JP2019516061A - 小型熱回収式換気システム - Google Patents

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Abstract

小型向流熱回収換気システムが空気モジュールアセンブリと熱交換器アセンブリとを備える。空気モジュールアセンブリは、2つの側部パネルによって接続された前面パネル及び背面パネルと、前記側部パネルに固定され側部パネルの間に平行に配置された基板と、シャフトを有する両面遠心羽根車と、入口開口と出口開口を有する2つの液圧的に隔離された流れ管路を形成する電気駆動部とから作成される。熱交換器アセンブリは、折り畳まれた波形フィン又は平板として作成された流れ側変更可能熱交換器として動作し得る熱交換器を備えるため、両方の流れ通路のそれぞれが複数の分離流れチャネルに分割される。チャネルは一つ置きに封止されて、隣接するチャネルはいずれも同一方向の流れを反対方向の流れになるようにする。これにより、それぞれが送風機アセンブリの出口開口及び入口開口に接続された吸入口開口及び排出口開口を有する2つの液圧的に隔離された流れ通路が形成される。これは、壁又は天井の内部に取り付けられるシステムにとって有用であり、室内装飾の一部を構成する。

Description

本出願は、2016年3月31日に出願された米国仮特許出願第62/316,325号の優先権の利益を主張する。この米国仮特許出願は、その全体の内容が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、空気の移動及び/又は室内空気の温度、湿度、化学的性質及び品質の調節のための熱換気及び空調(HVAC)システムに概ね関する。さらに詳細には、本発明は、熱換気装置、冷却装置、空調装置、加湿装置および空気清浄装置をはじめとする換気装置などの空気処理装置に関する。本発明は、壁又は天井の内部に取り付けられ、室内装飾の一部を構成するシステムに特に有用であるが、そのようなシステムに限られるわけではない。このため、システムの厚さは重要な要素である。もう一つの重要な要素は、最も高いエネルギー回収効率又は化学的回収効率を提供する向流空気流(countercurrent air flow)(反対方向に流れる空気)である。このほか、屋内自動車空気換気/調整システムに関連する重要な応用分野がある。
向流の原理は、多くの換気プロセスにて不可欠な要素である。排ガス中の加熱エネルギー又は冷却エネルギーは、回収し、熱交換器を通って置換用空気に差し向けることによって保存することができる。低い屋内湿度レベルはこのほか、さまざまな向流過程(乾燥剤ホイール、透水膜など)を通って供給空気から湿気を抽出して排出空気中に放出することにより、暑い環境および湿気の多い環境にていっそう良好に維持することができる。同一の方法を用いて、排出空気から多くの湿度を抽出して供給空気中に放出することによって、十分に高い室内湿度レベルを維持するのを助けることができる。一部の工業的過程はこのほか、汚染又は廃棄物を最小限に抑えるか、過程をさらに効率的にするために、向流(又は交差流)原理に基づく抽出方法を用いることにより利益を得ることができる。
このような向流過程に加えて、良好な換気システムにはこのほか、空気の品質を改善することができる活性炭、加湿器、除湿器、加熱器、冷却器などをはじめとするフィルタのような他のさまざまな空気処理ユニットが設けられるほか、適切な場所で空気を効率的に抽出又は供給するために長いダクトシステムが必要になることがある。このような過程およびシステム(向流、交差流又は直線流)はいずれも、空気流を制限し、換気システムの圧力低下に寄与する。天候又は筐体の動きによる周囲の圧力変動は、換気システムに対して追加の電力消費を要求する圧力負荷の別の原因である。
しかし、電力が大きくなるほど音量が高くなることが多い。これは、強力なシステムほど、遮音筐体内に封じ込める必要がある長く嵩張ったダクト及び騒音の多い送風機と共に中央に集められる理由の1つである。
これは、現代の換気システムの主要な問題の1つを引き起こす。強力な換気システムは大きすぎることが多く、小型のものは十分に強力ではないことが多い。システムが小型になるほど機能性が劣るようになることの不利益にはほかにも、ほとんどの構造物を隠すことが困難になり、小型になるほどモータおよび送風機はより非効率となり、システムがユーザに近づくにつれて、その騒音レベルがいっそう迷惑なものになる可能性があることが挙げられる。
このジレンマは、特に古いアパートや建物を改装する場合に、換気システムに利用できる空間が限られている案件で問題を引き起こす。このようにきわめてよくみられる案件では、良好な解決策を見出す見込みが全くないことが多い。
現在の熱回収システムの大部分は、空気移動装置として使用されることの多い従来の軸流ファンを有し、さまざまな空気処理装置(熱交換器、フィルタなど)が追加され、周囲圧力(例えば、風荷重、建物筐体内の真空圧力)の変動の影響を受けると、所与の空気流にて高い静圧を発生させるのに適していないため、一定の制限を受ける。そのような設計は、特許文献1(国際公開第2005/040686号)の「窓型空調装置」および特許文献2(国際公開第2012/155913号)の「回転可能気流発生器および1つ以上の可動レジスタを備える換気システム並びに換気システムを通して換気を得るための方法」に記載されている。
ほかにも、HVACシステム用の空気処理装置には多数の設計があり、例えば、特許文献3(米国特許出願公開第2005/0257687号明細書)の空気移動装置としての遠心送風機が挙げられる。室内空気処理装置用の遠心送風機は、所与の空気流にて十分な静圧を発生させるが、羽根車の直径は比較的小さい。そのような直径に対しては、総送風機効率が劇的に低下することが周知である。平坦な遠心送風機が、構造的筐体に適合するように表面に平坦に取り付けられる場合、全体の設計は、吸入口が平坦な側の中央にあり、このため構造的筐体に直交することによって制限を受ける。これは、平坦な設計を妥協しない限り、消音器のような何らかのノイズ軽減を達成する余地がほとんどない。
交差流送風機は、その手頃な取付性能と、直径の大きさに左右されない比較的高い効率を達成する周知の能力とのために、空気処理装置にて用いられることの方が多い。さらに、交差流送風機は、遠心送風機とは異なり、他の条件が等しい場合に、同一の空気流ではるかに静的な圧力を発生させる。そのような設計には、例えば、特許文献4(国際公開第WO2004/085929号)の「空調装置用の室内ユニット」および特許文献5(特開2000−297945号公報)の「空調装置」のような多くの設計がある。このような設計によれば、空気処理装置が、壁取り付けのための平坦な表面を有する基部を備え、交差流送風機の軸は、その表面に対して平行である。しかし、従来の電気モータを羽根車内に配置すると、交差流送風機の内部空気力学的構造に大きな影響を与え、これによって性能特性を劇的に低下させるため、典型的な交差流送風機用の電気モータを羽根車に隣接して配置する。
場合によっては、2つの送風機を同一軸上で回転させることが有益な場合がある。1台のモータが2台の送風機を回転させると、通常はモータが大型になるほど効率的になるため、換気効率の便益が増大する。そのような解決策の一例が、特許文献6(米国特許出願公開第2013/0101449号明細書)の「周辺モータを備えたダブルインレット型遠心送風機」に記載されている。この公報では、周辺モータを用いて2台の並列送風機を一軸上で駆動させている。
