多模式空气管理系统和方法与流程

多模式空气管理系统和方法
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求于2020年2月11日在美国专利商标局提交的题为“多模式空气管理系统和方法”的美国临时专利申请no.62/972,818的优先权的权益，其内容通过引用结合于此。
技术领域
3.本发明涉及空气管理单元(ahu)领域。更具体地，本发明涉及具有多模式风扇的ahu领域以及同时控制多个区域中的气流的方法。


背景技术：

4.目前，在商业或农业建筑中使用的大多数当前的空气输送单元依靠多年来基本没有变化的传统部件。通常，系统包括连接到离心式风扇的调节风门，过滤器和盘管，该离心式风扇适于在外部空气进入受控区域之前加热该外部空气。通常，这样的部件是体积庞大的，不仅因为它们的单个体积，还因为确保单元良好功能的管道系统和其它辅助补充部件所需的空间。
5.当需要时，可以使用诸如阀、收集器等部件在单元内改变气流的方向。在一些更小或技术更先进的单元中，风扇本身，例如电子换向(ec)风扇，可以通过改变其翼片的旋转来改变气流方向。旋转运动的反转，特别是如果在短时间内执行，会需要来自电机的大量能量。目前，风扇叶片的空气动力学特性通常被优化设计以在一个旋转方向上产生有效的气流。因此，使风扇换向通常固有地效率低下，并因此达到高的能量消耗。由于在全世界的各种商业或农业建筑中使用的这种单元的绝对数量，因此找到和应用在能量和空间上效率更高的系统和/或方法来控制和改变气流方向将会大大节约成本。因此，需要一种通过能量高效模式改变来调整一个或多个区域的空气特性的方法和装置。


技术实现要素：

6.现有技术的缺点通常通过多模式热交换器和空气通风系统来减轻。
7.在本发明的一个方面，提供了一种多模式空气管理单元(ahu)。ahu包括与暖气流和冷气流无缝流体连通的热交换单元，并包括一个或多个多模态枢转风扇。ahu还可以包括与网络通信的控制器，该控制器被配置成接收来自远程计算机化设备的请求，所述远程计算机化设备例如计算机、智能电话、平板电脑等。控制器还可以被配置成在接收到这样的请求时调节区域的特征。
8.在本发明的一个方面，ahu可以包括加热、冷却、通风和空气控制功能。可以理解的是，虽然这里描述的实施例控制空气，但是控制任何类型流体的其它实施例也在本发明的范围内。
9.在本发明的另一方面，热交换单元可以是热交换块。热交换块通常由多个平行板制成，这些平行板被设置成在第一方向上接收第一气流，并在第二方向上接收第二气流，而
彼此不接触。第一气流包括几乎全部为冷的空气，第二气流包括几乎全部为暖的空气。每个气流穿过第一面进入并朝着各自的相对面离开，第一气流进入通过的面与第二气流进入的面相邻。
10.在本发明的又一方面，至少一个风扇可以位于多个气流通道的连接处。风扇可以是适于轴向旋转的定向风扇，例如在单向方向上移动空气的任何类型的风扇。该风扇安装在枢转支架上的风道内，允许至少90度的旋转。该旋转可以由至少一个马达提供动力。马达可以位于风扇的重心之上和/或之下。风扇支架可以是蛋形的并且可以包括在两端的每个端上的开口，每个开口通过通道流体连接允许空气从第一末端流到第二末端。风扇和/或相关联的机构适于提供来自第一风道的气流同时阻挡来自第二风道的气流，从而起到风扇和气流控制作用。当提供来自第一风道的气流时，每个开口可适于与第二风道气密密封，反之亦然。该密封通常旨在始终提供ahu的壳体和风扇装置(mount)之间的接触，即使当在两种模式枢转时也是如此。通过将所述通道从其他风道隔离，只有一个气流通过风扇。
11.在一些实施例中，ahu包括壳体。在这样的实施例中，蛋形风扇可以在壳体内自由地枢转或旋转。托架可以允许将枢转风扇从壳体或从ahu移除，例如用于维护或更换目的。在其他实施例中，风扇支架可以具有圆柱形、球形或允许风扇安装和旋转的任何其他形状。
12.在本发明的另一个方面，ahu包括两个枢转风扇，并且可以提供多达四种不同的操作模式。实际上，第一操作模式提供一个风扇将空气吹出一个区域进入热交换单元，而另一个风扇将空气从热交换单元吹到所述区域。第二操作模式提供风扇将空气吹出一个区域或区域而不将空气导向热交换器单元。第三操作模式提供风扇将空气直接吹入一个区域而不将空气导向热交换器单元。最后，第四操作模式提供风扇将空气直接吹入区域的风扇，而另一个风扇将空气直接吹出该区域，而不将空气导向热交换单元。应当理解，独立于所选择的模式，每个风扇可以将空气引导进入其连接处(its junction)的每个气流通道；进入热交换单元，离开热交换单元，进入受控区域和离开受控区域。
13.在本发明的另一方面，提供了一种在热交换块上的除霜/除冰和/或清洁装置。该装置连接到适于从块的一侧移动到另一侧的壳体。该装置可以使用由马达组件驱动的蜗杆螺钉来移动。该装置保持在块的相邻表面上。通常，除霜和除冰单元安装在热交换器的冷空气入口附近，并且清洁单元位于热空气入口附近。清洁单元可以辅以噬菌体分配器。
14.在本发明的又一方面，提供了一种借助于网络通过控制一个或多个ahu来调节区域的方法。在一些实施例中，该方法包括从传感器接收数据、气象数据和污染警报的计算机化装置。该数据可以与一个或多个区域相关联。所接收的数据由计算机化装置分析。在一些实施例中，经计算的动作作为请求被发送到每个ahu单元。
