CN105026850A - 空调机组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空调机组，该空调机组包括连接到一个第一文丘里型装置的入口上的一个一级空气进气管(1)，该第一文丘里型装置的抽吸与一个第一二级空气进气管(9)相连通，该第一文丘里型装置的出口与一个第二文丘里型装置的入口相连通，第二文丘里型装置的抽吸连接到一个包括主热交换器(8)的第二二级空气进气管(11)。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调装置以及一种用于对有限空间进行空调的方法。
背景技术
集成到有限空间的天花板中的空调装置是为人熟知的。在这些装置之中，第一类型涉及静态型冷束(poutres froides)，其中空气穿过经冷却的交换器，该空气流是通过简单对流产生的。
第二类型的冷束涉及动态型冷束，其中来自有限空间外部的新鲜空气流与来自待进行空调的房间的二级空气相混合。在这种类型的装置中，一级空气以高压被注入喷嘴中，从而通过文丘里效应造成二级空气的抽吸。这种类型的装置具有许多优点。第一个优点是，新鲜空气的注入使得能够使该有限空间内的空气重新变新鲜。一级空气可以进一步被干燥以避免冷凝现象。最后，二级空气在混合之前进入一个经冷却的热交换器，这增大了整个装置的冷却能力。
然而，这些动态冷束具有其他缺点，这些缺点是本发明试图减少的。例如，这种类型的装置一般是有噪音的。事实上，为了最佳的运行，一级新鲜空气的进气与二级空气的再循环之比应该是大致1:7。然而，为了纯粹通过文丘里效应来获得这样的比率，一级空气的压力及其在喷嘴中的速度产生难以连续忍受的噪音。此外，这些动态束一般是以一般包含在1:2与1:6之间的欠佳一级空气/二级空气比来工作的。这个低比率涉及在该介质中超过必须量的空气更新，从而涉及比严格必须量更高的能量消耗。欧洲专利申请EP 1,319,901披露了一种包括两个串联定位的文丘里型装置的装置，从而使得能够将所谓的一级新鲜空气与所谓的二级再循环空气进行混合。然而，该装置的第二文丘里的进入口压力是远远不足的、并且不能够实现足够的二级空气抽吸，并且二级空气与一级空气之比仍是不足的。
发明内容
本发明的目的是提出一种动态冷束空调装置，该装置具有降低的噪音、同时提供改进的一级空气/二级(再循环)空气比。
根据本发明的某些优选实施例，本发明的目的还有改进与根据本发明的装置的使用相关的热学舒适性。
本发明涉及一种空调装置，该空调装置包括连接到一个第一文丘里型装置(诱导单元)的入口上的一个一级空气进气管(室)，该第一文丘里型装置的抽吸与一个第一二级空气进气管(室)相连通，该第一文丘里型装置的出口与一个第二文丘里型装置(诱导单元)的入口相连通，该第二文丘里型装置的抽吸与一个包括主热交换器的第二二级空气进气管(室)相连接。
该装置的出口与有待进行空调的房间直接或间接相连通。
优选地，该第一文丘里型装置包括一个在其自由端处具有直径限制部的一级空气入口喷嘴，所述自由端在与该第一二级空气进气管相连通的一个抽吸室中出现，所述抽吸室包括从所述入口喷嘴的出口横过的一个出口孔，所述出口孔与该第二文丘里型装置的入口相连通。
有利地，该第二文丘里型装置包括一个进气(或混合)室，该进气室具有的截面为该第一文丘里型装置的抽吸室的出口孔的至少两倍大。
有利地，该第二文丘里型装置包括一个刺有多个孔的板，所述板分离了与该第一混合装置的出口相连通的进气室以及与该第二二级空气进气管相连通的一个混合室，所述孔在使用过程中产生了将二级空气从二级空气进气管中抽出的文丘里效应。