ほぼ同じ解決策がこのほか、特許文献7(特願昭60−75635号)の「熱交換型送風機」に記載されている。この熱交換型送風機は、ケーシングと、ケーシング内にて同一軸に取り付けられているが、互いに反対方向に向けられた2つの遠心ファンとからなり、熱交換器を通って流れる並流を発生させる。異なる温度の熱媒体のための2つの並流チャネルが、両ファンを分離する隔壁によって分離されてケーシング内に形成される。熱交換要素は、ファンの羽根車の縁部を越えて隔壁の両面に取り付けられた放射状フィンを備える。
ファンが回転すると、熱媒体は、吸入口を介してファンの羽根の間の空間に入り、さらに、熱交換エレメントの放射状フィンの両側を通過して、それぞれの送風機出口を介してケーシングから取り除かれる。熱交換は、放射状フィンおよび隔壁自体を介して実施されるが、流れが並流であるため、効率は制限される。この場合も、大きな半径方向の寸法、平面に垂直な入口および並流空気流が、そのような配置の欠点の中に列挙されるべきである。2つのチャネルでの並流に対する熱交換器の解決策は、特許文献8(米国特許第7837127号明細書)の「換気システム」に記載される。このシステムは、きわめて細い「細い針金」熱交換器を使用することにより、並流空気流の欠点を克服し、チャネル間に向流熱交換器を効果的に作り出す。他の並流システムの向流修正は、その使用を制限し得るいくつかの欠点を有する。熱交換器は銅線の使用に依存しているため、コストが高くなり、熱交換器の圧力損失が低いと圧力変動に対する感度が高くなる可能性がある。
現代の空気処理装置は、壁に取り付けられたシステムとして屋内の内装の一部になっており、構造的筐体内で薄い箱形の設計が要求されている。しかし、既知の設計はいずれも、薄型空気処理装置にそのような壁取り付け式空気移動システムのための交差流送風機を設けるものではない。取付面に平行な交差流送風機軸を有する既知の装置の厚さは、羽根車の直径によって規定される。そのような解決策は、必要以上に厚みがあり、市場の要求を満たしていない。
既知の空気処理装置や熱交換器のいずれもが抱える主要な問題として、一方では高性能であるために比較的大きな羽根車直径を必要とすることと、他方では装置全体厚さを薄くすることとの間の矛盾を解決することができないという点が挙げられる。
このため、そのような問題を機械的に実現可能な方法で克服する向流空気流を発生させる比較的大口径の効率的送風機ユニットを有する屋内HVACシステムのための薄型ボックス形状空気処理装置を提供することが一般に望ましい。
熱交換器は、向流熱回収換気システムの最も重要な部分の1つである。この提案された適用例に使用できるオプションには、少なくとも次のようなものがある。
中央板であって、その両側から突出したフィン又はピンを有する中央板として作成された伝統的なもの。中央板が熱交換器の長さに沿った2つの向流空気流の間の分離を形成すると、流れは流入したのと同一の側にて熱交換器の他端から流出するように制限される。
変更可能な空気流流れ側は、中央板仕切りを備えた折り畳みフィンとして設計されるか、空気流側面を変更するのと同一の原理に基づく平板熱交換器として設計されて作成され得る。中央板仕切りは、熱交換器の開放端に位置するのみで、熱交換器の内部には配置されない。これは、空気が熱交換器の吸入口での外側パネルの一方の側と熱交換器の排出口での外側パネルの反対の側との間を自由に移動するため、設計上の柔軟性を増大させる。同時に、空気流は、他の任意の細い流れが反対方向に流れるように動く複数の細い空気流に分離される。
そのような熱交換器の最新の設計は、特許文献9(独国特許出願公開第4301296号明細書)の「向流原理による平板熱交換」に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
最新のシステムでは、空気濾過ユニットのための空間がHVAC処理ボックスの一部として含まれている。
壁、スラブ又は隆起した床に組み込まれた換気ダクトを有する建物の解決策がいくつかある。そのような解決策は、特許文献10(米国特許出願公開第2008/0142610号明細書)の「建物のための組込構造スラブ及び高床HVACシステム」、特許文献11(韓国公開特許第2010−0002817号公報)の「スラブ構造」および特許文献12(韓国特許第(2015)101576615号公報)の「中空スラブ一体型換気甲板」に記載されている。しかし、空気処理ユニットおよびこのようなスラブ内の送風機のための空間が余りにも少ない。
効率的なモータは、省エネルギーを提供する部分として、熱回収システムにとってきわめて重要な部分である。ヒートパイプ周りの並流から熱を除去するヒートシンクに接続された交差流送風機からなる平坦な冷却ユニットを記載している特許文献13(米国特許出願公開第2004/245866号明細書)の「電子装置用の一体型冷却器」によって、さらに良好なモータ効率レベルのためにいくつかの改善が実施される。特許文献14(米国特許出願公開第2005/1212996号明細書)の「遠心羽根車のための電気ダイブ」には、PCBボード上に印刷されたコイルと、遠心羽根車で固定され、さらに羽根に一体化された磁気手段とを備えた平坦な周辺モータが記載される。このコンパクトな設計は、空気流を増大させることができる遠心送風機の中心に空隙を残すことにより、さらに高効率化される。特許文献15(米国特許出願公開第2006/0006745号明細書)の「冷却装置用の一体型送風機」には、同一平面内に固定子と回転子とを有する遠心送風機用の周辺モータが記載される。この配置は、モータの振動を低減し、ひいてはモータの騒音を低減し、効率を高め、空気流の増大を確実にする。特許文献16(米国特許出願公開第2006/238064号明細書)の「平板放射状一体型電気駆動部およびその製造方法」には、モータと回転子が同一平面上にあるPCBボードに印刷されたモータの固定子が記載される。特許文献17(米国特許出願公開第2006/056153号明細書)の「マルチヒートシンク一体型冷却装置」には、2つのヒートシンクに接続された平板交差流冷却器が記載される。特許文献18(米国特許出願公開第2008/101966号明細書)の「高効率小型遠心送風機」には、印刷されたコイルを使用し、送風機の内部にヒートシンクを配置した一体型送風機、モータおよびヒートシンクが記載される。特許文献19(米国特許出願公開第2007/166177号明細書)には、単一平板交差流送風機の効率的な設計と、その設計を清浄機、加湿器又は温度調節手段のような空気処理装置に接続することの利点とが記載される。特許文献20(米国特許出願公開第2008/238218号明細書)には、PCBボード上に部分的に印刷されたモータ内にコイルを配置する改良された方法が記載される。この配置は、モータ出力および効率を増大させる。
このような先行技術の設計のいずれにも依然として、無音であるか、壁に取り付けられるか、さらには壁又は天井の内部に取り付けることができる平板小型熱回収システムを作成する能力が低いという欠点がある。本発明者らの特許出願によってさらに説明される新規性の要素とともに、公知の先行技術の利点を用いることが非常に望ましい。
