CN114526513A - 一种移动方舱节能新风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移动方舱节能新风系统，包括新风空调机组、电动阀门、入口热交换器、风管、进风模块、排风模块、自然进风模块、出口热交换器、检测模块、显控终端，所述的显控终端通过总线接口与新风空调机组中的变频风机Ⅰ、加热管、加湿管之间相连，所述的电动阀门设有若干，且电动阀门设于新风系统的管道横截面处，同时电动阀门通过总线线路与显控终端之间连接。本发明所述的移动方舱节能新风系统，与柴油发电机增加热传递模块，进风模块与排风模块增加热传递模块，实现热量回收，减少新风系统加热时所需电能损耗；通过电机和电动阀门联合控制风量，改变只依靠阀控的单一调节方式，减少风道沿程压力损耗，提升新风系统效率，从而节能。
Description
技术领域
本发明涉及新风系统技术领域，尤其是指一种移动方舱节能新风系统。
背景技术
对于新型冠状病毒肺炎等传染性疾病病人，需对其进行快速收纳和隔离，防止其进一步传播扩散。移动方舱作为小型隔离医疗装备，其机动性好、灵活性高，可广泛搭载于汽车、轮船、飞机等多种载具，实现对突发疫情病人的快速隔离。移动方舱中新风系统可通过空气净化过滤装置和负压隔离功能，为方舱内人员提供生活所需新鲜空气同时，不造成污染空气外漏，营造舱内温湿度适宜生存环境。由于新风系统在方舱运转工作时，必须持续工作，同时方舱须应用于高原、极寒等多种极端使用环境，新风系统会耗费方舱较大电能。现有移动方舱新风系统设计，柴油发电机、排风模块等造成热量损失，回收利用效率较低；同时对风量调解方式主要为通过电动阀门改变风道口径，未对风机进行直接控制，造成能源浪费；方舱内部无法实现进一步划分，处于病人混住状态，存在交叉感染风险。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中新风系统未对风机进行直接控制，造成能源浪费；方舱内部无法实现进一步划分，存在交叉感染风险的问题，从而提供一种移动方舱节能新风系统。
为解决上述技术问题，本发明的一种移动方舱节能新风系统，包括新风空调机组、电动阀门、入口热交换器、风管、进风模块、排风模块、自然进风模块、出口热交换器、检测模块、显控终端，所述的显控终端通过总线接口与新风空调机组中的变频风机Ⅰ、加热管、加湿管之间相连，所述的电动阀门设有若干，且电动阀门设于新风系统的管道横截面处，同时电动阀门通过总线线路与显控终端之间连接，所述的风管设于新风空调机组、电动阀门、进风模块、排风模块的各个模块出入端形成循环风道；所述的进风模块内包括散流器、辅助电动阀门Ⅰ，且散流器与辅助电动阀门Ⅰ之间并联驱动；所述的检测模块包括压差传感器、风量计、室温计，其中的多个压差传感器组成两个大气压力探测管路，分别设于探测排风模块室内进风口和室外排风口位，风量计设有若干，分别设于新风空调机组的出风口、进风模块、排风模块的管路位置，同时多个室温计设于舱内各个功能室中，检测模块均通过总线将检测数值实时传输至显控终端，且显控终端采用PLC组成终端控制。
在本发明的一个实施例中，所述的新风空调机组由新风机组、空调机组、加湿器、连接管，同时新风机组中包括变频风机Ⅰ、过滤器、冷热盘管、加热管。
在本发明的一个实施例中，所述的入口热交换器设于新风空调机组与外接的移动方舱柴油发电机之间，同时电动阀门分别设于入口热交换器、出口热交换器的出入口端。
在本发明的一个实施例中，所述的排风模块还包括有初效过滤器、辅助电动阀门Ⅱ、硅钛布、高效过滤器、止回阀，其中的硅钛布设于风管接头之间，实现柔性连接，其中的初效过滤器依次与辅助电动阀门Ⅱ、高效过滤器、变频风机Ⅱ、止回阀之间相连，组成一个排风模块回路，同时电动阀门和变频风机Ⅱ通过总线与显控终端之间连接
在本发明的一个实施例中，所述的自然进风模块包括电动进风开口、过滤器、消音器，其中的电动进风开口通过总线与显控终端之间相连，且电动进风开口由进风开口挡板、电动推杆组成。
