用在建筑物中的中央热交换设施上的模块式热交换系统 【技术领域】
本发明涉及用在建筑物中的中央热交换设施上的模块式热交换系统。背景技术 在 EP 1684045A2 中公开了一种建筑物加热系统，其由多个模块式热交换塑料元 件构成。 每个模块式元件由两个水平管套和竖直管路或支管构成，所述管路或支管的末 端与管套相连以实现热交换流体的通道，所述流体从管套之一进入，流过管路或支管， 并且从另一管套离开。 通过沿轴向连接水平管套将数个模块式元件连接在一起形成散热 器。
EP 0524085A1 公开了一种由相同或相似的加热元件构成的散热器，加热流体循 环通过加热元件，并且能够通过并置的加热元件来修改散热器的外部尺寸。 根据本发 明，各加热元件形成包含方形或矩形主体的模块，所述主体内部具有液压回路以及用于 流体连接两个并置的模块的液压连接装置。 此外，各模块的尺寸被选择成两个并置模块
的相邻液压连接装置间隔固定距离，该固定距离还对应于相同模块的两个相邻液压连接 装置的间隔距离。 该散热器系统尤其用于生产模块式铸铁散热器，其能够以需要的几何 形状被现场安装。
GB 2243678A 公开了一种包括外壳的热水散热器，其中可以放置一个或多个模 块单元以修改其长度。 各单元均使用设置成螺旋或线圈状以充当辐射或对流热源的柔性 塑料管道。
EP 1167890A2 公开了一种包括辐射面板的室温调节系统。 辐射面板由薄的矩形 横截面的沟槽元件组成，其中通过将沟槽元件末端插入形成于用来向其提供热矢量流体 的两个歧管上的狭缝来并排组装这些元件。 歧管具有通向所述狭缝的端口。 在一个实施 例中，系统具有成角度的构造。
EP 1069390A1 涉及一种散热器，其具有用于加热流体的进水和回水以及多个中 空加热体，加热体通过沿轴向连接其水平管套而连接起来。 加热体的一个或多个展现有 用于插入电灯的孔洞。
EP 0115674A2 公开了一种房间加热和 / 或冷却设备，其包括 ：壳体 ；用于将 壳体装配在天花板上的装置 ；壳体中的具有入口和出口连接的热交换器，其用于循环热 水或冷却水 ；房间照明配件，其直接装配在壳体下方并且完全覆盖壳体底部 ；空气入口 和空气出口，其设在照明配件的边缘 ；以及风扇，其适于将空气抽入入口，越过热交换 器，并且通过出口离开。
还知晓很多其它的由彼此相邻连接的模块式加热单元构成的加热系统。
这些已知的加热 / 冷却系统具有其功能有限的缺点。 发明内容
本发明的一个目标是提供一种模块式热交换系统，其具有改善的灵活性以给该系统赋予额外功能。
此外，本发明的一个目标是提供一种中央热交换设施，其具有改善的对建筑物 的各个房间的温度的控制。
根据本发明，这些和其它目标通过展现独立权利要求的技术特征的系统和设施 来实现。
在本文中， “热交换” 意指 “用于加热和 / 或冷却”。
在本文中，“非热交换元件”指的是执行除在空气和加热 / 冷却流体之间交换热 量之外的任何其它功能的元件。
在第一方面，本发明涉及一种用在建筑物中的中央热交换设施 ( 中央加热 / 冷却 装置 ) 上的模块式热交换系统，其包括至少一个热交换元件和至少一个非热交换的附件 元件。 该热交换元件被配备用于在环境空气和被输送通过热交换元件的加热 / 冷却流体 ( 液体或气体 ) 之间交换热量。 热交换元件具有预定的带有相对侧面的第一形状。 附加 的非热交换元件被用来给系统添加指定功能。 该元件具有预定的第二形状，该形状具有 与热交换元件的相对侧面之一互补的侧面。 通过这种方式，当通过让所述互补侧面面向 对方来彼此相邻地安装热交换元件和附加元件时，热交换元件的第一形状延伸进入附加 元件的第二形状。
该模块式热交换系统期望以直立姿势装配，例如抵靠墙壁或者在地板架或类似 物上。 循环通过热交换元件的加热 / 冷却流体优选是水，但这并不排除使用任何其它加 热 / 冷却液体或气体的可能性。
通过在本发明第一方面的系统中提供一个或多个附加元件，系统的功能可以得 到扩展，而不仅限于加热和 / 或冷却房间中的空气。 可能的附加元件是灯光单元、空气 加湿单元、用于独立控制相邻热交换元件的操作的控制单元、或者其它附加元件。 通过 在附加元件中而非如现有技术那样直接在热交换元件上提供这些附加功能，可以使系统 功能适应各个房间中需要的功能，同时可以在整个建筑物中使用相同元件。 因此，相对 于现有技术，本发明第一方面的系统的灵活性得到极大提高。
通过将热交换元件和附加元件成形成其中一个的形状延伸进入另一个的形状， 可以获得外表美观的整体。 这可以进一步将本发明第一方面的系统的功能扩展成具有装 饰功能。
通过将附加元件构造成添加在热交换元件侧面上的部件，热交换元件的整个宽 度仍用于将气流从其底侧输向其顶侧。 因此，热交换元件的效率不因添加了附加元件而 受到影响。
因此，根据本发明的第一方面，给出了一种高度灵活且有效的模块式热交换系 统，其中可以轻易地使其功能适应各个房间的需求。
根据本发明第一方面的模块式热交换系统的优点是可以获得比现有技术更高的 效率和功能。 另一优点是可以快速获得需要的温度。
优选地，彼此面对的热交换元件和附加元件的侧面设有互补的对准装置，例如 形状互补的部件，诸如背脊、突出部、凹部或类似物，用于在装配时方便元件彼此对 齐。 这些对准装置可以可能地结合连接装置以便还能有效地将元件彼此连接。
