一种基于空气源热泵全热回收的大风量置换式新风系统技术方案

本实用新型专利技术专利公开了一种基于空气源热泵全热回收的大风量置换式新风系统，包括新风净化加热单元、排风热回收单元和液体工质循环系统。室外新鲜空气(新风)通过粗过滤层、预处理过滤层、气体净化层和pm2.5过滤层净化后，利用空气源热泵从排风中回收的热能将新风加热到接近室温后进入室内。本技术将经过净化处理和加热的新风采用强制通风的方式置换室内空气，能充分满足国家标准规定的新风量和空气质量。同时，满足噪声和节能等相关标准。采用空气源热泵消耗较少的电能即可从排风中收回损失的热能，实现进出风量平衡的同时，也实现了热量的平衡，保持室内温度。保持室内温度。保持室内温度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空气源热泵全热回收的大风量置换式新风系统


[0001]本技术涉及一种基于空气源热泵全热回的收大风量置换式新风系统，特别适用于学校教室等人员密集场所的通风换气。

技术介绍

[0002]室内空气质量受到建筑材料、装修、家具、物品、厨房、卫生间以及人体释放的各种污染物影响，在不通入室外新鲜空气(新风)情况下会造成严重污染。由于室内污染是室内和室外污染物叠加，所以室内污染比室外严重。室内人越多消耗氧气越多，产生的CO2、恶臭等气体越多，缺氧、空气污浊严重影响工作、学习和健康。监测结果表明室内空气污染已经非常突出，某会议室和某教室的污染指示物CO2浓度随时间快速升高，1小时50分钟和45分钟时分别达到0.7％和0.5％，会议室超过国家标准6倍、教室超过2倍以上。
[0003]我国现行室内空气质量国家标准对空气中CO2、甲醛、氨、挥发性有机物、颗粒物等污染物浓度都有明确规定，国内外长期研究和实践证明，达标最经济有效的方法是通风换气，因此还规定了成年人每人每小时需要提供30m3新风，中小学生19m3。考虑到室外大气环境发生不同程度的污染，所以需要对新风进行净化处理。在采暖和空调制冷期间为了保持室内原有温度，还需要进行温度补偿和采用节能措施。因此，要达到标准要求，必须建立由送风排风、净化处理、热量回收、温度补偿组成的新风系统。
[0004]目前，治理室内空气污染和预防病毒交叉感染的新风系统还存在以下问题亟待解决：
[0005]1、高等级楼宇的中央空调都具备新风系统，但有的运行不够良好，主要问题是新风量不足、净化处理效果差、能耗特别是采暖制冷时很高、室内外噪声较大、通风管道清洁消毒困难等。
[0006]2、其他公共场所较少采用新风系统，但学校是最应该采用的场所。青少年是国家未来，处于学知识长身体的重要阶段，学生集中在教室时间长，是交叉感染的重点人群，国家很早就对新风标准的各项指标有明确的规定，但因在相关技术上没有重大突破，各项标准指标都不能达到要求，所以没有得到普及。2015年雾霾严重期间，地方教育部门在家长呼吁下，部分学校示范安装了新风系统，最后因为不能达标和其他技术问题而暂停，存在的主要问题除了新风量严重不足、空气质量不达标、噪声超标以外，还有热回收量少、没有温度补偿等问题。
[0007]3、新风量严重不足。按照标准，小学教室新风量为每小时855m3，中学为950m3，但现有新风系统的风量大多仅为300m3左右，相差甚远，这也是导致室内空气质量不达标的主要原因。现有新风系统是因为每个教室都是小而全的独立系统，若选用大风量风机因风压高噪声会加大，以及增大换热器、过滤净化等相关设备体积，若选用多套低噪声新风系统则教室空间有限。
[0008]4、室内空气质量不达标。新风量是影响室内空气质量的主要因素，但超出需要的依靠大风量达标要付出很大代价，科学的方法是采用置换效率高的通风置换方式。以室内
CO2浓度达标作为比较条件，将标准新风量与实际新风量的比值特定为教室新风的置换效率具有实际意义，比值越大表明新风系统的置换效率越高，实现空气质量达标的新风量越小，对降低噪声节省能源都有很大好处。研究表明，教室新风贯通式置换比常用的顶部出风顶部回风置换要少用30％的新风量，这是因为在换风空间小的情况下，部分出风会形成短路进入回风，没有发挥置换作用。影响置换效率的因素还有新风系统的串风和漏风，由于现有新风主机内的各单元大多采用挤压连接，很难做到密封，而排风和室内空气最有可能串入或漏入新风返回室内。又由于位于室外的排风口距离新风进风口距离较近，也可能有部分混入新风。以上情况都会不同程度影响新风系统的置换效率，需要更大的新风量才能达标。
[0009]5、噪声超标。新风系统需要风机进行送风排风，由于要克服过滤、净化、换热、加热、管道等设备阻力就需要具备较高风压的风机而产生较大噪声，因此噪声也是困扰新风系统的重要问题。2019年在国家会议中心召开的全国校园空气质量管理研讨会上，某省发布的报告给出的检测噪声值达到70分贝左右。国家对教室新风系统没有专门的噪声标准，按照国家环境噪声标准昼间不应超过55分贝，但现有新风系统为了达到尽可能大的风量都很难满足要求。
[0010]6、热回收量少。现有新风系统排风热回收大多采用换热器方式，在特定条件下检测的换热效率较高，但鉴于在新风机内受到体积空间限制，实际使用的换热效率都不会超过50％。热回收量方面，由于串风漏风造成排风少导致热回收量少，又由于置换效率低必须加大风量导致热损失增加。综上所述，现有新风系统的热回收效率不能代表热回收量，实际回收并发挥作用的热量比50％要少很多。
[0011]7、现有教室新风系统大多没有温度补偿。按现有新风系统很小的风量，冬季降温1℃到2℃对室温影响还不是很大，如果按照标准风量再增加2 倍甚至更大风量将会明显降低室内温度，必须提供热量进行温度补偿，由此要增加设备、增加体积、增加成本和能源消耗。