在本发明的一个实施例中，所述的出口热交换器与入口热交换器相同，其出口热交换器设于排风模块的出风口处。
在本发明的一个实施例中，所述的进风模块、排风模块、检测模块均采用模块化设计，其形状尺寸均按照方舱内部空间分割装配。
在本发明的一个实施例中，所述的显控终端基于西门子6ES7214-1AF40-0XBO与施耐德变频器ATV320UO4M2B的硬件设计搭建。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的移动方舱节能新风系统，与柴油发电机增加热传递模块，进风模块与排风模块增加热传递模块，实现热量回收，减少新风系统加热时所需电能损耗；通过电机和电动阀门联合控制风量，改变只依靠阀控的单一调节方式，减少风道沿程压力损耗，提升新风系统效率，从而节能；通过机械送风和自然松风两种送风方式配合，在特定情形降低新风系统供应风量，从而节能；通过模块化设计送风模块、排风模块、检测模块，使方舱内部空间可根据使用需求，进一步精细化隔离分割空间，并符合新风系统风量、负压等要求，使舱内病人可实现单独隔离，预防交叉感染，满足方舱在不同场景下多样化使用需求，同时可改善舱体内部风流组织。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一种移动方舱节能新风系统的结构组成示意图；
图2是本发明所述排风模块的组成示意图；
图3是本发明所述进风模块的组成示意图；
图4是本发明所述自然进风模块的组成示意图；
图5是本发明所述电动进风开口开启示意图；
图6是本发明所述电动进风开口关闭示意图。
如图所示，1、新风空调机组，2、电动阀门，2.1、电动阀门Ⅰ，2.2、电动阀门Ⅱ，2.3、电动阀门Ⅲ，2.4、电动阀门Ⅳ，2.5、电动阀门Ⅴ，2.6、电动阀门Ⅵ，2.7、电动阀门Ⅶ，3、入口热交换器，4、风管，5、进风模块，5.1、辅助电动阀门Ⅰ，5.2、散流器，6、自然进风模块，6.1、电动进风开口，6.2、过滤器Ⅱ，6.3、消音器，6.1.1、进风开口挡板，6.1.2电动推杆，7、排风模块，7.1、初效过滤器，7.2、辅助电动阀门Ⅱ，7.3、硅钛布，7.4、高效过滤器，7.5、变频风机Ⅱ，7.6、止回阀，8、出口热交换器，9、检测模块，10、显控终端。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种移动方舱节能新风系统，包括新风空调机组1、电动阀门2、入口热交换器3、风管(4)、进风模块5、排风模块7、自然进风模块6、出口热交换器8、检测模块9、显控终端10，所述的显控终端10通过总线接口与新风空调机组1中的变频风机Ⅰ、加热管、加湿管之间相连，所述的电动阀门2设有若干，且电动阀门2设于新风系统的管道横截面处，同时电动阀门2通过总线线路与显控终端10之间连接，其电动阀门2用于控制该管道是否开启及开口大小，从而控制新风从该管道通过截面积大小，实现对新风风量控制，同时显控终端10显示并控制阀门开口大小；所述的风管(4)设于新风空调机组1、电动阀门、进风模块5、排风模块7的各个模块出入端形成循环风道；如图3所示，所述的进风模块5内包括散流器5.2、辅助电动阀门Ⅰ5.1，且散流器5.2与辅助电动阀门Ⅰ5.1之间串联，经风管(4)送来新风空调机组1产生新风，送入方舱指定位置，辅助电动阀门主要用于控制风道开口大小，从而控制进风模块5进风量，散流器5.2使进风分布均匀，避免直吹；所述的检测模块9包括压差传感器、风量计、室温计，其中的一个压差传感器设于一组大气压力探测管路内，同时两组大气压力探测管路分别设于探测排风模块7室内进风口和室外排风口位，风量计设有若干，分别设于新风空调机组1的出风口、进风模块5、排风模块7的管路位置，用于测量该处风量数值，室温计用于测量室内温度，同时多个室温计设于舱内各个功能室中，检测模块9均通过总线将检测数值实时传输至显控终端10，且显控终端10采用PLC组成终端控制。
