分体式制热和制冷系统的制作方法

文档序号:13741575阅读:236来源:国知局
分体式制热和制冷系统的制作方法

合同来源

根据美国能源部与可持续能源联盟有限责任公司(国家可再生能源实验室的管理者和经营者)之间的合同no.de-ac36-08go28308,美国政府享有本发明的权利。

相关申请的交叉引用

本申请要求分别于2015年5月12日、2015年8月13日和2015年11月12日提交的申请号为62/160,307、62/204,855和62/254,324的美国临时申请的权益,上述申请的内容通过全文引用而并入本文。



背景技术:

建筑空间的空气调节在美国和其他地方消耗大量的能量。它在高峰电力需求期间推动电力使用,并且是美国建筑中的单一最大电力用项。因此,减少能量消耗需要用于调节建筑空间的创新和成本效益高的解决方案。

住宅建筑实践正朝着能量效率更高的空调技术发展。然而,目前的制热和制冷系统通常不提供适合于低负荷家庭的容量,而将过大的制热和制冷系统安装到低负荷家庭中会导致不必要的过高成本并降低空调系统的效率。一种替代方案是房间空气调节器。然而,房间空气调节器由于其美观性差以及对整个家庭中的均匀气候条件的要求,并不是新建的单户住宅的热门选择。更复杂的系统往往安装更为困难和昂贵并且要针对每个特定安装进行定制设计。

因此,对于高效、廉价和有吸引力的空间调节系统仍然存在需求。在整个低负荷家庭中有效地提供均匀的空间调节和比传统的房间空气调节器更高的制冷能力的系统也是所期望的。另外,这样的系统应当易于由房主或租赁者安装,同时最小化来自空气调节系统的制冷流体的暴露和损失。



技术实现要素:

本公开的一方面是一种装置,其包括:壳体,所述壳体具有外表面并限定内部体积;热交换器,所述热交换器位于所述内部体积内;流体管线,所述流体管线部分地位于所述内部体积内;套筒,所述套筒从所述外表面延伸并在所述套筒的远端处终止;以及流体连接器。所述套筒具有跨越所述套筒的长度并限定内腔的外壁,所述流体连接器位于所述远端处或所述远端附近,所述流体管线的一部分位于所述内腔内,并且所述流体管线提供所述热交换器和所述流体连接器之间的流体连接。

在本公开的一些实施例中,所述外壁可以包括接收孔,并且所述接收孔可以完全穿过所述外壁。在本公开的一些实施例中,所述装置可以包括位于所述套筒的外壁上的引导边缘,并且所述引导边缘可以与所述套筒的长度大致平行。在本公开的一些实施例中,所述套筒可以相对于所述外表面大致垂直地定位。

在本公开的一些实施例中,所述装置可以包括连接头,其中所述连接头可以位于所述套筒的远端处,并且所述流体连接器可以位于所述连接头上的固定位置处。在本公开的一些实施例中,所述套筒可以包括第一连接管和第二连接管,所述第一连接管可以具有限定第一长度的第一端部和第二端部,并且所述第一连接管可以具有跨越所述第一长度并限定第一内腔的第一壁。所述第二连接管可以具有限定第二长度的第一端部和第二端部,并且所述第二连接管可以具有跨越所述第二长度并限定第二内腔的第二壁。所述第一连接管可以具有位于所述第一壁中的接收孔,所述第二连接管可以具有制动机构,所述制动机构能够从所述接收孔内的锁定位置可逆地移动到所述接收孔的外部的解锁位置,并且当所述制动机构处于解锁位置时,所述第一连接管可以相对于所述第二连接管可移动。

在本公开的一些实施例中,所述装置可以包括马达和风扇,其中所述马达和风扇可以位于所述内部体积内,并且所述风扇可以通过驱动机构机械地联接到所述马达。在本公开的一些实施例中,所述流体管线可以包括液体管线和蒸气管线,其中每个管线都连接到所述热交换器,所述连接器可以包括第一连接器和第二连接器,所述蒸气管线可以附接到所述第一流体连接器,并且所述液体管线可以附接到所述第二流体连接器。

