CN212842035U

CN212842035U - 一种叠动通风系统

Info

Publication number: CN212842035U
Application number: CN202020982225.2U
Authority: CN
Inventors: 李晗; 孔祥飞; 范满; 李瑾超
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2030-06-02

Abstract

本实用新型公开了一种叠动通风系统包括送风系统、回风系统和新风系统；新风系统包括新风管和初效过滤器；所述送风系统包括送风主管、常规组合式空气处理机组、高温冷水/低温热水组合式空气处理机组和换向装置；所述回风系统包括回风管和回风管电动阀门。本系统通过利用不同品位射流间的浮力通量，将热浮升力“转劣为优”，可明显改善“冷风下沉”与“热风上浮”现象，目标区域温度分布更加均匀，显著提升通风效率与人体热舒适性。本系统可适配平疫联动模式，将室外新风引入至上层风，以提升有效新风量，降低新风处理能耗，增强室内空气品质；在疫情防控期间，上层风可切换至全新风模式以减小建筑内部人员交叉传染风险。

Description

一种叠动通风系统

技术领域

本实用新型涉及建筑机械通风系统，具体是一种叠动通风系统。

背景技术

随着我国经济社会的发展，社会物质得到极大的丰富，人民生活质量逐渐提高，开始重视室内环境的舒适性与健康性，与此同时，工业化进程的不断推进导致能源紧缺、生态环境污染等问题日益显现。因此，如何在具有高浓度污染物的室内外环境下，营造一个健康舒适的室内环境，从而有效降低由高浓度污染物所造成的居民健康损失成为了一个关系到民生与社会可持续发展的重要问题。

目前，基于机械通风的空气调节方式主要有混合通风模式、置换通风模式、层式通风模式以及个性化通风模式。整体来看，传统机械通风空气调节方式虽然具有供冷/供热响应迅速的优势，但由于热浮升力的影响，具有以下不足：(1)温度梯度大，温度分布不均从而引发人体不舒适性；(2)送风射程变短，采用提升射流速度方式可以弥补此缺陷，但同时使得风口附近吹风感过强；(3)以营造均匀室内环境为目标，通过提升输入能量来实现目标区域设计温度，进而产生能耗浪费。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种叠动通风系统。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种叠动通风系统，其特征在于该系统包括送风系统、回风系统和新风系统；

所述新风系统包括新风管和初效过滤器；所述送风系统包括送风主管、组合式空气处理机组、高温冷水/低温热水组合式空气处理机组和换向装置；所述回风系统包括回风管和回风管电动阀门；

所述新风管的一端为新风口，另一端与送风主管的进风口连接；新风管上设置有初效过滤器；

所述送风主管的出风口分为送风第一支管和送风第二支管；送风第一支管上设置有组合式空气处理机组，送风第二支管上设置有高温冷水/低温热水组合式空气处理机组；送风第一支管和送风第二支管通过换向装置分别与低温风接口风管和高温风接口风管连接；低温风接口风管的末端为低温送风口，高温风接口风管的末端为高温送风口；按照气体流向，换向装置位于组合式空气处理机组和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组的后方、低温送风口和高温送风口的前方，换向装置用于转变送风气流走向，从而实现两个空气处理机组与两个送风口之间的不同组合，以分别满足制冷与制热工况需求；低温送风口和高温送风口通入室内，设置于房屋的墙体处，且低温送风口位于高温送风口上方；

所述回风管的一端为回风口，通入室内；回风管的另一端与送风主管的进风口连通。

与现有技术相比，本实用新型有益效果在于：

(1)本系统通过利用不同品位射流间的浮力通量，将热浮升力“转劣为优”，可明显改善“冷风下沉”与“热风上浮”现象，目标区域温度分布更加均匀，显著提升通风效率与人体热舒适性。

(2)本系统可适配平疫联动模式，将室外新风引入至上层风——“呼吸层”，以提升有效新风量，降低新风处理能耗，增强室内空气品质；在疫情防控期间，上层风可切换至全新风模式以减小建筑内部人员交叉传染风险。

