CN112665074A - 一种单管道风机设备及利用其进行空气交换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风机设备，包括：外壳，围成一空腔；过滤模块，将空腔分隔成第一和第二腔体；第一隔板，将第一腔体分隔成第一和第二子腔体，第一隔板中具有第一进风孔和第一出风孔；第二隔板，将第二腔体分隔成第三和第四子腔体，第二隔板中具有第二进风孔和第二出风孔；室外风口，设置在外壳的对应于第一子腔体的部分中；室内风口，设置在外壳的对应于第四子腔体的部分中；排风风机，位于第二子腔体中，用于将第二子腔体内的空气排出到外壳的外部；新风风机，位于第三子腔体中，用于将第三子腔体内的空气排送到外壳的外部。本发明还提供了一种利用风机设备进行空气交换的方法。

Description

一种单管道风机设备及利用其进行空气交换的方法

技术领域

本发明整体上涉及一种用于新风系统的风机设备及利用其进行空气交换的方法，具体地，涉及一种单管道新风系统的风机设备及利用其进行空气交换的方法。

背景技术

随着生活水平的日益提高和空气质量的逐渐恶化，人们对居住环境的空气质量的要求越来高，对空气净化器、新风系统等空气净化设备的需求量日渐增大。其中新风系统因其净化效率高、净化效果好等优点，逐渐在家庭中得到普遍的应用。

当前市场上带有能量回收功能的全屋管道式新风系统，包括风机设备和通风管道两部分。其中通风管道需要安装两套管道。第一套管道用于将室外新鲜空气经过风机设备后送入室内。第二套管道用于室内污浊空气经过风机设备排出到室外。两套管道的气体在经过风机设备时，在位于风机设备内部的能量交换芯处实现能量交换，以此在实现室内、外空气置换的同时实现室内、外空气之间的能量交换，以例如回收室内污浊空气能量。这种具有两套管道的新风系统通常被称为双管道新风系统。

双管道新风系统的通风管道通常铺设在天花板或者地板下。两套管道需要占用较多的安装空间，因此会与其他楼宇设备(如中央空调、消防、监控等)抢占安装空间。此外，这种双管道新风系统的施工难度较大，对两套管道进行布管通常需要在横梁上进行较多穿梁打孔，且两套管道的材料费及人工费用较高，增加了用户的安装成本。

发明内容

本发明的至少一个目的在于提供一种风机设备，利用该风机设备能够实现单管道的新风系统。

本发明的另一个目的在于提供一种利用上述风机设备进行空气交换的方法。

根据本发明的实施例，提供了一种风机设备，包括：

外壳，所述外壳围成一空腔；

过滤模块，位于所述外壳的内部，并将所述外壳围成的所述空腔分隔成第一腔体和第二腔体；

第一隔板，位于所述第一腔体中，并将所述第一腔体分隔成第一子腔体和第二子腔体，所述第一隔板中具有第一进风孔和第一出风孔；

第二隔板，位于所述第二腔体中，并将所述第二腔体分隔成第三子腔体和第四子腔体，所述第二隔板中具有第二进风孔和第二出风孔；

室外风口，设置在所述外壳的对应于所述第一子腔体的部分中，用于提供第一子腔体与所述外壳的外部的空气通路；

室内风口，设置在所述外壳的对应于所述第四子腔体的部分中，用于提供第四子腔体与所述外壳的外部的空气通路；

排风风机，位于所述第二子腔体中，用于将所述第二子腔体内的空气经由所述第一出风孔排送到所述第一子腔体，进而经由所述室外风口排出到所述外壳的外部；

新风风机，位于所述第三子腔体中，用于将所述第三子腔体内的空气经由所述第二出风孔排送到所述第四子腔体，进而经由所述室内风口排出到所述外壳的外部，

其中，所述第一进风孔、第二进风孔、第一出风孔和第二出风孔中分别设置有第一风阀、第二风阀、第三风阀和第四风阀，所述第一风阀用于控制第一进风孔的打开和关闭，所述第二风阀用于控制第二进风孔的打开和关闭，所述第三风阀用于控制第一出风孔的打开和关闭，所述第四风阀用于控制第二出风孔的打开和关闭。

