Вентиляционное устройство с переменным пропусканием воздушных потоков
Настоящее изобретение относится к вентиляционному устройству. Оно выполнено с возможностью управления траекториями первого и второго воздушных потоков для попеременного их протекания в первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты или из них для обеспечения теплообмена между этими двумя воздушными потоками, причем указанное устройство содержит первый воздушный канал, выполненный с возможностью соединения с первым указанным объектом, и второй воздушный канал, выполненный с возможностью соединения со вторым указанным объектом, при этом устройство содержит перегородку, разделяющую первый и второй воздушные каналы вдоль части их длины, причем устройство дополнительно содержит один первый воздушный проход между воздушными каналами, выполненный с возможностью проведения части первого воздушного потока из первого воздушного канала во второй воздушный канал, и один второй воздушный проход между первым и вторым воздушными каналами, выполненный с возможностью проведения части второго воздушного потока из второго воздушного канала в первый воздушный канал, при этом по меньшей мере один воздушный проход имеет отверстие, выполненное в перегородке. Описанное устройство позволяет обеспечить большую пропускную способностью воздушного потока и простоту установки в вентиляционной системе. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к вентиляционному устройству, выполненному с возможностью регулировки поочередного прохождения первого и второго воздушных потоков в первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты или из них для перераспределения тепла между двумя воздушными потоками.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На нагревание и охлаждение внутреннего пространства зданий затрачивается значительное количество энергии, что связано как с материальными затратами, так и с ущербом, наносимым окружающей среде. Одним из источников потери энергии является вентиляция здания, при которой воздух помещения, имеющий заданную температуру, заменяют на наружный воздух, температура которого отличается от заданной, вследствие чего необходимо обеспечивать постоянное нагревание или охлаждение подаваемого воздуха. Один из способов уменьшения энергозатрат включает обмен тепловой энергией между приточным и отработавшим воздухом. Один такой способ включает нагрев и охлаждение двух теплопоглощающих/теплопередающих объектов попеременно пропускаемым приточным и отработавшим воздухом. Например, если температура наружного воздуха меньше заданной температуры воздуха в помещении, в первом режиме холодный приточный воздух нагревается с помощью первого объекта, который ранее уже нагрет с помощью отработавшего воздуха, тогда как теплый, отработавший воздух нагревает второй объект, а во втором режиме приточный воздух направляется через второй объект и нагревается с помощью указанного второго объекта, при этом отработавший воздух вновь нагревает первый объект.
Широко используется устройство регулировки приточного и отработавшего воздушных потоков для поочередного прохождения через два теплопоглощающих/теплопередающих объекта, содержащее коробчатый корпус, имеющий четыре отверстия, выполненные по одному в каждой из четырех боковых поверхностей корпуса, и одну или несколько заслонок, выполненных с возможностью поворота внутри корпуса для попеременного направления воздушных потоков в одно из двух отверстий к теплопоглощающим/теплопередающим объектам. Устройство изменяет траекторию движения воздушного потока путем отклонения указанного потока по существу перпендикулярно относительно его прежнего направления. Один недостаток, присущий данной конструкции, заключается в том, что поскольку в каждой боковой поверхности корпуса обязательно должно быть выполнено по одному отверстию (это обусловлено конструкцией задвижных пластин), воздуховоды, ведущие к устройству, будут проходить в разных направлениях, так что установка устройства в вентиляционной системе становится сложной и дорогостоящей, особенно для уже существующих вентиляционных систем.
В патенте США №7059385 представлен другой пример вентиляционного устройства для переменного пропускания двух воздушных потоков. Устройство содержит два теплопоглощающих/теплопередающих объекта, расположенных параллельно и имеющих прямоугольные отверстия, через которые протекает воздушный поток. Отверстия соединены с двумя воздуховодами таким образом, что каждый воздуховод закрывает половину обоих отверстий. Устройство дополнительно содержит вращающиеся дефлекторы, расположенные между указанными объектами и воздуховодами и выполненные с двумя отверстиями, площадь каждого из которых составляет примерно четверть площади поверхности дефлектора. Путем поворота дефлекторов на 90°, оба отверстия дефлектора перемещаются, обеспечивая протекание воздушного потока только из одного из воздуховодов к каждому объекту и, поэтому можно чередовать протекание воздушных потоков через объекты. Один недостаток указанного устройства заключается в том, что воздушный поток будет, главным образом, сконцентрирован в той половине объекта, в которой открыто отверстие дефлектора. Таким образом, эффективность устройства будет уменьшаться, в частности, поскольку отверстия дефлектора будут обеспечивать сообщение с другой половиной объекта для каждого соответствующего воздушного потока. Более того, поскольку предполагается, что чередование воздушных потоков будет происходить примерно один раз в минуту на протяжении срока эксплуатации устройства, износ движущихся компонентов вентиляционного устройства довольно существенен, а изготовление дискообразного дефлектора, обладающего усталостной прочностью, является и сложным и дорогостоящим процессом.
Другая проблема в указанной области заключается в том, что для больших зданий необходимо обеспечить перемещение огромных объемов воздуха, что требует использования воздуховодов, имеющих большие поперечные сечения. Таким образом, вентиляционное устройство для чередования траекторий потока, тоже должно быть большим и иметь большие и тяжелые задвижки или дефлекторы, приводя к повышению, как износа, так и энергопотребления в результате поворотного движения задвижек или дефлекторов. В частности, трудно изготовить крупный дефлектор, наподобие описанного в патенте США №7059385, для больших объемов воздуха.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одна цель данного изобретения заключается в создании вентиляционного устройства для поочередного пропускания двух воздушных потоков через два теплопоглощающих/теплопередающих объекта, которое просто устанавливается в вентиляционной системе.
Другая цель данного изобретения заключается в создании вентиляционного устройства для поочередного пропускания двух воздушных потоков через два теплопоглощающих/теплопередающих объекта, которое отличается большой пропускной способностью воздушного потока.
Указанные цели достигаются путем создания вентиляционного устройства в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения, которое отличается тем, что содержит по меньшей мере один первый воздушный проход между первым и вторым воздушными каналами, выполненный с возможностью направления по меньшей мере части первого воздушного потока из первого канала во второй канал.
Таким образом, имеется возможность прохода первого воздушного потока из первого воздушного канала, соединенного с первым объектом, во второй воздушный канал, соединенный со вторым объектом, причем траектория первого воздушного потока изменяется, и проходит не через первый объект, а через второй объект. Следовательно, вместо проведения воздушного потока в отдельный короб с заслонками, предназначенными для изменения траектории воздушного потока по разным отверстиям в коробе, или вместо установки дорогого дефлектора между двумя воздуховодами и двумя теплопоглощающими/теплопередающими объектами, изобретение предусматривает прохождение воздушного потока непосредственно из первого воздушного канала во второй воздушный канал.
Следовательно, устройство может иметь очень компактную и небольшую конструкцию относительно своей пропускной способности. Более того, поскольку воздушный поток проходит из одного канала и далее в другой канал, размер устройства может быть примерно равен размеру двух воздуховодов, при той же пропускной способности.
Согласно одному варианту выполнения, отверстия в воздушных каналах, ведущие к теплопоглощающим/теплопередающим объектам, выполнены с обеспечением соответствия размеру теплопоглощающих/теплопередающих объектов, так что каждое отверстие перекрывает по меньшей мере большую часть, а предпочтительно закрывает по меньшей мере 90-110%, а более предпочтительно по меньшей мере 97-103% площади отверстия, выполненного в объекте. Поэтому эффективность теплообмена увеличивается.
