專利名稱：一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空調的智能換新風系統(tǒng)，具體涉及一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)。
背景技術：
一體式空調作為獨立空間內的空氣調節(jié)(制冷、制熱、除濕)的電器已經(jīng)被廣泛使用。但是一體式空調在使用過程中，空間內部空氣與外界基本隔絕，不能形成有效對流，使空間內空氣質量迅速惡化，有害病菌大量滋生，而且隨著房間內人員的增加，空氣中的各種有害氣體濃度會迅速增加，這些現(xiàn)象會使人產(chǎn)生缺氧、呼吸系統(tǒng)不適等癥狀，嚴重時會導致用戶呼吸道病變。目前，市場上已經(jīng)有帶換氣(新風)功能的空調器。但是，這種類型的換新風系統(tǒng)不能根據(jù)室內的實際情況和需求進行智能、自主的換新風，會出現(xiàn)在空氣新鮮度滿足標準、不需要換氣的情況下持續(xù)換氣，能量白白的浪費。另外，這種換新風功能是將室內外空氣直接對流，在引入新風的過程中不可避免的會產(chǎn)生室內冷量(夏季)或熱量(冬季)的直接損失。 市場上也出現(xiàn)了一些熱回收通風裝置，但作為空調的一種輔助換新風裝置，有幾個缺點。一是不能與空調進行有效集成，必須單獨安裝，增加了安裝和使用成本；其次，這種裝置不能進行智能、自主的換新風，只有人工關閉和人工打開兩種狀態(tài)，不能根據(jù)室內空氣的實際狀況，隨時智能的無級調節(jié)換新風的量，經(jīng)常造成不必要的能量損失。
發(fā)明內容針對上述現(xiàn)有技術中的一體式空調在使用過程中存在的現(xiàn)實問題，本實用新型的目的在于提出一種一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)，該系統(tǒng)在滿足空調基本使用功能的基礎上，可以實現(xiàn)智能換新風功能，有效改善房間內部的空氣質量，降低空氣中的有害氣體濃度，并通過特殊的風道設計，對空氣的流向進行控制，對排到室外的渾濁空氣進行能量回收，避免室內冷量(熱量)的損失，從而降低一體式空調的能耗，提高能效比，達到節(jié)能的目的。本實用新型為實現(xiàn)其目的所采取的技術方案一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)，包括室內、外進風腔和智能控制系統(tǒng)，在連接所述室內、外進風腔的熱交換風道中設換新風執(zhí)行機構，所述換新風執(zhí)行機構由導風槽和導風板構成，所述導風槽截面呈半圓形，所述導風板截面呈弧形，導風板置于導風槽內，兩者相互配合并通過設在各自兩側板上的連接孔活動連接；所述導風槽上設有室外進風口和室內進風口，所述室外進風口與室外側風腔相連通，所述室內進風口與室內側風腔相連通，所述導風槽底部沿其縱向方向設室內外進風腔隔板；所述導風板上設導風口和隔板；所述換新風執(zhí)行機構由驅動裝置驅動；所述智能控制系統(tǒng)包括控制電路，所述驅動裝置受所述控制電路控制。所述室外進風口分為第一室外進風口和第二室外進風口，分別設在導風槽兩側； 所述室內進風口分為第一室內進風口和第二室內進風口，分別設在導風槽兩側；其中第一室外進風口和第一室內進風口對稱設置在導風槽的左側中部位置，第二室外進風口和第二室內進風口對稱設置在導風槽的右側邊位置；所述熱交換風道內分別設第一換熱器和第二換熱器。所述驅動裝置為步進電機。所述智能控制系統(tǒng)還包括(X)2傳感器，所述(X)2傳感器與所述控制電路相連接。本實用新型通過對風道的設計，使換新風過程中排出室外的室內空氣流經(jīng)空調換熱器，進行冷熱量交換。由于空調房間室內空氣相對于室外空氣冬暖夏涼，流經(jīng)空調換熱器時將有效提高空調系統(tǒng)的效率，在輸入功率不變的情況下，其制冷(夏天)制熱量(冬天) 顯著增加，等于將排出的室內的冷量(夏天)或熱量(冬天)通過空調熱泵系統(tǒng)予以有效的回收，大幅減少了為保證室內空氣質量(也就是保證空氣新鮮)而進行的通風過程中的能量損耗。本實用新型集成在一體式空調的風道內，并實現(xiàn)智能控制、無級自動調節(jié)，達到提高和保證室內空氣質量的目的。本實用新型的有益效果實現(xiàn)智能換新風功能，有效改善房間內部的空氣質量，降低空氣中的有害氣體濃度，可滿足對室內空氣質量有較高要求的客戶的需求。同時，對排到室外的渾濁空氣進行能量回收，大幅減少室內空氣換新風過程中的冷量(熱量)的損失，從而在保證空氣新鮮的同時，降低一體式空調的能耗，提高能效比，達到節(jié)能的目的。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。


