CN1788182A - 利用双重压力通风系统输送经调节的空气的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了将经调节的空气供给至房间的多种方法和为此所用的部件。一种双重压力通风系统具有将供给空气输送到房间的供给压力通风系统和将室内空气返回到空气处理单元的返回压力通风系统。设置有导管以允许返回空气穿过供给压力通风系统而不破坏供给压力通风系统的完整性。模块式单元允许用户定制供给和返回装置。具有可控风门叶片的终端单元可应用于扩散器以允许该单元可在不变容积单元与可变容积单元之间转换。恒温器生成使用确定的间隔开启和关闭风门叶片的信号。

Description

利用双重压力通风系统输送经调节的 空气的方法和设备
技术领域
本发明一般地涉及用于将经调节的空气输送到建筑物中占用空间的系统，并更具体地论及一种用于以经济和高效的方式分配空气的方法和设备，以及涉及经调节空气输送设备中有用的多种部件和系统的改进方案。
背景技术
办公大楼和多种类型的商用大楼一般采用屋顶式、逐层式或中心站式空气处理单元进行加热和冷却。供给管道装设在位于天花板上方和屋顶结构以下的间隙空间中。供给管网自空气处理单元起始延伸至许多通常安装在天花板上的空气扩散器。悬吊板片式天花板通常用于这类建筑物中，而扩散器也通常连同灯光、增湿器、烟气检测器、电气插座以及有时诸如摄像头、运动检测器、扬声器和多种其他固定器具这样的其他装置整体形成于天花板板片系统内。返回空气系统可以包括许多返回空气格栅，所述格栅装入各天花板板片并连接于将返回空气送回至空气处理单元的返回空气管网。
虽然这种类型的系统长期以来得到广泛应用，但并非完全没有问题。将庞大的管网安装于天花板上方需要花费很大成本，并且明显地增加了在建造和装修使用空间方面所需的劳务费用。管网还占据着大量空间，减少了必须装设在间隙空间中的其他部件和设备所需的空间。从效率和舒适的观点来看，经调节空气的输送往往差于理想情况。在后一方面，空气返回系统相对于供给系统明显地不合适，以致空间中的各个房间可能有时热得不舒服而有候又凉得不舒服。为供给和返回两系统设置单独的固定装置也会增加这些固定装置的制作、运输、装卸、储存和安装的成本。将两种不同的固定装置用于供给和返回两系统也会使天花板变得更加杂乱并有损于天花板的美观。
传统空气输送系统存在的其他问题还包括供给管道中不适当的湿度。这会导致管网由于霉菌、霉、真菌以及其他可能在占有空间中造成非健康状况的多种微生物而出现污垢。
虽然当前种类繁多的、从大型的矩形组件到圆形的旋钮都可供使用，但大多数恒温器在视觉上令人不快。传统的恒温器通常是简单的矩形盒器或穹形结构，安装成从墙壁突出并设计成独立使用的产品。事实上，恒温器制造商似乎尚未特别重视他们的装置是否能够匹配该装置所在房间的装饰。事实上，当前装置的外部色彩和设计似乎是任意设计的，相对于装置来说似乎是独立的产品。
尽管近年来人们试图提高恒温器的美感，但它们的外表尚未被有效地结合到房间的整体装饰风格中。恒温器的色彩和设计尚未与其他一些常用的壁装装置相匹配，诸如灯光开关、电气插座、电话和有线电视输出端，以及通信设备，诸如对讲机，以及其他一些墙壁固定装置，诸如占用状态传感器等等。结果，恒温器往往明显地有损于它们所安装的房间的美感。
近来，州和联邦法律已经关注到恒温器的安装高度和可用性。这些要求使得恒温器的美学功能和外表显得更为重要，因为安装高度要求往往将恒温器置于直接邻近灯光开关和其他类似的电气装置。当前，大多数恒温器是直接地或是采用一种包含许多接线终端的底座而安装在表面的。虽然某些恒温器包括一些适配器，可使恒温器被安装在一种标准的电气接线盒上，但是这些结构并不产生与其他装置的一体化外观。假如恒温器能够在尺寸、色彩、形状和安装方法方面与这些电气装置相匹配，那么将实现美学上的改进。
恒温器还一直遭受相对较大的静区现象，可能造成实际的房间温度自温度设定值波动5°或更多。各种预置电路(anticipation circuit)的使用增加了恒温器的成本和复杂程度，以及可靠性的问题。
按照普遍使用的工业惯例，许多建筑物被分隔成为若干不同的空气输送区，各自配备有各自的空气处理单元和单独的管网。比如，一座大楼可以划分为四个单独的象限，各自具有25吨空气处理单元的峰值需求。在这种情况下，装设四个25吨单元，各自服务于其本身区域并各自连接于其本身单独的供给和返回导管系统。因为全天时间太阳一直在移动且阳光角度一直在变化，所以每个区每天承受其峰值负荷的时间不同。因此，大楼整体的同时峰值负荷一共为80吨。不过，每个空气处理单元的大小必须足以处理其本身区域的最大容量，所以需要四个25吨单元，即使整个大楼峰值负荷是80吨。20吨的多余容量明显地增加了设备费用、安装和维护成本，以及所使用的能量。对过大的空气处理单元的需要也有损于建筑物的美观并由于装设相对较大的空气处理单元的需要而增大了房顶轮廓。
发明内容
本发明的目的是提供一种以经过改进的方式输送经调节空气的系统，并涉及经调节的空气分配的多个方面，从而提高输送的效率和经济性以及接收经调节空气的空间的使用者的舒适性。
本发明的一个目的是提供一种可消除扩展管网的需求的、用于输送经调节空气的方法和设备。
本发明的另一目的是在用于输送经调节空气的系统中提供一种组合式供给/返回固定装置，专门构造成确保供给空气与返回空气之间的适当配合并确保供给空气的彻底混合，而不存在短路问题。组合式供给/返回固定装置尤其适合用在一种双重压力通风系统中并可消除与为空气供给和空气返回两系统提供分离的固定装置的需要相关联的各种问题。
本发明的另一目的是在空气输送系统中提供分流路径，该路径用于容纳从返回空气路径到供给路径流动的分流空气，从而避免供给路径中过大的湿度并另外补充由于泄漏而在供应系统中失去的空气。
本发明的另一目的是提供一种经改进的恒温器，该恒温器具有增强的美学特征，并可匹配其所装设的房间的装饰，同时有效地发挥作用以确保房间中舒适的温度状态。
本发明的另一目的是提供一种经改进的温度检测和控制装置，该装置具有外表、包装并可类似于典型的照明开关装置进行安装。
本发明的另一目的是提供一种经调节空气输送系统，在多个空气处理单元按照通行的方式进行安装的情况下，该系统可最小化空气处理单元的容量需求。
本发明的另一目的是提供一种输送经调节空气的方法和设备，其中供给空气的分配和流通被促进，同时可避免供给空气没有在房间内混合的情况下与返回系统发生短路。
本发明还有另一目的是提供一种输送经调节空气的方法和设备，其中冷却空气和加热空气可选择地以一种在所供给空气的房间中形成舒适状况的方式予以输送。
在本发明的其他一些目的是：提供一种空气输送系统，该系统制造和安装成本的经济性较高并可在运行时具有很高的能效；提供一种空气输送系统，易于容纳多种安装在天花板上的装置而不会不适当地使天花板杂乱无章或明显地有损于其美感；提供一种空气输送系统，易于容纳诸如电线、增湿器管道等而不存在不适当的障碍或安装困难；以及提供一种用于在低压和低压差下输送经调节空气的方法和设备。
按照本发明的一个方面，一种用于将经调节的空气供向房间的空气输送系统利用了将房间天花板上方的间隙空间分隔成单独的供给压力通风系统和返回压力通风系统的隔板。两个压力通风系统优选地彼此并与下面的房间隔绝。天花板可以是悬吊式天花板，而隔板可以是在悬吊式天花板上方间隔开来的另一种悬吊式结构。通过采用这种方式利用间隙空间以形成单独的两个压力通风系统，就避免了庞大的管网，连同与这种管网相关联的费用和产生的问题。
经调节的空气可从供给压力通风系统经由一个或多个天花板扩散器被导引进房间。返回空气系统可以包括天花板上的装饰性格栅和短的返回导管，该导管从格栅延伸至返回压力通风系统以提供一条将返回空气从房间导引至空气处理设备的密封通路。优选地，将供给空气排放到房间中的空气扩散器邻近于返回格栅并可构造成组合式供给/返回固定装置的一部分。扩散器槽孔用以大体上沿着天花板使供给空气离开返回格栅。采用这种方式，供给空气高效地在整个房间中流通并且混合良好而不会直接短路回到返回系统。
