CN108800495B

CN108800495B - 一种室内高低位置空气温差均衡装置

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Publication number: CN108800495B
Application number: CN201811090407.2A
Authority: CN
Inventors: 黄超
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2023-08-04
Anticipated expiration: 2038-09-18
Also published as: CN108800495A

Abstract

本发明公开了一种室内高低位置空气温差均衡装置，包括输送管道和风机，输送管道的输入端口和输出端口位于室内；输出端口位于输入端口的上方；风机与输送管道相固定连接且位于输入端口和输出端口之间，风机从输入端口吸风，向输出端口排风；所述输入端口包括第一输入口和第二输入口，第二输入口位于靠近室内地板的位置；第一输入口位于第二输入口和所述风机之间；所述输送管道上设有用于分别控制第一输入口和第二输入口开闭的阀门；该系统工作时可实现对整个室内空间的空气进行循环或对床上表面所在平面上方的空气进行循环以降低循环空间内不同高度位置的温差，在对床上表面上方空气进行循环时，可减小循环气体的空间体积，降低能耗。

Description

一种室内高低位置空气温差均衡装置

技术领域

本发明涉及空气输送技术领域，具体涉及一种室内高低位置空气温差均衡装置。

背景技术

室内的冷空气密度大于热空气的密度，冷空气向地面沉降，热空气向天花板上升。

在天气寒冷时，睡觉过程中，床浸没在冷空气中，热空气漂浮在室内空间的上半部，加剧寒冷的感觉。通常采用空调来提高室内气温，但是空调只能产生热空气，无法做到使室内上半部的热空气与室内下半部的冷空气快速对流，空调产生的热空气大部分上升集中在靠近室内上半部空间内，床面附近的空气温度无法得到加热。通过提高空调的制热功率，可提高室内整个空间的温度，但是耗能也随之增大。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种室内高低位置空气温差均衡装置，用以加速室内空气的对流，降低室内不同高度位置处的温差，且耗能低。

为实现上述目的，本发明实施例的技术方案为：

一种室内高低位置空气温差均衡装置，包括输送管道和风机，输送管道的输入端口和输出端口位于室内；

输出端口位于输入端口的上方；

风机与输送管道相固定连接且位于输入端口和输出端口之间，风机从输入端口吸风，向输出端口排风。

本发明实施例进一步设置为：所述输入端口包括第一输入口和第二输入口，第二输入口位于靠近室内地板的位置；

第一输入口位于第二输入口和所述风机之间；

所述输送管道上设有用于分别控制第一输入口和第二输入口开闭的阀门。

本发明实施例进一步设置为：室内高低位置空气温差均衡装置还包括空气沉降分配装置，空气沉降分配装置与天花板相固定连接；空气沉降分配装置内部设有缓冲腔，缓冲腔与所述输送管道相连通，空气沉降分配装置远离天花板的一面开设有空气沉降分配孔，空气沉降分配孔与缓冲腔相连通。

本发明实施例进一步设置为：所述空气沉降分配装置为空气沉降分配板，空气沉降分配板为中空结构且内部空间构成所述缓冲腔，所述空气沉降分配孔均匀均匀分布在空气沉降分配板的下表面，空气沉降分配板的下表面与天花板相平行。

本发明实施例进一步设置为：所述空气沉降分配装置为空气沉降分配管，空气沉降分配管沿室内墙壁环绕设置，空气沉降分配管内部空间构成所述缓冲腔，所述空气沉降分配孔均匀分布在空气沉降分配管下表面。

本发明实施例进一步设置为：室内高低位置空气温差均衡装置还包括空气提升分配装置，空气提升分配装置与室内墙壁相固定连接，空气提升分配装置为中空结构且与所述输入端口相连通，空气提升分配装置表面开设有空气提升分配孔，室内空间通过空气提升分配孔与空气提升分配装置内部空间相连通。