在至少一个实施例中，所述排风风机和所述新风风机不同时运行。

在至少一个实施例中，所述排风风机和所述新风风机分时运行。

在至少一个实施例中，所述新风风机被配置成引导空气形成经由所述室外风口进入所述第一子腔体、再经由第一进风孔进入所述第二子腔体、再穿过所述过滤模块到达所述第三子腔体、然后经由所述第二出风孔排送到所述第四子腔体、最后经由所述室内风口排送到所述外壳的外部的气流。

在至少一个实施例中，所述排风风机被配置成引导空气形成经由所述室内风口进入所述第四子腔体、再经由第二进风孔进入所述第三子腔体、再穿过所述过滤模块到达所述第二子腔体、然后经由所述第一出风孔排送到所述第一子腔体、最后经由所述室外风口排送到所述外壳的外部的气流。

在至少一个实施例中，所述过滤模块包括过滤网。

在至少一个实施例中，所述过滤模块还包括储能式的能量交换装置，当气流流经所述能量交换装置时，与所述能量交换装置发生热交换。

在至少一个实施例中，所述能量交换装置包括并排放置的多个叶片，当气流流经所述多个叶片时，与所述多个叶片发生热交换。

在至少一个实施例中，还包括模式选择单元和控制单元，其中所述模式选择单元用于将所述风机设备的工作模式选定为新风模式和排风模式中的一种，所述控制单元被配置成：

响应于所述模式选择单元选定新风模式，控制所述第一风阀和所述第四风阀打开第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀关闭第二进风孔和第一出风孔，关闭所述排风风机且开启所述新风风机；

响应于所述模式选择单元选定排风模式，控制所述第一风阀和所述第四风阀关闭第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀打开第二进风孔和第一出风孔，开启所述排风风机且关闭所述新风风机。

在至少一个实施例中，所述控制单元还被配置成使所述风机设备的工作模式在新风模式和排风模式中交替进行。

本申请还提供了一种使用上述风机设备进行空气交换的方法，包括以下步骤：

将所述风机设备的工作模式选定为新风模式和排风模式中的一种；

当所选择的工作模式为新风模式时：控制所述第一风阀和所述第四风阀打开第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀关闭第二进风孔和第一出风孔，关闭所述排风风机且开启所述新风风机；

当所选择的工作模式为排风模式时：控制所述第一风阀和所述第四风阀关闭第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀打开第二进风孔和第一出风孔，开启所述排风风机且关闭所述新风风机。

在至少一个实施例中，所述风机设备的工作模式在新风模式和排风模式中交替进行。

本申请公开的风机设备中，通过新风风机和排风风机的分时、协同工作，只需要安装一套管道，即可实现室内外空气置换。另外，本申请公开的风机设备中通过使用储能型能量交换芯，在实现室内外空气置换的同时还具有能量回收功能。

本申请公开的风机设备可实现单管道的新风系统，可减小通风管道的安装对于室内空间的占用，减少穿梁打孔的数量，降低施工难度。还可以降低管道的使用量，节省了材料费及人工费。同时，由于风机设备只需要预留一套管道的接口(两个)，比双管道新风系统所需的预留接口减少一半，因此风机设备的尺寸较小，降低了对室内吊顶空间的占用。

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本发明上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1示出了根据本发明的实施例的示例性风机设备的内部示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的示例性风机设备在新风模式下的空气流动路径；

图3示出了根据本发明的实施例的示例性风机设备在排风模式下的空气流动路径；

图4示出了根据本发明的实施例的风机设备中的能量交换装置。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

