CN101416001B - 对房屋进行致热/致冷以及换气的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装置(8)，用于对房屋(1)进行致热/致冷及换气。该装置包括界定内部腔室(11)的箱形结构(10)。该箱形结构(10)具有用于新鲜换气(12)的入口(14)、用于循环空气(16)的入口(15)以及用于将在所述内部腔室中容纳的空气吹出的鼓风出口(19)。各鼓风出口(19)用于连接至房屋的接收房间。每个用于热处理该空气的单元(25)与鼓风出口(19)连接，并根据对应接收房间的设定温度而被相互独立地控制。本发明还公开了一种方法，用于对房屋(1)进行致热/致冷及换气。该方法包括仅当需要达到接收房间的设定温度时逐个房间独立地将循环空气提供进入该内部腔室、逐个房间独立地加热新鲜换气以及在合适时加热该循环空气。
Description
技术领域
本发明涉及用于对房屋进行致热/致冷以及换气的方法及系统。
背景技术
本发明适用于任何类型的房屋，无论其是居住用(个人或公共)或是商业房屋(tertiary premise)。上述类型的房屋通常包括多个可供占用的房间(例如，就家庭而言，是餐厅、绘画间及卧室)以及多个功能间(厨房、盥洗室、卫生间)。
就建筑业的当前发展趋势而言，趋于在很大程度上降低对致热的需求。这是因为对各种材料的改进(绝缘、上釉、热弥合等)使得允许降低建筑物的热量损失。现在，为了实现家庭的整体致热需求，单元致热(其涉及利用空气作为载体来弥补全部损耗)变为很好的选择。此外，利用空气作为载体的一个优点在于在夏季其可被用于实现致冷。
分配至房屋的空气包含来自外部用于换气的新鲜空气以及来自房屋内部的循环空气。通过中央鼓风机(通常被称为“可用管道的(ductable)”的加热单元组件)来分配空气。通常从房屋中的管路获取循环空气以随后在被吹入可供占用的房间之前被加热或冷却。加热单元的加热器产品要么是电加热类型(利用电阻加热器件)或者热水类型(来自锅炉等)，或者是热动力类型(利用直接膨胀)。
在实践中必备用于使空气循环的鼓风机，以确保房屋被很好地致热或致冷。这是因为在维持合适的送风温度水平的同时，对新鲜空气的热处理(加热或冷却)本身通常并不能够满足全部需求。
在通过单元加热器系统进行致热及/或致冷的房屋中，需要特别注意控制新鲜换气空气。这是因为对新鲜空气的需求与对致热或致冷的需求通常相互矛盾，故通常为了确保良好空气品质，很难对新鲜空气的供应进行控制。
以下给出用于调和对新鲜空气的需求与对致热或致冷的需求的数种现 有系统。
最常用的系统是利用两个独立系统，一个用于换气，一个用于加热，通过单流(空气引入及排出单元)CMV(受控机械换气)型系统，利用常规系统执行与加热系统的运转无关的换气操作。但是，在内部单元用于对空气进行热处理的情况下，将其与单流换气结合会在空气引入时产生气动干扰。这是因为当“可用管道的(ductable)”的装置起动时，会将大量循环空气引入房间。因为在空气通过循环系统时其会产生压降，故房间内的压力上升，并且空气引入会变为空气排出，由此增大空气的热损失并且降低空气品质。因此，着眼于技术角度，上述方案是不足的。
为了避免该问题，可使用双流CMV型换气系统。利用这类系统，不会从外部直接引入空气。空气会通过独立的管路以及送风出口送入可供占用的房间，从功能房间抽出空气。但是，目前为止，因为可用管道的(ductable)单元也使用送风网路以输送加热或冷却空气，故将其布置在双流换气系统旁边可避免产生重大的安装问题。
另一种旨在解决上述安装问题的系统意在在同一网路中进行卫生换气(输送来自外部的新鲜空气)。由此避免了双流网路体积庞大以及在每个房间设置两个送风终端的问题。制造了一些具有可用管道类型单元的空调设施，使其具有位于设备上游的新鲜空气管路。如果通过改变送风的流率(例如使用自动风门)来控制各个房间内的温度，则就不能够确保每个房间的新鲜换气空气的流率，并且提供的换气也不能够符合规定的要求。因为换气与加热的要求并不一致，这在某些情况下会导致换气不足或过度致热。此外，在对每一个房间进行温度控制时也会遇到困难。空气被单一加热器单元以为所有分配位置，由此使温度控制更难以进行。
