專利名稱：通風(fēng)單元校正設(shè)備、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通風(fēng)單元性能，更具體地涉及用于校正通風(fēng)單元的設(shè)備、系統(tǒng)和方法以在多種安裝環(huán)境的任意環(huán)境中獲得期望流量。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種用于安裝在通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)單元。該通風(fēng)單元可包括聯(lián)接至風(fēng)扇元件和電源的馬達(dá)。該通風(fēng)單元還可包括校正模塊，該校正模塊聯(lián)接至馬達(dá)并具有功率調(diào)節(jié)器，其基于通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性調(diào)整通風(fēng)單元的性能。本發(fā)明還提供了一種用于校正性能額定的通風(fēng)單元的方法，該方法包括確定通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性。該方法還可包括基于通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性調(diào)節(jié)供給至通風(fēng)單元的電力以滿足通風(fēng)單元的性能額定。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種安裝性能額定的通風(fēng)單元的安裝方法，其包括將通風(fēng)單元連接至通風(fēng)系統(tǒng)以及評估通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性和電源的功率供給能力。該方法還可包括基于通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性調(diào)整供給至通風(fēng)單元的電力以滿足通風(fēng)單元的性能額定。本發(fā)明的其它方面將通過考慮詳細(xì)的描述和附圖而變得明顯。



圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的用于通風(fēng)單元的示例性安裝環(huán)境的局部剖視圖；圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式在示例性安裝環(huán)境中的通風(fēng)系統(tǒng)的示例性配置；圖1B和IC是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)系統(tǒng)的示例性配置；圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元的分解圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元的分解圖；圖3A是示出兩種不同的通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)單元的性能的視圖；圖3B是示出兩種不同的通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)單元的性能的視圖；圖4是示出用于實(shí)現(xiàn)5個額定性能的通風(fēng)單元中的每個的性能水平的等效管路的一組圖表；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式用于通風(fēng)單元的校正曲線的視圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元的系統(tǒng)圖；圖6B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元的系統(tǒng)圖6C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元的系統(tǒng)圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的校正方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)描述本發(fā)明的任意實(shí)施方式前，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于應(yīng)用到以下描述所提及的或在以下附圖中示出的部件的構(gòu)造和設(shè)置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠應(yīng)用于其他實(shí)施方式并且能夠以多種方式實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)。而且，應(yīng)該理解，本文所使用的措辭和術(shù)語是出于描述的目的而不應(yīng)視為限制。