全热回收交换装置及其控制方法、空调机组

技术领域

本公开涉及空气调节技术领域，尤其涉及一种全热回收交换装置及其控制方法、空调机组。

背景技术

组合式空调机组中设有全热回收交换器，全热交换器是一种高效节能的热回收装置，通过回收排气中的余热对引入空调的新风进行预热或预冷，在新风进入室内或空调机组的表冷器进行热湿处理之前，预先对新风进行热交换，以有效降低空调系统负荷，节省空调系统能耗和运行费用。

相关技术中采用转轮式全热回收交换器，转轮芯体以旋转方式进行工作，转轮芯体转至下部时，排风通过，使转轮芯体在冬季被加热，而夏季则被冷却。当转轮芯体转至上部时，新风流过，冬季被转轮芯体加热，而夏季则被冷却。

此种转轮式全热回收交换器的迎风面为一个整圆，一半圆在回风通道，另一半圆在新风通道，但是机组内风道截面为矩形，故受机组宽度限制，转轮芯体的半圆形不能占满风道截面，全热回收段过风端面中转轮面积所占比例较低，会影响热回收效率。

发明内容

本公开的实施例提供了一种全热回收交换装置及其控制方法、空调机组，能够解决全热回收交换装置热回收效率低的问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种全热回收交换装置，包括：

壳体，其上设有回风口、排风口、新风入口和新风出口，壳体内设有热回收腔体，热回收腔体包括第一腔体和第二腔体；和

芯体，绕自身的轴线可转动，且芯体的至少部分位于第一腔体和第二腔体内，且轴线沿第一方向设置；

其中，回风口和排风口与第一腔体连通，且分别位于芯体沿第二方向的两侧；新风入口和新风出口与第二腔体连通，且分别位于芯体沿第二方向的两侧，第二方向与第一方向成角度设置，角度被构造为使气流从芯体的侧部穿过实现换热。

在一些实施例中，第二方向与第一方向垂直设置。

在一些实施例中，芯体包括以轴线为中心的换热部，换热部呈环形柱状结构，且换热部上密布多个将换热部内外连通的风道。

在一些实施例中，热回收腔体内设有隔板，隔板将热回收腔体沿第三方向分为第一腔体和第二腔体，第一方向和第二方向位于水平面内，第三方向为竖直方向。

在一些实施例中，第一腔体位于第二腔体上方。

在一些实施例中，在第二方向上，回风口与新风入口位于芯体的两侧。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括：

温度传感器，被配置为检测与芯体热交换后的新风温度值；和

表冷器，设在壳体内，且位于第二腔体靠近新风出口的一侧；和

控制器，被配置为根据与芯体热交换后的新风温度值与预设目标室内温度的关系，使表冷器可选择地开启。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括喷液部件，设在热回收腔体内，被配置为向芯体喷射液体。

在一些实施例中，第一腔体位于第二腔体上方，喷液部件被配置为从下至上喷射液体。

在一些实施例中，在第一方向上，喷液部件分布于芯体靠近新风出口的四分之一换热部对应的区域。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括接液盘，设在热回收腔体的底部区域，被配置为接收喷射至芯体后落下的液体。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括：

泵，被配置为向喷液部件提供高压流体；

第一压差传感器，被配置为检测芯体在气流进出位置的第一压差值；和

控制器，被配置为在第一压差值超过第一预设压差，且泵的转速未达到预设转速的情况下，提高泵的转速。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括报警器，控制器被配置为在泵的转速提高至达到预设转速，且第一压差值仍超过第一预设压差的情况下，使报警器发出报警信号，以提醒更换芯体。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括：

第一过滤部件，设在新风入口的内侧，被配置为对从室外进入的新风进行过滤；

第二压差传感器，被配置为检测第一过滤部件沿气流方向两端的第二压差值；和

控制器，被配置为在第二压差值超过第二预设压差的情况下，使喷液部件开启。

根据本公开的第二方面，提供了一种空调机组，包括上述实施例的全热回收交换装置。

在一些实施例中，空调机组还包括加湿部件、净化部件和杀菌部件中的至少一种。

根据本公开的第三方面，提供了一种基于上述实施例所述全热回收交换装置的控制方法，全热回收交换装置包括喷液部件和泵，喷液部件设在热回收腔体内的底部区域，被配置为向芯体喷射液体，泵被配置为向喷液部件提供高压流体；其中，控制方法包括：

