自然冷源利用装置和空调器的制作方法

1.本技术涉及空气调节技术领域，具体涉及一种自然冷源利用装置和空调器。


背景技术：

2.目前家用空调主要采用室内风内循环模式，空调运行时，室内空间基本处于密闭状态，在室外温度低于室内温度的情况下，空调压缩机仍然运行，导致能源浪费。此外，室内长期处于密闭状态，会导致室内氧气含量降低，室内人员容易感觉疲倦和不舒适，甚至引发各种空调病。
3.虽然有部分空调厂家推出了带新风功能的空调器，以维持室内氧气含量处于较高水平，但是由于新风量较小，即使室外温度低于室内温度时，新风仍然无法起到降低室内热负荷的作用，空调压缩机仍然处于运行状态。


技术实现要素：

4.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种自然冷源利用装置和空调器，能够有效提高室内空气含氧量，降低室内空调负荷。
5.为了解决上述问题，本技术提供一种自然冷源利用装置，包括空/空换热器、加湿装置、送风通道和排风通道，空/空换热器包括相互独立的干通道和湿通道，干通道与送风通道连通，湿通道与排风通道连通，室外新风经空/空换热器时，部分室外新风经湿通道加湿后进入排风通道，部分室外新风流经干通道，并在干通道内与湿通道内的新风换热后进入送风通道。
6.优选地，湿通道为上下贯通的通道，干通道为沿着送风通道的送风方向贯通的通道。
7.优选地，湿通道的底部为进风侧，湿通道的进风口设置有湿膜，室外新风经湿膜加湿后进入湿通道。
8.优选地，湿通道的上方设置有淋水喷嘴，淋水喷嘴能够将水雾化后喷向湿通道对室内新风进行加湿。
9.优选地，淋水喷嘴的一端能够通过供水管路与水源连接，供水管路上设置有水阀。
10.优选地，空/空换热器底部设置有接水盒，淋水喷嘴的一端能够通过供水管路连通至接水盒，供水管路上设置有水泵。
11.优选地，排风通道内设置有排风风机，排风风机能够将进入湿通道内的空气经排风通道排出。
12.优选地，排风风机的进风侧设置有挡水膜，挡水膜封闭排风风机的进风侧的整个通道。
13.优选地，干通道的进风侧设置有过滤网；和/或，送风通道内设置有将干通道内的空气经送风通道送出的送风风机。
14.优选地，空/空换热器包括多个干通道和多个湿通道，干通道和湿通道沿厚度方向
交替排布。
15.优选地，干通道和湿通道之间通过金属隔板进行间隔。
16.优选地，金属隔板为厚度为0.09～0.12mm的铝箔。
17.根据本技术的另一方面，提供了一种空调器，包括空调系统和上述的自然冷源利用装置，空调系统和自然冷源利用装置相互独立，自然冷源利用装置用于向室内通入新风。
18.本技术提供的自然冷源利用装置，包括空/空换热器、加湿装置、送风通道和排风通道，空/空换热器包括相互独立的干通道和湿通道，干通道与送风通道连通，湿通道与排风通道连通，室外新风经空/空换热器时，部分室外新风经湿通道加湿后进入排风通道，部分室外新风流经干通道，并在干通道内与湿通道内的新风换热后进入送风通道。该自然冷源利用装置将室外新风分成两部分，一部分进行加湿，另一部分与加湿之后的空气进行热交换，能够利用加湿后的新风进行降温之后送入室内，从而能够有效提高室内空气含氧量，并且降低室内空调负荷，实现节能和舒适的目的。
附图说明
19.图1为本技术一个实施例的自然冷源利用装置的结构原理图；
20.图2为本技术一个实施例的自然冷源利用装置的空/空换热器的立体结构图；
21.图3为本技术一个实施例的空调器的结构示意图；
22.图4为本技术一个实施例的空调器的控制流程图；
23.图5为本技术一个实施例的自然冷源利用装置的控制流程图。
24.附图标记表示为：
25.1、空/空换热器；2、送风通道；3、排风通道；4、干通道；5、湿通道； 6、湿膜；7、淋水喷嘴；8、水阀；9、接水盒；10、水泵；11、排风风机；12、挡水膜；13、过滤网；14、送风风机；15、压缩机；16、室外换热器；17、节流装置；18、室内换热器；19、四通阀。
具体实施方式