在优选实施例中，热交换元件包括用于输送加热 / 冷却流体的技术部件。 该技术部件包括 ：前部构件，其由非导热性材料 ( 优选塑料或复合材料 ) 制成 ；以及背部构 件，其由导热性材料 ( 优选金属或合金，例如铝 ) 制成。 在前部和背部构件之间提供密 封件以使该技术部件基本流体密封。 该结构具有以下优点，即 ：热交换元件的前部受热 程度低于背部，这能减少用户接触热交换元件时皮肤烧伤的危险。
前部构件优选包括流体输送肋，在它们之间形成管路以沿着从技术部件的入口 到技术部件的出口的单个流动路径输送热交换流体。 这些管路朝向背部构件开口，以便 实现流体与背部构件之间的接触。 流动路径优选被构造成沿流动方向离出口最近的管路 位于技术部件的周边。 这意味着流动路径的相对较冷的部分位于技术部件的周边，而在 此处发生接触的风险 ( 在盖部被打开的情况下 ) 最大。
流体输送肋优选具有凹入的顶面，还可以将密封件应用于在顶面中以防止除了 从入口到出口的单个路径之外在管路之间形成流体连通。 通过这种方式，由于可防止形 成低温区，因此热交换元件的效率可以获得提高。
背部构件优选包括平坦的基部，其具有用于接触所述流体的一侧和设有多个直 立翅片的相对侧，所述翅片彼此间隔固定距离以便与所述空气交换热量。 直立翅片优选 具有大致平行的波纹形状。 通过这种方式，其表面积且因此传热能力相比于笔直的翅片 有所提高。 平行的波纹确保相邻翅片之间的距离基本不变，因此能够避免气流中的涡 流，并且能够在翅片之间保持流畅的气流。 这能够进一步提高系统的效率。 在优选实施例中，本发明第一方面的模块式热交换系统还包括墙壁安装件，其 适于被安装在墙壁上以及用于保持所述技术部件。 墙壁安装件用非导热性材料 ( 例如 塑料或复合材料 ) 制成，并且包括柔性材料层，用于接合技术部件的直立翅片。 通过用 非导热性材料制造墙壁安装件，经由其上装配着热交换元件的墙壁发生的热损耗可被减 少，从而能够提高系统的效率。 柔性材料层用来将技术部件的翅片保持在合适位置上， 避免发生变形和阻尼振动，从而能够减少不希望的噪声。
本发明第一方面的模块式热交换系统优选还包括盖子，其适于被装配在所述至 少一个热交换元件上方。 此盖子能够保护技术部件不受到不希望的侵入，从而进一步改 善位于系统附近的人员的安全性。 此盖子还能够设有任何可想象到的装饰件以给热交换 元件提供装饰功能。
该盖子优选包括盖部，其具有用于输送空气的开口。 盖部位于热交换元件的顶 部，并且能够被打开或者拆离盖子以便在需要的情况下访问技术部件。 为防止不希望的 访问，可以用锁定构件将盖部锁定在闭合位置上，其中所述锁定构件优选位于盖部相对 两端，使得锁定构件间隔过远，以至于儿童不能同时进行操作。
在优选实施例中，本发明第一方面的模块式热交换系统还在底侧包括通风设备 用于将空气抽入所述热交换元件。 这能够进一步提高系统的效率，以及加速加热 / 冷却 过程。
在第二方面 ( 其可以或不可以与第一方面结合 ) 上，本发明涉及建筑物中的中央 热交换设施，其包括 ：
用于加热流体的中央加热单元 ；
用于冷却所述流体的中央冷却单元 ；
用于在中央加热单元和中央冷却单元之间选择的选择机构 ；
所述建筑物的多个房间中的多个热交换系统 ；
在所述中央单元和所述多个热交换系统之间延伸的管路，其用于将所述流体从 所述中央单元输送给所述热交换系统中的每一个。
通过向中央热交换设施提供中央加热和冷却单元，整个设施既可以在冬季用于 加热，也可以在夏季用于冷却或空调。 通过这种方式，无需遍及整个建筑物的独立空调 系统。 通过这种方式，全年对建筑物的各个房间中的温度的控制可以得到改善。
在本发明第二方面的优选实施例中，中央热交换设施包括户外温度传感器，其 充当选择机构并且连接中央控制单元，所述控制单元基于所述传感器检测到的温度使中 央加热单元或中央冷却单元投入工作。 通过这种方式，中央热交换设施的操作可得到有 效控制，并且基于户外温度自动切换成冷却 / 加热。 优选地，在从加热到冷却和从冷却 到加热的切换点之间设置余裕，其指的是例如当切换为冷却时，在设施再次切换成加热 之前，户外温度已经下降了几度，从而避免设施过于频繁的进行切换。
在本发明第二方面的优选实施例中，中央加热单元和中央冷却单元串联布置。 这意味着热交换流体始终循环通过这两个单元，但是由于这两个单元中通常将只有一个 处于操作中，因此不存在问题。 然而作为可选方式，这些单元也可以借助阀门并联放 置，所述阀门优选由中央控制单元操作，以区分通过中央加热单元的循环和通过中央冷 却单元的循环。 附图说明 将借助下列描述和附图进一步说明本发明。
图 1 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第一实施例，其包括热交换元件 和作为非热交换的附加元件的控制单元 ；
图 2 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第二实施例，其包括与图 1 中相同 的热交换元件和充当非热交换的附加元件 520 的照明单元 ；
图 3 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第三实施例，其包括两个图 1 的热 交换元件和充当非热交换的附加元件的拐角元件 ；
图 4 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第四实施例，其包括两个图 1 的热 交换元件和充当非热交换的附加元件的控制单元和空气加湿单元 ；
图 5 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第五实施例，其包括一个高度增 加的热交换元件和一个非热交换的附加元件，所述附加元件具有相互叠置的控制单元和 空气加湿单元 ；