15.在本发明的另一方面，提供了一种风扇组件。风扇组件包括第一风道，枢转地连接在风道中的壳体，该壳体包括进气通道和排气通道，以及安装在壳体上的风扇单元。在第一模式中，壳体枢转地定向以在第一风道中产生第一空气流，且在第二模式中，壳体枢转地定向以在第一风道中实质上限制所述空气流。在第二模式中，壳体还可以阻挡第一风道中的空气流。在第二模式中，壳体可以密封地阻挡第一风道中的空气流。风扇组件还可以包括容纳第一风道的机壳，该机壳能够包括多个可拆卸部分。在第三模式中，壳体枢转地定向，以在第一风道中产生与所述第一空气流反向的第三空气流。
16.风扇组件可以包括第二风道，其中在第一模式中，壳体进一步实质上限制了第二
风道中的空气流，且在第二模式中，壳体在第二风道中产生第二空气流。在第一模式中，壳体可阻挡第二风道中的空气流，且在第二模式中，壳体可阻挡第一风道中的空气流。在第一模式中，壳体可密封地阻挡第二风道中的空气流，且在第二模式中，壳体可密封地阻挡第一风道中的空气流。
17.风扇组件可以包括容纳第一和第二风道的机壳。机壳还可以包括多个可拆卸部分。在第三模式中，壳体枢转地定向以在第一风道中产生第三空气流，第三空气流与第一空气流相对。在第四模式中，壳体枢转地定向以在第二风道中产生第四空气流，第四空气流与第二空气流相对。风扇单元可以位于第一和第二风道之间的交叉处。
18.风扇组件可以包括至少一个气体传感器，该传感器连接到风扇单元，该气体传感器检测一个或多个气体特征。气体传感器可以是电子鼻。壳体可以具有弯曲的形状。
19.风扇单元还可以包括枢转机构，以对于第一风道枢转壳体。风扇单元还可以包括用于启动和停止枢转机构的控制器。控制器可以被编程以控制枢转机构的旋转位置。风扇组件还可以包括接合机构，用于接合而后脱离枢转机构。接合机构可以是手动离合器。
20.枢转机构可包括一个或多个限位开关，该限位开关配置成检测壳体的当前径向位置。风扇单元可以是离心式风扇或轴流式风扇。壳体可以是旋转模制的。
21.在本发明的另一方面，提供了一种在第一区域和第二区域之间的多模式空气管理单元(ahu)。所述ahu包括结构、热交换器、连接到所述结构的第一风扇组件和第二风扇组件，所述风扇组件中的每一个包括第一和第二交叉风道，所述第一风道与第一区域流体连通，并且所述热交换器和所述第二风道与所述第一区域和第二区域流体连通，壳体枢转地连接在所述第一和第二风道的交叉处。所述壳体包括进气通道和排气通道，以及安装到所述壳体的风扇单元，所述壳体可枢转地定向以交替地在所述第一风道中产生第一空气流，并且在所述第二风道中产生第二空气流。
22.第一和第二风扇组件可以彼此相邻。所述结构可以具有与第一区接触的第一面和与第二区接触的第二面。该结构可以包括适于连接到车辆的叉上的凹部。第一区域可以是封闭区域，第二区域在外部。
23.第一风扇组件的壳体的枢转可以独立于第二风扇组件的壳体的枢转。第一风扇组件和第二风扇组件的每个壳体的相对位置可以允许ahu的不同操作模式。第一风扇组件和第二风扇组件中的每一个可以枢转，以在第一和第二区域之间产生直接的空气流。
24.每个风扇组件可以从ahu上移除。ahu可配置成与第一区域的支撑ahu的壁以齐平的配置进行安装。
25.在本发明的另一方面，提供了一种用于在第一空气流模式和第二空气流模式之间交替的方法。该方法可以包括对于第一风道枢转地定向壳体以在第一风道中产生第一空气流，该壳体包括风扇单元并且枢转地定向壳体以限制或阻止第一风道中的第一空气流。
26.该方法可以包括在第一风道中枢转地定向壳体以产生第三空气流，该第三空气流与第一空气流相对。该方法可以包括枢转地定向壳体以在第二风道中产生第二空气流，同时限制第一风道中的第一空气流。该方法还可以包括在第二风道中枢转地定向壳体以产生第四空气流，第四空气流与第二空气流相对。
27.在本发明的另一方面，提供了一种基于两个区域之间的控制参数来控制空气管理单元(ahu)的不同操作模式的方法，所述方法包括控制器从所述ahu的一个或多个捕获装置
接收控制参数，所述控制器基于所接收的控制参数来确定所述ahu的操作模式，并且基于所确定的操作方式对于所述ahu的一个风道自动地枢转至少一个风扇单元，以在所述风道中产生或阻挡空气流。
28.该方法还可以包括基于所确定的操作模式对于ahu的第二风道自动地枢转第二风扇单元，以在风道中产生或阻挡空气流。
29.第一区域还可以包括控制器从外部数据资源接收数据。来自外部数据资源的数据可以包括以下中的任何一个：气象数据、放射性数据、空气质量数据和污染数据。
30.该方法还可以包括使用所捕获的控制参数来训练人工智能算法，并且使用经训练的人工智能算法来确定ahu的操作模式。人工智能算法的训练可以包括从ahu的一个或多个用户提供反馈。
31.控制参数的捕获可以包括以下中的任何一个：测量温度、检测空气中存在的病毒或细菌、测量湿度水平、感测气味、检测气体的类型或空气中颗粒的存在，例如碳水平。
32.在本发明的另一个方面中，一种用于对包括多个区域的建筑物进行通风的系统，每个区域包括至少一个空气管理单元(ahu)，每个ahu配置成执行用于基于两个区域之间的控制参数来控制空气管理单元(ahu)的不同操作模式的方法。该系统可用于农业建筑中。在另一方面，每个区域可以是开放区域中的预定区域。
