专利名称：空调排风机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可使用于房屋，仓库或不同于这样的房屋或仓库的其他建筑物中的空调排风机。具体地说，本发明涉及一具有极佳热传导率的空调排风机。
近年来，由于安装了框格窗或类似的窗，房间内高度的不透气性趋势有所增加。由于自然通风的不足造成了充满香烟雾的空气或类似烟雾易于滞留在房间内。在雨季时除非通风良好，否则便可能在墙上形成露水，这会引起霉菌或类似物的生长。故通风不足是不卫生的。
可是为了通风打开有空调房间的窗或门是不经济的，因为当房间内的空调正在制冷时室温的升高是会降低制冷的效率的，相反当空调正在制暖时室温的降低也会降低制暖的效率。另外，打开窗或门也会引起许多不便，如汽车、飞机或其他的噪音会进入房间内，在夜晚收音机或电视的声音会传出去，这可能会打扰邻居。
为了解决这些问题，已普遍使用具有热交换功能的排风扇。按照这样一种普通的排风扇，一用于将室内污秽的空气排至室外的空气排出通道和一用于将室外新鲜空气引入室内的空气进入通道相互毗邻装置，一个由金属或类似材料制成的热导体被设置在空气排出通道和空气进入通道间。
当使用排风扇，同时将室内污秽空气通过空气排出通道排到室内和室外的新鲜空气通过空气进入通道引入室内时，通过热导体可在将排到室外的空气和将从室外引入的空气间发生热传导，因此可回收热量以减小制冷或制暖效率的降低。
附带提及，通过具有这样一个热交换功能的排风扇的热导体的热回收率大约只有50％-70％左右。因此一旦排风，热将不能有效地被回收，这会引起室温的变化。相应地空调就不能提供令人舒适的环境了。
为了克服上述缺点，在未公开的日本专利申请219936-1990中提出了一种空调排风机。这种空调排风机被设计成结合使用一个配有设置在空气进入通道与空气排出通道之间的热导体的上游侧热交换器和一个配有横跨设置于空气进入通道和空气排出通道的热电模件的下游侧热交换器。
结合使用配有热导体的上游侧热交换器和配有热电模件下游侧热交换器可在一定程度上提高热回收率。但是这种提高是有限的，因此可调节的温度范围也是窄的和不足的。
另外，上游侧热传导器和下游侧热传导器是一整体结构，这样的空调排风机较大。当它安装于墙的上部或类似地方时需要一较大的结构用于支撑空调排风机。因此空调排风机会从墙的表面很显眼地凸出变得很刺眼。还有另一个缺点便是空调排风机很重。
本发明的一个目的是克服现有技术的缺点，并提供一有较宽的可调节的温度范围和较好热交换效率(热反应性)并且由于它的一部分将被安装在内部墙壁的上部从而在体积和重量上都减少了的空调排风机。
为了实现上述目的，本发明的空调排风机配有用于排风的一空气进入通道和一空气排出通道，同时还配有一使用热电模件使空气流经上述一通道时发生热交换的热交换器。
本发明的特征在于至少所述的热交换器的一个吸热系统和一个散热系统是配有一传热-介质-循环系统的，以迫使如水或另一防冻液之类的传热介质以液态形式进行循环以完成上述的热传导过程。
根据本发明的空调排风机，传热-介质-循环系统是被设置于热交换器内的。
由于传热介质的强迫循环，例如有效地快速地制冷或制暖从空气进入通道引进的空气是可能的。这也使得扩大可调节的温度范围变得可能了。
另外，传热-介质-循环系统的安排可将一个配有热电模件和它的辅助元件的部分和引起送入空气和排出空气相接触的传热部分(例如，一第二吸热侧传热部件或一第二散热侧传热部件，它们两者都将在这里加以说明)相分开。因此通过仅将热交换器部件安排在空气进入通道和/或空气排出通道内可以使空气进入通道和/或空气排出通道在尺寸和重量两方面都得以减小，并且热电模件和它的辅助元件，例如一泵和一风扇，可以设置在其他地方，例如门外。
