CN115210506A - 通风装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的主题是一种具有从废空气射流中回收热能的功能的通风装置，其设计用于各种大容积建筑物。一种通风装置，其具有贯通的壳体(1)，该壳体是用于空气射流的管道并且连接到建筑物隔段(9)的开口(10)，其中，固定再生式热交换器(5)和由恒定旋转方向的离心风扇(41)形成的泵送部(4)以及具有单独的致动器(43)的主可逆空气射流驱动器(42)串联地布置在壳体内，其特征在于，所述热交换器(5)设有金属压力容器(PV)，该金属压力容器具有至少一个固定到其壁(53)的热交换***(51)，所述压力容器(PV)的内部(531)填充有热力学工作介质(WA)，并且连接到所述工作介质(WA)的循环分立压力控制***(7)。
Description
技术领域
本发明的主题是一种具有从废空气射流中回收热能的功能的通风装置，其设计用于各种大容量的建筑物。
背景技术
公知的具有热泵的通风-空气调节装置通过通风管道和通风机的网络将冷却或加热的新鲜空气吹到各个建筑物的房间，同时使用排出的空气射流将热力学介质相变的无用热量排出到建筑物外部。这些装置基于以循环模式运行的传统配置的热泵***从通风空气中回收热量，同时仅使用工作介质相变的潜热。在公知的解决方案中，蒸发制冷剂所需的、蒸发器中的部分真空，和冷凝介质所需的、冷凝器中的过压使用蒸汽压缩的机械或热方法，通过消耗来自外部的能量来实现。设有通风和热回收装置的建筑物的无管道可逆通风***也是公知的。在该***中使用的通风设备是位于各个建筑物房间中的可逆轴流风扇。每个风扇安装在建筑物外墙上形成的开口中，在该开口中设有空气过滤器、***和固定再生式热交换器。在该热交换器主体内部，发现了平坦的或波纹状的片组，并且这些片组彼此平行并且固定在平行于空气流动方向的空气管道中。此外，众所周知的最简单的热交换器是陶瓷块的形式，其中小管道被形成用于空气流动。公知的无管道通风***需要使用至少两个以相反相位运行的轴流风扇。这种解决方案的不便之处在于，轴流风扇的功率相对较小，并且导致低容量和低压缩以及低效率，这是由于风扇电机每数十秒钟重复启动后的高能耗所导致的。由于固定再生式热交换器的相当大的尺寸和相对大的重量，固定再生式热交换器在通风设备中的使用受到限制。在公知的再生式热交换器中，迄今为止没有使用相变热，尽管该过程在公知的具有风扇的热泵中进行，以去除冷凝和汽化的热量。此外，填充有工作热力学介质且双向封口的管形状的热交换器，通常称为“热管”是众所周知的。热力学介质在管的封闭空间中蒸发和冷凝，热量从一个管端传递到另一个管端。管内的压力是恒定的。由于从管端排出热量和将热量传递到管端，所以发生热力学介质蒸发和冷凝。专利说明书PL232075 B1和WO 2018/030903 A1还描述了一种用于控制空气管道中的空气流的设备，其配备有恒定旋转方向的离心风扇和可逆空气驱动器，其被设计用于使该管道中的空气流方向反向并且被提供用于建筑物通风***。
能够长期蓄热的相变材料也是已知的，特别是在相对低的温度下分别熔化或固化的固体或液体物质，特别是石蜡。
发明内容
本发明的主要目的是通过在通风设备中使用改进的热交换器来消除公知解决方案的不便，该通风设备具有热回收功能，其配备有循环改变空气流动方向的风扇。在这种装置中，热交换器的热能输入和输出的循环通过外部能量的消耗来支持，并且与空气的流动方向的变化相协调，该空气在加热或冷却之后被供应到通风的房间，以便在相反的阶段分别加热或冷却它们或者被排出到外部。本发明的另一个目的是增加再生式热交换器的热容量而不增加其重量。由于使用了因为热交换器内部压力变化而产生的热力学媒介相变、冷凝/蒸发的潜热，可以获得这种效果。本发明的另一目的是获得外部热交换器元件的这种空间结构，其允许在热交换器的整个表面上与由于其内部的工作介质蒸发而被冷却的热交换器壁接触之后从暖空气冷凝的湿气的周期性的均匀积聚。同时，热交换器的新的空间结构应当允许在热阶段中由于工作剂在交换器内部冷凝而积聚在其加热表面上的水分完全蒸发。
根据本发明，所述通风装置具有贯通的壳体，该壳体是用于空气流动的管道并且连接到建筑物隔断开口，其中，固定再生式热交换器和恒定旋转方向的离心风扇形成的空气泵送部以及具有单独驱动器的主可逆空气射流驱动器串联布置在壳体内。
根据本发明，所述通风装置的特征在于，所述热交换器设有金属压力容器，该金属压力容器具有至少一个固定到其壁的热交换***，该容器内部填充有热力学工作介质并且连接到工作介质压力的循环分立控制***。热交换容器中的热力学工作介质具有水、或烃或氨或二氧化碳的低沸点混合物的形式。压力容器内部另外填充有高导热性和毛细保持工作介质的液体形式以保持冷凝的工作剂为尽可能薄的薄膜或尽可能细的液滴的形式而与压力容器壁直接接触的能力的多孔材料。热交换器容器中的多孔材料是开孔金属或陶瓷泡沫、任何材料的颗粒床或由金属纤维形成的结构填充物。