33.每个ahu可以彼此进行数据通信。每个ahu可以由服务器控制。
34.在所附权利要求中具体阐述了被认为是新颖的本发明的特征。本发明的其它和进一步的方面和优点将在对将要描述的示例性实施例的理解之后变得显而易见，或者将在所附权利要求中指出，并且在实践中使用本发明时，本领域技术人员将会想到这里未提及的各种优点。
35.本发明的其它和进一步的方面和优点将在对将要描述的示例性实施例的理解之后变得显而易见，或者将在所附权利要求中指出，并且在实践中使用本发明时，本领域技术人员将会想到这里未提及的各种优点。
附图说明
36.本发明的上述和其它方面、特征和优点将从以下参考附图的描述中变得更加显而易见，其中：
37.图1是根据本发明原理的ahu的实施例的透视图。
38.图2是图1的ahu的分解图。
39.图3是图1的ahu的内腔的剖视图。
40.图4是图1的ahu的侧剖视图。
41.图5是根据本发明原理的ahu的风扇组件的透视图。
42.图6是根据本发明原理的风扇组件的壳体和ahu的风道的连接的截面图。
43.图7是图1的ahu的顶部剖视图。
44.图8是在第一操作模式中示出的图5的风扇组件的前视平面图。
45.图9是图8的风扇组件对a-a轴线的顶部剖视图。
46.图10是图5的风扇组件在第二操作模式下的前视平面图。
47.图11是图10的风扇组件对b-b轴线的顶部剖视图。
48.图12是图1的ahu的顶部剖视图。
49.图13是根据本发明原理的ahu的控制部件的实施例的图示。
50.图14是用于调节多个区域中的气流的系统的图示。
51.图15是根据本发明原理的ahu的实施例的前透视图。
52.图16是根据本发明原理的ahu的实施例的后透视图。
53.图17是安装在墙中并从第一区域观察的根据本发明原理的ahu的一个实施例的透视图。
54.图18是从第二区域观察的图17的ahu的透视图。
55.图19是从墙内看到的图17的ahu的侧视截面图。
具体实施方式
56.下文将描述一种新颖的多模式空气管理单元或热交换器以及空气通风系统和方法。尽管以具体的说明性实施例描述本发明，但应当理解，这里描述的实施例仅是通过示例进行描述，且本发明的范围无意以此进行限制。
57.现在参考图1，示出了空气管理单元(ahu)10的实施例。在这样的实施例中，ahu 10包括结构或框架12，一个或多个枢转风扇组件20，热交换单元50。ahu还可以包括控制器40。在一些实施例中，ahu 10还可以包括过滤系统70和真空系统80。
58.ahu 10通常位于两个区域之间。在一些实施例中，第一区域处于受控环境中，例如建筑物内部的区域，且第二区域处于非受控环境中，例如外部或外面区域，例如但不限于建筑物的外部区域。在一些实施例中，ahu 10包括可移除的面板或门14。可拆除的面板14通常连接到ahu 10的结构12上。ahu 10可以包括适于保护ahu 10不受外部自然力例如雪、雨等影响的壳体11。壳体11通常连接到结构12上。壳体11还可以包括外壳13，该外壳13通常用于对于第一和第二区域保护和隔离ahu 10的内部部件。ahu 10还可包括与第一区域、每个枢转的风扇组件20和第二区域流体连接的多个风道或管道系统16。
59.在一些实施例中，ahu 10的结构12还可包括适于容纳车辆叉架(例如拖拉机)的缺口，凹口或其它形状18。当叉架被插入到凹口18之下和/或之中时，ahu 10可以用车辆移动、升高、降低和操纵。使用车辆可以容易地将ahu 10安装在建筑物的开口中，因为车辆可以将ahu 10与开口对齐，并且将ahu 10降低在开口的内壁上。
60.在其它实施例中，ahu 10和/或结构12适于与壁或安装有ahu 10的开口的边缘齐平安装。齐平安装通常旨在减小ahu 10在其中一个区域，通常是建筑物内的区域中的占用体积。齐平安装通常意味着使ahu 10的管道或风道16和/或其它部件朝向其他区域定位，通常是建筑物外的区域。
61.在典型的实施例中，在第一模式中，风扇组件20适于通过第一入口从第一区域抽吸或驱动空气，并将空气吹向与第二区域连接的出口，从而形成第一风道2。在第一模式中，风扇组件20或风扇单元22沿风道2的总体纵向方向定向。在第二模式中，风扇单元22或风扇组件20枢转或定向以阻挡空气在第一风道2中流动。在优选实施例中，风扇单元22或风扇组件20从第一风道的纵向方向旋转大约90度。在一些实施例中，来自第一区域的空气在第二模式下由风扇组件20朝向热交换器单元50吹送。
62.在第三模式中，风扇组件20被定向成将空气从第二区域牵引或吹向第一区域，从
而在与第一模式相反的方向上使用第一风道2。通常，在第三模式中，风扇组件20从第一模式枢转大约180度。在第四模式中，风扇组件20适于阻挡第一风道2中的空气并形成第二风道4。优选地，在第四模式中，风扇组件20从第一模式的位置枢转大约270度或-90度。在第四模式中，空气优选地由风扇组件20从热交换器单元50向第一区域吹送。
63.现在参考图2，图2示出了图1的ahu 10的分解视图，一些部件被选出。如图所示，ahu 10的一些部件是可移除的或至少是可移置的，目的是方便用户对部件的接近。