接收第一压差传感器检测的芯体在气流进出位置的第一压差值；

在第一压差值超过第一预设压差，且泵的转速未达到预设转速的情况下，提高泵的转速。

在一些实施例中，控制方法还包括：

在泵的转速提高至达到预设转速，且第一压差值仍超过第一预设压差的情况下，使报警器发出报警信号，以提醒更换芯体。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括：第一过滤部件，设在新风入口的内侧，被配置为对从室外进入的新风进行过滤；控制方法还包括：

接收第二压差传感器检测的第一过滤部件沿气流方向两端的第二压差值；和

在第二压差值超过第二预设压差的情况下，使喷液部件开启。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括：表冷器，设在壳体内，且位于第二腔体靠近新风出口的一侧；控制方法还包括：

根据与芯体热交换后的新风温度与预设目标室内温度的关系，使表冷器可选择地开启。

本公开实施例的全热回收交换装置，通过改变各风口的位置，使进出风方向与芯体的轴线成角度，使芯体的侧面作为迎风面实现换热，芯体与新风风道或回风风道对应的过风截面均为矩形，在机组宽度相同的情况下，可充分利用转轮半圆形迎风面两个角部的区域，提高芯体与空气的接触面积，增加了芯体的过风截面在整个风道截面中所占面积的比例，从而提高热回收效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开全热回收交换装置的一些实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本公开全热回收交换装置的一些实施例的模块组成示意图。

图4为本公开全热回收交换装置的控制方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

此外，当元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者可以间接地在所述另一元件上并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。另外，当元件被称作“连接到”另一元件时，该元件可以直接连接到所述另一元件，或者可以间接地连接到所述另一元件并且在它们之间插入有一个或更多个中间元件。在下文中，同样的附图标记表示同样的元件。

本公开中采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

本公开提供了一种全热回收交换装置，如图1至图3所示，在一些实施例中，全热回收交换装置包括：壳体1和设在壳体1内的芯体2。

壳体1上设有回风口13、排风口14、新风入口15和新风出口16，壳体1内设有热回收腔体12，作为全热回收交换装置的热回收段，热回收腔体12包括第一腔体121和第二腔体122。例如，热回收腔体12内设有隔板11，隔板11将热回收腔体12分隔为相邻的第一腔体121和第二腔体122，或者第一腔体121和第二腔体122之间被其它腔体分隔开。

芯体2绕自身的轴线可转动，且芯体2的至少部分位于第一腔体121和第二腔体122内，且轴线沿第一方向x设置。芯体2呈柱状结构，例如圆柱、椭圆柱或多边形棱柱等。

其中，回风口13和排风口14与第一腔体121连通，且分别位于芯体2沿第二方向y的两侧；新风入口15和新风出口16与第二腔体122连通，且分别位于芯体2沿第二方向y的两侧；第二方向y与第一方向x成角度设置，且该角度被构造为使芯体2的侧面作为迎风面实现换热，气流可从芯体2侧部穿过或者沿芯体2的外侧面流过实现换热。

具体地，回风口13被配置为形成室内空气进入第一腔体121的通道，排风口14被配置为形成第一腔体121内的气体向室外排出的通道，新风入口15被配置为形成室外新风进入第二腔体122的通道，新风出口16被配置为形成第二腔体122内与芯体2热交换后的新风排向室内的通道。

在相关技术的转轮式全热回收交换装置中，进出风方向平行于转轮轴线，转轮的端面作为迎风面，其与新风风道或回风风道对应的部分均为半圆形，不能占满风道截面，转轮面积所占比例低，会影响热回收效率。

相比而言，本公开的全热回收交换装置，通过改变各风口的位置，使进出风方向与芯体2的轴线成角度，使芯体2的侧面作为迎风面实现换热，芯体2与新风风道或回风风道对应的过风截面均为矩形，在机组宽度相同的情况下，可充分利用转轮半圆形迎风面两个角部的区域，提高芯体2与空气的接触面积，增加了芯体2的过风截面在整个风道截面中所占面积的比例，从而提高热回收效率。芯体2矩形过风截面的一个边长为芯体2的轴向长度，另一个边长为芯体2的轴线至外廓之间的径向距离。

如图1所示，第二方向y与第一方向x垂直设置。此种设置方式便于布置各个风口，且便于使回风和新风气流穿过芯体2实现换热，可减小风阻。

如图1所示，芯体2包括以轴线为中心的换热部21，换热部21呈环形柱状结构，例如圆环柱状、椭圆环柱状或多边形环状棱柱等。而且，换热部21上密布多个将换热部21内外连通的风道，例如，该风道可沿芯体2的径向设置，或者相对于径向倾斜一定角度。

