一种空气全热回收新风系统

技术领域

本发明涉及空气换热器和新风系统领域，具体是一种空气全热回收新风系统。

背景技术

影响室内空气环境的主要污染物包括：甲醛、氨、苯系物、室内菌落、一氧化碳、二氧化碳、PM

北方严寒及寒冷等地区，冬季需要通过供暖来保持室温，室内门窗大多数情况都处于关闭状态，这为污染物的挥发提供了有利条件。为了保证室内的空气品质，就需要引入室外新鲜空气来更替室内空气。出于节能和人体热舒适度的考虑，一般不能选择直接开窗通风，室内新风系统是目前最科学的选择。但是无论采用哪种方法，在将室内含有污染物的空气排至室外的同时，也会将排出空气所携带的热量一同排出室外；同时，随室外新鲜空气一起进入室内的冷量会引起室内空气温度的降低，而且室外空气的颗粒污染物也会一同进入室内。解决上述问题最有效的方法就是在对室外新风净化的前提下，最大限度地对室内排风进行热量回收，来达到节能的目的。

若利用室内排风和室外新风的温度差和水蒸气分压差，使两种气体在换气的同时进行热湿交换，回收室内排气所携带的部分热量，既可以降低供暖设备的能耗，又能维持舒适的室温，这就是所谓的排风热回收也称为空气热回收。现有空气热回收设备中，大多数换热器里的冷热气体都不会直接接触，而是通过金属换热板进行换热，只实现了对气体的显热回收，而不是全热回收。

全热回收包括显热回收和潜热回收，潜热负荷通常占全热负荷的60％-80％。因此，全热回收换热效率的大小，通常处于显热效率和潜热效率之间，但更接近于潜热效率。因此，要想提高设备的换热效率，达到良好的换热效果，就要实现对气体的全热回收。但现有的全热回收设备，在换热过程中冷热气体会直接接触，会产生二次污染，无法达到净化空气的效果，且现有空气热回收设备无法达到实时监测并控制室内空气洁净的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种空气全热回收新风系统。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种空气全热回收新风系统，其特征在于，该系统包括室外排风管、室外进风管、新风侧轮式过滤装置、排风侧轮式过滤装置、轮式空气全热回收换热器、转轴、轮式外壳、新风风管、排风风管、室内送风机、室内引风机和转轴隔板；

转轴的两端可转动安装于轮式外壳的轴向；新风侧轮式过滤装置、轮式空气全热回收换热器和排风侧轮式过滤装置的轴心按照新风流向依次固定于转轴上，四者共同旋转；新风侧轮式过滤装置、轮式空气全热回收换热器和排风侧轮式过滤装置的侧面均与轮式外壳的内壁密封连接；两个转轴隔板分别设置于新风侧轮式过滤装置与轮式空气全热回收换热器之间以及轮式空气全热回收换热器和排风侧轮式过滤装置之间，一组对边均固定于轮式外壳的内壁上，另一组对边分别与新风侧轮式过滤装置和轮式空气全热回收换热器以及轮式空气全热回收换热器和排风侧轮式过滤装置密封连接，进而将轮式外壳内部分成新风流通区域和排风流通区域；

新风风管的一端与轮式外壳内的新风流通区域密封连接，另一端与室内送风机连接；排风风管的一端与轮式外壳内的排风流通区域密封连接，另一端与室内引风机连接；室外进风管的一端与轮式外壳内的新风流通区域密封连接，另一端与室外连通；室外排风管的一端与轮式外壳内的排风流通区域密封连接，另一端与室外连通。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本发明实现冷热气体的显热交换和潜热交换，既实现了真正的全热回收，最大限度地回收室内排风的热量，降低供暖设备的能耗，又实现了对室外新风的有效过滤，同时通过自动控制装置确保整个系统在节能的前提下，满足室内空气洁净的要求。

(2)本发明的轮式空气全热回收换热器通过旋转和热湿交换涂层来收集室内排风和室外新风的冷热量和水蒸气。由于室内排风和室外新风是交替逆向通过轮式空气全热回收换热器的，使得热湿交换涂层可以通过室内排风和室外新风的温差和水蒸气分压差来对气体的冷热量和水蒸气进行收集和释放，从而进行热湿交换，既能回收显热，又能回收潜热，从而实现全热回收。

(3)热湿交换涂层的存在使得轮式空气全热回收换热器能保持较高换热效率，效率在85％～90％之间。双侧锁紧连接件在锁紧长方形导热板的同时可以有效缩短板间距，提高气-气的全热交换效率，同时缩小换热器的体积，在更新室内空气的同时，进行了能量的回收，在有效降低供暖设备的能耗的同时，维持室内舒适的室温。

(4)以热湿交换涂层为媒介进行热湿传递，无直接接触，不会造成二次污染。

(5)新风侧轮式过滤装置和排风侧轮式过滤装置能够对气体进行有效吸附过滤，吸附空气中的颗粒物，保证空气品质，达到净化空气目的。同时其内部的吸附过滤纤维通过旋转经过各个功能扇区实现自清洁，实现循环利用吸附过滤纤维，无需对吸附过滤纤维进行定期更换和拆卸清洗，只需要更换清水，降低了维护难度。同时清洗纤维的微量清水被流经的室外新风或室内排风带走，充分利用室外新风和室内排风，操作简单，运行成本低，资源重复利用。

