CN102472514B - 通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通风系统。根据本发明的实施例的通风系统，通过将通风设备连接到中央管道，不管建筑物外环境的变化，可以向每个楼层或每户供应恒定气流；该中央管道吸入外部空气并供应到每个楼层或每家庭，或者吸入每个楼层或每家庭的内部空气并排放到建筑物外。

Description

通风系统

技术领域

本发明涉及一种通风系统。

背景技术

因为目前建造的高层建筑物被设计成窗户不能打开很大，所以这些建筑物配备有供内部通风的通风系统。

通风系统大致被分成分散通风系统和中央通风系统。详细地，分散通风系统是一种通风设备安装在各家庭、以在家庭中直接供应外部空气并将内部空气直接排放至外部的系统。进一步，中央通风系统是一种通风设备安装在建筑物中的每个楼层或一预定位置、以通过与通风设备连接的中央管道向每家庭供应外部空气并通过中央管道和通风设备将每家庭的内部空气排放到外部的系统。

发明内容

技术问题

然而，上述现有技术具有以下问题。

分散通风系统的通风性能根据外部条件退化。通风设备的目的是将使用者所设定的恒定气流供应到家庭。另一方面，随着高度增加，风速随着摩擦作用减小而逐渐增大，使得风在建筑物的上部比在其下部吹得更强烈。也就是说，(在建筑物的上部)外部空气是以较高压力引入通风设备的，因此难以供应恒定气流。此外，通风性能还根据通风设备附近风向的改变而退化。例如，当通风设备附近没有风吹时，需要风扇高速运转以供应使用者设定的气流，由此造成不必要的能量损失。结果，因为分散通风系统是在直接暴露于外部空气的同时运转的，所以分散通风系统具有显著地受到建筑物外的环境变化影响的问题。

此外，在中央通风系统中，由于设置在中央的通风设备不得不处理每个楼层或遍及建筑物的通风负载，所以存在需要庞大的面积和体积来构造各装置和系统的问题。进一步，楼层越多，从通风设备排放的空气的流道就变得越长，使得流道的摩擦产生静压损失。因此，存在难以向处于建筑物中高楼层的家庭供应充足气流的问题。针对此问题，可运转更多中央通风风扇来加以弥补，但是在此情况下，又有气流被过多地供应到较低楼层的家庭的问题。进一步，当处于低楼层的家庭消耗大量气流时，就难以向处于高楼层的家庭供应充足气流。也就是说，存在着难以向所有的家庭供应相等气流的问题。

为了克服以上描述的问题，本发明的目的是，提供一种能够不管建筑物外的环境如何变化，向高层建筑中的每个楼层或每个家庭供应恒定气流的通风系统。

进一步，本发明的另一目的是提供一种能够降低能耗的通风系统。

针对问题的技术方案

为了实现本发明的目的，根据本发明的实施例的高层建筑的通风系统包括：一个或多个通风设备，设置用于建筑物内的每个楼层；供应管道，连接到通风设备以引入外部空气；排气管道，连接到通风设备以排出内部空气；中央管道，设置在建筑物中，并穿过多层纵向延伸；以及吹送单元，设置在中央管道的一侧，并强力吹送中央管道中的空气，其中供应管道和排气管道中的一个连接到中央管道，而另一个穿过建筑物的外墙延伸到建筑物之外。

根据本发明的一个方面，提供了一种通风系统，其包括：一个或多个通风设备，设置用于建筑物内的每个楼层；供应管道，连接到所述通风设备以引入外部空气；排气管道，连接到所述通风设备以排出内部空气；中央管道，设置在所述建筑物中，并穿过多个楼层纵向延伸；以及吹送单元，设置在所述中央管道的一侧，并强力吹送所述中央管道中的空气；其中，所述供应管道和所述排气管道中的一者连接到所述中央管道，而另一者的一侧穿过建筑物的外墙暴露于建筑物的外部，而且该侧的端部由防止异物流入内部的排气盖覆盖；供气吹送单元，布置在所述通风设备内，用于将外部空气吹进所述建筑物的每个家庭内；排气吹送单元，布置在所述通风设备内，用于将每个家庭中的内部空气吹出到所述建筑物的外部；存储器，包含关于与相电流的改变量对应的每分钟转数(RPM)变量和电流供应变量的数据表；以及控制器，所述控制器构造为增加或减小每个通风设备的所述供气吹送单元和/或所述排气吹送单元的风扇的RPM；其中，所述控制器基于该表，根据相电流的改变量来估算所述供气吹送单元或排气吹送单元的风扇电机的RPM改变量，基于估算出的风扇电机的RPM改变量来估算供应到所述风扇电机的电流量，以及所述控制器进行控制，使得供气吹送单元或排气吹送单元的风扇根据通过上述过程计算出的RPM旋转。