本公开的一方面是一种装置,其包括:壳体,所述壳体具有外表面并限定内部体积;热交换器,所述热交换器位于所述内部体积内;流体管线,所述流体管线位于所述内部体积内;通道,所述通道从所述外表面延伸到所述内部体积内;以及流体连接器,所述流体连接器至少部分地位于所述通道内,其中所述流体管线提供所述热交换器和所述流体连接器之间的流体连接。

在本公开的一些实施例中,所述通道可以限定内壁,并且制动机构可以位于所述内壁内。在本公开的一些实施例中,所述装置可以包括位于所述通道的内壁上的引导槽,其中所述引导槽可以与所述通道大致平行。在本公开的一些实施例中,所述通道可以相对于所述外表面大致垂直地定位。在本公开的一些实施例中,所述装置可以包括面板,其中所述通道能够在可以处于所述内部体积内的所述通道的端部处终止于所述面板,并且所述流体连接器可以位于所述面板上的固定位置处。在本公开的一些实施例中,所述装置可以包括马达和风扇,其中所述马达和风扇可以位于所述内部体积内,并且所述风扇可以通过驱动机构机械地联接到所述马达。在本公开的一些实施例中,所述流体管线可以包括液体管线和蒸气管线,其中每个管线都可以连接到所述热交换器,所述连接器可以包括第一连接器和第二连接器,所述蒸气管线可以附接到所述第一流体连接器,并且所述液体管线可以附接到所述第二流体连接器。

本公开的一方面是一种系统,其包括第一单元和第二单元。所述第一单元包括:第一壳体,所述第一壳体具有第一外表面并限定第一内部体积;第一热交换器,所述第一热交换器位于所述第一内部体积内;第一流体管线,所述第一流体管线部分地位于所述第一内部体积内;套筒,所述套筒从所述第一外表面延伸并在远端处终止;以及流体连接器的第一部分。所述套筒具有跨越所述套筒的长度并限定内腔的外壁,所述流体连接器的第一部分位于所述远端处或所述远端附近,所述第一流体管线的一部分位于所述内腔内,并且所述第一流体管线提供所述第一热交换器和所述流体连接器的第一部分之间的流体连接。所述第二单元包括:第二壳体,所述第二壳体具有第二外表面并限定第二内部体积;第二热交换器,所述第二热交换器位于所述第二内部体积内;第二流体管线,所述第二流体管线位于所述第二内部体积内;通道,所述通道从所述第二外表面延伸到所述第二内部体积中;以及位于所述通道内的所述流体连接器的第二部分。所述第二流体管线提供所述第二热交换器和所述流体连接器的第二部分之间的第二流体连接。所述外壁包括接收孔,所述内壁包括制动机构,并且所述套筒位于所述通道内。所述套筒具有第一位置,其中所述制动机构位于所述接收孔的外部,使得所述套筒能够在大致平行于所述长度的方向上移动。所述套筒具有第二位置,其中所述制动机构大致位于所述接收孔内,使得所述套筒不能在大致平行于所述长度的方向上移动,并且所述第一部分和所述第二部分物理地连接以形成液体密封部,其允许流体在所述第一热交换器和所述第二热交换器之间进行传送。

本公开的一方面是一种方法,其包括:通过位于具有第一表面和第二表面的壁中的孔插入第一单元的套筒,使得所述套筒的远端从所述壁的第二表面突出;通过将锁定机构紧固到所述远端将所述第一单元固定到所述壁;将所述远端安置在穿透第二单元的壳体的第一表面的通道中;通过将所述远端移动到所述通道中而将所述第二单元移动到相对于所述壁的期望位置;以及使用至少位于所述通道内或所述套筒上的至少一个制动机构将所述第二单元固定到所述第一单元。将所述第二单元固定到所述第一单元提供了所述第一单元和所述第二单元之间的流体连接。