虽然供给/返回固定装置可只具有一个扩散器，但供给/返回固定装置优选地包括一对扩散器，该对扩散器位于返回路栅的对置侧上并制造得可将供给空气在相反方向上引离返回格栅。通过将供给和返回两装置制成为单一的模块式结构，各装置可安装在标准天花板板片的位置上。重要的是，扩散器和返回导管可以在工厂里定好尺寸以确保返回空气自动地正确匹配于供给空气。这样不仅确保进入房间的供给和返回空气的均衡，而且还提供一种方法，以确保保持相对于返回和供给两个压力通风系统的室外环境为正压而必需的返回对供给阻力的正确比值。这种结构确保返回压力通风系统可保持在对于外界环境压力的正的静压上，从而减少水气渗入，这又会可限制系统中霉菌和其他可能有害的生物的生长。
将供给和返回两装置制作成单一的模块式结构，供给和返回两终端也自动地以最佳方式彼此相对地进行定位，因为它们被构造成单一模块式装置的两部分。模块式装置可以用在不变容积系统或是可变容积系统中，其中扩散器配备有控制装置，以在恒温器的控制之下改变空气的排放量。模块式装置的好处还在于，它们可为安装在天花板上的装置，诸如烟气检测器、摄像头、行动检测器和其他设备，提供支承和隐蔽。
双重压力通风系统结构本身很好地具有多种特征，以在各种条件下加强空气输送。比如，可在返回压力通风系统与供给压力通风系统之间设置分流路径。返回压力通风系统中的空气可通过操作安装在分流系统中的风扇以所需量被直接供向供给压力通风系统。这可用以减小供给压力通风系统中的相对温度并还用以弥补空气泄漏。湿度减小可防止供应空气中霉菌、霉的形成和其他与湿度相关的问题的出现。另一方案是当温度状况要求加热而不是冷却时将返回空气经由一加热系统从返回空气通风系统引向各空气扩散器。
在本发明的另一方面内容中，一种经改进的恒温器以一种使之在色彩和外表上匹配于灯光开关、电气插座和一般装在墙壁上的许多其他器件的方式构成。因此，与目前来讲是难看的安装在墙壁上的盒子或穹顶形器件的恒温器相比，本发明的恒温器可增加房间装饰的美感。同时，本发明的恒温器包含了一些功能上的改进，诸如不存在明显的静区，以及不需要作为现有恒温器的特性的预置电路和其他复杂器件。
本发明的其他和另外的目的，连同从属于其的新颖特征，将在下述说明中进行描述。
附图说明
在构成本说明书的一部分并与说明书结合阅读的所附图纸中，相同的各附图标记用以表示多种视图中的相同零件；
图1是局部剖视图，简略地示出装配有按照本发明一项实施例构成的一种经调节空气的输送系统的房间；
图2是类似于图1的局部正视图，简略地示出按照本发明另一实施例构成的一种空气输送系统；
图3是类似于图1和2的局部正视图，简略地示出按照本发明另一实施例构成的一种空气输送系统；
图4是类似于图1-3的局部正视图，简略地示出按照本发明另一实施例构成的一种空气输送系统；
图5是类似于图1-4的局部正视图，简略地示出按照本发明另一实施例构成的一种空气输送系统；
图6是尺度放大的组合式供给/返回固定装置的局部正视图，该装置简略地示出于图1中并大体取自由图1中附图标记6所标示的区域内而为清晰起见切除了一些部分；
图7是图6的组合式供给/返回固定装置的分解透视图，此装置可以用在按照本发明构成的一种空气输送系统中；
图8是放大尺度的图6的组合式供给/返回固定装置的扩散器的局部剖视图；
图9是形成图9扩散器端部的一种挤压形成构件的剖视图；
图10是组合式供给/返回固定装置的局部剖视图，大体上沿着图6的直线10-10的箭头方向所得；
图11是组合式供给/返回固定装置的局部侧向正视图，大体上沿着图6直线11-11的箭头方向所得；
图12是组合式供给/返回固定装置的局部剖面俯视平面图，大体上沿着图6直线12-12的箭头方向所得；
图13是尺度放大后的局部剖视图，大体上取在由图6中附图标记13标示的区域内，并示出扩散器具有与之关联的终端单元；
图14是十字构件的部分剖面局部透视图，此构件可以设置在间隙空间中的按照本发明构成的隔板内以分隔供给和返回压力通风系统；
图15是分流装置的尺度放大的局部正视图，此装置简略地示出在图1中并大体上取自图1中附图标记15标示的区域内，为清晰起见切除了一些部分，该装置可设置在按照本发明构成的一种空气输送系统的返回压力通风系统与供给压力通风系统之间；
图16的图15所示的分流装置的透视图；
图17是图6所示的组合式供给/返回固定装置的局部剖视图，示出一种用于可变容积系统中的带有终端单元和返回装置的双重供给；
图18是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置提供一种用在不变容积系统中的带有返回装置而没有使用终端单元的双重供给；
图19是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置提供一种用在不变容积系统中的不带有返回装置并且不带有终端单元的双重供给；
图20是图19所示的固定装置的顶部透视图；
图21是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置提供一种用在可变容积系统中的带有终端单元而不带有返回装置的双重供给；
图22是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置提供一种用在不变容积系统中的不带有终端单元而带有返回装置的单一供给；
图23是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置提供一种用在可变容积系统中的带有终端单元并带有返回装置的单一供给；
图24是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置提供一种用在可变容积系统中的带有终端单元而不带有返回装置的单一供给；
图25是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置提供一种用在不变容积系统中的不带有终端单元并且不带有返回装置的单一供给；
图26是改进后固定装置的局部剖视图，该固定装置只提供返回装置而不带有供给。
图27是改进后的组合式供给/返回固定装置的透视图，该装置带有示意性地装入图4所示的输送系统的加热系统；
图28是改进后的组合式供给/返回固定装置的局部剖视图，大体上沿着图27直线28-28的箭头方向所得；
图29是返回导管的替换实施例的局部顶部透视图；
图30是图29所示返回导管的局部侧向正视图，为清晰清见切除了导管的一些部分；
图31是返回导管的另一替换实施例的局部正视图；
图32是图33所示的电气连接板片的透视图；
图33是部分剖面的局部正视图，示出安装在配备有根据本发明的一种空气输送系统的房间天花板上的照明固定装置，并且也示出具有便于电气连接的电气接线盒的电气接头板片；
图34是电气连接板的透视图，该连接板经改进以装入分流路径；
图35是不带有墙面覆盖物的墙壁结构的透视图，示出带有两个本发明的恒温器以及安装其中的照明开关的接线箱；
图36是图35接线箱的正视图，墙壁已完成并且面板已装上；
图37是恒温器印刷电路板的侧视图，该恒温器带有可变电阻器和安装在其上的热敏电阻；
图38表示由本发明恒温器的第一实施例产生的“on”信号和“off”信号的定时示意图；
图39表示可产生图38所示信号的恒温器的第一实施例的方框图；
图40表示由本发明恒温器第二实施例产生的“on”信号和“off”信号的定时示意图；
图41表示产生图40所示信号的恒温器的第二实施例的方框图；
图42表示本发明恒温器的第三实施例的方框图。
具体实施方式
现在更为详细地参照附图，首先来看图1，本发明目的是在具有许多单独房间12的建筑物10中输送经调节的空气。每一房间12可以具有铺设在底层的地板14和墙壁16。通常由附图标记18标示的天花板位于房间上方并可从诸如建筑物房顶20这样的居上结构上悬吊下来。应当注意，层顶20不需要是建筑物的顶部，而完全可以是房间12的天花板构件，诸如可将建筑物两层分隔开来的混凝土楼板。天花板18可以包括多个支承在悬吊T型件24上的水平板片22。T型件24可以以传统的方式从房顶20或另一构件上悬吊下来。间隙空间26设立在天花板22以上，房顶20以下。T型件24和板片22传统上可构造成大部分部件并且以传统悬吊天花板的方式装设在建筑物10中。不过，一如即将比较全面地说明的那样，板片22优选地以气密方式与T型件24密封，从而在间隙空间26与房顶12之间形成气密密封。