本文使用的“包括(including)”^包括(comprising)”或“具有(having)”以及它們的變體意指包含其后列出的各項(xiàng)及其等同物和附加項(xiàng)。除非另有規(guī)定或限制，術(shù)語“安裝”、“連接”、“支承”和“聯(lián)接”以及它們的變體廣泛地使用并且包含直接和間接的安裝、連接、支承和聯(lián)接。此外，“連接”和“聯(lián)接”不受限于物理或機(jī)械連接或聯(lián)接。而且，應(yīng)該理解，本文針對裝置或元件定向所使用的措辭和術(shù)語(例如，類似“中央”、“上部”、“下部”、“前”、“后”等術(shù)語)僅用于簡化本發(fā)明的描述，而不會單獨(dú)地指示或暗示所指的裝置或元件具有特定的定向。此外，諸如“第一”和“第二”的術(shù)語在本文中被用于描述的目的，并不試圖指示或暗示相對重要性或意義。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括兩個通風(fēng)系統(tǒng)20的安裝環(huán)境，每個通風(fēng)系統(tǒng)20可包括通風(fēng)單元22。雖然圖1所示的安裝環(huán)境為房屋，但是通風(fēng)系統(tǒng)20和通風(fēng)單元22可安裝在任意建筑或結(jié)構(gòu)中以使空氣(氣體、煙、空氣傳播微粒物質(zhì)等)沿第一空間26與第二空間28之間的流動路徑24移動，這些建筑或結(jié)構(gòu)包括但不限于居住單元、辦公樓、工廠、存儲單元、附屬建筑等。如圖1所示，第一和 /或第二空間26、28可被大致限定為建筑的內(nèi)部或外部，或者限定為建筑內(nèi)房間或一組房間的內(nèi)部或外部。在一些實(shí)施方式中，第一和/或第二空間26、28可被限定為鄰近通風(fēng)單元22的至少一部分的量，或者更具體地，可被限定為在通風(fēng)單元22的一部分與諸如火爐或淋浴間的其它單元之間延伸的量。在另一些實(shí)施方式中，第一和/或第二空間26、28可通過封閉空間限定，諸如通過煙櫥或建筑通風(fēng)管來限定。通風(fēng)系統(tǒng)20可根據(jù)安裝環(huán)境和系統(tǒng)需求而具有多種配置。通風(fēng)系統(tǒng)20可包括管道設(shè)置30以在第一空間26與第二空間28之間提供用于氣流24的管道。管道設(shè)置30可包括具有至少一個直部分30a和/或至少一個成角度部分30b的管路。各成角度部分30b可表示角度范圍中的任意角度，但90度至135度角度的成角度部分30b最常見。管道部分30a、30b的截面形狀和截面面積以及形成它們的材料均能夠根據(jù)安裝環(huán)境和系統(tǒng)需求而改變。例如，管道設(shè)置30可包括本領(lǐng)域公知的剛性和/或柔性材料。另外，管道設(shè)置30可包括一個或多個接合部分30c，如圖1和IA所示，接合部分30c可連接管道設(shè)置30或通風(fēng)系統(tǒng)20的多種其它部分。管道設(shè)置30可在鄰近第一空間26的端部或與第一空間26關(guān)聯(lián)的端部處連接至通風(fēng)單元22，在鄰近第二空間28的端部或與第二空間28關(guān)聯(lián)的端部處連接至終止裝配件32。在一些實(shí)施方式中，終止裝配件32可提供可移動屏障，其可選擇性地允許氣流24從管道設(shè)置30離開進(jìn)入第二空間28。終止裝配件26可阻止空氣從第二空間28逆流進(jìn)管道設(shè)置30中。在另一些實(shí)施方式中，終止裝配件32可提供部分屏障(例如，屏、網(wǎng)、籠架等)以阻止動物和/或昆蟲進(jìn)入流動路徑24。在又一些實(shí)施方式中，終止裝配件32可從管道設(shè)置30提供交替狀(alternate-shaped)出口以用于氣流24。在包括接合部分30c的通風(fēng)系統(tǒng)20的實(shí)施方式中，氣流路徑24可分叉至多個終止裝配件32和/或從多個引入件會聚。如圖1所示，終止裝配件32可以為安裝在建筑屋頂?shù)捻敳棵?2a或者為安裝在具有屋頂?shù)慕ㄖ巢康谋巢棵?2c。然而，根據(jù)具體實(shí)施方式
中管道設(shè)置30鄰近于第二空間28或與第二空間28關(guān)聯(lián)的端部定位，終止裝配件32可如圖1A所示替代地設(shè)置在墻壁中，或者可替代地設(shè)置在至少部分限定第二空間28的其它結(jié)構(gòu)中。圖1B和IC示出了根據(jù)本發(fā)明的通風(fēng)系統(tǒng)的兩個附加實(shí)施例。如圖1B所示，線式鼓風(fēng)機(jī)33a可設(shè)置在管道部分30a、30b之間并由此連接至終止裝配件32和引入件34?？蛇x地，如圖1C所示，外部鼓風(fēng)機(jī)33b可通過管道設(shè)置30連接至引入件34并用作終止裝配件。引入件34可包括簡單的固定裝置，諸如罩、柵、通氣板等，或者引入件34自身可以為如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的通風(fēng)單元22。圖1B和IC的通風(fēng)系統(tǒng)可配置成用于如上參照圖1所描述的多種安裝環(huán)境。