压力容器由许多相互平行的段组成，这些段通过压力紧固件彼此连接，并通过压力收集器附接到压力控制***的压力连接器。优选地，压力容器段是呈平坦隔室形式的板元件，所述平坦隔室水平地分布并且与控制流动方向一致。每个平坦水平热交换器室都设有两个热交换***，这两个热交换***一个布置在另一个之上，并且由高导热性材料制成。转而，压力容器的水平隔室中的每个热交换***由许多垂直肋组成，所述垂直肋平行于空气流动方向，位于水平托盘内并且永久地连接到其底部以保持良好的热传导。上热交换***卧式（recumbently）地紧固到平坦隔室，使得托盘底部直接附接到该隔室的上表面。下热交换***在悬挂位置固定到平坦隔室，使得所有肋紧固到该隔室的下表面，并且托盘悬垂于垂直肋下方。在另一个实施例中，水平压力容器隔室的每个热交换***由位于水平托盘内部并且永久地连接到其底部以保持良好的热传导的金属泡沫或金属纤维结构的吸湿性衬里组成。上热交换***卧式地紧固到平坦隔室，使得托盘底部直接附接到该隔室的上表面。下热交换***在悬挂位置固定到平坦隔室，使得吸湿性衬里紧固到该隔室的下表面，而托盘悬垂于衬里下方。在本发明的另一实施例中，压力容器段是呈平行平坦隔室形式的板元件，所述平行平坦隔室垂直地分布且与空气流动方向一致。压力容器的每个平坦竖直隔室具有由纵向定向的水平沟槽形成的热交换***，所述沟槽由高导热性材料制成并且永久地连接到该隔室的相对外表面以保持良好的导热性。在另一实施例中，压力容器的每个平坦竖直隔室具有形式为金属泡沫或金属纤维结构的吸湿性衬里的热交换***，该热交换***由高导热性材料制成并且永久地连接到该隔室的相对外表面以保持良好的导热性。优选地，压力容器段为水平分布并且还垂直于空气流动方向的平行管状段的形式。压力容器的每个水平管状段具有横向肋的套组形式的热交换***，该横向肋的底边缘与水平分布的沟槽相接合。在另一实施例中，压力容器的每个水平管状段具有金属纤维结构或开孔金属泡沫结构的吸湿性套形式的热交换***，其边缘与水平分布的沟槽相接合。
在另一实施例中，压力容器段为平行管状段的形式，所述平行管状段竖直地分布且还垂直于空气流动方向。在该实施例中，每个竖直管状压力容器段具有一个布置在另一个之上的锥形肋形式的热交换***，所述锥形肋是用于冷凝湿气的容器。在另一实施例中，每个竖直管状压力容器段配备有形式为具有沿管状段轴线布置的锥形肋的、金属纤维结构或开孔金属泡沫结构的吸湿性套的热交换***。此外，压力容器中的热交换***可以是多孔材料的固体，其中，平行段被***。优选地，多孔固体由金属纤维结构或开孔金属或陶瓷泡沫结构的材料形成。再生式热交换器设有位于壳体的下部中的应急滴水盘，该应急滴水盘位于热交换***下方，该应急滴水盘用于积聚从热交换***的冷表面滴落的过量的冷凝湿气。当压力容器内的工作介质处于蒸发过程中时，该湿气来自围绕热交换器流动的空气。热交换器的应急滴水盘保护装置内部免受冷凝水的淹没。所述应急滴水盘为无出口的托盘形式，其具有电加热元件，当工作介质在压力容器中冷凝时，所述电加热元件用于蒸发积聚在托盘中的水。
优选地，所述应急滴水盘具有用于热交换***的喷洒***，其配备有水冷凝泵。热交换***喷洒的过程首先在炎热的气候中或当冷凝物不能被排放到下水道时执行，该过程用于从滴水盘去除过量的水，并且同时，当工作介质在压力容器中冷凝时，提高从热交换器到围绕热交换器流动的空气中的除热效率。在另一实施例中，热交换器的应急滴水盘设有冷凝水进入下水道的重力的或强制的出口。
工作介质压力的循环分立控制***设有蒸汽压缩装置，蒸汽压缩装置的出口连接高压缓冲容器和高压传感器，蒸汽压缩装置的入口连接低压缓冲容器和低压传感器。此外，该***设置有三位双通阀，该双通阀被包括在工作介质循环中，并允许选择工作介质流动的两个路径中的一个以及从工作介质压力的循环分立控制***切断两个压力容器。双通阀用于打开或关闭从工作介质压力控制***中的高压缓冲容器移动到热交换器中的压力容器中的气相阶段的这部分压缩工作介质的流动路径，并且还打开或关闭从热交换器压力容器移动到工作介质压力控制***中的低压缓冲容器中的这部分工作介质蒸气的流动路径。蒸汽压缩装置是基本上公知的压缩机，然而，也可以使用公知的家用装置，其配备有工作介质压缩***，该工作介质压缩***通过高压管道连接到高压缓冲容器，并且也可以使用工作介质压力控制***通过低压管道连接到低压缓冲容器。
工作介质压力的循环分立控制***的双通阀具有通过电子控制***与可逆空气射流驱动器的电驱动装置同步的电驱动装置。
为了能够附加地利用通风装置中的废热，在热交换器与建筑物隔断开口之间设置蓄热模块，并且在建筑物隔断开口侧将具有其单独驱动器的次可逆空气驱动器连接至该模块，该次空气驱动器通过电子控制***与主空气驱动器同步。该次空气驱动器具有纵向管道，其中由彼此附接并开口向相对侧的两个碗形件构成的均匀旋转体，由圆形凸缘分开，横向地轴承安装。该凸缘垂直于主体旋转轴线分布并且具有中心开口。在所述次驱动器管道中形成有具有与所述主体凸缘啮合的凹拱形边缘的纵向隔断。次驱动器管道通过隔断和凸缘分成两个纵向区域。蓄热模块由流动蓄热器和沿其分布的分流管道组成。在蓄热模块侧的次空气驱动器具有两个连接器，其中，蓄热器的端部和分流旁路管道连接到该连接器，蓄热器的相对端部和分流管道通过三通管连接到该热交换器。该蓄热器包括两个空气分配隔室，这两个空气分配隔室通过两个相对的隔断彼此分开，并且在这两个空气分配隔室之间形成封闭隔室，该封闭隔室填充有蓄热材料。每个储热隔断都有开口，其中许多平行的空气流动管道的端部紧密地安装。
所述蓄热器设置有位于空气分配隔室的入口中的切断空气阻尼器（cutting offair dampers）。空气分配隔室之一设有空气分配***，该空气分配***包括单独驱动的空气阀的套组，并且每个空气阀关闭至少一个用于空气流动的管道。在蓄热器的封闭隔室中的蓄热材料是在室温下固化的公知的液体物质。该组阀门允许通过全部或一些热存储管道的选择性空气流动，以获得对热存储材料中的相变现象的有效利用。次空气驱动器允许将空气射流流动引导通过分流管道或蓄热器，而不论空气流动方向如何。空气射流流动的引导根据季节外部环境和热交换器的工作条件以这样的方式进行，即，在夏季制冷期间存储无用的冷凝热，然而，在冬季制热期间从存储器接收无用的冷凝热。
根据本发明的装置还允许夏季在白天到白天的循环中进行热量储存，而自由空气的过夜冷却用于在夜晚给储存器充入冷却。