(6)两个轮式过滤装置与换热器同轴相连，换热器转动，利用同轴联动原理，轮式过滤装置无需额外安装传动装置，且通过控制换热器的速度就可以实现对两个轮式过滤装置的速度控制，结构简单易控，节约成本。

(7)本系统加装自动控制系统实时监测室内空气环境，设置TVOC、CO

(8)使用者通过控制终端能够远程开启并控制整个系统的运行，在回家前净化室内空气，调整室内污染物的浓度情况，使得到家时室内空气品质达到标准。这样既可以保证室内空气品质，又可以减少系统的使用时间，降低了能耗，智能便捷。

附图说明

图1是本发明的系统整体结构示意图；

图2是本发明的系统的工作原理图；

图3为本发明的轮式外壳的内部结构示意图；

图4是本发明的新风侧轮式过滤装置的主视结构示意图；

图5是本发明的排风侧轮式过滤装置的主视结构示意图；

图6是本发明的轮式空气全热回收换热器的主视结构示意图；

图7是本发明的轮式空气全热回收换热器的立体结构示意图；

图8是本发明的自动控制装置的结构示意框图；

图9是本发明的自动控制装置的运行流程图。

图中：1、室外排风管；2、室外进风管；3、新风侧轮式过滤装置；4、排风侧轮式过滤装置；5、轮式空气全热回收换热器；6、转轴；8、轮式外壳；9、新风风管；10、排风风管；11、室内送风机；12、室内引风机；13、转轴隔板；14、清洗扇区挡板；15、散热器或空调机组；16、建筑外墙；17、室内；18、传动皮带；19、传动装置；

301、新风侧过滤扇区；302、新风侧清洗扇区；303、新风侧过渡扇区；

401、排风侧过滤扇区；402、排风侧清洗扇区；403、排风侧过渡扇区；

501、长方形导热板；502、双侧锁紧连接件；

701、显示器；702、自动变频调速装置；703、Wi-Fi模块；704、单片机；705、人体感应器；706、TVOC传感器；707、CO

具体实施方式

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

本发明提供了一种空气全热回收新风系统(简称系统)，其特征在于，该系统包括室外排风管1、室外进风管2、新风侧轮式过滤装置3、排风侧轮式过滤装置4、轮式空气全热回收换热器5、转轴6、轮式外壳8、新风风管9、排风风管10、室内送风机11、室内引风机12和转轴隔板13；

转轴6的两端可转动安装于轮式外壳8的轴向；新风侧轮式过滤装置3、轮式空气全热回收换热器5和排风侧轮式过滤装置4的轴心按照新风流向依次固定于转轴6上，四者共同旋转；新风侧轮式过滤装置3、轮式空气全热回收换热器5和排风侧轮式过滤装置4的侧面均与轮式外壳8的内壁密封连接；两个转轴隔板13分别设置于新风侧轮式过滤装置3与轮式空气全热回收换热器5之间以及轮式空气全热回收换热器5和排风侧轮式过滤装置4之间，一组对边均固定于轮式外壳8的内壁上，另一组对边分别与新风侧轮式过滤装置3和轮式空气全热回收换热器5以及轮式空气全热回收换热器5和排风侧轮式过滤装置4密封连接，进而将轮式外壳8内部分成两个通风区域即新风流通区域和排风流通区域，分别用于新风和排风的流通；

新风风管9的一端与轮式外壳8内的新风流通区域密封连接，另一端与室内送风机11连接；排风风管10的一端与轮式外壳8内的排风流通区域密封连接，另一端与室内引风机12连接；室内送风机11和室内引风机12均设置于室内；室外进风管2的一端与轮式外壳8内的新风流通区域密封连接，另一端与室外连通；室外排风管1的一端与轮式外壳8内的排风流通区域密封连接，另一端与室外连通。

优选地，两个转轴隔板13嵌套在转轴6外侧且与转轴6间隙配合，进而将轮式外壳8内部分成两个等大通风区域，分别用于新风和排风的流通。

优选地，新风侧轮式过滤装置3和排风侧轮式过滤装置4内部均匀填充有吸附过滤纤维；吸附过滤纤维具有高比表面积、孔径微小、易获得、成本低等优点，且对于空气有良好的吸附和过滤作用，尤其对于PM

优选地，该系统还包括清洗扇区挡板14；转轴隔板13与清洗扇区挡板14分别将新风侧轮式过滤装置3和排风侧轮式过滤装置4分为三个功能扇区；新风侧轮式过滤装置3的三个功能扇区分别为新风侧过滤扇区301、新风侧清洗扇区302和新风侧过渡扇区303；新风侧过滤扇区301对应新风流通区域，新风侧清洗扇区302和新风侧过渡扇区303对应排风流通区域；排风侧轮式过滤装置4的三个功能扇区分别为排风侧过滤扇区401、排风侧清洗扇区402和排风侧过渡扇区403；排风侧过滤扇区401对应排风流通区域，排风侧清洗扇区402和排风侧过渡扇区403对应新风流通区域；新风侧清洗扇区302和排风侧清洗扇区402的外侧均设置有清洗扇区挡板14，使得从轮式空气全热回收换热器5换热后的空气只能从过渡扇区流出。

