[發明專利]暖通空調系統

有效

• 申請號: 200980122996.0
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN102177400A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 弗蘭克·施密特;赫哲·愛爾芬斯·埃格特;馬庫斯·布雷勒;尤金·尤;吉姆·奧卡拉漢
• 申請（專利權）人: 依諾森股份有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/00
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 張文;劉繼富

相關申請的交叉引用

本申請要求2008年6月18日提交的美國臨時專利申請序列號No.61/132,351的優先權，其全部內容經引用并入本文。

技術領域

本發明涉及一種暖通空調(HVAC)系統。

背景技術

典型的家居住宅僅具有一個溫度調節裝置，它通常位于主要活動區域內，并控制整座住宅的溫度。因為諸如朝陽方位、樓上與地下室、在廚房內做飯、不同隔熱材料、窗戶數量等各種原因，整座住宅的溫度會與溫度調節裝置處的溫度顯著地不同(10℉)。這經常導致在住宅的一個或另一區域內出現不舒適溫度。居住者可通過手動調節通風口而改變氣流。然而，這就導致舒適度得到最小程度的改善：

—通風口經常位于家具后面或安裝在天花板上。因為觸及不到它們，所以不能改變它們。

—加熱或空氣調節僅在溫度調節裝置處的溫度這樣指示時工作，因此如果沒有氣流，則打開或關閉其它房間內的通風口沒有什么不同。

—季節變化要求進行較大調節，例如在冬季將上升熱驅動到地板，而在夏季將下沉的冷卻空氣驅動到天花板。在過渡時期內，HVAC系統在一天內需要從加熱改變到冷卻，需要進行頻繁的通風調節。

—居所可能有一個需要加熱的房間以及另一需要冷卻的房間。傳統HVAC系統不能實現上述要求。

—如果房間的較大部分未使用，則浪費了調節這些房間的能量。

較老的HVAC系統的溫度調節裝置是手動設定，從而將溫度保持在上限和下限之間。較新的可編程的溫度調節裝置能夠實現基于一天的時間、周末與工作日設置等進行不同設置。然而，它們仍舊不能夠實現單獨房間控制。

商用辦公空間通常利用變風量通風口(VAV)進行調節。最簡單的VAV系統結合供應管道，該供應管道以約55℉溫度的冷卻模式分配供應的空氣。由于供應空氣的溫度恒定，故必須改變氣流流量以滿足供熱區內的升高和下降的熱增量或熱損失。如果要調節多個房間，則必須調節VAV以控制各特定房間的氣流。很多VAV依賴于手動調節，例如扭轉旋鈕來打開或關閉通風口。然而，這些通風口通常位于頂板上，并不容易觸及。

自動化的VAV包括基于來自溫度調節裝置或建筑物自動控制系統的輸入結果來調節孔口的馬達。這些VAV需要馬達以及指示它們何時移動和移動多少的數據，這就需要用于電力和數據信號的導線。安裝這種自動化VAV所需的成本和時間會較高。

發明內容

本發明提供一種暖通空調系統，包括：能調整的通風口，其構造成控制通過通風口的氣流；致動器，其構造成控制能調整的通風口；以及周圍環境能量采集器，其構造成將能量供應到致動器，其中用于操作致動器所需的能量由周圍環境提供。

由于致動器是由將諸如氣流動能、溫差或周圍光能等周圍環境能量轉換成電能的一個或多個能量采集器自供電的，因此不需要用于給致動器供電的導線。

暖通空調系統可具有一個或多個儲能單元，例如電容、能再充電的電池、諸如彈簧的機械存儲裝置等，其可以以足以驅動致動器的聚集形式存儲從周圍環境采集的能量。

它可具有無線通信系統，以與一個或多個傳感器以及其它控制單元或中央控制器通信，從而不需要用于數據通信的導線。結果，通風口和致動器可容易地安裝在新管道內，或作為現有出風筒的替換結構安裝。

此外，本發明提供一種用于操作上述系統的方法。該方法容許通過將至少致動器置于休眠模式下而減少能量消耗。通過將空氣從一個區重新分配到另一區，該系統的效率可提高。

附圖說明

以下利用示例性實施方式并借助于附圖對本發明進行更詳細解釋。

圖1示出能量采集器的實施方式，

圖2示出能量采集器的另一實施方式，

圖3示出致動器的實施方式，

圖4示出通信方法的實施方式，

圖5示出用于能量采集和供應的電路的實施方式，

圖6示出用于能量采集和供應的電路的另一實施方式，

圖7示出間歇式無線電數據交換的實施方式。

具體實施方式

以下是從周圍環境采集能量的能量采集器的實施方式。若干不同種類的采集器可一起使用。

圖1示出包括旋轉葉片的能量采集器，當空氣流經葉片上時，旋轉葉片轉動。安裝在葉片上的磁體旋轉經過安裝在周邊上的線圈。當磁體經過線圈時，線圈內的磁通量改變并在線圈內產生電流。

圖2示出包括與旋轉螺旋槳的軸直接耦接的AC(交流)或DC(直流)發電機的能量采集器。AC發電機是優選的，原因是它無整流子和電刷，并因此更堅固和噪音較低。在兩個附圖中，電壓被整流，并用于給諸如電容或可再充電電池等儲能裝置充電。