CN114383242A - 新风*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新风技术领域,具体提供了一种新风***,旨在同时解决现有新风***对室内温度的影响以及湿度调节问题。新风***包括空气湿度调节装置和换热器,其中,空气湿度调节装置可选择地连通第一风道、第二风道、第三风道和第四风道,以切换新风***的运行模式,换热器横跨第一风道和第四风道,用于利用两个内气流的温差,驱动其内工质在两个风道内循环流动。冬天室内外温差较大,此时处于第一风道的部分换热器作为冷凝端,处于第四风道的部分换热器作为蒸发端,蒸发端内工质吸热蒸发后流向冷凝端,在冷凝端放热冷凝,在此过程中室外低温空气遇热升温后从室内送风口进入室内,对室外空气的起到预热作用,实现了新风***只换气不换热的目的。
Description
技术领域
本发明属于新风技术领域,具体提供一种新风***。
背景技术
随着人们对室内空气质量的要求越来越高,单纯的空调***已经不能满足人们对新风的需求,所以,新风***已经越来越受到人们的青睐,尤其在北方空气质量较差的地区。
过渡季节,新风***的使用率最高,但是简单的新风***只能对室外空气进行简单的净化处理,当室内外温差较大时,从室外输入的新风会对室内温度造成影响。例如:在冬天,室外低温空气被新风***输入室内,室内温度始终无法达到用户设定的目标温度,空调持续制冷。显然,使用现有新风***时不仅增加了空调负荷,造成了能源浪费,而且室内实际环境温度无法达到用户预期,致使用户体验欠佳。
因此,如何减小新风***对室内环境温度产生的影响,是本领域技术人员需要考虑的技术问题。
发明内容
为了减小新风***对室内环境温度产生的影响,本发明一方面提供了一种新风***。
所述新风***包括壳体,所述壳体被分隔成相互独立的第一风道、第二风道、第三风道和第四风道,所述壳体还开设有与所述第一风道连通的室外进风口、与所述第二风道连通的室内送风口、与所述第三风道连通的室内回风口和与所述第三风道连通的室外出风口;所述新风***还包括:空气湿度调节装置,其可选择地连通所述第一风道、所述第二风道、所述第三风道和所述第四风道,以切换所述新风***的运行模式;换热器,横跨所述第一风道和所述第四风道,以便利用所述第一风道和所述第四风道内气流的温差,驱动其内工质在所述第一风道和所述第四风道内循环流动。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述换热器具体是热管换热器。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述壳体被横隔板和竖隔板分隔为相互独立的所述第一风道、所述第二风道、所述第三风道和所述第四风道,所述横隔板包括第一子横隔板和第二子横隔板,所述换热器被所述第一子横隔板和所述第二子横隔板夹持以便所述换热器横跨所述第一风道和所述第四风道。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述第一子横隔板、所述第二子横隔板和所述竖隔板均为隔热板。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述空气湿度调节装置包括:空气湿度调节元件,其可旋转地连接在所述壳体内,并且被分隔为两个空气湿度调节部,所述空气湿度调节部用于给流过其内的气流除湿或加湿;驱动元件,其用于驱动所述湿度调节元件相对于所述壳体旋转,以便两个所述空气湿度调节部中一个连通所述第一风道和所述第二风道,另一个连通所述第三风道和所述第四风道,或者一个连通所述第二风道和所述第三风道,另一个连通所述第一风道和所述第四风道;加热元件,其数量为两个,并且分别设置在所述第一风道和所述第三风道内,用于加热流经处于吸附状态的所述空气湿度调节部的气流。