圖1為本實用新型導風板結構示意圖；圖2為本實用新型導風槽結構示意圖；圖3為本發(fā)明導風槽、導風板安裝組合示意圖；圖如為在正常不需要換新風的狀態(tài)下?lián)Q新風執(zhí)行機構動作示意圖；圖4b為在正常不需要換新風的狀態(tài)下風路示意圖；圖fe為室外進風口部分打開、室內進風口部分擋住狀態(tài)下?lián)Q新風執(zhí)行機構動作示意圖；圖恥為室外進風口部分打開、室內進風口部分擋住狀態(tài)下風路示意圖；圖6a為室外進風口全開、室內進風口全擋狀態(tài)下?lián)Q新風執(zhí)行機構動作示意圖；圖6b為室外進風口全開、室內進風口全擋狀態(tài)下?lián)Q新風風路示意圖。在圖^_4b、5 a-恥和6 a_6b中，空心箭頭表示來自室內側的空氣流動方向，實心箭頭表示來自室外側的空氣流動方向。
具體實施方式
本實用新型包括室內、外進風腔和智能控制系統(tǒng)，在連接所述室內、外進風腔的熱交換風道中設換新風執(zhí)行機構6。換新風執(zhí)行機構由導風槽1和導風板2構成。在熱交換風道中還設有第一換熱器3和第二換熱器4。
圖1為導風槽結構示意圖；導風槽1上設有室外進風口和室內進風口，室外進風口與室外側風腔相連通，室內進風口與室內側風腔相連通。室外進風口分為第一室外進風口 1.1和第二室外進風口 1.2，分別設在導風槽兩側；室內進風口分為第一室內進風口 1.3 和第二室內進風口 1.4，分別設在導風槽兩側；其中第一室外進風口 1. 1和第一室內進風口1.3對稱設置在導風槽的左側中部位置，第二室外進風口 1.2和第二室內進風口 1.4對稱設置在導風槽的右側邊位置。導風槽1兩端為槽側板1. 5，槽側板1. 5上設連接孔1. 6。在導風槽底部設一與導風槽縱向長度等長的室內外進風隔板1. 7，其作用是使室內進風和室外進風的風路隔開。室內外進風隔板1. 7與導風槽底部可連為一體，也可分開作為兩個構件。圖2為導風板結構示意圖，導風板截面呈弧形，其左側設導風口 2. 1，中間設室內外出風隔板2. 2，兩端頭設導風側板2. 3，導風側板2. 3設有連接孔1. 6。圖3為本發(fā)明導風槽、導風板安裝組合示意圖；圖中左側為室外進風腔3. 1，與室外大氣相通；右側為室內進風腔3. 2，與室內空氣相通；中間用導風槽隔板1. 7將室內外進風腔隔開。換新風執(zhí)行機構6—即導風槽1和導風板2重疊組合處在圖中所示位置，從而將來自室外側和室內側的風阻隔或融合，以實現(xiàn)改變、控制風的流向和流量。導風板2置于導風槽1內，兩者相互配合并通過設在各自兩側板上的連接孔活動連接。導風槽1固定在熱交換風道中，導風板2上的室內外出風隔板2. 2緊靠在出風隔板5 側。驅動裝置采用步進電機，步進電機經(jīng)連桿機構驅動導風板2轉動。智能控制系統(tǒng)包括控制電路，步進電機和(X)2傳感器。(X)2傳感器對房間內特定氣體(如CO2)濃度數(shù)據(jù)自動采集并發(fā)送到控制電路?？刂齐娐方?jīng)判斷后指令步進電機的動作使導風板2在導風槽1中轉動一定的角度，啟閉或調節(jié)室內外進風口?，F(xiàn)對本實用新型的三種工作狀態(tài)詳細描述如下狀態(tài)一如圖4 a_b所示，一體式空調在正常不需要換新風的使用狀態(tài)下(為了清楚的表示進風口的變化情況，將換新風執(zhí)行機構6即導風板和導風槽組件移到機外，下述狀態(tài)一、二中換新風執(zhí)行機構6也移到機外表示其進風口的變化情況)，導風板左側將第一室外進風口 1. 1擋住，將第一室內進風口 2. 1打開，室內側的空氣在風機的作用下，流經(jīng)第一換熱器3 (這個換熱器在夏天是蒸發(fā)器，冬天是冷凝器，通過空調系統(tǒng)的四通閥的切換實現(xiàn))，降溫(夏天)或升溫(冬天)后吹入室內，達到降低(夏天)或提高(冬天)室內溫度的目的。