风道可以是加工在换热部21上的通孔或通槽，或者为蜂窝状结构的内孔道，或者是多层波纹板层叠设置形成的通道等。例如，可通过多个波纹板沿周向依次叠加，每个波纹板上的多个波纹都沿轴向间隔设置，以在相邻波纹板之间形成沿径向延伸的风道。

进一步地，如图1所示，芯体2还包括转轴22和连接部23，转轴22可位于轴线位置，连接部23连接于转轴22与换热部21之间，有利于增加芯体2的整体强度。

此种结构采用滚筒式芯体2，能够减小芯体2重量，更有利于提高芯体2转动时的灵活性，而且环形结构能够使气流更容易穿过风阻，降低全热回收交换装置工作时的能耗，并提高换热效率。可选地，芯体2也可采用实心结构。

在一些实施例中，如图1和图2所示，热回收腔体12内设有隔板11，隔板11将热回收腔体12沿第三方向z分为第一腔体121和第二腔体122。第一方向x和所述第二方向y位于水平面内，第三方向z为竖直方向。该实施例将芯体2水平放置，并将第一腔体121和第二腔体122沿高度方向设置，能够减小全热回收交换装置在水平面内占用的空间，易于在空调机组中布置，并减小空调机组的占地面积。

如图1所示，第一腔体121位于第二腔体122上方。由于室外进入的新风中杂质较多，与室内回风相比，需要设置更多层的过滤部件，而且新风在从新风入口15向新风出口16流动的过程中需要设置表冷器7，因此，整个新风流道的宽度大于回风流道的长度，将与新风流道对应的第二腔体122设在底部，易于布置结构，且使整体结构更加稳定。

如图1所示，在第二方向y上，回风口13与新风入口15位于芯体2的两侧，相应地，排风口14和新风出口16也位于芯体2的两侧。芯体2的转动方向被构造为使芯体2沿周向的特定段依次经过回风口13、排风口14和新风入口15。如图1所示，芯体2顺时针转动。

该实施例将与室外连通的排风口14和新风出口16设在同一侧，并将与室内连通的回风口13与新风入口15设在同一侧，便于管路布局，以使从回风口13进入的气流与芯体2充分换热，从而使芯体2更好地与进入的新风预换热，而且换热后的回风也易于从排风口14流出。

在一些实施例中，如图1和图3所示，全热回收交换装置还包括：温度传感器40，被配置为检测与芯体2热交换后的新风温度值；表冷器7，设在壳体1内，且位于第二腔体122靠近新风出口16的一侧；和控制器10，被配置为根据与芯体2热交换后的新风温度值与预设目标室内温度的关系，使表冷器7可选择地开启。

若与芯体2热交换后的新风温度值已经能够满足预设目标室内温度，表冷器7保持关闭；若不能满足预设目标室内温度，表冷器7开启，并通过调节表冷器7中流过冷媒的温度对预换热后的新风进一步进行温度调节。其中，在需要制冷时，表冷器7中通入冷冻水；在需要制热时，表冷器7中通入热水。

该实施例通过使进入的新风与芯体2预先进行换热，可有效降低空调机组的负荷，节省能耗，并且采用表冷器7对预先换热后的新风根据情况进一步换热，能够满足预设目标室内温度。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括喷液部件3，设在热回收腔体12内，被配置为向芯体2喷射液体。液体可以为冷水或其它低温液体。例如，在第二腔体122位于第一腔体121底部时，喷液部件3可设在第二腔体122的底部区域。

由于进入全热回收交换装置的气流中有大量灰尘或可溶性有害物质，会吸附在芯体2表面，该实施例可通过喷液部件3喷出的高压液体冲刷芯体2的表面，使芯体2表面的灰尘或其它有害物质被及时冲下，防止其飘散在空气中，减少灰尘对机组内空气的污染。而且，芯体2表面上大面积的液体蒸发会吸收气流中的热量，可对空气进行进一步降温加湿。另外，液体对芯体2进行降温，可降低芯体2的换热效率衰减速度，延长使用寿命。

如图1所示，喷液部件3包括多个沿第二方向y间隔设置的多个喷头组，多个喷头组中的每个喷头组均包括多个沿第一方向x间隔设置的多个喷头31。此种结构能够更全面均匀地对芯体2的侧壁进行清洗，并对芯体2本身和第二腔体122内的气体起到更优的降温效果。

如图1所示，第一腔体121位于第二腔体122上方，喷液部件3被配置为从下至上喷射液体。由于室外新风进入第二腔体122后，会带有灰尘，通过使喷液部件3从下至上喷射液体，能够使芯体2经过新风入口15附着灰尘后及时进行清洗，防止芯体2将灰尘带入第一腔体121内，而且能够更芯体2的底部区域进行较大面积的清洗。