图1为根据本发明空调排风机的第一实施例的结构示意图；图2为用于空调排风机的第一热交换器的结构示意图；图3为一在第一热交换器中的一热电模件和一传热部件的封装件部分的横截面图；图4为一用于第一热交换器(空调排风机)的控制系统图；图5为一安装空调排风机的例子的示意图；图6为一说明一传热介质的不同循环流速和它相应的热传导值之间的关系的特性图；图7所示为一根据本发明空调排风机的第二实施例的结构示意图；图8为一图7所示的空调排风机的控制系统图；图9为根据本发明空调排风机的第三实施例的结构示意图10为一用于图9所示的空调排风机中的第二热交换器的局部立体图；图11为说明第二热交换器的修改的局部立体图；图12为根据本发明空调排风机的第四实施例的结构示意图；图13为一用于图12的空调排风机中的第二热交换器的局部示意图；图14为说明图13中的第二热交换器的修改的局部立体图；图15为一沿图14中XV-XV箭头方向的横截面图；图16为说明补给的空气流和排出的空气流流过图14的第二热交换器的示意图；图17为一图14中第二热交换器的主要部件的平面图；图18为根据本发明空调排风机的第五实施例的结构示意图；图19为根据本发明空调排风机的第六实施例的结构示意图；图20为根据本发明空调排风机的第七实施例的结构示意图；图21为说明在各个不同的温度下供给热电模件的电流密度与相应的特性系数(COP)间关系的特性图。
根据本发明的各个不同实施例的空调排风机可被分为一单一热交换型，其中一使用热电转换器的第一热交换器被单独使用；和一组合热交换器型，在其中另一种结构的热传导器例如使用利用热导体的第二热交换器与上述第一热交换器结合使用。如在图5中说明的，一上述结构的空调排风机100或者部分或者全部地安装于限定房间101的墙102的上部，这样房间101的内部和外部是相互连通的。房间101的通风是通过空调排风机100实现的，同时热量被回收，这样制冷或制暖将不会受到损害。在这张图中标号103代表一在墙102的不同位置安装的冷暖空调器。
首先对单一热交换器型的实施例进行说明。参阅说明第一实施例的空调排风机的图1，说明房间101处于制冷状态时的情况。如图中所述，一空气进入通道1和一空气排出通道2被设置于墙102的上部。空气排出通道2的作用仅是从房间101中将污秽的空气排到室外。通过空气进入通道1从室外进入房间101内的新鲜空气与它将发生热交换。
参阅图1和图2，将描述用于进行热交换的第一热交换器3。第一热交换器3特别由一具有帕尔贴效应的热电模件4(包括一吸热侧基片，一散热侧基片，一吸热侧电极，一散热侧电极，和多个设置在吸热侧电极和散热侧电极间的P-型半导体和N-型半导体)，一与热电模件4的吸热侧相邻设置的第一吸热侧传热部件5，一设置于空气进入通道1的辐射型的第二吸热侧传热部件6，一将第一吸热侧传热部件5和第二吸热侧传热部件6相互连通的管形吸热侧循环通道7，一设置在吸热侧循环通道7的中间位置的吸热侧泵8，一与热电模件4的散热侧相邻设置的第一散热侧传热部件9，一辐射型的第二散热侧传热部件10，一将第一散热侧传热部件9和第二吸热侧传热部件10相互连通的管形吸热侧循环通道11，一设置在散热侧循环通道11的中间位置的吸热侧泵12，一相邻于第二散热侧传热部件10的散热表面设置的散热侧风扇13，一由液体(如水)组成并注入吸热侧循环通道7和散热侧循环通道11(见图2)的传热介质14以及一用于向热电模件4供电的电源15。
一热交换器3的吸热系统由一第一吸热侧传热部件5，第二吸热侧传热部件6，吸热侧循环通道7，吸热侧泵8，和注入吸热侧循环通道7内的传热介质14所构成。另一方面，热交换器3的散热系统由一第一散热侧传热部件9，第二散热侧传热部件10，散热侧循环通道11，散热侧泵12，散热侧风扇1 3和和注入散热侧循环通道11内的传热介质14所构成。热电模件4被设置于吸热系统和散热系统相互接合的位置上。
虽然在图中并未表示出来，但是上述的每个吸热和散热系统均附有一用于排放类似于包含在传热介质14中的空气的气体的气体排风装置。
如图1所示，强迫通风型或抽气型空气供给风扇16和一过滤器(图中未示)设置于空气进入通道1的开口附近。另外，第二吸热侧传热部件6设置于空气进入通道1内并且它的设置使得供给空气能流经第二吸热侧传热部件6。由于体积和噪音的原因热交换器3的其余部件均被设置于房屋或房间的外面。
如图1所示第二吸热侧传热部件6被安装于墙的开口处。如果将它安装于房间的外面并且一根管道通过墙延伸出去，墙的开口可以变小，同时深入到房间内部的部分也能减小了。
热电模件4，第一吸热侧传热部件5和第一散热侧部件9被全部放置于一单个封装件中，封装件的结构如图3所示。热电模件4的一吸热侧基片17和一散热侧基片18均由金属板，例如一铝板制成，在它的表面形成有一铝电-绝缘薄膜或类似的薄膜。另外热电模件4的一吸热侧或散热侧电极(图中未示)被设置于电-绝缘薄膜上。
