专利名称：用于使建筑物中的空间冷却和变暖的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于使建筑物中的空间冷却和变暖的设备。
技术背景为了确保行政建筑物中的舒适环境，风机盘管长期来是已知的并 且被用作空调系统的末端元件，以在不需要原始的新鲜气源的情况下 确保良好的热状态。同时，它作为吸气单元的平衡物被引入，试图用 不依赖主要气流的充分强力且柔韧的单元代替该最终的空调元件。其 引入的另一个目的是简化用于使水变暖和冷却的调节系统，这是因为 将辅助风机插入系统中，通过使空气循环越过传热表面允许更大的性 能范围。这样，在不直接依赖原始气源的情况下确定了供暖和冷却性 能，这也意味着可以减小高建筑物中的中央垂直空气分配管的直径。 目前风机盘管主要作为最终元件用于旅馆房间、会议室、行政区域、 商业表面等等的舒适的空气调节，并且还用在来自一些工艺操作的热负荷的排气中。这些风机盘管的结构安排例如在美国专利No.4527762、 No.4548050、 No.4856672、 No.4986087、 No.5042269、 No.5071027、 No.5113667、 No.5131560、 No.5152154、 No.5174467、 No.5195332、 No.5199276、 No.5205472、 No.6109044中描述。从总的结构解决方案的观点来看，在风机盘管的制作和概念上没 有显著变化，它们的研制主要集中在涉及成批生产的现代生产技术的 使用、改进的调节的可能性、减小的尺寸上以及还部分地集中在各单 独部件的更大的有效性和在那些单元中由于它们尺寸的减小和风机转 数的增加导致的减小的噪声水平上。空调系统设计的最初效果是在使 用它们的区域中噪声没有被始终如一地减小。风机盘管的噪声是最大 的有问题的伴随因素。噪声主要由风机的运行引起，其受风机盘管的制作、其供暖和冷却性能和受使用的区域的影响。当由于风机转轮叶 片的不正确设计、由于沿气流方向的陡边等等而产生湍流运动时，噪 声一般由被不适当实施的单元的结构实施方式而引起。噪声还由单元 及其附件的不适当的技术实施、对风机施加很大的总应变而引起。来 自风机的压力损失如此大以致于需要高的转轮圆周速度和增大的来自 风机的输入来克服它们。风机的噪声一般与其输入和效率具有特定的 数学关系。下列原理一般是适用的，即假设有良好技术实施，则风机 的转数越大，其噪声越大。由风机盘管及其附件中的元件引起的将被 风机压力补偿的压力损失等于通过该段中的气流速度的平方。实际上 那意味着如果能在经历相当大的压力损失的关键部件中将气流速度减 小一半，则压力损失将被减小四分之一，并且必需的来自风机的输入将减小到初始能量需求的25°/。。真实的情况是，噪声水平不会以这个 比例减小，这是因为噪声的减小具有对数关系，但尽管如此，该减小 仍是相当大的。所申请的发明的目标是创造噪声水平减小、后勤保障 简化的用于使建筑物中的空间冷却和变暖的设备，其零件和库存中的 供应品的数量减少，具有简化的调度和维护以及增大的成批生产。发明内容本发明涉及用于使建筑物中的空间冷却和变暖的设备，在其设有 用于循环空气的进入的入口和用于已调节空气的排气口的外壳中，有 带风机的热交换器单元，其中该风机位于热交换器的出口侧上，而在 热交换器的传热表面下面有冷凝罐，并且其中热交换器的传热表面在 两端处被外壳紧密地封闭，该外壳设有紧密装配的维护盖。本发明的 基础在于热交换器的传热表面由圆柱形环形段构成，该圆柱形环形段 的轴线垂直于进入的循环空气的水平流动的方向，并且圆柱体的未封 闭部分在其整个高度上紧密地装配在外壳的垂直封闭壁上，并且其中 在该圆柱形传热表面之内有抽吸风机，所述抽吸风机的排气在热交换 器的传热表面的圆柱体的未封闭部分的位置中密封地穿过外壳的垂直 封闭壁，并经由扩散器，通过分配管道与空气分配元件相连。在待热调节的空气的通向热交换器的入口处，可以有灰尘过滤器， 其形状与热交换器的该入口部分相应。分配元件选自由稳流管、孔、 大面积的通风出口构成的组。根据本发明的设备是紧凑的并且具有与建筑物中的现有拱腹或地板系统相应的标准化外部尺寸，例如60X60cm。