例如，除了其他位置之外，圖1B的同軸鼓風(fēng)機(jī)33a可位于地下室、壁櫥、內(nèi)壁空間、櫥柜或閣樓，而且將引入件34連接至線式鼓風(fēng)機(jī)33a并將鼓風(fēng)機(jī)33a連接至終止裝配件32的管道設(shè)置30可包括一個或多個直部分30a和/或成角度部分30b。圖1C的外部鼓風(fēng)機(jī)33b可安裝至墻壁或者至少部分限定第二空間28的其它結(jié)構(gòu)(例如，緊靠第二空間28的屋頂或墻壁)，而且將引入件34連接至外部鼓風(fēng)機(jī)33b的管道設(shè)置30可包括一個或多個直部分30a和/或成角度部分30b。雖然下面針對特殊的通風(fēng)單元22進(jìn)行描述，即，針對諸如圖2A所示的通風(fēng)單元的抽油煙機(jī)，或者針對諸如圖2B所示的通風(fēng)單元的浴室排氣扇進(jìn)行描述，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明可應(yīng)用于多種通風(fēng)單元22。例如，在一些實(shí)施方式中通風(fēng)單元22可以為排氣扇或進(jìn)氣扇(圖1A)、通氣罩、線式鼓風(fēng)機(jī)33a (圖1B)、外部鼓風(fēng)機(jī)33b (圖1C)、或者可以為用于使空氣從一個空間移動到另一空間的類似單元。通風(fēng)單元22可具有本領(lǐng)域公知的任意的多種尺寸、形狀和配置。如圖1所示，通風(fēng)單元22可安裝至房間的櫥柜或天花板。然而，根據(jù)特定實(shí)施方式中管道設(shè)置30鄰近于第一空間26或與第一空間26關(guān)聯(lián)的端部定位，通風(fēng)單元22可安裝至墻壁或者如圖1A所示安裝在至少部分限定第一空間26的其它結(jié)構(gòu)。如上面參照圖1B所討論的，同軸鼓風(fēng)機(jī)33a通?？晌挥诘谝豢臻g26與第二空間28之間的某處，而外部鼓風(fēng)機(jī)33b通?？晌挥诘诙臻g28附近或位于第二空間28中，如參照圖1C所討論的那樣。如圖2A和2B所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元22可通過一個或多個安裝板/安裝架35a和管道連接器35b聯(lián)接至管道設(shè)置30。通風(fēng)單元22可包括馬達(dá)36，馬達(dá)36聯(lián)接至鼓風(fēng)機(jī)葉輪38或殼體40中的類似風(fēng)扇元件。馬達(dá)36可被驅(qū)動以移動鼓風(fēng)機(jī)葉輪38，從而產(chǎn)生通風(fēng)或氣流24。鼓風(fēng)機(jī)葉輪38可被設(shè)置在/定向于通風(fēng)單元22內(nèi)以使氣流24被引導(dǎo)進(jìn)或引導(dǎo)出管道設(shè)置30。在一些實(shí)施方式中，馬達(dá)36可以為無刷AC (BLAC)馬達(dá)、永磁AC (PMAC)馬達(dá)、或無刷DC (BLDC)馬達(dá)。這些類型的馬達(dá)為通過交流電(AC)或直流電(DC)電力驅(qū)動的同步電動馬達(dá)，并具有電子整流系統(tǒng)而非具有機(jī)械整流器和刷，這導(dǎo)致改進(jìn)的馬達(dá)效率并且機(jī)械磨損減少，增加了馬達(dá)的 壽命。在BLAC、PMAC和BLDC馬達(dá)中電流與轉(zhuǎn)矩以及電壓與rpm之間為線性關(guān)系。與適用于驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)葉輪38或類似風(fēng)扇元件的其它類型的馬達(dá)相比，無刷DC馬達(dá)通常展示出較小的操作噪聲。與無刷DC馬達(dá)相比，無刷AC馬達(dá)和永磁AC馬達(dá)甚至展示出更小的操作噪聲。這些特性可有利于在不期望有背景噪聲的位置中需要延長用于操作的時(shí)間段的通風(fēng)單元22。此外，BLAC、PMAC和BLDC馬達(dá)提供可靠的啟動和持續(xù)操作以及在非常低的速度下的可控性。在一些實(shí)施方式中，可提供接口以將用于控制AC感應(yīng)馬達(dá)的AC功率信號轉(zhuǎn)換為可用輸入以控制BLAC、PMAC或BLDC馬達(dá)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的各種實(shí)施方式可替代地使用其它類型的馬達(dá)。如圖2A所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元22可包括沿氣流路徑24設(shè)置的一個或多個濾波器元件42。在一些實(shí)施方式中，諸如圖2A和2B所示的那些，通風(fēng)單元22可包括一個或多個燈44，一個或多個燈44用于照亮單元22附近的空間。燈44可通過設(shè)置在殼體40或單元22的其它部件上的用戶接口 46而選擇性地導(dǎo)通或關(guān)閉。馬達(dá)36驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇38的速度可通過用戶接口 46調(diào)整。用戶接口可包括一個或多個開關(guān)、刻度盤、按鈕、觸摸屏、顯示器、指示器等或者它們的組合。