在可用管道(ductable)型的内部单元的情况下，有一种在利用同一送风网路的同时来处理新鲜空气的方法。在专利文献WO1999/057491中描述了这种系统。其原理是将循环空气与新鲜换气空气的混合物整体分散在充气室(假平顶)中，通过可用管道单元对其整体进行热处理。然后其实现了集中提供一个相同温度的空气，此空气然后经由连接至充气室的出口被送入各个不同的可供占用房间。经由打开相应出口来调节这些房间中每一个的温度。
现在，对各个可供占用房间的热量要求取决于外部温度，而各个房间的利用新鲜空气的换气要求则固定不变。因此，吹送进入各个房间的新鲜空气量根据各个出口的打开程度而波动。具体而言，如果加热要求较低，则会吹入过少量的新鲜空气，由此不能满足换气要求。为了解决该问题，专利文献WO 99/57491揭出在给定时段内测量供应的新鲜空气，然后利用缺乏新鲜空气的那些房间的临时局部过度换气来调节差异。在此情况下，其提出了与能量产生及换气之间相互依赖相关的复杂的电控组件。此外，该专利文献中提出的系统要求对能量要求极高的过换气，以实现规定的流率。
此外，专利文献FR 2839143揭示了一种系统，其中新鲜换气传输及分配元件被设置在对循环空气进行加热的单元的下游，并被连接至可用管道单元的鼓风机。该元件一方面允许逐个房间进行热量要求控制，另一方面确保了逐个房间地维持并调节新鲜空气的流率。由此，通过使用一根同样的管路，该装置使得能够保有能量产生与换气之间的独立性，由此对节省空间及安装设备而言是极为有利的。
但是，该系统要求一旦需要加热就要立即启动循环鼓风机。上述提到的系统也是如此，由此导致极大的电力消耗，并会产生噪音问题。
发明内容
本发明着眼于通过进行以下设置来解决上述问题：
利用空气作为介质来加热并/或冷却房屋，由此允许逐个房间地进行温度调节；
逐个房间地进行对换气的流率以及内部空气质量的合适控制；
并且，以较低的电力消耗通过简单方式实现以上目的。
为此，根据第一方面，本发明涉及一种方法，用于对房屋进行致热/致冷及换气，所述房屋包括多个可供占用房间以及多个功能房间，所述方法包括：
将新鲜换气以及循环空气传输进入由位于所述房屋内的箱形结构界定的内部腔室；
根据在至少一个可供占用房间中的设定温度来对容纳在所述内部腔室内的空气进行热处理；
将容纳在所述内部腔室内的空气吹送进入待被供应空气的各个所述可 供占用房间；
将非新鲜空气从所述功能房间去除。
根据本发明的一个总的定义，该方法的特征在于：
对于待被供应空气的各个可供占用房间，将被吹送进入给定可占用房间的所述新鲜换气根据所述可占用房间的设定温度被热处理，并且该热处理与对待供应进入其他可占用房间的空气进行的热处理相互独立；
并且，仅在需要措施以在至少一个可供占用房间中达到设定温度时，循环空气才被传输至所述内部腔室，且在该内部腔室其与所述新鲜换气混合并经过相同的热处理。
以此方式，可根据规定，确保充分的新鲜换气的供应，而无论致热/致冷要求如何。以此方式能够确保满足各个房间内的空气质量，而无需使用复杂的装置。
此外，因为仅在需要上述装置以达到设定温度时才将循环空气传输进入箱形结构，故大大地限制了传输循环空气所需的电力消耗，并降低了相应的噪音。
当一个主要房间过热时(例如超过设定温度2℃时)，可将循环鼓风机接通。当在房屋的一个房间内存在封闭炉灶或其他局部辅助加热系统时会出现上述情况。当一个房间的正面被阳光暴晒而其他方面没有时也会出现上述情况。启动循环鼓风机可允许各种不同房间内的温度平均并避免过热。
箱形结构可由位于房屋内的箱形成，或由形成在房屋自身内的腔(例如，假平顶)形成。
本发明还允许以简单方式逐个房间地调节温度，而不采用以相同温度集中供应空气的系统。
传输进入可供占用房间内的新鲜换气的流率可大致恒定，并与该房间内的设定温度相互独立。可替代地，该流率可被控制至在房屋内测得并与其换气要求对应的至少一个参数(是否有一个或多个居住者，CO2水平、湿度水平、或者任何其他房间内污染的指标)。
