CN101970943A - 通风换热器单元和通风系统的壳体 - Google Patents

Abstract

一种通风换热器单元(10)，具有外罩和换热器(48)；换热器(48)可呈六角形，具有平行于外罩的外壁(62，66)的表面；通风壳体(628)具有多个扁平的入口(626)和一个扁平的出口(634)，入口和出口在相同的水平面对齐；以及驱动电路(200，6100)和允许如下起动步骤的校准方法：在该起动步骤中，调整气流并设定用于运行模式的风扇马达速度。

Description

通风换热器单元和通风系统的壳体

技术领域

本发明涉及通风换热器单元，例如但不限于其中定位有风扇的换热器单元，风扇用于驱动通风。本发明还涉及在这种单元中使用的部件。本发明还涉及操作电驱动通风机的方法和用于实施该方法的装置。本发明还涉及通风系统的壳体，尤其是但非排他性地涉及用于居室通风系统的那些壳体，所述居室例如为包括厨房和浴室等潮湿房间的住宅建筑或商用建筑。本发明还涉及具有多个入口和单个出口类型的、尤其是包括马达化的风扇叶轮类型的中央通风抽气单元的壳体，其中因多个入口/单个出口构造的性质，所以出口的气流速度高。

背景技术

一种公知的机械式热回收单元由包括外罩的通风换热器单元组成，外罩容纳换热器以及第一通路、第二通路，每个通路从各自的进气口穿过换热器延伸至各自的排气口。换热器单元的效能不是特别高。因此，在为了使离去的暖气与进入的新鲜冷气之间进行换热而使用热回收单元的建筑物中，相当多的热量丧失在大气中。

现行方法是安装机械式抽气通风(MEV)装置和带有热回收装置的机械式通风(MHVR)装置，通过确保它们在连续操作和提升(boost)操作的情况下具有足够的流速，来符合例如英国(UK)建筑规范F部分的法定要求。为实现此目的，现行方法是对装置进行过度驱动，使得所要求的流速始终能够达到，从而提供足以超出实际要求容量的容量。

然而，本发明人已经意识到，安装这类装置的所述方式将导致装置在使用过程中会有不必要的高能耗。

因此，本发明人试图提供一种驱动配置，该驱动配置的实施例能够使装置的安置或校准更好地适应其操作环境；并试图提供一种起动程序或校准程序，其能使装置更好地适应其环境。

EP 1,541,933披露了一种已知的通风壳体，其具有出口、与壳体所处房间连通的进风口和至少一个另外的空气入口。空气出口是圆形，使得单元具有相当厚度，这不总是方便的。由于吊顶空间中可用的空间有限，所以用矩形管道作为通风管道，这样的带有圆形套管的抽气单元需要使用接头。由于需要额外的部件和装配时间，所以这增加了安装成本。同时增大了系统流阻，因而降低了通风系统效率并增大了特定风扇功率。另外增多了系统中接头的数量，因而增大了发生系统效率下降和泄漏点等附加问题的潜在可能性。在其它现有技术中，矩形管道所装配的安装表面与壳体上的管道套管之间的距离在20mm与160mm之间变化。如果该距离大于20mm而小于50mm，则需要使远离安装表面的管道倾斜/弯曲来弥补错位，但这将会使部件和接头受压，因而增大了泄漏的可能性。较大的距离可容纳两个刚性的90°弯管，或者长度短的柔性管道及圆形转矩形的接头。在与单元中所用风扇叶轮如此接近的位置处使用弯头将对效率产生显著的不利影响，尤其当用在出口上时更是如此。由于需要额外的部件和装配时间，所以还增加了安装成本。同时增大了系统流阻，因而降低了通风系统效率并增加了特定风扇功率。接头的附加数量还增大了泄漏的潜在可能性并导致系统效率下降。

EP 0,499,813披露了一种帽式抽气单元，其中风扇壳体具有单个扁平入口孔和单个扁平出口孔。所披露的风扇叶轮呈现为向前弯曲，且以其入口通道与平行于扁平入口孔和扁平出口孔的延伸方向的平面对齐的方式进行旋转。由于只有一个入口，所以出口孔处的流速不是特别高，使得该单元不会面临带有多入口和单出口的单元的问题。在从入口到风扇叶轮的路径上，必须有复杂的分流器，以使得气流在抵达风扇叶轮之前至少改变方向两次，其中一次为90°急弯。由于这种结构的复杂性和风扇叶轮从两端吸气的性质，所以这种结构限于所示出的结构，即仅有一个入口进入风扇壳体的帽式抽气单元。

发明内容

本发明的目的在于至少在一定程度上消除现有技术的问题。

本发明人还试图提供一种驱动配置，该驱动配置的实施例能够使装置的安置或校准更好地适应其操作环境；并试图提供一种起动程序或校准程序，其能使装置更好地适应其环境。

根据本发明的第一方案，提供一种通风换热器单元，其包括外罩，该外罩容纳换热器和第一通风通路以及第二通风通路，每个通风通路都从各自的进气口穿过换热器延伸至各自的排气口；所述换热器具有大致多角形的横截面，换热器的第一表面大致或基本上平行于外罩的一外壁。这种配置的非常有利之处在于其允许在相对小的外罩内使用相对大的换热器，由此改善通风换热器单元的热回收效能。

外罩(或称外壳)大致呈矩形六面体。外罩的宽度可为600mm，这使得其与标准厨房单元兼容，例如便于存放在操作台下或在标准厨房设计中600mm吊柜的位置。换热器可具有大致正六角形的横截面，并可大致呈六角棱柱体的形状，例如标准的六角棱柱体。这可使换热器的两个表面得以被定位成邻近并平行于(至少大致或基本上平行于)外罩的外壁，由此使外罩的相当部分的内部容积被换热器占据。在一些实施例中，外罩的超过40％或超过30％的内部容积被换热器占据，虽然最初设想为超过50％或超过55％或超过60％，但是典型的为25％至50％，超过30％为优选，约30％至40％为更典型的，例如33％，由此可获得相对良好的热回收效能。当外罩为矩形六面体时尤其如此。这种构造还允许六角形换热器的六角形面的其它两面被用来使气流进入换热器，而换热器剩余的两面被用来使气流排出换热器。另外，已经确定的是，内部带有大致对流部的热交换器可被用在这种构造中，由此向通风换热器单元提供非常高的热回收效能，可实现超过85％的热回收效能，接近或超过最初设想的90％。

第一通风通路和第二通风通路中的每个通风通路都可包括被定位于外罩内的风扇。因此可提供无需外部风扇的紧凑的单元。每个风扇都可于各自通风通路中被定位在换热器的下游。这样能够通过换热器进行“抽吸”并改善风扇的通路上游的密封。在其它实施例中，通过换热器进行鼓吹也能产生相似的效果。

外罩可包括大致平坦的歧管面，所有的进气口和排气口都被定位于该歧管面上。这样可将通风管道容易地连接至单元。歧管面可包括两个歧管板，每个歧管板都限定出一所述入口和一所述出口。歧管板可彼此完全相同。

换热器的第二表面可被定位成邻近并平行于(大致或基本上平行于)外罩的歧管面，第二表面与换热器的第一表面相对并且平行。这可使得与外罩尺寸相当的换热器能够被装配在该外罩内。

外罩包括可被定位于换热器的一侧上的第一管道壳体单元和被定位于换热器的相对侧上的第二管道壳体单元。每个管道壳体单元都可包括内壳体部和外壳体部，外壳体部与换热器被内壳体部隔开，而且外壳体部至少部分地限定从换热器通向各自的排气口的出口管道。两个管道壳体单元可彼此完全相同。这样可使加工成本和制造成本减到最少。管道壳体单元可被定向为使得其排气口沿径向彼此相对。因此，即使管道壳体单元完全相同，但是通过将管道壳体单元定向为彼此成180°，排气口沿径向相对，仍然能够以非常新颖的方式实现工作配置。

风扇可被定位于内壳体部与外壳体部之间，该风扇优选为风扇叶片向前或向后弯曲的离心式风扇。风扇可被偏离中心地定位于每个管道壳体单元中限定出的风扇涡形室内。已经发现，这种配置能够以最小的风扇能耗来提供穿过单元的高效气流。每个管道壳体单元都可限定出被定位于涡形室与排气口之间的扩散器。因此扩散器可被定位于风扇和换热器的下游，并因此当气流接近排气口时，能以最小的能量损失来减缓气流。涡形室可具有进入扩散器的矩形出口。因此，为了在离心式风扇的轴线大致垂直于涡形室的大致平面方向的条件下，使离心式风扇的效率最大化，涡形室内的流动可以是二维的。然而，扩散器可具有从涡形室排出口处的矩形横截面到与其分隔开的一位置处的圆形横截面的过渡。从矩形到圆形的过渡可以是平滑的，而且该过渡可占据扩散器的全部长度，即使是从正方形到圆形的过渡，扩散器也呈大致圆锥形状，因而平滑过渡允许以最小的风扇功耗让气流良好平滑地通过单元。