Более того, устройство отличается простотой установки в уже существующей или проектируемой вентиляционной системе. Это обусловлено тем, что устройство можно легко приспособить и подогнать к размерам и/или форме вентиляционной системы, поскольку каналы могут быть выполнены в любом местоположении и ориентированы в любом направлении относительно наружной вентиляционной системы. В частности, отсутствует необходимость и в отдельном корпусе, в котором воздуховоды проходят во всех направлениях, и в дефлекторе, имеющем сложную конфигурацию.
Другое преимущество заключается в том, что устройство согласно изобретению может быть выполнено с обеспечением высокой пропускной способности, поскольку и воздушные каналы, ведущие к теплопоглощающим/теплопередающим объектам, и воздушный проход между указанными каналами могут быть выполнены с большим поперечным сечением. Поэтому устройство очень эффективное, а к тому же, более простое и более дешевое в установке и изготовлении.
Теплопоглощающий/теплопередающий объект преимущественно изготовлен из такого материала и имеет такую форму, которые обеспечивают эффективную передачу тепла воздушному потоку, проходящему через объект, и поглощение тепла от этого потока. Предпочтительно объект имеет большую площадь поверхности для обеспечения быстрого теплообмена с воздушным потоком. Согласно одному варианту выполнения объект содержит тонкие металлические пластины, установленные друг над другом с обеспечением образования между указанными пластинами воздушных каналов для прохождения воздушных потоков.
Предполагается, что воздушный канал представляет собой любой воздуховод, трубу, шланг или камеру, выполненную с возможностью соединения на одном конце с теплопоглощающим/теплопередающим объектом, напрямую или с помощью дополнительных соединительных элементов, а на другом конце с наружной вентиляционной системой. Наружная вентиляционная система предпочтительно имеет отверстие либо для впуска, либо для выпуска воздушного потока в помещение или наружу, и соответственно воздушный поток может представлять собой либо приточный, либо отработавший воздух. Кроме того, воздушный канал предпочтительно выполнен в виде единого непрерывного элемента. Воздушный проход между первым и вторым воздушными каналами может, соответственно, представлять собой воздуховод, трубу или тому подобное.
Согласно одному варианту выполнения воздушные каналы повторяют друг друга по форме. Кроме того, предпочтительно, воздушные каналы имеют одинаковый размер и форму. Помимо этого, воздушные каналы расположены предпочтительно параллельно. Согласно одному варианту выполнения воздушные каналы по существу прямые и имеют по существу одинаковую форму и площадь поперечного сечения. Предпочтительно, форма поперечного сечения воздушных каналов является прямоугольной. К тому же, предпочтительно, воздушные каналы расположены в непосредственной близости друг от друга. Более предпочтительно, воздушные каналы соединены друг с другом вдоль их длины, образуя один общий узел. Предпочтительно, воздушные каналы образуют два параллельных воздушных канала внутри одного общего корпуса вентиляционного устройства.
В данной заявке, только для упрощения описания и без ограничения объема правовой охраны изобретения, предполагается, что первый воздушный канал предназначен для приема и/или выпуска первого воздушного потока в вентиляционную систему или из нее через первый конец первого канала, при этом прием и/или выпуск либо первого, либо второго воздушного потока происходит на втором конце, выполненном с возможностью соединения с первым теплопоглощающим/теплопередающим объектом. Соответственно, предполагается, что второй воздушный канал предназначен для приема и/или выпуска второго воздушного потока в вентиляционную систему или из нее через первый конец второго канала, при этом прием и или выпуск либо первого, либо второго воздушного потока происходит на втором конце, выполненном с возможностью соединения со вторым теплопоглощающим/теплопередающим объектом. Следует отметить, что наименование и нумерация воздушных потоков, воздушных каналов, воздушных проходов, теплопоглощающих/теплопередающих объектов и т.д. выполнены исключительно для описания и в остальном являются произвольными. Аналогичным образом, воздушные потоки могут протекать через воздушные каналы и объекты в обоих направлениях, в зависимости от способа расположения устройства в вентиляционной системе. Кроме того, каждый из воздушных потоков, первый или второй, может представлять собой приточный или отработавший воздух.
Согласно одному варианту выполнения воздушный проход содержит не более трех проходов, выполненных с возможностью совместного проведения по меньшей мере основной части, предпочтительно по меньшей мере 60%, а более предпочтительно, по меньшей мере 90% воздушного потока через воздушный проход. Следовательно, указанный воздушный проход выполнен с возможностью объединения в один воздушный поток не более трех больших потоков. Согласно одному варианту выполнения воздушный проход представляет собой один большой проход, выполненный с возможностью проведения по меньшей мере основной части воздушного потока в одном едином потоке. Следовательно, воздушный проход выполнен с возможностью объединения воздушного потока в одну большую струю, так чтобы по меньшей мере половина всего воздушного потока была объединена в одну струю. Предпочтительно, воздушный проход объединяет воздушный поток таким образом, что более 60%, предпочтительно более 90%, а еще более предпочтительно по меньшей мере 95% воздушного потока собраны в одну единую струю. Предпочтительно, воздушный проход содержит только один единый воздушный проход, причем весь воздушный поток сведен в одну струю, не считая возможной утечки. Предпочтительно, площадь поперечного сечения отверстия в воздушном проходе, составляет по меньшей мере 30-60% площади поперечного сечения воздушного канала. Предпочтительно, площадь поперечного сечения одного единственного отверстия, выполненного в воздушном проходе, составляет по меньшей мере 30-60% площади поперечного сечения воздушного канала. Поэтому перепад давления существенно уменьшен. При этом предполагается, что величина потока соответствует определению массы в единицу времени.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит по меньшей мере один элемент управления воздушным потоком, выполненный с возможностью управления протеканием по меньшей мере одного воздушного потока через вентиляционное устройство, так что можно управлять попеременной подачей воздушных потоков к теплопоглощающим/теплопередающим объектам. Элемент управления воздушным потоком может представлять собой задвижку, заслонку, дефлектор или газовую дроссельную заслонку, выполненную с возможностью регулировки, перекрытия или изменения расхода или траектории воздушного потока, в зависимости от текущего положения указанного элемента. Предпочтительно, по меньшей мере один элемент управления воздушным потоком расположен внутри первого или второго воздушного канала. Воздушные каналы имеют большой внутренний объем, обеспечивая протекание больших воздушных потоков. Благодаря расположению элемента управления воздушным потоком внутри одного из каналов используется большой объем пространства каналов, поэтому устройство в целом может иметь более компактную конструкцию.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит первый элемент управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения первого воздушного потока во второй воздушный канал через первый воздушный проход в первом, открытом положении, и с обеспечением продолжения прохождения первого воздушного потока по первому воздушному каналу во втором, закрытом положении. Предпочтительно первый элемент управления воздушным потоком также выполнен с возможностью предотвращения прохождения по меньшей мере основной части воздушного потока, предпочтительно по меньшей мере 90%, а еще более предпочтительно по меньшей мере 98% второго воздушного потока в первый воздушный проход и во второй воздушный канал во втором, закрытом положении указанного элемента управления. Таким образом, поступлением первого воздушного потока во второй воздушный канал можно управлять. Кроме того, так обеспечивается продолжение протекания по меньшей мере основной части первого воздушного потока по первому воздушному каналу, без утечки в воздушный проход, при нахождении первого элемента управления воздушным потоком во втором положении. Следовательно, смешивание двух воздушных потоков уменьшено или даже может быть полностью исключено.