64.在具有过滤系统70的一些实施例中，过滤系统可以可滑动地连接到ahu 10的结构12。在其它实施例中，过滤系统70安装到至少一组连接到结构12的导轨72上。导轨72允许过滤系统70至少部分地移入和移出ahu 10。当过滤系统70移出时，它可以被维修或维护。
65.在其它实施例中，一个或多个风扇组件20可以从ahu 10上拆卸下来。在这样的实施例中，风扇组件20是外部壳体或外壳6的一部分，外壳6可以滑入和滑出ahu 10的结构12或壳体11。风扇组件20可以在插入时固定到ahu 10上。在这样的实施例中，壳体11或结构12包括表面或导轨以可滑动地接收风扇组件20。
66.在包括真空系统80的实施例中，ahu 10的壳体11或结构12可以包括覆盖真空系统80的检修门、板或护罩14。检修门14的目的是为真空系统80或其它相邻部件的维修或维护提供通道。可以理解的是，在本发明的范围内可以使用包含任何其它已知的进出真空系统80的机构。
67.在进一步的实施例中，ahu 10还可以包括一个或多个门14，以接触一个或多个部件，例如盒子或块、热交换器、流体排放装置、加热器、空调单元等。当打开一个或多个门14时，部件中的每一个可以被拉出或倾斜以被接角。作为一个例子，热交换单元50可以被完全去除，或者可以独立地去除一个或多个盒子42。此外，一个或多个风扇组件20可以从ahu 10中取出，例如为了维护或更换的目的。门14可以体现为滑动门，枢转门或弹簧加载门。可以理解，这些部件可以固定或安装到结构12或壳体11上，并且可以进一步适于在操作期间可接触。当ahu 10安装在建筑物的孔中时，部件可进一步被安装或拆下。在一些实施例中，ahu 10可以包括在第一区域内的表面上的门14和在面对第二区域的表面上的相应的门14。这样，当在第一区域中，通常在建筑物内部，或者当在第二区域中，通常在外部时，可以检修或维护ahu 10。
68.现在参考图3,ahu 10的壳体11或结构12可以包括通常位于不同的部件(例如热交换器50)下方的腔室或箱15。腔室15可以包括通常在门14的活页和腔室15之间的密封接头17。接头17通常提供了对液体通过这种开口离开腔室15的阻挡。ahu 10的结构12或腔室15可包括多个凹槽、倾斜表面或通路19。多个凹槽19通常适于捕获在腔室15中流动的液体，并将所述液体引向排放口或液体排放口。在所示的实施例中，排放口位于腔室15的底面，优选位于形成低点的所述底面的中心附近。可以理解，允许液体流向排放口或开口的凹槽、倾斜表面和/或通路19的任何其它布置都在本发明的范围内。
69.现在参考图4，示出了风扇组件20的实施例。风扇组件20包括第一风道2，枢转地连接在风道2内的壳体24，以及安装在壳体24上的风扇单元22。壳体24通常包括进气通道或开口26和排气通道或开口27。风扇组件20还可包括枢转构件28。在这样的实施例中，枢转构件28使壳体24(未示出)枢转或定向。在其它实施例中，风扇组件20可包括两个风扇或螺桨(22,22')。两个风扇22,22'可以串联安装，并且可以使用相同的枢转构件28进行枢转。可以
理解的是，在风扇组件20中具有两个风扇(22,22')通常旨在增加空气压力，以提供每个风扇组件20比具有单个螺桨的风扇组件20更好的气流。还可以理解，在风扇组件20中具有两个风扇(22,22')通常允许风扇组件20在两个风扇(22,22')中的一个有缺陷的情况下保持工作。组件20的风扇(22,22')可以是本领域已知的任何类型的风扇，例如但不限于轴流式风扇或离心式风扇。
70.风扇单元22通常包括螺桨和马达。风扇单元还可以包括集成的控制器或开关，以激活或关闭风扇单元。
71.风扇组件20还包括与区域或热交换器50流体连通的风道2。风道2可以集成或模制到风扇组件20的机壳25中。风道2通常形成或模制在风扇组件20的机壳25中。风道2可以是管道系统16的延伸部分。因此，如果对于给定的螺桨22存在多于一个的风道2，则风道2通常是多个空气路径的会聚。
72.在一些实施例中，风扇组件20包括两个相交的风道(2,4)。两个风道(2,4)可以以一定角度相交，优选地，该角度大约为90度。可以理解，在其它实施例中，两个风道(2,4)可以以不同的角度相交，例如但不限于60度和120度，或者45度和135度。另外，风道(2,4)可以在任何平面内会聚，例如但不限于水平面或垂直面。作为一个实例，两个风道(2,4)可以彼此以60度相交。
73.现在参考图5，机壳25可以由多个部分制成，并且可以具有多种形状。在本实施例中，机壳25由底部27和顶部28制成。在其它实施例中，机壳25可以由两个以上的部分制成，或者可以是一体的。不同的构造通常旨在易于生产、组装和/或拆解。机壳25还可以由塑料制成或模制而成。机壳25和ahu 10的各种其它部件可以被旋转模制。此外，风道(2,4)的形状、长度和整体构造可根据ahu 10中可用的空间或ahu 10或建筑物的构造而变化。在这样的实施例中，风道(2,4)成形为90度弯头管。可以理解，在其它实施例中，所述风道(2,4)可以基于ahu 10的选定构造具有任何构造。
74.风扇组件20的壳体24优选地使用枢转机构30枢转地安装到机壳25。枢转机构30可以包括可由马达34启动的枢转部件32。枢转部件32使壳体24围绕实质垂直的轴23定向或枢转。枢转部件32可具体化为枢转装置或连接到适于旋转枢转轴23的枢转装置的托架。