与一吸热侧基片17在外侧相结合的是一扁平的吸热侧框架21，它朝向吸热侧基片17完全打开并且在与吸热侧基片17相对的面上提供一水入口19和一水出口20。一分配平板24，它有许多穿过它而形成的分配孔22和收集孔23被设置在吸热侧框架2 1的内部空间内。分配孔22与水入口19相通，而收集孔23是与水出口20相通的。
散热侧与吸热侧有着相同的结构。与一散热侧基片18在外侧相结合的是一扁平的散热侧框架27，它朝向散热侧基片18完全打开并且在与散热侧基片18相对的面上提供一水入口25和一水出口26。一分配平板30，它有许多穿过它而形成的分配孔28和收集孔29被设置在散热侧框架27的内部空间内。分配孔28与水入口25相通，而收集孔29是与水出口26相通的。
参阅图3，对使用金属制的吸热侧基片17和散热侧基片18的热电模件4已作了说明。可是也可使用配有一般基片的普通模件。
图4所示为用于第一热交换器3的控制系统。一室内温度传感器31被设置于室内以测量室内温度T1，而一室外空气温度传感器32被设置于室外以测量室外的空气温度T2。室内温度传感器31和室外空气温度传感器32的输出信号按预定的间隔输入至一由微型计算机(CPU)组成的控制单元33内，凭借它可以算出室内温度T1和室外温度T2之间的温差。根据温差，可以单独或者结合地控制第一热交换器3的特性系数(COP)和类似的参数，一应用于热电模件4的电力数，一通过吸热侧泵8而流动的吸热侧传热介质14的循环流速，一通过散热侧泵12而流动的散热侧传热介质14的循环流速，一通过散热侧风扇13(一用于驱动散热侧风扇13的散热侧风扇电动机34的旋转速度)的空气供给率和一通过空气供给风扇16(即用于驱动空气供给风扇16的空气供给风扇电动机35的旋转速度)向室内101提供空气的空气供给率。
空调排风机的操作原理基本上结合图1和图4加以说明。当房间内101内的空气变得污秽时，如由于烟雾或其他味道造成时，打开空气供给风扇16，室外新鲜的高温供给空气36通过一过滤器被引入空气进入通道1。
当供给空气36被引入空气进入通道1后再流经辐射型的第二吸热侧传热部件6，这样通过在压力下循环的吸热侧传热介质14快速产生一热交换。结果室温降低到事先调节的制冷温度。在这个实施例中供给空气36被引入至室内，这样室内的污秽空气就自然地或被迫地(图1中未示空气排气风扇)经过空气排出通道2被排出房间。
如图3所示，已从供给空气36吸取热量的吸热侧传热介质14通过第一吸热侧传热部件5的水入口19流入吸热侧结构21并撞击分配板24，这样吸热侧传热介质14被分散。因此使吸热侧传热介质14通过多个分配孔22快速流向吸热侧基片17。因为向热电模件4供电而使吸热侧基片17被冷却，所以当吸热侧传热介质14大体从垂直方向撞击吸热侧基片17并沿着它的外表面流动时能被充分地冷却。然后吸热侧传热介质14再通过水出口20循环流回到第二吸热侧传热部件6，又再次用于冷却供给空气36。
已经传送至吸热侧基片17中的热量通过热电模件4被传递至散热侧基片18。在第一散热侧传热部件9上，热量在散热侧被吸收到传热介质14中。热量进一步经过散热侧循环通道11被传递至第二散热侧传热部件10，在那里热量通过由散热侧风扇34提供的空气而消散。然后散热侧传热介质14又用于传输热量。
根据这个实施例，室内的温度传感器31和室外的温度传感器32是用来测量室内和室外温差的。根据这个温差，随着热传交换器3的开始驱动，第一热交换器3的特性系数(COP)和类似的参数，一应用于热电模件4的电力值，一通过吸热侧泵8而流动的吸热侧传热介质14的循环流速，一通过散热侧泵12而流动的散热侧传热介质14的循环流速，一通过散热侧风扇13(即用于驱动散热侧风扇13的散热侧风扇电动机34的旋转速度)的空气供给率和一通过空气供给风扇16(即用于驱动空气供给风扇16的空气供给风扇电动机35的旋转速度)向室内101提供空气的空气供给率，以及类似的参数均可以计算出来。
已经过热交换的供给空气36的温度可由室内温度传感器31测出。并通过CPU监测它是否与预定的室内温度相同。如果不同，则温差被计算出来用来调整下列参数中的至少一个，即，应用于热电模件4的电力数，通过吸热侧泵8而流动的吸热侧传热介质14的循环流速，通过散热侧泵12而流动的散热侧传热介质14的循环流速，通过散热侧风扇13(一用于驱动散热侧风扇13的散热侧风扇电动机34的旋转速度)的空气供给率，和通过空气供给风扇16(即用于驱动空气供给风扇16的空气供给风扇电动机35的旋转速度)向室内101提供空气的空气供给率。