例如，一旦经过热处理的新鲜换气已经被吹送进入至少一个可占用房间达预定时长，该可占用房间内的温度依然与设定温度可感觉到的差异时，就将循环空气传输进入内部腔室中。
根据第二方面，本发明涉及一种系统，用于对房屋进行致热/致冷及换气，所述房屋包括多个可供占用房间以及多个功能房间，所述系统包括致热/致冷及换气装置，其包括界定内部腔室的箱形结构，所述箱形结构包括：
通向所述内部腔室的用于新鲜换气的至少一个入口以及用于循环空气的一个入口；
用于将在所述内部腔室中容纳的空气吹出的鼓风出口，这些鼓风出口中的每一个分别与待供应空气的可供占用房间相连接；
用于热处理空气的多个单元，这些单元中每一个分别与鼓风出口相关联并意在根据相应可供占用房间的设定温度被相互独立地控制；
所述致热/致冷及换气装置还包括鼓风机，其设计用于允许循环空气经由用于循环空气的所述入口进入所述内部腔室。
根据本发明的所述系统的特征包括中央控制单元，如果仅通过对所述新鲜换气进行热处理还不能达到设定温度，则所述中央控制单元能够根据在至少一个可供占用房间中的实际温度与设定温度的差异来对所述鼓风机的启动及转速进行控制。
由此，该系统能够在各个可占用房间内获得希望的温度，同时可确保新鲜换气的希望的流率。
有利的是，各个送风出口均具有设置用于在相应可占用房间内实现希望的空气流率的横截面。因此，能够在维持各个房间之间相同关系的同时增大送气的流率。例如，如果送气出口横截面大致相同，则可在各种不同可占用房间之间获得大致相同的新鲜空气分配。
该系统还可包括换气模块，其包括用于从所述房屋的外部引入新鲜换气的入口、用于新鲜换气的并连接至装置的用于新鲜换气的入口的出口、连接至空气待被从其中抽取的各个功能房间的非新鲜空气入口、以及用于将非新鲜空气排出所述房屋的外部的出口。
所述换气模块可以是双流CMV模块。
附图说明
现将结合附图以非限制性示例的方式来描述本发明的一个可行实施例。
图1是从包括根据本发明的致热/致冷及换气系统的房屋上方观察的立 体示意图；
图2是根据本发明的致热/致冷及换气装置的前视立体图；
图3是图2的装置的后视立体图；而
图4是与图2类似的视图，示出了装置的内部。
具体实施方式
图1示出了房屋1(在这里为个人住所)，包括多个可供占用房间(例如两个卧室2，3以及休息室/餐厅4)、诸如厨房5及盥洗室/卫生间6的功能房间、以及走廊7。
在房屋1内设置有根据本发明的致热/致冷及换气装置8以及双流CMV类型的换气模块9。装置8(在图2至图4中详细示出)具有界定出内部腔室11的箱形结构10。
换气模块9从房屋1外部吸入可经过过滤的新鲜换气12，并将其沿第一管路13传输至形成在箱形结构10上并通向内部腔室11的新鲜换气入口14。在图2至图4的实施例中，装置8包括两个用于新鲜换气12的入口14。
箱形结构10还包括用于循环空气16的入口15，其连接至通向房屋1的走廊7的第二管路17。装置8包括鼓风机18，其设计用于在必要时将循环空气16经由循环空气入口15引入内部腔室。其还可包括可以工作或不工作的止回阀，设计用于防止内部腔室11内容纳的空气经由循环空气入口15流出。
已经传输进入内部腔室11并混合的新鲜换气12与循环空气16经过热处理(即，加热或冷却)，然后被吹入可供占用房间2，3，4。为此，箱形结构10具有鼓风出口19，每一个均连接至通向鼓风出口21的第三管路20，鼓风出口21形成在可供占用房间2，3，4的墙壁中，例如靠近顶部。
最终，非新鲜空气22通过抽吸孔23从各个功能房间5，6被抽出，形成在这些房间的墙壁中的抽吸孔23连接至通向换气模块9的第四管路24。然后，在可能穿过热交换器(其同时能对新鲜换气12进行预热)之后，非新鲜空气22被排出至房屋1外部。
现将更详细地描述对容纳在箱形结构10的内部腔室11中的空气的热处理以及对房屋1进行致热/致冷以及换气的方法。
通过在各个鼓风出口19上游设置在内部腔室11中的热处理单元25来完成上述热处理，单元25对各个鼓风出口19是专用的，并且相互独立。各个单元25由此与房屋1中的各个房间相关联。单元25通过使诸如水的热传导流体(由形成在箱形结构10上的合适系统26来传输并去除)循环来工作。因此可根据需要来加热或冷却需吹送的空气。但是，也可设置其他类型的单元(例如，利用阻抗电元件进行加热的单元)。