内壳体部和外壳体部可以是分开的部件，这两个部件在位于与风扇轴线垂直的平面中的表面处彼此紧靠。

内壳体部可设有用于容纳换热器的边角的凹部；该凹部优选具有约120°到130°的内角，用以容纳换热器的边缘，该换热器具有大致呈规则多角形的横截面或外形。该凹部可使换热器更紧密地布置在管道壳体单元中，由此使外罩内换热器的体积最大化。在更大的单元中，可采用被拉伸的六角形，这种六角形具有加长的相对平行表面，相对平行表面优选明显大于剩余的四个侧面。这种配置可增加换热器在单元的容积中所占据的百分比。

内壳体部和外壳体部可由EPP制成。在其它实施例中可使用其它材料，例如其它膨胀塑性材料。

根据本发明的另一个方案，提供了一种通风换热器单元，其包括外罩，该外罩容纳热交换器和第一通风通路以及第二通风通路；每个通风通路都从各自的进气口穿过热交换器延伸到各自的排气口；热交换器具有对流段；在对流段中，第一通风通路和第二通风通路的相邻部分中的流路处于相反方向，在外罩内的至少一个通风通路中设有用于驱动空气通过该通风通路的风扇。这样无需外部风扇，实现了高度的紧凑。

根据本发明的再一个方案，提供了一种用于通风换热器单元的管道壳体单元，该管道壳体单元包括内壳体部和外壳体部；内壳体部被设置成定位在与横截面形状大致呈多角形的换热器相邻处；外壳体部被设置成与换热器被所述内壳体部隔开，并至少部分地限定通向排气口的出口管道。这种配置有利于构成带有内风扇室的管道壳体单元，因此无需外部风扇。内壳体部的一个壁上设有圆形孔，以允许气流进入风扇室。因此风扇被可定位于内壳体部与外壳体部之间，并被定位在风扇室中。风扇室可包括风扇涡形室，并且风扇可被偏离中心地定位在所述风扇涡形室中。管道壳体单元可包括被定位于涡形室与排气口之间的扩散器。涡形室可具有进入扩散器的矩形排出口，并且扩散器可具有从矩形横截面到圆形横截面的、沿扩散器的过渡。扩散器可在形状上呈大致锥形，从矩形到圆形的过渡沿大致锥形的扩散器的整个长度平滑地融合。涡形室可设有离心式风扇，该离心式风扇被设置为在风扇的风扇叶轮外的涡形室中提供通向矩形排出口的大致二维流动；平滑过渡到圆形的非常有利之处在于，与矩形管道的情况相比，其能够使压力损失最小化，而且当排气口为圆形时，气流到达圆形排气口的损耗最小且使用风扇马达的功率最小。

内壳体部可设有用于容纳换热器的边角的凹部。该凹部可被设置在内壳体部的若非该凹部则为大致平坦的壁中，并且该凹部的非常有利之处在于其允许内壳体部被定位成大致更靠近换热器，因此使得给定空间内可用的换热器体积最大化。凹部可限定出用于容纳六角形换热器的边角的约120°到130°的内角。其它角度的凹部也是可以想到的，特别是用于具有不同横截面的换热器。

本发明的另一方案提供了一种校准通风系统中的气流的方法，其包括：起动步骤，在起动步骤中将风扇电机的速度调整为设定值，以在测量气流的同时提供预期的气流；以及运行步骤，所其包括对设定值进行选择。

在又一个方案中，提供了一种操作由电马达驱动的通风机风扇的方法，该方法包括：默认操作步骤，在默认操作步骤中，使电马达以至少一个预设可选择的速度操作通风机风扇；起动步骤，在起动步骤中，对至少一个存储的马达转速值进行调整以提供风扇的预期气流性能值；以及可选择的运行步骤，在运行步骤中，使风扇提供预期的气流性能值。

可存在多个存储的马达转速值和一个存储的提升值，并且所述方法可包括：选择上述存储值之一，依据所测量的通风机的参数来调整该存储值；对应所选择的值来选择提升值；并且依据所测量的通风机的参数，对应提升值来调整与提升值对应的存储值。

所述选择步骤可经由无线链路来执行。

该方法还可包括选择起动模式的步骤，以使得起动步骤生效。

选择起动模式的步骤可包括进行对控制器的控制输入的开关连接。

该方法可进一步包括通过断开开关连接来选择运行模式。

在运行模式中，该方法包括根据被感测的参数，在不同的马达速度之间进行切换。

被感测的参数包括湿度、结霜程度、CO₂和温度中的一个或多个。

在另一方案中提供了一种用于通风机风扇的控制系统，该控制系统具有执行以上方案中描述的一个或多个方法的装置。

在另一方案中提供了一种用于由电马达驱动的通风机风扇的驱动电路，该电路具有：多个开关，用于选择电机转速；速度控制装置，被连接以对应于开关的设定在对马达的输出中提供相应的脉宽；以及起动电路，与速度控制装置相关，具有起动设定和运行设定；在起动设定中，可调整所选择的马达转速以提供风扇的预期的气流性能；在运行设定中，不能调整所选择的马达转速；其中在对起动电路通电之前，多个开关被操作以在预设的马达转速之间进行选择。

可设有无线遥控装置，该无线电遥控装置至少在所述起动步骤中可被操作以在不同的马达转速之间进行选择。

电马达可以是电整流马达，具有响应于来自速度控制装置的PMW输入改变电马达转速的操作电路。

可设有微控制器，该微控制器被编程以形成速度控制装置。

可设有一个或多个传感器，以在运行模式中，根据被感测的参数来选择不同的马达速度。

传感器可包括湿度、结霜程度、CO₂和温度中的一个或多个。

由电整流马达驱动的风扇典型地包括作为风扇装置的一部分的马达操作电路，马达操作电路还能被描述为无刷DC(BLDC)。也就是说，为校正马达的整流以确保马达操作顺利和可预测所需的电子器件可以是风扇装置的一体式部件。

根据本发明的另一方案，提供了一种用于通风系统的壳体，该壳体具有多个扁平的入口和一个扁平的出口，入口和出口在同一水平面对齐。

优选地，扁平入口和扁平出口呈长形，例如矩形。矩形的入口/出口可具有在内部提供一系列子管道的腹板或分流器，在一个示例中使用了三个相邻的方形子管道。矩形的入口/出口的边角可以是锐角或稍微倒圆的。因此，入口/出口可实质为矩形或大致为矩形。这有利地允许诸如矩形管道等扁平管道被直接附接到附连有多个入口管道的壳体而无需接头，例如圆头球形的接头，而且无需弯曲管道。这样实现成本高效的通风壳体；该通风壳体安装容易且快速，具有良好的系统流阻，而且实现接合处泄漏的可能性和部件应力的最小化。这样还能实现高效系统，该高效系统以低于之前情况的指定风扇功率来产生所需要的气流，这对于环境因素而言是非常有利的。

壳体优选用于中央通风抽气机单元。这种中央通风抽气机单元可容置风扇叶轮，该风扇叶轮用于从入口抽取通风并经出口排出。这种中央通风抽气机单元可具有安装在建筑物的一个房间中的壳体，并可从建筑物的诸如其它房间等多个其它位置通过通风管道抽取通风空气，然后经出口将通风空气排出到大气。

壳体可具有被定位在排出室中或邻近排出室的风扇叶轮，该风扇叶轮例如用于离心式风扇。风扇叶轮的高度基本上与排出室的高度相同或稍微低于排出室的高度。排出室可通过与风扇叶轮的入口孔对齐的孔与壳体的入口气室连通。因此进入风扇叶轮的基本上所有气流都可通过这一个孔。风扇马达可被附接到风扇叶轮的另一端。

优选地，壳体的出口在垂直于风扇叶轮轴线的平面中具有宽度大于高度的排出孔，例如约2到4倍宽，比如约3.5倍宽。这有利地提供非常宽的出口，并使得高速气流在风扇叶轮下游行进而不会遇到锐角，并因此非常高效。

排出室可为大致扁平的形式，例如呈大致平面的形式，并且风扇轴线可垂直于排出室的平面。这有利地允许风扇叶轮安置在排出室中，从而使得气流能够从室中充分且高效地排出。排出孔可包括加长的矩形槽，该矩形槽的高度基本上与室的高度相同。槽的宽度可大于风扇叶轮的直径，从而使得气流能够从壳体中充分且高效地排出。

可采用向后弯曲的风扇叶轮。这能够有利于使得紧接着风扇叶轮下游的气流中的旋涡最小化以获得高效率。风扇叶轮的直径可大于其轴向长度。当采用这种风扇叶轮，尤其是在排出室中采用这种风扇叶轮时，其轴线垂直于大致平坦平面形式的排出室，这可使得风扇叶轮的下游实现二维流动，这种二维流动的流动特性不会沿风扇叶轮的轴向发生显著改变，或者换言之随排出室的高度而上升。因此，避免了紧接在风扇叶轮下游处出现速度梯度和涡流或湍流。此外，任何涡流都与扁平出口或长形出口的延伸方向对齐，如上所述，出口可呈矩形，这能够有利于气流的效率。