在另一些實(shí)施方式中，燈和/或馬達(dá)的速度可通過遠(yuǎn)離通風(fēng)單元22 (例如，安裝在墻壁或櫥柜上)設(shè)置的用戶接口 46來控制。在另一些實(shí)施方式中，通風(fēng)單元22的操作可由用戶通過設(shè)置在單元22上、單元22附近或遠(yuǎn)離單元22的多個接口 ·46中任一接口來控制。通風(fēng)單元22可包括直接至電源(例如，至建筑電力系統(tǒng))或間接至電源(例如，通過經(jīng)由插座連接至建筑電力系統(tǒng)的纜)的連接件48。燈44和/或馬達(dá)36的操作會受到控制單元50的影響。在一些實(shí)施方式中，控制單元50為功率調(diào)節(jié)器(例如，電壓調(diào)節(jié)器或電流調(diào)節(jié)器)、控制器或微處理器、一個或多個熔斷器、傳感器和/或開關(guān)或這些元件的多個元件的某種組合。包括控制單元50的元件可安裝在電路板并緊固至殼體40或通風(fēng)單元22的其它部件?？商峁╇娺B接以通過控制單元50將馬達(dá)36聯(lián)接至電源連接件48。用戶接口46可聯(lián)接至控制單元50，如同燈44那樣。在可替換的實(shí)施方式中，控制單元50或其元件可設(shè)置為遠(yuǎn)離通風(fēng)單元22。例如，控制單元50 (或其元件)可以被設(shè)置成與安裝在墻壁、櫥柜或類似結(jié)構(gòu)中的遠(yuǎn)程定位的用戶接口成為整體。在一些實(shí)施方式中，用戶接口 46可以為通過紅外(IR)或射頻信號(RF)與單元22相互作用的遠(yuǎn)程控制器。通風(fēng)單元22可被額定為以某一水平進(jìn)行(即，產(chǎn)生特定流量)。作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，抽油煙機(jī)性能通常被額定并廣告為0.l”Wg的靜壓。該業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)理論上對多種品牌和制造商的抽油煙機(jī)型號進(jìn)行了簡單比較。0.l”Wg的靜壓額定值在20世紀(jì)50年代由住宅通風(fēng)行業(yè)選擇，在那時(shí)住宅排氣通風(fēng)裝置為低流動性的(低于IOOcfm)并且聯(lián)接至具有剛性電鍍管路的短管道設(shè)置30。然而，目前市面上的許多住宅抽油煙機(jī)以高得多的流量進(jìn)行通風(fēng)，該抽油煙機(jī)聯(lián)接至不同截面面積的較長管道設(shè)置30，并且包括終止裝配件32，該終止裝配件32具有采用多種尺寸和截面面積的逆止阻擋裝置。與特定通風(fēng)系統(tǒng)20關(guān)聯(lián)的靜壓可隨系統(tǒng)部件的物理特性和設(shè)置而極大地改變。圖3A描繪了額定為以特定“Y”水平操作的單元的性能曲線。換言之，該曲線表示通過“Y”額定單元在多種靜壓下產(chǎn)生的空氣流量24。如圖所示，通風(fēng)單元“Y”經(jīng)受的靜壓越高，空氣流量越低(即，空氣流量與靜壓成相反關(guān)系)。在圖3A中，系統(tǒng)曲線“A”和“B”表示特定通風(fēng)系統(tǒng)20的特性。除了別的之外，系統(tǒng)曲線可根據(jù)以下條件而改變，通過管道系統(tǒng)30的流動路徑的截面面積，通過系統(tǒng)30的流動路徑的長度，直部分30a、成角度部分30b和接合部分30c的配置、定向和長度，以及濾波器42和/或終止裝配件阻擋的效果?；旧希囟ㄍL(fēng)系統(tǒng)20的特性會影響通風(fēng)單元22的性能(即，單元22是否在高于、低于或在其額定水平進(jìn)行通風(fēng))。具有更大斜率的系統(tǒng)曲線表示更大限制性的系統(tǒng)或安裝環(huán)境。如性能曲線與各系統(tǒng)曲線之間的交叉所指示的，“Y”額定通風(fēng)單元將在系統(tǒng)“A”產(chǎn)生比在系統(tǒng)“B”中明顯更低的空氣流量。例如，如果該單元額定在160cfm處，那么曲線“B”可表示性能等于單元的額定的系統(tǒng)，而曲線“A”可表示比系統(tǒng)“B”更具限制性的系統(tǒng)(S卩，顯示更高靜壓)。系統(tǒng)“A”中單元的性能與系統(tǒng)“B”中單元的性能之間的差異可歸因于以上描述的系統(tǒng)特性的一個或多個差異(即，管道設(shè)置30、終止裝配件類型32等)。圖3B描繪了 額定為以特定“Z”水平操作的單元的性能曲線，“Z”水平可為大于圖3A的“Y”水平多倍的數(shù)值。如圖所示，雖然空氣流量與單元所經(jīng)受的靜壓仍成相反關(guān)系，但是“Z”額定單元可具有與“Y”額定單元非常不同的性能曲線。在圖3B中，“A”和“B”走向線分別表示用于這樣的系統(tǒng)的系統(tǒng)曲線，所述系統(tǒng)具有與關(guān)于圖3A所討論的通風(fēng)系統(tǒng)“A”和“B”的相等長度但具有不同的直徑。應(yīng)該注意，較高流量單元(例如，“Z”額定單元)通常采用截面面積比較低流量單元(例如，“Y”額定單元)所采用的更大的管道。如性能曲線與各系統(tǒng)曲線之間的交叉所指示的，“Z”額定通風(fēng)單元將在系統(tǒng)“A”中產(chǎn)生比在系統(tǒng)“B”中明顯更小的空氣流量。