根据本发明的一个实施例提供了一种用于新风系统的风机设备，图1示出了该风机设备的内部结构示意图。如图1所示，根据本发明的一个实施例的风机设备包括：

外壳10，该外壳围成一空腔；

具有过滤网I和能量交换装置J的过滤模块，位于外壳10的内部，并将外壳10围成的空腔分隔成第一腔体和第二腔体；

第一隔板11，位于第一腔体中，并将第一腔体分隔成第一子腔体S1和第二子腔体S2，第一隔板11中具有第一进风孔E和第一出风孔G；

第二隔板12，位于所述第二腔体中，并将第二腔体分隔成第三子腔体S3和第四子腔体S4，第二隔板12具有第二进风孔F和第二出风孔H；

室外风口A，设置在外壳10的对应于第一子腔体S1的部分中，用于提供第一子腔体S1与外壳10的外部的空气通路；

室内风口B，设置在外壳10的对应于第四子腔体S4的部分中，用于提供第四子腔体S4与外壳10的外部的空气通路；

排风风机C，位于第二子腔体S2中，用于将第二子腔体S2内的空气经由第一出风孔G排送到第一子腔体S1，进而经由室外风口A排出到外壳10的外部；

新风风机D，位于第三子腔体S3中，用于将第三子腔体S3内的空气经由第二出风孔H排送到第四子腔体S4，进而经由室内风口B排出到外壳10的外部。

其中，第一进风孔E、第二进风孔F、第一出风孔G和第二出风孔H中分别设置有第一风阀、第二风阀、第三风阀和第四风阀。第一风阀用于控制第一进风孔E的打开和关闭，第二风阀用于控制第二进风孔F的打开和关闭，第三风阀用于控制第一出风孔G的打开和关闭，第四风阀用于控制第二出风孔H的打开和关闭。

其中，新风风机D被配置成引导空气形成经由室外风口A进入第一子腔体S1、再经由第一进风孔E进入第二子腔体S2、再穿过过滤网I和能量交换装置J到达第三子腔体S3、然后经由第二出风孔H排送到第四子腔体S4、最后经由室内风口B排送到外壳10的外部的气流。

其中，排风风机C被配置成引导空气形成经由室内风口B进入第四子腔体S4、再经由第二进风孔F进入第三子腔体S3、再穿过能量交换装置J和过滤网I到达第二子腔体S2、然后经由第一出风孔G排送到第一子腔体S1、最后经由室外风口A排送到外壳的外部的气流。

根据本申请的风机设备中，只具有一个室外风口和一个室内风口，通过排风风机C和新风风机D的分时工作，可交替地实现室外新风的引入和室内污浊空气的排出。也就是说，本申请公开的风机设备只具有一套管道，即可实现室内外空气的交换。下面将参照图2和图3具体描述本申请公开的风机设备的操作过程。

根据本发明的一个实施例提供的风机设备可工作在如下的工作模式中：

1)新风模式：当风机设备处于新风模式时，控制第一风阀和第四风阀打开第一进风孔E和第二出风孔H，并控制第二风阀和第三风阀关闭第二进风孔F和第一出风孔G，关闭排风风机C且开启新风风机D。此时，在新风风机D的作用下，室外空气经由室外风口A进入第一子腔体S1、再经由第一进风孔E进入第二子腔体S2、再穿过过滤网I和能量交换装置J到达第三子腔体S3、然后经由第二出风孔H排送到第四子腔体S4、最后经由室内风口B排送到室内。空气流动的路径如图2中的虚线箭头所示。

2)排风模式：当风机设备处于排风模式时，控制第一风阀和第四风阀关闭第一进风孔E和第二出风孔H，并控制第二风阀和第三风阀打开第二进风孔F和第一出风孔G，开启排风风机C且关闭新风风机D。此时，在排风风机C的作用下，室内空气经由室内风口B进入第四子腔体S4、再经由第二进风孔F进入第三子腔体S3、再穿过能量交换装置J和过滤网I到达第二子腔体S2、然后经由第一出风孔G排送到第一子腔体S1、最后经由室外风口A排送到室外。空气流动的路径如图3中的虚线箭头所示。

根据本申请的风机设备可在新风模式和排风模式中交替进行。通过排风风机C和新风风机D的分时工作，利用同一套管道，可交替地实现室外新风的引入和室内污浊空气的排出。

优选地，根据本申请的一个实施例，过滤模块在过滤网I的基础上还包括能量交换装置J，但能量交换装置J并不是必须的。该能量交换装置J为储能式的能量交换装置，可起到存储、释放热量的作用。当气流流经能量交换装置J时，与能量交换装置J发生热交换，从而存储或回收热量。

例如，在寒冷的季节中，室内空气的温度高于室外空气的温度时，当风机设备处于排风模式中时，室内的温暖空气在经过能量交换装置J时，通过热交换过程对能量交换装置J进行加热，此时，热量被存储在能量交换装置J中。当风机设备被切换到新风模式中时，室外的寒冷空气在经过能量交换装置J时，通过热交换过程被能量交换装置J加热，此时，存储在能量交换装置J中的热量被释放到寒冷空气中，从而提高被引入到室内的新鲜空气的温度。

