健身房新風排風一體機櫃的製作方法
2023-04-28 20:56:47 1
本實用新型總體上涉及醫療通風設施領域，具體而言涉及一種健身房排風新風一體機櫃。
背景技術：
隨著生活水平的提高，人們越來越關注自身健康。一種保持健康的途徑是堅持鍛鍊。健身房作為理想的健身鍛鍊場所因其設備齊全、教練專業而日益受到人們青睞。然而，由於城市汙染嚴重、尤其是諸如氮氧化合物和硫化物等化學汙染以及諸如PM2.5之類的顆粒物汙染嚴重，因此如何保持健身房內的空氣潔淨，從而吸引廣大消費者在室外空氣不佳時仍然堅持到健身房鍛鍊，成為健身房運營方和消費者共同關注的一個重要問題。
其次，健身房一般都是在樓宇中租賃的場地，然而，樓宇一般採用中央空調，且在下班時間和節假日一般將關閉中央空調，使得健身房要麼必須支付額外的費用來開啟中央空調，但是這將造成資源浪費；要麼必須自己購置並安裝大型空調設備、空氣淨化器、排風機等設備，但是這要求高成本的健身房改建並且需要額外的設備安裝空間。
再次，目前的民用空氣淨化系統的功能單一，例如僅僅能夠淨化空氣。如果用戶需要執行調溫、除溼、排風等之類的其它任務，則需要分別購置專門的設備，這不僅需要高額的成本，還要求非常大的安裝空間。
此外，目前的空調系統多數採用新風集中處理(除溼、調溫和過濾)，而循環風(包括新風和迴風)在每間健身房都單獨處理，處理方式分為「一次迴風」或「一、二次迴風」。「一次迴風」是指健身房迴風全部與所需新風混合併進入循環機組進行除溼、調溫和過濾等處理；「一、二次迴風」是指健身房一部分迴風與所需新風混合併進入循環機組的表冷器進行除溼以後再與剩餘迴風混合併進行調溫和過濾等處理。「一次迴風」系統簡單，但是所有迴風全部經循環機組除溼以後達到機器露點溫度(通常低於16℃)，因此還需加熱以達到送風溫度，從而導致「冷」、「熱」相抵，既浪費冷量又消耗熱量，非常不節能。「一、二次迴風」系統能達到節能的效果，但為了實現自動控制需要增加自動調節閥和執行機構，導致在實際應用中往往故障率高、調試難度大，造成該系統推廣困難。
當今的淨化空調系統的技術趨勢是向節能、系統簡單、操作維護方便的方向發展。
技術實現要素：
從現有技術出發，本實用新型的任務是提供一種健身房排風新風一體機櫃，利用該一體機櫃，不僅可以獨立地執行多種功能、例如調溫、除溼、淨化過濾和排風，而且通過將新風功能和排風功能相集成，實現了對廢熱/廢冷加以利用以實現節能，此外通過將新風處理功能和迴風處理功能完全分割避免了冷熱相抵的弊端，其中對新風進行深度除溼，並且在新風量較少(優選1200-1500m3/h)時即可抵消健身房中的熱溼負荷(包括顯熱和潛熱)，為防止結露，對新風進行深度除溼後，略微再加熱，迴風處理只包括空氣淨化功能，以滿足潔淨度要求並實現顯著的節能效果。
根據本實用新型，該任務通過一種健身房排風新風一體機櫃來解決，該一體機櫃包括：
·第一機櫃，其具有：
用於引入待排風的排風入口；
用於排出待排風的排風出口；
排風通道，其將排風入口與排風出口相連接以用於引導待排風；
排風風機，其在排風通道中布置在排風入口與排風出口之間以用於將待排風從排風入口向排風出口引導；
熱回收裝置，其在排風通道中布置在排風風機與排風出口之間，所述熱回收裝置包括板式換熱器以用於回收排風中的廢熱或廢冷；
用於引入新風的新風入口，所述新風入口與板式換熱器連通以用於吸收由板式換熱器從待排風中收集的廢熱或廢冷；
新風預處理裝置，其布置在新風入口處以用於對新風進行預處理；
第一新風通道，其將新風入口與第二機櫃連接以用於將新風從新風入口引導到第二機櫃；