按照图1所示的本发明实施例，间隙空间26设置有水平隔板，一般由附图标记18标示并将空间26划分成为供给压力通风系统30和返回压力通风系统32。供给压力通风系统30位于天花板18与隔板28之间。返回压力通风系统32位于房顶20与隔板28之间。供给压力通风系统30位于返回压力通风系统32紧下面并与其邻近。供给压力通风系统30和返回压力通风系统32一起占据了基本上整个间隙空间26。
隔板28可以是类似于天花板18的悬吊结构并可以包括许多单个的板片34，所述板片安装在T型件，或者优选为十字架构件，的格栅结构上。十字架36可从居上的房顶20悬吊下来或以任何别的适当方式进行支承。板片34优选是与十字架36密封，以便将供给压力通风系统30与返回压力通风系统32隔绝开来。板片22和34可以是传统的普遍用于悬吊式天花板上的24″×24″的正方板片。也可以是其他各种类型的板片和其他各种类型的天花板18和隔板28结构。
可以设置一个或多个诸如空气处理单元38的空气处理单元，并且可以是如图1所示的房顶安装单元。每一单元38装配有风扇或鼓风机40，其排放侧连接于向下延伸至供给压力通风系统30的排放导管42。排放导管42延伸穿过并密封于返回压力通风系统32。适当的密封件(未示出)设置在排放导管42穿入隔板28的地方。返回导管44从返回压力通风系统32延伸至空气处理单元40并将返回空气供给于鼓风机40的吸入侧。
由空气处理单元38供给的经调节的空气由鼓风机40和排放导管42输送到供给压力通风系统30，并从供给压力通风系统经由可以采取一个或多个空气扩散器46的形式的天花板安装式空气调节器排入房间。扩散器46可以形成为组合式供给/返回固定装置的一部分，该固定装置一般由附图标记48标示并可以包括垂直的空气返回导管50以及一个或多个扩散器46。返回导管50在其下端处由装在天花板上的装饰性格栅52盖住。固定装置48具有可装设在一块天花板板片22的位置上的大小。如将更加全面说明的那样，返回导管50在其穿透隔板28的部位处设置有密封件。返回导管50从格栅52延伸向返回压力通风系统32从而为从房间12流向返回压力通风系统32的返回空气提供通路。
固定装置48可以装配有一对空气扩散器46，该对扩散器位于返回导管50的相对侧上并配置成从供给导管30导引经调节的空气大体上沿着天花板18在相反方向上离开返回导管50，如图1中方向箭头54所示。每个扩散器46可以装配有终端单元56，该单元可以是一种公开于序列号为10/150,266的待审申请的气门操作装置，该申请以Stanley Demster的名义于2002年5月17日提交，标题为“Method and Apparatus for Delivering Conditioned AirUsing Pulse Modulation”(利用脉冲调制输送经调节的空气的方法和设备)，在此引入作为参考。终端单元56中的气门由一种更为具体地描述于前述待审申请中的恒温器或者由下述恒温器之一予以控制。
从返回压力通风系统32到供给压力通风系统30的分流路径58可设置成使分流空气可直接经由路径58从返回压力通风系统输送到供给压力通风系统。传统的风扇60可安装在分流路径58中从而提供选定量的分流空气。风扇60可以是一种恒速装置或者可以在变动的速率下运作从而改变输送到供给压力通风系统30的分流空气的量。
在运作过程中，图1的空气输送系统从鼓风机40经由排放导管42将空气供给至供给压力通风系统30，采用的方式为：在与房间12中的压力相比时，在0.0至0.1英寸水标(“wg”)的压力下并且优选为大致0.05英寸wg下的运作期间，使用经调节的空气正常地充持供给压力通风系统30。应当注意，在此讨论的压力是水表静态压差。由此，外部压力是基准压力，因此为0.0英寸wg。房间12内的压力是从0.001到0.03英寸wg，意思是，与外部基准压力相比时是正压。这是比较理想的，由于负压会导致建筑物试图将空气吸进，从而产生穿堂风(draft)。与外部基准压力相关，供给压力通风系统30因而优选为0.08英寸wg(供给压力通风系统30与房间12的压差0.05英寸wg+房间12与外部的压差0.03英寸wg)。
在适当的恒温器控制下，经调节的空气在离开返回格栅52的方向上经由空气扩散器46被排入房间12。经由空气扩散器46进入房间12的经调节的空气大体上沿着天花板18流动，而后顺着各墙壁向下并沿着地板14散开，使得其与房间内的空气很好地混合之后抵达返回格栅52附近。返回压力通风系统32连接于鼓风机40的吸入侧并优选为保持在相对于房间12压力时大致上-.02英寸wg的压力下(返回压力通风系统因此相对于外部基准压力处于大致0.01英寸wg的静力压差下)从而将返回空气向上吸入返回压力通风系统32。因而，优选地形成了供给压力通风系统30与返回压力通风系统32之间大致上.07英寸wg的压差。优选地，供给压力通风系统30中的压力被保持在0.10英寸wg或以下，而优选地大致上为.05英寸wg。返回空气经由格栅52和返回导管50吸入返回压力通风系统32，然后经由返回导管44返回至空气处理单元38。
通过将扩散器46和返回导管50构造成单一组合式固定装置48的一部分，供给压力通风系统和返回压力通风系统可形成适当的尺寸并予以配合以达到最佳性能。另外，返回导管50可相对于扩散器46适当地定位，使得经过扩散的空气被指引离开返回导管50以避免空气的明显短路，从而实现房间12中经调节的空气的良好混合。
需要时可启动分流风扇60以直接从返回压力通风系统32向供给压力通风系统30提供所选定量的空气。这样可降低供给压力通风系统30中经调节的空气的相对湿度并从而避免与湿度相关的问题，诸如生成霉菌、霉属、真菌和多种类型在潮湿条件下成长的微生物。此外，分流空气用以补充由于泄漏而从供给压力通风系统30损失的空气。
图2示出本发明的另一实施例，其大部分以类似于图1所示的实施例构成。主要的区别在于，图2所示的系统是不变容积的系统，缺少由诸如图1系统1中终端单元56提供的容积控制。在图2系统中，经调节的空气以不变的流率流经空气扩散器46。图2的系统可设置有分流路径和分流风扇，诸如图1所示的分流路径58和风扇60。
图3示出本发明的替代实施例，该实施例在间隙空间26中只包含供给压力通风系统30。返回系统包返回调节器(register)62，该调节器可位于房间12中的任何地方并连接于延伸至空气处理单元38和风扇40吸入侧的返回管网64。经调节的空气经由装设在天花板18中的空气调节器66由供给压力通风系统30供给至房间12。调节器66装配有风扇68，其吸入端连接于供给压力通风系统30。调节器66可用以提供图1所示的分流路径58和风扇60。图15和16提供了图3中调节器66的一项实施例的放大的和更加详细的视图。
在图3的系统中，鼓风机40将供给压力通风系统30保持在零表压。当恒温器要求经调节的空气进入房间12时，风扇68被启动以促使空气从供给压力通风系统30经由调节器66进入房间12。返回空气被吸入返回调节器62并经由返回管网64被送回至风扇40的吸入侧。调节器66的下部由格栅70覆盖。
图4示出本发明的另一实施例，该实施例在间隙空间26中利用双重压力通风系统30和32。图4的系统类似于图1或2的系统，例外的是，经改进的供给/返回固定装置72代替固定装置48用于图4实施例中。经改进的供给/返回固定装置72本质上与固定装置48相同，例外的是，在垂直空气返回导管50中添加了一些额外的附件。与固定装置48相同，固定装置72包括一个或多个将经调节的空气从供给压力通风系统30排进房间12的空气扩散器46(清楚地示出于图27中)。示出于图4中的固定装置72从图1和2中所示的固定装置48的视图转动90°，以便更好地看到返回导管50内部的区别。因此，扩散器46之一可位于图示导管50的后面，另一个可位于图示导管50的前方。图27提供了图4固定装置72的实施例的放大的和更为详细的视图。
为了改进固定装置48以制成固定装置72，将分隔器74安放在返回导管50中。分隔器74将返回导管50分隔成返回空气导管76和热空气供给通道78。格栅52靠近天花板18安放在导管50的下端。固定装置72还包括风扇80，该风扇的吸入侧连接于返回压力通风系统32，其排放侧导引空气返回房间12。加热盘管82可以设置在风扇80与格栅52之间。盘管82可以是电气盘管、蒸汽盘管或者任何其他适当类型的在系统的加热模式中予以启动的加热装置。
