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      在供暖通風和空調(diào)單元內(nèi)的包括兩個不同直徑的風扇的空氣流動管理系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:4698216閱讀:222來源:國知局
      專利名稱:在供暖通風和空調(diào)單元內(nèi)的包括兩個不同直徑的風扇的空氣流動管理系統(tǒng)的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明一般地涉及包括兩個將空氣抽吸過蒸發(fā)器盤管且將空氣吹 送過氣體或電換熱器的不同直徑的風扇的空氣流動管理系統(tǒng)。
      背景技術
      大型商用空氣流動管理系統(tǒng)通常使用兩個較小的等直徑風扇來將 空氣抽吸過蒸發(fā)器盤管且將空氣吹送過氣體或電換熱器到區(qū)域內(nèi)。兩個 較小的風扇提供了優(yōu)于單個的較大的風扇的優(yōu)點。 一個優(yōu)點在于,空氣 流動在較寬的蒸發(fā)器盤管截面上更均勻地分布??諝饬鲃右哺鶆虻卦?氣體或電換熱器上分布,這取決于良好地分布的空氣流動以防止過熱且 優(yōu)化效率。另外,兩個風扇的直徑小于單個的風扇的直徑,從而降低了 保持風扇的拒的高度。
      與使用兩個等直徑風扇相關的問題在于兩個風扇即使在以相同的 速度運行時也不總是輸送等量的空氣流動。此問題特別地在從下方排放 構造可轉化為側面排放構造的空氣流動管理系統(tǒng)中盛行。在下方排放構 造中,由笫 一風扇和第二風扇抽吸的空氣直接地流向下方的排放開口 。
      來自兩個風扇的空氣流動是近似地相等的。在側面排i文構造中,通過最 接近側面排放開口的第二風扇的空氣流動相對地未受阻礙。然而,通過 較遠離側面排放開口的第 一風扇的空氣流動具有較大的行進距離且必 須通過笫二風扇的鼓風區(qū)以離開側面排放開口 。笫二風扇在由笫 一風扇 生成的空氣流動上施加了背壓,從而降低了離開第一風扇的空氣的流 量。第二風扇因此輸送了空氣流動的主要部分而笫 一風扇相對地低效。 風扇也可以以產(chǎn)生沖擊和一般地不穩(wěn)定運行的方式相互作用,從而使得 難于保持固定的體積空氣流量和靜壓設定點。
      在現(xiàn)有技術的空氣流動管理系統(tǒng)中,空氣流動在大的風扇速度范圍 內(nèi)是不穩(wěn)定的。風扇動力消耗增加,因為第二風扇做了主要的功。蒸發(fā) 器盤管的大部分接收了非常小的空氣流動,所以氣體或電換熱器具有高 的表面溫度和差的熱效率。以溫度激活的安全極限開關也由于不穩(wěn)定的空氣溫度而不^見律地動作, 因此,在本領
      器盤管且將空氣吹送過氣體或電換熱器的風扇的空氣流動管理系統(tǒng)的 需要,這克服了現(xiàn)有技術的缺點和短處。

      發(fā)明內(nèi)容
      空氣流動管理系統(tǒng)包括蒸氣壓縮系統(tǒng)。在冷卻模式中,制冷劑在壓 縮機內(nèi)被壓縮且然后進入冷凝器盤管且向外部流體介質(zhì)排熱。制冷劑然 后通過膨脹設備膨脹。在膨脹后,制冷劑流過蒸發(fā)器盤管且從通過排放 開口排放以冷卻區(qū)域的外部空氣流接收熱。制冷劑然后再進入壓縮機從 而完成了循環(huán)。在加熱模式中,蒸發(fā)器不冷卻外部空氣流,且空氣流動
      ;波加熱部分的氣體或電換熱器加熱以加熱區(qū)域。
      第一風扇和第二風扇將外部空氣流抽吸過蒸發(fā)器盤管且將外部空 氣流吹送過氣體或電換熱器。第一風扇具有第一直徑,第一直徑大于第 二風扇的第二直徑。排放開口從下方排放構造可轉換為側面排放構造。 當處于側面排放構造時,第二風扇位于第 一風扇和側面排放開口之間。 在一個例子中,風扇同軸地布置。由第二風扇抽吸的空氣相對地未受阻 礙地引向側面排放開口 。來自第 一風扇的空氣流動必須通過第二風扇的 鼓風區(qū)。第 一風扇具有較大的直徑以產(chǎn)生較強的空氣流動來克服由笫二 風扇產(chǎn)生的空氣流動,從而更好地分配來自第 一風扇的空氣流動。