在一些实施例中，排出室相对于包含入口的平面倾斜。入口可由进入入口风室的多个入口孔组成，入口风室和排出室被定位成一个位于另一个之上或邻近另一个。这有利于获得紧凑的单元。入口风室可具有风扇供给排出孔，该风扇供给排出孔通向风扇叶轮所处的排出室。风扇供给排出孔与每个入口孔的距离大致相同。这有利于提供一种系统，在该系统中从每个入口孔的抽取量相等或大致相等。

排出室可具有朝向其排出孔的对齐区域，例如位于其主平面部与排出孔之间的弯曲区域。这有助于气流从室中高效排出而无需提供长而大的壳体。在一些实施例中，对齐部可包括具有沿一个方向变化的第一流路和沿另一方向变化的第二流路的鹅颈弯头，例如鹅颈弯头曲线——类似于天鹅颈。这有利于获得具有高效气流特性的、非常紧凑的单元，该单元实际上不必长，当排出室倾斜，或者排出室的至少一部分与壳体的入口孔处于不同高度或者错开时更是如此。

排出室可具有可打开(例如可移除或可铰接式打开)的盖子，该盖子被设置成可打开以对风扇进行检查/移除。这有利地允许检查/维修风扇而无需如现有技术系统中那样整体拆卸壳体和移除附连的通风管道。排出室具有可打开(例如可移除或可铰接式附接)的基部，或者被连接至入口风室或构成入口风室一部分的中间部分，或者包含壳体的入口和出口的壳体歧管段。这种结构的非常有利之处在于其允许在建筑物或其它住宅首先安装通风管道，并且连接到包含有入口和出口的壳体的风室。因此，作为稍后的步骤，排出室可作为包含风扇叶轮和马达的一个安装部件被装配，或在需要的情况下在若干个安装阶段中被装配。

在一些实施例中，穿过风扇叶轮的轴线并垂直于排出孔(或出口)的平面在沿排出孔的路径的30％到50％的位置处与排出孔相交，在一个示例中为40％。这种构造使得排出孔/出口位于壳体的相对中心处，这对于便于安装的目的而言是有用的。在一些实施例中，出口可与入口对齐，使得被附接到出口的出口管道实际上是入口处管道的延续并与入口处管道同轴，由此实现非常容易的安装。

在一些实施例中，第一平面可穿过风扇叶轮的轴线并可垂直于排出孔，而且第二平面可相对于第一平面成补偿角，从风扇叶轮的轴线沿垂直于第二平面的第三平面到室壁的一个内侧壁的宽度比到室的相对内侧壁的宽度高35％至45％，例如高40％。补偿角例如在2°与25°之间，例如在5°与15°之间，在一个示例中为约11°。补偿角可以为正，因此在使用过程中，风扇叶轮上的一点在穿过第一平面之后，穿过补偿角例如为11°的第二平面。这种构造使得风扇叶轮的下游形成非常高效的涡形，同时仍然能够在壳体上形成相对居中或完全居中的通风出口。

相对的侧壁可具有平行于第二平面的主要部分。例如，在补偿角为11°的情况下，相对的侧壁的主要部分也可与第一平面成11°角，其中第一平面穿过风扇叶轮的轴线并垂直于排出孔。

本发明的另一方案提供了一种用于中央通风抽气机系统的壳体，该壳体具有多个入口和一个出口，入口室大致在风扇位置的上游，出口室大致在风扇位置的下游，其中出口室相对于一个选定的入口与出口至少之一倾斜。

本发明的另一方案提供了一种用于中央通风抽气机系统的壳体，该壳体具有多个入口和一个出口，出口室大致在风扇位置的上游，出口室大致在风扇位置的下游，其中出口室相对于壳体的底面倾斜。

本发明的另一方案提供了一种用于中央通风抽气机系统的壳体，该壳体具有多个入口和一个出口，入口室大致在风扇位置的上游，出口室大致在风扇位置的下游，其中出口室相对于出口处或至少一个入口处设计的流动方向倾斜。

倾斜角可在10°与40°之间，例如从10°到30°。在一个示例中，倾斜角为15°。

本发明的另一方案提供了一种用于中央通风抽气机系统的壳体，该壳体具有多个入口和一个出口，入口室大致在风扇位置的上游，出口室大致在风扇位置的下游，其中出口处于与风扇位置偏离的平面中。

出口室可包括弯曲部，例如使出口与风扇位置偏离的双弯曲的鹅颈弯头部。这样允许紧凑的壳体。

入口和出口例如可在同一平面中彼此对齐。入口和出口可以是扁平的，例如矩形。

在另一方案中，提供了一种用于由电马达驱动的风扇的驱动电路，该电路具有：多个开关，用于选择马达转速；速度控制装置，被连接以对应于开关的设定在对马达的输出中提供相应的脉宽；以及起动电路，与速度控制装置相关，具有起动设定和运行设定；在所述起动设定中，能够调整所选择的马达转速进行以提供风扇的预期气流性能；在所述运行设定中，不能调整所选择的马达转速。

电马达可以是电整流马达，具有操作电路，该操作电路响应于来自速度控制电路的PWM输入改变电马达的转速。

微控制器可被预编程以形成速度控制装置。

在另一方案中，提供了一种操作由电马达驱动的风扇的方法，该方法包括：起动步骤，在起动步骤中，对多个马达转速进行调整，以提供风扇的预期气流性能值；以及运行步骤，其包括在风扇的预期气流性能值之间进行选择。

由电整流马达驱动的风扇典型地包括作为风扇装置的一部分的马达操作电路。也就是说，为校正马达的整流以确保操作顺利且可预测所需的电子器件可以是风扇装置的一体式的部件。

附图说明

本发明可以各种方式实施，下面将参考附图描述根据本发明各个方案的通风换热器单元的一个实施例、众多优选的中央机械式抽气机单元、优选的驱动电路和校准方法，其中：

图1是换热器或热元的示意图；

图2示出了过滤器装配在入口面上的换热器；

图3示出了装配有内壳体部的换热器；

图4示出的视图与图3相似，不同处在于风扇马达组件就位；

图5示出了相似的视图，不同处在于装配有外壳体部；

图6示出了相似的视图，不同处在于装配有入口/排气歧管；

图7示出了从不同角度看到的、图6的部件的视图；

图8是与图7相似的视图，不同处在于移除了外壳体部；

图9是与图8相似的视图，不同处在于排放件和其中一个外壳体部就位，而且移除了风扇马达和内壳体部；

图10是与图6相似的视图，不同处在于示出了排放件；

图11是图10的部件的视图，不同处在于从不同的角度观察并装配有隔离板；

图12是与图11相似的视图，不同处在于装配有金属罩部件；

图13是与图12相似的视图，不同处在于PCB控制器的通道门处于打开状态；

图14是与图12相似的视图，不同处在于所示PCB控制器通道门关闭并且还示出了布线接头；

图15是图14的部件的视图，示出了墙壁装配架；

图16示出了图15的部件，不同处在于从不同的角度观察，并示出了冷凝排水塞；

图17是移除了换热器的通风换热器单元的局部视图；

图17a是图17的一部分的放大图；

图18a、18b和18c是其中一个内壳体单元的视图；

图19a、19b和19c是通风换热器单元的歧管板的不同视图；

图20示出了安装在建筑物中的通风换热器单元；

图21A和21B示出了风扇马达的固定方式；

图22示出了通风机装置的实施例的原理图；

图23示出了适于图22的装置的电源的原理图；以及

图24示出了对图22的装置进行遥控的原理图；

图25示出了改进型配置的框图；

图26A是包括有根据本发明的优选实施例的中央机械式抽气通风机壳体系统的建筑物的示意图；

图26B是系统的一部分的放大图；

图27A至27F是根据本发明的通风机壳体的第一实施例的各种视图；

图28A和28B分别是根据本发明的通风机壳体的第二实施例的立体图和剖视图；

图29A是根据本发明的壳体的另一实施例的、沿图29C中的线A-A剖开的剖视图；

图29B是图29A的壳体的侧视图；

图29C示出了图29B的剖面C-C；

图29D是对应于图29A的分解视图；

图30A是根据本发明的通风机壳体的进一步优选实施例的、沿图30C的线A-A剖开的剖面；

图30B是图30A的通风机壳体的侧视图；

图30C是沿图30B的线C-C剖开的剖面；

图30D是对应于图30A的分解视图；以及

图31示出了用于驱动图30A至30D的壳体中的风扇的电路。

具体实施方式

如图20所示，通风换热器单元10可安装在建筑物14中的房间12内。房间12可设有污浊空气出口16，污浊空气出口16经由导管18、内部换热器通路20和导管22被连接至位于建筑物14的外墙壁19上的外部出口17，导管18将污浊空气出口连接至换热器10，导管22从换热器10通向外部出口17。房间还具有新鲜空气输送出口24，新鲜空气输送出口24经由导管28、第二内部换热器通路30和导管32被连接至新鲜空气入口26，导管28将新鲜空气输送出口24连接至换热器10，第二内部换热器通路30穿过换热器10，导管32将换热器连接至新鲜空气入口。

