CN117232071A - 一种楼宇新风预冷预热节能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种楼宇新风预冷预热节能装置，通过远程控制终端调节控制管道内的气体的流速和流量，调节系统通过改变新风管道以及排风管道内的横截面积实现管道内截面表面积的可控计量以及调整，通过控制管道内的气体的流速和流量，配合反馈至热泵机组功率控制装置的信号反馈以调节热泵机组功率，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程，进而实现定量可控的压降小、换热效率高的楼宇新风预冷预热节能循环过程，通过远程控制终端控制调节系统工作，使用流速仪以及温度传感器通过通信网络将电子信号传递给远程控制终端实现远程测量控制，解决了在循环回收过程中由于不同的排风管道内温度变化差异，会导致相应的冷热能利用情况不同的问题。

Description

一种楼宇新风预冷预热节能装置

技术领域

本申请涉及排风管道内表面积可控计量的技术领域，具体涉及一种楼宇新风预冷预热节能装置。

背景技术

楼宇大厦因新风量需求会有额外的室外新风冷热负荷产生。同时，楼宇大厦还有一定温度、相对可观排风量的排风排出，排风中携带的冷热能未得到充分的回收利用，排风中冷热能回收有助于建筑低碳运行，本申请通过设置热泵机组对楼宇新风预冷预热节能装置对排风进行冷热能回收，解决室外新风的预冷预热问题；现有技术中热泵机组的组成部件主要有压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构和辅助设备等。热泵供热的基本原理是卡诺循环，压缩机排出的高温高压蒸汽，进入冷凝器，制冷剂蒸气向高温热源放热后被冷凝成液态制冷剂即此时制冷剂发生液化，液态工质经节流装置降压膨胀后进去蒸发器，气液混合制冷剂在蒸发器中吸收低温热源的热量而蒸发形成蒸气此时变为制冷剂蒸气，制冷剂蒸气重新被压缩机吸入完成一个循环，周而复始制备热能，将外界新风系统实现预冷预热节能。

楼宇新风预冷预热节能装置可以被设置在任何需要新风和恒温应用的室内建筑场景内，由此导致需要适应不同的建筑管路等设计，在循环回收过程中由于不同的排风管道内温度变化差异，会导致相应的冷热能利用情况不同，此时需要反馈至热泵机组功率控制装置以调节热泵机组功率，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程，需要设置衡量排风管道内表面积可控计量的装置。

因此，研究一种能够排除上述问题，设置一种可以控制的调节系统，通过排风管道内表面积以及流动方式的可控计量以及调整，控制通过管道内的气体的流速和流量，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程，成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

一种楼宇新风预冷预热节能装置，包括新风侧换热器、热泵主机以及排风侧换热器，所述新风侧换热器以及排风侧换热器分别设置在各自的新风管道以及排风管道内；

其中，所述新风管道以及排风管道内均设置有调节系统，所述调节系统包括行走系统、若干个变径结构、信号收发器以及远程控制终端，远程控制终端可以控制调节系统的每个所述变径结构改变新风管道以及排风管道内的横截面积，且若干个变径结构相互配合可以改变气体的管道轴向流速；

所述调节系统包括中心轴以及串设在所述中心轴上的若干变径结构，所述变径结构与所述中心轴之间转动连接，以使所述变径结构与所述新风管道以及排风管道的管道横截面之间的夹角可变，以管道的流向为X轴以管道的截面垂直于管道流向的方向为Y、Z轴建立坐标系，此时所述变径结构的转动为XY平面内以Z轴为中心的转动；

所述变径结构的截流面上还设置有若干截流孔，每个所述截流孔均可以在所述远程控制终端的控制下实现单独导通或者关闭，所述中心轴与所述调节系统上设置的转动电机连接，所述转动电机可以带动所述变径结构以所述中心轴为转动轴进行转动，此时所述变径结构的转动为平面内以X轴为中心的转动。