所述的新风空调机组1由新风机组、空调机组、加湿器、连接管，同时新风机组中包括变频风机Ⅰ、过滤器Ⅰ、冷热盘管、加热管，显控终端10通过控制变频风机Ⅰ转速、加热管工作功率、加湿器加湿功率等实现为方舱内部提供风量、温度、湿度可调节新鲜空气，为舱内营造适宜生活环境。
所述的入口热交换器3设于新风空调机组1与外接的移动方舱柴油发电机之间，同时电动阀门2分别设于入口热交换器3、出口热交换器8的出入口端，移动方舱柴油发电机在发电过程中，会产生大量热能，柴油发电机需要散热，造成热量无效浪费损失，在方舱外部环境温度较低尤其是极寒情况下，新风空调机组1需要通过加热管加热产生热量供应舱内，同样耗费大量电能。据此在新风空调机组1与柴油发电机之间设置入口热交换器3，在需要其工作时，打开电动阀门Ⅱ2.2、电动阀门Ⅲ2.3，关闭电动阀门Ⅰ2.1，则新风通过入口热交换器3进行部分加热，实现柴油发电机浪费热量回收，同时降低新风空调机组1加热管加热耗费电能。在方舱外部环境温度较低尤其是极寒情况下，传统移动方舱排风模块7排风时，排出风会带走舱内热量，据此在排风模块7处增加出口热交换器8，在需要其工作时，打开电动阀门Ⅵ2.6、电动阀门Ⅶ2.7，关闭辅助电动阀门Ⅱ7.2，对排风热量进行回收，降低方舱热量损耗。
如图2所示，所述的排风模块7还包括有初效过滤器7.1、辅助电动阀门Ⅱ7.2、硅钛布7.3、高效过滤器7.4、变频风机Ⅱ7.5、止回阀7.6，其中的硅钛布7.3设于风管(4)的接头之间，实现柔性连接，其中的初效过滤器7.1依次与辅助电动阀门Ⅱ7.2、高效过滤器7.4、变频风机Ⅱ7.5、止回阀7.6之间相连，组成一个排风模块7的回路，同时电动阀门和变频风机Ⅱ7.5通过总线与显控终端10之间连接，初效过滤器7.1实现对进入排风模块7空气的初级过滤，辅助电动阀门Ⅱ7.2控制风道开口大小，高效过滤器7.4对排出舱体风进行过滤杀毒，变频风机Ⅱ7.5通过转速控制排出舱体风量大小，止回阀7.6用于防止特殊情况下外部风量倒灌入排风管道，排风模块7可实现舱内气体定量排出舱外，显控终端10显示并控制阀门开口大小，显示并控制变频风机Ⅱ7.5转速大小。进一步地，传统方舱风量控制主要通过控制电动阀门开口大小，容易造成管道风阻、风压增加，降低新风系统效率，本方案通过新风空调机组1变频电机、排风模块7变频电机和电动阀门联合控制，可优先调节电机转速，根据需求调节新风量和排风量，从而降低能耗。
如图4所示，所述的自然进风模块6包括电动进风开口6.1、过滤器Ⅱ6.2、消音器6.3，其中的电动进风开口6.1通过总线与显控终端10之间相连，且电动进风开口6.1由进风开口挡板6.1.1、电动推杆6.1.1组成，如图5、图6所示，显控终端10可以显示并控制电动推杆6.1.2后开启进风开口挡板6.1.1开口大小，同时电动进风开口6.1与过滤器Ⅱ6.2、消音器6.3之间依次相连，组成了一个自然进风模块6，当电动进风开口6.1打开时，外部气流可由于移动方舱通过载具运动等因素进入方舱新风通道，通过过滤器Ⅱ6.2过滤及消音器6.3消音以后，经新风管道和自然进风模块6进入方舱内部，从而降低新风空调机组1产生大风量导致电能消耗。
其中的传统移动方舱其送风方式采用机械送风，本新风系统采用机械松风和自然松风两种送风方式相结合方式。例如，移动方舱在利用载具向前移动时，可通过自然进风模块利用风速引入自然风，此时，电动进风开口6.1打开，即电动推杆6.1.1推动进风开口挡板6.1.1张开，使自然风可进入自然进风模块，并经过过滤、消音以后，进入舱内风道，减少新风空调机组送风量，从而实现节能。
所述的出口热交换器8设于排风模块7的出风口处，实现排出空气热量收集并对新风进行加热，降低新风空调机组1对新风加热所耗费电能。
所述的进风模块5、排风模块7、检测模块9均采用模块化设计，其形状尺寸均按照方舱内部空间分割装配。而进一步地，传统移动方舱进风和排风模块7单一，为满足新风系统风量、负压等要求，舱内多个病人共用病房，通过对进风、排风的模块化组装，可依据病人人数或者使用需求，将舱内区域进一步划分，每个子区域都对应配置有相应进风模块5、排风模块7、检测模块9，即实现“多进多排”模式，使舱内病人可实现单独隔离，预防交叉感染，检测模块9可实时监测并控制每个子区域新风系统运行状态，满足方舱在不同场景下多样化使用需求，同时由于“多进多排”模式，将舱内新风系统出入口进行分散排布，可改善舱体内部风流组织，提升舱内气体循环效率，避免了风道短路现象产生，同时模块化设计使系统可靠性更高，维修性更强。
