專利名稱：一種室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，屬于室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國城市化建設(shè)的發(fā)展，城市人口密度越來越大，居住地日益集中，絕大多數(shù) 城市居民居住在密集的公寓樓中。公寓樓中的大多數(shù)房間、尤其是臥室都只設(shè)有一扇門和 一扇窗，門和窗的上沿與房頂?shù)拈g距一般在40cm以上，有些達到120cm。臥室門通常與客廳 相連、并不與室外直接連通，因此，臥室與室外空氣交換實際上只能通過一扇窗進行，而僅 憑一扇窗并無法在室內(nèi)形成空氣對流通道，所以室內(nèi)外空氣交換基本上只能靠效率較低的 擴散方式進行，這極易導(dǎo)致室內(nèi)空氣流通不暢、室內(nèi)空氣不新鮮。在冬季，為保持室內(nèi)空氣新鮮，這種房間只能通過長時間開窗來換氣。但若開窗時 間與室內(nèi)物品熱滯后時間相當，則室內(nèi)溫度會因熱量大量流失而顯著降低，要讓室內(nèi)溫度 恢復(fù)，需要大量耗能，不利于節(jié)能和健康環(huán)保。在夏季、特別是夏夜，由于室內(nèi)電器和人體等發(fā)熱體都會加熱室內(nèi)空氣，而熱空氣 密度較小，因而會上浮聚集在房間頂部，而現(xiàn)有房間頂部都是密封結(jié)構(gòu)，且所開窗戶的位置 也距房間頂部較遠(一般在40cm以上)，因此熱空氣聚集在頂部無法排出，熱空氣在室內(nèi)長 時間積累會導(dǎo)致室內(nèi)溫度明顯高于室外溫度。根據(jù)熱力學(xué)原理，熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射為三種主要熱交換方式。但對空氣而 言，其熱傳導(dǎo)系數(shù)較小，而室內(nèi)外溫差又不是很大，因而熱傳導(dǎo)和熱輻射效率較低，所以熱 對流成為影響室內(nèi)溫度的主要因素，因此提高對流效率成為提高室內(nèi)外溫度交換效率的主 要途徑?，F(xiàn)有室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置通常采用如下三種方式，這三種方式各自有其缺點1.開窗通氣僅一扇窗無法形成空氣對流通道，通風(fēng)效果差。2.空調(diào)以及所謂的“換新風(fēng)”空調(diào)能耗大、不利于健康；“換新風(fēng)”空調(diào)無論是抽 氣還是排氣，都無法形成對流通道；室內(nèi)管口不在房間頂部，不符合熱學(xué)規(guī)律、效率較低。3.風(fēng)扇室內(nèi)熱風(fēng)循環(huán)，甚至?xí)斐蛇M一步升溫，效果不好。4.抽排風(fēng)扇加通風(fēng)管道抽排風(fēng)口位置設(shè)置不科學(xué)，達不到最好效果。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實用新型提供一種室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝 置，利用位置科學(xué)分布的抽排風(fēng)扇，根據(jù)冷暖空氣對流規(guī)律，在房間內(nèi)主動建立一通風(fēng)通 道，實現(xiàn)室內(nèi)外空氣高效對流。為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝 置，至少包括兩個抽排風(fēng)扇，一抽排風(fēng)扇位于與室外空氣接觸的房間墻壁最上部的通風(fēng)孔 處，另一抽排風(fēng)扇位于與室外空氣接觸的房間墻壁最下部的通風(fēng)孔處。當房間存在兩面與室外空氣接觸的墻壁時，一抽排風(fēng)扇位于其中一面與室外空氣接觸的房間墻壁最上部，另一抽排風(fēng)扇位于另一面與室外空氣接觸的房間墻壁下部。當房 間僅存在一面與室外空氣接觸的墻壁時，一抽排風(fēng)扇位于所述與室外空氣接觸的房間墻壁 最上部，另一抽排風(fēng)扇位于所述與室外空氣接觸的房間墻壁最下部。