(3)不仅实现了能源总量的缩减，而且可同时实现多质热能耦合利用，节能潜力更大，可为进一步降低建筑空调能耗提供新思路。

(4)本系统调控灵活，可针对不同功能的空调房间，根据温度传感器和速度传感器的信息反馈，通过中控台来灵活调节低温送风口和高温送风口的送风量和送风参数。

(5)换向装置若采用四通换向阀可节省设备铸模初成本，而采用四通风管则可很好平衡支管局部阻力，使得各支管送风更加均匀，同时具有布置灵活的特点。

附图说明

图1是本实用新型的系统整体结构示意图(其中换向装置采用四通换向阀)；

图2是本实用新型的系统整体结构示意图(其中换向装置采用四通风管)；

图3是本实用新型的低温送风口和高温送风口的安装位置示意图；

图4是本实用新型的四通换向阀的夏季制冷工况内部结构示意图；

图5是本实用新型的四通换向阀的冬季制热工况内部结构示意图；

图6是本实用新型的四通风管的内部结构示意图；

图7是本实用新型的四通风管第一接口管路的内部结构示意图；

图8是本实用新型的四通风管第二接口管路的内部结构示意图；

图9是本实用新型一种实施例的夏季制冷工况下气流组织示意图；

图10是本实用新型一种实施例的冬季制热工况下气流组织示意图；

图中，1、新风口；2、初效过滤器；3、静压箱；4、送风主管；5、回风管；6、数据线；7、中控台；8、温度传感器；9、速度传感器；10、组合式空气处理机组；11、回风口；12、高温冷水/低温热水组合式空气处理机组；13、换向装置；14、低温送风口；15、高温送风口； 16、送风第一支管；17、送风第二支管；18、低温风接口风管；19、高温风接口风管；20、回风管电动阀门；21、新风管；22、四通换向阀第一接口；23、四通换向阀第二接口；24、四通换向阀第三接口；25、四通换向阀第四接口；26、四通换向阀阀体；27、四通换向阀阀芯；28、四通风管第一接口管路；29、四通风管第二接口管路；30、四通风管低温风接口； 31、四通风管高温风接口；32、四通风管第一电动阀门；33、四通风管第二电动阀门。

具体实施方式

下面给出本实用新型的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本实用新型，不限制本申请权利要求的保护范围。

本实用新型提供了一种叠动通风系统(简称系统，参见图1-8)，其特征在于该系统包括送风系统、回风系统和新风系统；

所述新风系统包括新风管21和初效过滤器2；所述新风管21的一端为新风口1，用于新风的进入，另一端与送风主管4的进风口连接；新风管21上设置有初效过滤器2；

所述新风系统还包括静压箱3；静压箱3设置于新风管21上，按照新风流动方向初效过滤器2更靠近新风口1，静压箱3位于初效过滤器2后方，新风依次通过初效过滤器2和静压箱3进入送风主管4中。

所述送风系统包括送风主管4、组合式空气处理机组10、高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12和换向装置13；所述送风主管4的出风口分为送风第一支管16和送风第二支管 17；送风第一支管16上设置有组合式空气处理机组10，送风第二支管17上设置有高温冷水 /低温热水组合式空气处理机组12；送风第一支管16和送风第二支管17通过换向装置13分别与低温风接口风管18和高温风接口风管19连接；低温风接口风管18的末端为低温送风口 14，高温风接口风管19的末端为高温送风口15；按照气体流向，换向装置13位于组合式空气处理机组10和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12的后方、低温送风口14和高温送风口15的前方；低温送风口14和高温送风口15通入室内，设置于房屋的垂直墙体处；低温送风口14和高温送风口15均成排设置，且低温送风口14位于高温送风口15上方，即距离地面更高；

所述回风系统包括回风管5；所述回风管5的一端为回风口11，通入室内，位于屋顶处；回风管5的另一端与送风主管4的进风口连通。

所述回风管5上设置有回风管电动阀门20。

所述系统还包括中控台7；低温送风口14和高温送风口15处均设置有温度传感器8和速度传感器9；回风口11处设置有温度传感器8和速度传感器9；所述中控台7通过数据线6分别与温度传感器8、速度传感器9、组合式空气处理机组10和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12电连接。