图 6 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第六实施例，其包括一个热交换 元件和两个非热交换元件，这些元件形成为使得整体为圆形 ；
图 7 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第七实施例，其包括两个图 6 的热 交换元件和相同的非热交换元件，从而获得 8 的形状 ；
图 8 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第八实施例，其包括前部具有进 气口的热交换元件和充当非热交换元件的控制单元 ；
图 9 在分解视图中示出了构成图 8 的热交换元件的部件 ；
图 10 在前、后透视图中示出了第八实施例的墙壁安装件 ；
图 11 在技术图纸中示出了第八实施例的墙壁安装件 ；
图 12 示出了可与图 1-8 的所有实施例一同使用的技术部件的透视图 ；
图 13 在透视图中示出了技术部件的前部构件 ；
图 14 在技术图纸中示出了技术部件的前部构件 ；
图 15 在透视图中示出了技术部件的背部构件 ；
图 16 在技术图纸中示出了技术部件的背部构件 ；
图 17 示出了技术部件的背部构件的直立翅片的细节 ；
图 18 示出了图 10 的墙壁安装件和图 12 的技术部件的组件 ；
图 19 示出了用于图 1 的第一实施例的热交换元件的墙壁安装件和图 12 的技术部 件的组件 ；
图 20 在透视图中示出了用于图 8 的热交换元件的盖子 ；
图 21 在技术图纸中示出了用于图 8 的热交换元件的盖子 ；
图 22 示出了安装在图 18 的组件上的图 20 的盖子 ；
图 23 在透视图中示出了用于图 1 的热交换元件的盖子 ；
图 24 在技术图纸中示出了用于图 1 的热交换元件的盖子 ； 图 25 示出了安装在图 19 的组件上的图 23 的盖子 ；
图 26 示出了用于在不使用时封闭盖子上的切除部的关闭元件 ；
图 27 在透视图中示出了用于图 20 和 23 的盖子的盖部 ；
图 28 在技术图纸中示出了图 27 的盖部 ；
图 29 示出了用于图 27 的盖部的锁定系统 ；
图 30 示出了可用在图 8 的热交换元件的第八实施例中的通风设备 ；
图 31-34 示出了根据本发明的热交换系统的可选实施例，其中图 1 的热交换元件 被安装到独立支脚上 ；
图 35 和 36 示出了具有装饰的可用于图 1 的热交换元件的盖子 ；
图 37 示出了盖子的多个其它可能的装饰件实施例 ；
图 38 示出了根据本发明的热交换系统，其包括具有支管的中空杆，其中每次将 不同形状的热交换元件装配在所述支管上 ；
图 39 示出了图 8 的控制单元的分解视图 ；
图 40 示出了图 8 的控制单元的透视图 ；
图 41 示出了可作为附加元件与图 8 的热交换元件一同使用的空气加湿单元的透 视图 ；
图 42 示出了可作为附加元件与图 8 的热交换元件一同使用的照明单元的透视 图；
图 43 和 44 分别示出了作为图 39-42 的附加元件的模块部件的框架的透视图和技 术图纸 ；
图 45 和 46 分别示出了图 40 的控制单元的前板的透视图和技术图纸 ；
图 47 和 48 分别示出了图 39-42 的附加元件的盖部的透视图和分解视图 ；
图 49 示出了根据本发明第二方面的中央加热和冷却设施 ；
图 50-52 示出了技术部件的背部构件的可选实施例 ；
图 53-56 示出了具有集成照明的根据本发明的热交换元件的可选实施例 ；
图 57 示出了根据本发明的控制单元的显示器的前视图 ；
图 58 和 59 示出了根据本发明的热交换元件的前部和背部构件的密封和安装的可 能构造 ；
图 60-63 示出了技术部件的可选实施例。 具体实施方式
将参照具体实施例和特定附图来描述本发明，但本发明并不限制于此，而只由 权利要求限定。 所描述的附图只是示意性而非限制性的。 在附图中，一些元件的尺寸可 能是放大的，而非按比例绘制，其用于说明性目的。 尺寸和相对尺寸不一定对应于实施 本发明的真实缩小。
此外，描述和权利要求中出现的术语 “第一、第二、第三等” 用于区别类似元 件，不一定是用于描述连续或时间次序。 这些术语在合适环境下可以互换，并且本发明 的实施例可以以不同于本文中描述或说明的顺序操作。
此外，描述和权利要求中出现的术语 “顶部、底部、上方、下方等” 用于描述 目的，不一定是用于描述相对位置。 所使用的术语在合适环境下可以互换，并且此处描 述的本发明实施例可以以不同于本文中描述或说明的方位操作。
权利要求中出现的术语 “包括” 不应被解释成局限于其后列出的装置 ；它不排 除其它元件或步骤。 它需要被解释成明确说明所述特征、整体、步骤或所涉及部件的存 在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤或部件、或它们的组的存在或添加。 因 此，“设备包括装置 A 和 B”这种表述的范围不应限于该设备仅由部件 A 和 B 构成。 它 意指相对于本发明，该设备的相关部件仅是 A 和 B。
