CN112611101B - 一种新风系统的预热装置及其控制方法、新风系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新风系统预热装置及其控制方法、新风系统。新风系统预热装置，包括：新风预热百叶风阀、新风百叶风阀、第五风阀、第六风阀、回风风口、新风预热口、新风风口、第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、新风风机、回风风机、壳体、热交换芯体、排风口、送风口；所述新风预热百叶风阀，用于控制所述新风预热口的气体流量；所述新风百叶风阀，用于控制所述新风风口的气体流量；本发明的新风系统的预热装置可以在寒冷地区预热室外新风放置芯体结霜，利用室内回风加热室外新风，有效的利用率室内的热量，根据控制逻辑自动调节风口大小，保证有足够的新风量，维持室内空气品质。

Description

一种新风系统的预热装置及其控制方法、新风系统
技术领域
本发明涉及新风系统技术领域，特别是涉及新风系统的预热装置及控制方法、新风系统。
背景技术
目前人们对生活质量的要求越来越高，因此很多高端住宅都配备有新风系统，按国家标准规定，新风系统要配有热回收装置，全热交换芯体即可以回收显热也可以回收潜热，故绝大多数新风换气装置均配有全热交换芯体，由于北方地区冬季气候寒冷，当室内湿度大时与室外冷空气换热后，芯体回风一侧会出现严重的结霜显现，芯体无法换热，同时室内空气也无法排出。因此解决芯体结冰问题，迫在眉睫。现有技术中公开了一些解决芯体结冰的方法，举例如下：
专利CN211290421U，在新风口前设置一个导风腔，利用预热器加热新风，虽然起到预热新风的作用，但是进一步浪费了电资源；
专利CN110925953A，利用电加热新风预热，计算排风热回收的干湿球温度、和当前转速下的回风量来计算回风风道的结冰点，控制新风预热后的干湿球温度，此提根据计算结果控制,不确定性高；
专利CN106288224A，新风一个换热器和一个循环泵，利用换热器和循环泵实现室内高温空气与室外低温空气之间的换热。
综上所述，现有技术中解决芯体结冰的过程中存在资源浪费、不确定性高等缺点。
发明内容
本发明的第一目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种新风系统的预热装置及其控制方法、新风系统，该预热装置能达到冬季时芯体不结冰，提高全热交换芯体利用率；利用室内回风加热室外新风，有效的利用了室内的热量，实现直接的能源回收；新风机结构形式回风通道与新风通道之间的接触面积少，减少新、排风之间的漏风和混风的有益效果。
本发明的目的通过以下技术方案实现：新风系统预热装置，包括：
新风预热百叶风阀、新风百叶风阀、第五风阀、第六风阀、回风风口、新风预热口、新风风口、第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、新风风机、回风风机、壳体、热交换芯体、排风口、送风口；
所述新风预热口、新风风口、回风风口设置在所述壳体的外侧，所述热交换芯体、新风风机、回风风机设置在所述壳体内部；所述新风预热口和新风风口中进入的新风混合后进入热交换芯体；所述新风风机用于将热交换芯体换热后的新风送入送风口，送风口将气体送入建筑物内；
所述新风预热百叶风阀，用于控制所述新风预热口的气体流量；
所述新风百叶风阀，用于控制所述新风风口的气体流量；
所述第一温湿度传感器用于检测室外干球温度及相对湿度；
所述第二温湿度传感器用于检测室内干球温度及相对湿度；
所述第五风阀，用于打开或关闭热交换芯体与回风风机的气体流通通道；所述回风风机气体出口与排风口连通；回风风机用于将换热后的回风气体送入排风口排出壳体；所述第六风阀，用于打开或关闭所述排风口。
优选地，所述新风预热口和所述新风风口设置在所述壳体左侧，由新风风口流入的新风和新风预热口流入的预热新风在新风通道中混合；所述回风风口设置在所述壳体上端，所述第五风阀设置在所述全热交换芯体右下角侧，所诉出风口设置于所述壳体左侧且位于新风风口下方。
优选地，在所述新风通道中设置有排水管。
优选地，所述新风预热百叶风阀和所述新风百叶风阀被设置为可根据一次指令开启或者关闭一个风口，面积增加或减少1/X，其中X为百叶风口数。优选地，所述X＝4。
优选地，所述新风系统预热装置还包括设置在回风风口处的回风过滤网、设置在新风风机与送风口之间的过滤网和换热器。