进一步的，所述调节系统还包括设置在所述变径结构的截流面上的伸缩结构，所述伸缩结构包括两个可以与所述截流面转动连接的伸缩杆。

进一步的，所述转动电机带动所述变径结构以所述中心轴为转动轴进行转动时，若干个所述变径结构的转动运动均为同步运动。

进一步的，所述转动电机带动所述变径结构以所述中心轴为转动轴进行转动时，若干个所述变径结构上还设置有差速机构，此时若干个所述变径结构的转动运动可以为异步运动。

进一步的，所述行走系统包括主体以及设置在所述主体外侧的行走结构，所述主体上依次设置有若干个支撑架，若干个所述支撑架之间设置有伸缩调整机构，所述行走结构通过所述伸缩调整机构与所述主体之间实现连接，所述伸缩调整机构可以改变所述行走结构的管道内径向位置以使所述行走结构贴合所述新风管道以及排风管道的内壁设置。

进一步的，所述行走结构为履带式行走机构。

进一步的，所述行走结构为轮式行走机构。

进一步的，所述远程控制终端控制开关实现所述截流孔的导通或者关闭。

进一步的，所述支撑架至少设置有两个，所述伸缩调整机构包括分别设置在两个所述支撑架上的长度调整杆以及随动杆，所述长度调整杆包括由弹簧内导套连接的第一转动结构以及第二转动结构，所述第二转动结构上设置有滑槽，所述随动杆通过其上设置的销座与所述滑槽交叉转动连接。

进一步的，所述第一转动结构转动设置在所述支撑架上，所述第二转动结构转动设置在所述行走结构上，所述随动杆的两端分别与所述支撑架以及行走结构转动连接。

进一步的，所述信号收发器设置在所述主体远离所述行走系统的一端，流速仪以及温度传感器分别设置在所述主体的两侧，并朝向所述新风管道以及排风管道的来流运动方向设置，所述流速仪以及温度传感器通过所述信号收发器将电子信号传递给所述远程控制终端。

有益效果：

（1）本申请的楼宇新风预冷预热节能装置，通过远程控制终端控制调节系统工作，使用流速仪以及温度传感器通过通信网络将电子信号传递给远程控制终端实现远程测量控制，调节系统通过改变新风管道以及排风管道内的横截面积实现管道内截面表面积的可控计量以及调整，通过控制管道内的气体的流速和流量，配合反馈至热泵机组功率控制装置的信号反馈以调节热泵机组功率，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程；

（2）本申请的楼宇新风预冷预热节能装置，通过远程控制终端控制调节系统从而实现改变新风管道以及排风管道内的横截面积实现管道内截面表面积的可控计量以及调整，通过控制管道内的气体的流速和流量，配合反馈至热泵机组功率控制装置的信号反馈以调节热泵机组功率，空气在新风管道或排风管道内先经过调节系统的变径结构，后通过新风侧换热器或排风侧换热器，通过调节系统内变径结构的设置实现调节；变径结构的设置可以通过改变每个变径结构的角度改变新风管道以及排风管道内的横截面积，且若干个变径结构相互配合可以改变气体的管道轴向整体流速，进而通过流速仪以及温度传感器采集的信号与远程控制终端预先测量设置的新风管道以及排风管道流量、流速等参数进行比较，供远程控制终端调节变径结构，实现新风预冷预热节能装置的定量可控的预冷预热节能循环过程。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为楼宇新风预冷预热节能装置夏季模式示意图；