来自供给压力通风系统30的冷却过的空气流经空气扩散器46(图4中被堵塞)并流进房间12(采用上述用于图1或2的方法，取决于是不变容积还是可变容积系统)。当恒温器要求冷却时，风扇80和加热盘管82在冷却模式中是不起作用的。返回压力通风系统32中相对的负压导致返回空气经由格栅52和返回导管50被吸进返回压力通风系统32，由此返回空气经由导管44被返回至鼓风机40的吸入侧。
当恒温器要求加热时，风扇80和加热盘管82被启动并且风扇80将空气从返回压力通风系统32吸进热空气供给通道78，经过加热盘管82，并经由格栅52进入房间12。返回空气然后从房间12经由返回空气导管76流向返回压力通风系统32。采用这种方式，加热或冷却空气可在恒温器的控制下向房间供给。图4中的虚线箭头示出当风扇80在加热模式中工作时空气流动的路径。
图5示出利用双重压力通风系统30和32的空气输送系统的替换实施例。在图5的系统中，供给固定装置84连同分立的返回固定装置86进行设置。供给固定装置84包括从供给调节器90向返回压力通风系统32延伸的导管88。导管86的上端与返回压力通风系统32相通并设置有开启和关闭导管88上端的风门92。导管88还具有与供给压力通风系统30相连通的开口94，并配置有用于开启和关闭开口94的风门96。加热盘管98设置在导管88中。风扇100可在恒温器的控制下运作以使空气经由导管88从返回压力通风系统32经由空气调节器96进入房间12。
返回固定装置86包括返回导管102，在其靠近天花板18的下端上具有格栅104。导管102从格栅104延伸至返回压力通风系统32从而将返回空气输送到返回压力通风系统。返回导管102的多项实施例将在下文进行较为详细的讨论。在图5的系统中，供给压力通风系统30和返回压力通风系统32二者都保持为零表压。
在运作的冷却模式中，图5的系统可使风门96开启和风门92关闭。鼓风机40将经调节的空气供给向供给压力通风系统30并从供给压力通风系统经由开口94进入固定装置84，经过调节器90后进入房间12。返回空气经由格栅104以及导管102被引至返回压力通风系统32并从返回压力通风系统经由导管44被引至鼓风机40的吸入侧。
在运作的加热模式中，风门96关闭和风门92开启。加热盘管98和风扇100被启动以迫使空气经由导管88从返回压力通风系统32向下，经过加热盘管98，并经由调节器90进入房间12。采用这种方式，空气由盘管98加热并被输送到房间里。返回空气经由格栅104和返回导管102被吸进返回压力通风系统32。图5示出的两个风门92、96都处于部分开启的位置以方便观看，如上所述，否则在运作期间二者不会都是开启的。
图6示出了组合式供给和返回固定装置48的更为详细的视图。在图6所示的具体实施例中，固定装置48包括两个扩散器46，用于将气流从供给压力通风系统30引进房间12。每个双重压力通风系统46还包括与之相关联的终端单元56，用于有选择地控制从供给压力通风系统30到房间12的空气流动。固定装置48还包括位于其间的返回导管和风筒50，从而允许空气从房间12流向返回压力通风系统32。
扩散器46优选为底座单元106(清楚地示出于图7)的一部分，在该单元上设计有模块式装置，从而用户可以混合和配合多个部件以根据用户的特殊需要而定制设备。在图示的实施例中，底座单元106优选地包括两个扩散器46。示出于图7中的底座单元106的具体实施例优选地通过组装6个部分的挤压铝质构件110而构成。虽然已经指明构件110是铝制的，但是使用不同材料的构件也完全处于本发明的范围之内。相似地，虽然构件110已经指明是由挤压加工过程制造的，但其他生产过程也能够提供具有设计形状的构件110，并完全处于本发明的范畴之内，也易于被本领域普通技术人员理解。同样，底座单元也可形成为单一的整体件。
当按照图示实施例予以构建时，底座单元106包括两个内部部分112、两个弧形部分114，以及两个端头部分116。如图8清楚所示，内里部分112具有大体上头朝下的T形横截面。内里部分具有大体上垂直于水平基座120的垂直壁部118。垂直壁部118包括在其内表面124上的凹入122。凹入122用于容纳垫板126以当导管50被容纳于底座单元106中时形成顶住导管50外部表面128的密封。
内里部分112的基座120包括内段130和外段132。内段130包括上表面134，并可形成在使用期间返回导管50的下端136所座放的边缘。
垂直壁部118具有外表面138。当内里部分112按照本发明一项实施例挤压形成时，外表面138可设置螺丝凸台(boss)140。基底120的外段132有助于将气流从供给压力通风系统30导引入房间12。
弧形部分114包括垂直壁部142和大体上弧形的壁部144。在图示的实施例中，垂直壁部142的内表面146可设置有螺丝凸台140以协助组装。弧形壁部144具有外段148和内段150。外段148优选地垂直于垂直壁部142并包括下表面152。在使用期间，当底座单元106被容纳于天花板18中T型件24格栅结构上的开口154时，垫板156位于外段148的下表面152与T型件24的上表面158之间。垫板156也可以用在T型件垂直构件160的相对侧上的上表面158上。采用这种方式，垫板156以气密方式将板片22密封于T型件24以形成房间12与供给压力通风系统30之间的气密密封。相似地，垫板156可用于隔板中的十字构件36上，如下文更为详细地所述。
如图9中清楚可见，端头部分116具有与内里部分112的垂直壁部118基本上相同的垂直壁部162。因此，垂直壁部162包括凹入164并对应于用于容纳垫板126的凹入122。垂直壁部162也优选地具有在其中挤压成形的螺丝凸台140。端头部分116具有基底166，该基底带有下表面168。当底座单元106容纳于开口154中时，端头部分116通过位于安放在T型件上表面158上的垫板156的基底166由T型件24予以支承。
当6个挤压成形的构件110以图7所示的方式进行组装以形成底座单元106时，两个内里部分112和两个端头部分116则共同配合以界定底座单元106的中心部分170。凹入122、164与其上的垫板120共同配合以形成围绕中心部分170周边的密封。当用户想要在相同设备中既从供给压力通风系统30供给空气又使房间空气返回到返回压力通风系统32时，如在结合式供给返回固定装置48中那样，空气返回导管50被容纳于中心部分170中。垫板126环绕导管50以封住供给压力通风系统30，从而使导管50提供穿过供给压力通风系统30的密封通路而又保持其整体性。
导管50优选地为通过将板金属弯折到所需方向而制成的矩形结构。导管具有伸入返回压力通风系统32的上端172，以及容纳于底座单元106的中心部分170中的下端136。导管50在其两端处172、136的部分优选地向内弯折以分别形成上下两个凸缘176、178。凸缘176、178不仅使导管50具有结构刚性，而且还形成了用于容纳绝缘层180的空间。绝缘层可以是一些本领域中所熟知而又易于购得的孔道衬里薄板。绝缘层180形成了由导管50限定的返回通路182与供给压力通风系统30之间的热屏障。
如图6、7和10清楚地所示，安装角钢184以机械的方式连接于导管50的外表面186。安装角钢184具有垂直部分188和水平部分190。垂直部分188装配有多个小孔192，用于容纳穿之而过的安装螺丝194以将安装角钢184连接于导管50。小孔192在垂直方向上本质上是长圆形或椭圆形的以允许用户调节安装角钢184来适应天花板18与隔板28之间的间隔的变化。设置在导管50各侧壁196上的安装角钢184的各段可以在安装角钢184水平部分190的上表面上设置垫板156。矩形板片34安置在其上并在导管50与隔板28上相邻十字构件36之间延伸，从图6中清楚可见。在端部壁部200上的安装角钢的各段可经由铆钉202直接地以机械方式连接于邻接的十字构件36，如图10清楚所示，其间不需要使用垫板。
