部导出。
气流在经过导流管六22内部的区域时，使导流管七23内部产生负压，空气通过导流管八24及环形管5导入至导流管六22内部并与导流管六22内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行降温。
控制导流管四6的左端面设置的阀门的开程对导流管五7文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整。
③第三种工作状态：进风温度高于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度低于其外部空气的温度。
打开导流管四6的左端面设置的阀门。
排风通过导流管二3导入至壳体2的内部，在对导流管六22进行降温后，通过导流管三4导出。
进风通过导流管一1导入至壳体一21的上端面，然后气流加速并经过导流管六22内部的区域，导流管六22对气流进行降温，同时在导流管六22扭曲结构的作用下，气流经过导流管六22下端面后沿着导流管五7文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一21下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八24及环形管5吸入空气，在导流管五7文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行加温，加温后的气流通过导流管五7文丘里结构的下部导出。
气流在经过导流管六22内部的区域时，使导流管七23内部产生负压，空气通过导流管八24及环形管5导入至导流管六22内部并与导流管六22内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行加温。
控制导流管四6的左端面设置的阀门的开程对导流管五7文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整。

Claims (4)

1.一种调温式空气热交换装置，包括:导流管一(1)、壳体(2)、导流管二(3)、导流管三(4)、环形管(5)、导流管四(6)、导流管五(7)；
其特征在于：所述导流管一(1)为圆筒形结构，其下端面与壳体(2)的上端面相连接；
所述导流管二(3)为圆筒形结构，其右端面延伸至壳体(2)的内部并与壳体(2)的内部相通连；
所述导流管三(4)为圆筒形结构，其右端面延伸至壳体(2)的内部并与壳体(2)的内部相通连；
所述环形管(5)为圆环形管状体结构，其内壁面与壳体(2)的外壁面相连接，且环形管(5)与壳体(2)的内部相通连；
所述导流管四(6)为圆筒形结构，其右端面延伸至环形管(4)的内部，并与环形管(4)的内部相通连；
所述导流管四(6)的左端面设置有阀门；
所述导流管五(7)为文丘里管结构，其上端面与壳体(2)的下端面相连接；
所述壳体(2)包括：壳体一(21)、导流管六(22)、导流管七(23)、导流管八(24)；
所述壳体一(21)为内部中空的圆柱体结构；
所述导流管六(22)为扭曲的管状体结构，且其上端面及下端面均为圆形；
所述导流管六(22)的上端面的中心点靠近壳体一(21)上端面的中心点，且导流管六(22)下端面的中心点位于其上端面中心点与壳体一(21)外壁面之间；
所述导流管六(22)环绕于壳体一(21)的中轴线设置多个，且导流管六(22)的上端面穿过壳体一(21)的上端面并与壳体一(21)的上方区域相通连，所述导流管六(22)的下端面穿过壳体一(21)的下端面并与壳体一(21)的下方区域相通连；
所述导流管七(23)为符合最速曲线特征的管状体结构，其数量与导流管六(22)的数量相同；
所述多个导流管七(23)均为一端穿过导流管六(22)的壁面并与导流管六(22)的内部相通连，所述导流管七(23)的另一端穿过壳体一(21)的侧壁面及环形管(5)的壁面并与环形管(5)的内部相通连；
所述多个导流管八(24)均为符合最速曲线特征的管状体结构，其数量与导流管六(22)的数量相同；
所述多个导流管八(24)的一端相互通连，并穿过壳体一(21)下端面的中心位置，并与壳体一(21)的下方区域相通连；
所述多个导流管八(24)的另一端穿过穿过壳体一(21)的侧壁面及环形管(5)的壁面并与环形管(5)的内部相通连；
所述导流管八(24)均设置在每两个导流管六(22)之间。
2.根据权利要求1所述的一种调温式空气热交换装置，其特征在于：所述导流管六(22)的内壁面设置凸起或凹槽。
3.根据权利要求1所述的一种调温式空气热交换装置，其特征在于：所述导流管五(7)的内壁面设置凸起或凹槽。
4.一种调温式空气热交换方法，采用一种调温式空气热交换装置，包括以下步骤：
①第一种工作状态：进风温度低于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度低于其外部空气的温度；
打开导流管四(6)的左端面设置的阀门；
排风通过导流管二(3)导入至壳体(2)的内部，在对导流管六(22)进行加热后，通过导流管三(4)导出；
进风通过导流管一(1)导入至壳体一(21)的上端面，然后气流加速并经过导流管六(22)内部的区域，导流管六(22)对气流进行加热，同时在导流管六(22)扭曲结构的作用下，气流经过导流管六(22)下端面后沿着导流管五(7)文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一(21)下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八(24)及环形管(5)吸入空气，在导流管五(7)文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行加温，加温后的气流通过导流管五(7)文丘里结构的下部导出；
气流在经过导流管六(22)内部的区域时，使导流管七(23)内部产生负压，空气通过导流管八(24)及环形管(5)导入至导流管六(22)内部并与导流管六(22)内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行加温；
控制导流管四(6)的左端面设置的阀门的开程对导流管五(7)文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整；
②第二种工作状态：进风温度低于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度高于其外部空气的温度；
打开导流管四(6)的左端面设置的阀门；
排风通过导流管二(3)导入至壳体(2)的内部，在对导流管六(22)进行加热后，通过导流管三(4)导出；
进风通过导流管一(1)导入至壳体一(21)的上端面，然后气流加速并经过导流管六(22)内部的区域，导流管六(22)对气流进行加热，同时在导流管六(22)扭曲结构的作用下，气流经过导流管六(22)下端面后沿着导流管五(7)文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一(21)下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八(24)及环形管(5)吸入空气，在导流管五(7)文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行降温，加温后的气流通过导流管五(7)文丘里结构的下部导出；
气流在经过导流管六(22)内部的区域时，使导流管七(23)内部产生负压，空气通过导流管八(24)及环形管(5)导入至导流管六(22)内部并与导流管六(22)内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行降温；
控制导流管四(6)的左端面设置的阀门的开程对导流管五(7)文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整；
③第三种工作状态：进风温度高于排风温度，且调温式空气热交换装置内部的温度低于其外部空气的温度；
打开导流管四(6)的左端面设置的阀门；
排风通过导流管二(3)导入至壳体(2)的内部，在对导流管六(22)进行降温后，通过导流管三(4)导出；
进风通过导流管一(1)导入至壳体一(21)的上端面，然后气流加速并经过导流管六(22)内部的区域，导流管六(22)对气流进行降温，同时在导流管六(22)扭曲结构的作用下，气流经过导流管六(22)下端面后沿着导流管五(7)文丘里管结构的上部的内壁产生近似龙卷风的旋流，此时旋流与壳体一(21)下端面之间的区域内形成负压，负压通过导流管八(24)及环形管(5)吸入空气，在导流管五(7)文丘里结构的中部这些吸入的空气与旋流进行混合，吸入的空气对旋流进行加温，加温后的气流通过导流管五(7)文丘里结构的下部导出；
气流在经过导流管六(22)内部的区域时，使导流管七(23)内部产生负压，空气通过导流管八(24)及环形管(5)导入至导流管六(22)内部并与导流管六(22)内部的气流进行混合，吸入的空气对气流进行加温；
控制导流管四(6)的左端面设置的阀门的开程对导流管五(7)文丘里结构的下部导出的气流进行温度调整。
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