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。