      風扇的速度也可以調(diào)節(jié)以優(yōu)化空氣流動。第 一風扇具有較高的速度 且因此產(chǎn)生了比第二風扇更大的空氣流動。另外,風扇速度和風扇直徑 二者可以調(diào)節(jié)以優(yōu)化空氣流動。
      本發(fā)明的這些和其他特征將從如下的說明書和附圖中最好地理解。


      本發(fā)明的多種特征和優(yōu)點將從如下的對當前的優(yōu)選實施例的詳細 描述中對于本領域 一 般技術人員變得顯見。伴隨詳細描述的附圖可以簡 單地描述如下
      圖1示意性地圖示了包括蒸氣壓縮系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)的空氣流動管理 系統(tǒng);
      圖2A示意性地圖示了具有下方排放構造的空氣流動管理系統(tǒng)的前視圖2B示意性地圖示了具有下方排放構造的空氣流動管理系統(tǒng)的側 視圖3A示意性地圖示了具有側面排放構造的空氣流動管理系統(tǒng)的前 視圖;和
      圖3B示意性地圖示了具有側面排放構造的空氣流動管理系統(tǒng)的側 視圖。
      具體實施例方式
      圖1圖示了空氣流動管理系統(tǒng)10。控制裝置56確定了空氣流動管 理系統(tǒng)10是以冷卻沖莫式還是加熱沖莫式運行。此確定可以通過溫度調(diào)節(jié) 裝置或通過由操作者提供的指令來進行。
      空氣流動管理系統(tǒng)10包括蒸氣壓縮系統(tǒng)20,具有壓縮機22,冷凝 器盤管24,膨脹設備26和蒸發(fā)器盤管28。制冷劑通過封閉回路的蒸氣 壓縮系統(tǒng)20循環(huán)。在冷卻模式期間,制冷劑通過排放口 30以高壓和高 焓離開壓縮才幾22。
      制冷劑然后流過冷凝器盤管24。例如水或空氣的外部流體介質(zhì)32 流過冷凝器盤管24且與流過冷凝器盤管24的制冷劑換熱。制冷劑向外 部流體介質(zhì)32排熱且以相對地低的焓和高壓離開冷凝器盤管24。
      制冷劑然后通過膨脹設備26膨脹從而降低制冷劑的壓力。膨脹設 備26可以是機械膨脹設備(TXV)、電子膨脹閥(EXV)或其他類型 的已知膨脹設備。
      在膨脹后,制冷劑流過蒸發(fā)器盤管28且從外部空氣流34吸熱。制 冷劑以相對地高的焓和低的壓力離開蒸發(fā)器盤管28。制冷劑然后進入壓 縮才幾22的抽吸口 38A人而完成循環(huán)。
      當空氣流動管理系統(tǒng)IO以冷卻模式運行時,控制裝置56發(fā)出信號 以激活壓縮機22且泵送制冷劑通過蒸氣壓縮系統(tǒng)20以冷卻蒸發(fā)器盤管 28內(nèi)的外部空氣流34。控制裝置56發(fā)出信號以解除在加熱部分52內(nèi) 的氣體或電換熱器40的激活。氣體或電換熱器40包括數(shù)個大體上U形 的換熱器盤管(在圖2B和圖3B中示出)。風扇36和37 (在圖2A、 圖2B、圖3A和圖3B中示出)將外部空氣流34抽吸過蒸發(fā)器盤管28 且通過空氣移動部分50,且將外部空氣流34吹送通過加熱部分52 (未激活)且通過下方排放開口 42或側面排放開口 43而進入到待冷卻的區(qū) 域以冷卻該區(qū)域。
      轉回到圖1,當空氣流動管理系統(tǒng)10以加熱模式運行時,控制裝置 56發(fā)出信號以解除對壓縮機22的激活,從而停止制冷劑通過蒸氣壓縮 系統(tǒng)20和蒸發(fā)器盤管28的流動。控制裝置56發(fā)出信號以激活氣體或 電換熱器40。在加熱才莫式期間,外部空氣流34^皮加熱部分52內(nèi)的氣體 或電換熱器40加熱以加熱外部空氣流34且加熱區(qū)域。壓縮機22在加 熱模式期間不運行,且因此制冷劑不流過蒸氣壓縮系統(tǒng)20,且不與外部 空氣流34換熱。風扇36和37將外部空氣流34吹送過氣體或電換熱器 40以加熱外部空氣流34。 #:加熱的外部空氣流34通過下方排放開口 42 或側面4非;汰開口 43的一個離開加熱部分52以加熱區(qū)^或。