本发明还公开了一种新风系统预热装置的控制方法，使用上述的新风系统预热装置，当所述新风系统执行空调模式时，新风预热百叶风阀关闭、新风百叶风阀打开、第五风阀和第六风阀打开，开启制冷模式时，室外新风通过新风风口进入新风通道与从回风口进入的室内回风在热交换芯体内部进行全热交换；换热后温度降低的室外新风在风机的动力下进入室内；室内回风经过全热交换芯换热后温度升高后，通过阀门在风机的动力下由排风口排出壳体外；
开启制热模式时，室外新风通过新风风口进入新风通道与从回风口进入的室内回风在热交换芯体(21)内部进行全热交换；换热后温度升高的室外新风在风机(13)的动力下进入室内；室内回风经过全热交换芯换热后温度降低后，通过阀门在风机的动力下由排风口排出壳体外。
一种新风系统预热装置的控制方法，使用上述的新风系统预热装置实现，使用第一温湿度传感器检测室外干球温度和相对湿度，使用第二温湿度传感器检测室内干球温度和相对湿度，当室外干球温度tw＜t0时，开启新风预热模式，
初始时条件新风百叶风阀全部打开，新风预热百叶风阀全部关闭，以新风预热百叶风阀的风叶打开数为n，新风百叶风阀风叶打开数为m，设置新风预热百叶风阀和新风百叶风阀均具有X个风叶，即初始参数设置为n＝0，m＝X，第五阀门打开，第六阀门打开；
新风预热百叶风阀、新风百叶风阀按照以下控制逻辑打开、关闭：
S1.当检测室内相对湿度Φn＞Φ0，且室内温度在T1～T2℃之间且室外干球温度tw＜t0时，系统给新风预热百叶风阀发出指令，打开新风预热百叶风阀(1)的一个风叶(执行指令n＝n+1)，使室外回风与室外进入的新风混合，使室外新风的温度升高，
S2.运行Nmin后，重新检测室外干球温度、室内干球温度及相对湿度，判断是否满足Φn＞Φ0且tW＜t0且室内温度在T1～T2℃之间，
S3.步骤S2中判定条件若是且新风预热百叶风阀未完全打开(n＜X)，则打开新风预热百叶风阀的一个风叶(指令指令n＝n+1),重复步骤S2；
步骤S2中，判定条件若是且新风预热百叶风阀完全打开(n＝X)则关闭新风百叶风阀的一个风叶(m＝m-1)，重复步骤S2；
步骤S2中，判定条件若为否，则检测新风百叶风阀是否有关闭的风叶，若是(m＜X)，则开启新风口风阀的一个风叶(m＝m+1)；若否(m＝X)，则关闭新风预热百叶风阀(1)的一个风叶(n＝n-1)，重复步骤S2。
优选地，Φ0为60％；t0:为-5℃或0℃。通过实验验证上述取值时防结冰的效率较好。
本发明的新风系统的预热装置可以在寒冷地区预热室外新风放置芯体结霜，利用室内回风加热室外新风，有效的利用率室内的热量，实现直接的能源回收，基于新风机结构形式回风通道与新风通道之间的接触面积少，减少新、排风之间的漏风和混风，本发明提供的控制方法，根据控制逻辑自动调节风口大小，保证有足够的新风量，维持室内空气品质。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的新风系统预热装置的其中一种具体实施方式的结构示意简图。
图2是本发明的新风系统预热装置的空调模式的气体流向示意图。
图3是本发明的新风系统预热装置的新风预热模式的气体流向示意图。
图4是本发明中百叶风阀的控制风阀开度示意图。
图5是本发明中新风通道中的凝水排水管示意图。
图6是本发明中新风预热控制装置的新风预热控制逻辑示意图。
附图编号如下：
1、新风预热百叶风阀；2、新风百叶风阀；3、第三风阀；4、第四风阀；5、第五风阀；6、第六风阀；7、第一温湿度传感器；8、回风风口；9、新风预热口；10、新风风口；11、排风口；12、送风口；13、新风风机；14回风风机；15、第二温湿度传感器；16、回风过滤网；17、高效过滤网；18、健康滤网；19、换热器；20、排水管；21、热交换芯体；22、控制盒。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
如图1所示，为本发明的新风系统预热装置的一具体实施例的结构示意简图，所述新风系统预热装置包括：新风预热百叶风阀1、新风百叶风阀2、第五风阀5、第六风阀6、回风风口8、新风预热口9、新风风口10、第一温湿度传感器7、第二温湿度传感器17、新风风机13、回风风机14、壳体、热交换芯体21、控制盒22、排风口11、送风口12；
所述新风预热口9和所述新风风口10设置在所述壳体左侧，由新风风口10流入的新风和新风预热口9流入的预热新风在新风通道中混合；所述回风风口8设置在所述壳体上端，所述第五风阀5设置在所述全热交换芯体右下角侧，所诉出风口11设置于所述壳体左侧且位于新风风口10下方。
