本發明涉及空氣-空氣能量回收裝置技術領域，尤其涉及一種全熱交換裝置。

背景技術：

要保持密閉空間里的舒適通風，保證人們身體健康，必須實時或間歇引入新風，同時適當控制房間溫度，才能維持室內環境舒適，滿足正常工作、生活的需求。但是，傳統的新風引入系統同時增加了空調負荷，排風系統排出大量廢熱，造成大量能源浪費。為解決上述問題，人們開發了可以在新風和排風之間同時產生顯熱和潛熱交換的裝置，也就是全熱交換裝置。

全熱交換裝置的溫度交換效率及新風量需要滿足對應的要求。現有技術中通常根據目標環境的面積和新風量需求選用大型、中型或小型的裝置以及具體的臺數，并通過直徑100mm至350mm的連接風管送風到指定區域。同時，現有技術中的全熱交換裝置可以與空調系統配合，根據環境或目標區域需求，與空調室內機同時開/關或獨立運行起到降低空調負荷，減少空調能耗的效果。但是，受限于全熱交換器風道結構，在對應風量下，多臺全熱交換裝置配合連接風管送風結構很難保證其克服自身阻力后，溫度交換效率、焓交換效率、濕量交換效率、內部漏風率以及有效換氣率等多個參數在多個目標房間或區域內同時依舊可以滿足實際需求或達到理想的目標值。而且，多臺全熱交換裝置與空調系統的配合，也增加了控制系統的控制客體數量，加大了實現最優控制的難度。

綜上所述，現有技術中的全熱交換裝置存在熱交換效率和新風量損耗大且效率分布不均的缺點。

技術實現要素：

本發明提供一種全熱交換裝置，用以解決現有技術中全熱交換裝置熱交換效率和新風量損耗大且效率分布不均的缺點。

本發明提供一種全熱交換裝置，包括殼體、換熱芯體和風機；其中所述風機具有重疊設置的新風風機和排風風機；所述殼體具有位于室外側的新風進口和排風出口，室外新風從所述新風進口引入，室內排風從所述排風出口排出；所述殼體內形成有多層腔體，第一層腔體和第二層腔體中形成有多路新風風道；第一層腔體、第三層腔體和第四層腔體中形成有多路排風風道，所述新風風道和排風風道之間相互獨立；其中，每一路新風風道具有一個獨立的新風出口，每一路排風風道具有一獨立的排風進口；所述換熱芯體呈U型并環繞位于第二層腔體的所述新風風機設置，所述U型換熱芯體的開口朝向室外側；所述新風進口引入的新風經由新風風機從U型換熱芯體的一側側壁進入，熱交換后從任意一個或多個所述新風出口排出；室內排風從任意一個或多個所述排風進口引入，進入所述U型換熱芯體頂面，進行熱交換后經由所述排風風機從所述排風出口中排出。

進一步的，所述第一層腔體中設置有第一導風隔板；所述第一導風隔板中部具有豎直向上的第一翻邊，所述第一翻邊沿U型換熱芯體頂面內邊沿延伸；所述新風風機的進風口位于所述第一翻邊內側，所述第一翻邊將所述第一層腔體區隔為排風進風腔和新風進風腔。

進一步的，所述第三層腔體中設置有第二導風隔板；所述第二導風隔板具有豎直向下的第二翻邊，所述第二翻邊沿U型換熱芯體底面外邊沿延伸；所述排風風機的進風口位于所述第二導風隔板中心處。

優選的，所述排風進口包括三個；所述排風進口開設在所述排風進風腔的殼體側壁上。

進一步的，所述U型換熱芯體設置在所述第二層腔體中；所述U型換熱芯體側壁與殼體圍成三個獨立的新風排風腔。

優選的，所述新風出口包括三個；所述新風出口開設在對應所述新風排風腔的殼體側壁上。

優選的，任意一面所述殼體室內側側壁上開設一個所述新風出口和一個所述排風進口。

進一步的，所述U型換熱芯體的迎風側設置有空氣過濾器。

優選的，所述新風風機進風口處設置有高效濾網。

本實施例所提供的全熱交換裝置，可以通過一臺設備同時在多個獨立房間或區域實現節能換熱的功能，保證各個獨立區域內的最優熱交換效率和有效換氣效率，實現了多個區域之間的效率均分；同時降低了控制系統負荷；無需在建筑墻柱上開鉆用于大管徑的通孔，避免了在室內進行二次分路，具有熱交換效率高、實用性好且安裝方便的優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明全熱交換裝置一個實施例的結構爆炸圖；