在本公开的一些实施例中,所述方法可以包括,在插入之前,在所述壁中形成所述孔,以使得所述孔完全穿过所述壁的厚度的形成步骤。在本公开的一些实施例中,所述形成步骤可以产生相对于所述壁的第一表面或所述壁的第二表面中的至少一个大致垂直定位的孔。在本公开的一些实施例中,所述方法可以包括,在插入之前,围绕所述套筒安置第一垫圈。在本公开的一些实施例中,所述方法可以包括,在将所述远端安置在所述通道中之前,围绕所述远端安置第二垫圈。在本公开的一些实施例中,所述方法可以包括,在插入之前,将固定板附接到所述壁的第二表面,所述固定板包括穿过所述固定板的孔,其中插入所述套筒还可以包括通过所述固定板的孔插入所述套筒。在本公开的一些实施例中,紧固所述锁定机构可以包括以下的至少一种:将所述锁定机构螺纹连接或棘轮连接到所述套筒的远端上。

附图说明

在附图的参考图中示出了一些实施例。本文中公开的实施例和附图旨在被认为是示例性的而不是限制性的。

图1示出了根据本公开的实施例的壁挂式、模块化空气调节系统。

图2示出了根据本公开的实施例的壁挂式、模块化空气调节系统的横截面图。

图3示出了根据本公开的实施例的壁挂式、模块化空气调节系统的透视图。

图4示出了根据本公开的实施例的用于附接模块化空气调节系统的共用连接元件的面板的横截面图。

图5a和5b示出了根据本公开的实施例的模块化空气调节系统的透视图。

图5c示出了根据本公开的实施例的用于附接模块化空气调节系统的冷凝器第一单元和第二单元的连接机构。

图5d示出了根据本公开实施例的用于连接机构的外部锁定套环。

图6a和6b示出根据本公开的实施例的用于简单、成本效益高且时间效益高地安装到墙壁上的模块化空气调节系统的元件。

图7示出了根据本发明实施例的模块化空气调节系统的第一单元的特征。

图8是示出根据本公开的实施例的示例性模块化空气调节系统的框图。

图9是示出根据本公开的实施例的模块化空气调节系统的示例性配置的框图。

图10和11示出了根据本公开的实施例的具有共用连接元件(驱动机构、电线和流体管线)的模块化空气调节系统。

图12a和12b示出了根据本公开的实施例的模块化空气调节系统的特征。

图13示出了根据本公开的实施例的模块化空气调节系统的特征。

图14a和14b示出了根据本公开的实施例的处于图14a的第一位置和处于图14b的第二位置的流体连接器的两个部分,在所述第一位置这两个部分不连接,没有流体流动,在所述第二位置这两个部分连接以允许流体流动通过这两个部分。

图15a和15b示出了根据本公开的实施例的处于图15a的第一位置和处于图15b的第二位置的流体连接器的两个部分,在所述第一位置这两个部分不连接,没有流体流动,在所述第二位置这两个部分连接以允许流体流动通过这两个部分。

图16a和16b示出了根据本公开的实施例的处于图16a的第一位置和处于图16b的第二位置的流体连接器的两个部分,在所述第一位置这两个部分不连接,没有流体流动,在所述第二位置这两个部分连接以允许流体流动通过这两个部分。

图17示出了根据本公开的实施例的可以使用类似于图14-16所示的流体连接器的空气调节系统。

图18a和18b示出了在亚里桑那州凤凰城基于使用ecosnap-ac的建筑模拟相对于窗式空气调节器的预测能量和公共事务费用节约。模拟的空间是400平方英尺,其代表将由这些产品调节的楼面面积。构造是典型的20世纪八十年代的家庭。使用的模拟引擎是美国能源部的旗舰建筑模拟工具energyplus。制冷节能超过20%,估计公共事务费用节约35美元/年。公共事务费用节约包括供热和制冷能量,并且意味着减少了对生活空间的不必要的空气渗入。