图 1 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第一实施例。 该系统包括一个基 本的热交换元件 100 和一个非热交换的附加元件 500，该附加元件更具体地是用于控制热 交换元件的控制单元。 热交换元件 100 具有预定的矩形形状，其具有相对的侧面 101、 102。 控制单元 500 具有预定的矩形形状，其恰好与热交换元件 100 的矩形相配。 为此， 控制单元具有侧面 501、502，其与热交换元件 100 的相对侧面 101、102 互补。 因此， 当如图 1 所示那样通过让互补侧面彼此相面对来彼此相邻地安装热交换元件和附加元件 时，热交换元件 100 的矩形延伸进入控制单元 500 的矩形，使得整体看上去像单个单元。 在附图中，控制单元 500 装配在热交换元件左边，其中侧面 501 抵靠侧面 101。 然而，由 于为矩形，因此也可以通过让侧面 502 抵靠侧面 102 将控制单元 500 装配在右边。
图 2 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第二实施例。 该系统包括 ：一个 与图 1 中所示相同的热交换元件 100 ；和一个非热交换的附加元件 520，其更具体地是照 明单元。 照明单元 520 具有两个侧面 521、522，其与热交换元件 100 的侧面互补。
图 3 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第三实施例。 该系统包括 ：两个 与图 1 中所示相同的热交换元件 100 ；和作为非热交换的附加元件的拐角元件 540。 拐角 元件 540 具有与热交换元件 100 的侧面 101、102 互补的侧面 541、542，其使得能够将两 个热交换元件 100 以成角度的构造装配在房间拐角处。 拐角元件 540 的顶侧可拆卸以便 清洁拐角空间。图 4 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第四实施例。 该系统包括两个与 图 1 所示相同的热交换元件 100，以及两个非热交换的附加元件，其更具体地是控制单元 500( 其仍然是图 1 的控制单元 ) 和空气加湿单元 520。
图 5 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第五实施例。 该系统包括一个热 交换元件 120 和一个非热交换的附加元件 580，在附加元件 580 下面设有控制单元 583 以 及上面设有空气加湿单元 584。 热交换元件 120 的高度使得内部可以叠放地装配两个技 术部件 300( 参见下文 ) 或者一个具有增加高度的技术部件 ( 未示出 )。 同样地，侧面 121-581 和 122-582 彼此互补。
图 6 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第六实施例。 该系统包括一个热 交换元件 140 以及位于左侧和右侧的两个非热交换元件 600、620。 此时，热交换元件 140 和附加元件 600、620 被成形为使整体为圆形。 热交换元件具有相对的侧面 141、142，其 分别与左侧附加元件 600 的侧面 601 和右侧附加元件 620 的侧面 622 互补。 左侧和右侧 附加元件 600 和 620 每个可分别为下列元件之一 ：控制单元，照明单元，空气加湿单元或 者任何其它非热交换元件。
图 7 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第七实施例。 该系统与图 6 的系 统的不同之处在于热交换元件 140 的插入实现了 8 的形状。 图 8 示出了根据本发明的模块式热交换系统的第八实施例。 该系统包括热交换 元件 160 和非热交换元件，非热交换元件更具体地是控制单元 640。 该系统与图 1 的系统 的不同之处在于翅片 163，其设在热交换元件 160 的前侧，并且其间设有进气开口。 因 此，热交换元件 160 具有底部略斜的矩形形状。 控制单元 640 具有合适的矩形形状。 热 交换元件 160 的相对侧面 161、162 同样与控制单元 640 的侧面 641、642 互补。
根据本发明，热交换系统可以包括 ：任意数量的具有任何可想象的大小和形状 的热交换元件，其例如取决于待加热和 / 或冷却的房间和体积的大小 ；和任意数量的非 热交换的附加元件，其取决于需要的附加功能。 在所有实施例中，热交换元件的形状均 与附加元件的形状相适，以便一个元件的形状延伸进入另一元件的形状。
在所示实施例中，热交换元件和附加元件每个自身借助于独立的安装装置装配 在墙壁 ( 或其它支撑表面 ) 上，所述安装装置诸如是拧入墙壁插座中的螺钉。 作为替换， 还可以提供相互连接装置，使得非热交换元件可以安装在热交换元件而非墙壁上。 在后 一种情况下，必要时可以提供附加的墙壁安装的可能性。
上述热交换元件 100、140 和 160 均由墙壁安装件 200、技术部件 300 和盖子 400、450 构成，其中所述盖子决定了热交换元件的外观。 在这些热交换元件 100、140 和 160 中可以使用相同的墙壁安装件 200 和相同的技术部件 300。 热交换元件 100、140 和 160 因此具有可互换的盖子。 热交换元件 120 具有高度增加的墙壁安装件 ( 未示出 )，其 大小与热交换元件 120 的形状相适配，并且，根据构造叠放地装配两个技术部件 300( 其 与用于其它热交换元件的技术部件相同 )，或者装配一个较大的技术部件。
图 9 示出了构成图 8 的热交换元件 160 的部件。 下面将进一步解释热交换元件 的这些不同部件以及附加元件的部件。