如图1所示，在第一方向x上，喷液部件3分布于芯体2靠近新风出口16的四分之一换热部21对应的区域，即多个喷头组分布于芯体2靠近新风出口16的四分之一换热部21对应的区域。对于芯体2上的风道沿径向设置的结构，随着芯体2的转动，靠近新风入口15的风道与第二方向y成角度，使得从新风入口15进入的新风更容易附着在风道入口的位置，喷液部件3的此种设置方式能够使芯体2经过新风入口15的部分在转动至靠近新风出口16的区域时，可及时将灰尘等杂质清洗干净，防止从新风出口16进入室内。

可选地，在第一方向x上，喷液部件3也可分布于第二腔体122的整个底部。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括接液盘，设在热回收腔体12的底部区域，被配置为接收喷射至芯体2后落下的液体。此种机构方便收集清洗芯体2的液体，并使液体汇聚在接液盘中，以便及时排出机组，同时降低换热效率衰减速度，延长使用寿命。

在一些实施例中，如图2所示，全热回收交换装置还包括：泵50，被配置为向喷液部件3提供高压流体；第一压差传感器20，被配置为检测芯体2在气流进出位置的第一压差值，例如，芯体2包括环形柱状的换热部21，第一压差传感器20可设在换热部21的内外侧；和控制器10，被配置为在第一压差值超过第一预设压差，且泵50的转速未达到预设转速的情况下，提高泵50的转速。

该实施例能够通过第一压差传感器20检测到芯体2由于灰尘积累风阻增高时，自动提高泵的转速，以提高液体喷射压力，加强冲洗力度，以保持芯体2的换热能力。

在一些实施例中，如图2所示，全热回收交换装置还包括报警器60，控制器10被配置为在泵50的转速提高至达到预设转速，且第一压差值仍超过第一预设压差的情况下，使报警器60发出报警信号，以提醒更换芯体2。

该实施例能够在泵50的转速提高至上限转速仍不能有效清洗芯体2的情况下，提醒检修人员对全热回收交换器进行检修，以确保装置可靠运行。

在一些实施例中，如图1所示，全热回收交换装置还包括：第一过滤部件4，设在新风入口15的内侧，被配置为对从室外进入的新风进行过滤，例如，第一过滤部件4可包括初效过滤段41和中效过滤段42；第二压差传感器30，被配置为检测第一过滤部件4沿气流方向两端的第二压差值；和控制器10，被配置为在第二压差值超过第二预设压差的情况下，使喷液部件3开启。

该实施例能够准确地判断喷液部件3的开启时间，以达到节能的效果。通过第二压差传感器30检测第一过滤部件4两端的压差，在压差较大时，说明进入的新风清洁度较差，或者第一过滤部件4的过滤效果降低，这种情况下进入的新风会携带更多的灰尘等杂质，此时开启喷液部件3不仅能减少第二腔体122中气体的灰尘，还能去除芯体2表面的附着物。

下面以图1至图3所示的具体实施例为例，对本公开全热回收交换装置的结构和工作原理进行具体说明。

壳体1上设有回风口13、排风口14、新风入口15和新风出口16，壳体1内设有热回收腔体12，热回收腔体12内设有隔板11，将热回收腔体12沿第三方向z(高度方向)分隔为第一腔体121和第二腔体122，且第二腔体122位于第一腔体121下方。

芯体2绕自身的轴线可转动，且芯体2的上半圆部分位于第一腔体121内，芯体2的下半圆部分位于第二腔体122内，且轴线沿第一方向x水平设置。芯体2呈圆柱状结构。

其中，回风口13和排风口14与第一腔体121连通，且分别位于芯体2沿第二方向y的两侧；新风入口15和新风出口16与第二腔体122连通，且分别位于芯体2沿第二方向y的两侧；第二方向y与第一方向x在水平面内垂直设置，气流可从芯体2侧部穿过或者沿芯体2的外侧面流过实现换热。在第二方向y上，回风口13和新风出口16位于芯体2的同一侧，排风口14和新风入口15位于芯体2的同一侧。

新风入口15的内侧设有第一过滤部件4，第一过滤部件4沿气流方向K3依次包括初效过滤段41和中效过滤段42。回风口13的内侧沿气流方向K1依次设有回风段5和第二过滤部件6，第二过滤部件6可采用初效过滤段。排风口14的内侧沿气流方向K4依次设有中间段8和表冷器7，中间段8设有维修门，以便对内部进行维修。为了加快出风速度，排风口14与表冷器7之间可设置风机，排风口14的内侧也可设置风机9。