图6是说明散热侧传热介质的循环流速和相应的热传导值之间的关系的特性图。在准备特性图的实验中，使用一宽225毫米，高320毫米的辐射器作为第二吸热侧传热部件，使用一叶轮直径为300毫米的泵作为吸热侧泵。泵由3.5V(曲线A)或4.5V(曲线B)的电源驱动。
如图中所说明的，即使在相同的驱动电压下，吸热侧泵的转速也会变化以调整吸热侧传热介质的循环流速或在吸热侧泵的驱动电压改变的情况下，第二吸热侧传热部件的热传导的值可被控制在一较在的范围内以将供给空气36冷却至一理想的温度。
图7所示为一根据本发明空调排风机的第二实施例的结构示意图。在这个实施例中第二散热侧传热部件10被安排在空气排出通道2内并且一排气风扇37被设置于空气排出通道2的开口附近。
将第二散热侧传热部件10设置在空气排出通道2内，便可通过从房间101内排至室外的低温排出空气38冷却通过散热侧循环通道11强迫循环的散热侧传热介质14。
图8说明的是第二实施例的空调排风机的控制系统。在这个实施例中，一供给空气温度传感器39被设置于靠近空气进入通道1的位置以检测已通过第二吸热侧传热部件6被冷却的供给空气36的温度。
室内空气温度传感器31、室外空气温度传感器32和供给空气温度传感器39的输出信号均被输入至控制部件(CPU)33，因此室内与室外的温差以及室内与供给空气间的温差均可相应地被计算出来。根据这些计算结果，第一热交换器3的特性系数(COP)和类似的参数，应用于热电模件4的电力数，通过吸热侧泵8而流动的吸热侧传热介质14的循环流速，通过散热侧泵12而流动的散热侧传热介质14的循环流速，通过空气供给风扇16(即用于驱动空气供给风扇16的空气供给风扇电动机35的旋转速度)向室内101提供空气的空气供给率，以及通过排气风扇37(即用于驱动空气排气风扇37的空气排气风扇电动机40的旋转速度)从室内101向外排放空气的空气排气率，可以单独或结合地加以控制。
图9示意地说明本发明空调排风机的第三实施例的结构。在这个实施例中，一具有热导体的第二热交换器与上述第一热交换器3一起结合使用。第一热交换器3是由热电模件4，第一吸热侧传热部件5，第二吸热侧传热部件6，吸热侧循环通道7(通过一条单条的粗线表示)，吸热侧泵8(图中未示)，第一散热侧传热部件9，第二散热侧传热部件10，散热侧循环通道11(通过一单条粗线表示)，散热侧泵12(图中未示)，传热介质14(图中未示)所构成的。
如图10中所示第二热交换器41具有一热导体43，热导体是由铝或类材料制成的并且被设置于空气进入通道1和空气排出通道2之间。空气进入通道1和空气排出通道2在它们的外围被一热-绝缘管42所包围。热导体43包括一基板44，第一鳍片45和第二鳍片46。基板44沿着空气进入通道1和空气排出通道2的方向延伸，这样这些通道彼此间被基板44所分隔。第一鳍片45从基板44延伸至空气进入通道1内，而第二鳍片46从基板44延伸至空气排出通道2内。如图9中所示，一过滤器47被设置在空气进入通道1中以防止灰尘或甚杂质通过空气进入通道1进入房间。
下面将继续说明空调排风机的操作原理。当房间内充满污秽空气，如烟雾或其他味道，打开风扇16，37，高温的室外新鲜的供给空气36通过过滤器47被引进空气进入通道1，同时低温的室内污秽空气被引入了排气通道2。
被引入空气进入通道1的供给空气36首先与具有较宽传热面积的第一鳍片45进行接触，而被引入空气排出通道2的低温排出空气与具有较宽传热面积的第二鳍片46进行接触。这样通过热导体43便直接在供给空气与排出空气间发生一热交换。
热交换的结果是，供给空气36的温度降低，并进一步通过设置在一空气进入通道1的出口侧的第二吸热侧传热部件6被冷却到一预定冷却温度，然后被送入室内。另一方面，当排出的空气38流经第二鳍片46时对供给空气36进行冷却，通过第二散热侧传热部件10，并通过空气排出通道2的开口被排至室外。
图11说明第二热交换器41的修改。在这个修改中，空气进入通道1和空气排出通道2通过将一热导体43插入热绝缘管42而容易地形成。通过将一薄合成树脂平板(例如，一薄聚乙烯或聚酰胺平板)或一金属平板(例如，一铝或不锈钢平板)而折叠成锯齿形而形成热导体43。一薄合成树脂平板的作用是作为热导体43。因此由合成树脂制成的热导体43被特别推荐用于含有腐蚀成分(如有硫磺成分，氧化成分和/或水)的流体之间的热交换。