有益效果

根据上述本发明的实施例的通风系统，通过将通风设备连接到中央管道，能够不管建筑物外环境如何变化，向每个楼层或每个家庭供应恒定气流；该中央管道吸入外部空气并将外部空气供应到每个楼层或每个家庭、或者吸入每个楼层或每个家庭的内部空气并将内部空气排放到建筑物外。

进一步，通过检测中央管道中的压力并基于检测到的压力控制中央通风扇的运转，能够用于降低运转通风系统的能耗。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的通风系统的示意性构造的视图。

图2是示出图1的通风设备与中央管道之间的连接的视图。

图3是示出吸入供应到图1的中央管道的外部空气的吹送单元的视图。

图4是示出根据本发明的第二实施例的通风系统的示意性构造的视图。

具体实施方式

在以下优选实施例的详细描述中，参照构成本发明的一部分的附图，并在附图中以例示方式示出可实践本发明的特定的优选实施例。充分详细地描述这些实施例，为的是使本领域技术人员能够实践本发明；并且应理解，可利用其它实施例并可进行逻辑结构、机械、电子和化学等方面的改变而不背离本发明的原理或范围。为了使本领域技术人员能够实践本发明而避免不必要的细节，以下描述可能省略本领域技术人员公知的某些信息。因此，以下详细描述并非限制的意思，并且本发明的范围仅由随附的权利要求书限定。

以下参照附图详细描述用于实施本发明的原理的详细实施例。

图1是示出根据本发明的第一实施例的通风系统的示意性构造的视图。

参照图1，根据本发明的第一实施例的通风系统是应用到拥有多个楼层的建筑物的通风系统。在每个楼层上可有至少一个家庭5。本发明以每个楼层上有一个家庭5的情况作为示例。

通风设备20设置在家庭5的一侧，通风设备20将外部空气供应到每个家庭5。详细地，排放管道31和引入管道33连接到通风设备20；其中排放管道31将外部空气引入家庭5内，引入管道33将家庭5的内部空气引导至通风设备20。排放管道31包括外部空气出口311，外部空气出口311连接到家庭5中的多个位置、并在家庭5内暴露以将外部空气排放到家庭5内。进一步，引入管道33还包括内部空气入口333，内部空气入口333延伸到家庭5中的多个位置并吸入家庭5内的空气。

通风设备20连接到中央管道10，中央管道10布置成穿过建筑物1的多个楼层。例如，中央管道10可形成为在建筑物1的中央沿上下方向穿过多个楼层延伸，或者可从建筑物1的最下面的楼层延伸到最上面的楼层。在本发明中，以中央管道10从建筑物1的最下面的楼层延伸到最上面的楼层作为示例。然而，本发明的原理不限于以上实施例，并且在不背离本发明的原理的情况下对实施例能够进行改变、添加或去除。

将建筑物1外的外部空气吸入的吹送单元15连接到中央管道10(在以下描述)的一侧。被吹送单元15吸入的外部空气从建筑物1的最下面的楼层通过中央管道10流到最上面的楼层。进一步，中央管道10与通风设备20通过供应管道13连接。供应管道13可形成为从中央管道10分叉。也就是说，供应管道13引导通过中央管道10流到通风设备20的外部空气。

进一步，排气管道35连接到通风设备20，从家庭5内吸入的内部空气通过排气管道35排放到建筑物1外。排气管道35可形成为穿过建筑物1的外墙7暴露于外部。

对于所有房屋，可用相同结构形成通风设备20和管道13、31、33和35。

图2是示出图1的通风设备与中央管道之间的连接的视图。

参照图2，通风设备20可包括壳体21、热交换元件25以及供气吹送单元26和排气吹送单元27；其中壳体21具有入口231、235和出口233、237，热交换元件25设置在壳体21中，供气吹送单元26和排气吹送单元27布置在壳体21中并进行强力吹气。

