换热芯体、新风机及其控制方法与流程

1.本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种换热芯体、新风机及其控制方法。


背景技术：

2.常规新风机组中的换热芯体多采用两面换热的结构，该种结构限制了换热芯体的换热效率，导致换热芯体的换热效率偏低。


技术实现要素：

3.因此，本发明提供一种换热芯体、新风机及其控制方法，能够解决现有技术中新风机组中的换热芯体采用两面换热的结构，换热效率偏低的技术问题。
4.为了解决上述问题，本发明提供一种换热芯体，包括中间换热芯体、处于所述中间换热芯体的第一端的室内侧风道体、处于所述中间换热芯体的第二端的室外侧风道体，其中，所述中间换热芯体具有沿第一方向层叠的多层中间换热层，各所述中间换热层沿第二方向依次间隔形成多个沿第三方向延伸的中间孔道，各层所述中间换热层中的各相邻的两所述中间孔道的第一端一个敞开、另一个可控制地开闭，且对于同一所述中间孔道的第二端与其第一端的状态相反，相邻两层所述中间换热层中，其中一层所述中间换热层在所述第二方向上的第奇数个所述中间孔道与另一层所述中间换热层在所述第二方向上的第偶数个所述中间孔道可控连通，且第奇数个中间孔道与第偶数个中间孔道相邻，所述室内侧风道体具有与所述中间换热层层数相同且位置对应的多层室内侧风道层，所述室外侧风道体具有与所述中间换热层层数相同且位置对应的多层室外侧风道层，各所述室内侧风道层或者室外侧风道层中相邻的两个风道层能够被控制开闭。
5.在一些实施方式中，各所述中间孔道的第一端或者第二端设置能够被控制打开或者闭合的风口挡板。
6.在一些实施方式中，相邻两层所述中间换热层中，其中一层所述中间换热层在所述第二方向上的第奇数个所述中间孔道与另一层所述中间换热层在所述第二方向上的第偶数个所述中间孔道之间具有连通流道，所述连通流道处设有能够被控制打开或者闭合的风道挡板。
7.在一些实施方式中，各所述室内侧风道层具有处于新风区域的多个第一口部以及处于回风区域的多个第二口部，所述新风区域设有第一室内侧挡板，多个所述第一口部沿着所述第一方向依次层叠，在所述第一方向上，所述第一室内侧挡板具有打开各奇数层的第一口部、闭合各偶数层的第一口部的第一状态、以及闭合各奇数层的第一口部、打开各偶数层的第一口部的第二状态；和/或，所述回风区域设有第二室内侧挡板，多个所述第二口部沿着所述第一方向依次层叠，在所述第一方向上，所述第二室内侧挡板具有闭合各奇数层的第二口部的第三状态、以及打开各偶数层的第二口部的第四状态。
8.在一些实施方式中，所述第一室内侧挡板包括第一板体、构造于所述第一板体的多个第一通孔，所述第一通孔的尺寸与所述第一口部的尺寸适配，且相邻两个所述第一通
孔在所述第一方向上的距离与一个所述第一口部在所述第一方向上的高度相等。
9.在一些实施方式中，所述第一室内侧挡板还包括第一驱动杆，所述第一驱动杆与调节齿轮形成啮合，所述调节齿轮旋转能够通过所述第一驱动杆带动所述第一室内侧挡板沿所述第一方向移动以实现所述第一室内侧挡板在所述第一状态与所述第二状态之间的切换。
10.在一些实施方式中，所述第二室内侧挡板包括第二板体、构造于所述第二板体的多个第二通孔，所述第二通孔的尺寸与所述第二口部的尺寸适配，且相邻两个所述第二通孔在所述第一方向上的距离与一个所述第二口部在所述第一方向上的高度相等，所述第二室内侧挡板还包括第二驱动杆，所述第二驱动杆与调节齿轮形成啮合，所述调节齿轮旋转能够通过所述第二驱动杆带动所述第二室内侧挡板沿所述第一方向移动以实现所述第二室内侧挡板在所述第三状态与所述第四状态之间的切换。
11.本发明还提供一种新风机，包括上述的换热芯体。
12.本发明还提供一种新风机的控制方法，用于控制上述的新风机，包括如下步骤：
13.获取新风机理论能效v；
14.当v≥c时，控制所述新风机运行高效换热模式；
15.当v＜c时，控制所述新风机运行普通换热模式。
16.在一些实施方式中，