本发明的上述新风***的一优选方案中,在所述第一风道内所述换热器处于所述加热元件的外侧。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述湿度调节元件包括:圆环支架,其数量至少是两个并且依次间隔设置,并且可旋转地连接在所述壳体上;隔板,其穿过并固定连接在每个所述圆环支架上,并且将所述圆环支架分隔成填充所述空气湿度调节部的两个容纳空间;所述空气湿度调节部包括:基材,其数量为若干层,并且依次间隔连接在所述圆环支架上并且填充每个所述容纳空间;干燥剂,其铺设在每层所述基材上以形成所述空气湿度调节部。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述基材具体为陶瓷纤维纸或玻璃纤维纸。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述加热元件具体是电加热管。
本发明的上述新风***的一优选方案中,所述新风***还包括过滤网,所述过滤网安装在所述第一风道内,和/或所述过滤网安装在所述第三风道内。
本发明的新风***包括壳体,所述壳体被分隔成相互独立的第一风道、第二风道、第三风道和第三风道,所述壳体还开设有与所述第一风道连通的室外进风口、与所述第二风道连通的室内送风口、与所述第三风道连通的室内回风口和与所述第三风道连通的室外出风口;所述新风***还包括空气湿度调节装置和换热器;其中,空气湿度调节装置可选择的连通所述第一风道、所述第二风道、所述第三风道和所述第四风道,以使切换所述新风***的运行模式;换热器横跨所述第一风道和所述第四风道,其用于利用所述第一风道和所述第四风道内气流的温差,驱动其内工质在所述第一风道和所述第四风道内循环流动。
在冬天,当新风***位于外循环除湿模式时,室外低温气流进入第二风道,因为室内外温差较大,此时处于第一风道的部分换热器作为冷凝端,位于第四风道的部分换热器作为蒸发端,蒸发端内工质吸热蒸发后流向冷凝端,在冷凝端放热冷凝,在此过程中室外低温空气遇热升温后从室内送风口进入室内,对室外空气的起到预热作用,实现了新风***只换气不换热的目的,从而降低了空调的负荷,避免了能量浪费,还提高了用户体验。
附图说明
图1是本发明的新风***的具体实施例的结构示意图;
图2是图1中换热器的结构示意图。
其中,图1和2中各个组件名称和附图标记之间的一一对应关系如下:
1壳体:1a第一风道、1b第二风道、1c第三风道、1d第四风道、1j室外进风口、1p室外出风口、1s室内进风口、1h室内回风口、11竖隔板、12横隔板、2空气湿度调节元件:20圆环支架、21隔板、22a第一空气湿度调节部、22b第二空气湿度调节部、H1第一加热元件、H2第二加热元件、Fi室内风机、Fo室外风机、Fr过滤网、EH换热器。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
在本申请的描述中,“控制器”可以包括硬件、软件或者两者的组合。相应地,本发明的方法既可以软件的形式来实施,也可以软硬件结合的方式来实施。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了便于理解本发明的新风***,下面结合图1来详细说明其结构及工作原理,图1是本发明的新风***的具体实施例的结构示意图。
参见图1,本实施例中,该新风***包括壳体1,该壳体1被分隔成相互独立的第一风道1a、第二风道1b、第三风道1c和第四风道1d。
详细地,该壳体1包括正方体框架和固定安装在该正方体框架六个平面上的前面板、后面板、内面板、外面板、上面板和下面板,图1中隐藏了前面板。需要说明的是,本文描述新风***的结构时使用的方位词“内和外”,是以安装新风***的居室为基准来设定的,其中位于或靠近室内侧为内,位于或靠近室外侧为外;方位词“上、下、前和后”是观察图1时以读者视角设定,面向读者侧为前,背对读者侧为后,位于上面的为上,位于下面的为下。可以理解,这些方位词的使用仅是为了便于清楚的描述新风***的结构,对本发明的保护范围不产生限定作用。