国際公開第2005/040686号 国際公開第2012/155913号 米国特許出願第2005/0257687号明細書 国際公開第2004/085929号 特開2000−297945号公報 米国特許出願公開第2013/0101449号明細書 特願昭60−75635号 米国特許第7837127号明細書 独国特許出願公開第4301296号明細書 米国特許出願公開第2008/0142610号明細書 韓国公開特許第2010−0002817号公報 韓国特許第(2015)101576615号公報 米国特許出願公開第2004/245866号明細書 米国特許出願公開第2005/1212996号明細書 米国特許出願公開第2006/0006745号明細書 米国特許出願公開第2006/238064号明細書 米国特許出願公開第2006/056153号明細書 米国特許出願公開第2008/101966号明細書 米国特許出願公開第2007/166177号明細書 米国特許出願公開第2008/238218号明細書
本発明は、筐体(建物、車、ボート、平面など)の構造エンベロープ(外被)に容易に組み込むことができる換気システムを発明することによって、換気システムに限られた空間しか利用できない特定の状況を解決する取り組みである。そのような構成は、本明細書では、向流原理に基づくシステムであって、機能上問題のないほど強力な平板向流熱交換器および平板送風機と、壁又は天井の内部に収まるほど薄いシステムとによって達成される。
全部が同一の厚さおよび幅を有し、向流空気処理プロセスが異なる整合平板空気処理モジュールから構成される平板向流換気システムを使用すると、設計に新規性がもたらされる。
本発明の小型平板システムの別の利点には、システムの長さを制限する必要がないことが挙げられる。同一の厚さおよび幅を有する任意の空気処理ユニットを、システムの美観又はスタイルを損なうことなく、システムに追加することができる。これにより、空気処理モジュールのそれぞれがその機能要件を満たすことができるように、独立して選択することができるため、システムに追加の機能的柔軟性(モジュール性)がもたらされ、設計の柔軟性がさらに高まる。
本発明によれば、熱回収システム全体は2つの主要な構成要素、すなわち空気モジュールアセンブリと熱交換器アセンブリとから作成される。
空気モジュールアセンブリは、周辺モータを使用して共通軸上に配置され、空気流ガイドによって囲まれた、2つの遠心送風機を備える。ハウジングが2つの側部パネルと、この2つの側部パネルの間の基板とから作成される。この2つの送風機は、空気流ガイド、側部パネルおよび基板とともに、2つの液圧的に隔離された向流管路を形成し、それぞれの管路は入口開口部および出口開口部を備える。
熱交換器アセンブリは、外側パネルによって囲まれた熱交換要素を有するボックスを備える。このボックスは、吸入口及び排出口と、熱交換器アセンブリ全体を、液圧的に隔離された、吸入口及び排出口を有する2つの流れ導管に分割する中央板とをさらに備える。空気モジュールアセンブリの側部パネルは、熱交換器の外側パネルで固定される。空気モジュールアセンブリの基板は、熱交換器アセンブリの中央板で固定される。このため、そのような配置は、空気モジュールアセンブリの管路を、熱交換器アセンブリの流れ導管にそれぞれ液圧的に接続することを可能にする。
空気モジュールアセンブリは、空気流ガイドを介して側部パネルに固定され、側部パネル間に平行に配置された基板を備える。
2つの遠心送風機は、側部パネルの間で基板の両側から離間されるのに対し、基部の他の部分は、熱交換アセンブリの中央板に固定される。2つの遠心送風機は、基板の両側から離間した2つの遠心羽根車をさらに備え、このため、遠心羽根車の各々は、流路の1つに配置される。遠心羽根車の各々は、互いに離間した放射状羽根を有する背板ディスクを備える。
このように各流路の内側にて離間した基板の両側から突出する熱交換要素は、一体型熱交換器の排ガス及び新鮮ガス熱交換面を形成する。
熱交換器はこのほか、折り畳まれたフィン又はプレートとして作成された流れ側変更型熱交換器として機能し、このため、両方の流路はそれぞれ多くの別個の流路チャネルに分割される。チャネルは一つ置きに流れを反対方向に向けることになる。
電気駆動部は、好ましくは、基板に取り付けられた平板固定子と、背板ディスクの少なくとも1つと一体化された磁気素子を有する回転子とを備える。このため、両側遠心羽根車はモータの回転子として働く。固定子の大きさ(直径)は送風機の直径より大きく、通電時には磁気素子によって生成された磁場と相互作用する交番電磁場を生成し、これにより、両側遠心羽根車の回転をもたらし、新鮮ガスが熱交換器の吸入口側を通って流れる間に、排ガスが熱交換器の排出口側を通って流れるようにする。
空気モジュールアセンブリの基板は、遠心羽根車の各々のための螺旋状ケーシングをさらに備える。このケーシングは、基板の両側から突出する流れガイドによって形成され、この2つの流れガイドの一方は螺旋状ケーシングの舌部として機能し、他方の流れガイドは螺旋部として機能する。
第1の実施形態によれば、入口開口(排ガス出口)の一方が側部パネルに位置する。両方の遠心羽根車は一方向に回転し、一方の遠心羽根車が遠心送風機として作動するのに対し、他方の遠心羽根車が交差流送風機として作動する。同時に、遠心送風機の流れガイドは、流れ管路の一部に対して空気流を方向付ける螺旋状ケーシングとして機能する。他方の基板上の流れガイドは、交差流送風機によって作成された第2の流れ管路を形成する。
熱交換器アセンブリは、流れ導管に連続するように、入口開口部および出口開口部のラインに配置された熱交換要素を備え、これにより、向流熱交換プロセスを提供する。この場合、電動駆動装置は、遠心送風機の遠心羽根車の内側にて離間して配置された従来の電動モータとして構成することができる。
本発明の第2の実施形態によれば、遠心羽根車は一方向に回転し、交差流送風機として動作し、2つの流れガイドはシャフトに直交する方向から見て角度方向に移行しているため、新鮮ガスが吸入開口、熱交換要素、入口、交差流羽根車及び出口開口を連続して通って流れる一方、他の空気が別の流路から入口開口、遠心羽根車、熱交換要素の吸入口、排出口を連続的に通って流れ、これにより、向流熱交換プロセスを提供する。この場合、電気駆動部は、交差流羽根車間に配置された周辺薄型モータとして作成することができる。
熱交換器アセンブリは、熱交換要素をさらに備えることができ、これにより、一体型熱交換器の排ガス側および新鮮ガス側として機能する2つの細長い流路を形成する。
全実施形態の熱交換要素は、以下のいくつかの方法で作成することができる。
最も一般的な構成では、各流路の内側にこのように離間して配置された中央板の両側から突出した熱交換要素が、一体型熱交換器の排ガス熱交換側および新鮮ガス熱交換側を形成する。
熱交換器はこのほか、折り畳まれたフィン又はプレートとして作成された流れ側変更型熱交換器として構築することができ、このため両方の流路は複数の流れチャネルに分割される。チャネルは一つ置きに反対方向に流れを向けることになる。
最後に挙げた取り組みは、空気通路がシステム内部で流れの向きを変更しているため、システムが壁又は天井に設置されるときに、特別なダクトがなくても空気が筐体の内部から筐体の外側に向かって自然に移動するため、提案された用途にとって最も有益である。
この設計のための好ましい熱交換器は、いくつかの改良がさらに記載されている特許文献9(独国特許出願公開第4301296号明細書)によるものである。