如下面即将描述的，换热器10包括用于驱动空气通过第一换热器通路20和第二换热器通路30的风扇马达34。风扇马达通过从电力储存/控制单元38导出的电源电缆36供电，电力储存/控制单元38适于将源自电力网电源40、太阳能电池板42和/或风力涡轮机44的电力供给换热器10。换热器10的目的在于依靠经外部出口17排出的空气中的能量，在建筑物耗电低和能耗低的情况下，为房间12提供新鲜空气通风。如图15所示，为了与标准厨房用具匹配，通风换热器单元10为600mm宽。

如图10所示，通风换热器单元10除了包括对叶片(未示出)向前弯曲的两个离心式风扇36进行驱动的两个风扇马达34之外，该通风换热器单元包括六角形换热器48、完全相同的内壳体50、完全相同的外壳体52、完全相同的歧管板54和空气入口过滤器56；还设有完全相同的排放件58，这些排放件被设置为通过排水塞60排放冷凝液。内壳体50、外壳体52、歧管板54和排放件58的完全相同性极大地降低了生产成本。如图21A和21B所示，马达定位环500、螺钉504用于将风扇马达34牢固地保持在位置上。

图1所示的换热器或热元48是一种六角形逆流式换热器，在一个实施例中该换热器可采用荷兰Waalwijk市的Recair BV公司的名为Recair Sensitive RS160(商标)的换热器。这种换热器48(图1)具有经由对流段64通向出口面66的入口面62。换热器的对流段64中的管道(未示出)为三角形，从而使得每个管道均由多个管道围绕，在所述多个管道中空气沿相反方向流动。因此，从建筑物14排出的污浊空气与进入的新鲜空气之间可进行最大程度的热量传递。换热器48的容积约为单元10的容积的33％，这大大高于现有技术单元中的约12.5％。因此，在使室内空气维持新鲜的同时，对建筑物中的冷气损失感最低并使能耗最小。在多数情况下，依据湿度、质量流量和温度，换热器48的总体换热效能通常超过92％。如图2所示，可更换的过滤器被安置在换热器48的入口面62上。过滤器为G3级，并保护换热器48以防污垢堆积。还可想到的是，单元10可包括额外的或可选的过滤器(未示出)，这类过滤器被设计用以去除携带诸如花粉等污染物的特定空气。

在图3中可以看到，内壳体50可在邻近换热器48的出口面66处装配到换热器上。内壳体50为非左右手式(non-handed)，以使得其上的排气口68成为沿直径被对置的。内壳体50各自包括大致平坦的壁70，壁70的内面700沿换热器48的边缘720接合，边缘720限定换热器48的入口面62与出口面66之间的分界。内壳体50与外壳体52一起限定涡形室72，风扇46处于涡形室72中，该涡形室具有经由扩散器76通向排气口68的矩形出口74。每个排气口68都呈圆形，而且从排气矩形出口74处的矩形段沿扩散器76到排气口68的圆形段的全程均为平滑过渡。这种平滑过渡使得流动的压力损失和无效功达到最小。这是极为有利的。外壳体52与内壳体50经由圆锥形钉78互锁，圆锥形钉78与外壳体的相应凹部(未示出)啮合。如图17所示，外壳体52限定入口管道79，入口管道79提供从歧管板54的进气口80通向换热器48的入口面62的平滑流动。由内壳体50和外壳体52限定的圆形排气口68位于靠近排气口82处，排气口82与歧管板54的进气口82一样呈圆形。对于导管17，32，18，28而言，这些口将采纳内径为100mm的圆形管道或外径为125mm的管道。在较大的实施例中，可采用其它尺寸，例如能够采用125mm的内径和150mm的外径的端口。制成歧管板54的材料的弹性足以通过推入装配来容纳管道，而无需诸如联接螺旋夹等夹具，并且所述材料具有良好的绝热性能以防止热损失。

如图7所示，风扇马达34推动从建筑物14排出的内部污浊冷气经由左手侧的排气口82离开建筑物。另一风扇马达(未在图7中示出)通过左手侧的进气口80将外部新鲜冷气抽吸到换热器单元10内。风扇34将来自建筑物14的内部污浊暖气吸入通风换热器单元10。上述另一风扇(未图示)推动用于建筑物14的外部新鲜暖气离开图7所示的右手侧的排气口82。图8示出了外壳体52被移除的情况，以便更详细地示出单元10内空气的流路。如图9所示，装配有排放件58。另外，这些排放件58为非左右手式并被成形为将冷凝液引出单元10。这些零件都是由与风扇壳体(EPP)和歧管相同的材料制成的，以防止热损失。图7示出用于对风扇、结霜传感器或其它传感器(未示出)进行通信和供电的布线通道34a、34b。

图10从后方示出排放件58，虽然它们是完全相同的，但是由于其新颖的倾斜结构，所以将只有一个侧壁收集冷凝液。图11示出添加到单元10的顶部和底部的绝热件90，这些绝热件90由泡沫丁腈橡胶类型的Lamapro(商标)和Lamacell(商标)的绝热材料制成，而且可以从英格兰Suffolk郡Hadleigh市的Siderise(特殊产品)有限公司买到。这些绝热件防止热损失。在图12中，示出了位于换热器单元10的不同侧面上的外罩即金属制成的限定部件92。图13示出处于打开状态以允许单元起动的、通向PCB控制器96的通道门94。图14示出了处于关闭状态的通道门94和将通风换热器单元经电源电缆36连接至电力储存/控制单元38的布线接头98。如图15所示，通风换热器单元10在靠近其顶边缘99处设有沿纵向延伸的墙壁装配架100，而间隔件101可被定位在更靠近单元10的下边缘102处。如图16所示，通风换热器单元10的底面110设有排水塞60。排水塞60可与家用管件尺寸兼容并永久性地被连接到最近的废水管。图1至图16并非表明组装机械式通风热回收单元10的必要顺序。可替代地，组装顺序可由金属外壳开始，然后可将其它部件装配到金属外壳中。图17示出了用于过滤器56的定位凹槽58a。

考虑采用完全相同的零件，尤其是完全相同的内壳体50、外壳体52和进气/排气歧管板54，将这些零件不同地定向以获得最终的组件，这是十分新颖且有利的。在与现有技术相比较小的紧凑外壳内，单元10同样具有非常大的换热器48。此方案能够实现的至少部分原因在于，换热器48的至少一个大致平坦的表面被定位成邻近并大致平行于通风换热器单元的外罩的一个表面。具体而言，换热器48的底面120和顶面122紧靠并平行于排放件58，而且歧管板54紧靠并平行于单元10的金属外壳的相应表面。这种构造使得非常大的换热器能够被用在适用于家用电器中的小型矩形六面体的外壳体内。这样允许该单元总体获得更大的效率，而且这也是由于内部零件、即内壳体50可被定位成靠近换热器48，因而使得泄漏路径减到最少。通过设置沿内表面126、127延伸的定位凹槽125，并使得内表面126、127相对于彼此成约120°至130°的角度以便以整齐且良好密封的配合来容纳六角形换热器48的各边缘；凹槽125还将内壳体50和外壳体52、及扩散器76和入口管道79安置在与否则的话在此情况下相比更靠近换热器体处，由此使较大的换热器能被容纳在较小的空间中。这种极具创造性的凹槽还能够使泄漏最小化，这是因为凹槽125可接合换热器的两个相邻的表面(靠近其共共边缘)。总体效果就是，单元可具有600mm的最大公称尺寸，并可与模块化厨房单元兼容，但仍可具有良好的换热器效能和低微的风扇功耗。

PCB 96允许对单元进行远程起动。单元可配备LCD显示器(未示出)以方便起动。也可以设置诸如视觉警报或听觉警报等过滤器堵塞报警器。这可以经由时间函数例如在操作一年以后执行，或者通过由PCB 96监控风扇速度和监控负荷/过滤器阻抗、以确定何时必须更换过滤器56来执行。风扇马达34可以是交流电AC型或直流电EC(DC)型，且直接使用来自电力网电源40的电源电压或使用在例如电力储存/控制单元38中转换的电源电压。太阳能电池板42可使用光电电池43；且风力涡轮机可独立使用或与太阳能电池板42结合使用，以形成带有电力储存/控制单元38的充电系统，从而允许用所储存的能量来提供持续的电力。因此，可为建筑物通风提供有利于环境且节能的系统。

下面参考图22和图23描述对风扇马达34(或者图1实施例中的两个马达或其它实施例中的多个马达，在图22中这些马达可被集体地显示为仅一个马达)的控制。可替代地，参考图31描述对风扇马达的控制和校准。

参考图22，通风机装置10包括电整流马达210，电整流马达210的轴212驱动风扇214，即风扇34(或者图1实施例中的两个风扇34，或其它实施例中的多个风扇，在图22中这些风扇被集体地显示为仅一个风扇)。总体操作和马达的整流由具有速度控制输入端218、219的集成操作电路216执行。