Согласно другому варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит второй элемент управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения первого воздушного потока мимо первого воздушного прохода и далее по первому воздушному каналу в первом, открытом положении, и с обеспечением направления первого воздушного потока в первый воздушный проход во втором, закрытом положении, для предотвращения протекания по меньшей мере основной части первого воздушного потока по первому воздушному каналу в указанном втором положении. Таким образом, можно обеспечить протекание по меньшей мере основной части первого воздушного потока в воздушный проход и далее во второй канал, когда второй элемент управления воздушным потоком находится во втором положении. Предпочтительно, второй элемент управления воздушным потоком выполнен с обеспечением подачи по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 98% первого воздушного потока в первый воздушный проход во втором положении указанного элемента управления.
Согласно другому варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит блок управления, выполненный с возможностью управления первым и вторым элементами управления воздушным потоком для поочередной установки указанных элементов в первое или второе положение, соответственно, причем указанный блок управления также выполнен с возможностью установки первого и второго элементов управления воздушным потоком в разные положения в один и тот же момент времени. Таким образом, когда первый элемент управления находится в открытом положении, обеспечивая впуск первого воздушного потока в воздушный проход, блок управления устанавливает второй элемент управления в закрытое положение для направления первого воздушного потока в первый воздушный проход, и наоборот. Таким образом, гарантировано, что по меньшей мере основная часть, предпочтительно по меньшей мере 90%, а еще более предпочтительно по меньшей мере 98% первого воздушного потока проходит во второй воздушный канал, когда первый элемент управления воздушным потоком находится в первом положении, и продолжает протекать в первом канале, когда первый элемент управления воздушным потоком находится во втором положении. Блок управления может иметь механическую конструкцию, цепь управления и/или запрограммированный компьютер, либо любые их сочетания. Кроме того, блок управления может состоять из нескольких единиц оборудования или может представлять собой единое устройство.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит второй воздушный проход, расположенный между первым и вторым воздушными каналами, выполненный с возможностью направления по меньшей мере части второго воздушного потока из второго воздушного канала в первый воздушный канал. Следовательно, траектория второго воздушного потока также может быть изменена, указанный поток может либо продолжать течь по второму каналу и далее ко второму теплопоглощающему/теплопередающему объекту, либо проходить в первый канал и далее к первому теплопоглощающему/теплопередающему объекту. Предпочтительно, вентиляционное устройство также содержит третий элемент управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения второго воздушного потока во второй воздушный проход и далее в первый воздушный канал в первом, открытом положении, и с обеспечением продолжения прохождения второго воздушного потока по второму воздушному каналу во втором, закрытом положении. Таким образом, во втором, закрытом положении, указанный третий элемент управления воздушным потоком не допускает протекания по меньшей мере большей части, предпочтительно по меньшей мере 90%, а еще более предпочтительно по меньшей мере 98% второго воздушного потока во второй воздушный проход и далее в первый воздушный канал. Предпочтительно, форма первого и второго элементов управления воздушным потоком такова, что в закрытом положении каждый из указанных элементов закрывает по меньшей мере 30-60% внутренней площади поперечного сечения соответствующего воздушного канала.
Согласно одному варианту выполнения два воздушных прохода предпочтительно примыкают друг от друга. Кроме того, предпочтительно, воздушные проходы параллельны друг другу. Предпочтительно, устройство содержит стенку, разделяющую первый и второй воздушные проходы друг от друга, так что с каждой стороны стенки протекает один воздушный поток. Таким образом, стенка отделяет два воздушных потока друг от друга. Предпочтительно, воздушный проход или воздушные проходы выполнены с возможностью объединения каждого соответствующего воздушного потока по меньшей мере в один большой воздушный поток, так что в одной и той же струе, соответственно, находится по меньшей мере половина каждого соответствующего воздушного потока. Предпочтительно, воздушный проход или воздушные проходы выполнены с возможностью объединения каждого соответствующего воздушного потока, так что более 60%, предпочтительно более 90%, а еще более предпочтительно по меньшей мере 95% каждого соответствующего воздушного потока объединены в один и тот же единый воздушный поток. За счет слияния всех воздушных потоков воедино, вместо разделения воздушного потока на более мелкие потоки, имеет место уменьшенная теплопередача между воздушными потоками при прохождении воздушных потоков по воздушным проходам. Поэтому имеет место меньшая разница в передаче тепла между воздушными потоками при направлении воздушных потоков по воздушному проходу или их направлении напрямую по воздушным каналам. Предпочтительно, воздушный проход содержит две или менее, а более предпочтительно только одну разделительную стенку, отделяющую два воздушных потока, проходящих с каждой стороны стенки. Таким образом, для достижения низкого теплообмена, предусмотрена небольшая площадь поверхности между указанными потоками.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит четвертый элемент управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения второго воздушного потока мимо второго воздушного прохода и далее по второму воздушному каналу в первом, открытом положении, и с обеспечением направления второго воздушного потока во второй воздушный проход во втором, закрытом положении, для предотвращения протекания по меньшей мере основной части второго воздушного потока по второму воздушному каналу. Таким образом, когда четвертый элемент управления воздушным потоком находится во втором положении, по меньшей мере основная часть второго воздушного потока направляется в первый воздушный канал и далее в первый теплопоглощающий/теплопередающий объект. Предпочтительно, четвертый элемент управления воздушным потоком выполнен с возможностью направления основной части, предпочтительно по меньшей мере 90% второго воздушного потока в первый канал в закрытом состоянии, а еще более предпочтительно по меньшей мере 98%. Предпочтительно, устройство также содержит блок управления, выполненный с возможностью управления третьим и четвертым элементами управления воздушным потоком для поочередного нахождения указанных элементов в первом и во втором положении соответственно, причем указанный блок управления также выполнен с возможностью установки третьего и четвертого элементов управления воздушным потоком в одно и то же время в разные положения. Следовательно, элементы управления воздушным потоком выполнены с возможностью изменения направления воздушных потоков для их поочередного прохода напрямую через вентиляционное устройство по первому и второму воздушным каналам, соответственно, а также для взаимообмена воздушных потоков таким образом, чтобы потоки проходили в другие воздушные каналы через воздушные проходы.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит блок управления, выполненный с возможностью управления первым и третьим элементами управления воздушным потоком для поочередной установки указанных элементов в первое и во второе положения соответственно, причем указанный блок управления также выполнен с возможностью управления первым и третьим элементами управления воздушным потоком для их установки в одинаковые положения в одно и то же время. Таким образом, блок управления связывает первый и третий элементы управления воздушным потоком друг с другом, так что когда первый и третий элементы управления воздушным потоком находятся в первом, открытом положении, первый и второй воздушные потоки будут одновременно направлены в первый и второй воздушный проход соответственно. Предпочтительно, указанный блок управления также выполнен с возможностью управления вторым и четвертым элементами управления воздушным потоком для их установки в одно и то же время в одинаковые положения и при этом в противоположные положения относительно первого и третьего элементов управления воздушным потоком. Таким образом, блок управления воздушным потоком управляет первым, вторым, третьим и четвертым элементами управления воздушным потоком, так что первый и второй воздушные потоки смогут одновременно либо проходить в соответствующий воздушный проход, с исключением протекания указанных потоков в первый и второй воздушные каналы, либо смогут продолжить протекание в первом и втором воздушных каналах соответственно, при этом исключено их поступление в воздушные проходы.
Согласно одному варианту выполнения изобретения по меньшей мере один из элементов управления воздушным потоком представляет собой заслонку, установленную на поворотном валу, так что элемент управления воздушным потоком выполнен с возможностью поворота между своим первым и вторым положением. Предпочтительно, все четыре элемента управления воздушным потоком содержат каждый по одной заслонке, установленной на валу. Предпочтительно, вал проходит по существу посередине и в той же самой плоскости, что и заслонка, причем указанная заслонка приведена в равновесие на валу, и момент инерции в процессе вращения является низким. В другом варианте выполнения вал может быть расположен вдоль одного конца заслонки, при этом указанная заслонка может поворачиваться на меньший угол при сохранении своей функции.