      制冷劑在蒸氣壓縮系統(tǒng)20內(nèi)的流動可以通過使用熱泵54而逆轉。 當制冷劑的流動被逆轉時,來自壓縮機22的制冷劑進入蒸發(fā)器盤管28 (用作冷凝器)以加熱外部空氣流34來加熱區(qū)域。
      如在圖2A、圖2B、圖3A和圖3B中示出,風扇36和37在空氣移 動部分50內(nèi)將外部空氣流34抽吸過蒸發(fā)器盤管38,且將外部空氣流 34吹送過氣體或電換熱器40。風扇36和37并行地運行。在一個例子 中,第一風扇36和笫二風扇37繞共同的軸44同軸地布置。然而,可 以的是風扇36和風扇37的每個安裝在大體上平^f亍的不同的軸上。外部 空氣流34在下方排放構造和側面排放構造之間可轉換。
      第一風扇36具有直徑A和寬度C,第二風扇37具有直徑B和寬度 D。第一風扇36的直徑A和寬度C大于笫二風扇37的直徑B和寬度D。 由風扇36和37抽吸的空氣量取決于風扇36和37的每個的直徑的立方。 靜壓取決于風扇36和37的直徑的平方。在一個例子中,第一風扇36 具有大致為15英寸的直徑A,且第二風扇37具有大致為12英寸的直 徑B。在一個例子中,第一風扇36具有大致為15英寸的寬度C,且笫 二風扇37具有大致為12英寸的寬度D。然而,這些直徑僅是例子,但 可以4吏用任何直徑。風扇36和37分開以距離E。在一個例子中,距離 E大致為19英寸。
      圖2A和圖2B示出了當空氣流動管理系統(tǒng)10以下方排放構造運行 時流過加熱部分52內(nèi)的下方4非;改開口 42的外部空氣流34。外部空氣流 34由風扇36和37抽吸過蒸發(fā)器盤管28且吹送過氣體或電換熱器40。外部空氣流34沿大體上直的路徑引導到下方排放開口 42,以在加熱模 式中加熱區(qū)域或在冷卻才莫式中冷卻區(qū)域。來自風扇36和37的每個的空 氣流動不相互干涉。在下方排放構造中,側面排放開口 43被面板60覆 蓋以防止外部空氣流34流過側面排;改開口 43。面4反60可以以任^T方式 連接到加熱部分52。
      圖3A和圖3B示出了當空氣流動管理系統(tǒng)10以側面排放構造運行 時流過加熱部分52內(nèi)的側面排;改開口 43的外部空氣流34。外部空氣流 34被風扇36和37抽吸過蒸發(fā)器盤管28且吹送過氣體或電換熱器40。 外部空氣流34被引導通過加熱部分52且通過側面排放開口 43。在圖 3A的視圖中,外部空氣流34在指向紙張內(nèi)的方向上被吹送。然而,應 理解的是由風扇36和37吹送的空氣可以以任何水平方向向著側面排放 開口43抽吸。在側面排放構造中,下方排放開口 42被面板62覆蓋以 防止外部空氣流34流過下方排放開口 42。面板62可以以任何方式連接 到加熱部分52。
      第二風扇37位于靠近側面排放開口 43。因此,由第二風扇37抽吸 的空氣被相對地不受阻礙地引導到側面排放開口 43。如在圖3B中示出, 來自風扇36和37的空氣流動遇到面板62且然后大體上垂直地;故引導 以離開側面排放開口 43且加熱或冷卻區(qū)i或。
      第一風扇36位于第二風扇37的另一側上且遠離側面排放開口 43。 當來自第一風扇36的空氣流動向側面排放開口 43移動時,空氣流動通 過第二風扇37的鼓風區(qū),這妨礙了空氣/人第一風扇36的排放。
      為調(diào)和此妨礙,較遠離側面排放開口 43的第一風扇36比較靠近側 面排放開口 43的第二風扇37更有力。通過使得第一風扇36的直徑A 和寬度C大于第二風扇37的直徑B和寬度D,第一風扇36可以產(chǎn)生更 強的空氣流動以克服通過第二風扇37的空氣流動,從而更好地將來自 第一風扇36的空氣流動分配到側面排放開口 43。因為較強的空氣流動, 來自第二風扇37的空氣流動不在來自第一風扇36的空氣流動上施加背 壓,且當空氣流過第二風扇37的鼓風區(qū)時不限制通過第一風扇36的空 氣流量。第一風扇36較有力,因為它位于否則將趨向于具有不足的空 氣流動的位置上,且第二風扇37較弱,因為它位于否則將趨向于具有 過多的空氣流動的位置處??