控制电路200具有微控制器220(图13中的PCB 96)，此处为PIC16F690，其作为具有PWM比的PWM控制器进行操作，改变所述PWM比可提供不同的马达运转速度。可用不同的方式，例如通过从0V至10V的DC范围内选择电压信号，来提供不同的马达速度。控制器220具有连接至一对双极晶体管224a、224b的基极的输出端221；双极晶体管224a、224b的集电极经由各自的上拉电阻225a、225b被连接至电源电压Vcc，上述集电极也被连接至马达210的速度控制输入端218、219。晶体管224a、224b的发射极被连接至接地参考电位。这种配置使得输出端221a、221b为高电位时，晶体管224a、224b导通，从而向速度控制输入端219a、219b提供“逻辑0”。当输出端221为低电位时，晶体管224a、224b截止，从而向马达的速度控制输入端提供10v的“逻辑1”。

微控制器220具有第二输出端子226、模式端子227、调谐端子228和多个(在本实施例中为四个)控制输入端232-235，第二输出端子226用于选择PWM值并因而选择运行模式中的马达速度，模式端子227用于设定起动模式和运行模式，调谐端子228用于输入校正值。

连接至模式端子227的是连接至接地参考电位的第一下拉电阻282和图示为开关的跳线(jumper)283，跳线283选择性地将模式端子232连接至电源电压Vdd。

系统具有连接至微控制器220的相应的控制/设定输入端232-235的第一至第四开关242-245。各输入端232-235具有各自关联的下拉电阻236-239，在远端被连接到地。开关242-245具有连接至微控制器的第二输出端子231的公共端子。

第二输出端子226经由开关242-245被连接至相应的输入端232-235。

湿度传感器254经由桥式整流器255被连接至微控制器220的另一输入端256。湿度传感器起到可变电阻器的作用(依据湿度)，以提供依湿度而变化的电压。当湿度上升到超过被编程到微控制器220内的阈值时，将使得通风机以高于当前速度的速度运行。当湿度因通风机的作用或者因某种其它不相关的因素而下降时，微控制器220将使得通风机速度回复至其标准速度。

在该实施例中，还设置有结霜传感器260，结霜传感器260在微控制器220的第六端子257与第七端子258之间被连接至微控制器220。同样在该实施例中，二氧化碳传感器262被连接至微控制器220的第八端子259。二氧化碳传感器262接收电源电压Vdd，当接收的二氧化碳水平超过阈值时，向第八端子259提供“逻辑1”。由此使得通风机切换到提升速度。

调谐端子228经由第四电阻250被连接至预调电位计249的游标249a。预调电位计的一端被连接至Vdd，另一端连接至接地参考电位。

微控制器220作为脉宽调制器进行操作，以向速度设定端子218、219提供处于平均值0V至平均值10V之间的电压。PMW比由第一开关243确定，当第一开关243闭合时将导致实施提升模式，其中风扇214的转速被增加到提升速度。PMW比也由第二开关确定，当第二开关断开或分别闭合时，将使得风扇以第一或第二“标准”速度旋转。在起动模式中，与各个开关设定情况相关联的实际速度由调谐端子228的电压值确定。

当连接跳线242，并向模式端子232施加“逻辑1”时，微控制器220被置于起动模式。在该模式中，当调谐端子228的电压发生变化时，将变化截止时的电压值存储在微控制器220中以用于相关联的速度设定。

参考图23，在这个实施例中微控制器220由Vdd(＝5v)电压供电，为此设置了电源300，电源300具有电力网(230v ac)输入端301并提供Vdd，以及用于PWM控制信号的电压Vcc(＝10v)和用于湿度传感器的脉冲电压Vs＝2.7v。本领域技术人员能够想到这种电源的许多电路配置。在实施例中，电源由12v-0v-12v中心抽头变压器302提供，一个抽头被连接至电阻303和2.7v齐纳二极管304，另一个抽头被连接至桥式整流器305；桥式整流器305的输出端306经由第一分路平滑电容器307、串联电阻308和10v齐纳二极管309被连接至Vdd输出端310，然后经由第二串联电阻311、5v齐纳二极管312和平滑电容器313、314被连接至Vcc输出端315。

在初始通电时，微控制器220处于所谓的“默认”模式。在该模式中，微控制器具有与开关242-244的速度相对应的预存的马达速度值。在一个实施例中，可对开关242、243和244组合使用，以选择按10％递增的八个不同速度。根据第四开关245通电与否，可用第四开关245在5分钟或10分钟的提升周期之间进行选择。在典型的实施例中，提升速度是在第一至第三开关242-244所选择的速度上增加15％。在默认模式中所存储的速度值不能变化。

通过连接跳线246，可将微控制器切换到起动模式。在起动模式中，可将设定值输入到微控制器220中，并加以存储，以用于随后断开跳线246时将会进入的“运行”模式中。

为了起动微控制器以及相关联的马达和通风机，接通跳线246并启动单元。然后使用第一开关至第三开关242-244来设定预期的速度范围。使用锥形空气流量计将厨房和潮湿房间的终端设定成英国建筑规范(UK Building Regulations)F部分要求的最低限度的高流速。如果流速大于或小于所要求的流速，则调整预调电位计249来细调系统。然后对每种速度设定都重新检查流速。类似的步骤被用于提升设定。调整预调电位计249的动作将使得存储在微控制器220中的马达旋转速度值发生变化。

移除跳线246可防止所存储的马达旋转速度值改变，并因此确保气流设定不会受到影响。移除跳线会导致模式输入端227下拉到地，还会将微控制器置于其运行模式。在运行模式中，将不能对应于开关设定而对速度值进行调整。然而在切换到提升模式和脱离提升模式的过程中，仍然能够在所存储的速度值之间进行切换。

参考图24，在这个实施例中，系统具有用于设定通风机速度的RF型遥控装置270。此遥控装置可在常规操作期间用以控制速度。在起动期间，可用该遥控装置使速度发生变化。当前所描述的实施例的遥控装置270具有RF发射器272，RF发射器272被耦接至发射天线271并由编码器273操作，编码器273具有象征性地图示为273a的按钮开关。这里的RF发射器操作于433MHz的频带，并对具有接收天线275的RF接收器装置274进行传送。接收器274被连接到解码器276，在本实施例中接收器274可从多达七个不同的编码器接收信号。解码器具有学习开关277和状态LED 278，并具有四个数字输出端280-283。这四个数字输出端被连接至微控制器220的相应的控制输入端284-287，见图1。

在操作中，微控制器的每个遥控输入端284-287都被连接以具有与第一至第四输入端232-235相似的功能。因此，速度设定也能够用遥控器来远程执行，所以如果远程起动更便利，则采取远程起动，并且在运行模式期间也可进行遥控。特别地，遥控器具有“上/下”控制，并具有“提升”开关。使用“上/下”控制，通过速度设定值的周期性操作，来实现速度控制。

在跳线242连接的情况下，对装置进行起动的人员可在检查流量计的同时在不同的速度设定值之间进行切换，而不必返回到控制器本体去改变速度。一旦跳线242被断开连接，即表示结束起动模式而进入运行模式。

在运行模式中，开关242-245和同样方式下的遥控设定所发挥的功能不同于其在起动模式和默认模式中所发挥的功能。特别地，在运行模式中第三开关和第四开关被用来设定不同的提升周期——因为有两个提升开关，所以通过开关的组合可有四个周期供选择——在这个示例中为5分钟、10分钟、15分钟和20分钟。

图25示出了改良的PCB控制器装置96的框图，PCB控制器装置96也可用于图1至图21A中所示的机械式热回收单元10。为了起动(或安装)通风热回收单元10，改进的微控制器220′具有来自提升延迟设定系统402的输入端401、来自CO₂设定点系统404的输入端403、来自湿度设定点系统406的输入端405和来自速度设定系统407的输入端406′，速度设定系统407由RF输入速度选择系统408和/或本地控制器速度选择系统409控制。

在安装期间，例如通过像跳线246那样的跳线将改进的微控制器220′设定为起动模式。在起动模式中，通过输入端401、403、405和406′将设定值输入到微控制器220′。为了起动微控制器220′和相关联的马达/风扇34，接通跳线并且启动单元。然后使用速度设定系统407(当使用RF输入系统408时为远程设定)来设定预期的速度范围。使用空气流量计，可将厨房、潮湿房间或其它终端设定为建筑规范所要求的最低限度的高流速。如果流速大于或小于所要求的，可用控制器系统409或RF输入系统408来调整系统，从而在仍然满足规定的气流要求的同时，使风扇马达34耗用的功率最小化。安装者能够使用RF输入系统，在远离单元10处进行上述工作，同时在较远的空气入口或空气出口同步地测量建筑物中的较远位置的气流，由此意味着只需要一个安装人员。对每种速度设定的流速进行检查，相似的步骤可用于提升设定。湿度设定点、CO₂设定点和提升延迟设定可使用湿度设定点系统406、CO₂设定点系统404和提升延迟设定系统402来进行设定。所输入的数据使得存储在微控制器220′中的马达转速以及湿度、CO₂和提升延迟设定的数值发生变化。当稍后用户要求提升或者例如响应于电灯开关操作或运动传感器的输出(例如在浴室或者厨房或者洗手间中)而提升时，上述提升延迟设定例如可设定将被使用的提升风扇速度的时间周期。同样地，为了使马达34开始运转；或者在稍后的运行模式期间，当传感器显示建筑物中达到预设的湿度和/或CO₂设定点时，为了提高马达34的速度，可对CO₂设定点和湿度设定点进行选择。