图12示意地表示本发明空调排风机的第四实施例的结构。本实施例也联合使用第一热交换器3和第二热交换器41。与前述的相似，第一热交换器3是由热电模件4，第一吸热侧传热部件5，第二吸热侧传热部件6，吸热侧循环通道7，吸热侧泵8，第一散热侧传热部件9，第二散热侧传热部件10，散热侧循环通道11，散热侧泵12，传热介质14等构成的。
如图13中所示，一供给空气36流经的空气进入通道1，一排出空气38流经的空气排出通道2是以这样的方式排列的，它使供给空气36与排出空气38的流动方向是相互垂直的。通过将许多扁平的箱体48a、48b并排的相邻布置，以形成一复室结构的空气进入通道1和空气排出通道2。这些扁平的箱体48a、48b均由热导体所构成(可分别为合成树脂平板或金属平板)并且限定一沿着一个方向延伸的穿孔。将第一热交换器3的第二吸热侧传热部件6安装在第二热交换器41的空气进入通道1的下游侧。
在这个实施例中，全部的箱型元件被用来形成复室空气进入通道1和空气排出通道2。为了简化它们的构造，也可通过将许多元件重叠在一起而形成空气进入通道1和空气排出通道2，每个元件大体上均被切掉一个侧面并有一矩形的U-型横截面，这样每一个第二元件的穿孔都相对于其余元件(即，每一个第一元件)的穿孔呈垂直方向延伸。
图14至图17示出热交换器41的修改。图14是热交换器41的立体图，图15是沿图14中箭头XV-XV方向的横剖面图，图16示意地说明供给空气和排出空气的流动，图17为说明热交换器41的主要组件的平面图。
根据这样修改后的热交换器41主要由一底板48，一顶板49，侧面板50，第一皱纹板51，第二皱纹板52和一被安装在第一皱纹板51和第二皱纹板52间的分隔板53所构成。
如图17所示，第一皱纹板51和第二皱纹板52在俯视方向上的形状是平行四边形。如图中所示每一第一皱纹板51都有垂直向上延伸的短边51a、51b，相应的每一第二皱纹板52都有垂直向下延伸的短边52a、52b。每一第一皱纹板51的长L1，每一第二皱纹板52的长L2和每一分隔板53的长L3都是相同的。第一皱纹板51，第二皱纹板52和分隔板53交替地按预定板的数量被重叠在一起。顶板49和底板48分别与顶面与底面相接触，侧面板50分别与相对的两个侧面相接触，因此就形成了如图14，图15所示的等边平行六面体形状的热交换器41。
至少每个分隔板53是由热导体所组成的。在这个修改中，第一皱纹板51，第二皱纹板52和分隔板53都由热导体所组成。
通过交替地重叠在俯视方向上形状为平行四边形的第一皱纹板51和第二皱纹板52，一块板在另一块板之上并且一分隔板53被安置在它们中间，第一皱纹板51和第二皱纹板52的几组较短的侧面51a、51b、52a、52b被暴露在热交换器41的四个角的部分第一皱纹板51的一组较短侧面51a，第一皱纹板51的一组较短侧面51b，第二皱纹板52的一组较短侧面52a，第二皱纹板52的一组较短侧面52b。
如图14和图16所示，在这个修改中，第一皱纹板51的一组较短侧面51a所处的拐角部(图14中的热交换器41较近的右边拐角部)是作为一供给空气36的入口的，第一皱纹板51的一组较短侧面51b所处的拐角部(图1 4中的热交换器41较远的左边拐角部)是作为一供给空气36的出口的，第二皱纹板52的一组较短侧面52a所处的拐角部(图14中的热交换器41较远的右边拐角部)是作为一排出空气38的入口的，第二皱纹板52的一组较短侧面52b所处的拐角部(图14中的热交换器41较近的左边拐角部)是作为一排出空气38的出口的。
供给空气通过第一皱纹板51的一组较短侧面51a所处的拐角部被引入，沿着第一皱纹板51的长度方向流经由第一皱纹板51与它相结合的上面和下面的分隔板53所形成的空间，然后再经过第一皱纹板51的一组较短侧面51b所处的拐角部流出。另一方面，排出空气通过第一皱纹板52的一组较短侧面52a所处的拐角部被引入，沿着第一皱纹板52的长度方向流经由第一皱纹板52与它相结合的上面和下面的分隔板53所形成的空间，然后再经过第一皱纹板52的一组较短侧面52b所处的拐角部流出。因此供给空气36和排出空气38在不同的层面沿着相反的方向流动。在该流动过程中，通过分隔板53产生热交换。