图14是十字构件36的剖面的透视图。在图示的实施例中，十字构件36是以面对面的关系将两个可现成购得的T型件24接合在一起制成的。本领域普通人员易于理解，十字构件36可容易地使用辊轧成形机和一系列制成于其上的冲头制作成单一的整体件。不过，采用以图示方式接合起来的两个T型件24已经找到一种具有成本效益的替换方案。两个T型件24每隔一定间距，比如每6英寸，通过挤压或卷曲T型件24各自的水平部分而接合在一起以形成卷曲206。易于理解，两个构件还可通过其他已知的固紧装置，诸如铆钉，进行接合。T型件24和/或十字构件36的垂直部分208包括多个穿之而过的孔眼210，用于容纳以本发明当前所用的任何普通方法连接于这些孔眼的支承钢丝绳212或T型件24的端部。垫板156需要时(即，当板片34放于其上时)安放在上表面158上。
虽然图示实施例公开了用于形成隔板28格栅结构的十字构件36，但在隔板28中采用标准的T型件24也处于本发明的范围内。在这种情况下，改进的支承钢丝绳(未示出)可用以将天花板18悬吊在隔板28上的T型件24下。在这种实施例中，改进的支承钢丝绳可采取板金属条的形状，经弯折后勾在T型件24水平部分204的周围。不过，图示的实施例在保持隔板板片34与十字构件36之间的密封完整性方面发现是很有效益的。
终端单元56可以是更加全面地阐述在上述的待审专利申请中的类型。单元56，如图13所示，优选地包括将风门叶片216支承在水平轴218上的壳体214。随着转轴218的转动，风门叶片216在完全开启与完全关闭的位置之间转动。用于转动风门叶片216的马达220(图11和12)也可以安装在壳体214之内。马达可以是更加全面地阐述在上述的待审专利申请中的类型。可选择地，马达220可安装在壳体214外部以允许风门叶片216跨越壳体214的长度。很容易理解，壳体214形成有开口222，当风门叶片216处于开启位置时，来自供给压力通风系统30的供给空气流过该开口。电力也可通过电线224供向马达220。
壳体214构造有下部226，该下部设计成当用户需要如图1所示的可变容积系统时允许终端单元56连接于扩散器46的上表面228。当风门叶片216处于开启位置时，供给空气从供给压力通风系统30经由终端单元中开口222，然后经由扩散器46中开口230，流进房间12。供给空气所流经的扩散器46中的开口230的一侧由弧形部分114的弧形壁部144限定，另一侧由内里部分112限定，端部由端头部分116限定。
图15示出图1的返回压力通风系统32与供给压力通风系统30之间分流路径58的放大且更为详细的视图。隔板板片34由分流装置232代替以形成隔板28中的分流路径58。分流装置232包括护罩234和风扇单元236。风扇单元236可以是图1所示的风扇。护罩234可以是穹顶形的，上面带有中心开口238以允许空气流经护罩234。风扇单元236优选地包括壳体240、马达242和叶片244。
在图示实施例中，护罩234上的开口238优选为圆柱形。因此，风扇单元236的壳体240也优选为圆柱形。圆柱形壳体240具有环形凸缘246，允许将风扇单元236以机械方式连接于护罩234。马达242是轴向马达并位于轮毂248中，叶片244从轮毂沿径向向外延伸出。马达242由支架250支承。虽然分流装置232的护罩234已经示出为穹顶形，但护罩也可本质上齐平于安装在护罩上或下表面上的壳体240，如下文所述。
护罩234可设置有吊环孔252(图16)以允许支承钢丝212联接于这些孔眼，从而用户在有些地方标准需要独立地悬吊或支承安放在悬挂格栅结构中的非板片零件时，可将分流装置232直接悬吊在房顶20下。沿着那些钢丝，导管50的上端172可以同样装配有吊环孔252(未示出)以允许在一些设定有相关标准的地方将其直接悬吊在屋顶20下面。分流装置232可用在图3所示的系统中并且可以是空气调节器66。
图2示出一种组合式供给和返回固定装置48，该装置与图1所示的组合式供给和返回固定装置48稍有不同。在图1中，如上所述，组合式供给和返回固定装置48用于可变容积系统中，而图2中的组合式供给和返回固定装置48用于不变容积系统中。因此，图2所示的固定装置48不需要使用终端单元56来控制空气从供给压力通风系统30流动到房间12。
组合式供给/返回固定装置48的有益效果是其模块式设计。图17-26示出了可对固定装置48作出的许多改进。图17，例如，示出了带有双重供给和单一返回的固定装置48，用于如图1、6和7所示的变动容积系统中。
图18示出了用于图2所示的不变容积系统中的具有返回固定装置48的双重供给。采用这种结构，用户可简单地拆下终端单元56。类似地，通过从底座单元106的中心部分170卸下导管50和格栅52并使用适当尺寸的天花板板片22替换它们，用户可容易地将图18所示的组合式供给/返回固定装置48转换为图19所示的不带有返回装置254的双重供给。图20示出了不带有返回装置254的双重供给的俯视透视图。通过将两个终端单元56安放在图19所示的不带有返回装置的双重供给的扩散器46后面，如图21所示，用户可在变动容积系统中采用固定装置254。
如果用户不需要将两个扩散器46供给的空气量供向房间12，用户可设置只带有如图22-25所示的单一扩散器的固定装置。图22示出了用于不变容积系统中的具有返回固定装置256的单一供给。通过将终端单元56安放在图22所示的扩散器56上，如图23所示，带有返回固定装置256的单一供应可用在变动容积系统中。在构造图22和23所示的带有返回固定装置256的单一供给时，底座单元106的弧形部分114之一由经改进的挤压成形构件258予以代替。经改进的挤压成形构件258基本上与挤压成形的弧形部分114相同，但用于以另一外部部分148来代替弧形的内部部分150以形成一个边缘，该边缘上座放适当尺寸的板片22。相似地，在弧形部分114曾被拆下处的同一侧上的内里部分112可由适当长度的端头部分116来代替。端头部分116可进行稍微的改进以在垂直壁部162两侧上包括基底166并由附图标记116′予以标识。可选择地，内里部分112如需要则可以留下而不被改进的端头部分116′所代替。
当用户不需要由两个扩散器46供给的空气量并且不需要返回空气通道时，用户可以采用图24和25所示的结构。在该结构中，底座单元106已被完全减缩为扩散器46。通常用于支承格栅52和导管50下端136的内部部分130的上表面134此时支承适当尺寸的板片22。对置T型件上的垫板156可制成得更厚以适应所得到的高度差别。
图26示出一项只有返回固定装置260的实施例，用于当用户不需要从供给压力通风系统30向房间12供给空气时。在该固定装置260中，底座单元106的两个弧形部分114已经被卸掉由经改进的挤压成形构件258的各部分予以代替。适当尺寸的两块板片22安放在经改进的挤压成形构件258与端头部分116′(或内里部分112)之间。
图27和28(示意性地)示出用于图4所述系统中的经改进的供给/返回固定装置72。经改进的供给/返回固定装置72可在导管50中设置有靠近分隔器74的壁部262以与之配合来限定二者之间的静态空间264。温度传感器组件266可设置于其中以在空气流过返回空气导管76时通过检测返回空气的温度来确定经改进的供给返回装置72需要处于加热还是冷却模式。探测器268可穿过分隔器74从静态空间264进入返回空气导管76以检测温度。壁部262将温度传感器组件266与加热盘管82隔绝开来。风扇80可以是上述的风扇单元236。
图29和30示出了只具有返回固定装置270的替换实施例。固定装置270包括由可扩展手风琴式管筒274连接起来的上和下框架构件272。上和下两个框架构件272可以是完全相同的。在这种情况下，隔板28中的框架构件272指向下方，而天花板18中的框架构件272则指向上方。框架构件272具有水平底座276，其外周环绕有直立的壁部结构278。圆形开口280设置在水平底座中，环形凸缘282离开与壁部278相对的水平底座276穿过孔口280突出。
管筒274的内径稍大于突出的环形凸缘282的外径，以使管筒274可容纳于环形凸缘282上。带子284于是可以围绕管筒274捆紧以将管筒274连接于框架构件272。管筒274的手风琴式特性在天花板18与隔板28之间的距离改变时可提供调节性。
图31示出了只具有返回固定装置的又一实施例。在许多涉及悬吊式天花板的情况下，往往需要建筑物的多种机械部件穿透天花板，诸如增湿器(sprinkler)。在一种标准的增湿器系统中，如图所示，水平水管288在房顶20下的间隙空间26中延伸。在本实施例中，水平水管位于返回压力通风系统32中。水管288中的T形管接头290提供了垂直分支292，该分支由增湿器喷头294终结在房间12中或房间的稍上方。