更为详细地,该壳体1被竖隔板11和横隔板12分隔为相互独立的第一风道1a、第二风道1b、第三风道1c和第四风道1d。优选地,为了保证上述四个风道内气流相互之间不会进行热交换,竖隔板11和横隔板12都是隔热板。
进一步地,继续参见图1,壳体1的内面板上开设有室内送风口1s和室内回风口1h,并且室内送风口1s和第二风道1b连通,室内回风口1h和第三风道1c连通;同样,壳体1的外面板上开设有室外进风口1j和室外出风口1p,并且室外进风口1j和第一风道1a连通,室外出风口1p和第四风道1d连通。此外,在这四个风口位于壳体1外侧处固定连接了管路接头,以用于连接外部管路。
该新风***还包括空气湿度调节装置,该空气调节装置设置在壳体1内,并且选择性地连通第一风道1a、第二风道1b、第三风道1c和第四风道1d,以切换新风***的运行模式。
详细地,继续参见图1,该空气湿度调节装置包括空气湿度调节元件2,其可旋转地连接在壳体1内,并且被分隔为第一空气湿度调节部22a和第二空气湿度调节部22b,用于给流过其内的气流除湿或加湿,具体地第一空气湿度调节部22a和第二空气湿度调节部22b都可以吸附吸收常温气流中的水蒸气分子来实现对气流的除湿作用,或者脱附释放加热后气流中的水蒸气分子来实现对气流的加湿作用。
更为详细地,空气湿度调节元件2包括圆环支架20、隔板21、基材和干燥剂。
其中,圆环支架20可以用板材折弯后焊接而成,圆环支架20的数量至少为两个,这些圆环之间依次间隔设置,圆环支架20材料的选取及加工工艺以成品能旋转并且承载一定重量而不变形为准。
隔板21为实心或空心板材,隔板21贯穿每个圆环支架20并且固定连接在每个圆环支架20上,以便将圆环支架20分隔为填充空气湿度调节部的两个容纳空间。优选地,隔板21的长度最好能接近圆环支架20的直径,以便能将圆环支架20均分为两个半圆环的容纳空间。
基材具体为陶瓷纤维纸或玻璃纤维纸等片状结构,其以隔板21平行设置并为依次间隔层叠的若干个,基材的两端分别和两个圆环支架20固定连接,如果中间还有多个圆环支架20的话,基材穿过位于中间位置的这些圆环支架20。每层基材表面上铺设了干燥剂,隔板21将圆环支架20分隔为相互独立不透气的第一空气湿度调节部22a和第二空气湿度调节部22b。隔板21选用不透气材质制成,以便保证气流不会通过隔板21而在两个空气湿度调节部之间流动。
优选地,干燥剂可以是硅胶干燥剂、分子筛干燥剂、沸石干燥剂、MOF干燥剂或者复合盐干燥剂中任意一种。
该空气湿度调节元件2还包括两个转动轴承,一个轴承的外圈固定连接在前面板的轴承孔内,另一个轴承的外圈固定连接在后面板的轴承孔上,隔板21的前端面和后端面都固定连接了转轴,隔板21通过两个转轴分别和两个转动轴承的内圈固定连接,并且每个圆环支架20的中心线都和两个转轴重合。
该空气湿度调节装置还包括驱动元件,该驱动元件用于驱动空气湿度调节元件2相对于壳体1旋转,以便第一空气湿度调节部22a和第二空气湿度调节部22b中一个连通第一风道1a和第二风道1b,另一个连通第三风道1c和第四风道1d,或者第一空气湿度调节部22a和第二空气湿度调节部22b中一个连通第二风道1b和第三风道1c,另一个连通第一风道1a和第四风道1d。该驱动元件可以安装在壳体1内,也可以安装在壳体1外,取决于空气湿度调节元件2的具体结构。本实施例中,驱动元件具体为步进电机,其动力输出轴和隔板21的一个转轴同轴并固定连接,或其与一个转动轴承的内圈固定连接,只要满足驱动空气湿度调节元件2相对于壳体1绕其转轴旋转即可。
更进一步地,继续参见图1,该空气湿度调节装置还包括第一加热元件H1和第二加热元件H2,并且第一加热元件H1设置在第一风道1a内,第二加热元件H2设置在第三风道1c内,第一加热元件H1和第二加热元件H2的作用是加热流向处于脱附状态的第一空气湿度调节部22a或第二空气湿度调节部22b的气流,以便第一空气湿度调节部22a或第二空气湿度调节部22b能脱附释放自身的水蒸气分子,以备下次除湿之用。