所述新风预热百叶风阀1，用于控制所述新风预热口的气体流量；所述新风百叶风阀2，用于控制所述新风风口的气体流量；所述第五风阀5，用于打开或关闭热交换芯体21与回风风机14的气体流通通道；所述第六风阀6，用于控制所述所述排风口11的气体流通；所述第一温湿度传感器7用于检测室外干球温度及相对湿度；所述第二温湿度传感器15用于检测室内干球温度及相对湿度；所述新风风机13用于将风送入送风口12；所述回风风机14用于将换热后的回风气体送入排风口11排出壳体。
所述新风系统预热装置还包括设置在回风风口处的回风过滤网16、依次设置在新风风机与送风口之间的高效过滤网17和健康滤网18和换热器19，过滤网可以有效地过滤空气提高空气质量，换热器用于升高/降低气体温度。
如图4所示是本发明中百叶风阀的控制风阀开度示意图，所述新风预热百叶风阀1和所述新风百叶风阀2被设置为可根据一次指令开启或者关闭一个风口，面积增加或减少1/X，其中X为百叶风口数如图其中所述X＝4。
如图5所示，在所述新风通道中设置有排水管20，用于将新风通道中的冷凝水排出。
如图3所示为新风系统预热装置的新风预热模式的气体流向示意图，当所述新风系统执行空调模式时，新风预热百叶风阀关闭、新风百叶风阀打开、第五风阀和第六风阀打开，开启制冷模式时，室外新风通过新风风口进入新风通道与从回风口进入的室内回风在热交换芯体内部进行全热交换；换热后温度降低的室外新风在风机的动力下进入室内；室内回风经过全热交换芯换热后温度升高后，通过阀门在风机的动力下由排风口排出壳体外；
开启制热模式时，室外新风通过新风风口进入新风通道与从回风口进入的室内回风在热交换芯体内部进行全热交换；换热后温度升高的室外新风在风机的动力下进入室内；室内回风经过全热交换芯换热后温度降低后，通过阀门在风机的动力下由排风口排出壳体外。
如图3是本发明的新风系统预热装置的新风预热模式的气体流向示意图，如图6是本发明中新风预热控制装置的新风预热控制逻辑示意图，具体如下：
使用第一温湿度传感器检测室外干球温度和相对湿度，使用第二温湿度传感器检测室内干球温度和相对湿度，当室外干球温度tw＜t0时，开启新风预热模式，
初始时条件新风百叶风阀全部打开，新风预热百叶风阀全部关闭，以新风预热百叶风阀的风叶打开数为n，新风百叶风阀风叶打开数为m，设置新风预热百叶风阀和新风百叶风阀均具有X个风叶，即初始参数设置为n＝0，m＝X；第五阀门打开，第六阀门打开；
S1.当检测室内相对湿度Φn＞Φ0，且室内温度在T1～T2℃之间且室外干球温度tw＜t0时，系统给新风预热百叶风阀发出指令，打开新风预热百叶风阀，使室外回风与室外进入的新风混合，使室外新风的温度升高，
S2.运行Nmin后，重新检测室外干球温度、室内干球温度及相对湿度，判断是否满足Φn＞Φ0且tW＜t0且室内温度在T1～T2℃之间，
S3.判定条件若是则执行指令n＝n+1，若n＜X即新风预热百叶风阀未完全打开，则打开新风预热百叶风阀的一个风叶,重复步骤S2；
S4.步骤S3中若n≥X，即新风预热百叶风阀完全打开，则每重复一次步骤S2判定条件为是时则执行m＝m-1即关闭新风百叶风阀的一个风叶，重复步骤S2；
重复步骤S2时，若判定条件为否，则检测新风百叶风阀是否有关闭的风叶，若是，则开启新风口风阀的一个风叶；若否，即新风百叶风阀全部打开，则关闭新风预热百叶风阀的一个风叶，重复步骤S2。
本发明的新风系统的预热装置可以在寒冷地区预热室外新风放置芯体结霜，利用室内回风加热室外新风，有效的利用率室内的热量，实现直接的能源回收，基于新风机结构形式回风通道与新风通道之间的接触面积少，减少新、排风之间的漏风和混风，本发明提供的控制方法，根据控制逻辑自动调节风口大小，保证有足够的新风量，维持室内空气品质。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种新风系统预热装置，其特征在于：所述新风系统预热装置包括新风预热百叶风阀(1)、新风百叶风阀(2)、第五风阀(5)、第六风阀(6)、回风风口(8)、新风预热口(9)、新风风口(10)、第一温湿度传感器(7)、第二温湿度传感器(17)、新风风机(13)、回风风机(14)、壳体、热交换芯体(21)、排风口(11)、送风口(12)；