17.当所述新风机运行高效换热模式时，控制各风口挡板处于闭合状态、各风道挡板处于打开状态，并控制第一室内侧挡板处于第二状态以使各处于打开状态的第一风口作为新风出口，控制第二室内侧挡板处于第四状态以使各处于打开状态的第二风口作为回风入口；或者，
18.当所述新风风机运行普通换热模式时，控制各风口挡板处于打开状态、各风道挡板处于闭合状态，并控制第一室内侧挡板处于第一状态以使各处于打开状态的第一风口作为新风出口，控制第二室内侧挡板处于第三状态以使各处于打开状态的第二风口作为回风入口。
19.在一些实施方式中，所述新风机理论能效v采用如下方式获取：
20.获取室内空间内的人数n、室内干球温度t
内干
、室内湿球温度t
内湿
、室外干球温度t
外干
、室外干球温度t
外湿
；
21.根据n计算获取新风需求量q，并基于内部储存表计算q下新风机高效模式和普通模式的功率差
△
p＝p
高效-p
普通
；
22.根据t
内干
、t
内湿
、t
外干
、t
外湿
并基于内部存储表计算室内外焓差
△
h＝h
外-h
内
以及焓效率差
△
e＝e
高效-e
普通
；
23.v＝
△h·
△e·
q/
△
p。
24.本发明提供的一种换热芯体、新风机及其控制方法，各中间孔道的一端敞开另一端可控制地开闭的设计结合相邻两个中间孔道之间的可控开闭的设计，使中间换热芯体具有可切换的普通换热状态(模式)及高效换热状态(模式)，当中间换热芯体处于高效换热状态下时，至少部分中间孔道的四周与另一流向的气流具有更大的接触面积，从而极大程度地提升了换热芯体的换热效率。
附图说明
25.图1为本发明实施例的换热芯体的立体结构示意图；
26.图2为图1的俯视图；
27.图3为图1中的中间换热芯体由室外侧向室内侧方向视角下的结构示意图，且中间换热芯体处于高效换热模式下；
28.图4为图1中的中间换热芯体由室内侧向室外侧方向视角下的结构示意图，且中间换热芯体处于高效换热模式下；
29.图5为图1中的室内侧风道体的立体结构示意图，图中第一室内侧挡板处于第一状态，而第二室内侧挡板处于第三状态。
30.附图标记表示为：
31.1、中间换热芯体；11、中间孔道；2、室内侧风道体；21、第一室内侧挡板；211、第一板体；212、第一通孔；213、第一驱动杆；22、第二室内侧挡板；221、第二板体；222、第二通孔；223、第二驱动杆；23、调节齿轮；3、室外侧风道体；41、风口挡板；42、风道挡板。
具体实施方式
32.结合参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供一种换热芯体，具体参见图1及图2所示，包括中间换热芯体1、处于中间换热芯体1的第一端(也即处于室内侧的一端)的室内侧风道体2、处于中间换热芯体1的第二端(也即处于室外侧的一端)的室外侧风道体3，其中，中间换热芯体1具有沿第一方向层叠的多层中间换热层，各中间换热层沿第二方向依次间隔形成多个沿第三方向延伸的中间孔道11，各层中间换热层中的各相邻的两中间孔道11的第一端一个敞开、另一个可控制地开闭，且对于同一中间孔道11的第二端与其第一端的状态相反，相邻两层中间换热层中，其中一层中间换热层在第二方向上的第奇数个中间孔道11与另一层中间换热层在第二方向上的第偶数个中间孔道11可控连通，且第奇数个中间孔道11与第偶数个中间孔道11相邻，室内侧风道体2具有与中间换热层层数相同且位置对应的多层室内侧风道层，室外侧风道体3具有与中间换热层层数相同且位置对应的多层室外侧风道层，各室内侧风道层或者室外侧风道层中相邻的两个风道层能够被控制开闭，以图3所示出的方位为参考，前述的第一方向具体为z轴向(正向)，第二方向具体为x轴向(正向)，第三方向具体为y轴向(正向)。该技术方案中，各中间孔道11的一端敞开另一端可控制地开闭的设计结合相邻两个中间孔道11之间的可控开闭的设计，使中间换热芯体1具有可切换的普通换热状态(模式)及高效换热状态(模式)，当中间换热芯体1处于高效换热状态下时，至少部分中间孔道11的四周与另一流向的气流具有更大的接触面积，从而极大程度地提升了换热芯体的换热效率。