由于根据本发明的解决方案，除了显热的经典交换之外，在压力容器中的热力学工作介质的相变期间产生的潜热也被用于再生式热交换器中。金属容器套和与其相连的元件基本上参与显热交换过程，然而，这些元件也将热量从围绕交换器流动的热空气传递到工作介质，该工作介质在蒸发期间吸收相当大的热量并且冷却热交换器壁，并且因此冷却围绕其流动的空气。在工作介质冷凝期间也会产生类似的效果，该工作介质将相当大的热量传递给热交换器材料并加热围绕其流动的空气。最后，热交换器的热容量随着其尺寸和重量的限制而增加。
由于通过对工作介质压力和通过热交换器的气流方向的变化的协调控制，在压力容器内部有意引起的热力学工作介质聚集状态的循环变化以及在热交换器的外表面上新鲜或废气中所包括的水分的聚集状态的变化，获得了热交换过程的这种运行及其有利效果。热交换器的新的结构方案以及制造其元件的材料的适当选择对获得有利的发明效果具有重要影响。由于上述原因，在压力容器内的工作介质蒸发循环期间，冷凝湿气可直接保持在热交换器的外表面上，并且该冷凝湿气可在压力容器内的工作介质冷凝循环期间蒸发。此外，由于根据本发明的解决方案，所述通风设备可以用于持久地或无差别地存储在通风空气热处理过程中释放的废热和来自自由空气的被动热。
附图说明
本发明的主题在附图中作为实施例示出，附图中的各个附图描绘如下：
图1为通风装置的纵向剖视图；
图2为具有多孔填充物的热交换器中的压力容器段的截面图；
图3为填充有开孔金属或陶瓷泡沫的容器段的截面图；
图4为具有金属纤维的结构填充的容器段的截面图；
图5为具有颗粒床形式的填充的容器段的截面图；
图6为具有水平板腔室和单个下部热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图6a为根据图6的容器的垂直截面图；
图6b为根据图6的容器的俯视图；
图7为具有水平板腔室段和双热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图7a为根据图7的容器的垂直截面图；
图7b为根据图7的容器的水平截面图；
图8为具有水平腔室段和纤维套（fibrous lagging）或开孔泡沫形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图8a为根据图8的容器的垂直截面图；
图8b为根据图8的容器的水平截面图；
图9为具有垂直腔室段和水平沟槽形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图9a为根据图9的容器的纵向垂直截面图；
图9b为根据图9的容器的水平截面图；
图10为具有垂直腔室段和纤维套或具有沟槽的开孔泡沫形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图10a为根据图10的垂直截面图；
图10b为根据图10的容器的水平截面图；
图11为具有水平管状段和带沟槽的肋形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图11a为根据图11的容器的垂直截面图；
图11b为根据图11的容器的水平截面图；
图12为具有水平管状段和带有沟槽的套形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图12a为根据图12的容器的垂直截面图；
图12b为根据图12的容器的水平截面图；
图13为具有垂直管状段和锥形肋形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图13a为根据图13的容器的垂直截面图；
图13b为根据图13的容器的水平截面图；
图14为具有垂直管状段和纤维套或开孔泡沫形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图14a为根据图14的容器的垂直截面图；
图14b为根据图14的容器的水平截面图；
图15为具有水平管状段和多孔材料固体形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图15a为根据图15的容器的垂直截面图；
图15b为根据图15的容器的水平截面图；
图16为具有垂直管状段和多孔材料固体形式的热交换***的容器的纵向垂直剖视图；
图16a为根据图16的容器的纵向垂直截面图；
图16b为根据图16的容器的水平截面图；
图17为具有不带出口的应急滴水盘的容器的纵向垂直剖视图；
图18为具有不带出口的滴水盘的容器的垂直剖视图，其配备有加热元件；
图19为具有不带出口的滴水盘的容器的垂直剖视图，其配备有具有冷凝泵的喷淋***；
图20为具有配备有冷凝物出口的滴水盘的容器的垂直剖视图；
图21为使用压缩机的压力容器中的工作介质压力控制***的示意图；
图22为使用家用装置的工作介质压力控制***的示意图；
图23为工作介质蒸汽冷凝阶段的压力控制***的示意图，其双通阀处于泵送位置，处于冬季吹气模式；
图24为工作介质蒸发阶段的压力控制***的示意图，其双通阀处于吸入位置，处于夏季吹气模式；
图25为具有关闭的双通阀的压力控制***的示意图，处于被动模式，夏季吹气阶段；
图26为具有关闭的双通阀的压力控制***的示意图，处于被动模式，夏季排气阶段；
图27为具有长效热储存功能的通风设备的纵向剖视图，处于夏季排气阶段；
图28为具有空气分配***的热储存器片段（fragment）的纵向剖视图；
图29为根据图28的热储存器片段的截面图；
图30为次空气驱动器的纵向垂直剖视图；
图31为具有长效热储存功能的装置的纵向剖视图，处于主动模式，夏季吹气阶段；
图32为装置的纵向剖视图，其在通过来自瞬时热量存储器的废气吸收热量的同时，热交换器处于夏季夜间排气阶段的被动模式；