所述的显控终端10基于西门子6ES7214-1AF40-0XBO与施耐德变频器ATV320UO4M2B的硬件设计搭建。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种移动方舱节能新风系统，其特征在于，包括新风空调机组(1)、电动阀门(2)、入口热交换器(3)、风管(4)、进风模块(5)、排风模块(7)、自然进风模块(6)、出口热交换器(8)、检测模块(9)、显控终端(10)，所述的显控终端(10)通过总线接口与新风空调机组(1)中的变频风机Ⅰ、加热管、加湿管之间相连，所述的电动阀门(2)设有若干，且电动阀门(2)设于新风系统的管道横截面处，同时电动阀门(2)通过总线线路与显控终端(10)之间连接，所述的风管(4)设于新风空调机组(1)、电动阀门、进风模块(5)、排风模块(7)的各个模块出入端形成循环风道；所述的进风模块(5)内包括散流器(5.2)、辅助电动阀门Ⅰ(5.1)，且散流器(5.2)与辅助电动阀门Ⅰ(5.1)之间串联，所述的检测模块(9)包括压差传感器、风量计、室温计，其中的一个压差传感器设于一组大气压力探测管路内，同时两组大气压力探测管路分别设于探测排风模块(7)室内进风口和室外排风口位，风量计设有若干，分别设于新风空调机组(1)的出风口、进风模块(5)、排风模块(7)的管路位置，同时多个室温计设于舱内各个功能室中，检测模块(9)均通过总线将检测数值实时传输至显控终端(10)，且显控终端(10)采用PLC组成终端控制。
2.根据权利要求1所述的一种移动方舱节能新风系统，其特征在于：所述的新风空调机组(1)由新风机组、空调机组、加湿器、连接管，同时新风机组中包括变频风机Ⅰ、过滤器Ⅰ、冷热盘管、加热管。
3.根据权利要求1所述的一种移动方舱节能新风系统，其特征在于：所述的入口热交换器(3)设于新风空调机组(1)与外接的移动方舱柴油发电机之间，同时电动阀门(2)分别设于入口热交换器(3)、出口热交换器(8)的出入口端。
4.根据权利要求1所述的一种移动方舱节能新风系统，其特征在于：所述的排风模块(7)还包括有初效过滤器(7.1)、辅助电动阀门Ⅱ(7.2)、硅钛布(7.3)、高效过滤器(7.4)、变频风机Ⅱ(7.5)、止回阀(7.6)，其中的硅钛布(7.3)设于风管(4)的接头之间，实现柔性连接，其中的初效过滤器(7.1)依次与辅助电动阀门Ⅱ(7.2)、高效过滤器(7.4)、变频风机Ⅱ(7.5)、止回阀(7.6)之间相连，组成一个排风模块(7)的回路，同时电动阀门和变频风机Ⅱ(7.5)通过总线与显控终端(10)之间连接。
5.根据权利要求1所述的一种移动方舱节能新风系统，其特征在于：所述的自然进风模块(6)包括电动进风开口(6.1)、过滤器Ⅱ(6.2)、消音器(6.3)，其中的电动进风开口(6.1)通过总线与显控终端(10)之间相连，且电动进风开口(6.1)由进风开口挡板(6.1.1)、电动推杆(6.1.2)组成。
6.根据权利要求1所述的一种移动方舱节能新风系统，其特征在于：所述的出口热交换器(8)设于排风模块(7)的出风口处。
7.根据权利要求1所述的一种移动方舱节能新风系统，其特征在于：所述的进风模块(5)、排风模块(7)、检测模块(9)均采用模块化设计，其形状尺寸均按照方舱内部空间分割装配。
8.根据权利要求1所述的一种移动方舱节能新风系统，其特征在于：所述的显控终端(10)基于西门子6ES7214-1AF40-0XBO与施耐德变频器ATV320UO4M2B的硬件设计搭建。
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