本明細書では、本発明に従って、電気駆動部のためのいくつかの設計オプションを用いることができる。1つの設計オプションによれば、平板固定子は、平板固定子の平面と一致し、基板と一体化された磁気軸を有する円周方向配列コイル巻線を備える一方、円周方向に配列された永久磁石として形成された磁気素子は、平板固定子の平面に沿って載置され、磁化され、これにより、コイル巻線及び永久磁石の磁気軸は実質的に1つの平面に位置する。
いずれの実施形態においても、遠心羽根車が、相応に側部パネルに一体化されたガイドを含む交差流送風機として作動している場合、排出空気は、1つの流路に対して、吸入開口、熱交換要素、遠心羽根車及び排出開口を通って流れる一方、新鮮な空気の他の空気流路が入口開口、遠心羽根車、熱交換要素および排出開口を通って流れる。
本発明のこれまでに記載した目的、特徴および利点をはじめとする目的、特徴および利点は、添付の図面と併せて、以下の本発明の詳細な説明を考慮することによって、さらに容易に理解されるであろう。
1つの遠心分離機と1つの交差流送風機を備える本発明の小型熱回収換気システムの第1の実施形態を示す斜視図(ダクトおよびフィルタは図示しない)。 2つの交差流送風機を備える本発明の小型熱回収換気システムの第2の実施形態を示す斜視図(ダクトおよびフィルタは図示しない)。 モータ要素を含む一体型交差流送風機を示す図2から交差流送風機のうちの1つを露出させた露出図。 ダクトを含む本発明の第2の実施形態を示す斜視図。 本発明のために流れ側変更型熱交換器を用いた小型熱回収換気システムの壁又は天井の内部への取り付けのオプションを示す概略図。 本発明の流れ側変更型熱交換器を用いた小型熱回収換気システムの壁又は天井の内部への取り付けのオプションを示す概略図。 本発明のために流れ側変更型熱交換器を用いた小型熱回収換気システムの壁又は天井の内部に設置するためのオプションを示す概略図。 本発明のために従来の熱交換器を用いた熱回収システムの壁又は天井の内部に取り付けるためのオプションを示す概略図。 本発明のために従来の熱交換器を用いた熱回収システムの壁又は天井の内部に取り付けるためのオプションを示す概略図。 本発明のために従来の熱交換器を用いた熱回収システムの壁又は天井の内部への取り付けのオプションを示す概略図。 本発明のために流れ側変更型熱交換器を用いた小型熱回収換気システムの壁又は天井への取り付けのオプションを示す概略図。 本発明のために流れ側変更型熱交換器を用いた小型熱回収換気システムの壁又は天井への取り付けのオプションを示す概略図。 本発明のために従来の熱交換器を用いた小型熱回収換気システムの壁又は天井への取り付けのオプションを示す概略図。 本発明のために従来の熱交換器を用いた小型熱回収換気システムの壁又は天井への取り付けのオプションを示す概略図。 送風機、熱交換器、フィルタ、排ガスダクトを備えた消音器をはじめ、全部が長さ方向に接続された構成要素を示す平面概略図。 送風機、熱交換器、フィルタ、新鮮ガスダクトを備える消音器をはじめ、全部が長さ方向に接続された構成要素を示す平面概略図。 ハウジング内に配置された一体型モータを備える2つの送風機の断面図。 吸入口および排出口から見た従来の熱交換器の図を示す図。 流れ導管に沿った従来の熱交換器の断面図。 一方の開口端部から見た流れ側変更型波形フィン熱交換器の正面図。 他方の開口端部から見た同一熱交換器の背面図。 奇数の流れ側変更型流れ導管の1つに沿った断面図。 偶数の流れ側変更型流れ導管の1つに沿った断面。 開口端部から見た流れ側変更型平板フィン熱交換器の3d断面図(上部外側パネルは図示しない)。 奇数の流れ側変更型流れ導管の1つに沿った断面図。 偶数の流れ側変更型流れ導管の1つに沿った断面図。 (説明欠落) 熱交換器と送風機との間にL字形の移行ダクトを有する本発明の第2の実施形態を示す斜視図。 L字型熱交換器を備えた本発明の第2の実施形態を示す斜視図。 熱交換器アセンブリと空気モジュールアセンブリとの間に2つの移行ダクトを有する本発明の第2の実施形態を示す斜視図。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
小型熱回収システム1(図1〜図23)が空気モジュールアセンブリ2と、熱交換器アセンブリ3とを備える。空気モジュールアセンブリ2は基板4と、2つの遠心送風機5及び6と、空気流ガイド7と、2つの側部パネル8及び9とを備える。遠心送風機5と6との間に位置する基板4は、空気流を、2つの液圧的に隔離された管路、即ち、排ガス入口14及び新鮮ガス入口15と排ガス出口16及び新鮮ガス出口17を備える排ガス管路12と新鮮ガス管路13とに分割する。
熱交換器アセンブリ3は、熱交換要素20と、外側パネル22および23と、熱交換器の側面18および19とに固定される中央板21とを備える。中央板21は、熱交換器アセンブリ3の端部24、25の開口を、端部24、25に配置される排ガス吸入口31、新鮮ガス吸入口32および排ガス排出口34、新鮮ガス排出口36を有する2つの液圧的に隔離された流れ導管28および29に分離する。空気モジュールアセンブリ2の基板4、側部パネル8、9はそれぞれ、熱交換器アセンブリ3の中央板21、外側パネル22、23に接続される。
図1は2つの送風機5、6のオプションを示す。そのうちの一方は遠心送風機41であり、他方は交差流送風機42である。両方の送風機41及び42は共通シャフト44上に置かれ、電気駆動部45と一体化される。
図2は、2つの遠心送風機5および6のオプションを示す。両方とも、交差流送風機49および50として作成される。
本発明の(図2〜図4)によれば、共通シャフト44上に配置され、電気駆動部45と一体化された両方の交差流羽根車46および47は、一方向に回転し、交差流送風機49、50として動作する。交差流羽根車46、47の外側には2つの空気流ガイド51、52があり、各交差流羽根車46、47の内側には案内羽根56が配置されているため、排ガスは、排ガス管路12の排ガス入口ダクト54A、排ガス入口53、交差流送風機49、熱交換要素20を通る排ガス出口53A、排ガス吸入口31、熱交換器アセンブリ3の排ガス排出口34及び排ガス排出口54を通って流れるのに対し、新鮮ガスは、新鮮ガス吸入ダクト55、熱交換要素20を通る新鮮ガス吸入口32、熱交換器アセンブリ3の新鮮ガス排出口36、新鮮ガス入口15、新鮮ガス管路13の交差流送風機50、新鮮ガス出口17、空気モジュールアセンブリ2の新鮮ガス出口ダクト55Aを通って流れ、向流熱交換プロセスを提供する。
図17によれば、二重遠心羽根車57は、基板4および側部パネル8および9の各側部58と59との間にそれぞれ離間された2つの遠心羽根車46および47を備えており、このため、遠心羽根車46および47のそれぞれが管路12および13のそれぞれに配置される。遠心羽根車46及び47のそれぞれは、側部パネル8及び9に圧入されたベアリング71、73に基づいてシャフト44に取り付けられたハブ69に固定された背板ディスク60及び61に取り付けられる。一方の背板ディスク61は磁気素子62を備えるため、背板ディスク60及び61の両方が回転子63を形成する。基板4は、その厚さ方向に直交する平面で2つの部分64、65に分割される。この2つの部分は、その間に、回転子63と共に空気モジュールアセンブリ2の電気駆動部45として機能する固定子67を有する。