一旦完成起动，可移除跳线，以防存储值发生改变且将微控制器220′置于其运行模式。在运行模式中，将不能对应于任何切换设定而对速度值进行调整。然而，切换到升压模式及脱离提升模式、及在所存储的速度值之间进行切换仍然是可能的。在建筑物中，用户可利用RF提升控制器410和/或固定式本地提升控制器411向微控制器220′提供操作输入，以依据经由马达速度控制信号路径413到达风扇马达34的信号412来改变风扇马达34的速度。从在建筑物中被适当定位的CO₂传感器416和湿度传感器417至微控制器220′的输入414和415也可以在运行模式期间使马达34开始操作，或者视情况，例如使建筑物中的湿度和CO₂水平维持在预定值(在校准模式期间设定)以下，提高或降低马达速度。

微控制器220′可任选地设有通向显示器422的显示输出420，显示器422被定位在机械式热回收通风单元10的外罩上的PCB 96/微控制器220′的可见位置。

图25还示出了用于微控制器220′和马达34(或多个马达34)的供电系统424。除了图20中所示的电力网电源40以外，在风力涡轮机44和太阳能电源42旁边可设置SELV电源426，存储装置和电源控制器38可包括如图25所示的两个独立的逻辑单元；并且如图25所示，从电力网电源40/SELV电源426和电源控制器38，到微控制器220′和风扇马达/多个风扇马达34，可设置独立的电源线428、429和430。

参考结合图26A示出的实施例，建筑物610包括由墙壁618分隔并具有细流通风机(trickle ventilator)入口620的厨房612、浴室/潮湿房间614和起居室616。这些房间612、614和616各自具有通风出口622，如图30A至30E所示，通风出口622由矩形管道624连接至中央机械式抽气单元壳体628的相应入口626。壳体628容纳有由马达632提供动力的、向后弯曲的离心式风扇630和经由出口矩形管道636通向大气的出口634。如图26B所示，壳体628具有三个入口626和一个出口634，入口626和出口634形成为短套管638；如图30B所示，短套管638内部呈矩形，与管道624、636的宽高比约为3.5到1的外横截面形状匹配。壳体如图26B所示具有四个安装孔640，这四个安装孔640使得所述壳体便于安装，例如便于安装到天花板或安装在吊顶或屋顶空间内。

如图30A所示，所有的套管638、入口626和出口634都彼此对齐。如图30A所示，它们在壳体的底面642上方的相同距离处并靠近该底面，入口626和出口634各自的最接近底面的边缘644在底面642上方约20mm处。虽然这里使用的词语是“底”，但是实际上壳体628通常在建筑物610中安装的构型可由图30A所示的构型倒置而成，管道626、636靠近屋顶空间的天花板或顶部，而“底”面642被安装到屋顶空间的天花板或顶部。壳体入口626、634与出口相对齐，这种方式的非常有利之处在于，无需使用任何接头且无需使管道弯曲，就能够将具有较大宽度和较小高度的矩形管道连接至中央壳体628。这意味着无需附加部件，并使得装配时间最少化。另外，靠近壳体处不必有急弯，从而使得系统的流阻最小化并使得通风系统的效率最优化，允许更低的指定风扇功率并因此允许更加有利于环境的系统。系统中接合件的数量也得以最少化，从而形成泄漏量最小的高效系统。部件和接合件无需受压，从而使泄漏的可能性最小化。

如图30A所示，壳体628具有入口气室46，每个入口626都对所述入口气室露出。入口气室具有底壁48和四个侧壁650，而且当如图30D那样从侧面观察时，该入口气室的横截面为大致梯形。入口气室646的底壁648和侧壁650一体地形成为壳体628的歧管部件652的一部分，歧管部件652包括全部入口626和出口634。室646的顶壁654形成为壳体628的独立的中间部件656的一部分，并包括圆形的出口孔658；出口孔658位于倾斜的顶壁654上，通向风扇叶轮630的圆形的入口660。中间部件656和顶盖662一起构成了壳体628的出口室664。如图30A所示，出口室大致平坦，而且在风扇叶轮630的区域完全平坦，因为该出口室的恒定高度稍高于风扇叶轮630的高度。在出口室664的平坦部666中，出口室的下壁668和上壁670彼此平行并与入口气室646的顶壁654平行。出口室664的侧壁672弯曲为涡形。出口室664的平坦部666通过出口室664的鹅颈弯头部672连接到出口634。鹅颈弯头部的非常有利之处在于，其使得壳体628的尺寸最小化，而且使得出口634与入口626在相同的水平面对齐而无需用于出口室664的长出口段。鹅颈弯头部672包括第一段674和第二对向弯曲部676；第一段674沿一个离开平坦部666的平面的方向弯曲，第二对向弯曲部676以高效方式并入出口634中。出口孔658未与出口634、入口626对齐，并且出口室664的高度低而位于入口气室646的上方，这种方式使得壳体628非常紧凑。出口室664的平坦部666被定向为与如下平面成15°角：该平面平行于出口634、入口626及底壁642处的流向；出口室664的倾斜使得出口634能够与入口626对齐，从而在通过壳体628的流路中、尤其是在风扇叶轮630的下游通过出口室664和出口634的流路中没有急弯，当马达632驱动风扇630时，由于质量流量守恒，即出口处的质量流量等于入口处的质量流量之和，所以出口处的气流速度大大高于多个入口626处的气流速度。

风扇叶轮的叶片外径约为190mm，而风扇叶轮的叶片高度约为45mm。风扇叶轮630的转子叶片外径是转子风扇叶轮的叶片高度的约四倍。出口634的宽度为200mm，大于风扇叶轮630的叶片外径。出口626的高度比其宽度小3.5倍。

平面X(见图30C)垂直于平面Y，平面Y以11°补偿角与平面Z成角度地间隔开；平面Z平行于壳体628的纵向轴线，并平行于出口634处的流向和出口矩形管道636。侧壁672的平行于平面Y的出口导壁部678开始于平面X与壳体628一侧的侧壁672相交处，且平滑地并入出口634中。

沿平面X的线，风扇叶轮630的叶片680的外径是沿平面X与侧壁672相交的两个点之间的距离的70％，已经发现，此比值与11°补偿角结合可提供高效的流动特性。另外，出口导壁部678相对于平面Z成角度，这种方式的非常有利之处在于，其使得出口634能够与相对的入口638对齐，从而使得所连接的管道能够对齐并同轴，易于安装。同样地，另两个入口626彼此相对，并垂直于出口634及与出口634相对的入口626，从而易于安装。

顶盖662被可移除地附接到中间部件656，这是有利的，因为这样在需要的情况下，即可对没有风扇叶轮630、马达632和顶盖662的壳体进行安装，这些缺少的部件可稍后装配。同样地，在需要的情况下，可在装配歧管部件652之后再装配中间部件656。

图31示出了包括电整流马达632的通风扇装置6200(即图26A至30D的其中一个实施例的壳体628的示例性实施例，电整流马达632的轴6212驱动风扇630。可替代地，通风扇装置可以是例如图1至图21或者图26至29D的其它实施例中所描述的那些通风机装置中的任一个，或者是图26A至图30D的实施例的控制/驱动可以如同以上参考图22至图25所描述的那样。马达的整流和总体操作由具有速度控制输入端6219的集成控制电路6216来执行。马达由电源接线6217提供动力；控制电路6216提供直流输出Vcc，这里是端子6215处的10v。本实施例中的通风机装置是图30A至图30D中的壳体628。

控制或驱动电路6100具有微控制器6120(这里是PIC16F684)，其作为PWM控制器而进行操作，该PWM控制器具有变化的PWM比以提供不同的马达运转速度。控制器6120具有连接到双极晶体管6124的基极的输出端6121；双极晶体管6124的集电极经由上拉电阻6125被连接至Vcc，该集电极也被连接至马达6210的速度控制输入端6219。晶体管6124的发射极被连接至接地参考电位。这种配置方式使得，当输出端6121为高电位时，晶体管6124导通，从而向速度控制输入端6219提供“逻辑0”。当输出端6121为低电位时，晶体管6124截止，从而向马达的速度控制输入端提供10v的“逻辑1”。

微控制器6120由低于Vcc的电压Vdd提供动力，并且控制电路6100为此包括在本实施例中提供5v电压的电源6130。本领域技术人员能够想到这种电源的许多电路配置，例如电阻、齐纳二极管和平滑电容器。

微控制器6120具有用于设定PWM值并由此设定马达速度的第二输出端子6132、用于选择编程模式或运行模式的模式端子6139、用于输入校正值的调谐端子6133和用于选择风扇速度的多个(在本实施例中为三个)速度端子6134、6135和6136。在下文中第一速度端子6134指的是提升端子。