兩抽排風(fēng)扇對角分布。 抽排風(fēng)扇附接有彎曲管道，彎曲管道的管口位置位于房間墻壁最上部。通風(fēng)孔處設(shè)有網(wǎng)罩 和擋風(fēng)板。抽排風(fēng)扇與溫控電路電連接，溫控電路至少由溫度比較器、三極管(或其他放大 器)和繼電器組成，溫度比較器通過兩個分別位于室內(nèi)外的熱敏電阻R1、R2和電位器Pl以 及正反饋比較器LM311進行室內(nèi)外溫度比較、得到對應(yīng)溫差比較信號，用此比較信號控制 三極管的導(dǎo)通與截止，從而驅(qū)動繼電器控制抽排風(fēng)扇的開關(guān)。在所述正反饋比較器的正端 接有R5、R6構(gòu)成遲滯溫度比較器，提高電路的抗干擾能力。本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置具有以下優(yōu)點1.本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置利用位置科學(xué)分布的抽排風(fēng)扇，根據(jù) 冷暖空氣對流規(guī)律，在房間內(nèi)主動建立一通風(fēng)通道，實現(xiàn)室內(nèi)外空氣高效對流。2.本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置利用溫控電路實現(xiàn)對抽排風(fēng)扇的自 動控制。3.本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置的適用范圍廣、功耗低、節(jié)能環(huán)保、造 價低、可自動化控制，便于使用與普及。

圖1是本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置實施例1的排風(fēng)扇分布示意圖。圖2是本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置實施例2的排風(fēng)扇分布示意圖。圖3是本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置的內(nèi)部電路圖。圖4是房間內(nèi)某一熱源左下方位置在關(guān)窗、開窗、開抽排風(fēng)扇三種狀態(tài)的溫度變 化曲線。圖5是房間內(nèi)某一熱源左上方位置在關(guān)窗、開窗、開抽排風(fēng)扇三種狀態(tài)的溫度變 化曲線。圖6是房間內(nèi)某一熱源正上方位置在關(guān)窗、開窗、開抽排風(fēng)扇三種狀態(tài)的溫度變 化曲線。
具體實施方式
下面以具體實施例結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明圖1是本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置實施例1的排風(fēng)扇分布示意圖。 房間存在兩面與室外空氣接觸的墻壁，在其中一面與室外空氣接觸的房間墻壁上部不影響 美觀位置處開一個10-40cm的排氣孔、在此處設(shè)置一個合適尺寸的抽排風(fēng)扇用于排氣，同 時在另一面與室外空氣接觸的房間墻壁下部不影響美觀位置處開一個10-40cm的排氣孔、 在此處設(shè)置合適一個尺寸的抽排風(fēng)扇用于抽氣。兩抽排風(fēng)扇對角分布，在房間內(nèi)形成大的 氣流通道，室內(nèi)外空氣置換效率高，熱交換效率高，可實現(xiàn)高效空氣對流和熱量交換。圖1是本實用新型的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置實施例2的排風(fēng)扇分布示意圖。 房間僅存在一面與室外空氣接觸的墻壁，在所述與室外空氣接觸的房間墻壁上部及下部不 影響美觀位置處各開一個10-40cm的排氣孔、在此處設(shè)置合適一個尺寸的抽排風(fēng)扇。兩抽排風(fēng)扇對角分布，也可在房間中形成空氣對流通道，實現(xiàn)較高效的空氣對流和熱量交換。