新風進風風機，其在第一新風通道中在新風流動方向上布置在熱回收裝置之後以用於將新風引入第一機櫃；以及
·第二機櫃，其具有：
新風出口，其用於送出新風；
第二新風通道，其將第一新風通道與新風出口連接以用於將新風從第一機櫃引導到新風出口；
空調用室內機，其包括布置在第二新風通道中的除溼器和加熱器；
空調用戶外機，其包括數碼變容量直膨式風冷機組以用於向除溼器供冷；以及
新風出風風機，其用於將新風通過新風出口從第二機櫃中排出。
根據本實用新型的健身房排風新風一體機櫃至少具有下列優點：(1)該健身房排風新風一體機櫃將新風功能、調溫、除溼、淨化和排風功能集成在單個一體機櫃中，不僅消除對中央空調的依賴，而且其模塊化構造實現了緊湊的外形和便捷的安裝，從而降低了設備成本、安裝成本和安裝空間要求；(2)該健身房排風新風一體機櫃對廢熱和廢冷加以利用，即熱回收裝置將待排風中的廢熱或廢冷轉移到新風中，從而實現節能效果；(3)在根據本實用新型的健身房排風新風一體機櫃中，通過將新風的處理和迴風的處理完全分開(即新風處理機不對迴風進行處理、如除溼、調溫)，可以極大地節省電能，這是因為，根據實用新型人的獨特洞察力發現，只需要對一定量的新風進行深度除溼、調溫和淨化處理，而對迴風(亦稱循環風)僅需進行淨化處理，就已經可以將健身房的空氣品質保持在理想的水平，因為室內人員僅僅少量增加室內的溼度和溫度，因此這部分少量增加的溼度和溫度完全可以單單通過經處理的新風來抵消，而不需要對迴風進行除溼和調溫；這樣一來，不僅節省了用於對迴風進行除溼、調溫的電能，而且由於將除溼過程全部轉移到一體機櫃中而不在迴風處理機中執行除溼功能，還避免了一次迴風中的「冷熱相抵」缺點，提高了溫控效率。
在根據本實用新型的一個擴展方案中規定，第一機櫃還包括布置在新風入口與新風進風風機之間的化學過濾模塊以用於對新風進行化學過濾，其中所述化學過濾模塊包括中效過濾層。此外，布置在新風入口處的新風預處理裝置也可以包括粗效過濾層和中效過濾層。通過該擴展方案，可以首先濾除空氣中的2.5μm和10μm的大顆粒並且降低化學汙染物(例如NOx、SOx、NH3和TVOC)的濃度，從而促進後續對新風的精細過濾。所述化學過濾模塊例如為筒狀結構，內裝多種配方活性炭填料。
在本實用新型的一個優選方案中規定，該健身房排風新風一體機櫃還包括控制模塊，所述控制模塊被配置為執行下列動作至少之一：
在夏季時調節新風的送風溫度比露點溫度高1℃-2℃以防止結露並且控制室溫為26℃、相對溼度為55％；
在冬季時控制室溫為20℃並且控制相對溼度為35％。
所述除溼、調溫保證健身房在「舒適性空調」範圍內運行(夏季：溫度22-28℃、相對溼度40％-65％；冬季：溫度18-24℃、相對溼度30％-60％)。
通過該優選方案，一方面可以防止結露影響除溼效果，另一方面可以節能，因為冬季室溫20℃和相對溼度為35％既能夠保證健身房內的舒適度，又能夠節能(與26℃和相對溼度為55％相比節能10％)。
在本實用新型的另一優選方案中規定，為健身房的每200平方米提供新風量1500m3/h或者為每50人提供新風量1500m3/h。通過該優選方案，可以實現舒適度和節能的完美平衡，因為根據實用新型人的研究和洞察，新風量1500m3/h即可滿足200平米健身場地或50人的溫度、含氧量和溼度要求，因為1500m3/h的新風正好帶走200平米健身場地或50人的熱溼負荷(包括顯熱和潛熱)，而且實現健身房每24分鐘換氣一次。
在本實用新型又一優選方案中規定，健身房排風新風一體機櫃還包括健身房實時監測系統，該健身房實時施監測系統包括：
溼度檢測儀，其被配置為檢測房間內的溼度；