图33为装置的纵向剖视图，其在通过新鲜空气将热量释放到瞬时热量存储器期间，热交换器处于夏季白天吹气阶段的被动模式；
图34为装置的纵向剖视图，其在通过来自长效热存储器的新鲜空气吸收热量时，热交换器处于冬季吹气阶段的冷凝循环的主动模式；
图35为装置的纵向剖视图，其在新鲜空气流过分流管道同时绕过长效热存储器期间，热交换器处于短暂季节吹气阶段的冷凝循环的主动模式。
具体实施方式
根据本发明的通风装置具有贯通的、水平定向的壳体1，该壳体是用于空气流动的管道并且连接到建筑物隔断9的开口10，特别是建筑物墙壁的开口。如图1所示，在壳体1内从左到右依次设置有以下部件：废气过滤部2、噪音抑制部3、具有恒定旋转方向的离心风扇41和主可逆旋转空气驱动器42的空气泵送部4、用于从空气射流中回收热量的固定再生式热交换器5和新鲜空气过滤部6。从专利说明书PL 232075 B1和WO 2018/030903 Al已知带有离心风扇41和主可逆空气驱动器42的空气泵送部4的详细方案。装置壳体1和空气驱动器42由塑料制成。热交换器5具有金属压力容器PV，该压力容器PV首先由铜或铝制成，具有至少一个固定在其壁53上的热交换***51，压力容器PV的内部531填充有热力学工作介质WA。根据需要，工作介质WA可以是水或烃或氨或二氧化碳的低沸点混合物。根据图2，PV罐的内部531另外填充有多孔材料，该多孔材料具有高的热导率和对液体形式的工作介质WA的毛细保持能力。这种类型的多孔材料可以是开孔金属泡沫532或陶瓷泡沫533、金属纤维的结构填充物534，以及陶瓷材料、金属或塑料的颗粒床535，其颗粒具有任何形状的表面。
如图6所示，压力容器PV包括多个相互平行的段54，它们通过压力紧固件57相互连接，并通过压力收集器58另外连接到压力控制***7的压力连接器71上。
在根据图7的实施例中，容器PV的段是板状元件55，其呈根据气流方向水平分布的平坦隔室551的形式。压力容器PV的每个平坦隔室551设有两个热交换***525、526，热交换***的一个布置在另一个之上并且由高热传导材料制成。转而，压力容器PV的水平隔室551中的每个热交换***525、526由多个竖直定向的肋511组成，这些肋位于浅的水平托盘512内部并且永久地连接到其底部以保持良好的热传导。上热交换***525卧位地紧固到水平隔室551，使得托盘512的底部直接附接到此隔室的上表面。下热交换***526在悬挂位置固定到水平隔室551，使得所有肋511紧固到该隔室的下表面，然而，托盘512悬垂在竖直肋下方。
在根据图8的实施例中，压力容器PV的水平隔室551中的每个热交换***525、526由金属或陶瓷开孔泡沫517结构或金属纤维结构518的吸湿性衬里形成，其位于水平托盘512内部并永久地连接到其底部以保持良好的热传导。上热交换***525卧位地紧固到水平隔室551，使得托盘512的底部直接附接到该隔室的上表面，并且下热交换***526在悬挂位置固定到水平隔室551，使得衬里517或518紧固到该隔室的下表面，然而，托盘512悬垂在衬里517或518下方。
在根据图9的实施例中，压力容器PV的段是板状元件55，其呈根据空气流方向竖直分布的平坦隔室552的形式。压力容器PV的每个竖直隔室552具有由纵向定向的水平沟槽513形成的热交换***51，所述沟槽由高导热性材料制成并且永久地连接到该隔室的相对外表面以保持良好的热传导。
根据图10，压力容器PV的每个竖直隔室552具有热交换***51，其形式为金属或陶瓷开孔泡沫517结构或金属纤维结构518形式的吸湿性衬里，其由高热传导材料制成并且永久地连接到该隔室的相对外表面以保持良好的热传导。
在根据图11的实施例中，压力容器PV的段是管状段56，其水平分布且垂直于空气流动方向。压力容器PV的每个水平管状段561具有呈横向肋514的套组形式的热交换***51，所述横向肋的底部边缘与水平沟槽515接合。
根据图12，压力容器PV的每个水平管状段561具有呈金属纤维结构518或开孔金属或陶瓷泡沫517结构的吸湿性套形式的热交换***51，其边缘与水平沟槽515接合。
在根据图13、13a、13b的实施例中，压力容器PV的段是管状段562，其竖直分布且垂直于空气流动方向。压力容器PV的每个竖直管状段562具有以一个在另一个之上的锥形肋516的形式的热交换***51，所述锥形肋是用于冷凝水分的储存器。
根据图14、14a、14b，压力容器PV的每个竖直管状段562具有热交换***，其呈金属纤维结构518或开孔金属泡沫517结构的吸湿性套的形式，带有沿管状段562的轴线布置的锥形肋516。
在根据图15的实施例中，压力容器PV中的热交换***51是多孔材料固体524，其中水平平行段551或561被***，然而，在根据图16的实施例中，压力容器PV中的热交换***51也是多孔材料固体524，其中竖直平行段552或562被***。在两个实施例中，多孔固体524由金属纤维结构518或金属或开孔陶瓷泡沫517结构的材料制成。
如图17所示，热交换器5设置有安装在壳体1的下部的位于热交换***51下方的应急滴水盘519，在根据图18的实施例中，应急滴水盘519为无出口的托盘形式，其设置有电加热元件520。根据图19，应急滴水盘519为无出口的托盘形式，其具有热交换***51的喷洒***522，以及它设有水冷凝泵521。在根据图20的另一实施例中，应急滴水盘519设置有通往下水道的冷凝物出口523。
图21的工作介质WA的循环分立压力控制***7具有公知压缩机78形式的蒸汽压缩装置72。其出口721与具有高压传感器731的高压缓冲容器73连接，其入口722与具有低压传感器741的低压缓冲容器74连接。此外，该***设有包括在工作介质WA回路中的三位双通阀75，其输出连接到连接器71。该阀具有电驱动装置751，该电驱动装置通过电子控制***44与主空气流动导流器42的电驱动装置同步。