設(shè) 置風(fēng)扇時應(yīng)盡可能注意調(diào)整導(dǎo)風(fēng)板方向以使氣流通道路徑包圍的面積較大。當房間與室外空氣接觸的房間墻壁與室外空氣接觸的房間墻壁是承重墻，不便開 排氣孔設(shè)置抽排風(fēng)扇時，可使抽排風(fēng)扇附接有彎曲管道，使彎曲管道的管口位置位于所述 與室外空氣接觸的房間墻壁上原本想要設(shè)置抽排風(fēng)扇的位置處。排氣孔處可設(shè)有網(wǎng)罩，避免蚊蟲進入。抽排風(fēng)扇上應(yīng)設(shè)置有擋板，不開風(fēng)扇時應(yīng)使 孔處于關(guān)閉狀態(tài)。在夏夜，在室外溫度低于室內(nèi)時，利用本實用新型的位置設(shè)置合理的成對抽排風(fēng) 扇，通過促進室內(nèi)外冷熱空氣的對流交換來顯著降低室內(nèi)溫度。反之，在室外溫度高于室內(nèi) 溫度時，不需要通風(fēng)換氣或應(yīng)縮短換氣時間，這可通過一簡單的溫度比較控制電路實現(xiàn)。如圖3所示，本實用新型的抽排風(fēng)扇與溫控電路電連接，由溫控電路控制其開關(guān)， 實現(xiàn)自動化控制。溫控電路至少由溫度比較器LM311N、三極管Ql (或其他放大器)和繼電器 Jl組成，溫度比較器通過兩個分別位于室內(nèi)外的熱敏電阻Rl、R2和電位器Pl以及正反饋 比較器LM311N進行室內(nèi)外溫度比較、得到對應(yīng)溫差比較信號，用此比較信號控制三極管Ql 的導(dǎo)通與截止，從而驅(qū)動繼電器Jl來控制抽排風(fēng)扇Ml、M2的開關(guān)。比較器LM311N的引腳 1接地，引腳2、3分別為正、負輸入，引腳4接地，引腳5、6懸空，引腳7為輸出端子，8接+5V 穩(wěn)壓電源。R4為輸出上拉電阻，R3為保護電阻，Dl為繼電器Jl的保護二極管，M1、M2是抽 排風(fēng)扇。調(diào)整P1、R5可調(diào)整動作溫差，并可調(diào)整動作溫差范圍。下面以R1、R2為負溫度系 數(shù)熱敏電阻的情況為例闡明溫控電路的工作原理，當室內(nèi)溫度T上升到上臨界溫度時，Rl 減小，比較器LM311N的VS+上升，比較器輸出高電平，三極管Ql導(dǎo)通，繼電器Jl吸合，換氣 調(diào)溫風(fēng)扇M1、M2開始工作，使室內(nèi)熱空氣被室外相對較冷空氣置換，室內(nèi)溫度下降；當換氣 調(diào)溫裝置的室內(nèi)溫度T下降到下臨界控制溫度后，通風(fēng)設(shè)備自動關(guān)閉；當室內(nèi)溫度T再次上 升到換氣調(diào)溫裝置的上臨界控制溫度后，換氣調(diào)溫裝置再次開始工作，如此循環(huán)，通過加速 對流來實現(xiàn)對室內(nèi)溫度的控制。由于室內(nèi)外溫差有一定波動，有時電路還會受到某些干擾，這會導(dǎo)致溫度在一小 范圍內(nèi)波動，若此波動恰好處于換氣調(diào)溫裝置的臨界控制溫度，則會導(dǎo)致溫度比較器頻繁 跳變，換氣調(diào)溫裝置也會頻繁開關(guān)，導(dǎo)致系統(tǒng)損壞。為防止此現(xiàn)象發(fā)生，采用R5、R6形成正 反饋電路，構(gòu)成遲滯溫度比較器，調(diào)節(jié)P1、R5可調(diào)整動作上下閾值，提高了電路的抗干擾能 力，使該裝置穩(wěn)定工作。本裝置所消耗的電能遠小于空調(diào)，符合節(jié)能、環(huán)保、健康的理念。另外，本實用新型還可配合定時器、室內(nèi)污染度測控裝置等實現(xiàn)抽排風(fēng)自動控制。下面描述房間內(nèi)典型部位(熱源周邊)在不同通風(fēng)狀態(tài)下的溫度及其變化情況。 溫度采用吉時利臺式表195A測量，溫度傳感器是四線PT100，配合采樣卡由計算機自動完 成采樣與數(shù)據(jù)記錄，采樣周期為Is。測量時室外環(huán)境溫度約30. 1°C。對室內(nèi)3個典型位置 (分別為熱源左下方、左上方及正上方)進行溫度測量，每個位置連續(xù)測量溫度變化，分為 A、B、C三個階段，A階段為房間全密閉時的溫度，B階段是開窗后同一位置的溫度，C階段 為關(guān)窗并開抽排風(fēng)扇后同一位置的溫度。