所述换向装置13用于转变送风气流走向，从而实现两个空气处理机组与两个送风口之间的不同组合，分别满足制冷与制热工况的需求，即制冷工况下，送风第一支管16通过换向装置13与低温风接口风管18连接，通过低温送风口14向室内送出常规冷风；送风第二支管 17通过换向装置13与高温风接口风管19连接，通过高温送风口15向室内送出高温冷风；制热工况下，送风第一支管16通过换向装置13与高温风接口风管19连接，通过高温送风口 15向室内送出常规热风；送风第二支管17通过换向装置13与低温风接口风管18连接，通过低温送风口14向室内送出低温热风。

所述换向装置13可采用四通换向阀或四通风管；

所述四通换向阀包括四通换向阀阀体26和设置于四通换向阀阀体26内部的可转动的四通换向阀阀芯27；

所述四通换向阀阀体26具有四通换向阀第一接口22、四通换向阀第二接口23、四通换向阀第三接口24和四通换向阀第四接口25；四通换向阀第一接口22与送风第一支管16连接，四通换向阀第三接口24与送风第二支管17连接，四通换向阀第四接口25与低温风接口风管18连接；四通换向阀第二接口23与高温风接口风管19连接。

所述四通风管包括四通风管第一接口管路28、四通风管第二接口管路29、四通风管低温风接口30、四通风管高温风接口31、四通风管第一电动阀门32和四通风管第二电动阀门33；

所述四通风管第一接口管路28的一端与送风第一支管16连接，另一端分为两条支路；支路的始端设置有四通风管第一电动阀门32，通过四通风管第一电动阀门32的作用使得相应的支路通断，实现不同工况下送风末端的变换(即送风从四通风管低温风接口30送出还是从四通风管高温风接口31送出)；两条支路的末端分别汇集到四通风管低温风接口30处和四通风管高温风接口31处；

所述四通风管第二接口管路29的一端与送风第二支管17连接，另一端分为两条支路；支路的始端设置有四通风管第二电动阀门33，通过四通风管第二电动阀门33的作用使得相应的支路通断，实现不同工况下送风末端的变换(即送风从四通风管低温风接口30送出还是从四通风管高温风接口31送出)；两条支路的末端分别汇集到四通风管低温风接口30处和四通风管高温风接口31处；

四通风管低温风接口30与低温风接口风管18连接；四通风管高温风接口31与高温风接口风管19连接。

本实施例中，所述初效过滤器2的型号是GFWZ-18-595，用于过滤新风杂质；

所述静压箱3用于提升新风静压，降低噪音；

本实施例中，所述中控台7可采用型号为AMSAMOTION-CPU217XP-R的PLC可编程控制器；

本实施例中，所述温度传感器8的型号为SIN-WZP-PT100，用于测量送风温度和回风温度；所述速度传感器9的型号为WD4122，用于测量送风速度和回风速度；

本实施例中，所述组合式空气处理机组10利用高品位能源制冷供热，其型号选择与供冷供热负荷、风量等有关，可采用SMS-20F；

本实施例中，所述高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12由于所需能源较少，采用低品位能源制冷供热，实现能源梯级利用，其选择与供冷供热负荷、风量等有关，可采用 SMS-10F；

本实用新型的工作原理和工作流程是：

运行时，新风由新风口1进入新风管21中，依次经过初效过滤器2和静压箱3与回风管 5的回风混合；混合空气通过送风主管4后分别进入组合式空气处理机组10和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12中；换向装置13根据不同工况进行处理后，组合式空气处理机组10和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12中的空气由低温送风口14和高温送风口 15送出，使得人员处于一个风温和风速等条件适宜的、人员感觉舒适的热环境中，回风由回风口11通过回风管5返回送风主管4处。

运行过程中，可以根据人员的身体感受情况，人工手动对组合式空气处理机组10和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12的控制板中的送风风速和送风温度进行设定，进而改变风机频率、机组功率、换热器的水流量等参数，使得人员活动区温度分布均匀，无明显温度分层现象，提供给人员一个舒适的空调环境。