如图22所示，蒸气压缩装置72也可以是公知的家用装置8，其形式为冰箱、冷冻机、冷藏柜、空调或用于加热目的热泵。该装置设有工作介质压缩***WA，其通过高压管道76连接到高压缓冲容器73并通过低压管道77连接到低压缓冲容器74。
在图23中，工作介质WA的压力控制***7被示出处于其蒸汽冷凝阶段，其中双通阀75处于泵送位置，图24示出处于其蒸发阶段的工作介质WA的压力控制***7，其中双通阀75处于吸入位置，而图25示出处于被动传热模式的工作介质WA的压力控制***7，其中双通阀75关闭，并且在图26中，工作介质WA的压力控制***7被示出处于被动传热模式。
根据图29，由热交换器5、具有风扇41和主空气导流器42的空气泵送部4、新鲜空气和废气过滤（部）以及图中未示出的噪音抑制部构成的通风装置，配备有蓄热模块11，该蓄热模块被图中未示出的热绝缘体包围并位于热交换器5和建筑物隔断9的开口10之间。具有自身的驱动器443的次可逆空气导流器43在建筑物隔断9的开口10的一侧上连接到模块11，该驱动器通过电子控制***45与主空气导流器42的驱动器421同步。如图30所示，次空气导流器43具有纵向管道431，其中均匀旋转的交叉轴承安装主体432由两个彼此附着并向相对侧开口的碗形件433、434构成，并与圆形凸缘437隔开。该凸缘垂直于主体432的旋转轴线分布，并且具有中心开口438。此外，具有与主体432的凸缘437啮合的凹拱形边缘436的纵向隔断435形成在管道431中。最后，管道431通过隔断435和凸缘437被分成两个纵向区域439、440，其中一个位于另一个之上。蓄热模块11由带有纵向分布的分流管道112的流动蓄热器111组成。蓄热模块11侧的次空气导流器43具有两个位于其纵向区域440、439的出口处的连接器442和441，蓄热器111和分流管道112的最后部分连接到所述连接器，而蓄热器111和分流管道112的相对最后部分通过三通管113连接到热交换器5。蓄热器111包括两个空气分配隔室114和封闭隔室115，所述两个空气分配隔室通过两个相对的隔断117彼此分开，所述封闭隔室形成在所述两个空气分配隔室之间并且填充有蓄热材料116。蓄热器111的每个隔断117具有开口118，其中，平行设置的用于空气分配隔室114之间的空气流动的多个管道119的端部被紧密地安装。蓄热器111设置有位于空气分配隔室114的入口中的切断空气阻尼器120。这些隔室中的一个设置有空气分配***122，由单独驱动的空气阀组124组成，其具有图中未示出的单独驱动器并安装在共同的支架123上。每个阀124关闭至少一个用于空气流动的管道119。蓄热器111的封闭隔室115中的蓄热材料116是分别在接近室温的温度下固化或熔化的公知的有机或无机液体或固体物质。通风装置的操作基于工作阶段与压力容器PV内的工作介质WA相变的循环的精确同步。工作介质WA蒸发循环导致冷却流过热交换器5的空气射流流动，而工作介质WA冷凝循环导致加热流过热交换器5的空气射流流动。该装置以交替发生的吹气和排气阶段运行，同时跟随通过热交换器5的空气射流流动的方向的改变，其是由具有内置于主可逆空气流动导流器42中的风扇41的空气泵送部4的运行引起。作为主空气导流器42的旋转运动的结果工作阶段改变发生，并且它们与作为切换双通阀75的方式的结果而发生的工作介质WA气体转变循环的改变协调。每个工作阶段的持续时间是相同的，其中气体转变循环改变的时刻根据通过电子控制***45实施的算法依据空气流经热交换器的温度传感器79的指示来确定。气体转变循环改变时刻可以在工作阶段改变时刻之前，以便使热交换器5的温度在下一个工作阶段达到期望值。同时又在夏季冷却通风的房间，在冷的废气SA的排出期间，在工作介质WA冷凝循环中被加热的热交换器5在最终排出阶段中被冷却到不超过室温的温度。相对于改变操作阶段的时刻来改变气体转换循环的时刻的目的是防止温度过高的空气被吹入冷却室中的情况。热交换器5以两种模式操作，主动或被动，其中工作介质WA蒸发和冷凝的循环交替发生。在主动工作模式中，由于从外部供应的能量，作为借助于压力控制***7而在压力容器PV内部分别降低或升高压力的结果工作介质WA的蒸发或冷凝发生。当双通阀75处于吸入位置时，工作介质WA蒸发循环发生，压缩机78降低压力容器PV内的压力，同时压缩封闭的高压缓冲容器73中的工作介质WA。当双通阀75处于泵送位置时，工作介质WA冷凝循环发生，压缩机78提高压力容器PV内的压力，同时在封闭的低压缓冲容器74中产生部分真空。在主动工作模式中，具有压力控制***7的热交换器5是周期性操作的热泵，其允许获得废气SA和新鲜空气FA的射流的确定温度。特别是在夏季，当热交换器5的温度等于通风的冷却室中的空气温度时，主动模式中的加热废气SA排气阶段结束。吹气阶段和排气阶段的持续时间总是相同的，并且基于吹气阶段中的新鲜空气FA温度与通风房间中的当前空气温度的比较来确定。在被动工作模式中，当双通阀75关闭时，由于被温度传感器79测量的不同温度的废气SA和新鲜空气FA流过具有热交换***5的压力容器PV，在工作介质WA分别温度升高或降低的影响下，在压力容器PV的恒定体积中的工作介质WA蒸发或冷凝的循环发生。通过控制***45选择工作介质WA压力的初步优选值，同时使用响应于压力计711的指示的双通阀75将其稳定在有利水平上。
当空气射流的温度差别很小并且初始工作介质WA压力确保在装置的每个工作阶段期间尽可能大量的工作介质WA的交替蒸发和冷凝时，使用被动工作模式。在被动工作模式中，根据本发明的装置是瞬时热存储器。工作介质WA相变的热量以其有用的形式被用于根据季节冷却或加热新鲜的吹送空气。