諝饬鲃庸芾硐到y(tǒng)10的運行可以被穩(wěn)定, 且在兩個風扇36和37之間可以具有更希望的空氣流動平衡。風扇36和37的速度也可以調(diào)節(jié)以優(yōu)化空氣流動。在此例子中,笫 一風扇36運行以產(chǎn)生其速度比第二風扇37所產(chǎn)生的空氣流動的速度更 高的空氣流動。在一個例子中,風扇36和37以每分鐘大致496至1300 轉旋轉。在此例子中,風扇36和37可以分別具有相等的直徑A和B和 分別具有相等的寬度C和D,或可以具有不等的直徑。另外,風扇36 和37的速度和風扇36和37的直徑或寬度可以調(diào)節(jié)以優(yōu)化空氣流動??諝饬鲃釉趦蓚€風扇36和37之間的分開取決于風扇36和37的位 置、尺寸和速度??諝饬鲃拥姆珠_也取決于空氣入口的幾何形狀,加熱 腔的設計和下方排放開口 42和側面排放開口 43的尺寸和位置。前述描述僅是本發(fā)明的原理的示例??梢愿鶕?jù)以上的教示進行許多 對本發(fā)明的修改和變化。本發(fā)明的優(yōu)選實施例已披露,然而,本領域一 般技術人員將認識到在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以具有某些修改。因此,應理 解的是在附帶的權利要求的范圍內(nèi),本發(fā)明可以與特別地描述的不同地 實踐。由于此原因,應研讀如下的權利要求以確定本發(fā)明的真實的范圍 和內(nèi)容。
      權利要求
      1.一種換熱器,包括換熱器盤管;產(chǎn)生與換熱器盤管內(nèi)的介質(zhì)換熱的第一空氣流動的第一風扇;和產(chǎn)生與換熱器盤管內(nèi)的介質(zhì)換熱的第二空氣流動的第二風扇,其中第一空氣流動比第二空氣流動強。
      2. 根據(jù)權利要求1所述的換熱器,其中第一風扇具有第一直徑且第 二風扇具有第二直徑,且第一直徑大于第二直徑。
      3. 根據(jù)權利要求1所述的換熱器,其中第一風扇以第一風扇速度運 行,且第二風扇以第二風扇速度運行,且第一風扇速度大于第二風扇速 度。
      4. 根據(jù)權利要求1所述的換熱器,其中笫一空氣流動和第二空氣流 動通過排放口離開,且第一空氣流動和第二空氣流動沿大體上直的路徑 從第 一風扇和第二風扇分別引導到排放口 。
      5. 根據(jù)權利要求l所述的換熱器,其中第一空氣流動和第二空氣流 動通過排放口離開,且第二風扇位于笫一風扇和排放口之間。
      6. 根據(jù)權利要求1所述的換熱器,其中第一風扇和第二風扇并行運行。
      7. 根據(jù)權利要求1所逸的換熱器,其中換熱器盤管是蒸發(fā)器盤管, 且第 一風扇和第二風扇將第 一 空氣流動和第二空氣流動分別抽吸過蒸 發(fā)器盤管。
      8. 根據(jù)權利要求1所述的換熱器,其中換熱器是氣體或電換熱器, 且第 一風扇和第二風扇將第 一 空氣流動和笫二空氣流動分別吹送過氣 體或電換熱器。
      9. 一種空氣流動管理系統(tǒng),包括包括蒸發(fā)器盤管的蒸氣壓縮系統(tǒng),其中制冷劑流過蒸發(fā)器盤管; 產(chǎn)生被加熱的介質(zhì)的加熱換熱器;和 空氣移動部分,包4舌產(chǎn)生第 一空氣流動的第 一風扇,當空氣流動管理系統(tǒng)以冷卻才莫式運 行時,第一空氣流動與蒸發(fā)器盤管內(nèi)的制冷劑換熱,且當空氣流動管理 系統(tǒng)以加熱模式運行時,第 一 空氣流動與加熱換熱器內(nèi)的被加熱的介質(zhì) 換熱,和產(chǎn)生第二空氣流動的第二風扇,當空氣流動管理系統(tǒng)以冷卻^f莫式運 行時,第二空氣流動與蒸發(fā)器盤管內(nèi)的制冷劑換熱,且當空氣流動管理 系統(tǒng)以加熱才莫式運行時,第二空氣流動與加熱換熱器內(nèi)的被加熱的介質(zhì) 換熱,其中第一空氣流動比第二空氣流動強。
      10. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中蒸氣壓縮系統(tǒng)包括將制冷劑壓縮到高壓的壓縮機; 用于在制冷劑與流體之間換熱的冷凝器;和使制冷劑膨脹到低壓的膨脹設備。