目的是生产模块化的 设备，其允许后勤保障简化的成批生产，即零件和库存中的供应品的 数量减少并且具有简化的调度和维护。进一步的优点在于设备的噪声 水平减小。热交换器管在其入口和出口与用于工作介质的四管式分配系统相 连，以使得用于冷却和供暖工作介质的所有供应和排出管设有多个连 接的截流阀以防止同时向热交换器中供应和排出供暖和冷却工作介 质，为此，在沿热交换器的方向上的用于供暖和冷却工作介质的供应 管中，单独地布置控制阀，其出口与通向热交换器的入口处的管相连， 并且同时沿热交换器的方向的截流阀的出口与热交换器的出口处的管 相连。用于调节供暖和冷却工作介质的流动的控制阀通过调节器单独 地连接到空气调节的区域中的房间温度传感器。至少一个另外的具有 风机、分配管道和空气分配元件的热交换器单元能与热交换器的入口 处的管和热交换器的出口处的管并联。从调节的观点看，有利的是， 在一个尺寸较大的地方中或者在有较大热损失或温度的升高的地方， 通过单一的房间温度传感器控制设备的一个以上的单元。用于从用于外部空气的中央处理设备供应新鲜空气的管道可以连 接在来自热交换器单元的分配管道中，以使得它连接在循环空气的流 动方向上，所述热交换器单元具有用于使空气在有空气调节的区域中 循环的风机。从而产生喷射效果，帮助空气的流动，因此不减小设备 的输出。根据本发明，截流阀和控制阀以及另外的电气安装元件可以 布置在设备外壳中。所有这些都有助于设备的紧凑性。
通过附图和下面对一个可能的实施方式的具体例子的描述，进一 步说明本发明。图1表示空调单元的水平的、拱腹的实施方式的局部横截面的侧视图。图2是图1中的实施方式的平面视图。图3是包括 主类型的单元的一组空调单元的示意图，该主类型的单元带有另一个 与其相连的从属类型的单元，其中这两个单元的出口通过单独的分配 管连接到相应的分配元件，所述分配元件在给定的实施方式中是稳流 管。用于工作介质的四管式分配系统通向主类型的热交换器单元中， 它通过两管式连接装置的合适的闭合和控制阀连接到该主类型的热交 换器单元，连接到主类型的单元。另外的、平行的从属类型的空调单 元通过用于工作介质的两管式分配系统连接到该两管式连接装置。在 图4中示出了用于工作介质的四管式分配系统与主类型的空调单元的 连接。图5表示在本实例中由稳流管构成的分配元件的局部横截面的 侧视图和另一个平面视图。
具体实施方式
冷却和供暖设备(在下文中称为空调单元)包括大面积的多盘式 热交换器1，其用于大约400mV小时的气流和大约0.21!12的前面气流表 面。热交换器1的高度为大约220到250mm，在三排的实施方式中(它 可以是两排或四排)，其包括直径为0.8到L2cm的三排铜管，在该铜 管上铝合金的交错的椭圆形叶片一起排成一列，所述椭圆形叶片紧密 地装配在铜管的表面上。所述排中的一个能用于与供暖分配系统独立 相连，其余排能与冷却水分配系统相连。热交换器与风机4 一起布置 在空调单元的外壳14中，该外壳14设有用于循环空气的进入的入口 和用于已调节空气的排气口。风机4位于热交换器1的出口侧上，而 在热交换器1的传热表面下面有冷凝罐2。热交换器1的传热表面在两 端处被外壳14紧密地封闭，该外壳14设有紧密装配的维护盖7。热交 换器1的传热表面由圆柱形环形段构成，该圆柱形环形段的轴线垂直 于进入的循环空气的水平流动的方向，并且圆柱体的未封闭部分在其 整个高度上紧密地装配在外壳14的垂直封闭壁上。在该圆柱形传热表面之内有抽吸风机4,其排气在热交换器1的传热表面的圆柱体的未封 闭部分的位置中密封地穿过外壳14的垂直封闭壁，并经由扩散器8、 通过分配管道9与空气分配元件10相连。与冷凝器出口相连的另外的 冷凝罐可以与呈环形段形状的冷凝罐2相连，该冷凝罐2位于热交换 器1的相应形状的传热表面下面。在待热调节的空气的通向热交换器1的入口处，有灰尘过滤器3， 其形状与热交换器1的该入口部分相应。在由所述实施方式中的热交换器1所限定的内部空间中，在蜗壳 5中有径流式风机4，所谓的双向抽吸风机，其能从蜗壳5的两侧吸入 空气。作为选择，能使用对角线式风机(未示出)。风机4的转轮由 异步电动机6驱动，该异步电动机6的转数可以是多级调节或连续调 节的。