75.在一些实施例中，枢转机构30包括未示出的伺服马达33和枢转部件32。伺服马达33配置成控制枢转部件32的旋转，从而控制风扇组件20的定向。枢转部件32可操作地连接到壳体24。由于风扇单元22安装在壳体24内，空气流因此旋转。壳体24通常通过壳体24的中心轴23枢转地安装到机壳25上，从而允许壳体24围绕其自身也即围绕垂直轴23旋转。可以理解，在其它实施例中，如果风道(2,4)相应地被适配，则枢转部件32可被适配成允许围绕总体水平的轴枢转。具有另一旋转轴线可以允许实现垂直管道16，这因此在具有有限空间的应用中是非常有益的。
76.在其它实施例中，枢转机构30可以可操作地连接到控制器40或与控制器40通信。控制器40可配置成启动和/或停止枢转机构30。控制器40可被进一步配置或编程以控制枢转机构30的径向/旋转位置、旋转速度和/或旋转方向。可以理解，控制器40可以是ahu 10的一个部件或者体现为外部模块。
77.风扇组件20还可以包括接合机构35，用于接合或脱离风扇组件20或风扇单元22的枢转机构30。在一些实施例中，所体现的接合机构35是允许对枢转机构30接合或脱离接合
的离合器系统。在这样的实施例中，风扇组件20包括由接合机构35接合并驱动枢转机构30的驱动机构36。驱动机构36可包括与枢转构件32和离合器系统35的花键37接合的驱动带或链条。花键37可垂直移动以接合而后脱开旋转机构34。旋转机构34(通常为马达)可以在任一方向上旋转驱动轴。枢转手柄38还可连接到花键37以升高或降低所述花键37。枢转手柄38可以允许使用者在需要时手动地将马达34与花键37脱开。
78.风扇组件还可以包括张紧系统39。张紧系统39可滑动地连接到离合器系统35。张紧系统39通过将离合器系统35移离或移向枢转机构30而增加或降低驱动带36中的张力。可以理解，旋转机构34和张紧系统39可以由控制器40控制。
79.风扇组件20还可以包括至少一个限位开关42，该限位开关42被配置成检测壳体24的当前径向位置并且将所述位置传送给控制器40。在所示的实施例中，两个限位开关42被配置成与枢转机构30的盘31接触。因此，枢转机构30的盘31(通常实施为滑轮)可包括在盘31的表面上或周边处的扰动，例如未示出的凸起或凹陷。当盘31转动时，扰动接触限位开关42，从而启动所述限位开关42中的一个。限位开关42的启动或停用表明壳体24枢转到预定位置，例如枢转90度或270度等。可以理解，可以使用其它系统来确定盘31的位置，例如位置编码器。
80.壳体24包括交替地定位在孔或入口/出口之间的侧壁21。侧壁21的尺寸通常设置成至少部分地阻挡来自风道(2,4)中的一个的空气。在其它实施例中，侧壁21可以完全阻挡风道(2,4)中的一个的气流，而多个孔允许来自风扇单元22的气流在其它风道(2,4)中循环。壳体24通常成形为允许风扇单元22在风道(2,4)内枢转运动，优选地在多个风道的相交处23。
81.在本实施例中，侧壁21是弯曲的。弯曲的侧壁21通常为壳体24提供圆的、椭圆或蛋的形状。在一些实施例中，壳体24具有圆形形状或具有圆形边缘以易于枢转。可以理解，可以使用允许枢转和密封功能的任何其它形状，例如圆柱形、椭圆形、圆形或甚至正方形。
82.侧壁21还可以包括在周边的凸缘或唇缘。这种凸缘或唇缘通常旨在增加侧壁21的刚性和/或当与所述孔或风道2的密封件44接触时密封入口/出口孔。
83.在一个实施例中，壳体24可以从机壳25或风道(2,4)中取出，而不需要拆卸整个风道(2,4)或机壳25。与机壳25类似，壳体24还可以包括一对以上的侧壁21。作为一个实例，壳体24可以包括顶部和底部。
84.壳体24还可包括密封装置44，例如橡胶带或其它密封材料，以允许有效地阻挡壁21和风道(2,4)之间的空气。密封装置44通常环绕壳体24的开口，例如入口和/或出口。密封带44也可以附接到侧壁21的边缘，以在侧壁21和风道(2,4)或机壳25的连接处阻挡空气。可以理解的是，在本发明的范围内可以使用任何类型的密封装置，该密封装置与侧壁21一起阻挡来自一个风道的空气。
85.现在参考图6，示出了风扇组件20的壳体24与风道(2,4)或机壳25之间的连接的剖视图。当壳体24定位成在一个风道(2,4)中产生气流时，壳体24的侧壁21可密封地连接到位于风道(2,4)之间或机壳25与壳体24之间的接合部的周边上的密封接头44。因此，存在于风道(2,4)中的气流不会泄漏或者实质上保持在具有所述风道的风扇单元22内。密封接头44可以由本领域已知的任何密封材料制成。
86.在其它实施例中，系统10还可以包括在每个风扇22的上游和/或下游的传感器(未
示出)。这种传感器可配置成分析气流。在一个实例中，传感器检测并传送关于气流或气流压力的数据。当气流或压力降低或增加时，可触发警报或任何动作。作为另一个例子，如果气流降低，则产生的数据会与造成空气损失的泄漏或穿孔相关联。在这样的例子中，风扇组件20或壳体24可以被拆卸以进一步调查所述空气损失。传感器可以是适于检测各种气体特性的气体传感器。例如，传感器可适于检测气流中细菌和/或病毒的存在。传感器还可以包括被配置成检测气味的传感器。在一个实施例中，气体传感器可以是适于检测各种气体和气味的电子鼻。