详细地，供应管道13连接到供气入口231(供气入口231形成于壳体21的前部)，排气管道31连接到供气出口233(供气出口233形成于壳体21的后部)。进一步，引入管道33连接到排气入口235(排气入口235形成于壳体21的后部)，排气管道35连接到排气出口237(排气出口237形成于壳体21的前部)。

在这种构造中，可形成入口231、235和出口233、237，使得流入通风设备20内的外部空气和内部空气互相交叉地穿过热交换元件25。也就是说，可在供气入口231的相对侧形成排气入口235，并可在排气出口237的相对侧形成供气出口233。进一步，供气吹送单元与供气出口233连接、或与供气入口231连接，使得外部空气强力吹入内部；而且排气吹送单元与排气出口237连接、或与排气入口235连接，使得内部空气强力排放到外部。

进一步，可设置用于供应管道13和排气管道35的固定构件73；固定构件73将供应管道13和排气管道35稳定地固定到建筑物1的内墙。也就是说，供应管道13和排气管道35各自的一部分可穿过建筑物1的内墙。另外，排气管道35的一侧穿过外墙7暴露于建筑物1外，而且该侧的端部由允许内部空气向外流同时防止异物流入内部的排气盖355覆盖。

热交换元件25由折板(pleated plate)和多个热交换板组成；其中内部空气或外部空气选择性地通过折板，并且多个热交换板叠置以交替地彼此交叉并附接到折板的上部和下部。这些折板设置成让空气只沿一个方向流动，并叠置以彼此交叉。因此，内部空气和外部空气能够彼此不混合地经过热交换元件25。进一步，可将除去空气中异物的过滤器(未示出)附接到靠近热交换元件25的入口231、235的那一侧。

在内部空气和外部空气彼此交叉地穿过热交换元件25时，通过热交换板进行热交换，因此内部温度不会迅速升高或下降。

图3是示出吹送单元的视图，该吹送单元吸入被供应到图1的中央管道的外部空气。

参照图3，吸入建筑物外的空气的吹送单元15连接到中央管道10的一侧。也就是说，吹送单元15起到引入单元的作用。例如，吹送单元15可连接到中央管道10的下端。在此情况下，因为吹送单元布置在地面附近，在此位置风的改变相对较小，所以吹送单元能够稳定地吸入空气并将空气供应到中央管道10内。然而，本发明的原理不限于以上实施例，而是可以在不背离本发明的范围的情况下进行改变、添加和去除。

详细地，吹送单元15布置成一部分暴露于外部以吸入建筑物1外的空气，并在被暴露部分形成有通风孔153以吸入外部空气。进一步，在吹送单元15中设置有风扇151和电机152；风扇151将吸入的外部空气吹到中央管道10之内，电机152使风扇151旋转。风扇151和电机152设计成足以吸入供整个建筑物1通风所用的大量空气。

进一步，在中央管道10中可至少设置有压力传感器17。压力传感器17可布置在预定高度，并且可根据该高度预先设定出设定压力。例如，压力传感器17可布置在对应于通风设备的高度(通风设备布置在建筑物的上端部)。压力传感器17测量中央管道10的内部压力值并将测量到的内部压力值传输到控制单元(未示出)。

控制单元基于压力传感器17的测量值来控制电机152。详细地，当压力传感器17的测量值小于设定值时，增加电机152的转数以将更大量的空气供应到中央管道10内。详细地，当压力传感器17的测量值大于设定值时，减小电机152的转数以将较少量的空气供应到中央管道10内。

以下说明具有根据本发明的实施例的以上构造的通风系统的运转和效果。

吹送单元15吸入外部空气并将外部空气吹到中央管道10。吹送单元15可布置在建筑物的下端部，此处风速低而且风的改变相对较小。也就是说，吹送单元可布置在外部环境改变小的地方。因此，吹送单元能够更稳定地且均匀地吸入外部空气。进一步，风扇151和电机152设计成吸入大量空气，与现有技术的分散通风系统中的通风设备直接吸入外部空气时相比，对外部空气的条件更不敏感。

吹进中央管道10内的空气通过管道向上流动，并通过供应管道13供应到通风设备20。通风设备20中所供应的外部空气与经过热交换元件25的内部空气进行热交换，然后通过排放管道31供应到家庭5的内部。也就是说，因为供应到通风设备20的空气是流经中央管道10的空气，所以外部环境的影响被最小化，能够将处于预定条件下的空气供应到通风设备20。因此，通风设备20能够均匀地且稳定地供应由使用者设定的预定量的空气。