新鲜换气12以在房屋1维持良好空气质量的流率被传输至内部腔室11。在房屋1中空气的总流率在装置8的上游固定不变。其可以是恒定值，可被控制至与房屋1的整体换气要求对应的至少一个测量参数。通过定义各个鼓风出口19的横截面来实现在可供占用房间2，3，4之间的新鲜换气12的良好分配，其比流率更为重要。有利的是，因单元25造成的比压降将构成该等效孔。当鼓风机18工作时，吹送空气的总流率增加，但每一个房间的新鲜换气12的量却保持不变(假定通过各个鼓风出口19的流率比例地改变，则每一个房间的新鲜换气12的量不变)。
有利的是，系统包括连接至设置在各个可供占用房间2，3，4中的温度调节装置27的中央控制单元(未示出)。在至少一个可供占用房间中当实际温度与设定温度不同时，中央控制单元控制热处理单元25以加热或冷却在箱形结构10的内部腔室11中容纳的新鲜换气12。如果仅通过对新鲜换气12进行热处理还不能达到设定温度，则中央控制单元可根据实际温度与设定温度的差异来命令鼓风机18工作并实现特定转速。由此传输至内部腔室11的循环空气16与新鲜换气12混合，并在其经过单元25并在其进入鼓风出口19之前被加热或冷却。
优选的是，中央控制单元对全部可占用房间的温度差异进行综合，以确保全部可占用房间的温度均匀。
当鼓风机18停止时，止回阀使得能够确保新鲜换气12可吹送进入可占用房间而不会通过鼓风机18并绕过对可占用房间进行换气。
在各个单元25中进行热调节，这意味着可以精确地调节各个房间。此外，当要求较低时，可仅加热新鲜换气12，由此避免起动循环鼓风机18，由此抑制了电力消耗，并减小了噪音干扰。根据需要，并基于吹送温度上限来起动鼓风机18。事实上，无需启动鼓风机18就可满足60％至80％的需要。
为了避免分层，换言之，为了避免热空气停留在可占用房间的上部(特别是在吹送空气流率较低的情况下)，根据本发明的系统还可包括在至少一个搅动可占用房间内的空气的装置。
搅动空气的这些装置可由鼓风机自身构成。例如当因为其中设置了局部附加加热系统或者其正面暴露在太阳下而导致主要房间中的一个过热时，由循环鼓风机引起的搅动使得能够通过提高对内部的热供应(来自太阳或局部加热系统)回收利用效率，从而降低总加热要求。由此搅动使得热能从过热房间传输至需要加热房间。
因此，通过使得能够满足两个通常相互抵触的要求(即，要求新鲜空气以对房屋进行换气以及要求由空气携带的热能或冷能以加热或制冷该房屋)，本发明以简单方式极大地改进了现有技术。
另一方面，本发明使得可一个房间一个房间地获得满足规定要求的新鲜排气流率，还能够对该新鲜空气进行过滤及/或预热。
另一方面，通过本发明，通过一个房间一个房间地进行热调节(而非以恒定温度集中供应空气)，可对各个房间进行定制的加热或制冷。本发明因此能够一个房间一个房间地响应各种不同的要求。
此外，因为每个房间仅有一根管路来处理换气及致热/致冷两者，故本发明使得能够减小双流换气系统的空气分配网路，由此易于安装网路，并允许降低安装成本。
通过双流原理，能够避免在可供占用房间与吸取循环空气的位置之间装设转换格栅。
无需多言，本发明并不限于通过示例方式在这里描述的实施例，相反，本发明包含实施例的各种替代形式。
Claims (11)
1.一种用于对房屋(1)进行致热/致冷及换气的方法，所述房屋(1)包括多个可供占用房间(2，3，4)以及多个功能房间(5，6)，所述方法包括：
将新鲜换气(12)以及循环空气(16)传输进入由位于所述房屋(1)内的箱形结构(10)界定的内部腔室(11)；
根据在至少一个可供占用房间(2，3，4)中的设定温度来对容纳在所述内部腔室(11)内的空气进行热处理；
将容纳在所述内部腔室(11)内的空气吹送进入待被供应空气的各个所述可供占用房间(2，3，4)；
将非新鲜空气(22)从所述功能房间(5，6)去除；
其特征在于：