每階段溫度都維持約10分鐘，計算機連續(xù)采集溫 度數(shù)據(jù)。三個典型位置在封閉、開窗、開抽排風(fēng)扇時的溫度穩(wěn)定值見表1。圖5、6、7分別是 熱源左下方、左上方、正上方分別在關(guān)窗、開窗、開抽排風(fēng)扇三種狀態(tài)的溫度變化曲線，其中 橫軸表示采樣時間(s)，縱軸表示不同時間對應(yīng)的溫度(T)。顯而易見，僅依靠室內(nèi)窗戶通風(fēng)，只能被動形成風(fēng)道，且一般房間窗戶位置太低、有些還只能開一半、通風(fēng)效果不理想，而 開啟抽排風(fēng)扇后降溫效果明顯。
0034
權(quán)利要求1.一種室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，至少包括兩個抽排風(fēng)扇，其特征在于一抽排風(fēng) 扇位于與室外空氣接觸的房間墻壁最上部的通風(fēng)孔處，另一抽排風(fēng)扇位于與室外空氣接觸 的房間墻壁最下部的通風(fēng)孔處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，其特征在于當房間存在兩面 與室外空氣接觸的墻壁時，一抽排風(fēng)扇位于其中一面與室外空氣接觸的房間墻壁最上部， 另一抽排風(fēng)扇位于另一面與室外空氣接觸的房間墻壁最下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，其特征在于當房間僅存在一 面與室外空氣接觸的墻壁時，一抽排風(fēng)扇位于所述與室外空氣接觸的房間墻壁最上部，另 一抽排風(fēng)扇位于所述與室外空氣接觸的房間墻壁最下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，其特征在于兩抽排風(fēng)扇 對角分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，其特征在于抽排風(fēng)扇附接有 彎曲管道，彎曲管道的管口位置位于房間墻壁最上部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，其特征在于通風(fēng)孔處設(shè)有網(wǎng) 罩和擋風(fēng)板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，其特征在于抽排風(fēng)扇與溫控 電路電連接，溫控電路至少由溫度比較器、三極管和繼電器組成，溫度比較器通過兩個分別 位于室內(nèi)外的熱敏電阻R1、R2和電位器Pl以及正反饋比較器LM311進行室內(nèi)外溫度比較、 得到對應(yīng)溫差比較信號，用此比較信號控制三極管的導(dǎo)通與截止，從而驅(qū)動繼電器控制抽 排風(fēng)扇的開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，其特征在于在所述正反饋比 較器的正端接有R5、R6構(gòu)成遲滯溫度比較器，提高電路的抗干擾能力。
專利摘要本實用新型公開一種室內(nèi)空氣換氣調(diào)溫控制裝置，至少包括兩個抽排風(fēng)扇，一抽排風(fēng)扇位于與室外空氣接觸的房間墻壁最上部的通風(fēng)孔處，另一抽排風(fēng)扇位于與室外空氣接觸的房間墻壁最下部的通風(fēng)孔處。本實用新型利用位置科學(xué)分布的抽排風(fēng)扇，根據(jù)冷暖空氣對流原理，在房間內(nèi)主動建立一通風(fēng)通道，實現(xiàn)室內(nèi)外空氣高效對流。
文檔編號F24F7/10GK201892288SQ20102066486
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者楊勇, 諸遠奇, 邢磊, 鄭園 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)