溫度檢測儀，其被配置為檢測房間內的溫度；
壓差檢測儀，其被配置為檢測新風氣流經過機櫃以前和以後的氣壓差；以及
塵埃粒子計數器探頭，其被配置為對房間內的空氣中的塵埃粒子進行計數；以及
無線發射單元，其被配置為將所測量的檢測數據無線地發送給無線接收單元。
通過該優選方案，可以實時監測健身房內的各項空氣品質參數，並且通過檢測機櫃的壓差，可以實時檢測過濾裝置的壽命(如壓差大於閾值，即表明過濾裝置的壽命已耗盡)。
在根據本實用新型的另一優選方案中規定，健身房排風新風一體機櫃還包括空氣品質實時顯示裝置，所述空氣品質實時顯示裝置被配置為從健身房實時監測系統無線地接收檢測數據並且向用戶顯示溫度、溼度和/或塵埃粒子數。通過該優選方案，可以向用戶實時顯示當期空氣品質參數。
在根據本實用新型的又一優選方案中規定，在新風入口和排風出口中分別布置有重力自鎖風門，所述重力自鎖風門具有：
風板，其尺寸與風口相匹配；
翻轉軸，其穿過風板使得風板能夠繞翻轉軸翻轉；
配重，其布置在所述風板的一端，使得風板在不受外力的情況下保持豎直以封閉風口；以及
止擋，其布置在出風口的頂部和/或底部以用於防止風板反向偏轉。
通過該優選方案，在沒有引入新風或者排出待排風的情況下，可以實現各風門的自動封閉，從而有效地防止汙染物或異物通過風門進入風道造成汙染或堵塞。另一方面，止擋可以防止風板的反向偏轉。
在根據本實用新型的另一優選方案中規定，排風風機、新風進風風機和新風出風風機均配備無刷直流電機，其中所述無刷直流電機的轉速可調。通過該優選方案，一方面可以實現節能，因為使用無刷直流電機與使用交流電機相比可以節省30％電能。另一方面，通過使用轉速可調的無刷直流電機，可以實現新風量和排風量的調節，以適應於不同類型的潔淨度要求或不同工況(比如短期強排，換季時調整運行參數等等)，實現一機多用。單颱風機的功率例如為150-300W，隨著風量變化，其功率變化為大約10％。此外，犧牲部分節能效果以減少機型的方案也是可行的。無刷直流電機的無級調速與交流電機變頻分檔調速相比，系統要簡單得多，從而降低了控制成本。
在本實用新型的又一優選方案中規定，新風量和排風量是可相應調整的。同時調節循環風量，可以將健身房在不同潔淨度和不同工況之間切換。
附圖說明
下面結合附圖參考具體實施例來進一步闡述本實用新型。
圖1示出了根據本實用新型的健身房排風新風一體機櫃的內部結構圖；
圖2示出了熱回收裝置的從圖1的A方向來看的視圖；
圖3示出了根據本實用新型的重力自鎖風門的示意圖；以及
圖4示出了根據本實用新型的健身房新風排風一體機櫃的健身房實時檢測系統的示意圖。
在此應當指出，本實用新型的附圖中的各部件僅僅是示例性地示出的，而不一定是比例正確的。
具體實施方式
圖1示出了根據本實用新型的健身房排風新風一體機櫃100的內部結構圖。
如圖1所示，健身房排風新風一體機櫃100包括第一機櫃101和第二機櫃102。第一機櫃101和第二機櫃102既可以為一體化成形，也可以分別成形後通過組裝生成。
第一機櫃101具有用於引入待排風的排風入口103和用於排出待排風的排風出口116。第一機櫃101還具有排風通道(未示出)，其將排風入口103與排風出口116相連接以用於引導待排風，其中排風通道既可以為專門的管道，也可以由第一機櫃101的壁部圍成。第一機櫃101還具有排風風機104，其在排風通道中布置在排風入口103與排風出口116之間以用於將待排風從排風入口103向排風出口116引導。排風風機104優選配備有轉速可無級調整的無刷直流電機，使得可以通過調節風機轉速來調整排風量，從而調整健身房內的氣壓，以達到所期望的壓差效果。