在这个热交换器中通过增加第一皱纹板51，通过增加第二皱纹板52和分隔板53的长度L1，L2，L3可提高供给空气36与排出空气38之间的热回收率。
在这个修改中第一皱纹板51与第二皱纹板52有相同的波纹延伸方向。作为一种变化，第一皱纹板51和第二皱纹板52可使它们各自的波纹相互之间有一小角度的交叉。
图18示意性地表示本发明空调排风机的第五实施例的结构。根据这个实施例，在空气进入通道1空气排出通道2之间形成一旁路通道54，两个热交换器并排布置，它们中一个是室外热交换器3A，另一个是室内热交换器3B。
室外热交换器3A具有一布置在空气进入通道1的入口侧的一第二吸热侧传热部件6A和一布置在空气排出通道2的出口侧的一第二散热侧传热部件10A。室外热交换器3A的一热电模件4A，一第一吸热侧传热部件5A，一吸热侧循环通道7A，一吸热侧泵8A，一第一散热侧传热部件9A，一散热侧循环通道11A，一散热侧泵12A等均被安装在室外。
室内热交换器3B具有一布置在空气进入通道1的出口侧的一第二吸热侧传热部件6B和一布置在旁路通道54内的一第二散热侧传热部件10B。室内热交换器3B的一热电模件4B，一第一吸热侧传热部件5B，一吸热侧循环通道7B，一吸热侧泵8B，一第一散热侧传热部件9B，一散热侧循环通道11B，一散热侧泵12B等均被安装在室外。
被引入空气进入通道1的供给空气36首先通过第二吸热侧传热部件6A被冷却。供给空气在旁路通道54的分支点处被大致相等地平分。供给空气36中的一半由第二吸热侧传热部件6B进一步冷却，并且在大体上与预定的温度相等或稍低的温度下被引入室内。
室内热交换器3B的第二散热侧传热部件10B被安装在旁路通道54内。另一半大体相等的供给空气36，所述的流经旁路通道54另一半，已被第二吸热侧传热部件6A初步冷却，这样热交换器3B的冷却能力大大增强了。
通过空气排出通道2，室内污秽的排出空气38的排出流速与供给至房间内的供给空气36的流速大致相等。然后，污秽的室内排出空气38与从旁路通道54来的供给空气36混合。由于供给空气36已被第二吸热侧传热部件6A初步冷却，尽管第二散热侧传热部件10B被布置在旁路通道54内，但供给空气36的温度大体上不会升高。因此排出空气38的温度变低，并在这个温度，排出空气38送入第二散热侧传热部件10A并且参与对供给空气36的初步冷却。
附带提及，图中的标号55是一在空气排出通道2中间点形成的再补给开口。通过再补给开口55，可加入再补给空气56以维持供给空气36和排出空气38数量上的平衡。为了调节供给空气36的旁路率和再补给空气56的再补给率，旁路通道54和再补给开口55均安装了如调节板之类的流速调节装置，虽然这样的流速调节装置未在图中表示出来。但请注意再补给开口55不是绝对必要的。
在图18中，第二吸热侧传热部件6A和第二散热侧传热部件10A共同使用相同的热电模件4A，第二吸热侧传热部件6B和第二散热侧传热部件10B共同使用相同的热电模件4B。但是分别将第二吸热侧传热部件6A和第二散热侧传热部件10A连接到不同的热电模件，分别将第二吸热侧传热部件6B和第二散热侧传热部件10B连接到不同的热电模件上也是可行的。
图19所示为本发明空调排风机的第六个实施例。在这个实施例中两个热交换器也是并排布置的，一个是室外热交换器3A，另一个是室内热交换器3B。一第二吸热侧传热部件6A被置于供给空气36的流动方向的上游侧，一第二吸热侧传热部件6B被置于与供给空气36流动方向的下游侧。一第二散热侧传热部件10B被置于排出空气38的流动方向的上游侧，一第二散热侧传热部件10A被置于排出空气38的流动方向的下游侧。
室外热交换器3A的冷却能力被设计得比室内热交换器3B的要大(例如在传热部件的传热区域，传热介质的循环流速，提供给传热介质的电源，提供给热电模件的电力等)。因此，通过室外热交换器3A的供给空气36得到了明显的冷却，并且它的温度通过室内热交换器3B进行调节。
图20所示为本发明空调排风机的第七实施例。在这个实施例中，一第二散热侧传热部件10被安装于一温水箱57中。一冷水供给线58有一分支线，通过它诸如自来水或井水之类的冷水58’可被补充到温水箱57内。冷水58’被储存于温水箱内通过第二散热侧传热部件10的散热而被加热。通过一温水龙头59，可得到温水。标号60代表的是一冷水龙头，通过它可得到冷水。虽然图中未示但是，一个搅拌器可另外再安装于温水箱57内以提高热回收率。
