专利名称：在供暖通风和空调单元内的包括两个不同直径的风扇的空气流动管理系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及包括两个将空气抽吸过蒸发器盘管且将空气吹 送过气体或电换热器的不同直径的风扇的空气流动管理系统。
背景技术：
大型商用空气流动管理系统通常使用两个较小的等直径风扇来将 空气抽吸过蒸发器盘管且将空气吹送过气体或电换热器到区域内。两个 较小的风扇提供了优于单个的较大的风扇的优点。 一个优点在于，空气 流动在较宽的蒸发器盘管截面上更均匀地分布。空气流动也更均匀地在 气体或电换热器上分布，这取决于良好地分布的空气流动以防止过热且 优化效率。另外，两个风扇的直径小于单个的风扇的直径，从而降低了 保持风扇的拒的高度。
与使用两个等直径风扇相关的问题在于两个风扇即使在以相同的 速度运行时也不总是输送等量的空气流动。此问题特别地在从下方排放 构造可转化为側面排放构造的空气流动管理系统中盛行。在下方排放构 造中，由笫 一风扇和第二风扇抽吸的空气直接地流向下方的排放开口 。
来自两个风扇的空气流动是近似地相等的。在侧面排i文构造中，通过最 接近侧面排放开口的第二风扇的空气流动相对地未受阻碍。然而，通过 较远离侧面排放开口的第 一风扇的空气流动具有较大的行进距离且必 须通过笫二风扇的鼓风区以离开侧面排放开口 。笫二风扇在由笫 一风扇 生成的空气流动上施加了背压，从而降低了离开第一风扇的空气的流 量。第二风扇因此输送了空气流动的主要部分而笫 一风扇相对地低效。 风扇也可以以产生冲击和一般地不稳定运行的方式相互作用，从而使得 难于保持固定的体积空气流量和静压设定点。
在现有技术的空气流动管理系统中，空气流动在大的风扇速度范围 内是不稳定的。风扇动力消耗增加，因为第二风扇做了主要的功。蒸发 器盘管的大部分接收了非常小的空气流动，所以气体或电换热器具有高 的表面温度和差的热效率。以温度激活的安全极限开关也由于不稳定的空气温度而不^见律地动作， 因此，在本领
器盘管且将空气吹送过气体或电换热器的风扇的空气流动管理系统的 需要，这克服了现有技术的缺点和短处。
发明内容
空气流动管理系统包括蒸气压缩系统。在冷却模式中，制冷剂在压 缩机内被压缩且然后进入冷凝器盘管且向外部流体介质排热。制冷剂然 后通过膨胀设备膨胀。在膨胀后，制冷剂流过蒸发器盘管且从通过排放 开口排放以冷却区域的外部空气流接收热。制冷剂然后再进入压缩机从 而完成了循环。在加热模式中，蒸发器不冷却外部空气流，且空气流动
;波加热部分的气体或电换热器加热以加热区域。
第一风扇和第二风扇将外部空气流抽吸过蒸发器盘管且将外部空 气流吹送过气体或电换热器。第一风扇具有第一直径，第一直径大于第 二风扇的第二直径。排放开口从下方排放构造可转换为侧面排放构造。 当处于侧面排放构造时，第二风扇位于第 一风扇和侧面排放开口之间。 在一个例子中，风扇同轴地布置。由第二风扇抽吸的空气相对地未受阻 碍地引向侧面排放开口 。来自第 一风扇的空气流动必须通过第二风扇的 鼓风区。第 一风扇具有较大的直径以产生较强的空气流动来克服由笫二 风扇产生的空气流动，从而更好地分配来自第 一风扇的空气流动。
风扇的速度也可以调节以优化空气流动。第 一风扇具有较高的速度 且因此产生了比第二风扇更大的空气流动。另外，风扇速度和风扇直径 二者可以调节以优化空气流动。
本发明的这些和其他特征将从如下的说明书和附图中最好地理解。
本发明的多种特征和优点将从如下的对当前的优选实施例的详细 描述中对于本领域 一 般技术人员变得显见。伴随详细描述的附图可以简 单地描述如下
图1示意性地图示了包括蒸气压缩系统和加热系统的空气流动管理 系统；
图2A示意性地图示了具有下方排放构造的空气流动管理系统的前视图2B示意性地图示了具有下方排放构造的空气流动管理系统的侧 视图3A示意性地图示了具有側面排放构造的空气流动管理系统的前 视图；和
图3B示意性地图示了具有侧面排放构造的空气流动管理系统的侧 视图。
具体实施例方式