优选地，清洗扇区挡板14内设有水雾冲洗装置，用于对由新风侧过滤扇区301转至新风侧清洗扇区302的吸附过滤纤维以及由排风侧过滤扇区401转至排风侧清洗扇区402的吸附过滤纤维进行清洗。水雾冲洗装置连接循环水泵，当新风侧轮式过滤装置3和排风侧轮式过滤装置4旋转20次后，自动更换清水。

优选地，新风侧轮式过滤装置3和排风侧轮式过滤装置4的旋转方向是：吸附过滤纤维先在过滤扇区对将要流入轮式空气全热回收换热器5换热的室外新风或室内排风进行吸附、过滤和净化，然后旋转至清洗扇区进行水雾清洗，再旋转至过渡扇区将清洗后的吸附过滤纤维上残留的微量清水通过换热后的室外新风或室内排风吹干带走，然后转回至过滤扇区，完成循环。

优选地，所述轮式空气全热回收换热器5是一个进行气-气换热的拼接式轮式换热器，由若干不同半径的圆筒构成；所有圆筒的中轴线共线，圆筒之间由双侧锁紧连接件502固定；圆筒是由带有孔洞的、其上涂有由吸湿剂和吸热剂复合而成的热湿交换涂层的长方形导热板501围成的，孔洞用于双侧锁紧连接件502的插入。长方形导热板501采用长方形斜波纹铝箔板片，可增大空气与热湿交换涂层的接触面积，增强热湿交换效果。双侧锁紧连接件502采用带有双侧锁紧装置的细棒。

优选地，该系统还包括自动控制装置和控制终端；自动控制装置包括显示器701、自动变频调速装置702、Wi-Fi模块703、单片机704、人体感应器705、TVOC传感器706、CO

所述单片机704分别与显示器701、自动变频调速装置702、Wi-Fi模块703、人体感应器705、TVOC传感器706、CO

优选地，轮式空气全热回收换热器5的旋转动力由传动装置19通过传动皮带18来提供；传动装置19的功率由自动变频调速装置702控制，进而控制轮式空气全热回收换热器5的转速。

优选地，室外排风管1和室外进风管2的室外管口处均设置有保温材料，使得端口处不易结冰、结露。

本发明的工作原理和工作流程是：

工作原理：系统工作时，室内引风机12、室内送风机11和轮式空气全热回收换热器5启动，同时通过转轴6带动新风侧轮式过滤装置3和排风侧轮式过滤装置4同步转动；室外新风和室内排风分别从室外进风管2和排风风管10进入系统，再分别通过新风侧过滤扇区301和排风侧过滤扇区401，经过滤扇区内的吸附过滤纤维净化后，进入轮式空气全热回收换热器5进行显热交换与潜热交换(即热湿交换)；随后室外新风和室内排风分别通过排风侧过渡扇区403和新风侧过渡扇区303，室外新风从新风风管9和室内送风机11送入室内，室内排风从室外排风管1排至室外，完成空气净化。

工作流程即一种空气全热回收新风系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、人体感应器705实时检测室内是否有人，单片机704接收人体感应器705的信号，判断室内是否有人；同时，单片机704接收TVOC传感器706、CO

工况一、当室内有人时，单片机704将接收到的四种室内污染物的实时浓度值，与设定的四种室内污染物的浓度上限值和浓度下限值进行对比和判断(浓度下限值为浓度上限值的50％)：

当其中任意一种室内污染物的实时浓度不小于其浓度上限(即TVOC的浓度≥0.42mg/m

工况二、当室内无人时，单片机704判断是否存在通过控制终端中的app发送的系统启动信号，若无系统启动信号则不启动系统；若接收到系统启动信号，则单片机704通过Wi-Fi模块703和无线网络向控制终端发送确认是否启动系统的指令，防止使用者的误发送；当收到确认指令时，单片机704直接启动系统工作，或者与室内有人时的工况相同，通过判断来确定是否启动系统工作；若没有收到确认指令，则与室内有人时的工况相同，通过判断来确定是否启动系统工作；

步骤2、随着系统的运行，室内污染物浓度随之逐渐降低，自动变频调速装置702根据单片机接收的四种室内污染物的实时浓度值来调节传动装置19的功率，进而调节轮式空气全热回收换热器5的转速，以对应当前的室内污染物浓度；

步骤3、系统继续运行，当单片机704接收到的四种室内污染物的实时浓度均不大于各自的浓度下限(即TVOC的浓度≤0.21mg/m

0.0525mg/m

优选地，步骤4、当其中任意一种室内污染物的实时浓度不小于其浓度上限，系统再次启动工作。

室内空气四种污染物中，TVOC主要是由室内地毯、家具等挥发产生；CO

本发明未述及之处适用于现有技术。