87.在优选实施例中，传感器连接或安装在风扇组件22的壳体24上，通常安装在位于由风扇组件22产生的空气流中的支架上。当壳体24枢转时，传感器保持在气流中，从而限制了所需的传感器的数量，因为传感器总是跟踪着气流。
88.现在参考图7，示出了ahu 10的俯剖视图。在这样的实施例中，风扇组件20枢转以形成第一风道2。在该实施例中，来自第二区域的空气由螺桨22从出口风道吹到朝向第一区域的入口风道。
89.在一些实施例中，外部空气在被螺桨22吹送之前穿过热交换单元50。当穿过热交换单元50时，暖空气流与冷空气流交换能量，导致供给空气流比最初收集的空气流更温暖。第二模式要求螺桨22枢转180度或处于与第一模式相反的方向。在这种模式中，空气流沿相反方向仍在第一风道2中移动，因此空气流从第一区流到热交换单元50。
90.在第三和第四使用模式中，空气流可以从一个区域直接引导到另一个区域，例如不经过热交换器50。在这些模式中，所有的风扇22可以沿相同方向引导空气进入或离开第一区域朝向第二区域，或者在相反的方向上引导空气。在第三和第四模式中，气流被引导进第二风道4中，并且至少部分地被阻挡在第一风道2中。为了改变使用模式，壳体24可以围绕中心枢转点23顺时针或逆时针旋转，直到达到所需位置。
91.在本发明的另一个实施例中，传感器可以安装在ahu 10内外的不同位置，以检测是否已形成冰以及是否阻塞或减小螺桨组件的气流或枢转运动。风扇22的方向可以暂时反转，以便在另外的冷区域中输送暖空气，直到解决所述情况。
92.在另一种模式中，风扇组件20的壳体24在风扇组件20内枢转或定向以形成第一风道，也称为吹风机模式。来自第一或第二区域的空气进入第一风道的入口部，穿过螺桨组件并分别朝着第二或第一区域吹向第一风道的出口部。
93.在其它实施例中，ahu 10可以包括百叶窗46。百叶窗46可以位于第一和/或第二区域与风扇组件20之间。在其它实施例中，百叶窗46安装在挡板48和风扇组件20之间。当风扇组件20这样定向时，百叶窗46通常是被动的并且阻挡外部光进入内部区域。这在有动物存在的使用中尤为有用，因为光会吓跑某些动物，例如在耕作或农业使用中。
94.在其它实施例中，ahu 10包括在每个流体入口和流体出口的挡板48。挡板48可以是重力驱动的挡板或机械操作的挡板，其适于通过致动机构(未示出)打开和关闭。挡板48的启动可以由控制器40控制。
95.在一些实施例中，ahu 10包括对于第一风扇组件20水平或垂直叠置的一个或多个附加风扇组件20。通常，两个风扇组件20会是必需的，以使热交换单元50正常发挥功能，因为两个不同温度的气流对于热交换是必需的。在这样的实施例中，两个风扇组件20可枢转以各自形成第二风道4，也称为吹风机模式。可以理解，吹风机模式可适于通过使螺浆组件
20枢转180度而将空气从第一区域吹到第二区域，反之亦然。
96.如图所示，可以理解，风扇组件20可以从ahu 10的中心宽度方向偏离。将风扇组件20的定位偏离ahu 10的中心可便于将其它部件安装在结构12内而不是安装在结构12外。例如，偏离配置可以允许将真空系统80安装在ahu 10的结构12之内而非之外。
97.在又一其他实施例中，ahu 10还可包括补充空气单元(未示出)，也称为再循环排气单元。在这样的实施例中，补充空气单元适于将进入ahu10的气流(例如外部空气)与来自建筑物的气流(通常是加热的气流)混合。通过将暖气流与具有通常较低温度的进入气流进行混合，所得合成气流的温度高于进入气流的温度。
98.补充空气单元通常旨在减少产生温暖的合成气流所需的能量。在一个实施例中，补充空气单元包括具有风门的风道。优选地，风道流体连接到在热交换单元50上游的提供进入气流的对接件。在另一个实施例中，补充空气单元可以包括具有风门的风道16，风道16与离开热交换单元50的排出气流以及热交换器单元50上游的进入气流流体连接。在两个实施例中，排出气流具有比进入气流更高的温度。可以理解，所述风道16和风门可以具有本领域已知的任何形状和构造。在另一个实施例中，可以通过经由网络直接与ahu 10通信来控制风门的开和关。
99.回到图5，示出风扇组件20的一个实施例形成第一风道2。在这种实施例中，风道2包括与第一区流体连通的第一外部和与热交换器单元50流体连通的第二外部。在这种实施例中，风道2是弯曲的，以允许空气被引导到盒部分，该盒部分可以包括具有有限空间的热交换器单元50。可以理解，在其它实施例中，为优化空气的流动并装配于ahu 10内，包围壳体24的风道2可以具有任何其它兼容的形状。
100.第二风道4通常包括与第一区流体连通的第三外部和与第二区流体连通的第四外部。这种第三和第四外部通常形成第二风道4。可以增加其它附加的外部以形成补充的风道。例如，第三风道(未示出)可以连接到顶部的风扇组件20的底部和底部的风扇组件20的顶部。