优选地,本实施例第一加热元件H1和第二加热元件H2优选采用电加热管,因为电加热管能使其周围空气快速升温至高温。
继续参见图1,本实施例中还包括换热器EH,该换热器EH横跨第一风道1a和第四风道1d,其用于利用第一风道1a和第四风道1d内气流的温差,驱动其内工质在第一风道1a和第四风道1d内循环流动,以形成蒸发端和冷凝端。
详细地,该换热器EH具体是热管换热器EH,热管换热器EH的工作原理是:其包括在密闭的高度真空的管子或筒体内壁镶套着一层多孔毛细结构的吸液芯,浸满液相工质。外部热源在蒸发段输入热量,使工质蒸发、汽化。蒸汽流向冷凝段进行凝结,释放出来的汽化潜热送至外界。凝液缩进吸液芯里面,靠毛细压力的作用流回蒸发段,完成工质的自动循环。
继续参见图1和2,该横隔板12包括第一子横隔板和第二子横隔板,换热器EH被第一子横隔板和第二子横隔板夹持在两者之间,从而形成换热器EH横跨第一风道1a和第四风道1d的结构。第一子横隔板和第二子横隔板都是隔热板。
根据空气湿度调节元件2相对于壳体1旋转来调整两者之间的相对位置,从而可选择性地连通第一风道1a、第二风道1b、第三风道1c和第四风道1d中相邻两个风道,在该空气湿度调节元件只起到连通风道的作用时,该新风***的运行模式包括外循环模式和内循环模式,当其兼具连通风道和调节空气湿度的作用时,外循环模式包括外循环除湿模式和外循环加湿模式,内循环模式包括内循环除湿模式和内循环加湿模式。
下面分别详细介绍这四种运行模式下新风***的工作原理。
外循环除湿模式:
控制器控制步进电机驱动空气湿度调节元件2相对于壳体1旋转,至其第一空气湿度调节部22a连通第一风道1a和第二风道1b,第二空气湿度调节部22b连通第三风道1c和第四风道1d,启动室内风机Fi和室外风机Fo。此时,室外空气在室内风机Fi作用下,从室外进风口1j进入第一风道1a,室外空气在流过第一空气湿度调节部22a时,第一空气湿度调节部22a吸附吸收其内水蒸气分子逐渐至饱和状态来实现对室外空气除湿处理,除湿处理后的室外空气经由第二风道1b和室内送风口1s进入室内。待一定时间间隔后,转动空气湿度调节元件180°,此时饱和后的第一空气湿度调节部22a转动至连通第三风道1c和第四风道1d进入脱附状态,与此同时,第二空气湿度调节部22b转动至连通第一风道1a和第二风道1b,进入吸附状态,继续给进入除湿机内的室外空气进行除湿处理。开启第二加热元件H2,室内空气在室外风机Fo作用下,从室内回风口1h进入第三风道1c并且被第二加热元件H2加热,经加热后的室内空气流过位于脱附状态第一空气湿度调节部22a时,第一空气湿度调节部22a脱附释放其内水蒸气分子,而携带了水蒸气分子的室内空气湿度增大,其流过第四风道1d,最后从室外出风口1p排出壳体1。在设定一定时间周期后,空气湿度调节元件以180°的节奏定期旋转,从而实现连续除湿,时间周期选择范围可为10min-30min。
与此同时,当室内环境温度远远大于室外环境温度时,位于第一风道1a的部分换热器EH作为冷凝端,位于第四风道1d的部分换热器EH作为蒸发端,蒸发端内工质与从室内回风口1h进入壳体的高温空气热交换,吸热蒸发后流向冷凝端,在冷凝端放热冷凝,在此过程中室外低温空气预热升温后从室内送风口1s进入室内,对室外空气的起到预热作用,实现了新风***只换气不换热的目的,从而降低了空调的负荷,避免了能量浪费,还提高了用户体验。
外循环加湿模式:
控制器控制步进电机驱动空气湿度调节元件2相对于壳体1旋转,至其第一空气湿度调节部22a连通第一风道1a和第二风道1b,第二空气湿度调节部22b连通第三风道1c和第四风道1d,启动室内风机Fi和室外风机Fo。此时,室内空气在室外风机Fo作用下,从室内回风口1h进入第三风道1c,室内空气流过第二空气湿度调节部22b时,第二空气湿度调节部22b吸收空气内水蒸气分子从吸附状态逐渐至饱和状态,而室内空气失去水蒸气分子湿度降低,最后从室外出风口1p排出壳体1。待一定时间间隔后,转动湿度调节部件180°,此时饱和后的第二空气湿度调节部22b转动至连通第一风道1a和第二风道1b进入脱附状态,第一空气湿度调节部22a转动至连通第三风道1c和第四风道1d,进入吸附状态。开启第一加热元件H1,室外空气在室内风机Fi作用下,从室外进气口进入第一风道1a并且被第一加热元件H1加热,经加热后的室外空气流过位于脱附状态的第二空气湿度调节部22b时,第二空气湿度调节部22b脱附释放水蒸气分子来实现对室外空气的加湿处理,加湿处理后的室外空气流过第二风道1b,最后从室内送风口1s进入室内。在设定一定时间周期后,湿度调节部件以180°的节奏定期旋转,从而实现连续加湿,时间周期选择范围可为10min-30min。
内循环除湿模式:
控制器控制步进电机驱动空气湿度调节元件2相对于壳体1转动,至其第一空气湿度调节部22a连通第二风道1b和第三风道1c,第二空气湿度调节部22b连通第一风道1a和第四风道1d,启动室内风机Fi和室外风机Fo。此时,室内空气从室内回风口1h进入第三风道1c,在流经第一空气湿度调节部22a时,第一空气湿度调节部22a吸附吸收室内空气中水蒸气分子后从吸附状态逐渐饱和来实现对室内空气的除湿处理,经除湿处理后的室内空气流过第二风道1b,最后从室内送风口1s排出壳体1,进入室内。待一定时间间隔后,转动空气湿度调节元件180°,此时饱和后的第一空气湿度调节部22a转动至连通第一风道1a和第四风道1d,进入脱附状态,第二空气湿度调节部22b转动至连通第二风道1b和第三风道1c,进入吸附状态。开启第一加热元件H1,室外空气从室外进风口1j进入第一风道1a,被第一加热元件H1加热,该加热后室外空气流经处于脱附状态的第一空气湿度调节部22a时,该空气湿度调节部22脱附释放其内水蒸气分子,而携带了水蒸气分子的室外空气湿度增大,湿度增大后的室外空气流过第四风道1d,最后从室外出风口1p排出壳体1。在设定一定时间周期后,湿度调节部件以180°的节奏定期旋转,从而实现连续除湿,时间周期选择范围可为10min-30min。
内循环加湿模式:
控制器控制步进电机驱动空气湿度调节元件2相对于壳体1转动,至其第一空气湿度调节部22a连通第二风道1b和第三风道1c,第二空气湿度调节部22a连通第一风道1a和第四风道1d,启动室内风机Fi和室外风机Fo。此时,室外空气在室外风机Fo作用下,从室外进风口1j进入第一风道1a,室外空气流过位于吸附状态的第二空气湿度调节部22b时,第二空气湿度调节部22b吸附吸收室外空气内水蒸气分子后从吸附状态逐渐饱和对室外空气除湿处理,除湿处理后的室外空气流过第四风道1d,最后从室外出风口1p排出壳体1。待一定时间间隔后,转动湿度调节部件180°,此时饱和后的第二空气湿度调节部22b转动至连通第二风道1b和第三风道1c,进入脱附状态,第一空气湿度调节部22a转动至连通第一风道1a和第四风道1d,进入吸附状态。开启第二加热元件H2,室内空气在室内风机Fi作用下,从室内回风口1h进入第三风道1c被加热,加热后室内空气流过位于脱附状态的第二空气湿度调节部22b时,第二空气湿度调节部22b脱附释放水蒸气分子来实现对室内空气的加湿处理,加湿处理后的室内空气室内空气流过第二风道1b,最后从室内送风口1s流出壳体1,进入室内。在设定一定时间周期后,湿度调节部件以180°的节奏定期旋转,从而实现连续加湿,时间周期选择范围可为10min-30min。
可见,该新风***通过旋转空气湿度调节元件2使其连通不同的风道形成内循环换气或外循环换气模式,同时再配合电加热管来给它提供满足从脱附释放状态向吸附吸收状态转化的条件,从而使其两个空气湿度调节部在吸附和脱附两个状态之间转化,以满足四个不同模式下的除湿或加湿需求。