或者，运行过程中，可以通过中控台7、温度传感器8和速度传感器9进行调节；温度传感器8和速度传感器9分别实时采集回风口11、低温送风口14和高温送风口15的风温和风速数据，再将数据传输给中控台7，中控台7对数据进行处理分析，进而对组合式空气处理机组10和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12的风机频率、机组功率、换热器的水流量等参数进行控制，从而实现自动调控，使得人员活动区温度分布均匀，无明显温度分层现象，提供给人员一个舒适的空调环境。

或者，中控台7还可通过网络连接远端PLC云盒子(型号为Suk-Bow-W)，实现数据传输；运行过程中，温度传感器8和速度传感器9分别实时采集回风口11、低温送风口14和高温送风口15的风温和风速数据，再将数据传输给中控台7，中控台7再输出信号至远端PLC 云盒子，远端PLC云盒子反馈系统运行情况给操作人员，操作人员远程观测数据并通过远端PLC云盒子对中控台7进行人工控制，进而对组合式空气处理机组10和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12的风机频率、机组功率、换热器的水流量等参数进行控制，使得人员活动区温度分布均匀，无明显温度分层现象，提供给人员一个舒适的空调环境。

制冷工况下：换向装置13采用四通风管(参见图6)，通过四通风管第一电动阀门32和四通风管第二电动阀门33的控制，组合式空气处理机组10处理后的常规冷风经过四通风管第一接口管路28从四通风管低温风接口30流出，经过低温风接口风管18到达低温送风口14向室内送出常规冷风；高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12处理后的高温冷风经过四通风管第二接口管路29从四通风管高温风接口31流出，经过高温风接口风管19到达高温送风口15向室内送出高温冷风。换向装置13采用四通换向阀(参见图4)，通过对四通换向阀阀芯27的控制，组合式空气处理机组10处理后的常规冷风经过四通换向阀第一接口22，从四通换向阀第四接口25流出，经过低温风接口风管18到达低温送风口14向室内送出常规冷风；高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12处理后的高温冷风经过四通换向阀第三接口24，从四通换向阀第二接口23流出，经过高温风接口风管19到达高温送风口15向室内送出高温冷风。本实施例是，低温送风口14的送风温度为20℃，高温送风口15的送风温度为23℃。低温送风口14的送风轴心偏移量＞高温送风口15的送风轴心偏移量。低温送风口 14和高温送风口15的送风温差产生有利浮力通量，由于浮升力的影响，高温送风口15的高温冷风明显积极影响低温送风口14的常规冷风的冷气流沉降速度，高温送风口15的高温冷风对低温送风口14的常规冷风形成托举力，使得低温送风口14输送的高品位冷量更加高效利用。

供热工况下：换向装置13采用四通风管(参见图6)，通过四通风管第一电动阀门32和四通风管第二电动阀门33的控制，组合式空气处理机组10处理后的常规热风经过四通风管第一接口管路28从四通风管高温风接口31流出，经过高温风接口风管19到达高温送风口15向室内送出常规热风；高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12处理后的低温热风经过四通风管第二接口管路29，从四通风管低温风接口30流出，经过低温风接口风管18到达低温送风口14向室内送出低温热风。换向装置13采用四通换向阀(参见图5)，通过对四通换向阀阀芯27的控制，组合式空气处理机组10处理后的常规热风经过四通换向阀第一接口22，从四通换向阀第二接口23流出，经过高温风接口风管19到达高温送风口15向室内送出常规热风；高温冷水/低温热水组合式空气处理机组12处理后的低温热风经过四通换向阀第三接口24，从四通换向阀第四接口25流出，经过低温风接口风管18到达低温送风口14向室内送出低温热风。本实施例是，低温送风口14的送风温度为24℃；高温送风口15的送风温度为27℃。低温送风口14的送风轴心偏移量＜高温送风口15的送风轴心偏移量。低温送风口14和高温送风口15的送风温差产生有利浮力通量，由于浮升力的影响，低温送风口14 的低温热风明显抑制高温送风口15的常规热风上浮，避免热量过快上升至非人员区，使得热量在人员区有效利用。