在供暖季节，在被动工作模式中，在废气SA从通风的房间排出的阶段，热交换器5利用排出的空气SA的热量使其自身变热，同时使其冷却。然而，在吹气阶段中，来自外部的新鲜空气FA在预先加热的热交换器5中使其自身升温，同时冷却它。结果，吹出的空气相较于通风房间中的空气冷却得不明显。在供暖季节的主动工作模式中，在吹气阶段，通过消耗外部能量来增加容器PV内的工作介质WA压力，这导致该介质的冷凝和冷凝热的释放。热交换器5在主动工作模式中更长时间地保持其蓄积功能，并且如果工作介质WA被充分压缩，则吹送空气FA升温到超过通风房间的温度。在吹气阶段被排气阶段代替之前，在主动工作模式中被加热的热交换器5被吹送空气FA被动地冷却，直到该空气温度等于通风房间的空气温度。转而，在排气阶段，先前冷凝的工作介质WA又由于其由外部能量的消耗引起的压力降低而蒸发，同时从周围环境吸收其蒸发所需的热量。这样冷却的热交换器5冷却废空气SA。
在排气阶段被吹气阶段代替之前，热交换器5在先前的吹气阶段中确立的时间内被排出的废气SA被动地加热。
在冷却季节，在被动工作模式和废气SA的排气阶段中，先前被外部空气加热的热交换器5在排出的冷废气SA的影响下冷却，同时将其加热。在吹气阶段，从外部吹送的新鲜空气FA在预先冷却的热交换器5中冷却。最终，通风室中的空气相较于吹气冷却地不明显。在冷却季节，在主动工作模式和新鲜空气FA的吹气阶段，工作介质WA压力通过消耗外部能量而降低，这导致该介质的蒸发和通过热交换器5对蒸发热的吸收，以此方式冷却的热交换器5冷却吹送空气。在吹气阶段被排气阶段代替之前，在主动工作模式中冷却的热交换器5被吹送的新鲜空气FA被动地加热，直到通风房间中的空气温度等于吹送空气温度。在排气阶段，由于外部能量消耗引起的压力增加，先前蒸发的工作介质WA冷凝，同时将冷凝热释放到周围环境中。以这种方式加热的热交换器5加热排出的废气SA。在排气阶段被吹气阶段代替之前，热交换器5在先前的吹气阶段中确立的时间内被动地由排出的废空气SA冷却。
具有蓄热模块11的通风装置的操作在于主空气导流器42位置与次空气导流器43位置的这种同步，以允许在排气阶段和吹气阶段，空气交替地流过分流管道112和蓄热器111，其中，图27示出了在夏季工作介质WA的冷凝热的储存期间具有蓄热模块11的通风装置，在排气阶段，空气流通过蓄热器111。在这种配置中，两个切断阻尼器120在来自控制***45的信号的影响下保持打开，并且由致动器443驱动的次空气导流器43占据打开通过蓄热器111的气流同时关闭通过旁路管道112的气流的位置。此外，所有的空气阀124保持打开，并且因此，全部的废气SA射流流过所有的空气管119，并且在热交换器5中的工作介质WA的冷凝热被废气SA射流接收，并且被传递到蓄热器111中的相变材料116。
图31示出了在夏季的吹气阶段具有蓄热模块11的通风设备，其空气流通过旁路管道112。在这种配置中，两个切断阻尼器120在来自控制***45的信号的影响下保持打开，并且次空气导流器43占据打开通过旁路管道112的气流同时关闭通过蓄热器111的气流的位置。即使所有空气阀124保持打开，全部新鲜空气FA射流流过旁路管道112，并进一步流过热交换器5，其中，它与由于工作介质WA的蒸发而冷却的热交换结构接触而冷却。
在图32中示出通风装置，在夏季，由蓄热器111排气的阶段，当废气SA具有比相变材料116的冻结温度更低的温度时，热交换器5处于被动模式。由于选择性地打开一些阀124，仅通过单个空气管119或包括一些空气管119的部来泵送废气SA。在有利的时间间隔中，打开的阀124关闭，并且它们的下一个部分打开。仅顺序使用蓄热器111的部分，由此全部废气FA射流周期性地流动，有利地延长了从相变材料116的固化层中除热的时间，该固化层直接粘附到管道119的表面上，远在蓄热器111的封闭隔室115的内部。这保证了在从通风的新鲜空气FA或废气SA到蓄热器111的热传递过程中相变热的连续使用。
根据图35，在炎热天气的吹气阶段的夏季，在通风装置中，风扇41通过蓄热器111的空气管119的该部分吸入热的新鲜空气FA，凝固的相变材料116位于该部分周围，并且因此，新鲜空气FA冷却到相变材料的熔点。
在根据图34的通风设备中，在冬季的吹气阶段，结霜的新鲜空气FA流过蓄热器111的所有空气管道119，其中整个相变材料116是液体，加热到其冻结温度，然后在工作介质WA冷凝的循环中在热交换器5中被加热。
根据图35，在短暂秋季的通风设备中，蓄热器111完全充满熔融相变材料116，并且由于关闭了两个阻尼器120而保持与外部环境隔离。次空气导流器43在允许空气流过分流管道112的位置保持不动。新鲜空气FA的吹送以及废气SA的排出都通过旁路管道112发生。
本发明实施的能力不限于所示的实施例。基于上述原理，配备有两个热交换器的双风扇通风装置也可以工作。在这样的装置中，对于两个热交换器而言工作介质压缩和膨胀***是共用的，在一个热交换器中工作介质压力降低时，在第二热交换器中工作介质压力上升。
根据本发明的装置可用于工业处理，特别是锅炉中的烟气冷却过程。
附图标记单：
1-壳体；
2-废气过滤部；
3-噪声抑制部；
4-空气泵送部；
41-风扇；
42-主空气导流器；
421-主导流器的驱动器；
43-次空气导流器；
431-导流管道；
432-导流主体；
433-碗形件；
434-碗形件；
435-管道隔断；
436-隔断边缘；
437-主体凸缘；
438-凸缘开口；
439-上风道区；
440-下风道区；
441-次空气导流器的上连接器；
442-次空气导流器的下连接器；
443-次导流器的驱动致动器；
45-空气导流器和双通阀的控制***；
5-热交换器；
51-热交换***；
511-水平容器隔室肋；
512-水平容器隔室托盘；
513-竖直容器隔室沟槽；
514-管状容器段的横向肋；