本发明实施例进一步设置为：所述空气提升分配装置为空气提升分配管，空气提升分配管沿室内墙壁环绕设置，所述空气提升分配孔均匀分布在空气提升分配管表面。

本发明实施例进一步设置为：室内高低位置空气温差均衡装置还包括温差检测系统，温差检测系统包括上层温度传感器、下层温度传感器和PLC控制器；

上层温度传感器固定连接在天花板上，用于测量靠近天花板的空气的温度；

下层温度传感器固定连接在所述输入端口外侧壁上，用于测量靠近输入端口的空气的温度；

上层温度传感器和下层温度传感器分别与PLC控制器电连接，PLC控制器与所述风机电连接；

上层温度传感器和下层温度传感器分别将测量的温度数据发送给PLC控制器，PLC控制器计算上层温度传感器和下层温度传感器测量的温度差，PLC控制器根据温度差的大小控制风机叶片的转速。

本发明实施例进一步设置为：所述上层温度传感器位于天花板的中心位置。

本发明实施例进一步设置为：所述输送管道固定连接在室内的墙壁上；

或输送管道与室内高低位置空气温差均衡装置的机架相固定连接，机架固定落置在室内的地板上。

本发明实施例具有如下优点：

1、风机运行后将输入口处的冷空气抽向天花板，输入口附近的冷空气被抽离后，输入口附近的气压下降，周围的空气流向输入口补充，冷空气的密度大于热空气的密度，位于床上表面所在平面以下的冷空气保持沉降在床上表面以下，床上表面所在平面以上的空气通过输送管道在室内上半空间和下半空间之间循环流动，降低空气循环空间内不同高度位置的温差；由于床上表面以下的冷空气未参与循环流动，床面以下的冷空气不会吸收床面上方空气中的热量，可提高热量的利用率，减缓热量向地面传导，减少热量的散失，达到节能的效果；

2、空气沉降分配装置可使沉降的空气均匀分布在室内空间中，提高室内空气中温度的均匀程度；

3、空气提升分配装置可对不同位置处的冷空气进行抽吸，提高室内空气不同位置处被抽离的均匀程度；

4、温差检测装置可对天花板处的空气以及床面附近的空气温度进行测量，根据上部空间内空气温度以及下部空间内空气温度之间的温度差控制风机叶片转速，当温差增大时，控制叶片转速增大，当温差减小时，控制叶片转速减小，调节空气循环速度，从而调节床面以上空气温度的均匀程度。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例2中体现空气沉降分配板结构的示意图；

图3是实施例3中体现空气提升分配管结构的示意图；

图4是实施例5中体现空气沉降分配管结构的示意图；

图5是实施例6中体现第一输入口以及第二输入口结构的示意图；

图6是实施例7中体现机架结构的示意图。

其中，

11、输送管道；111、输入端口；112、输出端口；12、风机；13、空气沉降分配板；131、缓冲腔；14、空气提升分配管；141、空气提升分配孔；151、上层温度传感器；152、下层温度传感器；153、PLC控制器；16、空气沉降分配管；17、阀门；18、机架；2、床。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种室内高低位置空气温差均衡装置，如图1所示，包括输送管道11和风机12，输送管道11与室内墙壁相固定连接，输送管道11的输入端口111和输出端口112位于室内；输入端口111与室内地板之间的距离为30～60cm，该距离以室内床2的实际高度而定，输入口111设置在靠近床2上表面所在平面的位置，输出端口112位于室内的上半部空间内；风机12与输送管道11相固定连接且位于输入端口111和输出端口112之间，风机12从输入端口111吸风，向输出端口112排风。

图中直线箭头表示空气流动方向，点填充的阴影表示空气，阴影的密集程度表示空气的密度。工作时，床2上表面附近空气被抽向天花板，天花板附近的空气温度高于床2上表面附近的空气温度，通过输送管道11抽向天花板的冷空气从天花板附近的热空气中吸收热量，天花板附近的热空气温度逐渐下降，空气密度逐渐增大，当天花板附近的空气密度增大至大于室内中部空间内空气的密度后，天花板附近的空气逐渐下沉至床2上表面所在高度的平面上，形成循环流动，对室内床面上方的空气温度进行均匀化。床面所在高度平面以下的空间内的冷空气密度高于室内中部和上部空间内空气的密度，床面所在高度平面以下的冷空气一直保持在室内底部，将地板与床面以上空间内的空气相隔开，阻碍床面所在平面以上空间的空气温度向地板传导，减少热量的散失。当使用空调取暖时，空调只需要加热床面所在平面以上空间内的空气，可减小加热空间的体积，节省能耗。

