CN1967068B - 通风设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通风设备，其包括：外部空气吸入管路，其具有外部空气入口；内部空气吸入管路，其具有内部空气入口；传热交换器，其对通过该外部空气吸入管路和该内部空气吸入管路吸入的该外部空气和内部空气进行热交换；鼓风模块，分别将经过该传热交换器的该外部空气和内部空气排放到室内和室外。并且该通风设备还包括风门，该风门用于控制通过该外部空气吸入管路被吸入的外部空气的流动方向。

Description

通风设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种通风设备，更具体地，涉及一种在大量通风时降低了空气流阻的大容量通风设备。

背景技术

目前，将人们居住的室内环境维持得令人舒适正越来越受到关注。通过控制通常的空气调节环境例如维持室内温度/湿度来维持室内环境的舒适度具有局限性。因此，能够使得更清洁舒适的空气流入房间内部同时使得室内空气和室外空气直接交换的通风系统已受到了人们的重视。

通风系统是指这样的系统，即，将室内的诸如微小灰尘、细菌、有害化学物质的有害物质与废气一起排放到外部，并强制地将外部清洁空气吸入内部。

通风系统重点关注的因素为：i)足够的通风容量以与室内容积相适应；ii)防止诸如雨水等的物质通过空气的出入口而流入；iii)防止通过出口排放的空气再次通过入口进入；iv)防止室内的热量损耗；v)安装方便等。

传统大容量通风设备存在这样的一些缺点：传热交换器和风扇是上下层叠，且传热交换器和风扇的连接路径复杂。

根据现有技术，由于传热交换器和风扇是上下层叠的，因此层叠在底部上部的传热交换器的数量受限。因此，当需要更大的通风容量时，无法进一步扩大该通风容量。

此外，由于传热交换器和风扇的连接路径复杂，风扇鼓吹的空气的流动路径中的流阻变得更大。因此，风扇的功耗增大，需要大容量的风扇，且最后制造成本增加。

另外，由于上述的大容量通风设备的内部机构是由传热交换器和风扇组成，因此，必须使用单独的空调来形成关于温度、湿度等的空气调节环境。

发明内容

因此，本发明涉及一种基本上消除了由于现有技术的局限和缺点所导致的一个或多个问题的通风设备。

本发明的目的是提供一种通风设备，其降低了在该通风设备工作时该设备内部产生的流阻，更具体而言，提供一种在流阻降低的情况下能够大量通风的通风设备。

本发明的另一个目的是提供一种通风设备，其不仅能够控制通风，还能控制温度、湿度等，从而通过划分工作模式而提供最合适的空气调节环境。

根据本发明的通风设备包括：热交换模块，其中各种传热交换器上下层叠；鼓风模块，与该热交换模块水平地布置并通过风扇强制地使由该热交换模块交换的空气热量传递；以及机壳，其容纳该热交换模块和鼓风模块。

根据本发明的通风设备包括：外部空气吸入管路，在其一端具有外部空气入口；内部空气吸入管路，在其一端具有内部空气入口；热交换模块，其容纳有传热交换器，所述传热交换器对通过该外部空气吸入管路和该内部空气吸入管路吸入的外部空气和内部空气进行热交换，该外部空气入口以及该内部空气入口形成于该热交换模块上；鼓风模块，其构造成与所述热交换模块分离的水平机构，且将经过该传热交换器的外部空气排到室内以及将经过该传热交换器的内部空气排到室外，排放外部空气的外部空气排放口以及内部空气排放口安装在该鼓风模块上；以及风门(damper)，控制通过该外部空气吸入管路吸入的外部空气的流动方向。

可选地，通过下述模式实现根据本发明的通风设备的控制方法：热交换通风模式，即，在经过传热交换器时与被排放的内部空气进行热交换之后将吸入的外部空气排到室内；或者，普通通风模式，即，不经过该传热交换器而将吸入的外部空气直接排到室内。