101.在这样的实施例中，风扇组件20包括壳体24。在一个典型的实施例中，风扇单元22位于第一和第二风道(2,4)的连接处附近。在一些实施例中，壳体24包括在枢转点23处枢转地安装到壳体24的枢转部件32。在一实施例中，枢转构件32可以是伺服马达，而在另一实施例中，枢转部件32可以连接到控制器40或连接到马达(未示出)以控制和/或自动化壳体24的旋转。枢转部件还可包括用于测量风扇组件20的旋转的限位开关42。可以理解，在本发明的范围内可以使用允许风扇单元22针对风道(2,4)枢转的任何其它装置。作为例子，根据所需的性能和/或可用空间，马达34可以安装在壳体24之上或之下。壳体24可以是弯曲的，通常旨在允许风扇22在风道(2,4)内自由旋转，而另一方面密封第一风道2的外部或第二风道4的外部。可以理解，在本发明的范围内可以使用具有与上述弯曲安装件24类似功能的任何其它形状。
102.现在参考图8和9，示出了处于第一操作模式的风扇组件20的实施例。在这样的实施例中，风扇组件20以这种方式设置以使空气从第一区域的内部流到热交换单元50，从而形成第一风道2。当风扇组件20以第一操作模式定位时，第二风道4被风扇组件20的侧壁21阻塞和/或密封，从而起到阀的作用。
103.现在参考图10和11，示出了处于第二操作模式的风扇组件20的实施例。在这样的
实施例中，风扇组件20定位成使空气直接在第一区域和第二区域之间流动(或反之亦然)，从而形成第二风道4。当风扇组件20以第二操作模式定位时，第一风道2被风扇组件20的侧壁21阻塞和/或密封，从而起到阀的作用。
104.可以理解，在一些实施例中，开口可以不从第二风道4或第一风道2气密密封。在一些实施例中，风道(2,4)或机壳25可以不与壳体24接触，但仍然可以阻塞气流的大部分。
105.现在回到图1和2，示出了热交换单元50的实施例。热交换单元50可以是允许两个或多个空气流在所述热交换单元50内进行热交换的任何热交换单元。在所示实施例中，热交换单元50包括多个可更换的逆流热交换箱或板块52。在这样的实施例中，每个块52可以与另一个块52相邻和/或与相邻块52接触，优选通过至少一个缓冲部54。缓冲部54可以体现为围绕块52的侧表面的机座(frame)，并且通常由柔性或半柔性材料制成，例如但不限于橡胶。缓冲面54还可以具有隔热和拒液特性，以防止热量或湿气在两个相邻的块52之间循环。缓冲面54还可配置成减弱施加到每个块52的相邻表面上的力，以防止可能的断裂。可以注意到，热交换单元50的单独块52可以从同一热交换单元50的其他块52独立地去除，例如用于维护或更换。
106.可以理解的是，随着时间的推移，相邻的块52可能彼此偏离，并导致热交换单元50周围泄漏热或湿气。ahu 10还可以包括压缩系统56。压缩系统56配置成当ahu的门14打开时可由用户使用。在一些实施例中，压缩系统56包括手柄57。手柄57可以与位于热交换块52上的推杆58枢转连接。因此，使用者可枢转手柄57以将推杆58压靠在热交换单元50的一侧上，从而将每个相邻块52彼此压靠在一起。
107.现在参考图12,ahu 10可以包括过滤系统70。过滤系统70配置成过滤风扇组件20的风道16和区域之间的气流。因此，从外部区域进入或离开结构12的气流可以通过过滤系统70并被过滤。所示的过滤系统70是由位于所述过滤器70的圆柱形的中心的致动器74启动的离心过滤器。可以理解，过滤系统70可以覆盖相关风道16的出口或入口周围的整个区域，从而所有气流都会被过滤。过滤系统70还可以包括限位开关75，限位开关75被配置为对系统70的旋转次数进行计数，以便更好地跟踪和/或控制该系统70。在一些实施例中，过滤系统70可以包括马达而不是致动器，以旋转过滤介质。马达74可以位于旋转的过滤介质的中心。
108.回到图1和2,ahu 10还可以包括真空系统80。真空系统80可以包括真空装置82、一个或多个管84以及一个出口。真空系统80通常配置成清洁过滤系统70。在这样的实施例中，入口管85设置在过滤介质附近，从而在过滤器旋转时从过滤器去除碎屑或颗粒。真空系统70还可以包括与ahu的液体排放口流体连通的液体排放管系统86。液体排放管系统86配置成将湿气或液体从真空系统70移除出ahu 10。真空系统80或排放管可以包括单向阀或阀87，以阻止来自所述液体排放管系统86外部的空气流的进入。可以理解，如果需要，真空系统80可以与ahu 10的其它系统流体连通，因此不限于与过滤系统70和ahu 10的液体排放口流体连通。
109.现在参考图13，示意性示出了ahu 10的控制系统90的实施例。图13的箭头通常表示元件之间数据传输的方向。系统90包括连接到ahu 10的部件94的传感器92，适于从传感器92以及通过网络98从外部资源96接收数据的控制器91。
110.传感器92通常安装或耦合到ahu 10的一些或全部部件94，并且被配置成从部件94
的操作和状态收集数据。作为一个例子，二氧化碳传感器可以安装在外部空气的供应井中，以确定进入建筑物的二氧化碳的水平。另一个例子可以是安装在ahu 10的进气或入口处或在排气管道内的气流传感器。气流传感器确定气流的速度，并且可以确定冰或碎屑是否阻塞气流。传感器92可以配置成将数据传送到控制器91。
