CN217928995U - 一种单动力压力自平衡的立柜式空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种单动力压力自平衡的立柜式空调，包括立式外箱体、全热交换芯、旁通阀、风机、主控器以及内设综合处理空气的复合式滤网单元、除湿单元、加湿单元。其中立式外箱体顶部分设有多个风口，且箱体内腔分隔设为送风静压腔体、回风负压腔体，换热腔体和综合处理主腔体，全热交换芯内设有零换气的一组交叉风道；旁通阀分为设于送风静压腔体中的排风阀和设于回风负压腔体中的新风阀，主控器内设微处理器并与排风阀、新风阀、风机的各电控端信号相连。应用该立柜式空调，通过立式外箱体小型化的柜式结构和风道规划，可以实现对室内空气包括含氧量、温度、洁净度、湿度等各项参数的高效综合处理，提高了安装的便捷程度及普及适用范围。

Description

一种单动力压力自平衡的立柜式空调

技术领域

本实用新型涉及一种室内空气处理设备，尤其涉及一种针对室内空气环境变化，按需对空气各项参数进行调节的小型设备。

背景技术

随着人们对家庭、办公场所等室内的环境品质要求日渐提升，对室内空气的通风处理将不再停留于开窗通风的传统操作上。一方面，需要加强室内外空气交换，以获得室内空气足够的含氧量，满足小范围空间内高密度人群的健康所需；另一方面，室外空气中难免存在飘絮、微尘、细菌等有害物质，直接开窗通风无形中增加了室内空气环境的危害风险。为此，越来越多的建筑开始从设计阶段即引入高度复杂性的新风系统或空调系统，虽然能满足对室内新风品质的要求，但成本高昂且维护难度成倍增加。该类系统主要为工业性机器，风量较大，但同时占地面积较大，不适合小空间应用。

再者，目前市场通风设备功能较单一，仅能对室内空气进行单独冷除湿、送排风换气、空调制冷制热、加湿等，无法综合处理室内空气的含氧量、洁净度、温度、湿度等方面。另外，从设备兼顾送排风的需求来看，往往需要采用多台风机进行搭配使用，控制复杂程度及能耗均较高。

从设备的占空来看，现有综合性空气处理设备多为卧式结构，需要处理的空气参数越多，则功能段也越多，设备及占地面积也同步增大。由此带来了安装不便的困扰。此外，对于大型设备的操控方式也相对复杂，非专业人士很难正确操控，容易出现误操作情况，人机交互界面呆板，不利于普通民间的推广应用。

发明内容

本实用新型的目的旨在提出一种单动力压力自平衡的立柜式空调，解决小空间范围内设备引入并实现对室内空气综合处理的问题。

本实用新型实现上述目的的技术解决方案是，一种单动力压力自平衡的立柜式空调，其特征在于包括：

立式外箱体，顶部分布设有开口朝上的各一个送风口、回风口、新风口、排风口，且箱体内腔分隔设为与送风口相连的送风静压腔体，与回风口相连的回风负压腔体，换热腔体，综合处理主腔体，其中综合处理主腔体中的气流自回风侧向送风侧单向流动；

全热交换芯，内设有零换气的一组交叉风道；

旁通阀，分为设于送风静压腔体中的排风阀和设于回风负压腔体中的新风阀，其中排风阀通过一条交叉风道与排风口相接连通，新风阀通过另一条交叉风道与新风口相接连通；

风机，设于综合处理主腔体中靠近送风静压腔体处单向驱动气流；

主控器，内设微处理器并与排风阀、新风阀、风机的各电控端信号相连；

以及在综合处理主腔体中沿气流方向顺位而设的复合式滤网单元、除湿单元、加湿单元。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，进一步地，所述排风阀和新风阀设为比例电磁阀，并受控关闭或开启程度可调。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，进一步地，所述除湿单元由表冷器与内置直膨式氟利昂盘管的蒸发器联用构成，且蒸发器的压缩机信号接入主控器。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，进一步地，所述加湿单元至少为电极加湿器，且电极的电控端接入主控器。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，进一步地，所述复合式滤网单元为由初效滤网、中效滤网、高效滤网成型为一体，且复合式滤网单元设为广口朝上的漏斗体，过滤效率自上而下递增。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，进一步地，所述立式外箱体顶侧或正侧表面集成设有与主控器信号相连的控制面板，用于立柜式空调的功能设定和运行模式切换。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，更进一步地，所述运行模式至少为平衡风净化模式、正压新风净化模式、负压新风净化模式、内循环模式，通过排风阀和新风阀的启闭控制切换。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，进一步地，所述立式外箱体于回风口及送风口内侧集成设有信号接入主控器的空气质量监测模块。