虽然固定装置286提供了返回空气通路296，但其主要目的是形成对供给压力通风系统30的密封式穿透以保持其整体性。固定装置286具有壁部298。在图示实施例中，壁部298优选为具有环绕其的绝热层300的圆柱形管段。密封件302将固定装置286密封于板片22、34。密封件302可以是安装以后施加在绝热层300与板片22、34相交处的堵缝(caulk)。装饰性凸缘(未示出)为美观起见可安放在板片22邻近增湿器喷头294的开口内。
图32和33示出了结构性面板，该面板用于穿透隔板28而不牺牲供给压力通风系统30或返回压力通风系统32的整体性。面板304具有平坦的基底部分306，该部分可以是一块板金属。结构性壁部308围绕面板304的基底部分306的外周设置并增大了面板304的刚性。面板还包括结构性肋板310，以进一步增强面板304的强度和刚性。多个接线盒312设置在基底部分306的上和下表面314和316上。
上表面314上的接线盒312直接位于下表面316上接线盒312的上方。在接线盒依然对准的情况下，开口317可在对准的两接线盒312中间的基底部分306所限定的空间中制成。开口317允许电缆或电线318穿过面板304，同时，对准的两接线盒312协同保持供给压力通风系统30与返回压力通风系统32之间的密封。电气导管319可将电线318带出接线盒312。如本领域普通技术人员显而易见的那样，接线盒312包括用以进入接线盒312内部的通道的拆卸器20，连接器322可用以密封电线318经由拆卸器320进入接线盒312的地方和/或电气导管319连接于接线盒312的地方。面板304可位于隔板28中照明装置324上方以允许电线318从照明装置通过隔板28而不损坏供给压力通风系统30与返回压力通风系统32之间的密封。
图34示出面板304可对置于护罩234而结合有多个风扇单元236以形成分流装置232的替换实施例。接线盒312可与该面板结合使用，如图所示，或可不再使用。
为了控制图1-5所示的多种系统，已经研制出一种恒温器326，如图35所示并具有下述的多项实施例。本发明的恒温器326设计成可与普通的现有和容易购得的电子配件和装置，诸如盖/端板328、接线盒330和其他通用于现有各种电气装置的类似配件，共同使用。这种设计中的固有限制要求恒温器326在被限定于共用于现有电气装置-诸如照明开关332-的特定包装和安装中时检测和控制温度。这种设计消除了恒温器在美学上的许多缺点并使得容易符合新的安装高度的要求。另外，这显著地降低了装置的生产成本，由于恒温器采用低成本、具有高容量，所以现有电子配件可与恒温器共同使用。
图35示出本发明的恒温器326的两项实施例(为易于说明起见)安装在标准的和易于购得的三项一组的接线盒330中并且邻近照明开关332。接线盒330在距离地板14(未示出)的适当高度处由钉336装接于工字梁上。接线盒330具有多个上部和下部的带内螺纹的槽孔338(被遮挡住)，用于容纳安装螺钉340。恒温器326，以及照明开关332，都具有带有上部和下部安装孔眼344(被遮挡住)的安装带条342，用于容纳安装螺钉340。安装孔眼344间隔开来一个设定的距离以允许调整采用工业标准距离隔开的槽孔338。安装带条342还具有一对在安装孔眼344之间的上部和下部端板装接孔眼346。端板装接孔眼346之间的距离也由工业标准确定，即，隔板328中螺丝孔眼348之间的距离。通过使安装带条342上的孔眼344、346按工业标准距离间隔开来，恒温器326可容易地结合入现有装置中并与现有配件共同使用。按照国家电气规范(Wational Electric Code)，很可能需要在接线盒330中设置挡板347。挡板347用以在接线盒330中使低压恒温器326与任何高压器件诸如照明开关332隔开。图36示出了图35中已完成壁部16的结构，其中盖板328处于门板349附近。
现在转向图37，恒温器326的检测和控制电子设备安放在单一的印刷电路板350上，该电路板的尺寸装配于采用工业标准的单项一组或双/多项一组的电气盖板328的后面。电路板350具有前侧352和器件侧354。安装时，电路板的前侧352面向接线盒330以外。用户设定点调节控制器356以一种允许其经由前侧352被接近的方式安装于器件侧354。用户设定点调节控制器356允许用户调节所需的温度。在该特定实施例中，用户设定点调节控制器356是一种可变调节器，往往称作电位计。不过，应当理解，其他的调节控制器，诸如将在下文进行讨论的装有瞬时按钮(momentary push button)和显示器的数字控制器，也都处于本发明的范畴之内。其他一些器件，尤其是下面所讨论的那些，安装于器件侧354，但为清晰起见，这些器件没有示出于图37中。
继续参见图37，热敏电阻358用以检测环绕恒温器326的区域中的室温。重要的是，热敏电阻358连接于印刷电路板350的前侧352，从而使该电阻处于恒温器326其余各器件的相反侧上。采用这种方式，热敏电阻358与由那些器件产生的任何热量隔绝开。热敏电阻358所放置的位置还使其在电路板350就位时接触于盖住其中安装电路板350的接线盒330的盖板328，或者紧密接近盖板328。因而，在此位置上，热敏电阻358将检测和反映出盖板328的温度，这样可反映围绕盖板328的空气并由此得到房间12的温度，并且将不会受到其余恒温器器件的温度的影响。
本发明的恒温器326的多项实施例提供了控制各种系统和以上提及的终端单元56所需的用户界面、信号、协议和方法。应该理解，一般来讲，终端单元56由两种电信号予以控制：开通信号，使终端单元56开启其风门叶片216；以及关闭信号，使终端单元216关闭其风门叶片216。为说明这一些，并且不限制本发明，开通和关闭信号将是电压信号，且开通信号的下降边(falling edge)将致使终端单元56开启其风门叶片216，同时关闭信号的下降边将致使终端单元56关闭其风门叶片216。也可采用许多其他类型的电信号并处于本发明的范畴之内。
在第一实施例中，恒温器326通过改变终端单元56的风门叶片216被开启和关闭的时间比例来控制由终端单元56输送的平均空气数量。图38表示恒温器326的第一实施例的典型定时设置示意图。具体地说，信号360是开通信号和信号362是关闭信号。在时刻0处，开通信号360上升而关闭信号居低。在时刻1处，开通信号360下降且开通信号360的下降边致使终端单元56开启其风门叶片216。在时刻2处，关闭信号362上升。在时刻3处，当关断362返回到低值时，该信号的下降边致使终端单元56关闭其风门叶片216。风门叶片216将保持关闭直至时刻5为止，此时开通信号360在时刻4处上升后返回到低位状态。因此，在该实例中，在从时刻1延至时刻5的时段内，终端单元56的风门叶片从时刻1至时刻3开启而从时刻3至时刻5关闭。通过改变开通信号360和关闭信号362改变状态的时刻，恒温器326可控制所输送的空气量。
图39示出用以产生恒温器第一实施例中所述信号的恒温器326的一项实施例的方框图。恒温器326的该项实施例包括热敏电阻364和用户设定点调节器366。热敏电阻364和用户设定点调节器366二者，或是单独的，或是结合其他公知器件或电路(都未示出)，可提供可变的电压作为输出。
热敏电阻364可操作以响应于环境温度变化而改变其电阻。更为具体地说，随着热敏电阻364温度升高，其电阻下降。用户设定点调节器366也可操作以改变电阻而提供可变的电压输出，例外的是，用户设定点调节器366是可人工操作的。如上所述，可变电阻器是一种可用作用户设定点调节器366的装置。在图35和36中，最左边的恒温器326结合有端接在用户可接合旋钮368中的可变电阻器。通过转动旋钮368，用户可改变电阻并借以改变电压输出。因此，用户可通过转动旋钮368来改变所需的房间12温度。因此，用户可通过在一个方向上转动旋钮而使房间12变热而通过在另一方向上转动旋钮而使房间12变凉。