515-管状容器段的沟槽；
516-管状容器段的锥形肋；
517-套泡沫；
518-纤维套结构；
519-应急滴水盘；
520-加热元件；
521-冷凝泵；
522-喷洒***；
523-冷凝物出口；
524-多孔材料固体；
525-上热交换***；
526-下热交换***；
53-压力容器壁；
531-压力容器内部；
532-开孔金属容器填充物；
533-开孔陶瓷容器填充物；
534-容器填充物的纤维结构；
535-容器填充物的颗粒床；
54-压力容器段；
55-容器板状段；
551-容器段的水平隔室；
552-容器段的竖直隔室；
56-管状容器段；
561-水平管状容器段；
562-竖直管状容器段；
57-容器段的压力连接器；
58-压力收集器；
6-新鲜空气过滤部；
7-压力控制***；
71-连接器；
711-容器PV中的压力传感器；
72-蒸气压缩装置；
721-出口；
722-入口；
73-高压缓冲容器；
731-高压传感器；
74-低压缓冲容器；
741-低压传感器；
75-双通阀；
751-阀门驱动装置；
76-高压管道；
77-低压管道；
78-压缩机；
79-空气温度传感器；
8-家用装置；
9-建筑物隔断；
10-隔断开口；
11-蓄热模块；
111-蓄热器；
112-旁路管道；
113三通管；
114-空气分配隔室；
115-封闭隔室；
116-蓄热材料；
117-存储隔断；
118-隔断开口；
119-空气管；
120-切断空气阻尼器；
121-分配隔室入口；
122-空气分配***；
123-空气阀组支架；
124-带有驱动的空气阀；
FA-新鲜空气；
SA-废气；
WA-工作介质；
PV-压力容器。
Claims (15)
1.一种通风装置，其具有贯通的壳体(1)，该壳体是用于空气射流流动的管道并且连接到建筑物隔断(9)的开口(10)，其中，固定再生式热交换器(5)和由恒定旋转方向的离心风扇(41)形成的泵送部(4)以及具有单独的驱动器(43)的主可逆空气射流驱动器(42)串联地布置在壳体(1)内，其特征在于，所述热交换器(5)设有金属压力容器(PV)，所述金属压力容器具有至少一个固定在其壁(53)上的热交换***(51)，所述压力容器(PV)的内部(531)填充有热力学工作介质(WA)并且连接到所述工作介质(WA)的循环分立压力控制***(7)。
2.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述热力学工作介质(WA)是烃或水或氨或二氧化碳的任意低沸点混合物。
3.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述压力容器(PV)的内部(531)另外填充有高导热且具有毛细保持液体形式的工作介质(WA)的能力的多孔材料(532、533、534)，所述多孔材料呈开孔金属泡沫(532)或开孔陶瓷泡沫(533)或金属纤维的纤维结构(534)的形式，并且，所述压力容器(PV)的内部(531)填充有颗粒状材料(535)。
4.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述压力容器(PV)包括多个相互平行的段(54)，所述段通过压力紧固件(57)相互连接并通过压力收集器(58)连接到压力控制***(7)的压力连接器(71)上。
5.根据权利要求4所述的通风设备，其特征在于，所述压力容器(PV)的段是呈平坦隔室(551)形式的板状元件(55)，所述平坦隔室是根据空气流动方向定向地、水平地伸展，并且所述压力容器(PV)的每个平坦水平隔室(551)设有两个热交换***(525、526)，所述两个热交换***的一个布置在另一个之上并且由高热传导材料制成；其中，所述压力容器(PV)的水平隔室(551)中的每个热交换***(525、526)由多个竖直地且平行于空气流动方向的肋(511)组成，所述多个肋位于水平托盘(512)内部并且永久地连接到其底部以保持良好的热传导；并且上热交换***(525)卧位地紧固到所述水平隔室(551)，使得所述托盘(512)的底部直接附接到所述隔室的上表面，而下部热交换***(526)在悬挂位置固定到所述水平隔室(551)，使得所有肋(511)紧固到所述隔室的下表面，然而，所述托盘(512)悬垂于所述竖直肋(511)下方；优选地，当压力容器(PV)的水平隔室(551)中的每个热交换***(525、526)由位于水平托盘(512)内部并且永久地连接到其底部以保持良好的热传导的、金属开孔泡沫(517)结构或金属纤维结构(518)的吸湿性衬里构成时，其中，所述上热交换***(525)卧位地紧固到所述水平隔室(551)，使得所述托盘(512)底部直接附接到所述隔室的上表面，而所述下热交换***(526)在悬挂位置紧固到所述水平隔室(551)，使得衬里(517或518)紧固到所述隔室的下表面，然而，所述托盘(512)悬垂于所述衬里(517、518)下方。
6.根据权利要求4所述的通风装置，其特征在于，所述压力容器(PV)的段是呈平行平坦隔室(552)形式的板状元件(55)，所述平坦隔室定向地、竖直地伸展且与空气流动方向一致，其中，所述压力容器(PV)的每个竖直隔室(552)具有由纵向的水平沟槽(513) 形成的热交换***(51)，所述沟槽由高导热材料制成并且永久地连接到所述隔室的相对外表面以保持良好的导热性；并且所述压力容器(PV)的每个竖直隔室(552)具有形式为开孔金属或陶瓷泡沫(517)结构或金属纤维结构(518)的吸湿性衬里的热交换***(51)，所述热交换***由高导热材料制成并且永久地连接到所述隔室的相对外表面以保持良好的导热性。