33.参见图3所示，作为一种具体的实施例，其中的中间换热芯体1由下而上共具有十层中间换热层，而每一中间换热层由左至右一次设置有十个中间孔道11，以由下而上数第二层中间换热层由左向右数第二个中间孔道11也即图中标记为a的中间孔道11为例，假定其内流通的为新风气流，其在高效换热状态下至少与处于其左下的标记为b的中间孔道11连通，此时，处于a中间孔道四周的c、d、e、f中则分别流通的为回风气流，如此实现了对该中间换热芯体1中多数的中间孔道11中新风气流的四周皆与回风气流大面积的接触，也即形成换热芯体的四面换热效果，同样道理的，针对某一居中的流通回风气流的中间孔道11而
言，其四周也为新风气流所环绕接触，当然，对于处在该中间换热芯体1的四周边缘端面的各个中间孔道11而言，其由于结构的限制，不能被四周形成环绕接触，但针对一个中间换热芯体1而言，这是较小的一部分，并不会妨碍整个中间换热芯体1采用前述结构所带来的高效换热的技术效果的得出。
34.在一些实施方式中，各中间孔道11的第一端或者第二端设置能够被控制打开或者闭合的风口挡板41，具体而言，该风口挡板41可以采用现行的风阀结构实现其功能，例如在控制打开相应的中间孔道11时，可以控制该风口挡板41与中间孔道11的通道壁贴合，而在控制闭合相应的中间孔道11时，则控制该风口挡板41与通道壁垂直即可，控制简单、结构紧凑。
35.结合参见图3及图4所示，相邻两层中间换热层中，其中一层中间换热层在第二方向上的第奇数个中间孔道11与另一层中间换热层在第二方向上的第偶数个中间孔道11之间具有连通流道，连通流道处设有能够被控制打开或者闭合的风道挡板42，继续参见图3所示，在控制风道挡板42处于连通流道打开(也即风道挡板42被控制打开)的时候，对应的各个风口挡板41皆被控制处于闭合状态，中间孔道a与中间孔道b连通形成一个新风流道，新风由图3中的b处进入新风流道，并在a处所对应的另一端开口处(室内侧)流出新风流道，能够理解的，d与e也将在风道挡板42的控制下同步导通，也即此时d与e连通形成一个回风流道，回风由图3中的e处所对应的另一端开口处(室内侧)进入回风流道，并从d处流出回风流道，此时对应的换热模式为高效换热模式，其他的位置与此相同，不做赘述。而需要进一步说明的是，在风道挡板42被控制闭合、各个对应的风口挡板41被控制打开时，同一层的各个中间孔道11形成一个新风流道或者回风流道，新风从图3中的最底层的第一端(室外侧)流入后从同一层的第二端(室内侧)流出，同样的，室内回风由从下而上的第二层的第二端(室内侧)流入后从同一层的第一端(室外侧)流出，此时对应的换热模式即为普通换热模式。
36.参见图5所示，各室内侧风道层具有处于新风区域的多个第一口部以及处于回风区域的多个第二口部，新风区域设有第一室内侧挡板21，多个第一口部沿着第一方向依次层叠，在第一方向上，第一室内侧挡板21具有打开各奇数层的第一口部、闭合各偶数层的第一口部的第一状态、以及闭合各奇数层的第一口部、打开各偶数层的第一口部的第二状态；和/或，回风区域设有第二室内侧挡板22，多个第二口部沿着第一方向依次层叠，在第一方向上，第二室内侧挡板22具有闭合各奇数层的第二口部的第三状态、以及打开各偶数层的第二口部的第四状态。
37.具体而言，结合参见图3、图4以及图5所示，对于室外侧风道体3而言，其具有自下而上依次交替的第一风道层、第二风道层、第一风道层
···
，以图3所示的最底层的中间换热层作为新风层，由下而上依次交替为回风层、新风层、回风层，依次类推，当中间换热芯体1处于高效换热模式下时，最底层的新风层为新风进风，其与其上一层中的对应中间孔道11连通，且由该层的中间孔道11流出至室内侧，具体的，此时的室内侧风道体2的第一室内侧挡板21处于第二状态，也即由下往上的第二层第一通孔212将处于打开状态，新风由此送至室内空间，同样道理的，此模式下，回风的流入与流出则恰好相反，也即室内侧由最底层流入，而室外侧则由上一层的中间孔道11流出，对应的第二室内侧挡板22前述的第四状态。与此不同的是，当中间换热芯体1处于普通换热模式下时，新风将从同一层流入并从同一层流出，此时对应的图5中，第一室内侧挡板21应处于第一状态下，而与之相反的，第二室内侧