      11. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中第一風扇具有第一直徑且第 二風扇具有第二直徑,且第一直徑大于第二直徑。
      12. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中第 一風扇以第 一風扇速度運 行,且第二風扇以第二風扇速度運行,且第一風扇速度大于第二風扇速 度。
      13. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中第一空氣流動和第二空氣流 動通過排放口離開空氣流動管理系統(tǒng),且第一空氣流動和第二空氣流動 沿大體上直的路徑分別從第 一風扇和第二風扇引導到排放口 。
      14. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中第一空氣流動和第二空氣流 動通過排放口離開空氣流動管理系統(tǒng),且第二風扇位于第一風扇與排放 口之間。
      15. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中第一風扇和第二風扇并行運行。
      16. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中第 一風扇和第二風扇分別將 第一空氣流動和第二空氣流動抽吸過蒸發(fā)器盤管。
      17. 根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng),其中第一風扇和笫二風扇分別將 第 一 空氣流動和第二空氣流動吹送過加熱換熱器。
      18. —種用于管理空氣流動的方法,包括如下步驟 以冷卻模式和加熱4莫式的 一個運行空氣流動管理系統(tǒng); 生成第一空氣流動,當空氣流動管理系統(tǒng)以冷卻模式運行時,第一空氣流動與蒸發(fā)器盤管內(nèi)的制冷劑換熱,且當空氣流動管理系統(tǒng)以加熱 模式運行時,第一空氣流動與加熱換熱器內(nèi)的被加熱的介質(zhì)換熱,和生成第二空氣流動,當空氣流動管理系統(tǒng)以冷卻才莫式運行時,第二 空氣流動與蒸發(fā)器盤管內(nèi)的制冷劑換熱,且當空氣流動管理系統(tǒng)以加熱模式運行時,第二空氣流動與加熱換熱器內(nèi)的被加熱的介質(zhì)換熱,其中 第一空氣流動比第二空氣流動強。
      19. 根據(jù)權利要求18所述的方法,其中第一空氣流動由具有第一 直徑的第一風扇生成,且第二空氣流動由具有第二直徑的第二風扇生 成,其中第一直徑大于第二直徑。
      20. 根據(jù)權利要求18所述的方法,其中第一空氣流動具有笫一速 度且第二空氣流動具有第二速度,且第一速度大于第二速度。
      全文摘要
      空氣被氣體或電換熱器加熱或在蒸發(fā)器盤管內(nèi)被冷卻??諝馔ㄟ^排放開口排放以加熱或冷卻區(qū)域。兩個風扇將外部空氣流抽吸過氣體或電換熱器或蒸發(fā)器盤管。第一風扇的直徑大于第二風扇的直徑。當具有側面排放構造時,第二風扇位于第一風扇和側面排放開口之間。第一風扇具有較大的直徑以產(chǎn)生較強的空氣流動以克服由第二風扇產(chǎn)生的空氣流動,從而更好地分配來自第一風扇的空氣流動。由第二風扇生成的空氣流動被相對地不受阻礙地引向排放開口。
      文檔編號F24F3/044GK101310153SQ200580052067
      公開日2008年11月19日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權日2005年11月16日
      發(fā)明者B·D·維德托, M·J·弗雷利希 申請人:開利公司
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