优选地，根据本发明的装置包括一个可调的闸或阀从而使得能够在第一文丘里型装置的下游在第二文丘里型装置的入口处直接注入一级空气，以便能够调节一级空气与二级空气之间的总混合比。
有利地，该第一二级空气进气管包括一个第二热交换器，从而能够在使用过程中冷却二级空气。
优选地，这个或这些热交换器包括竖直翅片以及在其底部处排出冷凝物的一个装置。
本发明的第二方面涉及一种墙面、一种墙面元件、或者允许触及包含根据以上权利要求中任一项所述的空调装置的建筑物墙面的元件。
有利地，根据本发明的墙面包括通过一个通气空间分离的两个壁，第一和第二二级空气进气管与所述通气空间相连通。
第二壁可以是窗帘或阳光屏(hélioscreen)类型，或者优选地该墙面是活动墙面(active)类型。
本发明的第三方面涉及一种用于对有限空间进行空调的方法，该方法包括以下步骤：
a.抽入外部空气，称为一级空气，并使其达到预定的压力；
b.将所述一级空气注入一个文丘里型装置中，抽吸来自该有限空间的空气、称为二级空气并将其与该一级空气进行混合，该二级空气在混合之前进入有待被调节到设定点温度的一个第一热交换器中从而获得第一空气混合物；
c.将该第一空气混合物注入一个第二文丘里型装置，抽吸二级空气并将其与所述第一空气混合物进行混合，该二级空气在混合之前进入一个被调节到设定点温度的一个第二热交换器中；
d.将所获得的空气混合物重新注入该有限空间中。
根据本发明的多个优选实施例，根据本发明的空调方法进一步包括以下特征之一或以下特征中若干特征的适当组合：
·将第一空气混合物在与该抽吸室的出口孔相连通的一个混合室中压缩，所述进气室具有的截面是该抽吸室的出口孔的至少两倍大，以便造成该第一空气混合物的压缩；
·所述预定压力是包含在100与1000Pa之间、优选在300与500Pa之间；
·该第一混合装置中一级空气与二级空气的进气之比是包含在0.7与2.5之间、优选在0.9与2.5之间、有利大于1.6；
·该第二混合装置中第一空气混合物与二级空气的进气流速之比是包含在2与4之间；
·该第二文丘里装置的入口处第一空气混合物的压力是包含在50与200Pa之间、优选在70与150Pa之间；
·该二级空气在被带入该第一和第二混合室之前流入一个活动墙面的两个壁之间的通气空间中
·使在步骤(a)中抽出的一级空气在被注入所述第一文丘里型装置中之前达到一个预定温度。
附图说明
图1示出了根据本发明的示例性空调装置的分解视图。
图2示出了沿着图1的平面AA”的截面侧视图。
图3示出了沿着图1的平面BB’的截面侧视图。
图4示出了沿着图1的平面BB’的截面侧视图，该装置包括处于打开位置中的旁路。
具体实施方式
本发明涉及一种动态冷束型空调装置10，该空调装置包括用于二级空气的双诱导模块从而使得在使用过程中能够提高被注入有待进行空调的房间之中的外部一级空气18、22的流速与二级再循环空气16、17的流速之比。这两个串联安排的文丘里型诱导模块的使用能够降低噪音，而不增大必需的一级空气压力，同时能够在给定的一级空气流速情况下提高二级空气流速。
文丘里型装置或诱导模块是指以下任何类型的装置：其中第一空气流被流动路径的截面限制部加速，从而借助于文丘里效应造成第二空气流的抽吸。这典型地涉及喷嘴或隔膜形式的弹射器或喷射器类型的装置，或包含入口喷嘴、抽吸室以及出口喷嘴的更复杂的装置。文丘里装置入口涉及用于第一空气流的入口。
优选地，来自外部空调经空调蓄电池的空气18被注入其中的这个第一文丘里装置包括一个在自由端处包含限制部的注入喷嘴3。这个喷嘴通入与二级空气管9(来自有待进行空调的房间)相连通的一个抽吸室2中。这个抽吸室2还包括从注入喷嘴3的出口横过的一个出口孔15。这个孔15将有利地被一个异形喷射喷嘴延长，以便减小湍流和由该湍流产生的噪音。