第一機櫃101還具有熱回收裝置106，其在排風通道中布置在排風風機104與排風出口116之間。所述熱回收裝置106包括板式換熱器(或稱蜂窩換熱器)以用於回收排風中的廢熱或廢冷。所述板式換熱器例如包括多個相互垂直布置的換熱板117，使得待排風能夠垂直於新風方向流動(參見圖1中的單箭頭)並且通過換熱板117將廢熱或廢冷傳遞給新風。換熱板117例如由極薄銅板製成，但是其它良導熱材料也是可設想的。熱回收裝置106的進一步細節參見圖2。
第一機櫃101還具有用於引入新風的新風入口114，所述新風入口114與換熱板117連通以用於將新風引入到換熱板117中。第一機櫃101還具有第一新風通道(未示出)，其將新風入口與第二機櫃102連接以用於將新風從新風入口114引導到第二機櫃102。第一新風通道既可以是專用管道，也可以由第一機櫃的壁部形成。第一機櫃101還具有新風進風風機108，其在第一新風通道中在新風流動方向(參見圖1中箭頭)上布置在熱回收裝置106之後以用於將新風引入第一機櫃101。
第一機櫃101還具有新風預處理裝置105，其布置在新風入口114處以用於對新風進行預處理。新風預處理裝置105包括用於濾除空氣中的大顆粒物的粗效過濾層和中效過濾層。
第一機櫃101還具有可選的化學過濾模塊107，該化學過濾模塊107布置在新風入口114與新風進風風機108之間的以用於對新風進行化學過濾。通過化學過濾模塊107，降低化學汙染物(例如NOx、SOx、NH3和TVOC)的濃度，從而促進後續對新風的精細過濾。所述化學過濾模塊107例如為筒狀結構，內裝多種配方活性炭填料。
圖1中還示出了第二機櫃102。第二機櫃102具有第二新風通道，其將第一新風通道與新風出口118連接以用於將新風從第一機櫃101引導到新風出口118。在圖1中，第一機櫃中101的第一新風通道通過通道121與第二機櫃102中的第二新風通道連通以用於輸送新風。
第二機櫃102還具有空調用室內機，其包括布置在第二新風通道中的除溼器109和加熱器110，其中除溼器109例如是氟利昂直接蒸髮式表面冷卻器(或稱表冷器)，其用於對新風進行深度除溼。加熱器110用於對經除溼的溫度較低的空氣加熱到適宜的溫度，加熱器110例如為電加熱絲。
第二機櫃102還具有用於供應冷源的空調用戶外機(未示出)，其包括數碼變容量直膨式風冷機組以用於向除溼器供冷。
數碼變容量直膨式風冷機組的特點在於，在除溼時，製冷劑通過直接蒸發與新風直接換熱以完成除溼功能，其系統簡單，效果好。
第二機櫃102還包括新風出風風機113，其用於將新風從第二機櫃102中排出。新風出風風機113的進風方向既可以垂直於新風流動方向，也可以平行於新風流動方向。最後，第二機櫃102還包括新風出口118，其用於排出新風。
第二機櫃102還可選地包括控制模塊112，其被配置為在夏季時調節新風的送風溫度比露點溫度高1℃-2℃以防止結露並且控制室溫為26℃、相對溼度為55％、以及在冬季時控制室溫為20℃並且控制相對溼度為35％並且在換季時變工況運行。此外，控制模塊112還可以根據從健身房實時監測系統400(參見圖4及其相應描述)接收的檢測數據來調節室內的溫度、溼度、氣壓差和潔淨度等參。保證低溫送風不結露，變工況運行，保證舒適性空調的同時又節能。
第一機櫃101的新風入口114和排風出口116可選地可以分別具有重力自鎖風門115，使得在沒有引入新風或者排出待排風的情況下，可以實現各風門114和116的自動封閉，從而有效地防止汙染物或異物通過風門114和116進入風道造成汙染或堵塞。重力自鎖風門115的進一步細節將在圖3中予以闡述。
