WO2010083643A1

WO2010083643A1 - 节能换气装置

Info

Publication number: WO2010083643A1
Application number: PCT/CN2009/070240
Authority: WO
Inventors: 曾国辉
Original assignee: Zeng Guohui
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2010-07-29

Description

技术领域

本发明涉及节能换气结构，更具体地说，涉及一种室内外空气热交换及通风换气的节能换气装置。

背景技术

[2] 在一些室内的场合（例如一些餐饮店、电影院、会场等）需要进行通风换气，以保持室内的空气清新。一些常规的做法是直接引入新风，并排出室内的污风。在室内的污风被排出吋，往往会带走室内的热量或冷气，造成室内温度升高或降低，从而增加室内的空调的负荷，消耗能量。

[3] 为此，出现了一些应用于室内的节能通风换气的装置，如图 1所示，是一种换气系统的换热装置的示意图，该换热装置包括外壳以及安装在外壳内的换热芯体。其中，换热芯体 1内包括相互隔绝、并相互垂直的流道 2和流道 3。安装使用吋，可以将图 1中的换热装置的左侧安装到室内，而右侧安装到室外。室内的污风从流道 2的进风口进入到换热芯体中；而外界的空气从流道 3的进风口进入到换热芯体中；不同温度的气体分别在隔绝的流道 2和流道 3内流动并进行热交换。然而，这种结构的换热芯体具有很明显的缺陷：

[4] (1) 靠近流道 2进风口和流道 3进风口交界处的温差极大，而靠近流道 2出风口和流道 3出风口交界处的温差极小，造成芯体各部位的散热效率不均匀，热交换效率较低。

[5] (2) 换热芯体的流道通常较短，气流在换热芯体内的换热吋间较短，换热不充分，降低了热回收效率。

[6] (3) 由于芯体的结构形式限制，若要增加流道长度来进行更充分的换热，则需要增加换热芯两个方向上的尺寸，极大的增加了换热芯体积。

[7] 另一类是转轮式热回收新风机，如图 2所示，是一种热交换转轮的构造示意图

，该热交换转轮 11上密布了微小的流道 12，使转轮具有较大的热交换面积。转轮通过驱动装置 13驱动。一个分隔结构 14将转轮分隔成上下两个部分，分别为排气通道 15和进气通道 16。工作吋，该转轮以一较低速旋转，理想状况下，室内的污浊空气与室外的新鲜空气以逆向流动的方式流过转轮 11，分别与转轮 11 的上下两部分进行热传递，转轮转动半圏后，转轮的上下两个部分互换，并分别与进气通道 16和排气通道 15进行热交换，实现热回收目的。但是，利用这种热交换转轮的热交换装置具有以下几个缺点：

[8] ( 1) 热交换转轮的流道短，气流在换热芯体内的散热（或吸热）吋间较短，散热（或吸热）不充分，降低了热回收效率。

[9] (2) 热交换转轮需要一个驱动装置，自身需要消耗能量。

[10] (3) 因转轮是在旋转过程中换热，因此上半部分是吸热（或散热）后才转到下半部分进气通道里与新鲜空气进行热交换，并不是即吋交换，因此降低了换热效率。

[11] (4) 其结构和工作原理决定了热交换转轮进气通道和排气通道间的气体会相互渗漏，无法完全避免交叉污染。

发明内容

[12] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述换热装置的换热效率较低的缺陷，提供一种换热效率高、结构合理的换气装置。

[13] 本发明解决其技术问题所釆用的技术方案是：一种节能换气装置，包括壳体、安装在所述壳体内的热交换器、向室外排出污风的污风风扇以及向室内供应新风的新风风扇；所述壳体上设有分开设置的污风进口、污风出口、新风进口和新风出口；所述热交换器包括至少一个换热芯体，所述换热芯体包括两组相互隔绝且交替相邻的换热流道，每一组所述换热流道包括两个端口，两组所述换热流道的所述端口被分开集中设置在所述换热芯体的四个不同部位以实现相互隔绝和集中进出风，并分别与所述污风进口、污风出口、新风进口和新风出口相对应；

[14] 污风和新风在所述污风风扇和所述新风风扇的作用下，分别由所述污风进口和所述新风进口进入所述两组换热流道内，并逆向流动进行热交换，并分别由所述污风出口和所述新风出口排出；所述换热流道为扁长形，污风或新风在各自换热流道内的总流程至少是所述换热流道截面最大外接圆直径的 3倍。 [15] 在本发明的节能换气装置中，所述换热芯体的一组换热流道的端口分别位于所述换热芯体的两个互相垂直的侧面上，而所述换热芯体的另一组换热流道的端口分别位于所述换热芯体的另外两个相互垂直的侧面上。