例如，如果該單元額定在600cfm處，那么曲線“A”和“B”可表示單元的實(shí)際性能不能滿足其性能額定、但在系統(tǒng)“B”中該單元可比在系統(tǒng)“A”中更靠近指定的額定水平的系統(tǒng)(B卩，系統(tǒng)“A”比系統(tǒng)“B”更具限制性)。一般而言，通風(fēng)單元22的性能額定或者系統(tǒng)20的靜壓越高，通風(fēng)單元22在安裝環(huán)境中可能不以額定水平操作的可能性越大。該情況可能隨著通風(fēng)單元22的性能額定和系統(tǒng)20的靜壓增加而變得更加可能。例如，如果具有相同直徑和長度的管道設(shè)置與高流量額定單元和低流量額定單元一起使用，那么高流量額定單元在性能上會比低流量額定單元經(jīng)歷大得多的降低?；诎惭b環(huán)境，簡單地增加管道設(shè)置的截面面積以適應(yīng)高流量額定單元具有明顯的實(shí)際限制。圖4進(jìn)一步示出了通風(fēng)系統(tǒng)20的配置和特性與性能額定的通風(fēng)單元22的實(shí)際性能之間的關(guān)系。各圖表包含用于五個具體額定通風(fēng)單元(即，1500cfm、1200cfm、600cfm、500cfm和160cfm)之一的數(shù)據(jù)。各圖表的第一列描述管道設(shè)置30的截面。列2_4指定能夠產(chǎn)生額定性能的75%、90%和100%的等效管路的最大長度(ft.)。例如，對于在包括約8”直徑圓形剛性管路的管道設(shè)置30中額定1500cfm的通風(fēng)單元22，系統(tǒng)的最大等效長度為3’的直管路30a。如果系統(tǒng)20包括成角度部分30b (等同于約10’的直管路30a)和/或終止裝配件32 (等同于約25’的直管路30a)，通風(fēng)單元22不能產(chǎn)生額定氣流。本發(fā)明被設(shè)計(jì)為解釋通風(fēng)系統(tǒng)20的配置和特性中的變化，從而提供具有等同于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)評估中其性能額定的實(shí)現(xiàn)(實(shí)際)的性能的通風(fēng)單元22。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元22可包括用于此目的校正模塊52或的方法。校正模塊52或方法可用于基于通風(fēng)系統(tǒng)20的一個或多個特征(即，因具體系統(tǒng)20而對通風(fēng)單元22經(jīng)受的靜壓有貢獻(xiàn)的特性)來確定通風(fēng)單元22所需的電源以產(chǎn)生等同于單元22的性能額定的空氣流量根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方式，校正方法可由軟件、硬件或它們的組合實(shí)現(xiàn)。例如，在包括控制器的通風(fēng)單元22的實(shí)施方式中，控制器可被編程為執(zhí)行校正程序?？刂破骺梢詾槿鐖D2A和2B所示的控制單元50、可以為控制單元50的元件、可以為完全獨(dú)立的部件或者包括控制單元50?？赏ㄟ^在安裝過程中將控制單元50連接至電源、或者通過輸入至與該單元關(guān)聯(lián)的用戶接口 46而在每次使用自動地啟動校正程序。在一些實(shí)施方式中，控制器可被編程為存儲表示通風(fēng)單元22的特性的數(shù)據(jù)。例如，馬達(dá)36的功率額定、濾波器42的存在和類型、由單元22限定的氣流路徑的尺寸和形狀、該單元的性能額定、風(fēng)扇或馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，除了別的之外(例如，電流、電壓、壓力、流量、轉(zhuǎn)矩等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，與通風(fēng)單元22有關(guān)的任何或全部數(shù)據(jù)可在安裝時(shí)或者在需要校正時(shí)通過用戶接口 46可替代地輸入控制器。該信息可由用戶(例如，安裝者、啟動校正的用戶)測量或知曉，或者通過制造商來提供。如圖6A和6B的實(shí)施方式所不,校正模塊52可包括一個或多個傳感器以提供表征通風(fēng)系統(tǒng)20的一個或多個特性的數(shù)據(jù)。例如，校正模塊52可包括一個或多個傳感器以向控制器提供輸出信號，除了別的之外，其能表征或用于確定提供至通風(fēng)單元22的功率量和/或單元22經(jīng)受的靜壓。除了別的之外，這些傳感器可包括至少一個流量傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和電流/電壓傳感器或者它們的組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，與通風(fēng)系統(tǒng)20有關(guān)的任何或全部數(shù)據(jù)能夠可替代地在安裝時(shí)或者在需要校正時(shí)通過用戶接口 46輸入控制器。