另外,为了减小第一风道1a内加热元件的热辐射对换热器EH的影响,本实施例中将换热器EH位于第一风道1a内部分位于加热元件的外侧,如此室外空气进入第一风道1a时先经过换热器EH,与其内工质热交换后再被加热元件H加热。
继续参见图1,该新风***还包括过滤网Fr,过滤网Fr的数量为两个,这两个过滤网Fr一个安装在第一风道1a内,在外循环除湿模式和外循环加湿模式下,其用于过滤室外空气,另一个安装在所述第四风道1d内,在内循环除湿模式和内循环加湿模式下,其用于过滤从室内回风口进入壳体的空气。可以理解,新风***中也可以只在第一风道安装过滤网Fr,也可以只在第四风道1d安装过滤网Fr。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新风***,其特征在于,所述新风***包括壳体,所述壳体被分隔成相互独立的第一风道、第二风道、第三风道和第四风道,所述壳体还开设有与所述第一风道连通的室外进风口、与所述第二风道连通的室内送风口、与所述第三风道连通的室内回风口和与所述第四风道连通的室外出风口;所述新风***还包括:
空气湿度调节装置,其可选择地连通所述第一风道、所述第二风道、所述第三风道和所述第四风道,以切换所述新风***的运行模式;
换热器,其横跨所述第一风道和所述第四风道,以便利用所述第一风道和所述第四风道内气流的温差,驱动其内工质在所述第一风道和所述第四风道内循环流动。
2.根据权利要求1所述的新风***,其特征在于,所述换热器具体是热管换热器。
3.根据权利要求1所述的新风***,其特征在于,所述壳体被横隔板和竖隔板分隔为相互独立的所述第一风道、所述第二风道、所述第三风道和所述第四风道,所述横隔板包括第一子横隔板和第二子横隔板,所述换热器被所述第一子横隔板和所述第二子横隔板夹持以便所述换热器横跨所述第一风道和所述第四风道。
4.根据权利要求3所述的新风***,其特征在于,所述横隔板和所述竖隔板均为隔热板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的新风***,其特征在于,所述空气湿度调节装置包括:
空气湿度调节元件,其可旋转地连接在所述壳体内,并且被分隔为两个空气湿度调节部,所述空气湿度调节部用于给流过其内气流除湿或加湿;
驱动元件,其用于驱动所述湿度调节元件相对于所述壳体旋转,以便两个所述空气湿度调节部中一个连通所述第一风道和所述第二风道,另一个连通所述第三风道和所述第四风道,或者一个连通所述第二风道和所述第三风道,另一个连通所述第一风道和所述第四风道;
加热元件,其数量为两个,并且分别设置在所述第一风道和所述第三风道内,用于加热流过处于脱附状态的所述空气湿度调节部的气流。
6.根据权利要求5所述的新风***,其特征在于,在所述第一风道内所述换热器处于所述加热元件的外侧。
7.根据权利要求5所述的新风***,其特征在于,所述湿度调节元件包括:
圆环支架,其数量至少是两个并且依次间隔设置,并且可旋转地连接在所述壳体上;
隔板,其穿过并固定连接在每个所述圆环支架上,并且将所述圆环支架分隔成填充所述空气湿度调节部的两个容纳空间;所述空气湿度调节部包括:
基材,其数量为若干层,并且依次间隔连接在所述圆环支架上并且填充每个所述容纳空间;
干燥剂,其铺设在每层所述基材上以形成所述空气湿度调节部。
8.根据权利要求6所述的新风***,其特征在于,所述基材具体为陶瓷纤维纸或玻璃纤维纸。
9.根据权利要求5所述的新风***,其特征在于,所述加热元件具体是电加热管。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的新风***,其特征在于,所述新风***还包括过滤网,所述过滤网安装在所述第一风道内,并且/或者所述过滤网安装在所述室内回风口处。
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