墙壁安装件
墙壁安装件 200 在附图 10 中以前、后透视图示出。 图 11 示出了该部件的技术
图纸。 墙壁安装件 200 适于直立地安装在墙壁或台架上，以及保持热交换元件之一的技 术部件 300 和盖子 400、450。 为此，墙壁安装件 200 设有开口 201，所述开口 201 用于 接收用来将安装件安装在墙壁上的螺钉 ( 未示出 ) 和将技术部件 300 安装于其上的安装构 件 202。这可以借助螺栓或卡扣连接或本领域技术人员公知的任何其它固定装置来实现。 底部设有凹槽 203 以接收盖子 400、450 的互补突出部。 这些凹槽和突出部共同形成卡扣 连接。
墙壁安装件 200 优选用非导热性材料 ( 例如模制塑料或复合材料或本领域技术人 员公知的任何其它热绝缘材料 ) 制成，以便能够使面向墙壁的热损最小。 它包括柔性材 料层 204，用于接触和定位技术部件 300 的直立翅片，以及阻尼不希望的振动和噪声。 柔 性层 204 的底部设有水平肋 205，在使用过程中，技术部件 300 的直立翅片搁靠于其上。 在柔性层 204 的部分上设有竖直肋 206，其用于填充技术部件 300 的翅片之间的敞开空 间。 其原因将在下面详细描述。 柔性层 204 上方的顶部 207 朝前方倾斜以引导向上气 流，其在加热过程中在技术部件 300 和墙壁安装件 200 之间向上流动，并且离开墙壁和将 热交换元件装配于其下的窗槛下面。
墙壁安装件 200 的底部设有空间 208、209，其分别用于容纳通风设备的壳体 ( 参 见下文 ) 和热交换流体管路。 右侧具有另一空间 210，其用于容纳通向和离开技术部件 300 的流体管路。 注意 ：所示实施例可以被镜像，空间 210 位于左侧。 例如，如果要彼 此相邻地装配两个热交换元件，则方便使用右手元件和左手元件，同时中间放置用于两 个元件的流体供给管道和排放管路是方便的。 技术部件
在图 12 中以透视图示出的技术部件 300 包括用非导热性材料 ( 优选塑料或复合 材料 ) 制成的前部构件 310 和用导热性材料 ( 优选金属或金属合金，例如铝 ) 制成的背部 构件 350。 在前部和背部构件之间设有密封件以使技术部件 300 充分流体密封。 这种结 构的优点是由非导热性材料制成的热交换元件的前部受热程度小于背部，这能够降低用 户接触技术部件时皮肤被烧伤的危险。
技术部件 300 优选通过从背部构件 350 的侧面施加到前部构件 310 的预钻孔中的 螺钉 ( 优选为自攻螺钉 ) 保持在一起。 这些孔分布于密封件处的侧面上以及流体输送肋 311 上的很多位置上。 然而，也可以采用任何其它用于将技术部件保持在一起的安装装 置。
在图 13 中用透视图且在图 14 中用技术图纸示出的前部构件 310 包括流体输送肋 311，其间形成管路 312 以便沿着从技术部件的入口 313 到技术部件的出口 314 的单个路 径输送热交换流体。 管路 312 朝向背部构件 350 敞开以实现流体和背部构件之间的接触。 流体输送肋 311 具有凹入的顶面 315，其中设有附加密封件以防止除了从入口到出口的单 个路径之外在管路 312 之间形成流体连通。 通过这种方式，由于可防止形成低温区，因 此能够提高热交换元件的效率。
附图中示出的前部构件 310 是由塑料或复合材料形成的模制体，其在垂直方向 上具有多个加强肋 316。这些加强肋经仔细研究和计算，从而被用于抵消因温度变化引起 的前部构件的变形。
前部构件 310 中的单个流动路径从入口 313 延伸至出口 314。 入口位于顶侧附
近，出口位于底侧附近。 自入口 313 开始，加热流体首先被引向底部，然后沿着流体输 送肋 311 之间的向上曲折路径，接着被回引向底部，经由外周返回入口 313 和出口 314 所 在的入口侧。 从入口到底部的第一管路和从顶侧到出口的最后管路相互邻接地延伸，以 便在进入技术部件 300 的流体和离开技术部件 300 的流体之间形成一定程度的热交换。 这 可有助于避免形成低温区，以及在整个技术部件 300 上获得更均匀的温度，这可以进一 步提高本发明的热交换元件的效率。
背部构件 350 在图 15 中以透视图且在图 16 中以技术图纸示出。 它优选包括平 坦的基部 351，其具有用于接触所述流体的一侧 352 和设有多个直立翅片 354 的相对侧 353，所述翅片彼此间隔固定距离以便与所述空气交换热量。 直立翅片 354 优选具有大致 平行的波纹形状，其在图 17 中详细示出。 通过这种方式，其表面区域且因此传热能力相 比于笔直的翅片有所提高。 平行波纹确保相邻翅片 354 之间的距离基本不变，因此能够 避免气流中的涡流，并且能够在翅片 354 之间保持流畅的气流。 这能够进一步提高系统 的效率。
背部构件 350 优选由挤压铝构成。 为了能够借助已有的挤压工艺制造背部构件 350，背部构件 350 由两个半边构成，这两个半边在挤压之后焊接在一起，例如通过冷摩 擦焊接。 通过将背部构件 350 制成两个半边，直立翅片可以具有更大高度，因此与周边 空气具有更好的热交换率。 紧邻焊接中线的两翅片之间的空间 355 由墙板 200 上的竖直 肋 206 填满，因此翅片与肋之间的距离基本等于两个相邻翅片之间的距离。 通过这种方 式，整体保持均匀，其有利于气流的一致性。 背部构件 350 可具有任意尺寸，其取决于 技术部件 300 的尺寸。 在入口 313 和出口 314、或者认为有必要的其它位置上，技术部件 300 优选设有 自动通风口 ( 未示出 )，用于排放封闭于技术部件中的空气或气体。