26.结合参见图1至图5所示，根据本技术的实施例，自然冷源利用装置包括空/空换热器1、送风通道2和排风通道3，空/空换热器1包括相互独立的干通道4和湿通道5，干通道4与送风通道2连通，湿通道5与排风通道3连通，室外新风经空/空换热器1时，部分室外新风经湿通道5加湿后进入排风通道3，部分室外新风流经干通道4，并在干通道4内与湿通道5内的新风换热后进入送风通道2。本技术实施例的送风通道2与室内连通，用于将流经干通道4的新风送入室内。
27.该自然冷源利用装置将室外新风分成两部分，一部分进行加湿，另一部分与加湿之后的空气进行热交换，能够利用加湿后的新风进行降温之后送入室内，从而能够有效提高室内空气含氧量，并且降低室内空调负荷，实现节能和舒适的目的。
28.本技术中的换热完全利用室外新风进行，并且利用了湿空气中的潜热进行热交换，结构简单，资源利用更加充分，能够有效降低能源耗费。
29.在一个实施例中，湿通道5为上下贯通的通道，干通道4为沿着室内进风方向贯通的通道。一般而言，由于湿通道5内的空气需要进行加湿，因此，需要用到喷水装置等进行加湿的装置，且在后续过程中，也可能会用到接水盒9 来回收加湿后滴落的水，因此，将湿通
道5设置为上下贯通的通道，可以更加有利于后续的结构设计和处理。
30.在一个实施例中，湿通道5的底部为进风侧，湿通道5的进风口设置有湿膜6，室外新风经湿膜6加湿后进入湿通道5。在本实施例中，可以利用湿膜6 对进入到湿通道5内的室外新风进行加湿，加湿更加均匀，可以使得进入湿通道5内的湿空气具有更大的潜热，可以更加充分地吸收干通道4内的空气热量，提高换热效率。
31.在一个实施例中，湿通道5的上方设置有淋水喷嘴7，淋水喷嘴7能够将水雾化后喷向湿通道5对室内新风进行加湿。淋水喷嘴7能够将自来水等到达淋水喷嘴7的水体雾化，从而提高被淋水加湿部分新风在空/空换热器1内的降温效果。
32.在一个实施例中，淋水喷嘴7的一端能够通过供水管路与水源连接，供水管路上设置有水阀8。水源例如为自来水，水阀8可以控制供水管路的通断，也可以控制供水管路的流通面积，从而可以控制供水管路是否想淋水喷嘴7进行供水，以及供水量大小，提高控制灵活度。
33.在一个实施例中，空/空换热器1底部设置有接水盒9，淋水喷嘴7的一端能够通过供水管路连通至接水盒9，供水管路上设置有水泵10。在本实施例中，接水盒9和水源形成并联结构，接水盒9的作用是将淋水喷嘴中剩余的水存储起来，通过水泵10将水从接水盒9中再抽到上部淋水喷嘴7中，混合使用；当接水盒9中的水位检测装置(图中未示出)检测到接水盒9的水位过低时，会给空调控制器发“接水盒9水位过低”的信号，控制器根据该信号，控制水阀8打开，从自来水中补充部分水到接水盒9中，当水位检测装置检测到“接水盒9水位过高”信号并发给空调控制器时，控制器控制水阀8关闭，停止给接水盒9补水。
34.在一个实施例中，排风通道3内设置有排风风机11，排风风机11能够将进入湿通道5内的空气经排风通道3排出。
35.在一个实施例中，排风风机11的进风侧设置有挡水膜12，挡水膜12封闭排风风机11的进风侧的整个通道。挡水膜12的作用是避免排到室外的新风带走过多水分，节约用水量，同时避免经过排风风机11的空气湿度太大，降低排风风机11的寿命。
36.在一个实施例中，干通道4的进风侧设置有过滤网13。
37.在一个实施例中，送风通道2内设置有将干通道4内的空气经送风通道2 送出的送风风机14。
38.在本技术实施例的自然冷源利用装置运行时，从室外引入的室外新风被分为两部分：一部分室外新风在排风送风风机14的作用下，从接水盒9上部的空间经过湿膜6后往上运行，依次经过空/空换热器1、淋水喷嘴7、挡水膜12 后被排到室外，这部分室外新风在经过湿膜6和淋水后，被加湿降温，温度降低，降温幅度取决于室外新风的湿球温度，室外新风湿球温度越低，这部分室外新风的降温幅度越大，在经过空/空换热器1时，与另一部分室外新风进行换热，降低另一部分室外新风的温度；另一部分室外新风在送风风机14的作用下，经过过滤网13后进入空/空换热器1，在空/空换热器1内被等湿降温后送入室内，这部分等湿降温后送入室内的室外新风，因其温度低于室内温度，可起到降低室内空调负荷的作用，并且能为室内引入富氧新风，提高室内舒适性。
39.空/空换热器1包括多个干通道4和多个湿通道5，干通道4和湿通道5沿厚度方向交替排布。