Согласно одному варианту выполнения изобретения первый и четвертый элементы управления воздушным потоком расположены на одном валу, так что указанные элементы поворачиваются одновременно. Таким образом, имеется возможность поворота элементов управления, установленных на одном валу, между их первым и вторым положениями, путем поворота только одного вала и с помощью только одного приводного узла. Предпочтительно, второй и третий элементы управления воздушным потоком тоже установлены вместе на втором валу. Тем не менее, для очень крупных вентиляционных устройств вес заслонок может оказаться большим, поэтому каждую заслонку предпочтительно устанавливать на отдельном валу.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит первый полый короб, внутренняя полость которого образует первый воздушный канал, и второй полый короб, внутренняя полость которого ограничивает второй воздушный канал, причем первый и второй короба соединены по меньшей мере вдоль части длины первого и второго воздушных каналов. В одном варианте выполнения короба скреплены вместе. В другом варианте выполнения короба соединены с разделением общей перегородкой. В еще одном варианте выполнения первый и второй короба выполнены в виде единого общего короба, и воздушные каналы разделены перегородкой, расположенной внутри указанного общего короба. Таким образом, расстояние между воздушными каналами для указанных частей устройства небольшое, поэтому вентиляционное устройство более компактно и занимает меньшее пространство. Предпочтительно, воздушные проходы расположены в объединенных частях устройства, так что воздушные проходы получаются короткими. Следовательно воздушным потокам не нужно долго проходить по воздушным проходам, чтобы попасть в другой канал.
Согласно одному варианту выполнения изобретения первый и второй воздушные каналы разделены перегородкой вдоль по меньшей мере части длины каналов, причем воздушный проход имеет отверстие, выполненное в перегородке. Таким образом, воздушный проход получается очень коротким, и устройство может иметь очень компактную конструкцию. Предпочтительно, перегородка является общей для обоих воздушных каналов, образуя стенку в обоих каналах. Следовательно, расстояние между воздушными каналами минимизировано.
Предпочтительно первый воздушный проход имеет отверстие в первый воздушный канал, причем ширина данного отверстия меньше или равна ширине воздушного канала. Предпочтительно, ширина отверстия меньше или равна половине ширины стенки, на поверхности которой выполнено отверстие. Более того, отверстие предпочтительно расположено с одной стороны поверхности стенки, если смотреть в ее продольном направлении. Предпочтительно, второй воздушный проход тоже имеет второе отверстие в первый воздушный канал, причем ширина данного отверстия меньше или равна ширине воздушного канала. Предпочтительно, второе отверстие расположено на другой половине поверхности стенки, причем оба отверстия могут быть расположены рядом друг с другом. Предпочтительно, устройство дополнительно содержит внутреннюю стенку, выполненную с обеспечением разделения двух отверстий, так что разные воздушные потоки могут проходить через два отверстия, не смешиваясь. Предпочтительно, стенка расположена внутри одного из воздушных каналов, первого или второго, или внутри обоих указанных каналов, для предотвращения смешивания воздушных потоков.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство содержит по меньшей мере одну внутреннюю стенку, выполненную с возможностью предотвращения поступления по меньшей мере основной части одного из воздушных потоков в воздушный проход. Предпочтительно, внутренняя стенка выполнена с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия отверстия в воздушный проход внутри одного из воздушных каналов. Таким образом, смешивание двух воздушных потоков по меньшей мере частично предотвращено. Согласно одному варианту выполнения изобретения, указанная по меньшей мере одна внутренняя стенка выполнена с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним из элементов управления воздушным потоком для предотвращения поступления по меньшей мере основной части по меньшей мере одного воздушного потока в воздушный проход.
Предпочтительно, внутренняя стенка имеет первую часть, выполненную с возможностью расположения поперек и перекрытия по меньшей мере 30-60% внутренней площади поперечного сечения воздушного канала. В данном случае под площадью поперечного сечения понимают площадь поперечного сечения, перпендикулярного длине канала. Первая часть стенки может быть расположена перпендикулярно протяженности канала. В другом варианте выполнения первая часть стенки может быть расположена наклонно относительно направления длины воздушного канала, при этом может быть уменьшен перепад давления. Следовательно, первая часть стенки направляет воздушный поток в незакрытую половину воздушного канала.
Предпочтительно, внутренняя стенка образует отверстие для выпуска или впуска воздушного потока из воздушного прохода или в него, при этом перекрытие данного отверстия обеспечивает элемент управления потоком. Следовательно, регулирование и управление воздушным потоком можно обеспечить путем изменения положения элемента управления воздушным потоком. Предпочтительно, внутренняя стенка выполнена с возможностью перекрытия отверстия по меньшей мере на 95% совместно со стенкой короба и/или элементом управления потоком. Предпочтительно, первая часть внутренней стенки выполнена в виде единой, проходящей по всей ширине детали, причем по меньшей мере основная часть, предпочтительно по меньшей мере 90% воздушного потока объединена в одну единую воздушную струю.
Согласно одному варианту выполнения внутренняя стенка имеет вторую часть, выполненную с возможностью разделения первого и второго воздушных потоков друг от друга. Предпочтительно, вторая часть стенки расположена в продольном направлении воздушного канала, и/или в направлении протекания воздушного потока через вентиляционное устройство. В том случае, когда воздушные проходы представляют собой отверстия, выполненные в перегородке, вторая часть стенки предпочтительно выполнена с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия отверстия, и разделения отверстий и воздушных проходов друг от друга. В таком случае внутренняя стенка предпочтительно обеспечивает направление воздушных потоков в соответствующее им отверстие.
Согласно одному варианту выполнения изобретения вентиляционное устройство выполнено с возможностью поочередного нахождения в первом положении, в котором указанное устройство направляет первый и второй воздушные потоки напрямую через первый и второй воздушные каналы соответственно, и во втором положении, в котором вентиляционное устройство направляет первый и второй воздушные потоки в первый и второй воздушные проходы, расположенные между первым и вторым воздушными каналами, так что первый воздушный поток протекает из первого воздушного канала во второй воздушный канал через первый воздушный проход, а второй воздушный поток протекает из второго воздушного канала в первый воздушный канал через второй воздушный проход. Следовательно, обеспечено поочередное прохождение двух воздушных потоков через первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты соответственно, для регенерации тепла и экономии расходов.
Согласно одному варианту выполнения изобретения размер устройства обеспечивает прохождение первого воздушного потока по меньшей мере 5000 м3/мин, предпочтительно по меньшей мере 7000 м3/мин, а еще более предпочтительно по меньшей мере 10000 м3/мин, при давлении воздуха внутри воздушного канала не более 2 Бар. Предпочтительно размер устройства также обеспечивает одновременное прохождение второго воздушного потока по меньшей мере 5000 м3/мин, предпочтительно по меньшей мере 7000 м3/мин, а еще более предпочтительно по меньшей мере 10000 м3/мин, при давлении воздуха внутри воздушного канала не более 2 Бар. Таким образом, пропускная способность устройства отвечает требованиям очень больших воздушных потоков и крупногабаритных вентиляционных систем.