该组件(热交换器1、风机4)位于密封的外壳14中，以使得 通过风机4吸入的空气不会流到热交换器的表面之外。外壳H的下部 设有紧密装配的维护盖7，其允许从内部进行风机4和热交换器1的维 护和清洁。在外壳14的上板上有用于将整个设备紧固到水平的建筑物 结构(例如，紧固到房间的顶板)的固定装置。作为选择，通过下部 固定装置将外壳14固定到建筑物的地板，在这种情况下维护盖7处于 外壳14的上部中。风机4将空气吹过扩散器8进入分配管道9，该分配管道9将空 气带到分配元件10，例如稳流管、？L、大面积的通风出口。扩散器8 的用途是降低出自风机4的空气的速度并且由此减小在相连的分配管 道9中的压力损失。在分配管道9和扩散器8的出口之间，可以有柔 韧的元件，例如挠性管或织物插入物，其限制振动从空调设备或单元 向分配管道9中的传递，该分配管道9具有250mm的直径。扩散器8 的一部分是过渡套环，其允许容易地连接到柔韧元件，或连接到直径 相配的分配管道9。空调单元具有与现有的顶板(ceiling)或地板系统相 应的标准化外部尺寸，例如60X60cm。目的是生产模块化的空调单元,其允许后勤保障简化的成批生产，即零件和库存中的供应品的数量减 少，并且具有简化的调度和维护。单元的电连接的一部分或甚至其调节，所谓的电外壳，还有用于 安置热交换器1的通风孔的空间可以有利地是根据本发明的空调单元的一部分。这些零件在单元的出口处紧密地装配在扩散器8上。热交 换器1的管与工作介质的入口和出口相连，该工作介质例如是水、防 冻混合物等等。执行热交换器管1与用于工作介质的四管式分配系统 的连接以使得用于冷却和供暖介质(工作介质)的供应管和排出管单 独地设有截流阀11以防止在热交换器1中同时供应和排出供暖和冷却 工作介质。它们能与独立的控制元件相互电连接，或它们能被机械地 连在一起。在供暖工作模式中，首先热水回路上的二位封闭阀打开。 该二位封闭阀与冷却水回路上的封闭阀11连在一起并在供暖工作模式 中同时关闭。在冷却工作模式中两个截流阀11的逆顺序是相似的。通过直接或二通的控制阀12执行热交换器1的供暖和冷却性能的 实际调节，该直接或二通的控制阀12设有例如通过调节器与有空气调 节的区域中的房间温度传感器13相连的感热头或致动机构。控制阀12 根据有空气调节的区域中的所需温度调节供暖和冷却介质的流动。如果冷却介质具有14°C/18°C (输入/输出)的温度参数并且供暖 水具有35。C/3(TC (输入/输出)的温度参数，然后用于有空气调节的区 域的给定内部参数在冬天为22'C并且在夏天为24.5°C，则在标准的办 公室条件下，例如10到151112的可用表面积，空调单元将具有大约1.2kW 的冷却或供暖能力。对于具有更大表面积的办公室，将必须增加更多 的空调单元。因而从调节的观点，如果通过单一的房间温度传感器13 控制更多的单元，则将是很方便的。根据本发明，单一的房间温度传 感器13可以控制引导空调单元，所谓的主单元，然后该主单元配备有 上述那组阀(截流阀11和直接控制阀12)以使得沿空调单元的方向超 出直接控制阀12的地方，在来自热交换器1的供应和排出处的分支单独地采取两管式连接，并且然后它们沿与主类型单元并联的另一个(从属)空调单元的方向前进。如果单一的分配元件IO用于供应来自用于外部空气的中央处理设备的新鲜空气和用于供应来自空调单元的循环 空气，则外部空气的供应必须以这样一种方式提供以使得从空调单元 的输出不被减小并且它必须被沿循环空气的流动方向带来，从而产生 喷射效果，帮助空气的流动。根据本发明的解决方案决不会减小空间的租户或使用者可利用的 地板表面。它是非常灵活的，并且从建筑学的观点，通过分配元件的 合适选择而允许创造各种内部解决方案。优点在于对限制通过风机盘 管的气流的减小的需求，因此在相当大的程度上避免了由于过滤器的 堵塞导致的供暖和冷却性能的减小。进一步的优点在于能使来自风机 盘管的新鲜空气和循环空气的供应进入单一的元件。通过新鲜空气供 应的合适连接，能通过利用抽吸效应获得增大的气流(从而获得增大 的供暖和冷却输出)。通过彼此紧跟地放置多个单元，能在具有大内 部深度的空间中获得用于整个表面的供暖和冷却的所需区域的输入。工业用途本发明能用于使建筑物中的空间冷却和变暖。附图标记列表 1热交换器2冷凝罐 3过滤器 4风机5螺旋风机外壳6风机电动机7设备外壳的维护盖8扩散器9分配管道10 分配元件11截流阀12 控制阀13房间温度传感器14 外壳