技术实现思路

[0012]为实现上述目的，本技术的技术方案是设计一种基于空气源热泵全热回收的大风量贯通置换式新风系统，包括新风净化加热单元、排风热回收单元和液体工质循环系统。
[0013]所述的新风净化加热单元包括新风净化器和新风加热器两部分，安装在一个新风机箱内。
[0014]所述的新风净化器包括风量分布通道、粗过滤层、预处理过滤层、气体净化层、pm2.5过滤层、引风机和机箱。设置在室外时，室外新鲜空气 (新风)先经过百叶窗通过粗过滤层的滤网，拦截飞虫、杨柳絮、沙粒等；然后通过预处理过滤层的滤网，去除大于pm2.5的颗粒物；然后通过气体净化层，去除气态污染物；然后通过pm2.5过滤层滤网，去除小于pm2.5 的颗粒物；最后由引风机将洁净新风送入加热器，机箱内采取多级降噪措施。设置在室内时，先经过分布通道均匀分布给并联净化系统，然后同室外机按顺序通过。所述的粗过滤层的滤网由金属或纤维制成，预处理、pm2.5 过滤层的滤网由孔径不同的纤维制成，气体净化层由具有吸附催化功能的分子筛、透气袋和格栅组成。过滤网和净化层按上述顺序放
置，由密封条、螺栓和负压力共同完成密封，机箱侧面留有更换过滤网、净化层、风机检修和进行清洁的门，由密封条和螺栓密封。送风采用多风机并联方式，通过确定风机最佳转速控制噪声满足风量需要。
[0015]所述的新风加热器包括翅片管和箱体，经过净化的新风通过换热器的加热，从环境温度升至接近室温(20℃左右)。所述的翅片管换热器为气液换热器，换热器的材质为铜管铝翅片，换热器的液体侧进出口与液体工质循环系统的管道相连。
[0016]所述的新风机箱由保温、吸音材料制成，箱内安装新风净化器和新风加热器，箱体悬挂于教室窗外的外墙，便于更换新风净化器的滤材。新风进口侧装有百叶进风阀，新风系统不运行时处于关闭状态，隔绝外界与室内的通道，新风出口侧装有送风管道和出风口。
[0017]优选地，所述的新风机箱设置在教室内，落地安装；
[0018]优选地，所述的新风机箱设置在教室内，壁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于空气源热泵全热回收的大风量置换式新风系统，其特征在于，包括新风净化加热单元、排风热回收单元和液体工质循环系统；所述的新风净化加热单元包括新风净化器和新风加热器两部分，安装在一个新风机箱内；所述的新风净化器包括风量分布通道、粗过滤层、预处理过滤层、气体净化层、pm2.5过滤层、引风机和机箱；所述的新风加热器包括翅片管换热器，所述的翅片管换热器为气液换热器，液侧进出口与液体工质循环系统的管道相连；所述的新风机箱由保温、吸音材料制成，箱内安装新风净化器和新风加热器，箱体悬挂于教室窗外的外墙，新风进口侧装有百叶进风阀，新风出口侧装有送风管道和出风口。2.根据权利要求1所述的一种基于空气源热泵全热回收的大风量置换式新风系统，其特征在于，所述的送风管道一端连接新风机箱，另一端穿过墙壁连接出风口，出风口由均压箱和出风调节孔板构成；所述的均压箱的材质为吸音材料，横截面为半圆形、矩形、三角形、梯形中的一种；表面均布椭圆形出风孔，内附一层可移动的不锈钢材质的出风调节孔板，上布有椭圆形出风孔，通过改变位置调节出风量向室内输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钢，李崇兴，
申请(专利权)人：苏桐梅，
类型：新型
国别省市：