該信息可由用戶通過使用多種傳感/計(jì)量裝置通過測量或估算或它們的組合方式而知曉或確定。用戶接口 46可顯示與系統(tǒng)狀態(tài)有關(guān)的關(guān)于系統(tǒng)的操作和/或校正、來自控制器的數(shù)據(jù)，并且可具 有用于此目的的至少一個指示器。顯示的數(shù)據(jù)可來自一個或多個傳感器、電源、功率調(diào)節(jié)器、馬達(dá)36、風(fēng)扇38和/或控制器自身或與它們有關(guān)。在一些實(shí)施方式中，校正模塊52使用戶能夠響應(yīng)于所顯示的數(shù)據(jù)通過接口 46調(diào)整系統(tǒng)。用戶接口 46還可包括CFM設(shè)置開關(guān)，CFM設(shè)置開關(guān)可使用戶/安裝者能夠設(shè)置最小或關(guān)閉模式的通風(fēng)率以遵守環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，和/或設(shè)置在校正過程中可用于調(diào)整通風(fēng)單元22的性能的最大通風(fēng)率。針對CFM設(shè)置的默認(rèn)設(shè)置可由制造商或零售商提供。對于具有無限速度控制的通風(fēng)單元22，單元22可被設(shè)計(jì)為在最大通風(fēng)率與最小通風(fēng)率之間操作。對于具有離散速度設(shè)置的通風(fēng)單元22，單元22可被設(shè)計(jì)為以高于最小通風(fēng)率的、預(yù)定百分比的最大設(shè)置通風(fēng)率操作。圖6B的實(shí)施方式表征可集成進(jìn)最初設(shè)計(jì)為使用AC馬達(dá)的通風(fēng)單元22中的校正模塊。如圖6B所示，校正模塊52可包括功率轉(zhuǎn)換接口，功率轉(zhuǎn)換接口可將AC電源信號轉(zhuǎn)換為DC電源信號。DC功率信號可通過控制器提供至功率調(diào)節(jié)器。一個或多個傳感器和用戶接口 46可將輸入提供至現(xiàn)有的AC馬達(dá)控制器和校正控制器。在一些實(shí)施方式中，現(xiàn)有的AC馬達(dá)控制器可響應(yīng)于用戶輸入提供通風(fēng)單元22的操作控制，校正控制器和功率調(diào)節(jié)器可通過功率轉(zhuǎn)換接口對AC馬達(dá)控制器所提供的功率信號提供校正確定后的調(diào)整。雖然圖6B針對將AC馬達(dá)控制的通風(fēng)單元22轉(zhuǎn)換為DC馬達(dá)控制的單元，但是應(yīng)該理解，校正模塊52和方法可結(jié)合或者與具有多種類型的馬達(dá)的通風(fēng)單元22 —起使用。例如，包括AC馬達(dá)和預(yù)編程的AC馬達(dá)控制器的通風(fēng)單元22無需功率轉(zhuǎn)換接口以便添加校正模塊52，但在其它方面可類似于圖6B中圖示的單元。圖6C是示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的通風(fēng)單元22的操作的系統(tǒng)圖。在一些實(shí)施方式中，通風(fēng)單元22可被設(shè)計(jì)為以單一速度操作。虛線框外的視圖表示這樣的系統(tǒng)，并且例如可在浴室環(huán)境中使用。通風(fēng)單元22可通過壁開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)閉，壁開關(guān)經(jīng)由一系列信號修改階段將電力提供至信號處理器。信號處理器然后可通過馬達(dá)功率模塊提供以速度“A”驅(qū)動三相馬達(dá)36必需的電力。無刷AC和永磁AC為兩種類型的馬達(dá)36，根據(jù)所示的實(shí)施方式，這兩種類型的馬達(dá)36可用于旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)葉輪38或通風(fēng)單元22中的其它風(fēng)扇元件。馬達(dá)相電流感測電路可提供從馬達(dá)電源模塊至信號處理器的反饋。在圖6C所示的實(shí)施方式中，校正模塊可并入該系統(tǒng)，例如可并入信號處理器中，并且校正模塊可在安裝時(shí)或系統(tǒng)激活一次或每次激活時(shí)執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，圖6C所示的系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)為以多個速度操作并且可包含視圖虛線框內(nèi)部的方面。在該實(shí)施方式中，速度“A”可以為能夠用于滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的極低通風(fēng)水平，而速度“B”可以為操作通風(fēng)水平。CFM設(shè)置電位計(jì)能使安裝者/用戶設(shè)置所需速度“A”。在單元22還未通過墻開關(guān)被激活而第一空間26中的濕度達(dá)到某一水平的情況下，濕度傳感器可提供通風(fēng)單元22的自動激活。安裝者/用戶還可設(shè)置斷開延遲設(shè)置電位計(jì)，以便在速度“B”至速度“A”操作的時(shí)間段后停用或降低通風(fēng)單元22的速度。