圖2為本發明全熱交換裝置一個實施例的內部結構示意圖；

圖3為圖2的縱向剖視圖；

圖4為本發明全熱交換裝置第一種工作狀態中一個新風風道示意圖；

圖5為本發明全熱交換裝置第一種工作狀態中兩個新風風道示意圖；

圖6為本發明全熱交換裝置第一種工作狀態中一個排風風道示意圖；

圖7為本發明全熱交換裝置第一種工作狀態中兩個排風風道示意圖；

圖8為本發明全熱交換裝置第二種工作狀態中一個強排風風道示意圖；

圖9為本發明全熱交換裝置第二種工作狀態中兩個強排風風道示意圖；

圖10為本發明全熱交換裝置第三種工作狀態中一個內循環風風道示意圖；

圖11為本發明全熱交換裝置第三種工作狀態中兩個內循環風風道示意圖；

圖12為本發明全熱交換裝置一種實施例的風機結構示意圖；

圖13為圖12的主視剖視圖；

圖14為本發明全熱交換裝置一種實施例的風機結構示意圖；

圖15為圖14的主視剖視圖

圖16為本發明全熱交換裝置一種實施例的風機結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

首先，對該具體實施方式中涉及到的技術術語作一簡要說明：下述在提到每個結構件的前、后或左、右時，是以結構件正常使用狀態下相對于使用者的位置來定義的；對于多個結構件的排列位置進行前、后或左、右的描述時，也是以多個結構件構成的裝置在正常使用狀態下相對于使用者的位置所做的定義。下述的新風是指來自全熱交換裝置所處室外環境空間的氣流，是相對于室內空氣氣流而言欲引入室內的空氣氣流，具體來說，排風是指來自室內，需要借助全熱交換裝置排出至室外的空氣氣流。

請參見圖1至圖7示出的本發明全熱交換裝置的一個實施例。

其中，圖1是該實施例的結構爆炸圖，圖2和圖3是該實施例體現全熱交換裝置內部結構的剖視圖，圖4和圖5是該實施例中新風風道的結構示意圖，圖4中描述了其中全熱交換裝置工作在第一種狀態時，一個新風風道的結構示意圖，圖5描述了其中全熱交換裝置工作在第一種狀態時，兩個新風風道的結構示意圖。圖6和圖7是該實施例中排風風道的結構示意圖，圖6中描述了其中全熱交換裝置工作在第一種狀態時，一個排風風道的結構示意圖，圖7中描述全熱交換裝置工作在第二種狀態時，其中兩個新風風道的結構示意圖。

在圖1至圖7所描述的第一實施例中，全熱交換裝置包括殼體1，該實施例所提供的全熱交換裝置殼體1形成長方體空腔結構，具體包括頂板11、底板18以及圍成長方體空腔結構的圍板12和17。頂板11、圍板12、17和底板18可拆卸的連接，形成全熱交換裝置的殼體1。優選的，頂板11和底板18為正方形或近似正方形，從而，整個全熱交換裝置殼體1內形成的長方體空腔結構的橫截面也為正方形或近似正方形，以保證從殼體1的不同側壁進入的氣流可以盡量均勻地分布在長方體空腔中或經過其其中一個側壁。如果選用吊裝的安裝方式，殼體1的外側還設置有多個用于吊裝的吊腳10。

具體的，殼體1內部的具體結構為，殼體1內形成有四層腔體。殼體1接收室外新風的一側側壁定義為室外側，對應的其它三側側壁定義為室內側。在室外側上開設有新風進口7和排風出口19。殼體1的第一層腔體1和第二層腔體2的側壁由圍板12圍成，第四層腔體4的側壁由圍板17圍成。新風進口7開設在圍板12對應第一層腔體1的位置上，排風出口19開設在圍板17對應第四層腔體4的位置上。室外新風從新風進口7引入殼體1內，室內排風從排風出口19排至室外。

三個排風進口81、82、83分布在圍板12室內側的不同側壁上。而同時在對應第二層腔體2側壁的圍板12上還開設有三個新風出口91、92、93。新風出口91、92、93和排風進口81、82、83一一對應布設，也就是說新風出口91和排風進口81，新風出口92和排風進口82，新風出口93和排風進口83分別開設在殼體1室內側的三個不同側壁上，以通過風道管路通入不同房間或區域。

殼體1中設置有第一導風隔板13和第二導風隔板14。第一導風隔板13設置在第一層腔體1中，其中部具有豎直向上的第一翻邊131。對應排風進口81、82和83，翻邊131分為相應的互相垂直的1311、1312和1313三個部分并迎著排風進口的進風氣流布設。第二導風隔板14設置在第三層腔體3中，第二導風隔板14具有豎直向下的第二翻邊141。