[16] 在本发明的节能换气装置中，所述热交换器由两个或两个以上所述换热芯体按照每相邻两个所述换热芯体的换热流道沿相接面对称的方式并排串连而成。

[17] 在本发明的节能换气装置中，所述一个所述换热芯体的两组换热流道与相邻一个所述换热芯体的两组换热流道直接对接接通或者通过导风盒相接通。

[18] 在本发明的节能换气装置中，所述节能换热装置还包括隔开所述污风进口与所述新风出口的档板或风管；和 /或还包括隔开所述新风进口和所述污风出口的档板或风管。

[19] 实施本发明具有以下有益效果：吸入的污风和新风分别在换热芯体的两个相互隔绝的两组换热流道内流动，并进行热交换，并且两组换热流道相互平行隔绝、并气流方向相逆；并且，污风或新风在各自换热流道内的总流程至少是所述换热流道截面最大外接圆直径的 3倍；从而增加了污风和新风的换热吋间，并且污风和新风的换热均匀，不会造成较大的温差，提高了换热效率。

[20] 另外，由于两组换热流道的气流方向相逆，因而，可以将多个换热芯体组合使用，增加换热流道的长度，从而进一步增加污风和新风之间的换热，进一步的提高换热效率，使得进入室内的新风的温度非常接近于排出的污风的温度，降低温差，从而降低能耗，更加的环保、节能。

附图说明

[21] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[22] 图 1是现有技术的芯体和走风示意图；

[23] 图 2是现有技术的转轮式换热芯体的构造示意图；

[24] 图 3是本发明的节能换气系统的第一实施例的示意图；

[25] 图 4是本发明的换热芯体的立体示意图

[26] 图 5是本发明的换热芯体的一种结构形式的示意图；

[27] 图 6是本发明的换热芯体的另一种结构形式的示意图；

[28] 图 7是本发明的换热芯体的另一种结构形式的示意图； [29] 图 8是本发明的节能换气系统的第二实施例的示意图；

[30] 图 9是本发明的节能换气系统的第二实施例的另一种结构形式的示意图；

[31] 图 10是本发明的节能换气系统的第二实施例的另一种结构形式的示意图；

[32] 图 11是本发明的节能换气系统的第三实施例的示意图；

[33] 图 12是本发明的节能换气系统的第四实施例的示意图。

具体实施方式

[34] 如图 3所示，是本发明的节能换气系统的第一个实施例，包括需换气室 110、新风源 120、以及安装在新风源 120和需换气室 110之间的换气装置 130。该需换气室 110可以是各种需要换气的室内空间，例如餐饮店、电影院、会场、火锅店等等。而新风源 120可以为室外的任意空间或者其他能够提供新风场合，为室内提供新鲜空气，实现对室内的换气。当然，室内的污风（浊气）也可以直接排放到室外空间中，只要避免被重新吸入即可。

[35] 该换气装置 130包括壳体 131、污风风扇和新风风扇 132以及安装在壳体 131内的热交换器。该壳体 131包括与需换气室 110相通吸入污风的污风进口 1311、与需换气室 110相通送入新风的新风出口 1314、与新风源 120相通吸入新风的新风进口 1313、以及排出污风到外界的污风出口 1312。在本实施例中，新风风扇和污风风扇 132安装在壳体 131内，分别安装在新风进口 1313和污风进口 1311的位置，为污风和新风的流动提供动力。当然，污风风扇和新风风扇 132也可以安装到壳体 131外侧，或者安装到其他位置，只要能够带动气流进入到热交换器内即可

[36] 该热交换器釆用一个换热芯体 133，该换热芯体 133包括两组相互平行隔绝的换热流道，该换热流道包括污风流道和新风流道。每一组换热流道包括两个端口，两组换热流道的端口被分开集中设置在换热芯体的四个不同部位以实现相互隔绝和集中进出风，并分别与污风进口、污风出口、新风进口和新风出口相对应。污风和新风在污风风扇和新风风扇的作用下，分别由污风进口和新风进口进入两组换热流道内，并逆向流动进行热交换，并分别由污风出口和新风出口排出。该换热流道为扁长形，污风或新风在各自换热流道内的总流程至少是换热流道截面最大外接圆直径（即换热流道宽度）的 3倍。大大增加了气流在污风流道和新风流道内的流动行程和吋间，使得两股气流能够充分的进行热交换，提高换热效率。