附带提及，第二吸热侧传热部件6除了冷却也能用于除湿。也可将多个热交换器的第二散热侧传热部件10安装于温水箱57内。
当通过使用本实施例中的第二散热侧传热部件10所散失的热量得到温水时，热回收率可进一步得到提高，这样便容易得到温水。另外，在晚上使用主要用于除湿的空调排风机比使用主要用于室内强烈冷却的空调排风机对身体更有好处。这也可以节约耗电量。
图21为示意地表示将被供给到热交换器中去的电流密度与它们相应的特性系数(COP)。图中，曲线A是一当温差ΔT为3℃时的特性曲线，曲线B是一当温差ΔT为5℃时的特性曲线，曲线C是一当温差ΔT为7℃时的特性曲线，曲线D是一当温差ΔT为9℃时的特性曲线。
一使用于上述实验的半导体晶片的高度为0.16厘米。半导体晶片的热传导率在吸热侧和散热侧均为每单位面积4[W/(℃·cm2)]。它的塞贝克(温差电动势)效应系数为205[μV/K]，它的热传导率κ为0.016[W/(℃·cm)]，它的导电率σ为900[S/cm]，在吸热侧和散热侧它的的平均温度均为26.5℃。
从图中可知，当温差ΔT很小时(例如，当温差ΔT不足9℃时)热交换器的特性系数(CPO)至少为3。与空调器(CPO2.5)相比，热交换器的效率是高的，故使用热交换器可带来可观的经济效果。特别是当温差ΔT是7℃或更小时，CPO是4或更大，这样热交换器的效率更高，更经济。
通过使用一通讯网络实现各种操作，如启动，关闭和温度调节可从一较远的地方遥控本发明的空调排风机。
本发明的空调排风机可配有一电路，它使得排风机可以使用太阳能电池。作为一种变通的方法，使用太阳能电池的驱动电路可结合一主电源启动电路一起安装，这样可根据季节和/或时间的不同来变换使用太阳能驱动电路和主电源驱动电路。
也可在房间中安装诸如灰尘收集传感器，烟雾检测传感器和气味传感器之类的传感器。在这种情况下，也可安装一控制电路，以便当这些传感器探测出目前房间内需要通风时可以自动进行通风。
也可在空气进入通道内设置一些装置，这些装置提供一些用于使人精神放松的物质(如香味之类的物质)。
另外，最好在每一空气通道内使用一绝热措施，例如，给每一空气通道安装一绝热管或另外使用一消音材料以减小噪音。
已结合制冷说明了这些实施例，本发明同样也可用于制热。另外本发明可以通过改变供给至热交换器的电流方向从而使它可用于制冷和制热。
已经结合空气与空气间的热交换说明了本发明的实施例。本发明的空调排风机也可用于空气与液体，液体与液体或空气与非空气的气体之间的热交换。
另外，本发明也可用于下列目的(1)在房间，大厅之类的中央空调中的集中排风。
(2)如轿车，汽车，火车轮船和飞机之类的交通工具的排风。
(3)易于被污染的地方如厕所，烘烤营地之类的地方的排风。
(4)恒温箱中的排风。
(5)温室中的排风。
(6)浴室中的排风。
(7)清洁室的排风。
(8)冷藏室，冷冻室的排风。
(9)为鱼换水时保持水温不变。
以上对本发明作了充分说明，本领域的技术人员可在此基础上进行许多变化和修改，但均不超出本发明所述的精神或范围。
权利要求
1.一空调排风机，它具有用于排风的空气进入通道(1)和空气排出通道(2)，同时还具有采用热电模件(4，4A，4B)来实现流经所述通道之一的空气之间的热交换的热交换器(3，3A，3B，41)，其特征在于至少一个所述的热交换器的吸热系统和散热系统具有一传热-介质-循环系统(7，7A，7B，11，11A，11B)故传热介质(14)可以液体形式下被迫循环以实现上述的热交换(图1，2，4，7，8，9，12，18，19，20)。
2.根据权利要求1所述的空调排风机，其特征在于，所述吸热系统和所述散热系统均具有所述传热-介质-循环系统(7，7A，7B，11，11A，11B)(图1，2，4，7，8，9，12，18，19，20)。
3.根据权利要求1所述的空调排风机，其特征在于，所述空气进入通道(1)和空气排出通道(2)均设有所述热交换器(4；4A，4B)(图7，8，9，18，和19)。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的空调排风机，其特征在于，从空气流动方向看在所述(3)的上游侧有一附加的热交换器(41)它具有一安装在所述空气进入通道(1)与空气排出通道(2)之间的热导体(43)(图9和12)