优选地，第一文丘里装置的尺寸被确定为使得，一级空气18与由第一文丘里装置诱导的空气17之间的流速比是包含在0.7与1.5之间。
有利地，该第二文丘里型装置包括一个进气室，该进气室具有的截面为该抽吸室的出口孔的至少两倍大。进气室的增大的截面允许压缩该第一空气混合物，这极大地改善了第二文丘里型装置的空气诱导。
根据所要求的冷却能力，一级空气18的温度将优选地包含在14℃与18℃之间。这个一级空气18将进一步具有受控的湿度水平，以降低该房间的相对湿度，以便防止任何冷凝现象。最后，一级空气18的压力将优选地包含在300与500Pa之间，理想地是大致400Pa。
在本说明书中使用的压力当然是相对于环境大气压而言的相对压力(相对于大气的压力差)。
该第二诱导装置将优选地采取壁14(板)的形式，这个壁将第一文丘里装置的出口15通入其中的这个进气或混合室4与一个第二二级空气进气管11通入其中的第二混合室6分隔开。这个第二进气管包括一个主热交换器8，从而能够有效地冷却由该第二文丘里装置诱导的二级空气流16。
壁14将包括在第一混合室4与第二混合室6之间进行连通的多个孔5。这些孔5将要么采用简单隔膜的形式、要么采用喷嘴的形式，从而致使空气速度升高、并且因此产生将二级空气16抽吸穿过一级热交换器8的文丘里效应。
第一混合室4中的压力优选地包含在50与100Pa之间，以降低该装置产生的噪音。
该第二文丘里装置的二级空气16进气与第一诱导装置的出口19之间的流速比优选地包含在2与4之间，从而使一级空气与由这两个文丘里装置诱导的空气的总比率达到大于约4、优选地大于6、甚至有利地大于7的值。
有利地，在一级空气分配管12与第一混合室4之间有一个旁通阀20、21，以便能够提高一级空气的注入22(一级空气/二级空气比)，例如当该房间中有异常数量的居住者时。图4示出了当阀21处于打开位置中时该装置的操作。在此情况下，一级空气流22被直接吸入入口室4中。在此情况下，优选地，第一二级空气进气管将包括一个止回装置(未示出)，例如处于闸的形式，从而防止一级空气的反向流动。
二级热交换器7可以有利地放置在二级空气流17的流体路径上、在第一文丘里型装置的抽吸的上游。这个二级热交换器7使得能够一方面提高该装置的总能力、并且另一方面能够调节第一室4中的混合物的湿度。
优选地，热交换器7、8的设定点温度将是包含在14℃与20℃之间的温度，以避免冷凝而同时提供充足的冷却能力。这个设定点温度将根据必需的能力和二级空气的相对湿度进行适配。
优选地，本发明的这个或这些空调模块被整合到该墙面中、在窗口上方，以便将二级空气诱导到由该建筑物的窗口产生的热区前方。可以通过使用模拟活动墙面的装置(例如窗帘或阳光屏)来有利地优化这个热区。
有利地，根据本发明的空调模块被整合到一个活动墙面中，该活动墙面包括一个包含在两个壁之间的通气的无物空间，用于二级空气的这些进气管9、11连接到所述通气的无物空间。在此情况下，在这两个壁之间的经空调的二级空气循环能够冷却内壁、并且因此能够改善经空调的房间的舒适性，该房间的这些壁具有更低的温度，这提高了舒适性。
该墙面中的这种安排使得能够使用多个竖直交换器，这允许容易收集和排出在这些交换器的翅片上的任何冷凝物。
将本发明的空调模块整合到该墙面中还使得能够减小体积，其中一级空气和冷水通道能够容易地被整合到所述墙面之中，从而避免了必须将这些束整合到天花板中(这造成了安装和维护困难)。
根据本发明的装置可以有利地结合有一个或多个炭过滤器。此外，这些混合室和文丘里装置的内表面可以覆盖有含Ag离子的催化性涂料或者光催化性的钛氧化物涂料，从而使得通过使用UV光源能够减少该房间内存在的挥发性有机化合物。