类似第，在炎热的季节中，室内的凉爽空气(例如由空调制冷而形成)在经过能量交换装置J时，通过热交换过程对能量交换装置J进行冷却。当风机设备被切换到新风模式中时，室外的热空气在经过能量交换装置J时，通过热交换过程被能量交换装置J冷却，从而降低被引入到室内的新鲜空气的温度。

由此可见，在根据本申请的风机设备中，通过采用能量交换装置J，可以使被引入室内的新鲜空气的温度与室内温度的温差减小，从而提高舒适度。此外，由于被引入室内的新鲜空气的温度与室内温度的温差减小，还可以减小室内的加热或制冷设备的能源消耗。

图4示出了本申请的风机设备中所采用的能量交换装置J的结构的详细示意图。如图4所示，能量交换装置J包括：壳体20，围成一通道，以供气体流过；并排放置的多个叶片30，位于壳体20围成的通道中。叶片30例如可以由金属材料制成。当空气流过能量交换装置J的通道时，会流经这些叶片30并与叶片之间进行热交换。

根据本申请的其它实施例，也可以采用其它形式的能量交换装置J。能量交换装置J的位置可以位于过滤网的上游或下游。其中，过滤网可包括初效过滤网和高效过滤网。

根据本发明的一个实施例的风机设备，还包括模式选择单元和控制单元。其中模式选择单元用于在新风模式和排风模式中选择风机设备的工作模式。控制单元响应于模式选择单元的选择结果而控制第一风阀、第二风阀、第三风阀、第四风阀、新风风机D和排风风机C。

当模式选择单元选择新风模式时，控制第一风阀和第四风阀打开第一进风孔E和第二出风孔H，并控制第二风阀和第三风阀关闭第二进风孔F和第一出风孔G，关闭排风风机C且开启新风风机D。

当模式选择单元选择排风模式时，控制第一风阀和第四风阀关闭第一进风孔E和第二出风孔H，并控制第二风阀和第三风阀打开第二进风孔F和第一出风孔G，开启排风风机C且关闭新风风机D。

控制单元还被配置成使风机设备的工作模式在新风模式和排风模式中交替进行。例如，控制单元可以用于控制新风模式和排风模式各自的持续时间。例如，控制单元可以根据室内空气的质量、周围环境的温度等设置新风模式和排风模式的持续时间和切换频率。

例如，在寒冷的冬天，根据风机设备内置的温度传感器的检测结果，当控制单元判断能量交换装置及其他主要零部件可能结霜时，可更改新风模式和排风模式的切换时间，例如延长排风模式的持续时间同时缩短新风模式的持续时间，以防止结霜。因此，根据本申请的风机设备，即使在寒冷季节，仍能具备一定的室内外空气置换能力，并可防止因结霜导致的故障或损坏。

根据本申请的风机设备还具有自清洁的功能。例如，连接到室外风口A的第一子腔体S1、排风风机C所在的第二子腔体S2、过滤网I在长期工作后会积聚室外污染物。此时，控制单元可控制第一风阀和第四风阀关闭第一进风孔E和第二出风孔H，并控制第二风阀和第三风阀打开第二进风孔F和第一出风孔G，开启排风风机C且关闭新风风机D。此时，第一至第四风阀的设置与在排风模式下的设置相同。控制单元还控制排风风C机的功率，使其功率高于排风风机C在排风模式下的功率，从而产生高速气流。以此方式，积聚在第一子腔体S1、第二子腔体S2和过滤网I上的室外污染物在高速气流的作用下，被排往室外，达到自清洁的效果。

根据本发明的一个实施例，还提供了一种使用上述风机设备进行空气交换的方法，该方法包括如下步骤：

S1：工作模式选择——在新风模式和排风模式中选择风机设备的工作模式；

S2：模式控制——根据所选择的工作模式控制第一风阀、第二风阀、第三风阀、第四风阀、新风风机和排风风机，具体方式如下：

S21)当所选择的工作模式为新风模式时，打开第一风阀和第四风阀，关闭第二风阀和第三风阀，使排风风机C停止工作，使新风风机D工作；

S22)当所选择的工作模式为排风模式时，打开第二风阀和第三风阀，关闭第一风阀和第四风阀，使新风风机D停止工作，使排风风机C工作。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种风机设备，其中，所述风机设备包括：