40.干通道4和湿通道5之间通过金属隔板进行间隔。
41.金属隔板为厚度为0.09～0.12mm的铝箔。优选地，金属隔板为厚度为0. 1mm的铝箔。
42.空/空换热器1内部通过金属隔板间隔，将干通道4和湿通道5按照“干通道4-湿通道5-干通道4-湿通道5......”的顺序隔开，室外新风在湿通道5内被淋水降温后，通过金属隔板与干通道4的室外新风进行热交换，降低干通道4 的新风温度，降温后的干通道4新风被送入室内，降低室内空调负荷。为减少换热热阻，干通道4和湿通道5之间的金属隔板越薄越好，导热系数越高越好，但考虑成本因素，可以使用厚度0.1mm的铝箔作为金属隔板。此外，干通道4 和湿通道5之间不能串风，因此这两个通道之间需要很高的密封性。
43.当室外新风温度-室内温度≤b℃时通过空调控制器比较室外温度传感器数值和室内温度传感器数值得知，可根据需要关闭排风风机11和水泵10，即只通过送风风机14引入室外新风降低室内空调负荷，而不需先进行降温，该模式的运行部件更少，节能效果更好。
44.根据本技术的实施例，空调器包括空调系统和上述的自然冷源利用装置，空调系统和自然冷源利用装置相互独立，自然冷源利用装置用于向室内通入新风。
45.空调系统包括自然冷源利用装置、压缩机15、四通阀19、室外换热器16、室外机风机、节流装置17、室内换热器18和室内机风机，以及将这些部件连接起来的制冷剂管道和电源线、通讯线等。压缩机15排气端与四通阀19的d 端相连，四通阀19的c端与室外换热器16的一端相连，室外换热器16的另一端与节流装置17相接，节流装置17的另一端与室内换热器18相连，室内换热器18的另一端与四通阀19的e端相接，四通阀19的s端与压缩机15的吸气口相连。空调室内机通过电源线和通讯线与室外机相连接，向室外机提供电源及向其发送通讯指令。空调室内机通过电源线和通讯线与自然冷源利用装置相连接，向自然冷源利用装置提供电源及向其发送通讯指令。在自然冷源利用装置运行时，室外新风通过自然冷源利用装置被引入室内，起到降低室内空调负荷的作用，因其能效远高于常规空调，因此整个装置的能效也高于常规空调，还能为室内引入新风，提高室内含氧量，提高舒适性。
46.根据本技术的实施例，上述的空调器的控制方法包括：获取空调器的运行模式；根据空调器的运行模式对空调系统和自然冷源利用装置进行控制。
47.本技术实施例的空调器在接收到用户的开机指令后，进行模式判断，判断用户是开制冷模式、制热模式还是新风模式，然后根据用户设定的模式运行。其中新风模式为用户既没感觉到冷也没感觉到热，而是感觉到闷，只是想增加室内氧气含量的情况下使用。
48.根据空调器的运行模式对空调系统和自然冷源利用装置进行控制的步骤包括：当空调器处于制冷模式时，获取室内温度t内、设定温度t设和室外温度t外。
49.在未达到停机条件时，通过检测的室内温度t内、设定温度t设、室外温度t外，计算t内-t设、t外-t内。
50.当t内-t设》a℃且t外-t内》b℃时，控制空调系统运行，关闭自然冷源利用装置。当t内-t设》a℃且t外-t内》b℃时，说明室内温度比设定值高较多，且室外温度比室内温度高较多。这种情况下，仅空调系统运行。t内-t设的值越大，压缩机频率越高；t外-t内的值越大，压缩机频率越高，以便尽快将室内温度调节到设定温度。在一个实施例中，上述的a＝2，b＝3，a和b也可以为其它数值。
51.当t内-t设》a℃且t外-t内≤b℃时，控制空调系统运行，控制自然冷源利用装置运
行第一模式。当t内-t设》a℃且t外-t内≤b℃时，说明室内温度比设定值高较多，但室外新风通过淋水降温后温度会低于室内温度。这种情况下，空调系统运行，且自然冷源利用装置运行第一模式，通过空调系统运行，尽快将室内温度调节到设定温度；通过自然冷源利用装置运行第一模式，降低室内空调负荷，降低整个空调装置的耗电量，提高能效。在一个实施例中，上述的a＝2，b＝3，a和b也可以为其它数值。
52.当t内-t设≤a℃且t外-t内》b℃时，控制空调系统运行，关闭自然冷源利用装置。当t内-t设≤a℃且t外-t内》b℃时，说明室内温度比较接近设定值，但室外温度比室内温度高较多。这种情况下，仅空调系统运行。t内-t设的值越大，压缩机频率越高，以便尽快将室内温度调节到设定温度。在一个实施例中，上述的a＝2，b＝3，a和b也可以为其它数值。