電気駆動部45には少なくとも2つの設計オプションがある。第1の設計オプション(図3)によれば、固定子67は、固定子67の平面と一致して基板4と一体化した磁気軸を有する円周方向に配列されたコイル巻線72を備えるのに対し、円周方向に配列された永久磁石70として作成された磁気素子62は、平板固定子68の平面に沿って配置されて磁化され、このため、コイル巻線69および永久磁石70の磁気軸は実質的に一平面に配置される。そのような電気駆動部45は、同一譲受人の米国特許第7173353号に詳細に記載されている。
第2の設計オプション(図17)によれば、平板固定子68は、平板固定子68の平面に直交して基板4と一体化された磁気軸を有する円周方向配列コイル巻線72を備えるのに対し、円周方向に配列された永久磁石70として作成された磁気素子62は、平板固定子68の平面に対して直交して磁化されているため、コイル巻線72の磁気軸と回転子63の永久磁石70の磁気軸は実質的に平行である。円筒形空洞91及び92の内側に配置された回転子63の周辺部60および61は、空気モジュールアセンブリ2の管路12及び13を液圧的に隔離するラビリンス93を形成する。
全ての電気コイルは、参照により本出願に組み込まれる米国特許第7623013号に従ってPCボード上に印刷された重なりコイルとして作成される。
図15は、空気モジュールアセンブリ2、熱交換器アセンブリ3、新鮮空気フィルタアセンブリ86及び消音器アセンブリ87を備える小型熱回収換気システム1の平面部分の新鮮ガス通路を示す。新鮮ガスはフィルタアセンブリ86、消音器アセンブリ87、熱交換器アセンブリ3、移行ダクト88、空気モジュールアセンブリ2の交差流送風機50を通って、さらに消音器アセンブリ87を通って流れる。
図16は、空気モジュールアセンブリ2、熱交換器アセンブリ3、新鮮空気フィルタアセンブリ86及び消音器アセンブリ87を備える小型熱回収換気システム1の平面部分の排ガス通路を示す。排ガスは、フィルタアセンブリ86、消音器アセンブリ87、空気モジュールアセンブリ2の交差流送風機49、移行ダクト88、熱交換器アセンブリ3、消音器アセンブリ87および排ガス排出口ダクト54を通って流れる。
図18aおよび図18bは、中央板21の両側から突出したフィン76を有する中央板21として作成された従来の熱交換要素20を有する熱交換器アセンブリ3のオプションの1つを示す。中央板21は、熱交換器アセンブリ3の長さに沿った2つの導管28、29の間の分離部を形成する。排ガスは、導管28を通って、端部25から端部24まで、外側パネル22の側面に沿って流れるように制限され、これにより、流入したのと同一の外側パネル側22から流出する。新鮮ガスは、導管29を通って、端部24から端部25まで、外側パネル23の側面に沿って流れるように制限され、これにより、流入したのと同一の外側パネル側23から流出する。
図19a、図19b、図19c、図19dは、図20a、図20b、図20c、図20dと同一の原理に基づく基板分割器又は平板熱交換器を有する波形フィンとして作成し得るガス流れ側変更可能熱交換器を示す。中央板21は、両方の構成のために熱交換器アセンブリ3の端部24、25にそれぞれ位置する2つの端部中央板74、75に分割される。
図19a、図19b、図19c、図19dに示されるオプションは、熱交換器アセンブリ3の端部24、25にそれぞれ配置される端部中央板74及び75によって分割される複数のチャネル79として作成される波形フィン78として成形された熱交換器要素20を有する熱交換器アセンブリ3を備える。
端部25は排ガス吸入口31と新鮮ガス排出口36とを有するのに対し、端部24は新鮮ガス吸入口32と排ガス排出口34とを有する。
端部24の排ガス吸入口31では、偶数チャンネル81がいずれも封止され、奇数チャンネル82がいずれも開放されるのに対し、同一端部24の新鮮ガス排出口36では、奇数チャンネル82がいずれも封止され、偶数チャンネル81がいずれも開放される。
熱交換要素20を有するこの特定の熱交換器に対しては、排ガスが、端部24にて外側パネル22に隣接する排ガス吸入口31を通り、開放奇数チャネル82を通って端部25にて外側パネル23に隣接する排ガス排出口34に至り、これにより、ガスは流れ側を変更せざるを得ない。
新鮮ガスは、端部25にて外側パネル23に隣接する新鮮ガス吸入口32を通り、開放偶数チャンネル81を通って端部24にて外側パネル22に隣接する新鮮ガス排出口36に流出し、これにより、ガスは流れ側を変更せざるを得ない。
図20a、図20b、図20c、図20dに示されるオプションは、熱交換要素20を備えた熱交換器アセンブリ3を備える。熱交換要素20は平板型であり、排ガス排出口34および排ガス吸入口31での両端部24及び25にて、複数対の奇数平板84と偶数平板83のいずれもが湾曲され、共に封止される。
新鮮ガス吸入口32および新鮮ガス排出口36での両端24および25にて、複数対の偶数平板83および奇数平板84のいずれもが湾曲され、共に封止される。
熱交換器アセンブリ3の端部24では、排ガス吸入口31は、中央板74によって新鮮ガス排出口36から分離される。熱交換器アセンブリ3の端部25では、新鮮ガス吸入口32は、中央板75によって排ガス排出口34から分離される。
熱交換要素20を備えたこの特定の熱交換器アセンブリ3に対しては、排ガスは、端部24にて外側パネル22に隣接する排ガス吸入口31を通り、開放奇数チャネル82を通って端部25にて外側パネル23に隣接する排ガス排出口34に至り、これにより、ガスは流れ側を変更せざるを得ない。
新鮮ガスは、端部25にて外側パネル23に隣接する新鮮ガス吸入口32を通り、開放偶数チャンネル81を通って、端部24にて外側パネル22に隣接する新鮮ガス排出口36に流出し、これにより、ガスは流れ側を変更せざるを得ない。
これにより、空気が熱交換器の反対側の間を自由に移動することができ、流入したのとは反対の側で熱交換器の端部から流出することができるため、設計の自由度が増す。
そのような熱交換器の原理は、特許文献9(独国特許出願公開第4301296号明細書)の「向流原理による平板熱交換」に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。
図19および図20に示す熱交換器は、提案された用途に最も有益である。伝熱距離ははるかに短く、このため、熱交換器の効率は、熱交換器材料の熱コンダクタンス係数にほとんど依存しない。このため、熱交換器はプラスチック材料で作成することができる。熱交換器の折り畳みフィン又は平板に蒸気透過性材料を使用することにより、湿気を回収することができる。このため、熱回収システムをエネルギー回収システムにアップグレードする。
熱交換器内の空気流の流れ側の変更はこのほか、汚れを蓄積および凝縮させる可能性のある熱交換器内部の無用のポケットの形成を防止するために使用することができるため有益である。このため、底部側に両出口を有することにより、熱交換器内のそのようないかなる蓄積も低減するのに役立つ。
小型熱回収換気システム1には、熱交換器アセンブリ3および空気モジュールアセンブリ2のいくつかの整列が発生し得る。