用户设定调节器366也可以是装有显示器的数字模块。比如，图35和36中紧挨照明开关332左面的恒温器326具有两个瞬时按钮370，该按钮以电气连接于包括液晶显示器372的数字电路。在用户设定点调节器366的该项实施例中，按钮370之一(最好是上面的一个)允许用户增大设定点(即，升高所需的温度)，而另一按钮370(最好是下面的一个)允许用户减小设定点(即降低所需的温度)。显示器372会显示对应于设定点的数字。数字电路还会输出对应于设定点的电压。在恒温器326的该项实施例中，用户设定点调节器366具有端面373，当盖板328装接于接线盒330时，房间12中的用户可接近并看到该端面，如图36所示。端面373具有外部周边375，其尺寸可经由盖板328上的开口377进行装配。盖板328上的开口377具有工业标准尺寸。因此，通过定出端面373尺寸以经由盖板328上工业标准尺寸的开口377进行装配，可以采用容易购得的盖板。优选地，端面373大致上是1.3英寸宽和2.6英寸高，而更为优选地是1.310英寸宽和2.630英寸高。
继续参看图39，热敏电阻364的输出电气连接于电压放大器374的输入。应当理解，由于电压放大器374的输出是电气连接于该电路的，所以电压放大器374可成比例地增大来自热敏电阻364的电压输出，使得其落入一个可由剩余恒温器器件，具体地由“开通”时刻定时器电路376，加以利用的范围内。当然，如果热敏电阻364的输出电压落入可以接受为“开通”时刻定时器电路376的输入的电压范围内，那么电压放大器374并不是必需的。“开通”时刻定时器电路376的输出电气连接于第一脉冲生成定时器电路378，而第一脉冲生成定时器电路378的输出电气连接于模块插头380。
在热敏电阻326的第二部分上，用户设定点调节器366的输出电气连接于“关闭”时刻定时器电路382。以类似于“开通”时刻定时器电路和脉冲生成定时器电路378的方式，“关闭”时刻定时器电路382的输出电气连接于第二脉冲生成定时器电路384，而第二脉冲生成定时器电路384连接于模块插头380。最后，第一脉冲生成定时器电路378的输出电气连接于”关闭”时刻定时器电路382，而脉冲生成定时器电路384电气连接于“开通”时刻定时器电路376。
应当理解，定时器电路376、378、382和384优选地以558四重定时器(quad timer)的一个定时器为基础。558定时器的操作与产生具有可变长度的脉冲所用的电路和所需的器件一样，是公知的。
在操作中，当电力供向恒温器326时，第二脉冲生成定时器电路384的输出在预定的时段中上升。该信号(图38中的开通信号360)触发“开通”信号定时器电路376，从而向终端单元56发出信号以开启风门叶片216。此后，在由电压放在器374予以放大之后，“开通”信号定时器电路376产生一输出信号，其长度由来自热敏电阻364的输出予以控制。在图38中，该信号的长度是从时刻1到时刻2。此输出用以触发第一脉冲生成定时器电路378，该电路可产生预定长度的输出强度信号(图38中的关闭信号362)，发向终端单元56以关闭风门叶片216。第一脉冲生成定时器电路378的输出还可触发“关闭”时刻定时器电路382，该电路产生一升高信号，信号的长度由来自用户设定点调节器366的输出予以控制。在图38中，该信号的长度是从时间3到时刻4。
“关闭”时刻定时器电路382的输出可触发第二脉冲生成定时器电路384以产生预定长度的升高信号(图38中的开通信号360)，该信号发向终端单元56以开启风门叶片216。因而，各定时器电路是相互连接的，从而使“开通”时刻定时器信号的完成触发关闭风门叶片216的信号，“关闭”时刻定时器信号的完成触发开启风门叶片216的信号。相似地，“开通”时刻输出信号的完成触发“开通”时刻定时器信号，而“关闭”时刻输出信号的完成触发“关闭”时刻定时器信号。这种相互连接导致“开通”和“关闭”两种脉冲无限地重复。
应当理解，参照图39所说明的特定实施例是若干可能的模拟结构之一。定时和控制两种信号也可由经过编程以提供同样一些功能的微处理器或微控制器予以提供。
在第二实施例中，恒温器326产生图40所示的信号。该项实施例表示一种传统的“开通-关闭”方法，使用该方法时，对于冷却模式来说，只要温度高于用户设定点，则终端单元56开启，并且每当温度处在或低于设定点时，终端单元56关闭。对于加热模式来说，情况是相反的。在图40中，示出冷却模式的输出信号。当温度高于设定点时，开通信号386是一种周期性生成的脉冲，该信号开启终端单元56的风门叶片216，而关闭信号388依然持低。当温度低于设定点时，同样也是一种周期性生成的脉冲的关闭信号390关闭终端单元56的风门叶片216，而开通信号392依然持低。
图41示出了可用以产生在恒温器的第二实施例中所述信号的恒温器326的一项实施例的方框图。恒温器326的该项实施例包括热敏电阻温度传感器394和用户设定点调节器386。这两部装置的输出电气连接于电压比较器398。如所公知的那样，电压比较器是用以比较两个输入的电压水平并提供用于表示哪个输入较高的输出的装置。电压比较器398设计成如果热敏电阻输出电压高于用户设定点调节器输出电压，则输出高，而在相反情况下，则输出低。
继续参看图41，电压比较器398的输出电气连接于反向器电路400和开通开关电路402。反向器电路400可用以提供作为输入的倒数的输出。因而，如果给反向器电路400的输入高，则反向器电路400的输出低。反向器电路400的输出电气连接于关闭开关电路404。如果控制程度高，则开关电路402和404可用以使信号通过信号输入端；如果控制程度低，则中断信号的输入。如图41所示，如果电压比较器398的输出高，则开通开关电路402使其信号输入通过，而同时关断开关电路404中断其信号输入。如果电压比较器398的输出低，则关闭开关电路404使其信号输入通过，而同时开通开关电路402中断其信号输入。开通开关电路402和关断开关电路404二者的输出电气连接于模块插头406。
图41中还示出定时器电路408和脉冲生成电路410。这两个电路可用以产生图40所示的开通和关闭信号。优选地，这两个电路408和410以558四重定时器的一个定时器为基础。因而，定时器电路408的输出电气连接于脉冲生成电路410的触发。脉冲生成电路410的输出关系于开通开关电路402、关闭开关电路404的信号输入以及定时器开关电路408的触发。
在运作中，如上所示，如果热敏电阻输出电压高于用户设定点调节输出电压，即表示该空间需要冷却，则电压比较器398的输出较高。该较高输出致使开通开关电路402使其信号输入通过，而关闭开关电路404中断其输入。采用这种方式，终端单元56接收到使其开启其风门叶片216的信号。相似地，如果用户设定点调节器输出电压高于热敏电阻输出电压，即表示该空间需要加热，则电压比较器398的输出较低。该较低输出可使关闭开关电路404放过其信号输入而开通开关电路402中断其输入。采用这种方式，终端单元56接收到使其关闭其风门叶片216的信号。
上述恒温器326的第一和第二实施例是区域恒温器。不过，有一些应用场合需要使用恒温器以控制屋顶单元或空气处理单元。这类恒温器的控制功能必须遵照所制定的受控设备的控制惯例。恒温器326的第三实施例遵照这些惯例。
在图42中，示出了恒温器326的第三实施例的方框图。恒温器326的该项实施例保留了第一和第二实施例的实际形状和尺寸，使得其也可装配在通用于现有电气装置的包装内。恒温室326的该项实施例包括热敏电阻温度传感器412和用户设定点调节器414。应当理解，在此所述的任何用户设定点调节器可采取在此已知或所述的任一项实施例的形式(例如，可变电阻器或瞬时按钮)。热敏电阻412的输出电气连接于第一电压比较器416和第二电压比较器418。用户设定点调节器414的输出电气连接于第一电压比较器416和静区选定器下落开关(deadband selector dip switch)420。
继续参看图42，电压比较器416和418的输出电气连接于第一“与”电路422。此外，第一电压比较器416的输出电气连接于第一反向器电路424，而第二电压比较器418的输出电气连接于第二反向器电路426。反向器电路424和426二者的输出电气连接于第二“与”电路428。应当理解，“与”电路可用以比较两个输入并提供高输出——如果两个输入都高的话。如果任一输入低，则“与”电路的输出低。