上述单动力压力自平衡的立柜式空调，进一步地，所述立式外箱体底侧接设有移动辅助的万向轮。

应用本实用新型上述立柜式空调，其具备多方面、显著的进步性，分述如下：

1．设备采用功能集成及布局结构的创新形成了多变可控的风道，可以实现对室内空气包括含氧量、温度、洁净度、湿度等各项参数的综合处理。

2．通过立式外箱体小型化的柜式结构，将多种空气处理功能段紧凑地集成于柜体内部，对空间要求不高，外形方正美观；且设备下设移动辅助的万向轮，大大提高了安装的便捷程度及普及适用范围。

3．全机仅需设置一台风机，通过控制旁通阀的通断，即满足了设备在各运行模式切换下的气流动力，实现新风补充和污浊空气排出。

4．利用表冷器与内置直膨式氟利昂盘管的蒸发器联机进行二次冷却除湿，大大提高了除湿效率。

5．通过设置全热交换芯，利用排风对所补充的新风进行预冷/预热，降低换气的能量损失，提高能源利用率。

6．设备通过智能化自控规划，运行操控更加便捷，无需频繁干预操作。灵活外置的控制面板，能实时且直观地交互监测所得的室内空气状况。

附图说明

图1是本实用新型立柜式空调正视角度下的内部布局结构示意图。

图2是图1所示立柜式空调俯视角度下的表面布局结构示意图。

图3是本实用新型立柜式空调运行于平衡风净化模式的气流示意图。

图4是本实用新型立柜式空调运行于正压新风净化模式的气流示意图。

图5是本实用新型立柜式空调运行于负压新风净化模式的气流示意图。

图6是本实用新型立柜式空调运行于内循环模式的气流示意图。

图7是本实用新型立柜式空调的控制面板一种界面示意图。

图8是本实用新型立柜式空调的控制面板另一种界面示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握，从而对本实用新型的保护范围做出更为清晰的界定。

本实用新型设计者针对当前市场中通风设备的诸多不足，创新提出了一种单动力压力自平衡的立柜式空调，可广泛用于各类完成装修或投入使用一段时间的建筑室内小空间中，替代窗户或常规通风设备对室内换气及综合处理的调节作用，提升人们身处室内环境的体感。

如图1所示的本实用新型立柜式空调正视角度下的内部布局结构示意图及图2所示的俯视角度下的表面布局结构示意图。从技术概述来看，该单动力压力自平衡的立柜式空调整体为小型柜体设计，其结构组成主要包括立式外箱体1及其中分布组装的全热交换芯2、旁通阀、风机4、主控器（未图示）以及沿气流方向顺位而设的复合式滤网单元5、除湿单元、加湿单元7。其中该立式外箱体1顶部分布设有开口朝上的各一个送风口11、回风口12、新风口13、排风口14。且箱体内腔分隔设为与送风口11相连的送风静压腔体15，与回风口12相连的回风负压腔体16，换热腔体17，综合处理主腔体18。从以上该箱体内腔的分隔、布局结构可见，其中综合处理主腔体18中的气流自回风侧向送风侧单向流动，即在综合处理主腔体中的风道整体呈U字型设置，也仅有此单一的气流方向，故在靠近送风静压腔体处仅需设置单个动力型的风机，即可驱动主风道中的气流；风速和强度由风机输出功率可调设置。籍此，上述四个风口可集中开设于顶部并同时朝上设置。公知地，送风口、回风口通常面向室内设置，而新风口和排风口通常面向室外设置，则四个风口在立式外箱体顶部呈四角分布，并适于通过墙面进行室内外相隔。通过多功能的模块化集成，在主腔体中能实现对室内空气的综合处理，包括对室内空气的含氧量、洁净度、温度、湿度等各项参数。

除综合处理主腔体18内的主风道外，与之局部连通的送风静压腔体、回风负压腔体则与热交换腔体构成可灵活切换气流方向的调整风道，以实现该立柜式空调运行于不同的模式中，实现对室内空气的不同处理要求。从设备必要的构件来看，在上述热交换腔体中设有一组交叉通道和旁通阀。从所设位置的功能区别来描述该旁通阀，又可命名如下：在送风静压腔体中设有排风阀31，该排风阀31通过一条交叉风道与排风口相接连通；在回风负压腔体中设有新风阀32，该新风阀通过另一条交叉风道与新风口相接连通。由此可见，从主风道进入送风静压腔体后的气流可选分流为直接送风或换热后排风，而在回风负压腔体中，又可选形成单独的回风或回风与新风的汇流，面向主风道流动。为了切换各种运行模式，该立柜式空调还内置集成有基于单片机等微处理器的主控器，并通过信号线路与各旁通阀、风机的电控端相连、交互控制信号。