図21、図22および図23は、小型熱回収換気システム1の3つの異なる整列を示す。図21は、熱交換器の外側パネル22、23および中央板21がもはや空気モジュールアセンブリ2と直接接続されず、空気モジュールアセンブリ2の側部パネル8、9又は基板4ともはや平行ではないL字形の移行部89を示す。図22は、小型熱回収換気システム1が湾曲した交換器アセンブリ3を有する構成を示す。図23は、小型熱回収換気アセンブリ1が、熱交換器アセンブリ3を空気モジュールアセンブリ2に接続する2つの別個の移行ダクトを有する構成を示す。
本発明の図21によれば、空気モジュールアセンブリ2は、移行ダクトによって熱交換器アセンブリ3に接続されている。排ガスは、空気モジュールアセンブリ2の排ガス管12内の排ガスダクト入口ダクト54A、排ガス入口14、交差流送風機49、排ガス出口53A、L字型移行部89の排出移行チャネル90を通って流れ、排ガス吸入口31から流入し、熱交換器アセンブリ3の熱交換要素20を通り、排ガス出口34から流出するのに対し、新鮮ガスは、新鮮ガス吸入口32から流入し、熱交換要素20を通り、熱交換器アセンブリ3の新鮮ガス出口36、移行部89の新鮮空気移行チャネル91、新鮮ガス入口15、新鮮ガス管路13の交差流送風機50及び空気モジュールアセンブリ2の新鮮ガス出口17、新鮮ガス出口ダクト55Aを通り、これにより、向流熱交換プロセスを提供する。
本発明の図22によれば、空気モジュールアセンブリ2はL字型の熱交換器アセンブリ3に接続される。排ガスは、空気モジュールアセンブリ2の排ガス管路12の排ガス入口ダクト54A、排ガス入口14、交差流送風機49、排ガス出口16を通り、排ガス出口31から流入し、熱交換要素20を通ってL字型熱交換器アセンブリ3の排ガス排出口34を流出するのに対し、新鮮ガスは、新鮮ガス吸入口32から流入し、熱交換要素20を通り、L字型熱交換器アセンブリ3の新鮮ガス排出口36、新鮮ガス入口15、新鮮ガス管路13の交差流送風機50、新鮮ガス出口17を通り、空気モジュールアセンブリ2の新鮮ガス出口ダクト55Aから流出し、これにより、向流熱交換プロセスを提供する。
本発明の図23によれば、空気モジュールアセンブリ2は、移行ダクトアセンブリ94によって熱交換器アセンブリ3に接続される。排ガスは、空気モジュールアセンブリ2の排ガス管路12の排ガス入口ダクト54A、排ガス入口14、交差流送風機49、排ガス出口16、排ガス移行ダクト95を通り、熱交換器アセンブリ3の排ガス吸入口31から流入し、熱交換要素20を通って排ガス排出口34から流出するのに対し、新鮮ガスは、新鮮ガス吸入口32から流入し、熱交換器アセンブリ3の熱交換要素20、新鮮ガス排出口36を通り、新鮮ガス移行ダクト96、空気モジュールアセンブリ2の新鮮ガス入口15、新鮮ガス管路13の交差流送風機50、新鮮ガス出口17、新鮮ガス出口ダクト55Aを通って流出し、これにより、向流熱交換プロセスを提供する。
小型熱回収換気システム1は、以下のように動作する。電気駆動部45の平板固定子68に電力が供給されると、交番電磁場が生成される。この電磁場は、(図示しない)電子制御装置によって制御され、磁気回転子63によって生成された磁場と相互作用する。この相互作用の結果、磁気回転子63は二重遠心羽根車57を回転させる。排ガスは、空気モジュールアセンブリ2の排ガス管路12の排ガス入口ダクト54A、交差流送風機49、排ガス出口53Aを通り、熱交換器アセンブリ3の排ガス吸入口31から流入し、熱交換要素20および熱の排ガス排出口34を通って排ガス排出口ダクト54から流出するのに対し、新鮮ガスは、新鮮ガス吸入口ダクト55を通り、熱交換器アセンブリ3の新鮮ガス吸入口32から流入し、熱交換要素20、新鮮ガス排出口36、移行部89の可撓性新鮮空気移行チャネル91、新鮮ガス入口15、新鮮ガス管路13の交差流送風機50及び新鮮ガス出口17を通り、空気モジュールアセンブリ2の新鮮ガス出口ダクト55Aから流出し、これにより、向流熱交換プロセスを提供する。
本発明によれば、空気モジュールアセンブリ2の基板4に平行な両側遠心羽根車75を備えた交差流送風機42の液圧的スキームの相互配置による小型熱回収換気システム1は、薄く、小型、高効率、簡素であり、信頼性が高く、安価な装置であって、壁、天井又は車両の内部に容易に取り付けることができる装置を提供する。
二重薄型送風機であって、その間に一体型単一モータを有し、フィルタ、消音器、加湿器などの追加のモジュールを備えて扁平モジュール式に組み立てられた流れ側変更可能熱交換器を搭載した二重薄型送風機をこのように組み合わせることにより、無音であり、壁に取り付けられているか、あるいはさらに壁又は天井の内部に嵌合させることができる平板小型熱回収システムを構築することができる。
本発明をさまざまな実施形態を参照して説明してきたが、このような実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲はここに挙げた実施形態に限定されないことを理解されたい。記載された実施形態の多くの変形、修正および改良が可能である。本明細書に開示された実施形態の変形および変更は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本明細書に記載された記載に基づいて実施することができる。提案された発明の上記の説明に従って、そのようなシステムの第1のプロトタイプが製造され、標準壁に設置され、成功裏に試験された。

Claims (30)

  1. 排ガス入口と、排ガス出口と、新鮮ガス入口と、新鮮ガス出口と、を有する空気モジュールアセンブリと、
    排ガス吸入口と、排ガス排出口と、新鮮ガス吸入口と、新鮮ガス排出口と、を有する熱交換器アセンブリと、を具備する小型熱回収換気システムであって、
    前記空気モジュールアセンブリは、2つの側部パネルと、基板であって、該基板と前記側部パネルそれぞれとの間の共通軸に配置され、空気流ガイドによって取り囲まれた2つの遠心送風機の間に位置する基板と、を具備し、前記排ガス入口と前記排ガス出口との間及び前記新鮮ガス出口と前記新鮮ガス入口との間に2つの液圧的に隔離された向流管路を形成し、
    前記熱交換器アセンブリは、2つの開放端部を有する外側パネルによって取り囲まれた熱交換要素であって、中央板によって分割された前記開放端部のそれぞれは、前記排ガス吸入口、前記排ガス排出口、前記新鮮ガス排出口及び前記新鮮ガス吸入口を有する分離され隔離された2つの流れ導管を形成し、前記導管の前記新鮮ガス排出口は前記管路の前記新鮮ガス入口に液圧的に接続され、前記導管の前記排ガス吸入口は前記管路の前記排ガス出口に液圧的に接続される、熱交換要素を具備する、小型熱回収換気システム。