外壳，所述外壳围成一空腔；

过滤模块，位于所述外壳的内部，并将所述外壳围成的所述空腔分隔成第一腔体和第二腔体；

第一隔板，位于所述第一腔体中，并将所述第一腔体分隔成第一子腔体和第二子腔体，所述第一隔板中具有第一进风孔和第一出风孔；

第二隔板，位于所述第二腔体中，并将所述第二腔体分隔成第三子腔体和第四子腔体，所述第二隔板中具有第二进风孔和第二出风孔；

室外风口，设置在所述外壳的对应于所述第一子腔体的部分中，用于提供第一子腔体与所述外壳的外部的空气通路；

室内风口，设置在所述外壳的对应于所述第四子腔体的部分中，用于提供第四子腔体与所述外壳的外部的空气通路；

排风风机，位于所述第二子腔体中，用于将所述第二子腔体内的空气经由所述第一出风孔排送到所述第一子腔体，进而经由所述室外风口排出到所述外壳的外部；

新风风机，位于所述第三子腔体中，用于将所述第三子腔体内的空气经由所述第二出风孔排送到所述第四子腔体，进而经由所述室内风口排出到所述外壳的外部，

其中，所述第一进风孔、第二进风孔、第一出风孔和第二出风孔中分别设置有第一风阀、第二风阀、第三风阀和第四风阀，所述第一风阀用于控制第一进风孔的打开和关闭，所述第二风阀用于控制第二进风孔的打开和关闭，所述第三风阀用于控制第一出风孔的打开和关闭，所述第四风阀用于控制第二出风孔的打开和关闭。

2.根据权利要求1所述的风机设备，其中，所述排风风机和所述新风风机不同时运行。

3.根据权利要求1所述的风机设备，其中，所述排风风机和所述新风风机分时运行。

4.根据权利要求1所述的风机设备，其中，所述新风风机被配置成引导空气形成经由所述室外风口进入所述第一子腔体、再经由第一进风孔进入所述第二子腔体、再穿过所述过滤模块到达所述第三子腔体、然后经由所述第二出风孔排送到所述第四子腔体、最后经由所述室内风口排送到所述外壳的外部的气流。

5.根据权利要求1所述的风机设备，其中，所述排风风机被配置成引导空气形成经由所述室内风口进入所述第四子腔体、再经由第二进风孔进入所述第三子腔体、再穿过所述过滤模块到达所述第二子腔体、然后经由所述第一出风孔排送到所述第一子腔体、最后经由所述室外风口排送到所述外壳的外部的气流。

6.根据权利要求1所述的风机设备，其中，所述过滤模块包括过滤网。

7.根据权利要求1所述的风机设备，其中，所述过滤模块还包括储能式的能量交换装置，当气流流经所述能量交换装置时，与所述能量交换装置发生热交换。

8.根据权利要求7所述的风机设备，其中，所述能量交换装置包括并排放置的多个叶片，当气流流经所述多个叶片时，与所述多个叶片发生热交换。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的风机设备，其中，还包括模式选择单元和控制单元，其中所述模式选择单元用于将所述风机设备的工作模式选定为新风模式和排风模式中的一种，所述控制单元被配置成：

响应于所述模式选择单元选定新风模式，控制所述第一风阀和所述第四风阀打开第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀关闭第二进风孔和第一出风孔，关闭所述排风风机且开启所述新风风机；

响应于所述模式选择单元选定排风模式，控制所述第一风阀和所述第四风阀关闭第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀打开第二进风孔和第一出风孔，开启所述排风风机且关闭所述新风风机。

10.根据权利要求9所述的风机设备，其中，所述控制单元还被配置成使所述风机设备的工作模式在新风模式和排风模式中交替进行。

11.一种使用根据权利要求1-10中任一项所述的风机设备进行空气交换的方法，包括以下步骤：

将所述风机设备的工作模式选定为新风模式和排风模式中的一种；

当所选择的工作模式为新风模式时：控制所述第一风阀和所述第四风阀打开第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀关闭第二进风孔和第一出风孔，关闭所述排风风机且开启所述新风风机；

当所选择的工作模式为排风模式时：控制所述第一风阀和所述第四风阀关闭第一进风孔和第二出风孔，并控制所述第二风阀和所述第三风阀打开第二进风孔和第一出风孔，开启所述排风风机且关闭所述新风风机。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述风机设备的工作模式在新风模式和排风模式中交替进行。

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