7.根据权利要求4所述的通风装置，其特征在于，所述压力容器(PV)的段呈定向地、水平地伸展且垂直于空气流动方向的平行管状段(56)的形式；并且所述压力容器(PV)的每个水平管状段(561)具有呈横向肋(514)的套组形式的热交换***(51)，所述横向肋的底部边缘与水平沟槽(515)接合，或者所述压力容器(PV)的每个水平管状段(561)具有呈金属纤维结构(518)或开孔金属或陶瓷泡沫(517)结构的吸湿性套形式的热交换***(51)，所述衬里的下边缘与水平分布的沟槽(515)接合。
8.根据权利要求11所述的通风装置，其特征在于，所述压力容器(PV)的段呈定向地、竖直地伸展且垂直于空气流动方向的平行管状段(562)的形式，并且所述压力容器(PV)的每个竖直管状段(562)具有以一个布置在另一个之上的锥形肋(516)的形式的热交换***(51)，所述锥形肋是用于冷凝湿气的储存器，优选地当所述压力容器(PV)的每个竖直管状段(562)具有带有沿所述管状段(562)的轴线布置的锥形肋(516)的、金属纤维结构(518)或开孔金属或陶瓷泡沫(517)结构的的吸湿性套形式的热交换***(51)时。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的通风装置，其特征在于，所述压力容器(PV)中的热交换***(51)是多孔材料固体(524)，其中，所述容器的平行段(551、552、561、562)被***，其中，所述热交换***(51)的固体(524)由金属纤维结构(518)或开孔金属或陶瓷泡沫(517)结构的材料形成。
10.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述热交换器(5)设置有安装在位于所述热交换***(51)下方的、所述壳体(1)的下部中的应急滴水盘(519)，所述应急滴水盘(519)为无出口的托盘形式，其设有电加热元件(520)或带有冷凝水泵(521)的热交换***(51)的喷洒***或所述应急滴水盘(519)具有冷凝水进入污水排放口的重力的或强制出口(523)。
11.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述工作介质(WA)的循环分立压力控制***(7)设有蒸汽压缩装置(72)，所述蒸汽压缩装置的出口(721)具有与高压缓冲容器(73) 和高压传感器(731)的连接，所述蒸汽压缩装置的入口(722)具有与低压缓冲容器(74)和低压传感器(741)的连接，并且，所述工作介质(WA)的循环分立压力控制***(7)还设有包括在工作介质(WA)回路中的三位双通阀(75)，其中，所述蒸汽压缩装置(72)是压缩机(78)或是公知的家用装置(8)，该家用装置设有工作介质(WA)的压缩机(78)，该工作介质的压缩机通过高压管道(76)连接到高压缓冲容器(73)上并通过低压管道(77)连接到低压缓冲容器(74)上。
12.根据权利要求11所述的通风装置，其特征在于，所述工作介质(WA)的循环分立压力控制***(7)的双通阀(75)具有电驱动装置(751)，该电驱动装置通过电子控制***(45)与所述主可逆空气流动导流器(42)的电驱动装置同步。
13.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，蓄热模块(11)位于热交换器(5)和建筑物隔断(9)的开口(10)之间，并且具有单独的驱动器(433)的次可逆空气导流器(43)在所述建筑物隔断(9)的开口(10)的一侧上连接到所述模块，所述次空气导流器(43)的驱动器(433)通过电子控制***(45)与所述主空气导流器(42)的驱动器(421)同步，并且所述次空气导流器(43)具有纵向管道(431)，其中均匀旋转的交叉轴承安装主体(432)由两个彼此附着并向相对侧开口以及与圆形凸缘(437)隔开的碗形件(433、434)构成，所述凸缘垂直于所述主体(432)的旋转轴线分布并且具有中心开口(438)；此外，具有与所述主体(432)的凸缘(437)啮合的凹拱形边缘(436)的纵向隔断(435)形成在导流器（43）的管道(431)中；其中，管道(431) 通过所述隔断(435)和所述凸缘(437)被分成两个纵向区域(439，440)，并且所述蓄热模块(11)包括流动蓄热器(111)和沿其分布的分流管道(112)，并且所述蓄热模块(11)侧的所述次空气驱动器(43)具有两个连接器(442、441)，所述蓄热器(111)和所述旁路管道(112)的最后部分连接到所述两个连接器，而所述蓄热器(111)和所述分流管道(112)的相对最后部分通过三通管(113)连接到所述热交换器(5)。
14.根据权利要求13所述的通风设备，其特征在于，所述蓄热器(111)包括两个空气分配隔室(114)和封闭隔室(115)，所述两个空气分配隔室通过两个相对的隔断(117)彼此分开，所述封闭隔室形成在所述两个空气分配隔室之间并且填充有蓄热材料(116)，其中，每个所述隔段(117)具有开口(118)，其中，用于空气流动的多个平行管道(119)的端部被紧密地安装，并且，所述蓄热器(111)设置有位于所述空气分配隔室(114)的入口(121)中的切断空气阻尼器(120)，其中，所述蓄热器(111)中的所述空气分配隔室(114)中的一个设置有空气分配***(122)，所述空气分配***包括单独驱动的空气阀(124)的套组，并且所述空气阀中的每个空气阀关闭用于空气流动的至少一个管道(119)。
15.根据权利要求14所述的通风装置，其特征在于，所述蓄热器(111)的封闭隔室(115)中的蓄热材料(116)是在室温下固化的液体物质。
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