实施例2

一种室内高低位置空气温差均衡装置，与实施例1的不同之处在于，如图2所示，室内高低位置空气温差均衡装置还包括空气沉降分配装置，空气沉降分配装置与天花板相固定连接；空气沉降分配装置内部设有缓冲腔131，缓冲腔131与输送管道11相连通，空气沉降分配装置远离天花板的一面开设有空气沉降分配孔(图中未标出)，空气沉降分配孔与缓冲腔131相连通。空气沉降分配装置为空气沉降分配板13，空气沉降分配板13为中空结构且内部空间构成缓冲腔131，空气沉降分配孔均匀均匀分布在空气沉降分配板13的下表面，空气沉降分配板13的下表面与天花板相平行。冷空气从输出端口112进入缓冲腔131后，冷空气充满整个缓冲腔131，然后再从空气沉降分配孔均匀流出，可将冷空气均匀分配至天花板不同位置，不同位置处的冷空气沉降流动的方向更一致，减小室内空气产生的湍流，提高空气沉降流动的平稳性。

实施例3

一种室内高低位置空气温差均衡装置，与实施例1的不同之处在于，如图3所示，室内高低位置空气温差均衡装置还包括空气提升分配装置，空气提升分配装置与室内墙壁相固定连接，空气提升分配装置为中空结构且与输入端口111相连通，空气提升分配装置表面开设有空气提升分配孔141，室内空间通过空气提升分配孔141与空气提升分配装置内部空间相连通。空气提升分配装置为空气提升分配管14，空气提升分配管14沿室内墙壁环绕设置，空气提升分配孔141均匀分布在空气提升分配管14表面。冷空气沉降至靠近床2上表面所在平面时，空气提升分配装置可对该平面附近不同位置的空气进行抽吸，时沉降的空气更平缓、均匀地进入输送管道11。

实施例4

一种室内高低位置空气温差均衡装置，与实施例1的不同之处在于，如图1所示，室内高低位置空气温差均衡装置还包括温差检测系统，温差检测系统包括上层温度传感器151、下层温度传感器152和PLC控制器153；上层温度传感器151固定连接在天花板上，用于测量靠近天花板的空气的温度；下层温度传感器152固定连接在输入端口111外侧壁上，用于测量靠近输入端口111的空气的温度；上层温度传感器151和下层温度传感器152分别与PLC控制器153电连接，PLC控制器153与风机12电连接；上层温度传感器151和下层温度传感器152分别将测量的温度数据发送给PLC控制器153，PLC控制器153计算上层温度传感器151和下层温度传感器152测量的温度差，PLC控制器153根据温度差的大小控制风机12叶片的转速。当温差增大时，控制叶片转速增大，当温差减小时，控制叶片转速减小，调节空气循环速度，从而调节床面以上空气温度的均匀程度。

优选地，上层温度传感器151位于天花板的中心位置，中心位置的空气温度更接近靠近天花板的空气的平均温度，温度测量更准确。

实施例5

一种室内高低位置空气温差均衡装置，与实施例2的不同之处在于，如图4所示，空气沉降分配装置为空气沉降分配管16，空气沉降分配管16沿室内墙壁环绕设置，空气沉降分配管16内部空间构成缓冲腔131，空气沉降分配孔均匀分布在空气沉降分配管16下表面。

实施例6

一种室内高低位置空气温差均衡装置，与实施例4的不同之处在于，如图5所示，输入端口111包括第一输入口1111和第二输入口1112，第二输入口1112位于靠近室内地板的位置，第二输入口1112与地板之间的距离为1～10cm，第二输入口1112用于抽吸靠近底板位置的冷空气。

第一输入口1111位于床2的上表面所在平面的上方，第一输入口1111与床2的上表面所在平面之间的距离为0～10cm，第一输入口1111用于抽吸位于床2上表面上方的空气。