53.当t内-t设≤a℃且t外-t内≤c℃时，控制空调系统运行，控制自然冷源利用装置运行第二模式。当t内-t设≤a℃且t外-t内≤c℃时，说明室内温度比较接近设定值，且室外温度低于室内温度。这种情况下，空调系统停止运行，自然冷源利用装置运行第二模式，通过自然冷源利用装置运行第二模式，仅通过引入室外新风降低室内空调负荷，降低整个空调器的耗电量，提高能效。上述的a＝2，c＝-2，a和c也可以为其它数值。
54.其中自然冷源利用装置处于第一模式时，排风风机11、送风风机14和水泵10均开启，进入干通道4内的室外新风与湿通道5内的室外新风换热后经送风通道2进入室内；自然冷源利用装置处于第二模式时，排风风机11和水泵10关闭，送风风机14开启，部分新风进入干通道4，经送风风道送入室内。
55.根据空调器的运行模式对空调系统和自然冷源利用装置进行控制的步骤包括：当空调器处于制热模式时，在未达到停机条件时，获取室内温度t内、设定温度t设和co2浓度。
56.当t内-t设≥d℃且co2浓度≤n时，控制空调系统和自然冷源利用装置处于关闭状态。当t内-t设≥d℃且co2浓度≤n时，说明室内温度接近设定温度，且co2浓度处于合理范围，此时压缩机停止运行，自然冷源利用装置停止运行，通过室内人员及家用电器的散热量，使室内温度逐渐接近设定温度。优选地，d＝-2，n＝800ppm，也可以是其他更合理数值。
57.当t内-t设《d℃时，控制空调系统运行，关闭自然冷源利用装置。当t 内-t设《d℃时，说明室内温度比设定温度偏低较多，需要压缩机运行给室内供热，保证室内温度处于合理范围。优选地，d＝-2，也可以是其他更合理数值。
58.当co2浓度》n时，控制空调系统关闭，控制自然冷源利用装置运行第二模式。当co2浓度》n时，说明室内co2浓度偏高，需要引入室外新风降低室内co2浓度，因此自然冷源利用装置运行第二模式。优选地，n＝800ppm，也可以是其他更合理数值。
59.当t内-t设《d℃且co2浓度》n时，控制空调系统运行，控制自然冷源利用装置运行第二模式；当t内-t设《d℃且co2浓度》n时，说明室内温度偏低且co2浓度偏高，则运行空调系统给室内供热，且自然冷源利用装置运行第二模式给室内供新风。
60.当自然冷源利用装置处于第二模式时，排风风机11和水泵10关闭，送风风机14开启，部分新风进入干通道4，经送风风道送入室内。
61.根据空调器的运行模式对空调系统和自然冷源利用装置进行控制的步骤包括：当空调器处于新风模式时，获取室内co2浓度；当co2浓度≥k时，控制排风风机11和水泵10关闭，送风风机14开启，部分新风进入干通道4，经送风风道送入室内；当co2浓度《k时，关闭自然冷源利用装置。
62.当空调器接收到用户的“新风模式”指令后，运行新风模式。在新风模式下，空调系统停止运行，自然冷源利用装置的送风风机14运行，排风风机13 停止，水泵10停止。在送风风机14运行的情况下，室外新风被引入室内，为室内提供富氧新风，降低室内co2浓度。通过室内co2浓度传感器检测室内co2浓度，当co2浓度≥k时(优选地，k＝600ppm)，送风风机14继续运行；当co2浓度《k时(优选地，k＝600ppm)，送风风机14停止运行，空调装置进入停机状态。
63.自然冷源利用装置的控制模式如图5所示，当自然冷源利用装置启动后，会根据空调控制器给的指令选择运行第一模式或第二模式。当运行第一模式时，自然冷源利用装置的送风风机14运行、排风风机11运行、水泵10开启，部分室外新风在排风风机11的作用下在向上运动过程中被喷淋降温，并与另一部分需送入室内的室外新风进行热交换后被排出室外。当运行第二模式时，自然冷源利用装置的送风风机14运行，排风风机11停止，水泵10关闭，室外新风在送风风机14的作用下直接被送入室内。
64.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
65.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。