从更进一步细化特征来看，上述该排风阀31和新风阀32均可设为比例电磁阀，接入主控器并受控关闭或开启程度可调。由此在对设备进行运行模式设定微调时，可通过外部输入单元操作主控器，设定各旁通阀对应模式下的开启程度，从而有利于精度控制分流大小。这里，所谓的外部输入单元可以是与主控器相连的控制面板或远程通信相连的上位机、移动终端App。其中控制面板可以以立式外箱体为装接载体，集成设于设备的顶侧或正侧表面。如图7和图8所示，该控制面板在界面设计方面，可以包含系统概览的主界面及翻页切换的多区域空气质量参数结果。通过触控操作，可以在控制面板设置该空调设备的整机启闭、各运行模式下的参数及系统参数等。该机成品默认按照WHO推荐的健康空气参数标准设置参数范围，用户则可以依据实际个人习惯对参数范围进行修正。

当然，基于控制面板或各类分布设于室内的显示界面，可以向室内用户交互实时的空气质量情况。因此，上述立式外箱体于回风口12及送风口11内侧还可集成设有信号接入主控器的空气质量监测模块，对进入设备的回风和向室内的送风分别进行量化评测。由于当前对于空气质量的实时监测成品及信号反馈主控器并图像化显示已十分成熟，且这部分功能实现并非本申请致力于请求保护的重点，故省略详述其实施。

从空气综合处理来理解，在该立柜式空调设备中，对除湿功能进行了创新设计，即利用表冷器6（含水盘管）与内置直膨式氟利昂盘管的蒸发器8联用构成除湿单元，且蒸发器的压缩机信号接入主控器。通过水盘管对空气进行预冷除湿后的空气，再通过蒸发器进行二次冷却除湿，大大提高了除湿效率。在完成空气除湿之后，通过再热处理保证送风温度的舒适性，实现低能耗除湿舒适送风的目的。这里，上述表冷器冷热源由外置热泵机组提供，为市场成品模块。而蒸发器8包括综合处理主腔体之中位于表冷器之后的直膨式氟利昂盘管81及其相连的压缩机82。虽然除湿原理为常识，但其与表冷器的配合相得益彰，效果显著。

而加湿单元比较常规且相对简单，本实施例中优选为电极加湿器，且电极的电控端接入主控器。

上述复合式滤网单元为由初效滤网、中效滤网、高效滤网成型为一体，且复合式滤网单元设为广口朝上的漏斗体（图1正视视角下V字外形），则过滤效率自上而下递增。室内回风较为污浊的情况下，先通过该复合式滤网单元，气流得以优化洁净度，而后再依次通过除湿单元、加湿单元按需调节湿度及温度等参数。这里关于滤网单元在通风设备中的应用已为市场常见，故该立柜式空调仅考虑其在小体积的外箱体中设置，除便于换新的模块化设计外，更优化了其外形结构，使其在主风道初段实现收缩气流、使之流向更集中，并按气流流向逐渐加强过滤效率。

为更好地理解上述本机可切换的运行模式，结合图3至图6所示的气流能更深入地了解在主风道之外对应各个风口灵活可调的余下风道。首先，如图3所示的平衡风净化模式下，新风通过设备的新风口进入换热腔体的一条交叉风道，通过全热交换芯预冷/预热后，再通过新风阀电动比例电磁阀进入回风负压腔体，与来自于回风口的室内回风混合后进入设备内部，进行各项参数处理。而室内空气作为循环气流的主要组成部分，则通过风机送入送风静压腔体后，部分经过排风阀分流进入全热交换芯腔体并由排风口向室外排出。通过全热交换芯对新风进行预冷/预热，回收排风中的冷量/热量，避免能源浪费。本设备在该运行模式下通过单动力风机实现了室内空气的新风补充及气流交换。循环气流则通过回风管路接至设备回风口，通过各空气参数处理功能段后，由动力风机送至送风静压腔，部分气流（包含高含氧量的新风）经过送风口进入送风主管，进而送入室内各区域。

其次，如图4所示的正压新风净化模式下将排风阀关闭，此时设备停止向室外排风；同时新风阀打开，利用负压回风腔体内的负压，将室外新风吸入设备内部，与回风进行混合，混合后的气流经过各个功能段处理后，再次向室内送出。此时送风量等于回风量加上新风量，送风量是大于回风量的，室内处于微正压的状态，通过门窗等间隙缓慢向室外泄压，避免室外空气向室内泄漏、造成室内空气污染。

再者，如图5所示的负压新风模式下将排风阀打开，并且关闭新风阀。此时主风道气流保持不变，而送风静压腔体内的部分空气通过排风阀进入全热芯排风通道腔体，通过排风口排至室外。此时送入室内的送风量加上排至室外的排风量等于总的回风量，室内处于微负压的状态。该模式下可以快速清除室内高污染空气，如室内存在抽烟或者其它异味较重的情况，保证室内空气的快速置换。