前部构件 310 在顶部设有凹槽 317，用于接合盖子 400 上的互补突出部 401( 参见 下文 )，共同形成用于将盖子安装在技术部件上的卡扣连接。
前部构件 310 和背部构件 350 之间的密封件形成方式优选如下。 沿外周以及在 布置有安装螺钉的肋 311 上，将例如约 2mm 的密封条或 O 形环布置于前部构件 310 和背 部构件 350 之间。 位于其间的上面未设有安装点的肋 311 具有略高于外周和其它肋的高 度，并且具有用于容纳圆形截面密封件的凹入顶面 315，由于这种增大的高度，密封件在 肋的顶面 315 和背部构件 350 的平坦侧面之间略微受到压缩。 由此克服了前部构件和背部 构件之间的热膨胀差异。 更具体地，背部构件的位于两个安装点之间的部分略显突出， 然而通过位于凹入顶面 315 的顶部上的、恢复其原始圆形的密封件维持管路 312 之间的密 封。 由此可以避免除沿单个流动路径 312 的水流之外在管路之间形成水流。 任何本领域 技术人员公知的密封材料均可用于密封件。
在图 58 和 59 中描绘了密封件的可能构造以及前部构件 310 和背部构件 350 的相 互安装。 在该实例中，在多个位置上用螺栓 397 和螺帽 398 将这两个构件压到彼此上，其 中在前部构件 310 的凹槽 399 中装有圆形密封条。 螺帽 398 具有形状与前部构件 310 的 边缘相配的头部，因此螺帽 398 的旋转被阻止，螺栓能够轻易被拧入。 前部构件 310 上 的孔允许螺帽的主体穿过该孔，并且头部接触前部构件 310。 螺帽 398 主体的长度被预先 确定成避免能过多拧入螺栓 397，这会过度挤压密封件或引起前部构件 310 的塑料上的张
力。 由于该预定长度，在将螺栓 397 全部拧入时，螺帽 398 的主体接触背部构件 350。
为避免空气在填充时进入技术部件，在入口设有自动操作的空气 / 水隔离元 件。 另外，在位于上部管路与恰好位于水流折向底部的位置下方的管路之间的分离壁上 设有两个小的开口。 由此，否则将留在此弯折处中的空气能够跑向上部管路。 在该上部 管路中，在折向底部和朝向出口的弯折处设有排气口，积聚的残留空气在此处离开技术 部件。 通过这种方式，能够避免空气从一个热交换元件流向另一热交换元件和 / 或在管 路中流动。 在图 50-52 中示出了排气口的可能实施例，其中排气口 390 被焊接在铝制部 件 350 上。 在所示实施例中，部分剖开少量翅片 354 以示出入口 393 和出口 394。 排气 口 390、入口 393 和出口 394 被焊接在铝制部件 350 上。 入口 393 和出口 394 的管子上设 有板 395、396 以封闭末端翅片上的切除部。
在图 12-16 和图 50-52 所示的实施例中，入口和出口 313-314、393-394 为焊接 到技术部件的背部构件 350 上的金属管。 作为替换，入口和出口管 333、334 也可以装配 在前部构件 310 上，如同图 60-63 所示的技术部件的实施例那样。 在该实施例中，前部构 件 310 为模制部件，其在一侧具有合适的一体模制的连接构件 318、319 以分别保持入口 333 和出口 334。 这种连接的流体紧密性由 O 形环 320 和锁定条 322 保证，其中 O 形环 320 座落在入口 / 出口 333/334 上的第一凹槽 321 中，锁定条 322 被插入连接构件 318/319 上的开槽 323 并且卡扣配合在入口 / 出口 333/334 上的第二凹槽 324 中。 将入口和出口 设在前部构件 310 上的优点是不用去除背部构件 350 上的翅片 354 的部分来容纳入口和出 口管，省去了将这些管子焊接在背部构件上的步骤。 注意 ：考虑到入口和出口 333、334 的位置不同，图 60 的前部构件 350 上的流动路径略有变动。
图 18 示出了墙壁安装件 200 和技术部件 300 的组件，其中技术部件 300 通过专 门的安装构件 202 安装在墙壁安装件 200 上。
图 19 示出了墙壁安装件 220 和用于图 1 的热交换元件 100 的实施例的技术部件 300 的组件。 热交换元件 100 的盖子的底部上未设置进气开口。 因此，在墙壁安装件 220 的底部上将这些开口设在翅片 221 之间，这以其它方式示出墙板 200 的所有特征。 技术 部件 300 优选与用于图 8 的热交换元件 160 的技术部件相同。
盖子
图 8 的热交换元件 160 的盖子 400 在图 20 中以透视图且在图 21 中以技术图纸示 出。 如图 22 所示，盖子 400 被安装在由墙壁安装件 200 和技术部件 300 形成的整体上。 为此，盖子 400 在顶部和底部上具有突出部 401、402，其分别卡扣配合到技术部件 300 上 的凹槽 317 和墙壁安装件 200 上的凹槽 203 中。 盖子 400 在底部包括翅片 163，开口位于 翅片间以便将空气抽入技术部件 300。 为增强该气流，优选在热交换元件 160 上的空间 404 中设置通风设备。