Согласно другому аспекту, изобретение относится к вентиляционной конструкции, содержащей описанное выше первое вентиляционное устройство и теплопоглощающий/теплопередающий модуль, содержащий первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты, соединенные на одном конце с первым и вторым воздушными каналами в первом вентиляционном устройстве, а также второе вентиляционное устройство, аналогичным образом выполненное с возможностью управления траекториями первого и второго воздушных потоков для поочередного их протекания в или из первого и второго теплопоглощающих/теплопередающих объектов, при этом указанное второе устройство соединено со вторым концом первого и второго теплопоглощающих/теплопередающих объектов. Таким образом, одно устройство управления воздушным потоком расположено с каждой стороны теплопоглощающего/теплопередающего модуля. Предпочтительно, конструкция второго вентиляционного устройства также соответствует вышеописанной конструкции, но устройство также может быть выполнено иначе.
Предпочтительно, первое и второе вентиляционные устройства выполнены с возможностью приема или выпуска каждого воздушного потока через одно и тоже отверстие в любой момент в окружающую вентиляционную систему. Таким образом, воздушные потоки будут приняты в или выпущены из того же воздуховода наружной вентиляционной системы, так что воздуховоды, соединенные с устройствами, в любом случае могут пропускать тот же воздушный поток и всегда в том же направлении. Соответственно, устройство может быть расположено вдалеке либо от впуска, либо от выпуска приточного или отработавшего воздуха, либо вдалеке и от того и от другого, без увеличения объемов воздуха, который нужно пропустить через воздуховоды при чередовании воздушных потоков, прежде чем новый воздух достигнет теплопоглощающих/теплопередающих объектов. Поэтому вентиляционная конструкция может быть расположена в одной части здания, в то время как впуск или выпуск вентиляционной системы расположен в другой части. В частности, предпочтительно устанавливать вентиляционную конструкцию в подвале здания, а впуск или выпуск располагать на крыше здания.
В другом варианте выполнения настоящего изобретения два или три указанных вентиляционных устройства и/или теплопоглощающих/теплопередающих модуля могут быть расположены внутри одного и того же здания, образуя отдельный узел. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что весь узел может быть снят или заменен для технического обслуживания или ремонта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИЛАГАЕМЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее изобретение будет описано с неограничивающими примерами и со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах:
Фиг.1a изображает вид в аксонометрии вентиляционного устройства в первом положении, согласно одному варианту изобретения, при этом для наглядности часть его боковой стенки и крыша не показаны.
Фиг.1b изображает вид сверху, на котором представлен верхний воздушный канал вентиляционного устройства, изображенного на Фиг.1a.
Фиг.1c изображает вид сверху, на котором представлен нижний воздушный канал вентиляционного устройства, изображенного на Фиг.1b.
Фиг.1d изображает вид спереди устройства, изображенного на Фиг.1a.
Фиг.1e изображает вид в аксонометрии вентиляционного устройства во втором положении, при этом для наглядности часть его боковой стенки и крыша не показаны.
Фиг.1f изображает вид спереди устройства, изображенного на Фиг.1a, во втором положении.
Фиг.2 изображает другой пример элемента управления воздушным потоком, расположенного рядом с воздушным проходом, согласно изобретению.
Фиг.3 изображает пример вентиляционной конструкции, согласно одному аспекту изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
На фиг.1a-фиг.1f изображен один пример вентиляционного устройства 1, выполненного согласно изобретению. Вентиляционное устройство 1 выполнено с возможностью управления траекториями движения первого воздушного потока 3 и второго воздушного потока 5 для их попеременного протекания к первому теплопоглощающему/теплопередающему объекту 6 и второму теплопоглощающему/теплопередающему объекту 8, для обеспечения теплообмена между двумя воздушными потоками. Таким образом, в первом положении устройства 1, первый воздушный поток 3 проходит первый объект 6, так что указанный объект приобретает температуру первого потока, в то время как второй воздушный поток 5 проходит второй объект 8, так что указанный объект приобретает температуру второго потока. В последующем втором положении устройства 1 первый воздушный поток 3 направлен для прохождения через второй теплопоглощающий/теплопередающий объект 8, тогда как второй поток 5 направлен через первый объект 6. Путем попеременного переключения устройства между первым и вторым положениями, причем воздушные потоки поочередно проходят через первый и второй объекты 6 и 8, обеспечивают теплообмен между двумя воздушными потоками.
В данном примере первый объект 6 расположен сверху второго объекта 8, но, разумеется, в другом варианте объекты могут быть расположены любым другим соответствующим образом и, кроме того, могут отстоять друг от друга. Объекты 6, 8 выполнены с возможностью соединения с устройством 1, что отмечено пунктирными линиями на фиг.1a и фиг.1e. В данном примере каждый теплопоглощающий/теплопередающий объект представляет собой установленные друг на друга металлические пластины, между которыми образованы каналы.
Также устройство 1 имеет первый воздушный канал 7, предназначенный для проведения по нему воздушного потока. Первый конец 9 первого воздушного канала 7 выполнен с возможностью приема или выпуска первого воздушного потока 3, а второй конец 11 указанного канала выполнен с возможностью взаимодействия с первым объектом. Соответственно, устройство 1 имеет второй воздушный канал 13, первый конец 15 которого выполнен с возможностью приема или выпуска второго воздушного потока, а его второй конец 17 выполнен с возможностью взаимодействия со вторым объектом. В данном примере первый воздушный канал 7 расположен сверху второго воздушного канала 13, обеспечивая соответствие устройства местоположениям двух теплопоглощающих/теплопередающих объектов.
Помимо этого, вентиляционное устройство 1 содержит по меньшей мере один первый воздушный проход 19, соединяющий первый и второй воздушные каналы 7 и 13 и предназначенный для проведения по меньшей мере части первого воздушного потока 3 из первого воздушного канала 7 во второй воздушный канал 13. Таким образом, первый воздушный поток 3 может быть напрямую направлен во второй воздушный канал 13 и далее ко второму объекту, без необходимости соединения воздушных каналов с промежуточным коммутационным устройством для попеременного прохождения воздушных потоков.
Кроме того, вентиляционное устройство 1 содержит первый элемент 21 управления воздушным потоком, который выполнен с обеспечением прохождения первого воздушного потока 3 во второй воздушный канал 13 через первый воздушный проход 19 в первом, открытом положении, как изображено на фиг.1e-фиг.1f, и с обеспечением продолжения прохождения первого воздушного потока 3 в первом воздушном канале 7 во втором, закрытом положении, как изображено на фиг.1a-фиг.1d. Таким образом, во втором положении первый элемент 21 управления воздушным потоком не допускает протекание по меньшей мере основной части первого воздушного потока 3 во второй воздушный канал 13 через первый воздушный проход 19. Следовательно, путем изменения положения первого элемента 21 управления воздушным потоком, можно управлять первым воздушным потоком 3, при этом указанный поток либо проходит через первый объект за счет продолжения протекания первого воздушного потока по первому воздушному каналу, либо проходит через второй объект за счет пропускания первого воздушного потока 3 во второй воздушный канал 13.
Вентиляционное устройство дополнительно содержит второй элемент 23 управления воздушным потоком, который выполнен с обеспечением прохождения первого воздушного потока 3 мимо первого воздушного прохода 19 и далее по первому воздушному каналу 7 в первом, открытом положении, и с обеспечением направления первого воздушного потока 3 в воздушный проход 19 во втором, закрытом положении, не допуская протекание первого воздушного потока 3 по первому воздушному каналу 7. Следовательно, когда второй элемент 23 управления воздушным потоком находится во втором положении, основная часть, а предпочтительно почти весь первый воздушный поток 3 будет направлен во второй воздушный канал 13.