附图标记

100……….空气调节系统

110……….墙壁

115……….孔

120……….冷凝器单元

125……….第一单元

127……….第一壳体

130……….蒸发器单元

135……….第二单元

137……….第二壳体

140……….第一垫圈

150……….第二垫圈

155……….第一附件

157……….第二附件

160……….通道

170……….套筒

175……….凸缘

180……….驱动机构

190……….弹簧

200……….接收孔

210……….制动机构

220……….面板

230……….引导槽

240……….引导边缘

250……….驱动接收器

255……….制动轨道

260……….弹簧

270……….流体连接器

280……….电连接器

290……….制冷剂连接器

300……….流体管线

310……….电线

320……….制冷剂管线

500-1……..外部锁定套环

500-2……..内部锁定套环

500-3……..第一连接管

500-4……..第二连接管

500-5……..锁定机构

500-6……..第三连接管

600……….固定板

700……….第一风扇

710……….热交换器

720……….公共事务管线

730……….阀

740……….压缩机

750……….毛细管

760……….挠性管

770……….连接头

780……….连接器

800……….马达

810……….第二风扇

1100………流体连接器

1110………第一部分

1120………套环

1130………壁

1135………流体通道

1140………捕捉器

1150………唇边

1160………可塌缩电阻元件

1170………插塞

1172………第一接触表面

1174………第二接触表面

1175………止挡件

1180………第二部分

1190………壁

1192………第一接触表面

1195………流体通道

2010………插塞

2020………第二接触表面

2030………可塌缩电阻元件

2040………刚性电阻元件

2050………环

2060………密封件

具体实施方式

本公开可以解决上面讨论的现有技术中的一个或多个问题和缺陷。然而,可以预料本文中公开的一些实施例可以证明在解决多个技术领域中的其他问题和缺陷方面是有效的。所以,本文所述的实施例不应被确定性地解释为局限于解决本文讨论的任何特定问题或缺陷。

图1示出了根据本公开的一些实施例的空气调节系统100。在该示例中,空气调节系统100配置成用于冷却内部环境并且包括安装在墙壁110的相对侧上的冷凝器单元120和蒸发器单元130。冷凝器单元120通过制冷剂供应管线(未示出)和制冷剂返回管线(未示出)与蒸发器单元130流体连通。使用压缩机(未示出)将制冷剂(未示出)从第一启动压力压缩到较高的第二出口压力。被压缩的制冷剂随后进入冷凝器单元120。冷凝器单元120包括热交换器,所述热交换器通过冷凝热交换器内的制冷剂而将热从制冷剂传递到外部空气。冷却、冷凝的制冷剂随后被引导通过计量阀(未示出)到达蒸发器单元130。制冷剂在其通过阀时经历从由压缩机产生的较高的第二压力到较低的启动压力的压降(假设系统其余部分中的压力损失最小)。蒸发器单元130包括第二热交换器,所述第二热交换器将热从暖的内部空气流(未示出)传递到制冷剂(未示出),使制冷剂蒸发,并且冷却内部空气流,其随后可以在该结构内循环以提供制冷。因此,冷凝器单元120可以具有风扇(未示出)和用于驱动风扇的马达(未示出),从而在包含于冷凝器单元120中的热交换器上输送外部空气。另外,蒸发器单元130可以具有另一风扇(未示出)和用于驱动蒸发器风扇的另一马达(未示出),以用于在蒸发器单元130上输送内部空气。另外,压缩机(未示出)也可以具有其自身的专用马达(未示出)。在冷凝器单元120和蒸发器单元130之间可以存在其他的连接元件,包括例如附加的流体管线(例如冷凝物)和电线。流体管线可以是适用于输送在空气调节系统中使用的流体的任何管路。示例性流体包括液态水、水蒸气、液态制冷剂和/或汽化制冷剂。

再次参考图1,不管它们与外部和内部环境的相对位置如何,空气调节系统100的冷凝器单元120和蒸发器单元130可以通过一对连接元件(第一附件155和第二附件157)彼此物理连接。例如,第一附件155能够以中空管或导管的形式物理地附接到冷凝器单元120和/或冷凝器单元120的壳体。第一附件155可以通过任意合适的方式(例如,螺钉、螺纹、焊接、铆钉、粘合剂等)附接到冷凝器单元壳体和/或蒸发器单元壳体。可选地,第一附件155可以是冷凝器单元120的壳体的一体部分。第一附件155可以具有附接到冷凝器单元120的第一端部以及可调节地插入和/或连接到第二附件157的第二端部。例如,第二附件157可以是具有比第一附件155的直径更大的直径的中空管或导管,使得第一附件155能够可调节地插入第二附件157中,其中“可调节地”是指控制可以将第一连接器的多少长度插入到第二附件157中的能力。因此,第一附件155可以在第二附件157内滑动,并且第一附件155能够可逆地固定在第二附件157内的一个或多个预定位置处。