图 1 的热交换元件 100 的盖子 450 在图 23 中以透视图且在图 24 中以技术图纸示 出。 如图 25 所示，盖子 450 被安装在由墙壁安装件 220 和技术部件 300 形成的整体上。 为此，盖子 450 在顶部和底部上具有突出部 401、402，其分别卡扣配合到技术部件 300 上 的凹槽 317 和墙壁安装件 200 上的凹槽 203 中。 盖子 450 在底部上不存在翅片或进气开 口，因为它们均设在墙壁安装件 220 上，但设有空间 404 以用于可能的通风设备。
下面描述盖子 400、450 的共同部件。盖子 400、450 优选用非导热材料 ( 例如塑料或复合材料 ) 制成，并且优选通 过注塑成型技术在模具中制成。 盖子的前部 403 可设有装饰件 405-409，诸如浮雕、图 片、绘画等。 浮雕可以例如由木工、陶瓷或瓷砖、塑料中的画、锡制插入铸件或类似物 形成。 就图片而言，它可以例如被预先印制到薄膜上，接着在将盖子 400、450 注塑成型 时将薄膜置于模具中。 由此使图片具备防划涂层。 如图 35 和 36 中所示，这种装饰件 405-409 可以设在盖子 400、450 的前侧 403 上的任意位置，或者甚至基本占据整个前侧 403。 盖子自身可以制成任何可想象到的形状和颜色，因为它更确切地来说起到装饰和保 护作用，热交换元件的技术功能由技术部件 300 提供。
在侧面 101-102、161-162 上设有两个切除部 410。 它们可被用来借助管路将热 交换流体带至例如相邻的第二热交换元件 100 或空气加湿单元 560，或者用于从控制单元 500 到热交换流体的供应管上的控制阀和通风设备的电导体。当不使用这些切除部时，可 以通过安装封闭元件 411( 其单独在附图 26 中示出 ) 将它们封闭。
盖子 400、450 包括在顶部的盖部 412，其在附图 27 中以透视图且在附图 28 中以 技术图纸单独示出。 该部件可以包括翅片 413，其间设有开口以便空气从技术部件 300 流 入房间。 翅片 413 朝向前方倾斜以将气流引入房间。 可将盖部 412 打开或拆离盖子 400、 450 以便在必要时接近技术部件 300。 为防止不希望的接近，可以用锁定系统将盖部锁定 在闭合位置上，锁定系统例如是必须被推开才能打开盖部 412 的弹性元件 414，其在附图 29 中单独示出。 这些锁定系统 414 被装配在切除部 415 中，其专门用于此目的并且位于 盖部 412 的两端。 这些切除部 415 间隔足够远，使得锁定系统 414 也间隔足够远，以至 于儿童不能同时操作。
通风设备
在附图 30 中示意性示出的通风设备 470 被放在介于墙壁安装件 200 和盖子 400 之间的底部上的空间 208、404 中。 通风设备座落于基本完全填满此空间的独立壳体中， 因此它也形成该系统的模块部件。 壳体的形状使得形成足够压力，以便流畅地将空气抽 向技术部件 300，这阻止形成涡流，并且能够保证技术部件 300 处的最佳热交换，而且在 冷却时将足够高的冷却空气带入房间以获得均衡的冷却。
通风设备 470 优选由带合适的电流转换器的 DC 马达驱动，因为 DC 马达在因通 过翅片落在通风设备中的外来物而出现阻塞的情况下会停下而不受损，并且不在电流源 中引起过流。 此外，马达在阻塞被排除之后约 3 秒钟恢复正常操作。 假如采取合适的安 全措施，当然也可以采用 AC 驱动。
支脚和台架
图 31-34 示出了可选实施例，其中图 1 的热交换元件 100 被安装到独立支脚 700 上，即不抵靠墙壁。 支脚 700 的特征在于底部上的空间 701，所述空间 701 用于让电缆和 / 或管路以及将竖直台架 703 安装于其上的安装部件 702 通过。 热交换元件 100 被安装 到台架 703 的一侧，这可以借助与用于抵靠墙壁安装的墙壁安装件相同的墙壁安装件 220 来实现，并且盖板 705( 其例如设有装饰件 ) 被安装到另一侧。 也可以将两个热交换元件 100 安装到台架 703 的两侧。 支脚 700 底部上的空间 701 可以在侧面用合适的封闭元件 704 封闭。
可选实施例图 35-38 示出了根据本发明的热交换元件的多个可选实施例，其中强调装饰性 方面。 在附图 35 和 36 中，示出了如何能够使图 1 的热交换元件 100 的盖子 450 的前部具 有装饰件 405-409，所述装饰件可以部分或基本完全填满该表面，并且能够放在前侧 403 上的任何随机位置上。 图 37 示出了盖子 460-465 的多个其它可能的装饰实施例，其中 技术部件 300 和墙壁安装件 200 的潜在结合每次均基本相同，并且用点线示出。 因此， 所示盖子是可互换的，其形成本发明的额外的模块方面。 作为替换，盖子还可以包封多 个技术部件 300，诸如图 5 的实施例中的情形就是这样。 图 38 示出了可称作热交换模型 480。 可热交换模型 480 包括具有支管的中空杆 481，其优选由塑料制成，其中支管上每 次装配有不同形状的热交换元件 482-487。 用于提供和排放热交换流体的管路在杆 481 内 部和通向不同热交换元件 482-487 中的技术部件 300 以及电连接件的支管上延伸。
图 53-56 示出了根据本发明的热交换元件的可选实施例，其中集成有装饰性灯 具，其例如为多个灯或 LED490、491、492、493 的形式。
附加元件