以制冷工作为例，正常工作时，图1中的芯体2顺时针转动，室内回风沿气流方向K1从回风口13进入第一腔体121，上层回风在第一腔体121内从芯体2的侧面由左向右流动，吸收芯体2上半部分的热量，使芯体2温度降低，并使吸热后的空气在风机9的作用下沿气流方向K2通过排风口14释放到室外。在芯体2转动的过程中同时吸附回风中的灰尘。

接着，芯体2的上半部分经过与回风换热后转动至第二腔体122,芯体2吸收沿气流方向K3从新风入口15进入的室外新风中的热量，使新风温度降低，进行了预降温。同时，喷液部件3可从底部向上喷射液体对芯体2进行清洗，清洗后的液体收集到接水盘，方便收集排出机组，降低换热效率衰减速度，延长使用寿命。此外，芯体2表面上大面积的液体蒸发吸收气流中的热量，可对空气进行进一步的降温加湿。

如果新风与芯体2预先热交换后未达到预设目标室内温度，则开启表冷器7进一步换热，最终换热后的新风在风机9的作用下，沿气流方向K4通过新风出口K4排到室内。

在喷液过程中，喷液部件3的开启时机，泵的转速控制等都可参考上述实施例。如图4所示，在喷液部件3开启后，检测全热回收段的第一压差值是否超过第一预设压差，如果未超过第一预设压差则使喷液时泵的转速保持不变，如果超过第一预设压差，则判断泵50的转速是否达到预设转速，如果已经达到预设转速，则使报警器60发出报警信号，以提示更换芯体2，如果未达到预设转速则提高泵50的转速并记录。

对于制热工作的过程，与制冷工作过程类似。

其次，本公开提供了一种空调机组，包括上述实施例的全热回收交换装置。

在一些实施例中，空调机组为组合式空调机组，例如，空调机组还包括加湿部件、净化部件和杀菌部件中的至少一种，各功能模块可根据用户需求设置。

最后，本公开提供了一种基于上述实施例全热回收交换装置的控制方法，在一些实施例中，全热回收交换装置包括喷液部件3和泵50，喷液部件3设在热回收腔体12内的底部区域，被配置为向芯体2喷射液体，泵50被配置为向喷液部件3提供高压流体；其中，控制方法包括：

接收第一压差传感器20检测的换热部21内外侧的第一压差值；

在第一压差值超过第一预设压差，且泵50的转速未达到预设转速的情况下，提高泵50的转速。

该实施例能够通过第一压差传感器20检测到芯体2由于灰尘积累风阻增高时，自动提高泵的转速，以提高液体喷射压力，加强冲洗力度，以保持芯体2的换热能力。

在一些实施例中，本公开的控制方法还包括：

在泵50的转速提高至达到预设转速，且第一压差值仍超过第一预设压差的情况下，使报警器60发出报警信号，以提醒更换芯体2。

该实施例能够在泵50的转速提高至上限转速仍不能有效清洗芯体2的情况下，提醒检修人员对全热回收交换器进行检修，以确保装置可靠运行。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括：第一过滤部件4，设在新风入口15的内侧，被配置为对从室外进入的新风进行过滤；控制方法还包括：

接收第二压差传感器30检测的第一过滤部件4沿气流方向两端的第二压差值；和

在第二压差值超过第二预设压差的情况下，使喷液部件3开启。

该实施例能够准确地判断喷液部件3的开启时间，以达到节能的效果。通过第二压差传感器30检测第一过滤部件4两端的压差，在压差较大时，说明进入的新风清洁度较差，或者第一过滤部件4的过滤效果降低，这种情况下进入的新风会携带更多的灰尘等杂质，此时开启喷液部件3不仅能减少第二腔体122中气体的灰尘，还能去除芯体2表面的附着物。

在一些实施例中，全热回收交换装置还包括：表冷器7，设在壳体1内，且位于第二腔体122靠近新风出口16的一侧；控制方法还包括：

根据与芯体2热交换后的新风温度与预设目标室内温度的关系，使表冷器7可选择地开启。

该实施例通过使进入的新风与芯体2预先进行换热，可有效降低空调机组的负荷，节省能耗，并且采用表冷器7对预先换热后的新风根据情况进一步换热，能够满足预设目标室内温度。

以上对本公开所提供的一种全热回收交换装置及其控制方法、空调机组进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。