在此實(shí)施方式中，除了以上關(guān)于單一速度的通風(fēng)單元22討論的那些之外，這些元件可向信號處理器提供輸入，并且系統(tǒng)的其余元件可如上所述地操作。如圖7所示，以上討論的獲得表征通風(fēng)系統(tǒng)20的信息/數(shù)據(jù)的各種方法被稱為校正的數(shù)據(jù)獲取54部分。如上所述，數(shù)據(jù)獲取54可通過硬件、軟件或硬件和軟件的組合來進(jìn)行。(通過用戶或傳感 器)編程和/或輸入控制器的數(shù)據(jù)可由控制器使用，以確定通風(fēng)單元22產(chǎn)生等同于特定單元性能額定的空氣流量所需的電源。這可通過計(jì)算存儲在控制器中的一個或多個算法、通過參照一個或多個查找表或者通過它們的一些組合來完成，其被稱為校正的數(shù)據(jù)處理56部分。基于數(shù)據(jù)處理56的結(jié)果，可進(jìn)行系統(tǒng)修正58。例如，系統(tǒng)修正58可包括調(diào)節(jié)供給至馬達(dá)36的電力。在一些實(shí)施方式中，控制器能夠直接調(diào)節(jié)供給至馬達(dá)36的電壓或電流。在另一些實(shí)施方式中，控制器可將信號輸出至電壓調(diào)節(jié)器或電流調(diào)節(jié)器之一，從而間接地控制供給至馬達(dá)36的電力。還可設(shè)置反饋環(huán)路60以在校正過程中指示或警示用戶/安裝者通風(fēng)系統(tǒng)是否處于預(yù)定的或制造商推薦的參數(shù)之外。該警示可以是視覺的(例如，用戶接口 46的顯示器上的燈光或錯誤消息)，也可以是聽覺的(例如，嗶嗶聲)。警示可能被忽略，意味著通風(fēng)單元將在推薦參數(shù)之外操作并展示非最佳性能(即，降低的空氣流量、較大的噪聲等)?？商鎿Q地，可調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)(即，管道設(shè)置、終止裝配件、電源等)，而且可重復(fù)進(jìn)行校正程序。在一些實(shí)施方式中，最大CFM設(shè)置可基于其正運(yùn)行所在的具體通風(fēng)系統(tǒng)來調(diào)整，以將單元性能引入可實(shí)現(xiàn)范圍。如果調(diào)整使得通風(fēng)系統(tǒng)參數(shù)仍不在規(guī)格內(nèi)，在第二次完成數(shù)據(jù)獲取54和處理56后，指示器將提供其它警示，并且可反復(fù)進(jìn)行該程序。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，校正程序可執(zhí)行如下?？赏ㄟ^向馬達(dá)36提供不同的電流量或電壓量并針對所提供的每個功率值確定鼓風(fēng)機(jī)葉輪或風(fēng)扇元件38所產(chǎn)生的速度或空氣流量來確定通風(fēng)單元22的操作曲線?？蓪⒃摬僮髑€與通風(fēng)單元22的性能額定進(jìn)行比較，以確定為了產(chǎn)生所需的空氣流量而向馬達(dá)36提供的功率值。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式用于通風(fēng)單元22的校正曲線。系統(tǒng)曲線“XI”和“X2”表示特定通風(fēng)系統(tǒng)的特性。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，系統(tǒng)“XI”比系統(tǒng)“X2”更具限制性。曲線“a-f”表示用于增加電源“a-f”的值、額定550cfm的通風(fēng)單元的性能。如系統(tǒng)“X2”曲線與各性能曲線之間的交叉所示，對于任意電源值“a-f”，額定550cfm的通風(fēng)單元將產(chǎn)生至少550cfm的氣流。相反地，系統(tǒng)“XI”曲線與各性能曲線之間的交叉指示為了通風(fēng)單元產(chǎn)生至少550cfm的流，供給至馬達(dá)36的電力必須為“d”值或高于“d”值。因此，具有等同于系統(tǒng)“XI”的、由數(shù)據(jù)獲取54和數(shù)據(jù)處理56所確定的操作曲線的通風(fēng)單元22，可自動地執(zhí)行系統(tǒng)修正58以將供給至馬達(dá)36的電力調(diào)整為“d”值。操作曲線和校正曲線可提供能夠進(jìn)一步校正通風(fēng)單元22的信息。例如，進(jìn)一步校正可確保具有多個氣流設(shè)置的通風(fēng)單元22可在各額定水平進(jìn)行。以上所描述和在附圖中示出的實(shí)施方式僅通過示例的方式展示，并不試圖限制本發(fā)明的概念和原則。同樣地，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該領(lǐng)會能夠?qū)υ捌渑渲煤驮O(shè)置進(jìn)行各種改變， 而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.用于安裝在通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)單元，所述單元包括: 馬達(dá)，聯(lián)接至風(fēng)扇元件和電源；以及 校正模塊，用于基于所述通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性調(diào)整所述通風(fēng)單元的性能，所述校正模塊包括聯(lián)接至所述馬達(dá)的功率調(diào)節(jié)器。