图2为楼宇新风预冷预热节能装置冬季模式示意图；

图3为调节系统整体示意图；

图4为调节系统的单个变径结构示意图；

图5为调节系统局部放大图；

图6为调节系统的变径结构初始状态示意图；

图7为变径结构以Z轴为中心的转动后示意图；

图8为变径结构以X轴为中心的转动后示意图；

图9为变径结构以X、Z轴为中心同时转动的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1-9，本实施方式提供了一种楼宇新风预冷预热节能装置，包括新风侧换热器601、热泵主机6以及排风侧换热器602，所述新风侧换热器601以及排风侧换热器602分别设置在各自的新风管道603以及排风管道604内，所述新风管道603以及排风管道604内均设置有调节系统1，所述调节系统1包括行走系统2、若干个变径结构3、信号收发器4以及远程控制终端5，每个所述变径结构3可以改变新风管道以及排风管道内的横截面积，且若干个变径结构3相互配合可以改变气体的管道轴向流速，远程控制终端5可以控制调节系统1通过改变新风管道603以及排风管道604内的横截面积实现管道内截面表面积的可控计量以及调整，通过控制管道内的气体的流速和流量（将管道内的平流和湍流改为涡流因此在沿着管道内的轴向方向上改变了气体的流速，从而在单位时间内控制了管道内气体的流量），配合反馈至热泵机组功率控制装置的信号反馈以调节热泵机组功率，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程，进而实现定量可控的压降小、换热效率高的楼宇新风预冷预热节能循环过程。

其中，所述调节系统1包括中心轴101以及串设在所述中心轴101上的若干变径结构3，所述变径结构3与所述中心轴101之间转动连接，以使所述变径结构3与所述新风管道603以及排风管道604的管道横截面之间的夹角可变；通过所述变径结构3的转动改变与管道横截面之间的夹角，即在实际上改变了管道内气体流经的横截面的实际面积；以管道的流向为X轴以管道的截面垂直于管道流向的方向为Y、Z轴建立坐标系，此时所述变径结构3的转动为XY平面内以Z轴为中心的转动。

进一步的，所述调节系统1还包括设置在所述变径结构3的截流面301上的伸缩结构102，所述伸缩结构102包括两个可以与所述截流面301转动连接的伸缩杆103，通过两个所述伸缩杆103的驱动所述截流面301可以沿着所述截流面301与所述中心轴101之间连接的铰接点进行转动以实现所述变径结构3与管道横截面之间的夹角的改变。

优选的，所述变径结构3的所述截流面301上还设置有若干截流孔302，每个所述截流孔302均可以在所述远程控制终端5的控制下实现单独导通或者关闭，所述中心轴101与所述调节系统1上设置的转动电机105连接，所述转动电机105可以带动所述变径结构3以所述中心轴101为转动轴进行转动，通过使所述变径结构3在垂直于管道中心轴的横截面的平面内进行转动，气体流经每个所述截流孔302后被赋予了垂直于管道中心轴的平面内的切向速度，此时可以实现将管道内的平流和湍流改为涡流，在沿着管道内的轴向方向上改变了气体的流速，从而在单位时间内控制了管道内气体的流量；以管道的流向为X轴以管道的截面垂直于管道流向的方向为Y、Z轴建立坐标系，此时所述变径结构3的转动为YZ平面内以X轴为中心的转动；所述远程控制终端5控制开关303实现所述截流孔302的导通或者关闭，可以改变管道内气体流经的横截面的实际面积。

由此，本实施方式的楼宇新风预冷预热节能装置，通过变径结构3的以Z轴以及X轴为中心的转动，改变了管道内气体流经的横截面的实际面积以及在沿着管道内的轴向方向上改变了气体的流速，实现了一种可以控制的调节系统，通过排风管道内表面积以及流动方式的可控计量以及调整，控制通过管道内的气体的流速和流量，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程，达到楼宇新风预冷预热节能环保的高效可控。此处需要说明的是，虽然本申请中在所述新风管道603以及排风管道604内设置了很多机构即调节系统1整体，但上述调节系统1除所述变径结构3之外的其余机构的横截面投影面积以及设置的位置在相应的新风管道603以及排风管道604长度或者大小等参数确定后即为恒定参数，此时所述远程控制终端5通过预先测量设置了调节系统1的新风管道603以及排风管道604流量、流速等参数即可作为参考值预设在所述远程控制终端5内，供所述远程控制终端5在调节所述变径结构3时参考。