图1图示了空气流动管理系统10。控制装置56确定了空气流动管 理系统10是以冷却冲莫式还是加热冲莫式运行。此确定可以通过温度调节 装置或通过由操作者提供的指令来进行。
空气流动管理系统10包括蒸气压缩系统20，具有压缩机22，冷凝 器盘管24，膨胀设备26和蒸发器盘管28。制冷剂通过封闭回路的蒸气 压缩系统20循环。在冷却模式期间，制冷剂通过排放口 30以高压和高 焓离开压缩才几22。
制冷剂然后流过冷凝器盘管24。例如水或空气的外部流体介质32 流过冷凝器盘管24且与流过冷凝器盘管24的制冷剂换热。制冷剂向外 部流体介质32排热且以相对地低的焓和高压离开冷凝器盘管24。
制冷剂然后通过膨胀设备26膨胀从而降低制冷剂的压力。膨胀设 备26可以是机械膨胀设备(TXV)、电子膨胀阀(EXV)或其他类型 的已知膨胀设备。
在膨胀后，制冷剂流过蒸发器盘管28且从外部空气流34吸热。制 冷剂以相对地高的焓和低的压力离开蒸发器盘管28。制冷剂然后进入压 缩才几22的抽吸口 38A人而完成循环。
当空气流动管理系统IO以冷却模式运行时，控制装置56发出信号 以激活压缩机22且泵送制冷剂通过蒸气压缩系统20以冷却蒸发器盘管 28内的外部空气流34。控制装置56发出信号以解除在加热部分52内 的气体或电换热器40的激活。气体或电换热器40包括数个大体上U形 的换热器盘管(在图2B和图3B中示出)。风扇36和37 (在图2A、 图2B、图3A和图3B中示出)将外部空气流34抽吸过蒸发器盘管28 且通过空气移动部分50，且将外部空气流34吹送通过加热部分52 (未激活)且通过下方排放开口 42或侧面排放开口 43而进入到待冷却的区 域以冷却该区域。
转回到图1,当空气流动管理系统10以加热模式运行时，控制装置 56发出信号以解除对压缩机22的激活，从而停止制冷剂通过蒸气压缩 系统20和蒸发器盘管28的流动。控制装置56发出信号以激活气体或 电换热器40。在加热才莫式期间，外部空气流34^皮加热部分52内的气体 或电换热器40加热以加热外部空气流34且加热区域。压缩机22在加 热模式期间不运行，且因此制冷剂不流过蒸气压缩系统20,且不与外部 空气流34换热。风扇36和37将外部空气流34吹送过气体或电换热器 40以加热外部空气流34。 #:加热的外部空气流34通过下方排放开口 42 或侧面4非;汰开口 43的一个离开加热部分52以加热区^或。
制冷剂在蒸气压缩系统20内的流动可以通过使用热泵54而逆转。 当制冷剂的流动被逆转时，来自压缩机22的制冷剂进入蒸发器盘管28 (用作冷凝器)以加热外部空气流34来加热区域。
如在图2A、图2B、图3A和图3B中示出，风扇36和37在空气移 动部分50内将外部空气流34抽吸过蒸发器盘管38,且将外部空气流 34吹送过气体或电换热器40。风扇36和37并行地运行。在一个例子 中，第一风扇36和笫二风扇37绕共同的轴44同轴地布置。然而，可 以的是风扇36和风扇37的每个安装在大体上平^f亍的不同的轴上。外部 空气流34在下方排放构造和侧面排放构造之间可转换。
第一风扇36具有直径A和宽度C,第二风扇37具有直径B和宽度 D。第一风扇36的直径A和宽度C大于笫二风扇37的直径B和宽度D。 由风扇36和37抽吸的空气量取决于风扇36和37的每个的直径的立方。 静压取决于风扇36和37的直径的平方。在一个例子中，第一风扇36 具有大致为15英寸的直径A，且第二风扇37具有大致为12英寸的直 径B。在一个例子中，第一风扇36具有大致为15英寸的宽度C，且笫 二风扇37具有大致为12英寸的宽度D。然而，这些直径仅是例子，但 可以4吏用任何直径。风扇36和37分开以距离E。在一个例子中，距离 E大致为19英寸。
图2A和图2B示出了当空气流动管理系统10以下方排放构造运行 时流过加热部分52内的下方4非;改开口 42的外部空气流34。外部空气流 34由风扇36和37抽吸过蒸发器盘管28且吹送过气体或电换热器40。外部空气流34沿大体上直的路径引导到下方排放开口 42,以在加热模 式中加热区域或在冷却才莫式中冷却区域。来自风扇36和37的每个的空 气流动不相互干涉。在下方排放构造中，侧面排放开口 43被面板60覆 盖以防止外部空气流34流过侧面排;改开口 43。面4反60可以以任^T方式 连接到加热部分52。