挡板22则应处于第三状态。
38.作为一个具体的实施例，第一室内侧挡板21包括第一板体211、构造于第一板体211的多个第一通孔212，第一通孔212的尺寸与第一口部的尺寸适配，且相邻两个第一通孔212在第一方向上的距离与一个第一口部在第一方向上的高度相等，如此，可以驱动该第一室内侧挡板21上下平移一个第一通孔212的距离即可以实现对第一室内侧挡板21的状态切换，进一步而言，第一室内侧挡板21还包括第一驱动杆213，第一驱动杆213与调节齿轮23形成啮合，也即该第一驱动杆213上具有相应的齿，其在本质上为一个齿条，且该第一驱动杆213通过相应的滑轨结构与室内侧风道体2的外侧壁滑动连接，调节齿轮23旋转(例如为电机驱动)能够通过第一驱动杆213带动第一室内侧挡板21沿第一方向移动以实现第一室内侧挡板21在第一状态与第二状态之间的切换。
39.与第一室内侧挡板21相类似的，第二室内侧挡板22包括第二板体221、构造于第二板体221的多个第二通孔222，第二通孔222的尺寸与第二口部的尺寸适配，且相邻两个第二通孔222在第一方向上的距离与一个第二口部在第一方向上的高度相等，第二室内侧挡板22还包括第二驱动杆223，第二驱动杆223与调节齿轮23形成啮合，调节齿轮23旋转能够通过第二驱动杆223带动第二室内侧挡板22沿第一方向移动以实现第二室内侧挡板22在第三状态与第四状态之间的切换。在一个优选的实施例中，第一驱动杆213与第二驱动杆223同时为调节齿轮23所驱动，例如图5所示，第一驱动杆213、第二驱动杆223彼此平行地设置于调节齿轮23的相对两侧，如此能够实现在第一驱动杆213驱动第一室内侧挡板21由第一状态切换为第二状态时，第二驱动杆223恰好能够将第二室内侧挡板22由第三状态切换为第四状态，控制得到进一步简化。
40.根据本发明的实施例，还提供一种新风机，包括上述的换热芯体。
41.根据本发明的实施例，还提供一种新风机的控制方法，用于控制上述的新风机，包括如下步骤：
42.获取新风机理论能效v；
43.当v≥c时，控制新风机运行高效换热模式运行第一目标时长；
44.当v＜c时，控制新风机运行普通换热模式运行第二目标时长。
45.具体而言，当新风机运行高效换热模式时，控制各风口挡板41处于闭合状态、各风道挡板42处于打开状态，并控制第一室内侧挡板21处于第二状态以使各处于打开状态的第一风口作为新风出口，控制第二室内侧挡板22处于第四状态以使各处于打开状态的第二风口作为回风入口；或者，当新风风机运行普通换热模式时，控制各风口挡板41处于打开状态、各风道挡板42处于闭合状态，并控制第一室内侧挡板21处于第一状态以使各处于打开状态的第一风口作为新风出口，控制第二室内侧挡板22处于第三状态以使各处于打开状态的第二风口作为回风入口。
46.在一个具体的实施例中，新风机理论能效v采用如下方式获取：
47.获取室内空间内的人数n、室内干球温度t
内干
、室内湿球温度t
内湿
、室外干球温度t
外干
、室外干球温度t
外湿
；根据n计算获取新风需求量q＝nq(其中q为单个人的新风需求量)，并基于内部储存表计算q下新风机高效模式和普通模式的功率差
△
p＝p
高效-p
普通
；根据t
内干
、t
内湿
、t
外干
、t
外湿
并基于内部存储表计算室内外焓差
△
h＝h
外-h
内
以及焓效率差
△
e＝e
高效-e
普通
；v＝
△h·
△e·
q/
△
p。如此实现了换热芯体的运行模式与室内外温度、人员情况等的联动调
整新风机组能够按照最佳能效运行。
48.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各方式的有利技术特征可以自由地组合、叠加。
49.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。