重疊設置的新風風機5和排風風機6設置在殼體1中，其中新風風機5在上，排風風機6在下。具體來說，新風風機5設置在第二層腔體2中，排風風機6設置在第四層腔體4中。新風風機5和排風風機6均選用離心風扇。新風風機5的軸向進風口設置有高效濾網15。

作為全熱交換裝置中的重要部件，與現有技術完全不同，在新風風機5周圍設置有呈U型的換熱芯體16。U型換熱芯體16環繞新風風機5設置，其開口朝向室外側。在殼體1的第一層腔體1和第二層腔體2中形成有多路新風風道。具體來說，請參閱圖4和圖5所示，自新風進口7引入第一層腔體1的新風進入第一導風隔板13的翻邊131和殼體1室外側側壁圍成的新風進風腔，自新風風機5位于第一導風隔板13的翻邊131內側的軸向進風口進入新風風機5，并經過高效濾網15的一次過濾，新風氣流經新風風機5葉輪時改變成徑向。從新風風機5排出的新風以垂直于U型換熱芯體16側壁流經換熱芯體16，并經由換熱芯體16的側面1621從對應的新風出口91中吹出，從而形成第一路新風風道A，U型換熱芯體16的側壁1621與殼體1的圍板12對應側壁圍成第一新風排風腔。此外，改變成徑向的新風氣流，還可以經由換熱芯體16的側面1622從對應的新風出口92中吹出，從而形成第二路新風風道B，側壁1622與殼體1的圍板12對應側壁圍成第二新風排風腔。徑向的新風氣流或者經由換熱芯體16的側面1623從對應的新風出口93中吹出，從而形成第三路新風風道C，同時在側壁1623與殼體1的圍板12對應側壁之間圍成第三個新風排風腔。U型換熱芯體16的三個側面的長度及體積相等或近似相等，以保證在U型換熱芯體16的各個側面上的效率均分。也就是說，在對應風量下，可以保證相互獨立的三個新風排風腔以及新風出口91、92、93處檢測到的溫度交換效率、焓交換效率和濕量交換效率基本相等。根據實際需要，選通91、92、93中任意一個或多個新風出口，即可以將經過凈化和熱交換的室外新風引入不同的房間或區域，同時可以保證全熱交換裝置在各個區域內的性能均滿足要求。

在殼體1的第一層腔體1、第三層腔體3和第四層腔體4中形成有多路排風風道。具體來說，請參閱圖6和圖7所示，第一導風隔板13的翻邊131和殼體1室內側側壁同時還圍成至少三個排風進風腔，即第一排風進風腔、第二排風進風腔和第三排風進風腔。室內排風自第一層腔體1的側壁上選通的排風進口81、82或83中的任意一個、或多個同時進入對應的排風進風腔。排風進風腔可以呈貫通的U型，或者采用隔板對應U型換熱芯體的三個側壁和排風進口區隔為三個獨立的腔體。優選將排風進風腔設置成貫通的U型，第一排風進風腔、第二排風進風腔和第三排風進風腔即為相互垂直的U型排風進風腔的三個連通且相互垂直的貫通供氣體流動空腔。由于第一導風隔板13的翻邊131沿U型換熱芯體16頂面內邊沿延伸，排風進口81、82和/或83進入的室內排風被翻邊131的阻隔。從81、82和83中任意一個排風進口進入排風進風腔的氣體，垂直于U型換熱芯體16頂面流經換熱芯體16并經由U型換熱芯體16的底面流入第三層腔體3。第三層腔體3中設置的第二導風隔板14具有翻邊141，翻邊141沿U型換熱芯體底面的外邊沿延伸，翻邊141起到引流作用。在第三層腔體3的第二導風隔板14中心位置形成有排風風機6的軸向進風口。U型換熱芯體16的頂面，也就是U型換熱芯體對應室內排風的迎風面上設置有空氣過濾器，經過空氣過濾器過濾以及U型換熱芯體16熱交換后的室內排風由于翻邊141的引流作用從位于第二導風隔板14中心處的排風風機6的軸向進風口進入排風風機6，改變風向呈徑向后從排風出口19排出。如圖6和圖7所示，即在殼體1內的第一層腔體1、第三層腔體3和第四層腔體4中形成三條不同的排風風道D、E、F。在對應的風量下，可以保證通過相互獨立的排風進口81、82和83和排風出口19處檢測到溫差計算得出溫度交換效率、焓交換效率和濕量交換效率基本相等。根據實際需要，選通81、82、83中任意一個或多個排風進口，即可以將不同的房間或區域的排風引入，同時可以保證全熱交換裝置在各個區域內的性能均滿足要求。優選的貫通U型排風進風腔，從任意一個排風進口81、82或83進入排風進風腔的排風可以經過最大的有效換熱面積，最優化U型換熱芯體的換熱效率。