此外，新風進風風機108和新風出風風機113配置有轉速可調的無刷直流電機。如此一來，一方面可以實現節能，因為使用無刷直流電機與使用交流風機相比可以節省30％電能。另一方面，通過使用轉速可調的電機，可以實現新風量的調節，以適應於不同潔淨度和工況要求，實現一機多用。單颱風機的功率例如為150-300W，隨著風量變化，其功率變化為大約10％。此外，犧牲部分節能效果以減少機型的方案也是可行的。無級調速與交流電機變頻分檔調速相比，系統要簡單得多，從而降低了控制成本。針對潔淨度的改變，可相應調節迴風量(改變迴風風機的轉速)。
在本一體機櫃中，新風量的額定風量為1500m3/h，新風在降溫除溼後均具備消除健身房內熱溼負荷的能力。其它新風量也是可設想的。因此，可以將健身房的「淨化空調」系統的「空調功能」與「淨化功能」分開實施，以從根本上迴避淨化空調系統的「冷」、「熱」相抵的弊端。而且本一體機櫃還可以使健身房淨化空調系統大大簡化、較少閥門數、降低自動控制難度，其操作方便，維護簡單並且節能效果好。
此外，在本一體機櫃中，通過新風進風風機108與新風出風風機113 的串聯使用，實現風機壓頭疊加，以解決一體機櫃中由於多功能段而需要高壓頭的技術瓶頸。
深度除溼屬於低溫送風，除了略微再加熱措施以外，循環風的風機溫升(例如在風機過濾單元FFU的情況下為0.5℃左右)可以降低「送風結露」的風險。
下面分別闡述健身房排風新風一體機櫃100中的待排風和新風的流動過程。
待排風的流動過程如下：首先，待排風在排風風機104的作用下進入第一機櫃101的排風通道，通過熱回收裝置106並且把廢冷或廢熱傳遞給換熱板117，換熱板117進而把所述廢冷或廢熱傳遞給在換熱板117中輸送的新風；然後，待排風從排風出口116被排出。
新風的流動過程如下：首先，新風在新風進風風機108的作用下從第一機櫃101的新風入口114中進入第一機櫃101的第一新風通道，在經過新風預處理裝置105的淨化過濾以後進入換熱板117並吸收來自待排風的廢熱或廢冷並升溫或降溫；然後，新風穿過可選的化學過濾模塊107以經歷初步淨化過濾；經初步淨化過濾的新風然後離開第一機櫃101並通過通道121進入第二機櫃的第二新風通道，在第二機櫃102中，新風在分別經歷除溼器109的深度除溼、加熱器110的加熱以後在新風出風風機113的作用下通過新風出口118離開第二機櫃102。
根據本實用新型的健身房排風新風一體機櫃100至少具有下列優點：(1)該健身房排風新風一體機櫃100將新風除溼、調溫、淨化和排風功能集成在單個一體機櫃中，不僅消除對中央空調的依賴，而且其模塊化構造實現了緊湊的外形和便捷的安裝，從而降低了設備成本、安裝成本和安裝空間要求；(2)該健身房排風新風一體機櫃對廢熱和廢冷加以利用，即熱回收裝置將待排風中的廢熱或廢冷轉移到新風中，從而實現節能效果；(3)在根據本實用新型的健身房排風新風一體機櫃100中，通過將新風的處理和循環風的處理完全分開(即新風處理機不對迴風進行除溼、調溫)，可以極大地節省電能，這是因為，根據實用新型人的獨特洞察力發現，只需要對一定量的新風進行深度除溼、調溫和淨化處理，而對循環風僅需進行淨化處理，就已經可以將健身房的空氣品質保持在理想的水平，因為室內人員僅僅少量增加室內的溼度和溫度，因此這部分少量增加的溼度和溫度完全可以單單通過經處理的新風來抵消，而不需要對迴風進行除溼和調溫；這樣一來，不僅節省了用於對迴風進行除溼、調溫的電能，而且由於將除溼過程全部轉移到一體機櫃中而不在迴風處理機中執行除溼功能，還避免了一次迴風中的「冷熱相抵」缺點，提高了溫控效率。