进一步的，所述转动电机105带动所述变径结构3以所述中心轴101为转动轴进行转动时，若干个所述变径结构3的转动运动均为同步运动。

进一步的，所述转动电机105带动所述变径结构3以所述中心轴101为转动轴进行转动时，若干个所述变径结构3上还设置有差速机构，此时若干个所述变径结构3的转动运动可以为异步运动。

进一步的，所述行走系统2包括主体201以及设置在所述主体201外侧的行走结构202，所述主体201上依次设置有若干个支撑架203，若干个所述支撑架203之间设置有伸缩调整机构7，所述行走结构202通过所述伸缩调整机构7与所述主体201之间实现连接，所述伸缩调整机构7可以改变所述行走结构202的管道内径向位置以使所述行走结构202贴合所述新风管道603以及排风管道604的内壁设置。

具体的，所述行走结构202为履带式或轮式行走机构。

进一步的，所述支撑架203至少设置有两个，所述伸缩调整机构7包括分别设置在两个所述支撑架203上的长度调整杆701以及随动杆702，所述长度调整杆701包括由弹簧703内导套704连接的第一转动结构705以及第二转动结构706，所述第二转动结构706上设置有滑槽707，所述随动杆702通过其上设置的销座708与所述滑槽707交叉转动连接。

具体的，所述第一转动结构705转动设置在所述支撑架203上，所述第二转动结构706转动设置在所述行走结构202上，所述随动杆702的两端分别与所述支撑架203以及行走结构202转动连接。

进一步的，所述信号收发器4设置在所述主体201远离所述行走系统2的一端，流速仪401以及温度传感器402分别设置在所述主体201的两侧，并朝向所述新风管道603以及排风管道604的来流运动方向设置，所述流速仪401以及温度传感器402通过所述信号收发器4将电子信号传递给所述远程控制终端5；通过流速仪401以及温度传感器402采集的信号与远程控制终端预先测量设置的新风管道以及排风管道流量、流速等参数进行比较，供远程控制终端调节变径结构，实现新风预冷预热节能装置的定量可控的预冷预热节能循环过程。

进一步的，所述楼宇新风预冷预热节能装置还包括储水箱8以及变频水泵9。

具体的，以下对本申请楼宇新风预冷预热节能装置的工作过程进行介绍，包括如下步骤：

S1、夏季模式：

新风侧：高温空气进入新风管道603内，高温空气在新风管道603内先经过调节系统1，后通过乙二醇与新风侧换热器601进行降温，新风侧换热器601布置在新风侧；

排风侧：采用热泵的制冷工质与室内排风，室内低温空气先经过调节系统1，后通过排风管道604内的排风侧换热器602进行热交换，室内排风吸收制冷剂冷凝热升温；

热泵主机6的水冷机组采用定频和变频相结合的系统，有四通换向阀，可进行制冷和制热，新风侧换热器601在乙二醇管路上串联，上述远程控制终端5根据负荷进行自动控制。

S2、冬季模式：

新风侧：室外低温空气进入新风管道603内，低温空气在新风管道603内先经过调节系统1，通过乙二醇与新风侧换热器601接触交换进行升温；

排风侧：室内高温空气先经过排风管道604内的调节系统1，后通过采用热泵的制冷工质与室内排风通过排风侧换热器602进行热交换吸热，排风侧换热器602校核满足冬天换热量需求；