導風板2右側則將第二室內進風口 1.4擋住，將第二室外進風口 1.2打開，室外側的空氣在風機的作用下，沿風道流經(jīng)第二換熱器4 (這個換熱器在夏天是冷凝器，冬天是蒸發(fā)器， 通過空調系統(tǒng)的四通閥的切換實現(xiàn))后，將熱量(夏天)或冷量(冬天)帶到室外。狀態(tài)二 如圖5 a-b所示，當特定氣體(如CO2) CO2傳感器檢測到室內側特定氣體的含量超過標準的設定值時，驅動裝置就會驅動導風板2轉動到相應角度(見圖5 a，打開角度由特定氣體濃度數(shù)值決定，由控制電路指令執(zhí)行機構動作)，此時導風板2左側將第一室外進風口 1. 1打開一部分，將第一室內進風口 1.3擋住一部分，室外側的新鮮空氣在風機的作用下，經(jīng)第一換熱器3進入室內側，達到向室內側補充新鮮空氣的目的。而導風板1右側則將第二室內進風口 1.4打開一部分，將第二室外進風口 1.2擋住一部分，室內側混濁的空氣在風機的作用下，沿風道流經(jīng)第二換熱器4換熱后，排出到室外。在此狀態(tài)下，由于室內排出到室外的空氣(相對室外側的空氣溫度，冬暖夏涼)流經(jīng)第二換熱器4，一體式空調機的換熱效率將明顯提高，在消耗功率不變的情況下，其制冷(夏天)制熱(冬天)量將明顯提高，回收了大部分換新風過程中的冷熱量損失，達到降低能量損耗的目的。狀態(tài)三如圖6a_b所示，當特定氣體(如CO2) CO2傳感器檢測到室內側特定氣體 (如CO2)的含量很高，超過極限值時，驅動裝置就會驅動導風板轉動到圖6a中位置，此時導風板2左側將第一室外進風口 1. 1完全打開，將第一室內進風口 1.3完全擋住，室外側的新鮮空氣在風機的作用下，經(jīng)第一換熱器3流到室內側，最大速度的為室內側換取新鮮空氣。 而導風板右側則將第二室內進風口 1.4完全打開，將第二室外進風口 1.2完全擋住，室內側混濁的空氣在風機的作用下，最大速度的沿風道流經(jīng)第二換熱器4換熱后，排出到室外。在此狀態(tài)下，由于流經(jīng)第二換熱器4的空氣全部來自于室內(相對室外側的空氣溫度，冬暖夏涼)，一體式空調機制冷(夏天)制熱(冬天)效率達到最高，可以補償大部分因為換新風而導致的能量損失。導風板旋轉的角度決定了換風量的的大小，旋轉角度由步進電機驅動?？刂齐娐犯鶕?jù)特定氣體(如0)2)0)2傳感器的數(shù)據(jù)控制步進電機，可以根據(jù)實際的室內空氣中的特定氣體(如CO2)濃度自動實現(xiàn)換氣量從零到最大值的無級調節(jié)。當處于狀態(tài)一時，一體式空調純粹是一臺普通空調；當處于狀態(tài)二時，一體式空調既是一臺空調，也是一臺冷熱回收裝置，同時能對室內進行新鮮空氣的補充；當狀態(tài)三時，一體式空調完全處于冷熱回收狀態(tài)， 并以最大速度對室內進行新鮮空氣的補充。控制系統(tǒng)可以根據(jù)室內特定氣體(如CO2)濃度無級調節(jié)其工作狀態(tài)，始終保持室內空氣的新鮮。上述實施例選擇以穿墻機為例，對窗機等其他一體式空調原理一樣，不另做說明。在正常夏天制冷的工作狀態(tài)下，第二換熱器4作為空調系統(tǒng)的冷凝器，其作用是對高溫高壓的制冷劑進行冷凝。夏天室外側空氣溫度較高，如果在換新風時，較低溫度的室內空氣在排出時流經(jīng)第二換熱器4，將明顯提高制冷劑的冷凝速度和效果，空調制冷效率將得到大幅提高，其提高幅度直接決定于流經(jīng)此換熱器的室內空氣的流量，所以換風量越大 (同時室內因補充新鮮空氣而造成的冷量損失也越大)，空調制冷效率也越高，冷量回收的絕對值也越大，對室內因補充新鮮空氣而造成的冷量損失起到補償作用。在正常的冬季制熱工作狀態(tài)下，第二換熱器4作為空調系統(tǒng)的蒸發(fā)器，其作用是吸收室外空氣中的熱量，對低溫低壓的制冷劑進行蒸發(fā)。冬季室外側空氣溫度較低，在換新風時，較高溫度的室內側空氣在排出到室外側時流經(jīng)第二換熱器4，將明顯提高制冷劑的蒸發(fā)速度和效果，空調制熱效率將得到大幅提高，其提高幅度直接決定于流經(jīng)其的室內空氣的流量，所以換風量越大(同時室內因補充新鮮空氣而造成的熱量損失也越大)，空調制熱效率也越高，熱量回收的絕對值也越大，對室內因補充新鮮空氣而造成的熱量損失起到補償作用。由于任何冷熱回收裝置都不能100%的將換新風過程中損失的冷熱量予以全部回收，采取自動控制系統(tǒng)，將室內空氣質量控制在設定的數(shù)值上，當室內空氣質量合格時，自動關閉換新風系統(tǒng)；當室內空氣質量不合格時，根據(jù)其具體的空氣參數(shù)確定適當?shù)膿Q風量。 