CN111594968A - 通风装置及通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通风装置及通风系统，该通风装置，包括：通风器，其在轴向上具有两个端口；风机，其设置于所述通风器中以使气流通过所述通风器；回热器，其设置于所述通风器中以用于吸收所述气流中的热量；其中：所述风机的径向上的外围形成有用于阻止气流的阻隔部，所述阻隔部用于使所述风机的流通截面小于所述回热器的流通截面。本发明通过将风机的流通截面设置的小于回热器的流通截面，进而使得风机与回热器能够形成合理的压力匹配和流速匹配。

Description

通风装置及通风系统

技术领域

本发明涉及建筑通风技术领域，尤其涉及一种往复式热回收通风装置。

背景技术

公知地，对室内进行通风，可有效降低室内二氧化碳的含量，进而能够提高室内人员的舒适感，然而，自然通风过程可能带来能量损失，例如，在冬季，室内热空气直接排出室外以及室外冷空气直接进入室内，这势必增大了采暖设备的能量消耗；再例如，在夏季，室内冷空气直接排出室外以及外界热空气直接进入室内，这势必增大了制冷设备的能量消耗。

为能够回收空气中的热量，现有技术中，利用机械通风方式使室内与室外进行通风，例如，专利申请号为201120515081.0的中国专利公开了一种往复式热回收新风系统，该系统可设置于室内与室外的交接壁上，该系统具有筒状的通风器、设置于通风器中的直流电机(实际为风机)以及设置在风机的轴向的一侧的蓄热体，风机运行使得热空气通过蓄热体，蓄热体用于吸收热空气中的热量，被吸收了热量的空气排出室外(若为冬季)或者进入室内(若为夏季)，进而实现对空气中的热量的回收。

然而，上述的往复式热回收新风系统却存在如下缺陷：

风机以及蓄热体均充满通风器的整个截面，蓄热体的蓄热、换热能力和流阻特性与轴流风机的轴向流速、压力特性不匹配，这造成两者在允许气流通过方面不匹配，具体为：因风机以及蓄热体均占据通风器的整个截面，对于气流来说具有相同的流通截面，因而具有相同的轴向流速。而常用轴流风机的轴向气流速度远大于2米每秒，而全压不大于200帕；对例如约15厘米厚的回热器来说，大于2米每秒的流速所对应的压差远大于200帕，而小于200帕压差所对应的气流流速通常小于0.5米每秒。因此实际工作时，轴流风机和蓄热体性能参数完全不能匹配。从而导致通风系统运行时的效率低下，换气量受到限制，不适用于较高通风量要求的场景。

另外，整个通风装置在轴向上的尺寸较大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题中的至少一个问题，本发明提供了一种通风装置及通风系统。