对于待被供应空气的各个可供占用房间(2，3，4)，将被吹送进入给定可供占用房间的所述新鲜换气(12)根据所述可供占用房间的设定温度被热处理，并且该热处理与对待供应进入其他可供占用房间的空气进行的热处理相互独立；
并且，在至少一个可供占用房间中当实际温度与设定温度不同时，如果仅通过对新鲜换气(12)进行热处理还不能达到所述设定温度，循环空气(16)才被传输至所述内部腔室(11)，且在所述内部腔室(11)其与所述新鲜换气(12)混合并经过相同的所述热处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
传输进入可供占用房间(2，3，4)的新鲜换气(12)的流率恒定并与所述可供占用房间内的设定温度相互独立。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
传输进入可供占用房间(2，3，4)的新鲜换气(12)的流率被控制至在所述房屋(1)中测得的并与所述房屋(1)的换气要求对应的至少一个参数。
4.一种用于对房屋(1)进行致热/致冷及换气的系统，所述房屋(1)包括多个可供占用房间(2，3，4)以及多个功能房间(5，6)，所述系统包括致热/致冷及换气装置，其包括界定内部腔室(11)的箱形结构(10)，所述箱形结构(10)包括：
通向所述内部腔室(11)的用于新鲜换气(12)的至少一个入口(14)以及用于循环空气(16)的一个入口(15)；
用于将在所述内部腔室(11)中容纳的空气吹出的鼓风出口(19)，这些鼓风出口中的每一个分别与待供应空气的可供占用房间(2，3，4)相连接；
用于热处理空气的多个单元(25)，这些单元中每一个分别与鼓风出口(19)相关联并意在根据相应可供占用房间(2，3，4)的设定温度被相互独立地控制；
所述致热/致冷及换气装置还包括鼓风机(18)，其设计用于允许循环空气(16)经由用于循环空气(16)的所述入口(15)进入所述内部腔室(11)，
其特征在于，所述系统包括中央控制单元，如果仅通过对所述新鲜换气(12)进行热处理还不能达到所述设定温度，则所述中央控制单元能够根据在至少一个可供占用房间(2，3，4)中的实际温度与设定温度的差异来对所述鼓风机(18)的启动及转速进行控制。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
各个鼓风出口(19)分别具有设置用于实现相应可供占用房间(2，3，4)中希望的空气流率的横截面。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
其包括止回阀，其设计用于防止容纳在所述内部腔室(11)中的空气经由用于循环空气(16)的入口(15)流出。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
其包括止回阀，其设计用于防止容纳在所述内部腔室(11)中的空气经由用于循环空气(16)的入口(15)流出。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其特征在于，
其还包括换气模块(9)，其包括用于从所述房屋(1)的外部引入新鲜换气(12)的入口、用于新鲜换气的并连接至所述装置的用于新鲜换气(12)的入口(13)的出口、连接至空气待被从其中抽取的各个功能房间(5，6)的非新鲜空气入口、以及用于将非新鲜空气排出所述房屋(1)的外部的出口。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述换气模块(9)是双流CMV模块。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
其还包括搅动至少一个可供占用房间(2，3，4)中的空气的装置。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
其还包括搅动至少一个可供占用房间(2，3，4)中的空气的装置。
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