工作時，任意一條新風風道A、B、C與任意一條排風風道D、E、F之間均相互獨立，新風風道和排風風道中的新風及排風以相互垂直的方向進入U型換熱芯體進行熱交換，在保證最大的有效換熱面積、最優換熱效率以及最佳的有效換氣率的前提下，實現了將內部漏風率維持在最低的水平。

由于新風出口91、92、93和排風進口81、82、83一一對應布設，殼體1室內側的三面側壁上均至少開設有一個新風出口和一個排風進口?？梢酝ㄟ^排風管道連通其中一個新風出口或多個新風出口、一個排風進口或多個排風出口。將新風風道A、B、C，排風風道D、E、F引入不同的房間。同一臺全熱交換裝置可以同時為三個房間服務且不影響熱交換效率和換氣率。從而同時降低了整個室內空調換風系統的控制負荷。朝向三個不同方向的新風出口和排風進口，也便于架設風道管路，節省不必要的安裝材料，在降低設備自身阻力的同時簡化了安裝流程。

本實施例所提供的全熱交換裝置，可以通過一臺設備同時在多個獨立房間或區域實現節能換熱的功能，保證各個獨立區域內的最優熱交換效率和有效換氣效率，實現了多個區域之間的效率均分；同時降低了控制系統負荷；具有熱交換效率高、實用性好且安裝方便的優點。

請參見圖8至圖9所示為本發明全熱交換裝置工作在第二工作狀態的示意圖；其中圖8描述了其中全熱交換裝置工作在第二種狀態時，其中一個強排風風道的結構示意圖，圖9中描述全熱交換裝置工作在第二種狀態時，其中兩個強排風風道的結構示意圖。

全熱交換裝置的強排風模式，也就是全熱交換裝置的第二種工作狀態主要應用于室內環境不佳，特別是如有人吸煙或室內空氣污染但又由于建筑結構或環境的限制無法開窗透氣的情況下。在此種工作模式下，全熱交換裝置主要目的為盡快地將室內污濁空氣從室外側的排風出口19排出室外。

具體的，參見圖8和圖9所示，在第一導風隔板13上至少設置有三個旁通閥211、221和231；第二層腔體中也對應設置至少三個旁通閥212、222和232。旁通閥211、221和231以及212、222和232的開度可以通過全熱交換裝置的電控盒40中的控制單元實現，通過控制單元控制其全開、截止、快開或工作在流量調節模式。控制單元可以由單片機或可以實現同樣功能的集成電路實現，旁通閥211設置在第一新風排風腔的頂壁上，旁通閥221設置在第二新風排風腔的頂壁上，旁通閥231設置在第三新風排風腔的頂壁上。對應的，旁通閥212設置在第一新風排風腔的底壁上，旁通閥222設置在第二新風排風腔的底壁上，旁通閥232設置在第三新風排風腔的底壁上。

在第二種工作狀態下，全熱交換裝置的電控盒40中的控制單元，控制新風風機5停轉、排風風機6工作。同時控制旁通閥211和212、221和222、231和232聯動動作。開啟81、82和83中的任意一個或多個排風進口，室內排風進入對應的第一排風進風腔、第二排風進風腔或第三排風進風腔。由于旁通閥211、221和231的限流引流作用，從排風進口8進入的室內排風通過旁通閥進入第一新風腔、第二新風腔和第三新風腔。此時，由于新風風機5停轉，旁通閥212、222和232引流室內排風進入第三層腔體3中的排風風機6進風口，通過排風風機6改變為徑向從室外側的排風出口19排至室外。因此，對應的，在第一層腔體1、第二層腔體2、第三層腔體3和第四層腔體4之間形成對應的至少三條強排風風道G、H、I。也就是說，在不影響原有的新風風道和排風風道的條件下，通過全熱交換裝置四層風道結構，同時配合控制旁通閥的聯動開合狀態，在殼體1內形成了三條旁通通道，優化室內排風的排風效率，同時降低全熱交換裝置工作在強排風狀態時的能耗，具有效果好且能耗低的優點。

請參見圖10和圖11所示為本發明全熱交換裝置工作在第三工作狀態的示意圖；其中圖10描述了其中全熱交換裝置工作在第三種工作狀態時，其中一個內循環風道的結構示意圖；圖11中描述全熱交換裝置工作在第三種狀態時，其中兩個內循環風道的結構示意圖。