所述新风预热口(9)、新风风口(10)、回风风口(8)设置在所述壳体的外侧，所述热交换芯体(21)、新风风机(13)、回风风机(14)设置在所述壳体内部；所述新风预热口(9)和新风风口(10)中进入的新风混合后进入热交换芯体(21)；所述新风风机(13)用于将热交换芯体(21)换热后的新风送入送风口(12)，由送风口(12)送入建筑物内；所述新风预热百叶风阀(1)，用于控制所述新风预热口(9)的气体流量；所述新风百叶风阀(2)，用于控制所述新风风口(10)的气体流量；
所述第一温湿度传感器(7)用于检测室外干球温度及相对湿度；所述第二温湿度传感器(15)用于检测室内干球温度及相对湿度；
所述第五风阀(5)，用于打开或关闭热交换芯体(21)与回风风机(14)的气体流通通道；所述回风风机(14)气体出口与排风口(11)连通；回风风机(14)用于将换热后的回风气体送入排风口(11)排出壳体；所述第六风阀(6)，用于打开或关闭所述排风口(11)；
所述新风系统预热装置的控制方法是使用第一温湿度传感器检测室外干球温度和相对湿度，使用第二温湿度传感器检测室内干球温度和相对湿度，当室外干球温度tw＜t0时，开启新风预热模式，
初始时条件新风百叶风阀(2)全部打开，新风预热百叶风阀(1)全部关闭，第五阀门(5)打开，第六阀门(6)打开；
S1.当检测室内相对湿度Φn＞Φ0，且室内温度在T1～T2℃之间且室外干球温度tw＜t0时，系统给新风预热百叶风阀(1)发出指令，打开新风预热百叶风阀(1)的一个风叶，使室外回风与室外进入的新风换热，使室外新风的温度升高，
S2.运行N min后，重新检测室外干球温度、室内干球温度及相对湿度，判断是否满足Φn＞Φ0且tW＜t0且室内温度在T1～T2℃之间，
S3.步骤S2中判定条件若是且新风预热百叶风阀(1)未完全打开，则打开新风预热百叶风阀(1)的一个风叶,重复步骤S2；
步骤S2中，判定条件若是且新风预热百叶风阀完全打开则关闭新风百叶风阀(2)的一个风叶，重复步骤S2；
步骤S2中，判定条件若为否，则检测新风百叶风阀(2)是否有关闭的风叶，若是，则开启新风口风阀(2)的一个风叶；若否，则关闭新风预热百叶风阀(1)的一个风叶，重复步骤S2。
2.根据权利要求1所述的新风系统预热装置，其特征在于：Φ0为60％；t0为-5℃。
3.根据权利要求1所述的一种新风系统预热装置，其特征在于：所述新风预热口(9)和所述新风风口(10)设置在所述壳体左侧，由新风风口(10)流入的新风和新风预热口(9)流入的预热新风在新风通道中混合；所述回风风口(8)设置在所述壳体上端，所述第五风阀(5)设置在所述热交换芯体右下角侧，排风口(11)设置于所述壳体左侧且位于新风风口(10)下方。
4.根据权利要求3所述的一种新风系统预热装置，其特征在于：在所述新风通道中设置有排水管(20)。
5.根据权利要求1所述的一种新风系统预热装置，其特征在于，所述新风预热百叶风阀(1)和所述新风百叶风阀(2)被设置为可根据一次指令开启或者关闭一个风口，面积增加或减少1/X，其中X为百叶风口数。
6.根据权利要求5所述的一种新风系统预热装置，其特征在于，所述X＝4。
7.根据权利要求1所述的一种新风系统预热装置，其特征在于，所述新风系统预热装置还包括设置在回风风口(8)处的回风过滤网、设置在新风风机(13)与送风口(12)之间的过滤网和换热器(19)，所述过滤网设置在靠近新风风机(13)一侧，换热器设置在靠近送风口(12)一侧。
8.一种新风系统预热装置的控制方法，其特征在于：使用权利要求1-7中任一项所述的新风系统预热装置，当所述新风系统执行空调模式时，新风预热百叶风阀(1)关闭、新风百叶风阀(2)打开、第五风阀(5)和第六风阀(6)打开，开启制冷模式时，室外新风通过新风风口(10)进入新风通道与从回风口(8)进入的室内回风在热交换芯体(21)内部进行全热交换；换热后温度降低的室外新风在风机(13)的动力下进入室内；室内回风经过全热交换芯换热后温度升高后，通过阀门(5)在风机(14)的动力下由排风口(11)排出壳体外；
开启制热模式时，室外新风通过新风风口(10)进入新风通道与从回风口(8)进入的室内回风在热交换芯体(21)内部进行全热交换；换热后温度升高的室外新风在风机(13)的动力下进入室内；室内回风经过全热交换芯换热后温度降低后，通过阀门(5)在风机(14)的动力下由排风口(11)排出壳体外。
9.新风系统，其特征在于具有权利要求1-7中任一项所述的新风系统预热装置。
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