Кроме того, устройство 1 имеет второй воздушный проход 25 между первым воздушным каналом 7 и вторым воздушным каналом 13, выполненный с возможностью проведения по меньшей мере части второго воздушного потока 5 из второго воздушного канала 13 в первый воздушный канал 7. Вентиляционное устройство 1 дополнительно содержит третий элемент 27 управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения второго воздушного потока 5 в первый воздушный канал 7 через второй воздушный проход 25 в первом, открытом положении, и с обеспечением продолжения протекания второго воздушного потока 5 по второму воздушному каналу 13 во втором, закрытом положении. Таким образом, во втором, закрытом положении исключено протекание второго воздушного потока 5 в первый воздушный канал 7 через второй воздушный проход 25. Кроме того, устройство содержит четвертый элемент 29 управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения второго воздушного потока 5 мимо второго воздушного прохода 25 и далее по второму воздушному каналу 13 в первом, открытом положении, и с обеспечением направления второго воздушного потока 5 во второй воздушный проход 25 во втором, закрытом положении, не допуская протекания указанного потока по второму воздушному каналу 13.
Вентиляционное устройство 1 выполнено с возможностью попеременного нахождения в первом или втором состоянии, для распределения воздушных потоков 3, 5 между первым и вторым объектами. В первом состоянии вентиляционного устройства 1, как показано на фиг.1a-фиг.1d, первый и третий элементы 21 и 27 управления воздушным потоком находятся во втором, закрытом положении, тогда как второй и четвертый элементы 23 и 29 управления воздушным потоком находятся в первом, открытом положении. Следовательно, с помощью элементов управления первый воздушный поток 3 и второй воздушный поток 5 направляют напрямую через первый 7 и второй 9 воздушные каналы, соответственно. Во втором состоянии вентиляционного устройства 1, как показано на фиг.1e-фиг.1f, первый и третий элементы 21 и 27 управления воздушным потоком находятся в первом, открытом положении, а второй и четвертый элементы 23 и 29 управления воздушным потоком находятся во втором, закрытом положении. Следовательно, с помощью элементов управления первый воздушный поток 3 и второй воздушный поток 5 направляют в первый и второй воздушные проходы 19 и 25, соответственно, так что первый воздушный поток 3 протекает через первый воздушный проход 19 из первого воздушного канала 7 во второй воздушный канал 13, а второй воздушный поток 5 протекает через второй воздушный проход 25 из второго воздушного канала 13 в первый воздушный канал 7. С помощью воздушных проходов 19, 25 между двумя воздушными каналами, можно таким образом распределять и изменять протекание воздушных потоков внутри воздушных каналов, а не направлять воздушные потоки в отдельное устройство, предназначенное для чередования воздушных потоков.
Вентиляционное устройство 1 дополнительно содержит блок 31 управления, выполненный с возможностью управления состоянием вентиляционного устройства 1. В данном примере блок 31 управления выполнен с возможностью управления положением по меньшей мере одного из элементов 21, 23, 27, 29 управления воздушным потоком. Блок 31 управления может содержать запрограммированный микрокомпьютер или контур управления, предназначенный для обработки сигналов или других данных, относящихся к работе устройства 1. Кроме того, блок 31 управления может быть соединен с механической системой управления для управления движением элемента или элементов управления воздушным потоком. В данном примере блок 31 управления содержит приводные узлы в виде двух электродвигателей 33, предназначенных для перемещения элементов управления, но в другом примере в качестве приводных узлов блока управления могут использоваться пневматические устройства. Кроме того, в данном примере блок 31 управления выполнен в виде нескольких частей, но в другом варианте блок управления может быть объединен в единый узел.
Блок 31 управления выполнен с возможностью управления первым и вторым элементами 21 и 23 управления воздушным потоком, для поочередного изменения их состояния между первым и вторым положениями, соответственно. Для направления по меньшей мере основной части первого воздушного потока 3 (в данном примере по меньшей мере 98%) в соответствующие воздушные каналы 7, 13, блок 31 управления выполнен с возможностью управления первым и вторым элементами 21 и 23 управления воздушным потоком, обеспечивая разные положения указанных элементов в одно и то же время. Таким образом, первый элемент 21 управления воздушным потоком будет находиться в открытом положении, с тем, чтобы впустить первый воздушный поток 3 в первый воздушный проход 19, при этом второй элемент 23 управления воздушным потоком будет находиться во втором положении, препятствуя дальнейшему прохождению воздушного потока 3 по первому воздушному каналу 7 и направляя указанный поток 3 в воздушный проход 19. Аналогичным образом, блок 31 управления выполнен с возможностью управления третьим и четвертым элементами 27 и 29 управления воздушным потоком, обеспечивая разные положения указанных элементов в одно и тоже время.
Кроме того, для одновременного изменения траектории обоих воздушных потоков 3 и 5, блок 31 выполнен с возможностью управления первым и третьим элементами 21 и 27 управления воздушным потоком, обеспечивая одинаковые положения указанных элементов в одно и тоже время, а также управления вторым и четвертым элементами 23 и 29 управления воздушным потоком, обеспечивая одинаковые положения указанных элементов в одно и тоже время. Таким образом, управление первым и вторым воздушными потоками 3 и 5 будет обеспечивать изменение их траектории, либо пропуская поток напрямую через канал, либо переключая его на другой канал.
В данном примере вентиляционное устройство содержит первый короб 35, выполненный с обеспечением формирования полости, определяющей границы первого воздушного канала 7. Первый короб 35 может, например, представлять собой металлические пластины, изогнутые и сваренные по форме данного короба. Кроме того, вентиляционное устройство 1 содержит аналогичный второй короб 37, выполненный с обеспечением определения границ второго воздушного канала 13 внутри указанного короба. Первый короб 35 и второй короб 37 в данном примере соединены друг с другом вдоль по меньшей мере части длины первого воздушного канала 7 и второго воздушного канала 13. В данном примере короба 35, 37 соединены вдоль по меньшей мере большей части длины воздушных каналов. За счет соединения коробов 35, 37 расстояние между воздушными каналами получается коротким, так что устройство 1 будет очень компактным и будет выполнено как единое целое. Кроме того, в данном примере первый короб 35 и второй короб 37 имеют общую перегородку 39, отделяющую первый воздушный канал 7 и второй воздушный канал 13 друг от друга вдоль по меньшей мере части их длины, а в данном примере вдоль большей части длины каналов. Таким образом, перегородка 39 одновременно образует часть стенки как для первого воздушного канала 7, так и для второго воздушного канала 13.
В данном примере воздушные проходы 19, 25 расположены в соединении с объединенными частями коробов 35, 37. Таким образом, воздушные проходы 19, 25 получаются короткими, поскольку расстояние между двумя воздушными каналами 7, 13 небольшое. В данном примере первый воздушный проход 19 имеет первое отверстие 41, выполненное в перегородке 39, причем первый воздушный поток 3 может свободно проходить из первого канала 7 во второй канал 13 через отверстие 41. Аналогично, второй воздушный проход 25 имеет отверстие 43, выполненное в перегородке для впуска второго воздушного потока 5 в первый воздушный канал 7.
В данном примере ширина отверстия 41 первого воздушного прохода 19 меньше или равна ширине первого воздушного канала 7, а для данного примера меньше или равна половине ширины перегородки 39, которая представляет собой стенку первого воздушного канала 7, в которой расположено отверстие 41. Кроме того, первое отверстие 41 расположено, главным образом, с одной стороны поверхности перегородки 39, а в данном примере отверстие целиком расположено в пределах половины поверхности перегородки в направлении ее длины. Соответственно, ширина второго отверстия 43 второго воздушного прохода 25 тоже меньше или равна ширине первого воздушного канала 7, а в данном примере меньше или равна половине ширины перегородки 39. Более того, два отверстия 41, 43 расположены рядом друг с другом, на одном уровне и в разных половинах перегородки 39. Таким образом, первый и второй воздушные потоки могут проходить между двумя каналами через отверстия 41, 43, расположенные на одном уровне друг с другом, но в разных половинах воздушных каналов.