一级新鲜空气也可以使用风扇来从该墙面直接获取，接着直接沿着这些热交换器、使用被放置在这些热交换器下方的一个冷凝物桶来进行湿度调节。
实施例
根据本发明的装置10的一个示例性实施例在图1至4中展示出。该装置被整合到一个活动墙面中，其中在包含在两个窗口之间的一个通气的无物空间中空气被太阳的作用加热。该通气的无物空间中的空气与有待进行空调的房间通过该活动窗口的底部相连通，从而提高了穿过该装置的自然对流，由此进一步改善了二级空气流速。
在这个装置中，放置在该墙面上的一个分配管12送入经调节的一级空气。这个管中的空气被保持在410Pa的压力和大致14℃的温度下。这个一级空气的湿度是大致90％。使用用于整栋建筑物的第一中央蓄电池来调节该空气。这个第一蓄电池的每空调模块的能量消耗对于32℃的外部温度和50％的相对湿度是大致283W。
此经空调的一级空气18通过一个分配室1被引导到通入第一抽吸室2中的一个喷嘴3。每个墙面模块中经空调的一级空气的流速是25m3/h。
在喷嘴3处的经空调的一级空气流速穿过一个孔13抽吸二级空气17。来自进气管9的此二级空气在与抽吸室2中的一级空气18混合之前进入热交换器7中。这个交换器中冷却水的温度在入口处是12℃而在出口处是14℃。这个蓄电池消耗的功率是大致146W。二级空气17的流速来自活动墙面、并且以34℃的温度和36％的相对湿度进入该热交换器。在第一热交换器7中由一级空气流诱导的二级空气17的流速为25m3/h。
一级空气18和由第一文丘里装置诱导的二级空气17的混合物19被注入由一个壁14界定的室4中，这个壁被刺有多个通入第二抽吸室6的孔5。二级空气16穿过一个第二热交换器8进入第二抽吸室6中。管11所抽吸的二级空气在再一次来自该活动墙面并且具有与管9所引入的空气相同的入口特征。在这个第二文丘里装置中诱导的二级空气的流速是大致150m3/h。
因此对于25m3/h的一级空气流速而言，在该装置的出口处获得了200m3/h的空气流速，即乘数因子为8(或比率为1:7)。对于26℃的环境温度，这个实例中的出口空气为18℃。经调节的空气经由孔23被喷出。
一个闸20、21使得能够根据需要绕过第一诱导单元(文丘里装置)，从而减小该装置的倍增因子。在闸21打开时的运行过程中，一级空气流速达到50m3/h，而在第二诱导单元中引发的二级空气的流速保持恒定为150m3/h，由8至4的乘数因子得出。
以强制方式将二级空气注入该活动墙面的通气的无物空间中使得能够避免房子内壁的温度升高，这提高了居住者的舒适感。
在实际中这两个热交换器7、8相邻时，能够使用单一交换器，其中一个壁分开这两个管。然而，可能感兴趣的是不同地调节这两个热交换器以避免第一混合室中的任何冷凝。
该实例的模块的尺寸是与该建筑物中使用的窗口的尺寸兼容的，在当前情况下，在这个实例中，该第二热交换器的宽度是1m，而第一交换器是25cm。第一和第二热交换器的高度是29cm，而该模块(包括用于一级空气的分配管12在内)的总高度是60cm。
Claims (14)
1.一种空调装置(10)，包括连接到一个第一文丘里型装置的入口上的一个一级空气进气管(1)，该第一文丘里型装置的抽吸与一个第一二级空气进气管(9)相连通，该第一文丘里型装置的出口与一个第二文丘里型装置的入口相连通，该第二文丘里型装置的抽吸连接到一个包括主热交换器(8)的第二二级空气进气管(11)，该第一文丘里型装置包括一个在自由端处包含直径限制部的一级空气入口喷嘴(3)，所述自由端在与该第一二级空气进气管(9)相连通的一个抽吸室(2)中出现，所述抽吸室(2)包括从所述入口喷嘴的出口横过的一个出口孔(15)，所述出口孔(15)与该第二文丘里型装置的入口相连通，其特征在于，该第二文丘里型装置包括一个进气室(4)，所述进气室(4)具有的截面为该抽吸室(2)的出口孔(15)的至少两倍大。