连接至模式端子6139的是连接至接地参考电位的第一下拉电阻6141和图示为开关的跳线6142，跳线6142选择性地将模式端子6132连接至电源电压Vdd。

第二输出端子6132被连接至提升开关6143的触点6143a，并被连接至第一和第二速度开关6144、6145的触点6144a、6145a。每个开关都是通/断开关。提升开关6143的另一端子6143b被连接至提升端子6134，还经由第二下拉电阻6146被连接至接地参考电位。第二开关6144的另一端子6144b被连接至第二速度端子6135，还经由第三下拉电阻6147被连接至接地参考电位。第三开关6145的另一端子6144b被连接至第三速度端子6136，还经由第四下拉电阻6148被连接至接地参考电位。在使用中，第一和第二速度开关6143、6144、6145可被设定为提供四个连续速度设定中的任一个；提升开关6143对于所选定的连续设定提供提升值；每种设定都对应于不同的PWM比。

调谐端子6133经由第四电阻6150被连接至预调电位计6149的游标6149a。预调电位计的一端被连接至Vdd，另一端被连接至接地参考电位。

微控制器6120作为脉宽调制器操作，以向速度设定端子6129提供位于平均0v与平均10v之间的电压。PWM比由第一开关6143确定，当第一开关6143闭合时将导致实施提升模式，在此模式中风扇6214的转速会增加到提升速度。这也由第二开关确定，当第二开关断开或独自闭合时将导致风扇6214以第一或第二“标准”速度旋转。在起动模式中，与每种开关设定相关联的实际速度由调谐端子6133处的电压值确定。当跳线6142连接并且“逻辑1”被施加到模式端子6132时，微控制器6120被置于程序模式。在此模式中，当调谐端子6133处的电压发生变化时，变化结束时的值将被存储在微控制器6120中，以用于相关联的速度设定。

在起动用于英国的单元的示例中，确保跳线6142连接。这样将微控制器6120设定为“程序”模式，在此模式中可将设定值输入微控制器6120。由此提升开关6143接通，即被置于连接状态。开关单元接通。用第二开关6144和/或第三开关6145选择适当的速度范围设定。用锥形空气流量计(未示出)将厨房和潮湿房间622的端子设定为英国建筑规范F部分所要求的最低限度的高流速。如果流速大于或小于所要求的流速，则调整预调电位计6149以细调系统并重新检查流速。

一旦设定了提升比，则连续的速度设定即被配置。当单元运行时，将提升开关6143切换到代表连续模式的“断开”状态。然后用第二开关6144和第三开关6145选择适当的速度范围设定。用锥形空气流量计对来自厨房和潮湿房间的端子622的全部空气进行检查，确保全部空气满足英国(UK)建筑规范F部分所要求的最低限度的低流速。如果流速大于或小于所要求的流速，调整预调电位计6149以细调系统并重新检查流速。细调空气流速不但确保达到正确流速，而且也确保系统以最佳效率运行。这种校准的非常有利之处在于尤其对特定安装而言，系统随后能够以最小的功率运行。

移除跳线6142确保了气流设定可不受影响，同时将单元置于运行模式。在运行模式中，将不能对应于开关设定而对速度值进行调整。然而，切换到提升模式和脱离提升模式仍是可能的。

图29A至29D是与图30A至30D中的改良型壳体628相似的壳体的视图，其中所有相似的部件都具有相同的附图标记。然而，在图29A至29D的实施例中，出口导壁部678平行于平面Z，从而使得出口634偏离相对的入口626。

图28A和28B示出了出口室664以平滑的弯曲形式连接到出口634而无需鹅颈弯头的修改方案。因此出口与相对的入口626之间的距离大于图30A至图30B的实施例中的距离。在图28B的实施例中，倾斜角不是15°，而是约26.75°。

在图27A至27G的实施例中，壳体628为大致圆形。在该实施例中，相同的附图标记用于与图30A至30B的实施例中的部件相当的部件。在该实施例中，大致圆形的壳体628的直径约为415mm。每个入口626都具有鹅颈弯头型的进入通道，该通道进入圆顶的入口气室646，以形成进入室646的高效流动。出口室664被定位于入口气室646的下方并至少部分地被定位在出口634与全部入口626之间。出口室664不倾斜，但是包括通向出口634的鹅颈弯头部6100。出口室664相对于入口626和出口634有所升高，以在壳体628的底面642上方为马达632提供空间。

在没有超出专利法所解释的权利要求的范围的情况下，可以想到对本发明做出各种改型。

Claims (69)

1.一种通风换热器单元，包括外罩，所述外罩容纳换热器和第一通风通路及第二通风通路，每个所述通风通路都从各自的进气口穿过所述换热器延伸到各自的排气口，所述换热器具有横截面，所述换热器的第一表面大致平行于所述外罩的一外壁。

2.如权利要求1所述的通风换热器单元，其中所述横截面大致为多角形，且其中所述外罩优选为矩形六面体。

3.如权利要求1或权利要求2所述的单元，其中所述换热器具有大致规则的六角形横截面，或者被拉伸的六角形横截面，所述被拉伸的六角形横截面具有三对相对的、大致平行的侧面，其中一对的侧面长于其它侧面。

4.如任一前述权利要求所述的单元，其中所述第一通风通路和所述第二通风通路各自包括被定位在所述外罩内的风扇。

5.如权利要求4所述的单元，其中每个风扇都在各自的通风通路中被定位在所述换热器的下游。

6.如任一前述权利要求所述的单元，其中所述外罩包括大致平坦的歧管面，所有的所述进气口和排气口都被定位于所述歧管面上；所述歧管面优选包括两个歧管板，每个歧管板都限定有一所述入口和一所述出口，所述歧管板优选为彼此完全相同。

7.如权利要求6在从属于权利要求3时所述的单元，其中所述换热器的第二表面被定位成邻近并大致平行于所述外罩的所述歧管面，所述第二表面与所述第一表面相对并平行于所述第一表面。

8.如权利要求6或权利要求7所述的单元，其中所述外罩包括被定位于所述换热器的一侧上的第一管道壳体单元和被定位于所述换热器的相对侧上的第二管道壳体单元，每个管道壳体单元都包括内壳体部和外壳体部，所述外壳体部与所述热交换器被所述内壳体部隔开，而且所述外壳体部至少部分地限定从所述换热器通向各自的排气口的出口管道。

9.如权利要求8所述的单元，其中两个所述管道壳体单元彼此完全相同，所述管道壳体单元优选被定向为所述排气口沿径向彼此相对。

10.如权利要求8或权利要求9所述的单元，其中在所述内壳体部与所述外壳体部之间定位有风扇，所述风扇优选为风扇叶片向前弯曲的离心式风扇。

11.如权利要求10所述的单元，其中每个风扇都被偏离中心地定位在每个管道壳体单元中限定的风扇涡形室内。

12.如权利要求11所述的单元，其中每个管道壳体单元都限定出被定位在所述涡形室与所述排气口之间的扩散器，所述涡形室具有进入所述扩散器的矩形出口，所述扩散器具有从矩形到圆形的过渡。

13.如权利要求10至12中任一项所述的单元，其中所述内壳体部和所述外壳体部是在位于与所述风扇的轴线垂直的平面中的表面处彼此紧靠的分开部件。

14.如权利要求8至13中任一项所述的单元，其中每个内壳体部都设有用于容纳所述换热器的边缘的凹部；所述凹部优选具有约120°至130°的内角，用以容纳矩形多角形的换热器的边缘。

15.如权利要求8至14中任一项所述的单元，其中所述内壳体部和外壳体部由EPP制成。

16.一种通风换热器单元，包括外罩，所述外罩容纳换热器和第一通风通路、第二通风通路，每个所述通风通路都从各自的进气口穿过所述换热器延伸到各自的排气口，所述换热器具有对流段；在所述对流段中，所述第一通风通路和所述第二通风通路的相邻部分中的流路处于相反方向；所述通风通路中的至少一个包括有用于驱动空气通过该通风通路的风扇。

17.一种用于通风换热器单元的管道壳体单元，所述管道壳体单元包括内壳体部和外壳体部，所述内壳体部被设置成定位在与大致多角形的换热器相邻处，所述外壳体部被设置成与换热器被所述内壳体部隔开并至少部分地限定通向排气口的出口管道。

18.如权利要求17所述的单元，其中在所述内壳体部与外壳体部之间定位有风扇。

19.如权利要求18所述的管道壳体单元，其中所述风扇被偏离中心地定位在所述管道壳体单元中限定的风扇的涡形室内。

20.如权利要求19所述的单元，其包括被定位于所述涡形室与所述排气口之间的扩散器，所述涡形室具有进入所述扩散器的矩形排出口，所述扩散器具有从矩形到圆形的过渡。

21.如权利要求17至20中任一项所述的单元，其中所述内壳体部设有用于容纳多角形的换热器的边缘的凹部。

22.如权利要求21所述的管道壳体单元，其中所述凹部限定约120°至130°的内角，用以容纳六角形的换热器的边缘。

23.一种通风换热器单元，包括外罩，所述外罩容纳换热器以及两个如权利要求17至22中任一项所述的管道壳体单元，所述管道壳体单元被定位于所述换热器的相对的两侧上并且彼此完全相同。