根据本发明，由于水平地形成该热交换模块和鼓风模块，大容量通风设备的实施方案变得容易。另外，在普通通风模式期间在该设备内部产生的流阻被最小化。

此外，有效地，温度和湿度条件以及通风均能够符合用户所需求的环境，从而使得室内环境更加舒适。

另外，有效地，由于内部空气和外部空气的连接管路被布置在该通风设备的上部，因此室外排气管路的设计变得简单。

附图说明

图1为根据本发明的通风设备的立体图；

图2为示出了根据本发明的通风设备的内部结构的立体图；

图3为更具体地示出了该传热交换器的室外空气进口的垂直下侧的立体图；

图4为更具体地示出了该传热交换器的室内空气进口的垂直下侧的立体图；

图5为该室外空气进口的下侧的剖视图；

图6为本发明的传热交换器的示意性立体图；

图7为示出了处于热交换器通风模式时风门的位置的横向剖视图；

图8为示出了处于热交换通风模式时，将外部空气和内部空气吸入该传热交换器的操作的示意图；

图9为示出了在热交换通风模式时，从该传热交换器排放外部空气和内部空气的操作的示意图；

图10为示出了在普通通风模式时，风门的位置的横向剖视图；

图11为根据本发明的通风设备的方框图；以及

图12为根据本发明的通风设备的控制方法的算法图。

具体实施方式

以下将参考附图详细地描述本发明的优选实施方案。

图1为根据本发明的通风设备的立体图。参考图1，本发明的通风设备包括：形成该设备的外观的机壳2、机壳2内通风设备的工作所需的热交换模块3、以及被构造成与热交换模块3分离的水平机构的鼓风模块4。

有利地，由于热交换模块3和鼓风模块4被分离成水平机构，因此，该通风设备的整个高度降低，而且热交换模块3内上下可容纳的传热交换器30的数目增大。也就是说，当内部空间的高度受到限制时，可上下层叠的传热交换器30的数目增大。

吸入外部空气的外部空气入口5以及吸入内部空气的内部空气入口7形成于热交换模块3上。此外，排放外部空气的外部空气排放口8以及内部空气排放口6安装在鼓风模块4上。具体地，外部空气入口5、吸入内部空气的内部空气入口7、外部空气排放口8、以及内部空气排放口6形成于机壳2的上侧，从而容易地连接到与该通风设备相连的外部管路。

图2为示出了根据本发明的通风设备的内部结构的立体图。

在图2中，示出机壳的一部分被切开，从而具体地示出该通风设备的内部机构。

参考图2，多个传热交换器30在热交换模块3内上下地层叠，并进一步设有将流入空气和流出空气导向传热交换器30的流路导向机构。

首先描述将空气吸入传热交换器30。导引空气流入到传热交换器30内部的第一隔板22、第二隔板23和第三隔板24形成于外部空气入口5的下侧。第一隔板22和第二隔板23之间的间隙形成了第一管路25，第二隔板23和第三隔板24之间的间隙形成了第二管路26。此外，当风门9设置于第二隔板23顶部上并沿左右方向旋转时，通过外部空气入口5吸入的外部空气可选择性地流入第一管路25和第二管路26中。外部空气吸入闭合挡板21可另外在传热交换器30的端部相互毗邻地形成，从而使得被吸入到第一管路25和第二管路26中的空气流入该传热交换器30的右侧(排放侧)或左侧(吸入侧)。

下文中还将描述具有流动路径导向的机构的内部空气入口7的下侧。如果施加到鼓风模块4的空气流阻不进行热传递交换，所有内部空气和外部空气可以不经过该传热交换器。

通过第一管路25吸入的外部空气，在经过传热交换器30之后被传递到鼓风模块4。由于该内部空气和热交换器，上述的外部空气流动被称为热交换通风模式。

另一方面，通过第二管路26吸入的外部空气不经过传热交换器30而直接被传递到鼓风模块4。由于未与内部空气进行热交换，因此，上述的外部空气流动被称为普通通风模式。有利地，该普通通风模式不存在流过该传热交换器时产生的流阻。

以下描述传热交换器30的排放侧的流动路径导向机构。通过内部空气排放闭合挡板28和外部空气排放闭合挡板27，传热交换器30的向前排放的空气在一个方向上流动。也就是说，从传热交换器30排放的外部空气被外部空气排放闭合挡板27引导从而流到空气供给风扇43中。该内部空气还通过该内部空气排放闭合挡板28而被导向到空气排气风扇41。

以下描述鼓风模块4的机构。

鼓风模块4设置有空气供给风扇43和空气排气风扇41，其中安装空气供给风扇43和空气排气风扇41的两侧的空间被隔板分隔。在与外部空气排放闭合挡板27以及内部空气排放闭合挡板28连接时，该隔板可防止外部空气和内部空气的混合。沿轴方向吸入空气以及沿径向排放空气的离心风扇可被用作风扇41和43。就空气数量和噪声而言，这种离心风扇是有利的。

