CN2031893U

CN2031893U - 一种自然换热通风风眼

Info

Publication number: CN2031893U
Application number: CN 88204541
Authority: CN
Inventors: 李冰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1989-02-01

Abstract

一种自然换热通风风眼，它适用于一般民用建筑物，如各种集体宿舍、病房以及旅馆等住房的通风。本实用新型利用霍布森(Hobson)效应，用粗糙通道与光滑通道的套接，达到自然抽风换气。同时，粗糙通道与光滑通道是用高导热材料制造的内筒分隔，排出建筑物外的混浊空气可通过内筒筒壁与吸入建筑物内的新鲜空气进行热交换，使建筑物内气温不致大幅度下降，起到换热通风的作用。本实用新型结构简单，不需耗费能源。

Description

一种自然换热通风风眼，适用于一般民用建筑物，特别适用于各种集体宿舍、病房、旅馆等人居住的房间的通风。

现在的各种民用居住建筑物，为了保暖，在冷天一般都紧闭门窗以减少热量损失。但是，由于人们在活动和休息时都要新陈代谢，要消耗大量氧气，产生大量二氧化碳等有害气体，使得建筑物内空气极为混浊。人们长期在混浊空气中生活，对身体有很大的危害。因此，需要经常更换建筑物内的空气，以保持建筑物内空气新鲜。为更换建筑物内空气而又不降低建筑物内空气的温度，人们可安装空调系统和热风系统。由于空调和热风系统对吸入建筑物内的新鲜空气进行加热时，要消耗大量的能量，这在当今能源紧缺的情况下是不太适用的。而且空调和热风系统结构复杂，成本昂贵，对一般家庭和集体宿舍来说也是不合适的。

本实用新型的目的是发明一种不需要外加能源，利用自然温差换热通风，向建筑物内补充新鲜空气，排出建筑物内的混浊空气，既能保持换气，又只使建筑物内气温下降很少的通风装置。

本发明如图1所示，它有一个可装于建筑物门、窗或墙壁之上使建筑物内与建筑物外相通的通气孔1。本发明的特别之处在于：在通气孔1内有内筒2，内筒2把通气通道分隔成内通道和外通道，内筒2由高导热材料制成，内筒2的一面为光滑表面，另一面为粗糙表面，内筒2两端长于通气孔1。（可以是内筒2的内表面为光滑表面，外表面为粗糙表面，这样内筒2内部形成光滑通道，内筒2与通气孔1之间的外通道形成粗糙通道。反之也可。）

由于通气孔1被内筒2隔为内外两通道，其中一个通道的表面为粗糙表面，另一个通道为光滑表面，根据霍布森（Hobson）1970年的发现，用内表面粗糙的通道相连接的两室所发生的热流逸现象与多孔塞相连接两室的情况一样：即流通使整个大系统向

P_{A} {\sqrt{T}}_{A} = P_{B} \sqrt{T}

的平衡态过渡。因为单位容积的分子数n＝（N／R_O）P／T，所以平衡方程可表示为P_A／P_B＝（T_A／T_B）

。然而，对于用光滑通道连接的两室，霍布森的实验表明，此两室的平衡态为P_A／P_B＝α（T_A／T_B）

，式中，α的值与温差有关，一般在1.1～1.3之间。

霍布森根据上述实验设计了如图2所示的实验装置，装置分1，2，3个空腔，1腔和3腔处在温度为T₁的冷端，2腔处在温度为T₂的热端，1腔和2腔之间通过粗糙通道相通，2腔和3腔之间通过光滑通道相接。根据平衡态方程有：P₁／P₂＝（T₁／T₂）

，P₂／P₃＝α（T₂／T₃），式中，T₁＝T₃，因此，1腔与3腔的压力比为P₁／P₃＝α。由于T₂＞T₁，系数α＞1，所以1腔与3腔产生了压力差。霍布森把此装置串联28级，得到压比为23.3的抽气装置。霍布森的实验实际证明了在光滑通道中，分子从热端到冷端比从其反方向通过通道的几率要大。

本实用新型可以看作是光滑通道与粗糙通道套在一起的霍布森实验装置。建筑物内为热端，建筑物外为冷端，在由温差产生的压差作用下，建筑物外新鲜空气通过粗糙通道流入建筑物内，而建筑物内的混浊空气通过光滑通道排出建筑物外。同时，由于建筑物外氧气浓度高，而建筑物内二氧化碳等有害气体的浓度比建筑物外高得多，再者，有害气体的分子量较大，因此，在建筑物内外浓度和温差的作用下，这些大分子量有害气体将向建筑物外扩散迁移，而氧气将向建筑物内扩散迁移，也起到了一定的换气通风作用。