家庭5中供应的空气在家庭5内循环的同时，通过引入管道33流入通风设备20内，在经过热交换元件25时与内部空气进行热交换，然后通过排气管道35排放到外部。借助以上结构，家庭5内的空气被直接排放到建筑物外。因此，能够在节省现有技术的中央通风系统中、用来排放建筑物内的内部空气的排气中央管道的空间。

进一步，布置在中央管道10的压力传感器17让恒定的气流供应到每个家庭。详细地，在设置有压力传感器17的情况下，向每个家庭5供应恒定气流所需的设定压力值储存在存储器(未示出)中，控制单元根据压力传感器17的检测值来控制电机152。

具体地，例如当压力传感器17布置在中央管道10的上端部时，用于向建筑物1的高楼层提供稳定量的空气所需的压力范围可储存在存储器中。当压力传感器17的检测值小于压力范围的最小值时，控制单元增加电机152的转数；而当压力传感器17的检测值大于压力范围的最大值时，控制单元减小电机152的转数。因此，即使在外部空气经过中央管道10时产生了能耗或者位于低楼层的家庭消耗了大量空气，也能够向最上面的楼层供应稳定量的空气。

同时，除室外环境的改变之外，室内环境的改变也可能成为妨碍向室内空间供应恒定量空气的因素。也就是说，由外部温度与内部温度之间的温差所产生的烟囱效应、建筑物的气密性和连接通风设备或类似设备的管道的长度都可以成为妨碍供应恒定量空气的因素。例如，即使通过吹送单元15的控制，中央管道满足了供应恒定空气量的条件，但是供应到每个家庭的空气量仍可能因室内环境的改变而不是均一的。在影响供应恒定空气量的因素中，烟囱效应是最主要的因素。

如本领域技术人员能够理解的，烟囱效应是由建筑物的内部与外部之间的空气密度差带来的。例如，因为冬天建筑物的内部比建筑物的外部更温暖，所以建筑物内的压力相对低于建筑物外的压力。因此，建筑物外的空气被引入建筑物内，由此引入的外部空气垂直上升排放到建筑物外。此时，建筑物的内部空气就被引入通风系统的外部供应通道内尤其是通风设备内，因此阻止将外部空气引入建筑物内。因而，供气吹送单元26的负载增加，而排气吹送单元27的负载却减小。在夏天，则将发生与冬天相反的情况。

为此，需要响应室内环境的改变来维持恒定空气量的供应。在下文中，将描述如何相对于室内环境的改变来维持恒定空气量的供应。

随着供气吹送单元26的负载增加，施加到供气吹送单元26的风扇电机的相电流就会改变。例如，在冬天，供气吹送单元26的负载因烟囱效应而增加，因此施加到风扇电机的相电流增加。这意味着由供气吹送单元26供应到建筑物内、特别是供应到家庭内的空气量减少，施加到供气吹送单元的风扇电机的相电流增加。此刻，通风设备20的控制器构造为检测供应到供气吹送单元26的风扇电机的相电流的改变量，并控制风扇电机的逆变器，使得供应到风扇电机的电流量变大。更具体地，控制器设有存储器，该存储器包含关于与相电流的改变量对应的每分钟转数(RPM)变量和电流供应变量的数据表。因此，控制器基于该表，根据检测元件(未示出)检测到的相电流的改变量来估算风扇电机的RPM改变量，并基于估算出的RPM改变量来估算供应到风扇电机的电流量。然后，控制器进行控制，使得供气吹送单元26的风扇依照通过上述过程计算出的RPM旋转。即，通过控制风扇电机的逆变器，使得供气吹送单元26的风扇旋转到计算出的RPM，来增大供应到风扇电机的电流量。因此，即使室内环境改变，也能够将供应到家庭内部的空气体积维持恒定。

室内环境和室外环境应一起考虑，以便维持供应到家庭内部的空气体积恒定。换言之，应同时考虑根据室内环境的改变来改变风扇电机的相电流、并根据室外环境的改变来改变中央管道内的压力。通过根据室内环境的改变建立风扇电机的RPM以配合恒定空气体积的条件，并建立中央管道内的压力以配合恒定空气体积的条件，就能够实现与建筑物的高度无关地将空气稳定供应到家庭的内部。