5.根据权利要求1所述的空调排风机，其特征在于，一旁路通道(54)使所述空气进入通道(1)和空气排出通道(2)在它们的中间部分相连通；所述的热交换器(3，3A，3B，41)是一室外热交换器和一室内热交换器之一；所述的采用一热电模件(4A)的室外热交换器，它具有一从供给空气36的流动方向看，安装于所述空气进入通道(1)的所述旁路通道(54)的分支点的上游侧的第二吸热侧传热部件(6A)，和一从排出空气(38)的流动方向看，安装于所述空气排出通道(2)与旁路(54)的结合点的下游侧的散热侧传热部件(10A)；和所述的采用一热电模件(4B)的室内热交换器，它具有一从供给空气36的流动方向看，安装于所述空气进入通道(1)的所述旁路通道(54)的分支点的下游侧的吸热侧传热部件(6B)，同时也具有一安装于所述旁路通道(54)内的散热侧传热部件(10B)(图18)。
6.根据权利要求5所述的空调排风机，其特征在于，用于供给再补充空气(56)的再补给开口(55)从所述排出空气(38)的流动方向看，被安装于所述旁路通道(54)与所述空气排出通道(2)的结合点的下游侧。
7.根据权利要求1所述的空调排风机，其特征在于，一旁路通道(54)与所述空气进入通道(1)和空气排出通道(2)在它们的中间部分相连通；所述的热交换器(3，3A，3B，41)是一室外热交换器和一室内热交换器之一；所述的使用一热电模件(4A)的室外热交换器，它具有一从供给空气36的流动方向看，安装于所述空气进入通道(1)的所述旁路通道(54)的分支点的上游侧的第二吸热侧传热部件(6A)，和一从排出空气(38)的流动方向看，安装于所述空气排出通道(2)与旁路(54)的结合点的下游侧的散热侧传热部件(10A)；以及所述的采用一热电模件(4B)的室内热交换器，它具有一从供给空气36的流动方向看，安装于所述空气进入通道(1)的所述旁路通道(54)的分支点它的下游侧的吸热侧传热部件(6B)，和一从供给空气(36)的流动方向看，安装于所述空气排出通道(2)与旁路(54)的结合点的上游侧散热侧传热部件(10B)(图18)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的空调排风机，其特征在于，所述的空调排风机被设计为通过至少调节供给空气(36)的流速，排出空气(38)的流速，供给热电模件(4，4A，4B)的电力，所述传热介质(14)的循环流速，和提供给使用所述热电模件(4，4A，4B)的所述热交换器(3，3A，3B，41)的第二散热侧传热部件(10，10A，10B)的供给空气的流速中的一个以控制供给空气(36)的温度。
9.根据权利要求1所述的空调排风机，其特征在于，一直接与供给空气(36)相接触以实现所述热交换的吸热侧或散热侧传热部件(6)被安装于所述的空气进入通道(1)内；所述的热电模件(4)和所述的传热-介质-循环系统(7)均被安装于室外。(图1和图7)。
10.根据权利要求3所述的空调排风机，其特征在于，一直接与供给空气(36)相接触以实现所述热交换的吸热侧或散热侧传热部件(6)被安装于所述的空气进入通道(1)内；一直接与排出空气(38)相接触以实现所述热交换的吸热侧或散热侧传热部件(10)被安装于所述的空气排出通道(2)内；所述的热电模件(4)和所述的传热-介质-循环系统(7)均被安装于室外。(图7和图8)。
11.根据权利要求1-10任一项所述的空调排风机，其特征在于，所述空调排风机被设计成使所述传热介质(14)以大体垂直的方向撞击所述热电模件(4)的一基片(17，18)(图3)。
全文摘要
一空气进入通道和一空气排出通道被安装在墙上部用于排风。一热交换器实现与通过空气进入通道从室外进入室内的新鲜空气的热交换。热交换器具有一有热电模件,一第一吸热侧传热部件,一第二吸热侧传热部件,一吸热侧循环通道,一吸热侧泵,一第一散热侧传热部件,一辐射型第二散热侧传热部件,一散热侧循环通道,一散热侧泵,一散热侧风扇,一充满循环通道的传热介质和一电源。
文档编号F24F5/00GK1174314SQ9711276
公开日1998年2月25日 申请日期1997年6月10日 优先权日1996年6月10日
发明者渡边日出男, 酒井基弘, 木谷文一 申请人:萨墨福尼克斯株式会社