权利要求
1.用于使建筑物中的空间冷却和变暖的设备，在所述设备的设有用于循环空气的进入的入口和用于已调节空气的排气口的外壳(14)中，有带风机(4)的热交换器(1)单元，其中所述风机(4)位于所述热交换器(1)的出口侧上，而在所述热交换器(1)的传热表面下面有冷凝罐(2)，并且其中所述热交换器(1)的传热表面在两端处通过所述外壳(14)紧密地封闭，所述外壳设有紧密装配的维护盖(7)，其特征在于所述热交换器(1)的传热表面由圆柱形环形段构成，所述圆柱形环形段的轴线垂直于进入的循环空气的水平流动的方向，并且圆柱体的未封闭部分在其整个高度上紧密地装配在所述外壳(14)的垂直封闭壁上，并且其中在所述圆柱形传热表面内有抽吸风机(4)，所述抽吸风机(4)的排气在所述热交换器(1)的传热表面的圆柱体的所述未封闭部分的位置中密封地穿过所述外壳(14)的所述垂直封闭壁，并经由扩散器(8)、通过分配管道(9)与空气分配元件(10)相连。
2. 如权利要求l所述的设备，其特征在于，在待热调节的空气的 通向所述热交换器(1)的入口处有灰尘过滤器(3)，灰尘过滤器(3) 的形状与所述热交换器(1)的该入口部分相应。
3. 如权利要求1或2所述的设备，特征在于，所述热交换器(1) 的管在它的入口和出口处与用于工作介质的四管式分配系统相连，以 使得用于冷却和供暖工作介质的所有供应管和排出管设有多个连接的 截流阀(11)以防止同时向所述热交换器(1)中供应和排出供暖和冷 却工作介质，为此，在沿所述热交换器(1)的方向上的用于所述供暖 和冷却工作介质的所述供应管中，单独地布置控制阀(12)，其出口 与通向所述热交换器(1)的入口处的管相连，并且同时沿所述热交换 器(1)的方向的所述截流阀(11)的出口与所述热交换器(1)的出 口处的管相连。
4. 如权利要求3所述的设备，其特征在于，用于调节所述供暖和 冷却工作介质的流动的所述控制阀(12)通过调节器单独地连接到空 气调节的区域中的房间温度传感器(13)。
5. 如权利要求1到4中的任一项所述的设备，特征在于，所述分 配元件(10)选自由稳流管、？L、大面积的通风出口构成的组。
6. 如权利要求3到5中的任一项所述的设备，其特征在于，至少 一个另外的具有风机(4)、分配管道(9)和空气分配元件(10)的 热交换器(1)单元与所述热交换器(1)的入口处的管和所述热交换 器(1)的出口处的管并联。
7. 如权利要求1到6中的任一项所述的设备，特征在于，用于从 用于外部空气的中央处理设备供应新鲜空气的管道连接到来自所述热 交换器(l)单元的所述分配管道(9)中，以使得它连接在所述循环 空气的流动方向上，所述热交换器(1)单元具有用于在所述空气调节 的区域中循环空气的风机(4)。
8. 如权利要求3到7中的任一项所述的设备，其特征在于，截流 阀(11)和控制阀(12)以及另外的电气安装元件布置在所述外壳中。
全文摘要
用于使建筑物中的空间冷却和变暖的设备，在其设有用于循环空气的进入的入口和用于已调节空气的排气口的外壳(14)中，有带风机(4)的热交换器(1)单元，其中该风机(4)位于热交换器(1)的出口侧上，而在热交换器(1)的传热表面下面有冷凝罐(2)。热交换器(1)的传热表面在两端处被外壳(14)紧密地封闭，该外壳设有紧密装配的维护盖(7)。热交换器(1)的传热表面由圆柱形环形段构成，该圆柱形环形段的轴线垂直于进入的循环空气的水平流动的方向，并且圆柱体的未封闭部分在其整个高度上紧密地装配在外壳(14)的垂直封闭壁上。在该圆柱形传热表面内有抽吸风机(4)，其排气在热交换器(1)的传热表面的圆柱体的未封闭部分的位置中密封地穿过外壳(14)的垂直封闭壁，并经由扩散器(8)、通过分配管道(9)与空气分配元件(10)相连。
文档编号F24F1/00GK101240917SQ200810005760
公开日2008年8月13日 申请日期2008年2月4日 优先权日2007年2月6日
发明者伊日·佩特拉赫 申请人:伊日·佩特拉赫