以下参照附图描述根据本发明的第二实施例的通风系统。然而，因为第二实施例与第一实施例相比，在中央管道与通风设备之间的连接和中央管道的功能上有差异，所以主要描述这些差异，相同的部件则采用与第一实施例中的描述中相同的附图标记来标识。

图4是示出根据本发明的第二实施例的通风系统的示意性结构的视图。

参照图4，根据本发明的第二实施例的通风系统的通风设备40包括供应管道14和排气管道36，其中供应管道14连接到通风设备40并直接吸入外部空气，排气管道36使通风设备40与中央管道10连接。

也就是说，建筑物1之外的外部空气通过供应管道14流入通风设备40内。进一步，已经流入内部的外部空气与从家庭5排放的内部空气进行热交换，然后通过排放管道31被引导至家庭5内。

进一步，家庭5内的空气通过引入管道33流入通风设备40内，并与外部空气进行热交换，然后通过排气管道36被引导至中央管道10内。

在这一过程中，可将吹送单元15的风扇151控制成与第一实施例相反地旋转。也就是说，吹送单元15可起到排气单元的作用，将中央管道内的空气排放到外部。换言之，被引导到中央管道10内的内部空气可通过吹送单元15被排放到建筑物1之外。

根据另一实施例，可设置与供应管道14连接的中央管道以及连接到排气管道36的另一中央管道，在这种构造中，影响到为家庭5所设置的通风设备20的外部环境(的因素)被最小化，由此，极大地增强了本发明的效果。

本发明的原理不限于以上实施例，并且在不背离本发明的原理的情况下可以对实施例进行改变、添加和去除。

Claims (9)

1.一种通风系统，包括：

一个或多个通风设备，设置用于建筑物内的每个楼层；

供应管道，连接到所述通风设备以引入外部空气；

排气管道，连接到所述通风设备以排出内部空气；

中央管道，设置在所述建筑物中，并穿过多个楼层纵向延伸，所述供应管道和排气管道中的一者连接到所述中央管道，而另一者的一侧穿过所述建筑物的外墙暴露于建筑物的外部，而且该侧的端部由防止异物流入内部的排气盖覆盖；以及

吹送单元，设置在所述中央管道的一侧，并强力吹送所述中央管道中的空气；

供气吹送单元，布置在所述通风设备内，用于将外部空气吹进所述建筑物的每个家庭内；

排气吹送单元，布置在所述通风设备内，用于将每个家庭中的内部空气吹出到所述建筑物的外部；

存储器，包含关于与相电流的改变量对应的RPM变量和电流供应变量的数据表；以及

控制器，所述控制器构造为增加或减小每个通风设备的所述供气吹送单元和/或所述排气吹送单元的风扇的RPM；

其中，所述控制器基于该表，根据相电流的改变量来估算所述供气吹送单元或排气吹送单元的风扇电机的RPM改变量，

基于估算出的风扇电机的RPM改变量来估算供应到所述风扇电机的电流量，以及

所述控制器进行控制，使得供气吹送单元或排气吹送单元的风扇根据通过上述过程计算出的RPM旋转。

2.根据权利要求1所述的通风系统，其中，所述中央管道设有至少一个压力传感器，而且所述吹送单元构造为基于所述压力传感器的测量值来调整在所述中央管道内流动的空气量。

3.根据权利要求2所述的通风系统，其中，所述压力传感器布置在所述中央管道的上端部。

4.根据权利要求3所述的通风系统，其中，所述吹送单元布置在所述中央管道的下端部。

5.根据权利要求1所述的通风系统，还包括：

热交换元件，设置在所述通风设备内，外部空气与内部空气通过所述热交换元件彼此进行热交换；

排放管道，连接到所述通风设备，所述排放管道将外部空气引导至室内；

吸入管道，连接到所述通风设备，所述吸入管道将内部空气引导至所述通风设备内。

6.根据权利要求1所述的通风系统，其中，每个楼层上有多个家庭，而且所述家庭分别设有多个所述通风设备。

7.根据权利要求1所述的通风系统，其中，所述中央管道从建筑物的最底端延伸到最顶端。

8.根据权利要求1所述的通风系统，其中，所述供应管道连接到所述中央管道，而且所述吹送单元吸入所述建筑物外的空气并将空气供应到所述中央管道内。

9.根据权利要求1所述的通风系统，所述排气管道连接到所述中央管道，而且所述吹送单元将所述中央管道内的空气排放到所述建筑物的外部。