输送管道11上设有用于分别控制第二输入口1112和第一输入口1111开闭的阀门17(可采用换向阀门或三通阀门)，阀门17切换至第一输入口1111打开且第二输入口1112关闭时，空气循环系统对床2上表面以上的空间内空气进行循环，适用于睡觉过程中使用，降低能耗。阀门1112切换之后第一输入口1111关闭且第二输入口1112打开时，对室内整个空间内空气进行循环，适用于在地板上活动时使用，提高靠近地板处的空气的温度，避免脚站在地板上时感觉寒冷。

实施例7

一种室内高低位置空气温差均衡装置，与实施例6的不同之处在于，如图6所示，室内高低位置空气温差均衡装置还包括机架18，输送管道11与机架18相固定连接，机架18固定落置在室内地板上。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：包括输送管道（11）和风机（12），输送管道（11）的输入端口（111）和输出端口（112）位于室内；

输出端口（112）位于输入端口（111）的上方；

风机（12）与输送管道（11）相固定连接且位于输入端口（111）和输出端口（112）之间，风机（12）从输入端口（111）吸风，向输出端口（112）排风；

所述输入端口（111）包括第一输入口（1111）和第二输入口（1112），第二输入口（1112）位于靠近室内地板的位置；

第一输入口（1111）位于第二输入口（1112）和所述风机（12）之间，第一输入口（1111）与床（2）的上表面所在平面之间的距离为0～10cm；

所述输送管道（11）上设有用于分别控制第一输入口（1111）和第二输入口（1112）开闭的阀门（17）；

室内高低位置空气温差均衡装置还包括空气沉降分配装置，空气沉降分配装置与天花板相固定连接；空气沉降分配装置内部设有缓冲腔（131），缓冲腔（131）与所述输送管道（11）相连通，空气沉降分配装置远离天花板的一面开设有空气沉降分配孔，空气沉降分配孔与缓冲腔（131）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：所述空气沉降分配装置为空气沉降分配板（13），空气沉降分配板（13）为中空结构且内部空间构成所述缓冲腔（131），所述空气沉降分配孔均匀分布在空气沉降分配板（13）的下表面，空气沉降分配板（13）的下表面与天花板相平行。

3.根据权利要求1所述的一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：所述空气沉降分配装置为空气沉降分配管（16），空气沉降分配管（16）沿室内墙壁环绕设置，空气沉降分配管（16）内部空间构成所述缓冲腔（131），所述空气沉降分配孔均匀分布在空气沉降分配管（16）下表面。

4.根据权利要求1所述的一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：室内高低位置空气温差均衡装置还包括空气提升分配装置，空气提升分配装置与室内墙壁相固定连接，空气提升分配装置为中空结构且与所述输入端口（111）相连通，空气提升分配装置表面开设有空气提升分配孔（141），室内空间通过空气提升分配孔（141）与空气提升分配装置内部空间相连通。

5.根据权利要求4所述的一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：所述空气提升分配装置为空气提升分配管（14），空气提升分配管（14）沿室内墙壁环绕设置，所述空气提升分配孔（141）均匀分布在空气提升分配管（14）表面。

6.根据权利要求1所述的一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：室内高低位置空气温差均衡装置还包括温差检测系统，温差检测系统包括上层温度传感器（151）、下层温度传感器（152）和PLC控制器（153）；

上层温度传感器（151）固定连接在天花板上，用于测量靠近天花板的空气的温度；

下层温度传感器（152）固定连接在所述输入端口（111）外侧壁上，用于测量靠近输入端口（111）的空气的温度；

上层温度传感器（151）和下层温度传感器（152）分别与PLC控制器（153）电连接，PLC控制器（153）与所述风机（12）电连接；

上层温度传感器（151）和下层温度传感器（152）分别将测量的温度数据发送给PLC控制器（153），PLC控制器（153）计算上层温度传感器（151）和下层温度传感器（152）测量的温度差，PLC控制器（153）根据温度差的大小控制风机（12）叶片的转速。

7.根据权利要求6所述的一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：所述上层温度传感器（151）位于天花板的中心位置。

8.根据权利要求1所述的一种室内高低位置空气温差均衡装置，其特征是：所述输送管道（11）固定连接在室内的墙壁上；

或输送管道（11）与室内高低位置空气温差均衡装置的机架（18）相固定连接，机架（18）固定落置在室内的地板上。