本发明采用的技术方案是：

一种通风装置，包括：

通风器，其在轴向上具有两个端口；

风机，其设置于所述通风器中以使气流通过所述通风器；

回热器，其设置于所述通风器中，用于吸收所述气流中的热量；其中：

所述风机的径向上的外围形成有用于阻止气流的阻隔部，所述阻隔部用于使所述风机的流通截面小于所述回热器的流通截面。

优选地，所述通风器内设置有隔板，所述风机设置于所述隔板中并贯穿所述隔板；其中：

所述风机的外围的所述隔板形成所述阻隔部。

优选地，所述隔板以垂直于所述通风器的轴向的方式设置于所述通风器中。

优选地，所述风机以其轴向与所述通风器的轴向一致的方式贯穿所述隔板。

优选地，所述风机以其轴向与所述通风器的轴向垂直的方式贯穿所述隔板。

优选地，所述隔板上具有两个分别向厚度上膨胀的弧形壁，两个所述弧形壁共同限定出一个与所述通风器的轴向垂直的穿孔，所述风机贯穿所述穿孔。

优选地，所述回热器包括两个，两个所述回热器布置在所述风机沿所述通风器的轴向上的两侧。

优选地，

所述通风器呈多边形框状

或者

所述通风器呈圆筒状；

或者

所述通风器呈椭圆筒状。

优选地，前述回热器为泡沫状、蜂窝状、颗粒堆积而成、或者丝网叠置而成的多孔材料，所述多孔材料由选自无机氧化物、碳化物或金属中的一种或多种形成。

优选地，前述风机为可逆风机，叶轮的叶型为S形。

本发明还公开了一种通风系统，包括上述的通风装置。

与现有技术相比，本发明公开的通风装置及通风系统的有益效果是：

本发明通过将风机的流通截面设置得小于回热器的流通截面，使得风机与回热器能够形成合理的压力匹配和流速匹配。

通过使得风机与回热器能够形成合理的压力匹配和流速匹配，通风系统的通风量不再受到限制，可以根据需求选择不同的风机和回热器进行合理匹配，还能够保证整个通风系统始终以很高的效率运行。

本发明中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本发明的实施例所提供的通风装置的立体分解视图。

图2为本发明的实施例所提供的通风装置的立体装配视图。

图3为图2的A-A向剖视图。

图4为本发明的实施例所提供的通风装置使用时的气流流线效果图。

附图标记：

10-通风器；20-风机；30-回热器；40-隔板；41-弧形壁；42-穿孔；50-格栅。

具体实施方式

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本发明以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本发明公开了一种通风装置，该通风装置属于机械通风装置，该通风装置用于设置在室内与室外的交接壁上，例如，设置在建筑物的墙壁或者窗壁上。

如图1至图4所示，该通风装置包括：通风器10、风机20以及回热器30。

对通风器10的形状结构没有任何限定，其可以为多种结构，例如，通风器10为多边形框状结构，如图1所示，该通风器10为四边形框状结构，再例如，通风器10为截面是圆形的筒状结构，或者，通风器10为截面是椭圆形的筒状结构。容易理解地，通风器10具有轴向上的两个端口，气流借由端口流经通风器10。

应该说明：所谓的通风器10的轴向是指通风器10的轴线所指方向，而所谓通风器10的轴线是通风器10的延伸方向，该轴线垂直贯穿通风器10的两个端口。

回热器30用于吸收气流中的热量，该回热器30设置于通风器10中。根据需要，回热器30可以仅设置在通风器10沿轴向的一侧，也可以设置在通风器10的两侧。在通风器10的每一侧，回热器30可以设置在通风器10沿轴向的一部分截面上。比如，在室外与室内的温度差不大的情况下，可以在通风器10沿轴向的一部分截面设置回热器，另一部分截面不设置回热器。

也可以将回热器30设置为填充通风器10沿轴向的整个截面，使得回热器30的允许气流通过的流通截面与通风器10的允许气流通过的流通截面相等，如此，流经通风器10的气流不仅全部流经回热器30，并且气流在通风器10的整个流通截面上流经回热器30。

风机20设置在通风器10中，该风机20通过使气流流经通风器10，而使室内与室外的空气实现流通，在风机20的作用下，气流会以一定流速经过回热器30，回热器30用于将气流中的热量回收。例如，当风机20在室外温度高于室内温度的环境下运行时，外界(室外)热空气进入通风器10而会流经回热器30，回热器30吸收气流中的热量，被吸收了热量的气流以较低温度进入室内，一方面能够降低制冷设备维持室内低温的负荷，另一方面，被吸收的热量可以作为他用。再例如，当风机20在室外温度低于室内温度的环境下运行时，室内热空气进入通风器10而会流经回热器30，回热器30吸收气流中的热量，被吸收了热量的气流以较低温度排出室外，而回热器30所吸收的热量可用于为室内的空气进行加热或作为他用。

在本发明中，尤为关键的是：风机20径向上的外围形成有阻隔部，该阻隔部用于阻止气流通过，使得气流仅能够从风机20通过，该阻隔部占用了通风器10的一部分截面，进而使得风机20的允许气流通过的流通截面小于回热器30的允许气流通过的流通截面。