Кроме того, вентиляционное устройство имеет первую внутреннюю стенку 45, выполненную с обеспечением предотвращения поступления второго воздушного потока 5 в первый воздушный проход 19. Внутренняя стенка 45 также выполнена с возможностью разделения отверстий 41, 43 воздушных проходов 19, 25 друг от друга. В данном примере указанная первая внутренняя стенка выполнена с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия отверстия 41 для предотвращения поступления второго воздушного потока 5 через отверстие 41 в первый воздушный проход 19. Таким образом, смешивание двух воздушных потоков исключено. Помимо этого, первая внутренняя стенка 45 выполнена с возможностью взаимодействия с первым элементом 21 управления воздушным потоком для предотвращения поступления второго воздушного потока в первый воздушный проход 19. В данном примере первая внутренняя стенка 45 выполнена с возможностью образования отверстия во второй канал для обеспечения выхода первого воздушного потока из воздушного прохода 19, при этом указанное отверстие перекрывается первым элементом 21 управления воздушным потоком. Следовательно, управление и регулировку воздушного потока можно осуществлять путем изменения положения элемента 21 управления воздушным потоком.
В данном примере первый элемент 21 управления воздушным потоком и внутренняя стенка 45 расположены внутри пространства, образованного вторым воздушным каналом 13. Поскольку воздушные каналы имеют большой размер, обеспечивающий протекание большого объема воздушного потока, достаточно пространства для расположения внутренней стенки и элемента управления. В данном примере одна часть первой стенки 45 перпендикулярна направлению протекания воздушных потоков через устройство и расположена на противоположной стороне отверстия 41 в перегородке 39, относительно элемента 21 управления воздушным потоком. Кроме того, перпендикулярная часть участка стенки соединена с боковой стенкой короба 35.
Помимо этого, часть внутренней стенки 45 расположена продольно относительно направления протекания воздушных потоков через устройство и параллельно боковой стенке короба 35. Продольная часть расположена на противоположной стороне отверстия 41, выполненного в перегородке 39, относительно боковой стенки короба 35. Таким образом, секция внутренней стенки 45 вместе с боковой стенкой короба и элементом 21 управления воздушным потоком перекрывает отверстие со всех сторон. Помимо этого, внутренняя стенка 45 вместе с боковой стенкой короба 35 образует часть воздушного прохода 19.
Устройство 1 дополнительно содержит соответствующую вторую внутреннюю стенку 47, расположенную в пространстве первого канала 7 и выполненную с возможностью по меньшей мере частичного перекрытия отверстия 43 в перегородке 39, для предотвращения, совместно с третьим элементом 27 управления воздушным потоком, прохождения первого воздушного потока во второй воздушный проход 25.
В данном примере каждый элемент 21, 23, 27, 29 управления воздушным потоком содержит заслонку 49, установленную на вращающейся оси 51. Таким образом, элементы управления воздушным потоком выполнены с возможностью поворота между соответствующими первым и вторым положениями. В данном примере заслонки установлены на вращающейся оси, проходящей через середину заслонки и расположенной в то же плоскости, в которой проходит заслонка. Таким образом, при вращении заслонок момент инерции уменьшается, так что энергопотребление, обеспечивающее выполнение вращательного движения, тоже уменьшено. Применение заслонок, расположенных на таких вращающихся осях, обеспечивает очень эффективные и надежные элементы управления воздушным потоком, протекающим в устройстве 1.
В данном примере первый элемент 21 и четвертый элемент 29 управления воздушным потоком установлены на одной и той же оси, так что указанные элементы вращаются совместно друг с другом. Аналогично, на одной и той же оси установлены второй элемент 23 и третий элемент 27 управления воздушным потоком. Таким образом, имеется возможность управления всеми четырьмя элементами управления воздушным потоком с помощью только двух приводных узлов 33.
На фиг.2 изображен второй пример конструкции элемента 55 управления воздушным потоком, расположенного в воздушном канале 56. Элемент 55 управления воздушным потоком представляет собой заслонку 57, установленную на вращающейся оси 59, расположенной вдоль одного края указанной заслонки. Кроме того, элемент 55 управления воздушным потоком расположен в соединении с отверстием 61, ведущим в воздушный проход, так что вращающаяся ось проходит вдоль одного края отверстия. Более того, длина заслонки 57 равна или больше высоты воздушного канала 56.
В первом положении заслонка 57 поворачивается, закрывая отверстие 61 и препятствуя поступлению воздушного потока в отверстие, при этом воздушный поток продолжает проходить внутри воздушного канала 56. Во втором положении, которое изображено на фиг.2, заслонка поворачивается таким образом, что отверстие 61 остается открытым, а указанная заслонка соприкасается с верхом воздушного канала 56, при этом предотвращается дальнейшее прохождение воздушного потока внутри указанного воздушного канала, и указанный поток направляется в отверстие 61, ведущее в воздушный проход. Таким образом, для управления воздушным потоком нужна только одна заслонка 57.
На фиг.3 изображен один пример вентиляционной конструкции 63, выполненной согласно изобретению. Вентиляционная конструкция 63 содержит первое вентиляционное устройство 65, выполненное аналогично вентиляционному устройству 1, описанному со ссылкой на фиг.1a-1f. Кроме того, конструкция 63 содержит теплопоглощающий/теплопередающий модуль 67, в состав которого входят два теплопоглощающих/теплопередающих объекта, причем теплопоглощающий/теплопередающий модуль 67 выполнен с возможностью проточного сообщения с вентиляционным устройством 65 на первом конце указанного модуля. Вентиляционная конструкция 63 также содержит второе вентиляционное устройство 69, выполненное с возможностью проточного соединения со вторым концом теплопоглощающего/теплопередающего модуля 67. Таким образом, каждый из двух воздушных потоков проходит через теплопоглощающий/теплопередающий модуль 67 и через оба вентиляционных устройства 65, 69. В данном примере первое вентиляционное устройство 65 непосредственно соединено с теплопоглощающим/теплопередающим модулем 67. Аналогичным образом, второе вентиляционное устройство непосредственно соединено с другим концом теплопоглощающего/теплопередающего модуля 67, для проведения воздушных потоков.
Оба вентиляционных устройства 65, 69 выполнены с возможностью управления траекториями первого и второго воздушных потоков, для попеременного пропускания указанных потоков через два теплопоглощающих/теплопередающих объекта. Следовательно, с обеих сторон теплопоглощающего/теплопередающего модуля 67 происходит смена траекторий протекания воздушных потоков, причем расстояние между точкой изменения траектории и теплопоглощающими/теплопередающими объектами мало. Это означает, что объем воздуха, который должен быть перемещен при каждой смене воздушных потоков, прежде чем новый воздух достигнет теплопоглощающих/теплопередающих объектов, является незначительным. Таким образом, эффективность вентиляционной конструкции 63 увеличивается. Более того, вентиляционная конструкция 63 может быть расположена вдалеке как от места впуска, так и от места выпуска и наружного и отработавшего воздуха.
В данном примере вентиляционные устройства 65, 69 и теплопоглощающий/теплопередающий модуль 67 выполнены блочными и по существу коробчатой прямоугольной формы, тем самым обеспечена простота установки устройств и модуля. Благодаря блочному исполнению вентиляционной конструкции 63 очень легко выполнить замену любого или всех устройств 65, 69 или модуля 67 путем простого отсоединения и снятия нужного устройства или модуля и замены его новым устройством или модулем в случае отказа.