2.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)單元，其中，所述校正模塊包括用戶接口。
3.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)單元，其中，所述校正模塊還包括聯(lián)接至所述功率調(diào)節(jié)器的控制器。
4.如權(quán)利要求3所述的通風(fēng)單元，其中，所述控制器被編程為存儲查找表。
5.如權(quán)利要求3所述的通風(fēng)單元，其中，所述控制器被編程為計(jì)算至少一個算法。
6.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)單元，其中，所述校正模塊包括傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的通風(fēng)單元，其中，所述傳感器為電壓傳感器、電流傳感器和霍爾效應(yīng)傳感器之一。
8.如權(quán)利要求 6所述的通風(fēng)單元，其中，所述傳感器為靜壓傳感器、流體流量傳感器和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳感器之一。
9.如權(quán)利要求1所述的通風(fēng)單元，其中，所述馬達(dá)為BLAC馬達(dá)、PMAC馬達(dá)或BLDC馬達(dá)。
10.用于校正性能額定的通風(fēng)單元的方法，所述方法包括以下步驟: 確定通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性；以及 基于所述通風(fēng)系統(tǒng)的所述至少一個特性調(diào)節(jié)供給至所述通風(fēng)單元的電力以滿足所述通風(fēng)單元的性能額定。
11.如權(quán)利要求10所述的校正方法，其中，所述通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性為靜壓。
12.如權(quán)利要求11所述的校正方法，其中，通風(fēng)系統(tǒng)的靜壓由傳感器確定。
13.如權(quán)利要求10所述的校正方法，還包括計(jì)算滿足所述通風(fēng)單元的性能額定所必需的電流和電壓之一的測量值。
14.如權(quán)利要求10所述的校正方法，確定電源的供電能力，并且其中電流供給能力和電壓供給能力中的至少一個由傳感器確定。
15.如權(quán)利要求10所述的校正方法，還包括通過用戶接口執(zhí)行所述方法的至少一個步驟。
16.安裝性能額定的通風(fēng)單元的方法，所述方法包括: 將包括馬達(dá)和風(fēng)扇的通風(fēng)單元連接至通風(fēng)系統(tǒng)； 評估通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性； 評估電源的電流供給能力和電壓供給能力中的至少一個；以及基于所述通風(fēng)系統(tǒng)的所述至少一個特性調(diào)整供給至所述通風(fēng)單元的電力以滿足所述通風(fēng)單元的性能額定。
17.如權(quán)利要求16所述的安裝方法，還包括通過用戶接口啟動所述方法的至少一個步驟。
18.如權(quán)利要求16所述的安裝方法，還包括在調(diào)整供給至所述通風(fēng)單元的電力后評估通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性。
19.如權(quán)利要求16所述的安裝方法，其中，至少一個評估步驟通過所述通風(fēng)單元的校正模塊執(zhí)行。
20.如權(quán)利要求16所述的安裝方法，其中，調(diào)整步驟通過控制器、以及電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器之 一執(zhí)行。
全文摘要
一種用于安裝在通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)單元。該通風(fēng)單元可包括聯(lián)接至風(fēng)扇元件和電源的馬達(dá)。通風(fēng)單元還可包括具有電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器之一的校正模塊，該校正模塊基于通風(fēng)系統(tǒng)的至少一個特性調(diào)整通風(fēng)單元的性能。
文檔編號F24F7/06GK103228997SQ201180043305
公開日2013年7月31日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者理查德·R·希努爾, 史蒂文·A·約翰遜, 布賴恩·R·威爾尼茲, 莫爾戈·扎庫拉 申請人:百朗-紐通有限責(zé)任公司