图3A和图3B示出了当空气流动管理系统10以侧面排放构造运行 时流过加热部分52内的侧面排;改开口 43的外部空气流34。外部空气流 34被风扇36和37抽吸过蒸发器盘管28且吹送过气体或电换热器40。 外部空气流34被引导通过加热部分52且通过侧面排放开口 43。在图 3A的视图中，外部空气流34在指向纸张内的方向上被吹送。然而，应 理解的是由风扇36和37吹送的空气可以以任何水平方向向着側面排放 开口43抽吸。在侧面排放构造中，下方排放开口 42被面板62覆盖以 防止外部空气流34流过下方排放开口 42。面板62可以以任何方式连接 到加热部分52。
第二风扇37位于靠近側面排放开口 43。因此，由第二风扇37抽吸 的空气被相对地不受阻碍地引导到侧面排放开口 43。如在图3B中示出， 来自风扇36和37的空气流动遇到面板62且然后大体上垂直地;故引导 以离开侧面排放开口 43且加热或冷却区i或。
第一风扇36位于第二风扇37的另一侧上且远离侧面排放开口 43。 当来自第一风扇36的空气流动向側面排放开口 43移动时，空气流动通 过第二风扇37的鼓风区，这妨碍了空气/人第一风扇36的排放。
为调和此妨碍，较远离侧面排放开口 43的第一风扇36比较靠近侧 面排放开口 43的第二风扇37更有力。通过使得第一风扇36的直径A 和宽度C大于第二风扇37的直径B和宽度D,第一风扇36可以产生更 强的空气流动以克服通过第二风扇37的空气流动，从而更好地将来自 第一风扇36的空气流动分配到侧面排放开口 43。因为较强的空气流动， 来自第二风扇37的空气流动不在来自第一风扇36的空气流动上施加背 压，且当空气流过第二风扇37的鼓风区时不限制通过第一风扇36的空 气流量。第一风扇36较有力，因为它位于否则将趋向于具有不足的空 气流动的位置上，且第二风扇37较弱，因为它位于否则将趋向于具有 过多的空气流动的位置处。空气流动管理系统10的运行可以被稳定， 且在两个风扇36和37之间可以具有更希望的空气流动平衡。风扇36和37的速度也可以调节以优化空气流动。在此例子中，笫 一风扇36运行以产生其速度比第二风扇37所产生的空气流动的速度更 高的空气流动。在一个例子中，风扇36和37以每分钟大致496至1300 转旋转。在此例子中，风扇36和37可以分别具有相等的直径A和B和 分别具有相等的宽度C和D，或可以具有不等的直径。另外，风扇36 和37的速度和风扇36和37的直径或宽度可以调节以优化空气流动。空气流动在两个风扇36和37之间的分开取决于风扇36和37的位 置、尺寸和速度。空气流动的分开也取决于空气入口的几何形状，加热 腔的设计和下方排放开口 42和侧面排放开口 43的尺寸和位置。前述描述仅是本发明的原理的示例。可以根据以上的教示进行许多 对本发明的修改和变化。本发明的优选实施例已披露，然而，本领域一 般技术人员将认识到在本发明的范围内可以具有某些修改。因此，应理 解的是在附带的权利要求的范围内，本发明可以与特别地描述的不同地 实践。由于此原因，应研读如下的权利要求以确定本发明的真实的范围 和内容。
权利要求
1.一种换热器，包括换热器盘管；产生与换热器盘管内的介质换热的第一空气流动的第一风扇；和产生与换热器盘管内的介质换热的第二空气流动的第二风扇，其中第一空气流动比第二空气流动强。
2. 根据权利要求1所述的换热器，其中第一风扇具有第一直径且第 二风扇具有第二直径，且第一直径大于第二直径。
3. 根据权利要求1所述的换热器，其中第一风扇以第一风扇速度运 行，且第二风扇以第二风扇速度运行，且第一风扇速度大于第二风扇速 度。
4. 根据权利要求1所述的换热器，其中笫一空气流动和第二空气流 动通过排放口离开，且第一空气流动和第二空气流动沿大体上直的路径 从第 一风扇和第二风扇分别引导到排放口 。
5. 根据权利要求l所述的换热器，其中第一空气流动和第二空气流 动通过排放口离开，且第二风扇位于笫一风扇和排放口之间。