本发明通过设置用于阻止气流通过的阻隔部，将风机20的流通截面设置成小于回热器30的流通截面，进而使得风机20与回热器30能够形成合理的压力匹配和流速匹配。

对于使风机20的流通截面设置成小于回热器30的流通截面的阻隔部，没有特别的限定，在一些优选实施例中，如图1、图3所示，通过在通风器10中设置隔板40而使得风机20外围形成阻隔部，具体地，使隔板40占据通风器10的整个截面，风机20以贯穿隔板40的方式设置于隔板40上，风机20外围的隔板40作为阻隔部，而气流仅能够通过风机20从隔板40的一侧流向另一侧。

优选地，将隔板40以垂直于通风器10的轴向的方式设置于通风器10中，这样能够最大程度的减小隔板40所占据通风器10的轴向上的空间。这里的“垂直”是指，隔板40与通风器10的轴向所形成的角度接近90度，例如为80～90度，优选为85～90度。

作为风机20贯穿隔板40的方式，可以列举出例如：

方式一，使风机20的轴向与通风器10的轴向一致(附图中未示出)。这里的“一致”并不严格限定于风机20的轴向与通风器10的轴向形成0度的夹角，只要风机20的轴向与通风器10的轴向大致一致，例如，风机20的轴向与通风器10的轴向形成的夹角为大约0～10度，进一步可以为例如大约0～5度。

方式二，如图1、图3所示，使风机20的轴向与通风器10的轴向垂直，此时，风机20的轴向与隔板40所在的平面平行，具体地，使隔板40中部形成分别朝轴向上的两侧膨胀的弧形壁41，两个弧形壁41共同限定出一个穿孔42，风机20贯穿该穿孔42，而弧形壁41包覆于风机20外。前述的“垂直”并不限于严格的“90度”，风机20的轴向与通风器10的轴向所形成的角度可以为例如80～90度，优选为85～90度。

除此之外，风机20的轴向与通风器10的轴向形成的角度还可以为其他的角度，例如为15～70度，没有特别的限定。

优选的是，风机20贯穿隔板40的方式二，方式二具有如下优点：

相对于垂直于隔板贯穿的方式一，方式二能够更好地控制通风器的轴向厚度，可逆风机20和回热器30的匹配更加灵活。

尤其，在风机20为轴向尺寸较大的风机20的情况下，方式二能够减少风机20占据通风器10的轴向尺寸，进而可使通风器10的轴向尺寸设置得更小。

对回热器30的材料没有任何限定，只要能够实现回热的目的，本领域技术人员可能适宜的选择。回热器30可以为例如多孔材料。通过采用多孔材料，能够进一步提高热量利用效率。作为这样的多孔材料，可以列举出例如泡沫状、蜂窝状、颗粒堆积而成或丝网叠置而成的多孔材料，作为多孔材料，可以由选自无机氧化物、碳化物或金属中的一种或多种形成，比如通常的陶瓷材料，铸铁和金属材料、或者复合相变材料。

回热器30可以仅设置于沿通风器10上的一侧，也可以设置于沿通风器10的两侧。在一些优选实施例中，回热器30分别设置在风机20沿通风器10上的两侧。通风器10的每一侧设置的回热器30占通风器10的截面的面积比例没有特别的限定，可以仅占据通风器10的截面的一部分，也可以将通风器10的截面填充满。优选将回热器30设置为填充通风器10沿轴向的整个截面，使得气流在通风器10的整个流通截面上流经回热器30。