На Фиг.3 также изображены наружные воздуховоды 71, 73, 75, 77, соединенные с конструкцией 63, предназначенные для проведения наружного и отработавшего воздушного потока в устройство. В данном примере первый воздуховод 71 выполнен с возможностью проведения входящего потока воздуха снаружи в устройство 65, второй воздуховод 73 выполнен с возможностью выведения потока отработавшего воздуха наружу, третий воздуховод 75 выполнен с возможностью проведения входящего потока воздуха внутрь помещения, а четвертый воздуховод 77 выполнен с возможностью отвода потока отработавшего воздуха из помещения и в устройство. Таким образом, в данном примере вентиляционные устройства 65, 69 выполнены с возможностью приема или выпуска одного и того же воздушного потока через одно и то же отверстие в вентиляционном устройстве, причем отверстия в вентиляционных устройствах 65, 69 всегда соединены с одним и тем же наружным воздуховодом, ведущим к впуску или выпуску.
Изобретение не ограничено представленными примерами и может быть изменено в рамках приведенной ниже формулы изобретения. В частности, можно сочетать разные описанные варианты или заменять их один на другой, и функциональная часть может быть заменена другими частями, выполняющими соответствующие функции.
Более того, функции двух разных элементов управления воздушным потоком можно объединить в едином блоке управления, как описано применительно к Фиг.2. Вентиляционная конструкция или устройство может содержать три или более воздушных каналов и теплопоглощающих/теплопередающих объектов, для проведения трех или более отдельных воздушных потоков. Отсутствует необходимость соединения воздушных каналов, причем вместо этого они могут быть расположены по отдельности и соединены воздушным проходом в виде воздуховода или тому подобного.
1. Вентиляционное устройство (1), выполненное с возможностью управления траекториями первого (3) и второго (5) воздушных потоков для попеременного их протекания в первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты или из них, для обеспечения теплообмена между этими двумя воздушными потоками, причем указанное устройство содержит первый воздушный канал (7), выполненный с возможностью соединения с первым теплопоглощающим/теплопередающим объектом и проведения воздушного потока в указанный объект или из него, и второй воздушный канал (13), выполненный с возможностью соединения со вторым теплопоглощающим/теплопередающим объектом и проведения воздушного потока в указанный объект или из него, отличающееся тем, что оно содержит перегородку (39), разделяющую первый и второй воздушные каналы (7, 13) вдоль по меньшей мере части их длины, причем указанное устройство дополнительно содержит по меньшей мере один первый воздушный проход (19) между первым (7) и вторым (13) воздушными каналами, выполненный с возможностью проведения по меньшей мере части первого воздушного потока (3) из первого воздушного канала (7) во второй воздушный канал (13), и по меньшей мере один второй воздушный проход (25) между первым (7) и вторым (13) воздушными каналами, выполненный с возможностью проведения по меньшей мере части второго воздушного потока (5) из второго воздушного канала в первый воздушный канал, при этом по меньшей мере один воздушный проход (19, 25) имеет отверстие (41, 43), выполненное в перегородке.
2. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит первый элемент (21) управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения первого воздушного потока во второй воздушный канал (13) через первый воздушный проход (19) в первом, открытом положении и с обеспечением продолжения прохождения первого воздушного потока (3) по первому воздушному каналу (7) во втором, закрытом положении.
3. Вентиляционное устройство по п. 2, отличающееся тем, что оно содержит второй элемент (23) управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения первого воздушного потока мимо первого воздушного прохода (19) и далее по первому воздушному каналу (7) в первом, открытом положении, и с обеспечением направления первого воздушного потока (3) в первый воздушный проход (19) во втором, закрытом положении.
4. Вентиляционное устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно содержит блок (31) управления, выполненный с возможностью управления первым (21) и вторым (23) элементами управления воздушным потоком для поочередного изменения их состояния между первым и вторым положениями соответственно, причем указанный блок (31) управления также выполнен с возможностью управления первым и вторым элементами управления воздушным потоком с обеспечением их нахождения в разных положениях в одно и то же время.
5. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит третий элемент (27) управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения второго воздушного потока в первый воздушный канал (7) через второй воздушный проход (25) в первом, открытом положении и с обеспечением продолжения прохождения второго воздушного потока (5) по второму воздушному каналу (13) во втором, закрытом положении.
6. Вентиляционное устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно содержит четвертый элемент (29) управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения второго воздушного потока (5) мимо второго воздушного прохода (25) и далее по второму воздушному каналу (13) в первом, открытом положении и с обеспечением направления второго воздушного потока (5) во второй воздушный проход (25) во втором, закрытом положении.
7. Вентиляционное устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно содержит первый элемент (21) управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения первого воздушного потока во второй воздушный канал (13) через первый воздушный проход (19) в первом, открытом положении и с обеспечением продолжения прохождения первого воздушного потока (3) по первому воздушному каналу (7) во втором, закрытом положении, при этом указанное устройство содержит блок (31) управления, выполненный с возможностью управления первым и третьим элементами (21) и (27) управления воздушным потоком, для поочередного изменения их состояния между первым и вторым положениями соответственно, причем указанный блок управления также выполнен с возможностью управления первым и вторым элементами управления воздушным потоком с обеспечением их нахождения в одинаковых положениях в одно и то же время.
8. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит первый короб (33), внутренняя полость которого образует первый воздушный канал (7), и второй короб (35), внутренняя полость которого образует второй воздушный канал (13), причем первый и второй короба соединены вдоль по меньшей мере части длины первого и второго воздушных каналов.
9. Вентиляционное устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит по меньшей мере одну внутреннюю стенку (45, 47), выполненную с обеспечением предотвращения поступления по меньшей мере основной части одного из воздушных потоков (3, 5) в воздушный проход (25, 19).
10. Вентиляционное устройство по п. 9, отличающееся тем, что оно содержит первый элемент (21) управления воздушным потоком, выполненный с обеспечением прохождения первого воздушного потока во второй воздушный канал (13) через первый воздушный проход (19) в первом, открытом положении, и с обеспечением продолжения прохождения первого воздушного потока (3) по первому воздушному каналу (7) во втором, закрытом положении, при этом указанная по меньшей мере одна внутренняя стенка (45, 47) выполнена с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним элементом (21, 27) управления воздушными потоками для предотвращения поступления по меньшей мере основной части по меньшей мере одного из воздушных потоков (3, 5) в воздушный проход (19, 25).
11. Вентиляционное устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что воздушный проход (19, 25) содержит не более трех проходов, выполненных с возможностью совместного проведения по меньшей мере основной части, предпочтительно по меньшей мере 60%, а более предпочтительно по меньшей мере 90% воздушного потока через воздушный проход.
12. Вентиляционное устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что воздушный проход (19, 25) представляет собой один главный проход, выполненный с возможностью проведения по меньшей мере основной части воздушного потока в виде одного единого потока.
13. Вентиляционная конструкция, содержащая вентиляционное устройство по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что она содержит теплопоглощающий/теплопередающий модуль, содержащий первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты, причем указанный модуль выполнен с возможностью проточного сообщения с указанным вентиляционным устройством на первом конце указанного модуля, при этом вентиляционная конструкция также содержит второе вентиляционное устройство, выполненное с возможностью управления траекториями первого и второго воздушных потоков (3) и (5) для поочередного их протекания в первый и второй теплопоглощающие/теплопередающие объекты или из них и с возможностью проточного сообщения со вторым концом теплопоглощающего/теплопередающего модуля.