空气调节系统100的第二附件157可以插入已经安置为穿过壁110的一个或多个孔(未示出)中以提供对蒸发器单元130和冷凝器单元120的结构支撑,和/或帮助将蒸发器单元130和冷凝器单元120定位、对准和/或附接在一起。例如,孔可以定位在壁110内,使得其穿过壁110的整个宽度/厚度,以使得孔大致垂直于壁110的外表面定位。第二附件157可以定位在孔内,使得第二附件157穿过壁的厚度的至少一部分。然后可以使用紧固件(未示出)来固定第二附件157,使得第二附件157保持在孔和壁110内的固定位置处。因此,第二附件157可以用作用于相对于壁110和蒸发器单元130定位附接到冷凝器单元120的第一附件155的永久性固定件、附件和/或引导件。

第二附件157可以例如通过粘合剂、螺钉、铆钉、螺纹、焊接等而物理地附接到蒸发器单元130和/或蒸发器单元130的壳体。在另外的其他示例中,第二附件157可以是蒸发器单元130和/或蒸发器单元130的壳体的一体部分和/或延伸部。在其他情况下,第二附件157可以具有插入位于壁110内的孔内的第一端部和附接到蒸发器单元130和/或插入位于蒸发器单元130内的内部通道(未示出)中的第二端部。因此,第二附件157可以具有第一端部、第二端部、以及连接两端部的长度,其中长度的大部分位于通过壁110安置的孔(未示出)内。在图1中示出了一对连接元件;第一附件155a和155b,以及第二附件157a和157b。这是为了示例性目的。在本发明的一些实施例中,可以使用一个或多个连接元件或连接系统来相对于彼此和相对于支撑壁定位和/或连接冷凝器单元和蒸发器单元。

上面针对图1描述的示例描述了一种制冷方案,其中热从内部环境(通过蒸发位于内部的蒸发器单元130中的制冷剂)传递到外部环境(通过冷凝位于外部的冷凝器单元120中的制冷剂)。然而,在一些实施例中,图1所示的空气调节系统100可以通过“反向”操作系统而用作制热和制冷系统。例如,通过将蒸发器单元130定位在外部并将冷凝器单元120定位在内部,热可以从外部环境传递到内部环境。对于该配置,通过蒸发器单元130中的制冷剂的蒸发,热从外部空气传递,然后通过冷凝器单元120中的制冷剂的冷凝,该热传递到内部环境。然而,由于冷凝器单元120中的冷凝器是空气冷却式热交换器,并且蒸发器单元130中的蒸发器是空气加热式热交换器,因此空气调节系统可以配置成以制热模式或制冷模式操作,其中系统可以通过改变空气调节系统中的制冷剂的流动方向(例如,通过反转循环制冷剂的泵的流动方向,和/或适当使用阀门和管道)而在两种模式之间可逆地切换。

因此,再次参考图1,为了示例性目的示出了冷凝器单元120和蒸发器单元130的相对位置。在其他情况下,冷凝器单元120和蒸发器单元130的相对位置可以颠倒。冷凝器单元120和蒸发器单元130的相对位置的选择将取决于应用。对于本公开中其余的附图,将使用更一般的术语“第一单元”和“第二单元”,其中第一单元和第二单元这两者将包含制热和/或制冷所需的机械元件;例如热交换器、压缩机、马达、风扇、管道和/或阀等。因此,在一些实施例中,第一单元可以是冷凝器单元且第二单元可以是蒸发器单元。在一些实施例中,第一单元可以是蒸发器单元且第二单元可以是冷凝器单元。在本公开的一些实施例中,空气调节系统可以提供约4,000btu/hr至约18,000btu/hr的制热和/或制冷能力。