借助附图 39-48 来解释附加元件如何像热交换元件一样模块化地由多个部件搭 建而成，其中所述部件对于不同可能实施例部分相同，并且根据需要的功能部分不同。 图 39 示出了对于图 8 的控制单元 640 这种情况，各附加元件如何由框架 643、前板 644 和 盖部 645 构成。 框架 643 和盖部 645 是多个附加元件共有的，而前板 644 对于各附加元 件是特殊的。 盖部 645 可拆卸地装配在框架 643 上，并且借助元件 414( 其也用在热交换元件 160 的盖部 412 中 ) 锁定在闭合位置上。 框架每次都在其侧面具有两个切除部 646，其对 应于热交换元件 160 的盖子 400 上的切除部 410。 它们可以被用来借助管路将热交换流 体从热交换元件 160 带至附加元件 640/ 从附加元件 640 带至热交换元件 160，或者用于 从控制单元 640 到热交换流体的供应管上的控制阀和通风设备的电导体。 当这些切除部 646 未被使用时，可以借助封闭元件 411( 如同用盖子 400) 将它们封闭。
在图 40 所示的控制单元 640 中，前板 644 包括显示器 647，并且在内部包括用于 控制的电子设备。 例如，下列部件可以被展现在显示器 647 上 ( 参见附图 57) ：开 / 关 指示器 690、加热指示器 691、冷却指示器 692、湿润指示器 693、用于当前室温的第一数 字部件 694、用于期望 / 设定室温的第二数字部件 695 以及用于当前湿度的第三数字部件 696。 可以借助前板上的合适按钮或类似物 ( 其也许位于内部以限制儿童访问 )、或者借 助远程控制完成对控制单元的设定。
图 41 所示的空气加湿单元 660 具有内部带有贮液器的另一不同前板 648，其可以 借助热交换流体或者通过不同方式、例如借助电阻来加热。 空气加湿单元可以例如由控 制单元 640 控制，并且 ( 如果热交换流体为水的话 ) 连接至具有自动填充系统的供应管。 然后利用用于最小水位的传感器和用于最大水位的传感器将水位控制在两个水位之间。 最小水位被选择成贮液器下部中的电阻始终位于水下。
图 42 所示的照明单元 680 具有至少部分透明的前板 649。 如图所示，框架 650 也 能相应地被制成透明的。 照明单元 680 能够例如设有三个灯，其分别为散射照明 (spread foot light)、阅读照明和应急照明。 带电池的电源设在照明单元的底部中，因此在主电压 中断的情况下应急照明被启动。
图 43 和 44 分别以透视图和技术附图详细示出框架 643。 在顶部和底部上提供安 装元件 651、652，其与前板 644、648、649 上的安装元件 654、655 互补。 另外，提供悬 挂孔 653，利用该悬挂孔将框架 643 悬挂在墙壁上。
图 45 和 46 分别以透视图和技术附图详细示出前板 644。 安装元件 654、655 与 框架 643 上的安装元件配合以将前板 644 保持在框架上。 在所示实施例中，前板 644 可 以向上倾斜，例如在用户要设置控制单元 640 的时候。 也可以给前板的前侧 656 提供装 饰件。
图 47 和 48 分别以透视图和技术附图详细示出盖部 645。 翅片 657 实际上在空气 潮湿单元 660 中只用于湿润空气通过，以及在照明单元 680 中用于排放由灯产生的热量。 然而，优选还将该盖部 645 用在控制单元中，因此它的形状对应于热交换元件 160 的盖部 的形状。
中央加热设施
图 49 示出了根据本发明的中央加热和冷却设施 800。 它包括用于加热流体的中 央加热单元 801、用于冷却流体的中央冷却单元 802、用于在中央加热单元和中央冷却单 元之间切换的选择机构 803、建筑物的多个房间中的多个热交换系统 804 以及管路 805， 所述管路 805 从中央单元 801、802 延伸至热交换系统 804，且用于将流体从中央单元供给 热交换系统以及从热交换系统供给中央单元。 在所示实施例中，中央加热单元 801 和中 央冷却单元 802 并联放置，其中阀门 806、807 被提供用来引导流体流通过加热单元 801 或冷却单元 802。 作为替换，加热单元和冷却单元也可以彼此串联地放置。 通过给中央热交换设施提供中央加热和冷却单元，整个设施既可以在冬季用于 加热，又可以在夏季用于冷却或空调。
选择机构包括温度传感器 808，其装配在户外且连接至中央控制单元 809，所述 控制单元基于传感器 808 测量的温度开启中央加热单元 801 或中央冷却单元 802。 通过这 种方式，中央加热设施 800 的操作可得到有效控制，并且基于户外温度自动切换成冷却 / 加热。 优选地，在从加热到冷却和从冷却到加热的切换点之间设置余裕，其指的是例如 当切换为冷却时，户外温度在设施再次切换成加热之前已经下降了几度，从而避免设施 过于频繁的进行切换。 例如，两个合适的切换点为 18℃和 25℃。
各个房间中的各个热交换系统 804 优选具有带有其自己的传感器的控制单元， 以便能够单独控制各个房间中的温度。 用户可以设定各个房间中的期望室温，例如通过 在热交换系统 804 的控制单元上以半度的步阶或者通过远程控制进行数字控制。 控制单 元控制对热交换单元的热水或冷水供应以及通风设备的速度。 对控制单元进行编程以便 通过尽可能少的能耗 ( 既包括通风设备的电耗，也包括热交换单元的热能耗 ) 获得最大可 能的效率。 在冷却过程中，室温和户外温度之间的差值优选限制为 6℃以避免热冲击。 中央选择机构 803 向各种热交换系统 804 发送信号以指示冷却或加热。 在冷却过程中还 传递户外温度。
各个房间中的各个热交换系统 804 优选设有空气加湿单元。 它优选由控制单元 控制，从而自动控制湿度，不用用户干涉。 通过这种方式，控制单元可以根据测量的温 度和湿度设定房间中的最佳加湿。