热泵主机6采用热泵空调机组，一个定频系统，一个变频系统，有四通换向阀，可进行制冷和制热，上述远程控制终端5根据负荷进行自动控制。

本申请的楼宇新风预冷预热节能装置，通过远程控制终端控制调节系统工作，使用流速仪以及温度传感器通过通信网络将电子信号传递给远程控制终端实现远程测量控制，调节系统通过改变新风管道以及排风管道内的横截面积实现管道内截面表面积的可控计量以及调整，通过控制管道内的气体的流速和流量，配合反馈至热泵机组功率控制装置的信号反馈以调节热泵机组功率，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程；其中，远程控制终端可以控制调节系统，通过调节系统改变新风管道以及排风管道内的横截面积，以实现管道内截面表面积的可控计量以及调整，通过控制管道内的气体的流速和流量，配合反馈至热泵机组功率控制装置的信号反馈以调节热泵机组功率，具体工作流程包括空气在新风管道603或排风管道604内先经过调节系统1，后通过新风侧换热器601或排风侧换热器602，通过调节系统1内变径结构的设置，改变每个变径结构的角度可以改变新风管道以及排风管道内的横截面积，且若干个变径结构相互配合可以改变气体的管道轴向整体流速，通过远程控制终端控制调节系统从而实现改变新风管道以及排风管道内的横截面积实现管道内截面表面积的可控计量以及调整，通过控制管道内的气体的流速和流量，配合反馈至热泵机组功率控制装置的信号反馈以调节热泵机组功率，实现定量可控的压降小、换热效率高的散热过程，进而实现定量可控的压降小、换热效率高的楼宇新风预冷预热节能循环过程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：包括新风侧换热器、热泵主机以及排风侧换热器，所述新风侧换热器以及排风侧换热器分别设置在各自的新风管道以及排风管道内；

所述新风管道以及排风管道内均设置有调节系统，所述调节系统包括行走系统、若干个变径结构、信号收发器以及远程控制终端，远程控制终端可以控制调节系统的每个所述变径结构改变新风管道以及排风管道内的横截面积，且若干个变径结构相互配合可以改变气体的管道轴向流速；

所述调节系统包括中心轴以及串设在所述中心轴上的若干变径结构，所述变径结构与所述中心轴之间转动连接，以使所述变径结构与所述新风管道以及排风管道的管道横截面之间的夹角可变，以管道的流向为X轴以管道的截面垂直于管道流向的方向为Y、Z轴建立坐标系，此时所述变径结构的转动为XY平面内以Z轴为中心的转动；

所述变径结构的截流面上还设置有若干截流孔，每个所述截流孔均可以在所述远程控制终端的控制下实现单独导通或者关闭，所述中心轴与所述调节系统上设置的转动电机连接，所述转动电机可以带动所述变径结构以所述中心轴为转动轴进行转动，此时所述变径结构的转动为平面内以X轴为中心的转动。

2.根据权利要求1所述的楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：所述调节系统还包括设置在所述变径结构的截流面上的伸缩结构，所述伸缩结构包括两个可以与所述截流面转动连接的伸缩杆。

3.根据权利要求1所述的楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：所述转动电机带动所述变径结构以所述中心轴为转动轴进行转动时，若干个所述变径结构的转动运动均为同步运动。

4.根据权利要求1所述的楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：所述转动电机带动所述变径结构以所述中心轴为转动轴进行转动时，若干个所述变径结构上还设置有差速机构，此时若干个所述变径结构的转动运动可以为异步运动。

5.根据权利要求1所述的楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：所述行走系统包括主体以及设置在所述主体外侧的行走结构，所述主体上依次设置有若干个支撑架，若干个所述支撑架之间设置有伸缩调整机构，所述行走结构通过所述伸缩调整机构与所述主体之间实现连接，所述伸缩调整机构可以改变所述行走结构的管道内径向位置以使所述行走结构贴合所述新风管道以及排风管道的内壁设置。

6.根据权利要求5所述的楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：所述行走结构为履带式行走机构或轮式行走机构。

7.根据权利要求1所述的楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：所述远程控制终端控制开关实现所述截流孔的导通或者关闭。

8.根据权利要求5所述的楼宇新风预冷预热节能装置，其特征在于：所述信号收发器设置在所述主体远离所述行走系统的一端，流速仪以及温度传感器分别设置在所述主体的两侧，并朝向所述新风管道以及排风管道的来流运动方向设置，所述流速仪以及温度传感器通过所述信号收发器将电子信号传递给所述远程控制终端。