当通风器10两侧均设置有回热器30时，可以使风机20设置成能够进行改变旋转方向的可逆式风机，如此，可实现气流从室内到室外以及从室外到室内的双向流动。

风机20为可逆风机。为了使风机20效率更高，叶轮叶片的叶型可以为S型，轴流叶轮上下游还可以设置安装角度为90°的完全对称翼型的前后导向叶。

在一些优选实施例中，在通风器10的沿轴向上的两个端口上均设置格栅50，该格栅50对回热器30具有限位作用，且还具有防雨功能。

下面介绍一下本发明所提供的通风装置的具体实施例。

通风装置中：在通风器10的两侧均设置回热器30，每一侧的回热器30均由4块0.2米×0.2米×0.075米的蜂窝陶瓷材料拼接形成，气流流通面积为0.16平方米。蜂窝陶瓷的孔隙率为0.75，孔径约3.5毫米。风机20外径18厘米、轴向长度8厘米，设计点转速3600转每分，流量120立方米每小时、压力100Pa。通风器10外形尺寸为0.41米×0.41米×0.36米。气流流经风机20的轴向速度约2.0米每秒，以约0.20米每秒的速度流经厚度为0.15米(回热器为2部分构成，总厚度为2×0.075米等于0.15米)的回热器30，总压力损失为100Pa。如图4所示，气流以表观速度0.20米每秒流经回热器30，在隔板40一侧汇聚到风机20的入口，以约3.0米每秒的平均速度流经风机20，并增压100Pa，再以0.20米每秒流经另一侧的回热器30。可逆风机20以“正转1分钟，反转1分钟”周期运行，能为室内提供120立方米每小时新风，节能70～90％。此方案的通风装置成对使用，特别适合中小学教室。

该通风装置能够用于例如教室通风。可以在教室前后窗户上各安装一台，同时运行。进一步，根据需要可以设置安装在教室前后的通风装置中风机的运转方向。例如，可以设置一台风机正向旋转，使气流从室外向流向室内，同时另一台风机逆向旋转，使气流从室内流向室外。

本发明还公开了一种通风系统，该通风系统包括上述的通风装置，还包括：安装于室内的用于测量温度的传感器、安装于室内的用于测量二氧化碳含量的传感器、用于检测PM2.5的传感器，该系统基于这些传感器的检测结果来控制风机20的运行时机以及转速，进而调节室内的空气环境。

此外，尽管已经在本发明中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种通风装置，其特征在于，包括：

通风器，其在轴向上具有两个端口；

风机，其设置于所述通风器中以使气流通过所述通风器；

回热器，其设置于所述通风器中，用于吸收所述气流中的热量；其中：

所述风机的径向上的外围形成有用于阻止气流的阻隔部，所述阻隔部用于使所述风机的流通截面小于所述回热器的流通截面。

2.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述通风器内设置有隔板，所述风机设置于所述隔板中并贯穿所述隔板；其中：

所述风机的外围的所述隔板形成所述阻隔部。

3.根据权利要求2所述的通风装置，其特征在于，所述隔板以垂直于所述通风器的轴向的方式设置于所述通风器中。

4.根据权利要求3所述的通风装置，其特征在于，所述风机以其轴向与所述通风器的轴向一致的方式贯穿所述隔板。

5.根据权利要求3所述的通风装置，其特征在于，所述风机以其轴向与所述通风器的轴向垂直的方式贯穿所述隔板。

6.根据权利要求5所述的通风装置，其特征在于，所述隔板上具有两个分别向厚度上膨胀的弧形壁，两个所述弧形壁共同限定出一个与所述通风器的轴向垂直的穿孔，所述风机贯穿所述穿孔。

7.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述回热器包括两个，两个所述回热器布置在所述风机沿所述通风器的轴向上的两侧。

8.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，

所述通风器呈多边形框状

或者

所述通风器呈圆筒状；

或者

所述通风器呈椭圆筒状。

9.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述回热器为泡沫状、蜂窝状、颗粒堆积而成、或者丝网叠置而成的多孔材料，所述多孔材料由选自无机氧化物、碳化物或金属中的一种或多种形成。

10.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述风机为可逆风机，所述风机的叶片的叶型为S形。

11.一种通风系统，其特征在于，包括如权利要求1至10中任意一项所述的通风装置。

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