  2. 前記側部パネルは前記基板と平行である、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  3. 前記空気モジュールアセンブリの前記基板は、前記基板の厚さに直交する平面にて分割される2つの平板から作成される、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  4. 前記基板は前記外側パネル及び前記中央板と平行である、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  5. 前記側部パネルは前記外側パネルに直接接続されて、実質的に連続する面を形成し、前記基板は前記中央板に直接接続されて、実質的に連続する平板を形成する、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  6. 前記空気モジュールアセンブリは、2つの空気流ダクトを有する平板移行部を介して熱交換器アセンブリに接続される、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  7. 前記空気モジュールアセンブリは、2つの空気流ダクトを有するL字型移行部を介して熱交換器アセンブリに接続される、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  8. 前記小型熱回収換気システムは、建物の壁、窓枠又は天井内の構造エンベロープ内に隠される、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  9. 前記システムは、それぞれが遠心羽根車を具備する2つの前記遠心送風機を備え、前記羽根車は電気駆動部と一体化され、前記羽根車それぞれは前記基板のそれぞれの側部から離間し、前記遠心羽根車のそれぞれは前記管路の1つに配置される、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  10. 前記遠心羽根車のそれぞれは、前記基板の円筒形空洞に位置する背板ディスクに固定される一式の放射状ブレードを具備する、請求項9に記載の小型熱回収換気システム。
  11. 前記背板のそれぞれは鉄系材料から作成される、請求項10に記載の小型熱回収換気システム。
  12. 前記背板の少なくとも1つは一式の永久磁石を備え、第2の前記背板と共に前記電気駆動部の回転子を備える、請求項10に記載の小型熱回収換気システム。
  13. 前記電気駆動部は、平板固定子であって、該平板固定子の平面に直交する磁気軸を有する円周方向配列コイル巻線として作成され、前記基板と一体化された、平板固定子を具備するとともに、前記平板固定子の前記平面に直交して磁化された円周方向配列永久磁石として作成された前記磁気素子を具備し、このため、磁気軸、前記コイル巻き線及び前記磁石は実質的に平行である、請求項9に記載の小型熱回収換気システム。
  14. 前記電気駆動部の固定子が、前記固定子の平面と一致し前記基板に固定される磁気軸を有する円周方向配列コイル巻線を具備する固定子として作成され、通電時に、前記回転子の前記永久磁石と相互作用する交番電磁場を生成し、このため、前記2つの遠心羽根車の回転を提供する、請求項9に記載の小型熱回収換気システム。
  15. 前記平板固定子は前記基部の2つの分割部分の間に配置され、このため、前記回転子の前記円筒形空洞、前記固定子及び前記背板は、前記空気モジュールアセンブリの前記2つの管路を液圧的に隔離するラビリンスを生成する、請求項13に記載の小型熱回収換気システム。
  16. 前記回転子の外径は、前記遠心羽根車の前記ブレードの直径よりも大きい、請求項12に記載の小型熱回収換気システム。
  17. 前記遠心羽根車の少なくとも1つが交差流型である、請求項9に記載の小型熱回収換気システム。
  18. 前記遠心羽根車の両方が交差流型である、請求項9に記載の小型熱回収換気システム。
  19. 前記遠心羽根車の両方が一方向に回転する、請求項9に記載の小型熱回収換気システム。
  20. 前記交差流羽根車は、前記放射状ブレードによって取り囲まれる少なくとも1つのガイド羽根をさらに備える、請求項17に記載の小型熱回収換気システム。
  21. 前記熱交換要素は、前記中央板の両側から前記外側パネルまで突出する、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  22. 波形フィンとして成形された前記熱交換要素は、複数のチャネルであって、前記中央板によって分割されて1つの前記吸入口と前記開放端部の一方にて開口する1つの前記排出口、1つの前記排出口と前記開放端部の他方にて開口する1つの前記吸入口になる複数のチャネルとして作成され、前記波形フィンの偶数チャネルのいずれもが前記吸入口開口にて封止されるのに対し、奇数チャネルのいずれもが前記もう一方の前記排出口開口にて封止され、このため、他方のチャネルはいずれも隣接するチャネルのいずれとも反対の流れ方向を有している、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  23. 前記中央板は、前記波形フィン全体にわたる平坦部分と、前記平坦部分に直交し、隣接する前記波形フィンの間の距離の2倍の距離離間した複数の仕切板とを有し、このため、前記仕切板それぞれは、前記吸入口にて前記波形フィンを一つ置きに封止することになる、請求項21に記載の小型熱回収換気システム。
  24. 前記中央板は、前記波形フィン全体にわたる平坦部分と、前記平坦部分に直交し、隣接する前記波形フィンの間の距離の2倍の距離離間した複数の仕切板とを有し、このため、前記仕切板それぞれは、前記排出口にて前記波形フィンを一つ置きに封止することになる、請求項22に記載の小型熱回収換気システム。
  25. 前記熱交換要素は、複数の前記チャネルを形成する複数の偶数及び奇数の平板と、前記吸入口の前記開放端部の1つにて前記開放端部の両方から前記平板全体にわたる平坦部分を有する前記中央板とを有し、前記偶数平板と前記奇数平板との各対は互いに向かって湾曲し封止され、前記吸入口のもう1つの前記開放端部では、奇数及び偶数の前記平板の各対が互いに向かって湾曲し封止され、前記排出口の1つの前記開放端部では、前記奇数平板と前記偶数平板との各対が互いに向かって湾曲し封止され、前記排出口のもう1つの前記開放端部では、前記偶数平板と前記奇数平板との各対が互いに向かって湾曲し封止される、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  26. 両方の前記開放端部の前記平板の中央部分が、前記チャネル全体にわたる前記中央板を形成する前記平板に直交する湾曲部を有し、このため、前記吸入口と排出口とを分離し、任意の前記チャネルが隣接する前記チャネルのいずれに対しても反対の流れ方向を有している、請求項24に記載の小型熱回収換気システム。
  27. 前記遠心送風機の共通軸は前記側部パネルに直交する、請求項2に記載の小型熱回収換気システム。
  28. 前記遠心送風機の少なくとも1つが交差流型である、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  29. 前記遠心送風機の両方が交差流型である、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
  30. 前記遠心送風機の両方が一方向に回転する、請求項1に記載の小型熱回収換気システム。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11391474B2 (en) * 2016-08-04 2022-07-19 Energy Wall Llc System, components, and methods for air, heat, and humidity exchanger
WO2020090191A1 (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 熱交換形換気装置
CN110057091A (zh) * 2019-03-26 2019-07-26 淮南市知产创新技术研究有限公司 一种对称结构全热交换芯