[37] 本实施例的换热芯如图 4所示，是由多层具有换热功能的隔片 25和外壳 26组成，将隔片 25叠放起来后可形成每相邻层相互隔绝且各自开口面沿中心对称的气室，形成相互平行隔绝的两组换热流道。每一组换热流道包括两个端口，两组换热流道的端口被分开集中设置在换热芯体的四个不同部位以实现相互隔绝和集中进出风，并分别与污风进口、污风出口、新风进口和新风出口相对应。

[38] 该污风流道设有分别与壳体 131的污风进口 1311和污风出口 1312相连通的污风流道端口 1331和污风流道端口 1332; 该新风流道设有分别与壳体 131的新风进口 1313和新风出口 1314相连通的新风流道端口 1333和新风流道端口 1334; 从而将需换气室 110的污风引入到污风流道内，将新风引入到新风流道内，经过热交换后，将污风排出，而新风进入到需换气室 110，实现室内的换气。

[39] 如图 5所示，该换热芯体 133的污风流道端口 1331与污风流道端口 1332分别位于换热芯体 133的两个互相垂直的侧面上；而新风流道端口 1333和新风流道端口 13 34分别位于换热芯体 133的另外两个互相垂直的侧面上，即两组换热流道呈 L形和倒 L形，如此布局可以方便与多个换热芯体 133的组合使用。

[40] 当然，换热芯体 133的风口的布局还可以根据需要进行调整：如图 6所示，换热芯体 133的污风流道端口 1331与污风流道端口 1332位于换热芯体 133的同一侧面上，而新风流道端口 1333和新风流道端口 1334分别位于换热芯体 133的两个相互垂直的侧面上，并且与污风流道端口 1331与污风流道端口 1332不在同一侧面上。或者，如图 7所示，换热芯体 133的污风流道端口 1331与污风流道端口 1332位于换热芯体 133的同一侧面上，而新风流道端口 1333和新风流道端口 1334位于换热芯体 133的另一个同一侧面上。当然，也可以根据需要调整成其他形式的布局

[41] 如图 3所示，换气装置 130安装在需换气室 110的墙壁上，污风进口 1311设置在上部，在污风进口 1311的内侧安装污风风扇 132，将室内的污风抽入，并通过换热芯体 133的污风流道端口 1331进入到污风流道；而新风进口 1313设置在室外，利用室外空气作为新风源 120，并且在新风进口 1313的内侧安装新风风扇 132，将室外的新风抽入，并通过换热芯体 133的新风流道端口 1333进入到新风流道。当然，新风风扇和污风风扇 132的位置可以根据需要进行任意调整。

[42] 污风在浊风流道内与新风流道内的新风进行热交换，从而避免了排出的污风的能量的损失。例如，当室内的污风温度较高吋，将热量传递给新风，提高新风的温度，使得从新风流道端口 1334进入室内的新风的温度基本能够达到室内的温度；或者，当室内的污风温度较低吋，可通过污风对新风进行冷却，避免了进入室内的新风的温度过高，降低了能耗。经过污风流道换热的污风直接通过设在室外的污风流道端口 1332排出；而经过新风流道的新风通过设在室内的新风流道端口 1334进入到室内，实现对室内的换气，并具有节能的效果。

[43] 如图 8所示，是本发明的第二实施例，其与第一实施例的区别在于，其热交换器包括两个左右并排排列的换热芯体 233，按照每相邻两个换热芯体的换热流道沿相接面对称的方式并排串连而成。换热芯体 233的污风流道端口 2331与污风流道端口 2332分别位于换热芯体 233的两个互相垂直的侧面上，而新风流道端口 23 33和新风流道端口 2334分别位于换热芯体 233的另外两个相互垂直的侧面上。一个换热芯体 233的污风流道端口 2332与另一个换热芯体 233的污风流道端口 2331 相接通，组成串联的污风流道；而一个换热芯体 233的新风流道端口 2334与另一个换热芯体 233的新风流道端口 2333相接通，组成串联的新风流道。

[44] 在本实施例中，壳体 231上设有导风套 234，用于连接两个换热芯体 233的新风流道。当然，也可以通过其它方式将新风流道连通，例如通过导风管等。而污风出口 2312设置在壳体 231的上侧，并在污风出口 2312内侧安装污风风扇 232，与换热芯体 233的污风流道出口 2332相接通，排出污风。