全熱交換裝置的內循環模式，也就是全熱交換裝置的第三種工作狀態主要應用于僅需要對室內空氣進行凈化的條件下。在第三種工作狀態中，全熱交換裝置的主要功能近似于可以同時凈化三個房間空氣的空氣凈化裝置。

具體的，參見圖10和圖11所示，工作在第三種工作狀態中，通過電控盒40中的控制模塊輸出電信號，控制旁通閥211和212、221和222、231和232均處于截止狀態，同時室外側新風進口7關閉。在第一導風隔板13的翻邊1311、1312和1313上分別設置有調節閥241、242和243，控制模塊控制調節閥241、242和243中的任意一個或多個處于全開狀態。當三個不同的房間或三個不同的區域通過排氣管道連接全熱交換裝置時，如果僅有一個或兩個房間內的空氣需要凈化，則對應的通過控制模塊控制對應的排風進口81、82或83中的一個或多個，對應的調節閥241、242或243處于全開狀態。參見圖10所示，如排風進口82打開、對應的調節閥242打開，從排風進口82引入的室內排風通過調節閥242的引流作用引入新風風機5的進風口，沿軸向進入新風風機5并改變為徑向經由換熱芯體的側壁1612進入第二新風排風腔并從位于同一側的新風出口92中排出。由于新風風機5的進風口設置有高效濾網15，通過內循環風道K進入殼體1的室內排風可以過濾后再次通過第二新風排風腔進入室內。對應的，從進風進口81、83引入的室內排風通過調節閥241和243的引流作用引入新風風機5的進風口，沿軸向進入新風風機5并改變為徑向經由換熱芯體的側壁1611或1612進入第一新風排風腔或第三新風排風腔并從位于同一側的新風出口91或93中排出，形成如圖11所示的內循環風道J和內循環風道L。

通過在第一層腔體1和第二層腔體2中形成三條獨立的內循環風道J、K、L, 全熱交換裝置可以同時對其中一個場所、區域或獨立的房間內的空氣進行凈化，也可以對三個場所、區域或獨立房間內的空氣進行凈化，具有工作模式多樣、效率高且能耗低的優點。

綜上所述的全熱交換裝置的三種工作狀態，其中新風風機5和排風風機6之間有至少三種配合工作狀態。當全熱交換裝置工作在熱交換模式時，新風風機5的排風風機6均工作；工作在強排風模式時，排風風機6工作，新風風機5停機；工作在內循環模式時，排風風機6停機，新風風機5工作。以上三種工作狀態可以通過兩臺電機控制兩臺獨立的離心風扇實現。具體來說，新風風機5包括控制新風風扇51的電機52，排風風機6包括控制排風風扇61的電機62。

作為另一種備選方案，參見圖12和圖13所示，新風風扇51和排風風扇61通過一個雙頭輸出電機32控制，雙頭輸出電機32上設置有離合裝置33。電機32可以設置在全熱交換裝置的第三層腔體中，其輸出軸既聯接新風風扇51也聯接排風風扇61，，新風風扇51和排風風扇61均作為雙頭輸出電機32的負載一同動作，全熱交換裝置工作在熱交換模式。當離合聯接裝置33切斷時，新風風扇51或排風風扇61作為電機32的負載單獨動作，全熱交換裝置工作在內循環模式或強排風模式。

作為通過一個雙頭輸出電機32控制的另一種備選方案。參見圖14和圖15所示，新風風扇51和排風風扇61之間還設置有離合聯接裝置30。通過離合聯接裝置30聯接時，新風風扇51和排風風扇61同時作為電機32的負載同步動作，全熱交換裝置工作在熱交換模式。當離合聯接裝置30切斷時，排風風扇61作為電機32的負載單獨動作，全熱交換裝置工作在強排風模式。同樣的，電機32可以設置在全熱交換裝置的第二層腔體2中，其輸出軸也直接聯接新風風扇51，當離合聯接裝置30切斷時，新風風扇51作為電機32的負載單獨動作，全熱交換裝置工作在內循環模式。采用此種控制方案，全熱交換裝置僅能實現熱交換模式和強排風模式，或者熱交換模式和內循環模式兩種功能組合。

參見圖16所示，如果實際安裝使用的領域僅需要設備實現熱交換功能。則作為一種備選方案，新風風扇51和排風風扇61之間設置雙頭輸出電機34，通過雙頭輸出電機34實現新風風扇51和排風風扇61的同步動作。采用此種控制方案，全熱交換裝置僅能實現熱交換模式一種功能組合。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。