GB2585014A (en) * 2019-06-24 2020-12-30 Gentle Green B V Structural arrangement, climate control system and method
CN113494737A (zh) * 2020-04-08 2021-10-12 开利公司 风机盘管单元和空气调节系统
CN111845261B (zh) * 2020-06-24 2022-07-05 江永县元杰科技有限公司 一种汽车空调的采暖遥控装置
WO2023275742A1 (en) * 2021-06-29 2023-01-05 3J Marine S.R.L. Vessel provided with an improved air circulation system
JP7235994B2 (ja) * 2021-06-29 2023-03-09 ダイキン工業株式会社 換気装置、および換気装置の組み立て方法
WO2023075590A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Citech Energy Recovery System Malaysia Sdn Bhd Flow diverter
CZ309682B6 (cs) * 2021-11-26 2023-07-19 ALTEKO, s.r.o Zařízení pro dopravu a úpravu vzduchu

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4976346U (ja) * 1972-10-19 1974-07-02
JPS63273747A (ja) * 1987-04-30 1988-11-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換換気装置
US20040245866A1 (en) * 2001-09-07 2004-12-09 Lopatinsky Edward L Integrated cooler for electronic devices

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3006318C2 (de) * 1980-02-20 1986-08-07 MLL Maximal Lärmschutz-Lüftungen GmbH Lüftungsvorrichtung
JPS6075635A (ja) 1983-09-30 1985-04-30 東レ株式会社 特殊織編物
US5429359B1 (en) * 1993-01-04 1997-06-03 Eugene L Timperman Hovering craft and game
CA2134168C (en) * 1994-10-24 2002-06-11 Frederic Lagace Ventilation system
DE19709145C1 (de) * 1997-03-06 1998-09-24 Autz & Herrmann Maschf Zweiteilige Wärmetauschereinrichtung
JP2000297945A (ja) 1999-04-12 2000-10-24 Daikin Ind Ltd 空気調和機
US6695038B2 (en) * 1999-09-02 2004-02-24 Advanced Rotary Systems, Llc Heat exchanger type fan
HK1037473A2 (en) * 2001-09-20 2002-03-15 Kui Wong Yeung An air-ventilator with high efficiency thermal exchanger and air filter
EP2503253A3 (en) 2003-03-26 2018-02-14 Daikin Industries, Limited Indoor unit of an air conditioner
EP1479982B1 (en) 2003-05-23 2007-01-10 Kristinsson-Reitsema B.V. Ventilation system
AU2004244900B2 (en) 2003-06-05 2007-04-05 Daikin Industries, Ltd. Discharge apparatus and air purifying apparatus
KR100585797B1 (ko) 2003-10-23 2006-06-07 엘지전자 주식회사 창문형 에어컨의 공기 안내 장치
KR100628078B1 (ko) * 2005-02-15 2006-09-26 엘지전자 주식회사 환기시스템
KR100617082B1 (ko) * 2005-02-15 2006-08-30 엘지전자 주식회사 초박형 환기장치
KR100617085B1 (ko) * 2005-02-22 2006-08-30 엘지전자 주식회사 초박형 환기장치
DE102007003568B4 (de) * 2007-01-24 2012-08-30 Minebea Co., Ltd. Kühlvorrichtung für eine zu kühlende elektronische Einrichtung
IT1397988B1 (it) * 2010-02-10 2013-02-04 Savio Spa Dispositivo di scambio d'aria per edifici
CN103534533B (zh) 2011-05-13 2017-02-01 通风系统控股有限公司 用于空气通风的通风系统及穿过通风系统实现通风的方法
US9157441B2 (en) 2011-10-20 2015-10-13 Henkel IP & Holding GmbH Double inlet centrifugal blower with peripheral motor
CN203823925U (zh) * 2014-04-17 2014-09-10 付春江 窗弦式换气空气净化器
CN204478342U (zh) * 2015-01-20 2015-07-15 维克(天津)有限公司 一种高效节能型新风处理设备
CN105333556B (zh) * 2015-10-31 2018-05-29 中山新风谷环境科技有限公司 一种可内循环净化空气的全热新风交换器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4976346U (ja) * 1972-10-19 1974-07-02
JPS63273747A (ja) * 1987-04-30 1988-11-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換換気装置
US20040245866A1 (en) * 2001-09-07 2004-12-09 Lopatinsky Edward L Integrated cooler for electronic devices

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