圖2示出了熱回收裝置106的從圖1的A方向來看的視圖。在圖2中，用箭頭來表示待排風的流動方向，並且用交叉線來表示新風的流動方向。從圖2中可以看出，熱回收裝置106包括多個換熱板117，所述換熱板117例如相互垂直布置以形成分別供待排風和新風通過的通道，並且兩種通道互不連通以防止新風和待排風的不期望的混合。換熱板117用於收集從換熱板117通過的待排風(見圖2中的箭頭)的廢熱或廢冷，並且將所述廢熱或廢冷傳遞給進入換熱板117中的新風(參見圖2中的交叉線)。通過該熱回收裝置106，可以實現待排風的廢熱或廢冷的再利用，從而實現節能效果。換熱板117例如可以是極薄銅板，但是由其它導熱材料製成的換熱板117也是可設想的。
圖3示出了根據本實用新型的重力自鎖風門115的示意圖。如圖1所示，重力自鎖風門115例如布置在新風入口114中，但是也可以設想，將重力自鎖風門115布置在排風出口116中。
重力自鎖風門115包括風板301，其尺寸與風口相匹配。例如，風板301的尺寸被確定為使得在風板301豎直時能夠剛好蓋住風口、即新風入口114，以實現封閉效果。風門可以由塑料、木材或其它輕質材料製成。
重力自鎖風門115還包括翻轉軸303，其穿過風板301使得風板301能夠繞翻轉軸303翻轉。
如圖3所示，在風板301的一端、例如下端布置有配重302，使得風板301在不受外力的情況下保持豎直以封閉風口。配重例如可以是金屬等高密度材料製成。配重302被安裝在風板301上的合適位置處，使得風板301在不受外力、即沒有待排風或新風時在重力作用下自然回復到最低點、即重力勢能最小處，從而封閉風口。而當在引入新風或排出待排風時，風板301在新風的吸力或待排風的推力作用下克服重力繞翻轉軸303翻轉，從而產生空隙，使得新風或待排風能夠通過所述空隙進入風口或從風口排出(參見圖3中箭頭)。圖3中還示出了止擋304，所述止擋304可以布置在風口的底部和/或頂部。通過止擋304，可以防止風板反向運動、即與氣流(新風、待排風)運動方向相反的方向運動。
通過重力自鎖風門115，在沒有引入新風或者排出待排風的情況下，可以實現各風門的自動封閉，從而有效地防止汙染物或異物通過風門進入風道造成汙染或堵塞。
圖4示出了根據本實用新型的健身房新風排風一體機櫃100的健身房實時檢測系統400的示意圖。
在圖4中，手術室實時檢測系統400示例性地包括溫度檢測儀401、溼度檢測儀402、壓差檢測儀403、以及粒子檢測儀404，它們分別被配置為檢測手術室內的溫度、溼度、壓差數值和粒子濃度或粒子數。在本實施例中，手術室實時檢測系統400還可以包括無線發射單元405，其被配置為以無線方式將所檢測到的溫度值、溼度值、風速值、壓差值和粒子濃度值或粒子數發送給布置在一體機櫃100中的控制模塊112。控制模塊112根據所接收到的信息來手動或自動地對系統進行調節，維持各類手術室所期望的空氣參數，也包括參數的顯示和報警。在此，應當指出，儘管在本實施例中將手術室實時檢測系統400示為以無線方式與控制模塊112通信，但是在其它實施例中，也可以通過有線方式進行通信，而且在其它實施例中，可以在手術室內布置更少或更多的檢測裝置。
雖然本實用新型的一些實施方式已經在本申請文件中予以了描述，但是對本領域技術人員顯而易見的是，這些實施方式僅僅是作為示例示出的。本領域技術人員可以想到眾多的變型方案、替代方案和改進方案而不超出本實用新型的範圍。所附權利要求書旨在限定本實用新型的範圍，並藉此涵蓋這些權利要求本身及其等同變換的範圍內的方法和結構。