6. 根据权利要求1所述的换热器，其中第一风扇和第二风扇并行运行。
7. 根据权利要求1所逸的换热器，其中换热器盘管是蒸发器盘管， 且第 一风扇和第二风扇将第 一 空气流动和第二空气流动分别抽吸过蒸 发器盘管。
8. 根据权利要求1所述的换热器，其中换热器是气体或电换热器， 且第 一风扇和第二风扇将第 一 空气流动和笫二空气流动分别吹送过气 体或电换热器。
9. 一种空气流动管理系统，包括包括蒸发器盘管的蒸气压缩系统，其中制冷剂流过蒸发器盘管； 产生被加热的介质的加热换热器；和 空气移动部分，包4舌产生第 一空气流动的第 一风扇，当空气流动管理系统以冷却才莫式运 行时，第一空气流动与蒸发器盘管内的制冷剂换热，且当空气流动管理 系统以加热模式运行时，第 一 空气流动与加热换热器内的被加热的介质 换热，和产生第二空气流动的第二风扇，当空气流动管理系统以冷却^f莫式运 行时，第二空气流动与蒸发器盘管内的制冷剂换热，且当空气流动管理 系统以加热才莫式运行时，第二空气流动与加热换热器内的被加热的介质 换热，其中第一空气流动比第二空气流动强。
10. 根据权利要求9所述的系统，其中蒸气压缩系统包括将制冷剂压缩到高压的压缩机； 用于在制冷剂与流体之间换热的冷凝器；和使制冷剂膨胀到低压的膨胀设备。
11. 根据权利要求9所述的系统，其中第一风扇具有第一直径且第 二风扇具有第二直径，且第一直径大于第二直径。
12. 根据权利要求9所述的系统，其中第 一风扇以第 一风扇速度运 行，且第二风扇以第二风扇速度运行，且第一风扇速度大于第二风扇速 度。
13. 根据权利要求9所述的系统，其中第一空气流动和第二空气流 动通过排放口离开空气流动管理系统，且第一空气流动和第二空气流动 沿大体上直的路径分别从第 一风扇和第二风扇引导到排放口 。
14. 根据权利要求9所述的系统，其中第一空气流动和第二空气流 动通过排放口离开空气流动管理系统，且第二风扇位于第一风扇与排放 口之间。
15. 根据权利要求9所述的系统，其中第一风扇和第二风扇并行运行。
16. 根据权利要求9所述的系统，其中第 一风扇和第二风扇分别将 第一空气流动和第二空气流动抽吸过蒸发器盘管。
17. 根据权利要求9所述的系统，其中第一风扇和笫二风扇分别将 第 一 空气流动和第二空气流动吹送过加热换热器。
18. —种用于管理空气流动的方法，包括如下步骤 以冷却模式和加热4莫式的 一个运行空气流动管理系统； 生成第一空气流动，当空气流动管理系统以冷却模式运行时，第一空气流动与蒸发器盘管内的制冷剂换热，且当空气流动管理系统以加热 模式运行时，第一空气流动与加热换热器内的被加热的介质换热，和生成第二空气流动，当空气流动管理系统以冷却才莫式运行时，第二 空气流动与蒸发器盘管内的制冷剂换热，且当空气流动管理系统以加热模式运行时，第二空气流动与加热换热器内的被加热的介质换热，其中 第一空气流动比第二空气流动强。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中第一空气流动由具有第一 直径的第一风扇生成，且第二空气流动由具有第二直径的第二风扇生 成，其中第一直径大于第二直径。
20. 根据权利要求18所述的方法，其中第一空气流动具有笫一速 度且第二空气流动具有第二速度，且第一速度大于第二速度。
全文摘要
空气被气体或电换热器加热或在蒸发器盘管内被冷却。空气通过排放开口排放以加热或冷却区域。两个风扇将外部空气流抽吸过气体或电换热器或蒸发器盘管。第一风扇的直径大于第二风扇的直径。当具有侧面排放构造时，第二风扇位于第一风扇和侧面排放开口之间。第一风扇具有较大的直径以产生较强的空气流动以克服由第二风扇产生的空气流动，从而更好地分配来自第一风扇的空气流动。由第二风扇生成的空气流动被相对地不受阻碍地引向排放开口。
文档编号F24F3/044GK101310153SQ200580052067
公开日2008年11月19日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年11月16日
发明者B·D·维德托, M·J·弗雷利希 申请人:开利公司