另外，形成了外部空气排放管路44和内部空气排放管路42，分别将从风扇41和43排放的空气导引到外部空气排放口6和内部空气排放口7。

此外，用于控制外部空气的湿度的加湿器安装在外部空气排放管路44的内部。该加湿器包括喷水的喷嘴45以及加湿网46，该加湿网通过从喷嘴45喷水而对空气加湿。外部空气排放口6在其端部具有湿度传感器以控制该加湿器的工作。

该加湿器并不限于本实施方案所示的形式，显然可以采用其他形式的加湿器。

以下描述形成为上述机构的通风设备的简单运动和工作。

如前已经进行的简要描述，本发明的通风设备工作于两种模式，即热交换模式和普通通风模式。这主要是由于风门9改变了传热交换器30的入口路径。

图3为更具体地示出了该传热交换器的室外空气进口的垂直下侧的立体图；图4为更具体地示出了该传热交换器的室内空气进口的垂直下侧的立体图。

参考图3和4，用于将空气导入到传热交换器的第一隔板22、第二隔板23和第三隔板24安装在外部空气入口5的下侧的管路中。第一隔板22和第二隔板23之间的间隙形成了第一管路25，第二隔板23和第三隔板24之间的间隙形成了第二管路26。此外，由于布置成与第二隔板顶部上的铰链91连接的风门可被控制在左右方向，因此通过外部空气入口5被吸入的外部空气可恰当地流到第一管路25或第二管路26。

上述机构以相同的形式形成于内部空气入口7的下侧。因此，第四隔板55、第五隔板56和第六隔板57形成于内部空气管路中。此外，第四隔板55和第五隔板56之间的间隙形成了第三管路54，第五隔板56和第六隔板57之间的间隙形成了第四管路53。另外，相同形式的风门形成于第五隔板56的顶部上。

图5为该室外空气进口的下侧的剖视图。

参考图5，可更清楚地理解该风门的工作。

通过外部空气入口5吸入的内部空气通过风门9而流入到第一管路25中或第二管路26中，并在该内部空气被吸入之后被导向到传热交换器30中。

被吸入第二管路26的外部空气可不经过传热交换器30。外部空气吸入封闭挡板21安装在第一管路25、第二管路26与传热交换器30端部交汇的位置。外部空气吸入闭合挡板21使得经过该外部空气管路25和26的外部空气可被传递到右边位置。

电机92与风门9的一侧连接，以形成与第二隔板及铰链连接的风门9的旋转装置。

图6为本发明的传热交换器的示意性立体图。

参考图6，第一侧35和第二侧36根据该传热交换器的层叠情况而吸入该外部空气和内部空气。

此外，第三侧37和第四侧38根据该传热交换器的层叠情况而吸入该外部空气和内部空气。

也就是说，当内部空气通过第一侧35被吸入到其中的一个传热交换器中时，排放的空气通过第三侧37被吸入到位于上述传热交换器顶部上的传热交换器中。

排气风扇和空气供给风扇可一起设置于根据上述机构的传热交换器的一侧上。此外，有利地，该通风设备的机构可更加简化且鼓风过程缩短。

图7为示出了处于热交换器通风模式时风门的位置的横向剖视图。

参考图7，风门9右向旋转。此时，第一管路25打开，外部空气流入到其内部，并经过传热交换器31。然而，外部空气可以不经过被外部空气流闭合挡板闭合的第一管路25的一部分。

另外，通过内部空气入口7流入的室内空气，通过被外部空气流闭合挡板21闭合的部分而流到排气风扇41。因此，内部空气和外部空气通过传热交换器30的一侧同时流入本发明的通风设备。被吸入的内部空气和外部空气也通过吸入方向的各相对方向被排放。

图8为示出了处于热交换通风模式时，将外部空气和内部空气吸入该传热交换器的操作的示意图，图9为示出了在热交换通风模式时，从该传热交换器排放外部空气和内部空气的操作的示意图。

参考图8和9，通过外部空气入口5吸入的外部空气流入到未被外部空气流动闭合挡板21闭合的传热交换器31和33的侧边的间隙中。此外，通过内部空气入口7吸入的内部空气流入到未被内部空气流动闭合挡板51闭合的传热交换器32和34的另一个间隙中。

同时，由外部空气排放闭合挡板27和内部空气排放闭合挡板28决定内部空气和外部空气经过热交换之后被排放的流动方向。也就是说，由于经过热交换的外部空气被导向空气供给风扇43以及经过热交换的内部空气被导向排气风扇，因而外部空气和内部空气被排放到室内和室外。