2.根据权利要求1所述的空调装置(10)，其中该第二文丘里型装置包括一个刺有多个孔(5)的板(14)，所述板分离了与该第一混合装置的出口(15)相连通的进气室(4)以及与该第二二级空气进气管(11)相连通的一个混合室(6)，所述孔(5)在使用过程中产生了抽吸二级空气的文丘里效应。
3.根据前述权利要求中任一项所述的空调装置(10)，其中该第一二级空气进气管(9)包括一个二级热交换器(7)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的空调装置(10)，其中这个或这些热交换器包括竖直翅片以及在其底部处排出冷凝物的一个装置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的空调装置(10)，其中一个可调的闸使得能够在该第一文丘里型装置的下游在该第二文丘里型装置的入口处直接注入一级空气，以便能够调节该一级空气与该二级空气之间的总混合比。
6.一种墙面，包括根据前述权利要求中任一项所述的空调装置(10)。
7.根据权利要求6所述的墙面，包括通过一个通气空间分离的两个壁，该第一和第二二级空气进气管连接到所述通气空间。
8.一种用于对有限空间进行空调的方法，该方法包括以下步骤：
a.抽入外部空气(18)，称为一级空气，并使其达到预定的压力；
b.将所述一级空气(18)注入一个文丘里型装置中，从一个抽吸室(2)中抽吸来自该有限空间的空气、称为二级空气(17)并将其与该一级空气进行混合，该二级空气在混合之前进入被调节到设定点温度的一个第一热交换器(7)中从而获得第一空气混合物(19)；
c.将该第一空气混合物(19)注入一个第二文丘里型装置，抽吸二级空气(16)并将其与所述第一空气混合物(19)进行混合，该二级空气在混合之前进入一个被调节到设定点温度的第二热交换器(8)中；
d.将所获得的空气混合物重新注入该有限空间中；
其特征在于，将该第一空气混合物(19)在与该抽吸室(2)的出口孔(15)相连通的一个混合室(4)中压缩，所述进气室(4)具有的截面是该抽吸室(2)的出口孔(15)的至少两倍大以便造成该第一空气混合物(19)的压缩。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预定压力是包含在100与1000Pa之间。
10.根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其中该第一混合装置中一级空气与二级空气的进气之比是包含在0.7与2.5之间。
11.根据权利要求8到10中任一项所述的方法，其中该第二混合装置中该第一空气混合物与二级空气的进气流速之比是包含在2与4之间。
12.根据权利要求8到11中任一项所述的方法，其中在该第二文丘里装置的入口处该第一空气混合物的压力是包含在50与100Pa之间。
13.根据权利要求8到12中任一项所述的方法，其中该二级空气在被抽吸穿过这些热交换器(7，8)之前流入一个活动墙面的两个壁之间的通气空间中。
14.根据权利要求8到13中任一项所述的方法，其中使在步骤(a)中抽入的一级空气在被注入所述第一文丘里型装置中之前达到一个预定温度。
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