24.如权利要求23所述的单元，其中所述外罩具有歧管面，所述歧管面包括两个歧管部，每个歧管部都具有一入口和一出口，所述歧管部彼此完全相同。

25.一种校准通风系统中的气流的方法，其包括：起动步骤，在所述起动步骤中将风扇马达速度调整为设定值，以在测量气流的同时提供预期的气流；以及运行步骤，其包括对所述设定值进行选择。

26.一种操作由电马达驱动的风扇的方法，所述方法包括：

起动步骤，在所述起动步骤中，对至少一个马达的转速进行调整以提供所述风扇的预期的气流性能值；以及

运行步骤，所述运行步骤包括对至少一个所述风扇的预期的气流性能值进行选择。

27.一种校准通风系统中的气流的方法，包括如权利要求26所述对风扇进行操作；并包括在执行所述运行步骤之前的所述起动步骤中，测量气流同时调整马达转速。

28.如权利要求25或权利要求26或权利要求27所述的方法，其包括在所述起动步骤中，校准多个马达速度。

29.如权利要求25至28中任一项所述的方法，其中通过移除跳线来设定所述运行步骤。

30.一种用于由电马达驱动的风扇的驱动电路，所述电路具有：至少一个开关，用于选择马达转速；速度控制装置，被连接以对应于所述开关的设定在对所述马达的输出中提供相应的脉宽；以及起动电路，与所述速度控制装置相关，具有起动设定和运行设定；在所述起动设定中，能够调整所选择的马达转速以提供所述风扇的预期的气流性能；在所述运行设置中，不能调整所选择的马达转速。

31.如权利要求30所述的驱动电路，其具有用于在多个马达转速之间进行选择的多个开关，所述起动电路适于在对所述起动设定进行设定的同时对所述速度进行独立的设定。

32.如权利要求30和权利要求31所述的驱动电路，其中所述电马达是电整流马达，具有操作电路，所述操作电路对应于来自所述速度控制电路的PWM输入来改变所述电马达的转速。

33.根据权利要求30或权利要求31或权利要求32或权利要求33所述的驱动电路，其具有被编程的微控制器以形成所述速度控制装置。

34.如权利要求30或31或权利要求32或权利要求33所述的驱动电路，其具有跳线，所述跳线是可移除的以设定所述运行设定。

35.一种操作由电马达驱动的通风机风扇的方法，所述方法包括：默认操作步骤，在所述默认操作步骤中，使得所述电马达以预设的可选速度来操作所述通风机风扇；起动步骤，在所述起动步骤中，对至少一个存储的马达转速值进行调整以提供所述风扇的预期的气流性能值；以及可选择的运行步骤，在所述运行步骤中，使得所述风扇提供所述预期的气流性能值。

36.根据权利要求35所述的方法，其中有多个存储的马达转速值和一个存储的提升值，所述方法包括：选择所述存储的值之一，根据测量的通风机的参数调整该存储值；对应于所选择的存储值来选择所述提升值；并且根据所述测量的通风机的参数来调整与所述提升值对应的所述存储值。

37.根据权利要求36所述的方法，其中选择步骤经由无线链接来执行。

38.根据权利要求35至37中任一项所述的方法，还包括以下步骤：选择起动模式，以使得所述起动步骤生效。

39.根据权利要求38所述的方法，其中选择起动模式的所述步骤包括：进行对控制器的控制输入的开关连接。

40.根据权利要求39所述的方法，还包括：通过断开所述开关连接来选择运行模式。

41.根据权利要求40所述的方法，其中在所述运行模式中，所述方法包括：根据被感测的参数在不同的马达速度之间进行切换。

42.根据权利要求41所述的方法，其中所述被感测的参数包括湿度、结霜程度、CO₂和温度中的一个或多个。

43.如权利要求35至42中任一项所述的方法，其中所述风扇是通风换热器单元的风扇，优选是如权利要求1至16中任一项所述的单元的风扇；或者，所述风扇是如权利要求52至68中任一项所述的壳体的风扇。

44.一种用于通风机风扇的控制系统，所述控制系统具有执行权利要求35至43中任一项所述的方法的装置。

45.一种用于由电马达驱动的通风机风扇的驱动电路，所述电路具有：多个开关，用于选择马达转速；速度控制装置，被连接以对应于所述开关的设定在对所述马达的输出中提供相应的脉宽；以及起动电路，与所述速度控制装置相关，具有起动设定和运行设定；在所述起动设定中，能够调整所选择的马达转速以提供所述风扇的预期的气流性能；在所述运行设定中，不能调整所选择的马达转速；其中在对所述起动电路通电之前，所述多个开关被操作以在预设的马达转速之间进行选择。

46.根据权利要求45所述的驱动电路，其具有无线遥控装置，所述无线遥控装置至少在所述起动步骤中被操作以在不同的马达转速之间进行选择。

47.根据权利要求45或46所述的驱动电路，其中所述电马达是电整流马达，具有操作电路，所述操作电路响应于来自所述速度控制装置的PWM输入或者响应于例如从0V到10V DC信号范围的可变电压范围信号，改变所述电马达的转速。

48.根据权利要求45至47中任一项所述的驱动电路，其具有被编程的微控制器以形成所述速度控制装置。

49.根据权利要求45至48中任一项所述的驱动电路，其具有一个或多个传感器，以在所述运行模式中，根据被感测的参数来选择不同的马达速度。

50.根据权利要求49所述的驱动电路，其中所述传感器包括湿度、结霜程度、CO₂和温度中的一个或多个。

51.根据权利要求45至52中任一项所述的驱动电路，其中所述通风机风扇是通风热回收单元的风扇，优选是如权利要求1至16中任一项所述的单元的风扇；或者其中所述风扇是权利要求52至68中任一项所述的壳体的风扇。

52.一种用于通风系统的壳体，所述壳体具有多个扁平的入口和一个扁平的出口，所述入口和出口在相同水平面对齐。

53.如权利要求52所述的壳体，其中所述入口和出口实质为矩形。

54.如权利要求52或权利要求53所述的壳体，其容置风扇叶轮。

55.如权利要求54所述的壳体，其包括排出室，且其中所述风扇叶轮被定位于所述排出室中。

56.如权利要求54或权利要求55所述的壳体，其中所述排出室为大致平坦，呈大致平面的形式；且其中风扇的轴线垂直于所述排出室的平面。

57.如权利要求55或权利要求56所述的壳体，其中所述出口包括长形的矩形槽，所述长形的矩形槽的高度基本上与所述室的高度相同。

58.如权利要求55至57中任一项所述的壳体，其中所述排出室的平面相对于包含所述入口的平面倾斜。

59.如权利要求52或58中任一项所述的壳体，其中所述入口包括进入风室的多个入口孔。

60.如权利要求55至58中任一项所述的壳体，其中朝向所述出口的所述排出室具有位于所述室的主平面部与所述出口之间的对齐区域，例如弯曲的对齐区域。

61.如权利要求60所述的壳体，其中所述对齐区域包括鹅颈弯头，例如鹅颈弯头曲线。

62.如权利要求55至58中任一项或如权利要求60或权利要求61所述的壳体，其中所述排出室具有能打开的盖子，所述盖子能打开以对风扇进行观察/移除。

63.如权利要求55至58或权利要求60至62中任一项所述的壳体，其中所述排出室具有可打开的基部，所述基部被附接到所述壳体的歧管部(或一部分)，所述壳体包括所述入口和所述出口。

64.如权利要求55至58和权利要求60至63中任一项所述的壳体，其中第一平面穿过所述风扇叶轮的轴线并垂直于所述出口，且第二平面相对于所述第一平面成补偿角，从所述风扇叶轮的轴线沿垂直于所述第二平面的第三平面到所述室的一个内侧壁的宽度比到所述室的相对的内侧壁的宽度高35％和45％之间。

65.如权利要求64所述的壳体，所述补偿角在2°与25°之间。

66.一种用于中央通风抽气机系统的壳体，所述壳体具有多个入口和一个出口，入口室大致在风扇位置的上游，排出室大致在所述风扇位置的下游，其中所述排出室相对于一个选定的所述入口与所述出口至少之一倾斜。

67.一种用于中央通风抽气机系统的壳体，所述壳体具有多个入口和一个出口，入口室大致在风扇位置的上游，排出室大致在所述风扇位置的下游，其中所述排出室相对于所述壳体的底面倾斜。

68.一种用于中央通风抽气机系统的壳体，所述壳体具有多个入口和一个出口，入口室大致在风扇位置的上游，排出室大致在所述风扇位置的下游，其中所述排出室相对于所述出口处或至少一个所述入口处设计的流向倾斜。

69.一种通风系统，其包括如权利要求52至68中任一项所述的通风壳体以及被附接到所述入口和所述出口的通风管道。

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