图10为示出了在普通通风模式时风门的位置的横向剖视图。

参考图10，在普通通风模式期间，风门沿向左的方向移动，且外部空气流入第二管路26。随后，不经过传热交换器30，外部空气被导向外部空气排放闭合挡板27，并流入空气供给风扇43。有利地，由于空气不经过传热交换器30，因此外部空气的流阻变得更低。

在普通通风模式时，还可以由外部空气流入闭合挡板21控制经过第二管路26的外部空气的流入。

由于在普通通风模式时外部空气不进行热交换而直接被供给，因此复杂内部机构所导致的巨大的压降可得以降低。此外，在室内和室外的温差不大的春季和秋季，该普通模式是必需的。理想地，当外部空气和内部空气的温度的绝对值低于设定点时，实现该普通模式。更理想地，当设定点为3至7摄氏度时实现该普通通风模式。

当实现普通通风模式时，功耗、压降和噪声均得以降低。

图11为根据本发明的通风设备的方框图，图12为根据本发明的通风设备的控制方法的算法图。

参考图11和12，该通风设备的工作由风扇的工作而启动(步骤ST1)，并确定内部空气和外部空气的温度差ΔT的绝对值是否低于设定点Td(步骤ST2)。如果该温度差低于设定点，风门9被控制为普通通风模式(步骤ST3)，且如果不低于设定点，风门9被控制为热交换通风模式(步骤ST4)。随后，确定由湿度传感器47感测到的湿度是否低于所需的湿度，步骤ST5。当感测到的湿度低于所需湿度时，实现使用加湿器增加湿气的加湿模式(步骤ST6)。随后确定是否继续该通风设备的工作(步骤ST7)，且根据步骤ST7而继续或结束该通风设备的运行。

可以不与任何通风模式关联而单独地控制该加湿模式。

根据本发明，由于以水平机构形成热交换模块和鼓风模块，因此大容量通风设备的实施方案成为可能。此外，在普通通风模式的工作期间，在该设备内部产生的流阻得以最小化。

此外，有效地，用于维持室内环境更舒适的温度、湿度条件以及通风被调整至用户的需求。

此外，有效地，由于外部空气或内部空气的连接管路被布置在该通风设备的机壳顶部上，因此，排放管路的设计变得更简单。

Claims (9)

1.一种通风设备，其包括：

外部空气吸入管路，其具有外部空气入口；

内部空气吸入管路，其具有内部空气入口；

热交换模块，其容纳有传热交换器，所述传热交换器对通过该外部空气吸入管路和该内部空气吸入管路吸入的该外部空气和内部空气进行热交换，该外部空气入口以及该内部空气入口形成于该热交换模块上；

鼓风模块，其构造成与所述热交换模块分离的水平机构，且将经过该传热交换器的该外部空气排放到室内以及将经过该传热交换器的内部空气排放到室外，排放外部空气的外部空气排放口以及内部空气排放口安装在该鼓风模块上；以及

风门，其控制通过该外部空气吸入管路吸入的外部空气的流动方向。

2.根据权利要求1的通风设备，其中该外部空气吸入管路被隔板分隔成第一管路和第二管路，通过该风门吸入的该外部空气选择性地流入该第一管路和第二管路。

3.根据权利要求1的通风设备，其中该内部空气吸入管路被隔板分隔成第三管路和第四管路，通过与该风门相同形式的风门吸入的该内部空气选择性地流入该第三管路和第四管路。

4.根据权利要求1的通风设备，其中该鼓风模块包括空气供给风扇和排气风扇、与该空气供给风扇连接的空气供给排放管路、以及与该排气风扇连接的排气管路。

5.根据权利要求4的通风设备，其中进一步包括设置在空气供给排放管路内部的加湿网以及喷嘴，该加湿网通过从喷嘴喷水而对空气加湿。

6.根据权利要求5的通风设备，其中进一步包括设于该空气供给排放管路端部的湿度传感器。

7.一种如权利要求1所述的通风设备的控制方法，其可选择性地由以下步骤实现：

热交换模式，即，在经过传热交换器时与该内部空气进行热交换之后将所供给的外部空气排放到室内；以及

普通通风模式，即，不经过该传热交换器而将所供给的外部空气直接排放到室内。

8.根据权利要求7的通风设备的控制方法，其中当该外部空气和内部空气的温度差的绝对值小于设定点时，实现该普通通风模式。

9.根据权利要求7的通风设备的控制方法，其中当通过湿度传感器感测到的内部湿度小于所需的湿度时，实现使用加湿器增加湿气的加湿模式。

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