這樣就避免了很多通風裝置經(jīng)常在室內空氣達標的情況下，無謂的換新風，或換風量過大， 白白的損失室內側能量的問題。關于選擇空氣中特定氣體濃度參數(shù)作為空氣質量參數(shù)的說明室內空氣質量影響因素很多，一般情況下，排除裝修等一次性影響，人類和其他動植物的活動對空氣質量的影響主要可以選擇CO2濃度作為參數(shù)指標，因為人或動物的呼吸、植物的逆光合作用、抽煙及灶具等微小的燃燒主要的影響都可以通過監(jiān)測CO2濃度來作為參考值，并且CO2濃度傳感器是成熟的技術，非常容易實現(xiàn)。當然，針對特殊情況，我們也可以選擇其它氣體濃度作為空氣質量的參數(shù)，甚至必要時可以選擇多種氣體參數(shù)綜合模糊控制，工程上都是成熟的，不另作說明。 本實用新型在保證制冷、制熱、除濕等一體式空調基本功能的基礎上，引入智能換新風功能，通過對房間內特定氣體(如CO2))濃度數(shù)據(jù)自動采集，智能精確控制換新風執(zhí)行機構，實現(xiàn)對房間內空氣質量的有效控制。同時，通過特殊的風道設計，對空氣的流向進行控制，使排到室外的渾濁空氣流經(jīng)空調的換熱器，對冷量(夏季)或熱量(冬季)進行回收，大幅減少室內冷量(熱量)的損失，從而降低空調的單位能耗，達到節(jié)能目的。本實用新型集成在一體式空調的風道內，并實現(xiàn)智能控制、無級自動調節(jié)，既提高和保證室內空氣質量又降低空調的單位能耗。
權利要求1.一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)，包括室內、外進風腔和智能控制系統(tǒng)，其特征在于在連接所述室內、外進風腔的熱交換風道中設換新風執(zhí)行機構，所述換新風執(zhí)行機構由導風槽和導風板構成，所述導風槽截面呈半圓形，所述導風板截面呈弧形，導風板置于導風槽內，兩者相互配合并通過設在各自兩側板上的連接孔活動連接；所述導風槽上設有室外進風口和室內進風口，所述室外進風口與室外側風腔相連通，所述室內進風口與室內側風腔相連通，所述導風槽底部沿其縱向方向設室內外進風腔隔板；所述導風板上設導風口和隔板；所述換新風執(zhí)行機構由驅動裝置驅動；所述智能控制系統(tǒng)包括控制電路，所述驅動裝置受所述控制電路控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)，其特征在于所述室外進風口分為第一室外進風口和第二室外進風口，分別設在導風槽兩側；所述室內進風口分為第一室內進風口和第二室內進風口，分別設在導風槽兩側；其中第一室外進風口和第一室內進風口對稱設置在導風槽的左側中部位置，第二室外進風口和第二室內進風口對稱設置在導風槽的右側邊位置；所述熱交換風道內分別設第一換熱器和第二換熱器。
3.根據(jù)權利要求1所述的一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)，其特征在于所述驅動裝置為步進電機。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)，其特征在于所述智能控制系統(tǒng)還包括CO2傳感器，所述(X)2傳感器與所述控制電路相連接。
專利摘要本實用新型涉及一體式空調的節(jié)能型智能換新風系統(tǒng)，包括室內、外進風腔和智能控制系統(tǒng)，在熱交換風道中設換新風執(zhí)行機構，所述換新風執(zhí)行機構由導風槽和導風板構成，所述導風槽截面呈半圓形，所述導風板截面呈弧形，導風板置于導風槽內，兩者相互配合并通過設在各自兩側板上的連接孔活動連接；所述導風槽上設有室外進風口和室內進風口；所述導風板上設導風口和隔板；所述換新風執(zhí)行機構由驅動裝置驅動；所述智能控制系統(tǒng)包括控制電路，所述驅動裝置受所述控制電路控制。本實用新型集成在一體式空調的風道內，可實現(xiàn)智能控制、無級自動調節(jié)，達到提高和保證室內空氣質量的目的。
文檔編號F24F7/08GK202303760SQ201120391608
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月15日 優(yōu)先權日2011年10月15日
發(fā)明者孫勇 申請人:孫勇, 德華科電器科技(安徽)有限公司