继续参看图42，“与”电路422和428二者的输出电气连接于闩锁电路430。闩锁电路430具有两个输出，一个输出电气连接于加热继电器432，另一个输出电气连接于冷却继电器434。另外，定时器电路436的输出电气连接于闩锁电路430。最后，加热继电器432的输出和冷却继电器434的输出二者都电气连接于模块插头438。
在运作中，用户设定点调节器414的电压输出和热敏电阻412的输出由第一电压比较器416和第二电压比较器418二者予以比较。两个比较器之间采用预定和固定的电压差，因为此系统必须在加热与冷却功能之间具有静区。静区选定器下落开关420允许选定一电阻值，该值最终等于由两个比较器416、418选定的温度差或静区。为了进行冷却，第一电压比较器416和第二电压比较器418二者必须检测出热敏电阻412的输出高于用户设定点调节器414的输出，而为了进行加热，第一电压比较器416和第二电压比较器418二者必须检测出热敏电阻412的输出低于用户设定点调节器414的输出。为防止短路循环，所得的温度借助于定时器电路436和闩锁电路430进行采样。优选地，比较器416和418的输出大致上每5分钟一次地被闩锁。定时器电路436和闩锁电路430可防止继电器432和434输出状态方面的变化的时间间隔少于5分钟。
单元风扇(诸如鼓风机40)的开关未示出，该开关可装入用户设定点调节器414，使得每当开关被定位于一特定设定位置时风扇被启动。由静区选定器下落开关420选定的静区设定位置一般是2度和5度以遵照用户需求和ASHRAE需求。继电器432和434的输出可以评定为大多数HVAC应用场合共用的24V交流电压、1安培功率。
虽然恒温器326的所有实施例已经被设计并说明以便装设和应用于墙壁16中，但是本领域普通技术人员都容易理解并处在本发明范畴内的是，恒温器326的多项实施例的器件可用以控制多种系统，并同时包含在使用现有技术的典型方式单独安装在墙壁16上的独立装置中。
从上述内容可知，本发明非常适于实现这里所述的所有结果和目的，以及此结构的明显而固有的其他优点。应该理解，某些特征和子组合都具有实用性并可在不涉及其他特征和子组合的情况下予以采用。这一点是本发明原本期待的并处于本发明的范畴之内。
由于可实现本发明的许多可能的实施例而不偏离其范畴，所以应当理解，在此所述或附图中所示的一切内容都应当被解释为对本发明原理进行的应用，而并无限制意义。

Claims (23)

1.一种用于将经调节的空气输送到房间的方法，该房间在覆盖于所述房间上面的天花板的上方具有空间，所述方法包括：将所述空间分隔成供给压力通风系统和返回压力通风系统，所述供给压力通风系统和返回压力通风系统共同占据所述空间容积的主要部分并且一般地一个位于另一个之上；将经调节的空气输送到所述供给压力通风系统；将经调节的空气从所述供给压力通风系统排放到所述房间中去；将返回空气从所述房间导引至所述返回压力通风系统；并且将所述返回空气从所述返回压力通风系统排出。
2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述供给压力通风系统在所述天花板上方并靠近所述天花板，而所述返回压力通风系统在所述供给压力通风系统上方并靠近所述供给压力通风系统。
3.按照权利要求2所述的方法，包括下述步骤：将所述供给压力通风系统与所述房间隔绝；以及将所述返回压力通风系统与所述供给压力通风系统隔绝。
4.按照权利要求2所述的方法，其中，将所述空间分隔成供给压力通风系统和返回压力通风系统的步骤包括将基本上水平的隔板悬吊在所述空间中所述天花板上方并基本上平行于天花板的位置处。
5.按照权利要求1所述的方法，其中，将经调节的空气输送到所述供给压力通风系统的步骤包括在房间压力以上小于大约0.1英寸wg的压力下将经调节的空气输送给所述供给压力通风系统。
6.按照权利要求5所述的方法，其中，将经调节的空气输送到所述供给压力通风系统的步骤包括在房间压力以上大约0.05英寸wg的压力下将经调节的空气输送给所述供给压力通风系统。
7.按照权利要求6所述的方法，包括下述步骤，将所述返回压力通风系统保持在房间压力以下大约0.02英寸wg的压力下。
8.按照权利要求1所述的方法，其中，将经调节的空气从所述供给压力通风系统排放到所述房间里去的步骤包括将空气在天花板上的选定位置处排放到房间中去；并且将返回空气从房间排放到所述返回压力通风系统中去的步骤包括将返回空气在邻近所述选定位置处穿过天花板导引出房间。
9.按照权利要求1所述的方法，其中，将经调节的空气从所述供给压力通风系统排放到房间里去的步骤包括检测房间内的温度状态；并采用取决于所述温度状态的方式改变从所述供给压力通风系统流进房间的体积流率。
10.按照权利要求1所述的方法，其中，将经调节的空气从所述供给压力通风系统排放到房间里去的步骤是在基本上不变的空气体积流率下进行的。
11.按照权利要求1所述的方法，包括下述步骤：设置从所述返回压力通风系统到所述供给压力通风系统的分流路径；并且迫使选定量的空气从所述返回压力通风系统经由所述分流路径进入所述供给压力通风系统。
12.按照权利要求1所述的方法，其中，所述供给压力通风系统和所述返回压力通风系统通常保持在大致上为零的压力下，将经调节的空气从所述供给压力通风系统排放到房间中去的步骤包括使风扇的吸入侧连通于所述供给压力通风系统并且有选择地启动所述风扇以将空气从所述供给压力通风系统导引进房间。
13.按照权利要求12所述的方法，包括下述步骤，在空气进入房间之前在所述风扇的下游位置处加热空气。
14.按照权利要求1所述的方法，包括下述步骤，设置从所述供给压力通风系统到所述返回压力通风系统的分流路径；当经调节的空气正在从所述供给压力通风系统被排放到房间中去时关闭所述分流路径；在选定的各时刻停止将经调节的空气从所述供给压力通风系统排放到房间中去；当经调节的空气停止从所述供给压力通风系统排放到房间中时，在选定的各时刻开通所述分流路径；以及当所述分流路径开通时迫使空气经由所述分流路径从所述返回压力通风系统进入房间。
15.按照权利要求14所述的方法，包括下述步骤，将流经所述分流路径的空气加热。
16.一种用于将经调节的空气输送到房间的方法，该房间在覆盖于所述房间上面的天花板的上方具有空间，所述方法的步骤包括：在大致上为零的压力下将经调节的空气供向所述供给压力通风系统；检测房间中的温度状态；当所述温度状态满足选定条件时迫使空气流出所述供给压力通风系统而进入房间；以及以基本上与被迫使进入房间的空气相同的体积流率导引返回空气流出房间。
17.一种用于将经调节的空气输送到房间的设备，该房间具有天花板和天花板上方的空间，所述设备包括：所述空间中的供给压力通风系统；所述空间中的返回压力通风系统，所述供给压力通风系统和所述返回压力通风系统共同占据所述空间的主要部分；经调节空气的气源，该气源连接于所述供给压力通风系统以向其输送经调节的空气；天花板上的空气调节器，用于将经调节的空气从所述供给压力通风系统导引进房间；以及返回空气路径，该路径从房间延伸至所述返回压力通风系统以将返回空气导引向所述返回压力通风系统。
18.按照权利要求17所述的设备，其中，所述供给压力通风系统邻近地覆盖所述天花板；并且所述返回压力通风系统邻近地覆盖所述供给压力通风系统，并且由基本上水平的隔板与所述供给压力通风系统分隔开。
19.按照权利要求18所述的设备，其中，所述返回空气路径包括：天花板上的返回调节器；以及大体上垂直的导管，该导管从所述返回调节器延伸向所述返回压力通风系统，所述导管穿过所述供给压力通风系统延伸并与所述供给压力通风系统隔绝。
20.按照权利要求19所述的设备，其中，所述空气调节器和所述返回调节器彼此邻近。
21.按照权利要求20所述的设备，其中，所述空气调节器用于将空气大体上引离所述返回调节器。
22.按照权利要求17所述的设备，包括用于所述空气调节器的控制装置，该装置用于控制通过所述空气调节器进入房间的空气体积流率。
23.按照权利要求17所述的设备，包括：从所述返回压力通风系统到所述供给压力通风系统的分流路径；以及具有主动状态的风扇，其中，空气由所述风扇迫使从所述返回压力通风系统通过所述分流路径到所述供给压力通风系统。
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