最后，如图6所示的内循环模式下，同时关闭新风阀及排风阀，使全热交换芯静置；此时设备仅以主风道导向气流并直接关联回风口和送风口。该运行模式下可实现室内空气各项参数的快速处理，适用于室内人员密集度较低或空间较大、无含氧量不足的问题时，可低能耗、快速实现对室内温度、湿度、洁净度的综合处理。

在以上运行模式介绍基础上，用户可以选择“自动”模式运行系统，各项参数依据监测数据自行调整确认设备运行工况：如室内二氧化碳浓度较高，则开启快速换气的平衡风净化模式；如室内PM2.5浓度较高，室外空气质量较好时，则开启负压新风净化模式对室内空气进行净化处理；又或者室内二氧化碳浓度较高，室外PM2.5浓度较高的雾霾天气，则自动切换为正压新风净化模式运行，维持室内微正压，避免室外空气从门窗缝等处泄漏至室内造成污染；而若室内二氧化碳较低，室内外温差较大，则可采用内循环净化模式运行，降低建筑能耗。

综上关于本实用新型单动力压力自平衡的立柜式空调方案介绍及实施例详述可见，本方案具备突出的实质性特点和显著的进步性，分述如下：

1．设备采用功能集成及布局结构的创新形成了多变可控的风道，可以实现对室内空气包括含氧量、温度、洁净度、湿度等各项参数的综合处理。

2．通过立式外箱体小型化的柜式结构，将多种空气处理功能段紧凑地集成于柜体内部，对空间要求不高，外形方正美观；且设备下设移动辅助的万向轮，大大提高了安装的便捷程度及普及适用范围。

3．全机仅需设置一台风机，通过控制旁通阀的通断，即满足了设备在各运行模式切换下的气流动力，实现新风补充和污浊空气排出。

4．利用表冷器与内置直膨式氟利昂盘管的蒸发器联机进行二次冷却除湿，大大提高了除湿效率。

5．通过设置全热交换芯，利用排风对所补充的新风进行预冷/预热，降低换气的能量损失，提高能源利用率。

6．设备通过智能化自控规划，运行操控更加便捷，无需频繁干预操作。灵活外置的控制面板，能实时且直观地交互监测所得的室内空气状况。

虽然以上逐条分述内容全面了该立柜式空调各方面所体现的优越性能，然而作为创新初衷和核心效果，一言以蔽之：以小型化多功能集成的柜式一体机，实现室内环境中应对各种空气质量变化的改善。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种单动力压力自平衡的立柜式空调，其特征在于包括：

立式外箱体，顶部分布设有开口朝上的各一个送风口、回风口、新风口、排风口，且箱体内腔分隔设为与送风口相连的送风静压腔体，与回风口相连的回风负压腔体，换热腔体，综合处理主腔体，其中综合处理主腔体中的气流自回风侧向送风侧单向流动；

控制面板，集成设于立式外箱体顶侧或正侧表面并与主控器信号相连，用于立柜式空调的功能设定和运行模式切换，所述运行模式至少为平衡风净化模式、正压新风净化模式、负压新风净化模式、内循环模式，通过排风阀和新风阀的启闭控制切换；

全热交换芯，在换热腔体内设有零换气的一组交叉风道；

旁通阀，分为设于送风静压腔体中的排风阀和设于回风负压腔体中的新风阀，其中排风阀通过一条交叉风道与排风口相接连通，新风阀通过另一条交叉风道与新风口相接连通；

风机，设于综合处理主腔体中靠近送风静压腔体处单向驱动气流；

主控器，内设微处理器并与排风阀、新风阀、风机的各电控端信号相连；

以及在综合处理主腔体中沿气流方向顺位而设的复合式滤网单元、除湿单元、加湿单元，其中所述除湿单元由表冷器与内置直膨式氟利昂盘管的蒸发器联用构成，且蒸发器的压缩机信号接入主控器。

2.根据权利要求1所述单动力压力自平衡的立柜式空调，其特征在于：所述排风阀和新风阀设为比例电磁阀，并受控关闭或开启程度可调。

3.根据权利要求1所述单动力压力自平衡的立柜式空调，其特征在于：所述加湿单元至少为电极加湿器，且电极的电控端接入主控器。

4.根据权利要求1所述单动力压力自平衡的立柜式空调，其特征在于：所述复合式滤网单元为由初效滤网、中效滤网、高效滤网成型为一体，且复合式滤网单元设为广口朝上的漏斗体，过滤效率自上而下递增。

5.根据权利要求1所述单动力压力自平衡的立柜式空调，其特征在于：所述立式外箱体于回风口及送风口内侧集成设有信号接入主控器的空气质量监测模块。

6.根据权利要求1所述单动力压力自平衡的立柜式空调，其特征在于：所述立式外箱体底侧接设有移动辅助的万向轮。

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