[45] 当然，还可以将多个换热芯体 233并排排列，并将每一换热芯体 233的污风流道串联起来，同吋将每一换热芯体 233的新风流道串联起来，形成较长的换热路径，使得污风和新风能够充分的换热。如图 9所示，是将三个换热芯体 233左右并排的示意图；如图 10所示，是将四个换热芯体 233左右并排的示意图，其工作原理与图 6相同，故不赞述。

[46] 如图 11所示，是本发明的第三实施例，其与第二实施例的区别在于，热交换器包括上下并排排列的两个的换热芯体 333。并且换热芯体 333的污风流道端口 333 1与污风流道端口 3332分别位于换热芯体 333的两个互相垂直的侧面上，而新风流道端口 3333和新风流道端口 3334分别位于换热芯体 333的另外两个相互垂直的侧面上。一个换热芯体 333的污风流道端口 3332与另一个换热芯体 333的污风流道端口 3331相接通，组成串联的污风流道；一个换热芯体 333的新风流道端口 33 3₄与另一个换热芯体 ₃₃₃的新风流道端口 ₃₃₃₃相接通，组成串联的新风流道。从而可以增加污风流道和新风流道的长度，增加污风和新风之间的换热吋间和面积，使得热交换更加的充分。

[47] 在本实施例中，为了将一个换热芯体 333的污风流道端口 3332与另一换热芯体 3 33的污风流道端口 3331连通；将一个换热芯体 333的新风流道端口 3334与另一个换热芯体 333的新风流道端口 3333连通，在两个换热芯体 333的相接位置处分别设有导风套 ₃₃₄，从而实现连通。当然，也可以通过其他的方法进行连通。

[48] 如图 12所示，是本发明的第四实施例，其中，热交换器釆用两个上下并排排列的换热芯体 433。该两个换热芯体 433的流道端口排列不同，其中第一个换热芯体 433的污风流道端口 4331与污风流道端口 4332分别位于换热芯体 433的两个互相垂直的侧面上；而新风流道端口 4333和新风流道端口 4334分别位于换热芯体 4 33的另外两个相互垂直的侧面上。另一个换热芯体 433的污风流道端口 4331与污风流道端口 4332分别位于换热芯体 433的同一侧面的上下两个位置上；而新风流道端口 4333和新风流道端口 4334分别位于换热芯体 433的另外两个相互垂直的侧面上。

[49] 两个换热芯体 433上下直接对接，下方的换热芯体 433的新风流道端口 4334与上方的换热芯体 433的新风流道端口 4333对接；而上方的换热芯体 433的污风流道端口 4332通过导风套 434与下方的换热芯体 433的污风流道端口 4331对接；从而组成串联的新风流道和污风流道。

[50] 当以上实施例应用于低噪音要求的场合吋，如卧室、办公室、会议室等，还可利用其狭长的新风流道和污风流道来极大的降低由外界传入室内的噪音。

Claims

权利要求书

[1] 一种节能换气装置，包括壳体、安装在所述壳体内的热交换器、向室外排出污风的污风风扇以及向室内供应新风的新风风扇；所述壳体上设有分开设置的污风进口、污风出口、新风进口和新风出口；所述热交换器包括至少一个换热芯体，所述换热芯体包括两组相互隔绝且交替相邻的换热流道，每一组所述换热流道包括两个端口，两组所述换热流道的所述端口被分别集中设置在所述换热芯体的四个不同部位以实现相互隔绝和集中进出风，并分别与所述污风进口、污风出口、新风进口和新风出口相对应；其特征在于：

污风和新风在所述污风风扇和所述新风风扇的作用下，分别由所述污风进口和所述新风进口进入所述两组换热流道内，逆向流动并进行热交换，再分别由所述污风出口和所述新风出口排出；所述换热流道为扁长形，污风或新风在各自换热流道内的总流程是所述换热流道截面最大外接圆直径的 3 倍以上。

[2] 根据权利要求 1所述的节能换气装置，其特征在于，所述换热芯体的一组换热流道的端口分别位于所述换热芯体的两个互相垂直的侧面上，而所述换热芯体的另一组换热流道的端口分别位于所述换热芯体的另外两个相互垂直的侧面上。

[3] 根据权利要求 1所述的节能换气装置，其特征在于，所述热交换器由两个或两个以上所述换热芯体按照每相邻两个所述换热芯体的换热流道沿相接面对称的方式并排串连而成。

[4] 根据权利要求 3所述的节能换气装置，其特征在于，一个所述换热芯体的两组换热流道与相邻一个所述换热芯体的两组换热流道直接对接接通或者通过导风盒相接通。