111.控制器91可以体现为任何计算机化设备，例如控制器板、计算机或小尺寸计算机化设备。控制器91可以位于ahu 10的内部或外部。控制器通常配置成接收从传感器92收集的数据、处理接收的数据和/或计算数据是否超过一些预定的阈值、在网络98往来发送或接收所接收的数据或经处理的数据，并与部件54通信。所呈现的顺序不一定代表控制器91的实际操作顺序，这种顺序可以改变并且将由网络98的参数来确定。控制器91还配置成对多个部件进行控制，诸如启动或停止风扇组件20、致动风扇组件20的枢转以及调节一个或多个螺桨22的速度。
112.来自外部资源96的信息可以包括由当局或相关组织发布的公共警报、气信息或与提供数据的远程系统的任何连接。
113.在一些其它实施例中，控制器91还可以被配置为执行提供深度学习能力的程序，以便识别用于同时多区域最优控制的最佳行为。最佳行为的识别可使用历史数据作为参数。
114.现在参考图14，示出了用于调节多个区域100中的气流的系统的实施例。系统100包括与第一区域102和第二区域104连通的多个ahu 10，每个ahu 10形成(多个)单独的区域(在本实施例中为区域1至3)。可以理解，一个区域可以包括多个ahu 10。每个ahu包括适于与网络98通信的控制系统90。在一个实施例中，第一区域是一栋建筑物的内部，其中第二区域是该栋建筑物的外部。在其它实施例中，第一和第二区域是相同或不同建筑物的内部。
115.每个ahu 10的控制系统90使用传感器92从部件94收集数据，数据可代表第一区域102、第二区域104或ahu 10本身的特性或参数。每个控制器90可以通过网络98将所收集的数据发送到中央控制器106，例如但不限于服务器、计算机、平板电脑、智能电话或任何计算机化的设备或计算设备。中央控制器106也可以与每个ahu 10通信。
116.中央控制器106可以配置为通过连接到网络98的计算机化设备向用户显示或传送关于一个或多个区域102、ahu 10的性能、外部102的空气质量或任何其它相关信息的数据。
117.中央控制器106还可以配置成接收来自用户的请求以改变可能的控制参数并进行处理并将该请求或经计算的行动通信给ahu 10。作为一个例子，可以调整改变建筑物内部温度的请求，或者可以改变ahu 10休眠定时器的时间以节省能量。
118.在一些实施例中，如果第一ahu 10可能连接不上中央控制器106，则第一ahu 10可以与与中央控制器106通信的第二可达ahu 10建立连接。因此，第二ahu 10可以作为第一ahu 10和中央控制器106之间的中介，直到第一ahu 10和中央控制器106之间的连接被恢复。在另一个实施例中，第二ahu 10还可以将其数据和先前的ahu 10的数据传送到其它ahu 10直到数据到达一个可以到达中央控制器106的ahu。
119.中央控制器106还可以配置成接收来自外部提供者108的数据，诸如气象站或有毒气载物警报提供者。中央控制器106还可以配置成当一个或多个参数超出可接受的范围或如果从这种外部提供者108接收到警报，则对ahu10进行控制。中央控制器106可以配置成向多个或所有ahu 10发送请求，以尽可能地降低外部因素的危险影响。例如，中央控制器106
可以配置成通过允许空气穿过适于吸收污染物或危险物质的过滤器而在建筑物中产生正压。作为一个例子，中央控制器106可以要求所有的ahu 10作为入站鼓风机运行，并且要求对进入建筑物的所有空气使用过滤器。作为另一个例子，一旦接收到附近化学火灾的警报，中央控制器106可以要求ahu 10被配置成通过关闭特定ahu 10的供给空气操作来阻止建筑物迎风侧的空气吸入。系统100在对包括多个区域的建筑物的通风换气特别有用，每个区域包括至少一个如上所述的空气ahu 10。例如，该系统可适于用在农业建筑物中。
120.现在参考图15，以前视图示出了ahu 10的实施例。具体化的ahu 10包括过滤系统70、两个风扇组件20、真空系统80、控制器40和在盒子区域上方的关闭的门14。ahu 10的被看到的面通常可以朝向建筑物内的区域安装，并且可以与所述建筑物的支撑壁齐平地安装。可以理解，所示的ahu 10可以包括上述的任何特征。
121.现在参考图16，在后视图中示出了ahu 10的实施例。具体化的ahu 10包括两个风扇组件。ahu 10的被看到的面通常可以朝向建筑物外的区域安装，并且可以与所述建筑物的支撑壁齐平地安装。可以理解，所示的ahu 10可以包括上述的任何特征。
122.现在参考图17至19，示出了安装在壁60中的ahu 10的实施例。在这样的实施例中，ahu 10安装在建筑物的壁60的开口61中。ahu 10位于第一区域62和第二区域64之间。在典型的使用中，第一区域62位于建筑物内，第二区域64位于建筑物外。在本实施例中，ahu 10平齐地安装在内壁60上。可以通过位于单元10的外部和内部的一个或多个门14来提供进出通道用于检修或其它目的。在齐平安装的实施例中，ahu 10可以从壁60的表面突出与第二区域64接触。在所示实施例中，在第二区64中突出的ahu 10允许在侧壁上具有第一入口/出口，并在后壁上具有另一入口/出口。可以理解，ahu 10在壁60中的任何其它设置都包括在本发明的范围内。
123.虽然上文已详细描述了本发明的示例性和当前优选的实施例，但是应当理解，本发明的概念可以以其它方式不同地实施和使用，并且所附权利要求旨在被解释为包括除了现有技术所限制的范围之外的这些变化。