送风温度与环境负荷、送风量等有关。浮力通量可以用来评判沉降、轴心偏移量的大小，根据浮力通量的计算公式；

式中：g为重力加速度(m/s²)，ρ为送风密度 (kg/m³)，m为质量流量(kg/s)，ν₀为射流速度(m/s)，△T为送风温度T和室内温度T₀之差(K)。当低温送风口14和高温送风口15的送风速度相同时，由于不同品位射流的浮力通量作用不同，进而导致射流沉降与上浮幅度不同。因此，图9中低温送风口14的送风轴心偏移量＞高温送风口15的送风轴心偏移量，图10中低温送风口14的送风轴心偏移量＜高温送风口15的送风轴心偏移量。

对于静坐办公、平躺休息等活动形式，低温送风口14位于上排，设置于离地面高度为 1.2米处；高温送风口15位于下排，设置于离地面高度为0.7米处。高度随着人员活动区高度的变化而变化。低温送风口14和高温送风口15的个数和间距可根据文献《陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社,2008》。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims

1.一种叠动通风系统，其特征在于该系统包括送风系统、回风系统和新风系统；

所述新风系统包括新风管和初效过滤器；所述送风系统包括送风主管、组合式空气处理机组、高温冷水/低温热水组合式空气处理机组和换向装置；所述回风系统包括回风管；

2.根据权利要求1所述的叠动通风系统，其特征在于所述换向装置采用四通换向阀或四通风管。

3.根据权利要求2所述的叠动通风系统，其特征在于所述四通换向阀包括四通换向阀阀体和设置于四通换向阀阀体内部的可转动的四通换向阀阀芯；

所述四通换向阀阀体具有四通换向阀第一接口、四通换向阀第二接口、四通换向阀第三接口和四通换向阀第四接口；四通换向阀第一接口与送风第一支管连接，四通换向阀第三接口与送风第二支管连接，四通换向阀第四接口与低温风接口风管连接；四通换向阀第二接口与高温风接口风管连接。

4.根据权利要求2所述的叠动通风系统，其特征在于所述四通风管包括四通风管第一接口管路、四通风管第二接口管路、四通风管低温风接口、四通风管高温风接口、四通风管第一电动阀门和四通风管第二电动阀门；

所述四通风管第一接口管路的一端与送风第一支管连接，另一端分为两条支路；支路的始端设置有四通风管第一电动阀门，通过四通风管第一电动阀门的作用使得相应的支路通断，实现不同工况下送风末端的变换；两条支路的末端分别汇集到四通风管低温风接口处和四通风管高温风接口处；

所述四通风管第二接口管路的一端与送风第二支管连接，另一端分为两条支路；支路的始端设置有四通风管第二电动阀门，通过四通风管第二电动阀门的作用使得相应的支路通断，实现不同工况下送风末端的变换；两条支路的末端分别汇集到四通风管低温风接口处和四通风管高温风接口处；

四通风管低温风接口与低温风接口风管连接；四通风管高温风接口与高温风接口风管连接。

5.根据权利要求1所述的叠动通风系统，其特征在于所述新风系统还包括静压箱；静压箱设置于新风管上，按照新风流动方向静压箱位于初效过滤器后方。

6.根据权利要求1所述的叠动通风系统，其特征在于所述系统还包括中控台；低温送风口和高温送风口处均设置有温度传感器和速度传感器；回风口处设置有温度传感器和速度传感器；所述中控台分别与温度传感器、速度传感器、组合式空气处理机组和高温冷水/低温热水组合式空气处理机组电连接。

7.根据权利要求1所述的叠动通风系统，其特征在于回风管上设置有回风管电动阀门。

8.根据权利要求1所述的叠动通风系统，其特征在于回风口位于屋顶处。

9.根据权利要求1所述的叠动通风系统，其特征在于低温送风口离地面高度为1.2米；高温送风口离地面高度为0.7米。