由于本实用新型中把通气孔分隔为粗糙通道和光滑通道的内筒2是由高导热材料制造，光滑通道在把建筑物内混浊热空气排出建筑物外时，通过内筒2筒壁把热量传给通过粗糙通道吸入的建筑物外较冷的新鲜空气，使进入室内的新鲜空气的温度有所提高，达到换热的目的。

由于粗糙通道和光滑通道套在一起，对于冷端（建筑物外）和热端（建筑物内）都存在进排气相混的情况。本实用新型把内筒2加长，两端都长于通气孔1，能较好地防止进排气的混合，保证吸入的空气基本都是新鲜空气，而排出的基本都是混浊空气。

本实用新型可以有图3的结构。内筒2的内表面为光滑表面，外表面为粗糙表面，通气孔1的内表面也为粗糙表面，内筒2在建筑物内的一端接有一反锥体3。反锥体3上接有堵片4。反锥体3及堵片4可以沿轴向移动。堵片4与内筒2的口部形成间隙，反锥体3与通气孔1的口部也形成一个开口，间隙和开口可以通过调整反锥体3和堵片4的轴向位置来调整开口量。这样，反锥体3可以把从粗糙通道吸入的新鲜空气与将从内筒2内光滑通道排出的混浊空气隔开，同时，吸入的空气被反锥体3反射后向四周扩散，不会形成冷风。由于可以通过调节反锥体3和堵片4的轴向位置来调节内外通道的开口量，这给在实际使用中根据实际需要调节通风量的大小带来方便，甚至可以在必要时关闭进排风口。

本实用新型可在内筒2在建筑物外的一端接有一个带挡雨板5的弯头6，如图4所示。它可以把建筑物外一端的进排气分隔开，减少排出建筑物外的混浊气体与将被吸入建筑物内的新鲜气体的混合。另一方面也可以避免在有风时由于风压造成的排气倒灌和下雨时雨水进入建筑物内。

本实用新型由于利用了霍布森效应，可实现自然换气，吸入建筑物外的新鲜空气，排出建筑物内的混浊空气。而且，由于吸排气通道是相互套接的，把它们分隔的壁板是用高导热材料制造的内筒，排出的热空气和吸入的冷空气可以通过内筒壁进行热交换，用热空气加热冷空气，达到换热的目的。这样，本实用新型既能保证换气，又只使建筑物内气温下降很少。

本实用新型内筒2可以用铝、铜或铁等金属制造，内筒2和通气孔1的截面形状可以是非圆的，如四边形、六边形等。通气孔1可以用绝热材料制造，也可以在通气孔1的外表面（或内表面）衬一层绝热材料，还可以利用建筑物本身的材料形成通气孔。本实用新型应在内外通道中加有纱网以防各种脏物和蚊虫等小动物进入建筑物内。本实用新型通气孔1的长度与直径比一般为3～8比1。在通气量要求较大时，可以并排多装。本实用新型中可有的反锥体3可以用螺纹的方式与内筒2相连，通过旋转反锥体3就可以调节反锥体的轴向位置，也可以通过滑动配合套在内筒2上，用于推拉调节其轴向位置。

图1为本实用新型结构示意图。图中双线箭头表示建筑物内混浊空气的流向，单线箭头表示建筑物外新鲜空气的流向。

图2为霍布森实验装置示意图。

图3为加有反锥体和堵片的装置示意图。

图4为弯头局部示意图。

Claims

1、一种自然换热通风风眼，它有一个可装于建筑物门、窗或墙壁之上使建筑物内与建筑物外相通的通气孔1，其特征在于：在通气孔1内有内筒2，内筒2把通气通道分隔成内外通道，内筒2由高导热材料制成，内筒2的一面为光滑表面，另一面为粗糙表面，内筒2两端长于通气孔1。

2、如权利要求1所述的一种自然换热通风风眼，其特征在于：内筒2的内表面为光滑表面，外表面为粗糙表面，通气孔1的内表面也为粗糙表面，内筒2在建筑物内的一端接有一反锥体3，反锥体3上接有堵片4，反锥体3及堵片4可以沿轴向移动。

3、如权利要求1或2所述的一种自然换热通风风眼，其特征在于：内筒2在建筑物外的一端接有一个带挡雨板5的弯头6。