图2示出了空气调节系统100的截面图。该示例性空气调节系统100具有定位在壁110的第一侧上的第二单元135和定位在壁110的第二侧上的第一单元125。图2示出了用于将第二单元135和第一单元125定位、对准和/或连接到彼此和支撑壁110的示例性系统/方法。在该示例中,套筒170连接到第一单元125。套筒170可以被螺接、焊接、铆接和/或粘接到第一单元125和/或第一单元125的壳体。套筒170可以是中空管、嵌套和/或伸缩管,中空导管、嵌套和/或伸缩导管,和/或具有内部通道的任意其他合适的中空结构。套筒170也可以包括凸缘175以使套筒170能够更容易地附接到第一单元125。凸缘175可以具有穿过其的一个或多个孔,以使得能够使用螺钉或其他合适的附接机构将套筒170附接到第一单元125。替代地,套筒可以是第二单元135的一体部件。

套筒170可以围绕第一单元125和第一单元135这两者所使用的一个或多个共用的连接元件以大致同心配置定位。如图2所示,一个这样的连接元件可以是驱动机构180,其可以定位在套筒170的内部通道内。驱动机构180可以连接例如两个风扇(未示出),由第二单元135和第一单元125各自使用一个,因此使一个马达(未示出)能够用于两个风扇,并从空气调节系统100中消除马达。可以穿过套筒170的中空内部通道的其他共用的连接元件可以包括特定的空气调节系统(参见图4)所需的流体管线、电线和/或任何其他的公共事务线路和/或机械连接。再次参考图2,驱动机构180的第一端部可以物理地附接到第一单元125,并且驱动机构180的第二端部可以物理地附接到第二单元135。驱动机构180的第一端部可以物理地附接到定位在第一单元125内的马达(未示出),其中马达为驱动机构180以及定位在第一单元125内的风扇(未示出)提供动力。套筒170随后可以定位在驱动机构180上,并且进行附接,例如使用凸缘175附接到第一单元125(例如第一单元壳体)。一旦套筒170附接到第一单元125,套筒170和驱动机构180可以穿过定位在壁110中的孔115,使得第二单元135可以物理地连接到第一单元125。

图2示出了第二单元135,在第二单元135中内置有通道160,其中通道160可以配置成接收套筒170的一部分。因此,连接到第一单元125的套筒170可以插入第二单元135的通道160中以将第二单元135物理地附接到第一单元125。如上所述,驱动机构180可以具有第一端部,所述第一端部物理地连接到内置于第一单元125中从而例如驱动(例如旋转)位于第一单元125中的第一风扇(未示出)的马达(未示出)。驱动机构180的第二端部随后可以插入位于第二单元135的通道160的端部处的接收器(未示出)中,导致包含在第一单元125中的马达(未示出)机械联接到第二单元135。因此,除了位于第一单元125内的第一风扇(未示出)之外,驱动机构180也可以驱动(例如旋转)位于第二单元135中的机械元件,例如第二风扇(未示出)。替代地,第一单元125可以配置有通道160以接收连接到第二单元135的套筒170。

用于将第一单元125的套筒170物理地对准和/或连接到第二单元135的通道160内的系统可以包括多个附加元件。例如,套筒170可以具有沿着套筒170的长度以预定间隔定位的一个或多个接收孔(200a和200b)。接收孔(200a和200b)可以定位成接收一个或多个制动机构(210a和210b),所述制动机构可以附接到第二单元135的通道160的内壁。因此,当套筒170插入通道160中时,制动机构(210a和210b)能够在径向方向上相对于套筒170可逆地移动进出接收孔(200a和200b)。当制动机构(210a和210b)与接收孔(200a和200b)对准时,它们可以径向向内移动以占据接收孔(200a和200b)的至少一部分并且提供摩擦以帮助保持套筒在通道160内的位置(沿着套筒170的长轴线,纵向轴线)。沿着纵向轴线施加附加力可以促使一个或多个制动机构(210a和210b)从接收孔(200a和200b)径向向外移出,允许套筒170进一步移动到通道160中(使第二单元135和第一单元125更靠近在一起)、或者移出通道160(使第二单元135和第一单元125更远地分开)。在一些示例中,制动机构(210a和210b)可能需要径向力(例如夹持力)以使制动机构(210a和210b)移动脱离与接收孔(200a和200b)接触,使得同时施加的纵向力(相对于套筒170)将使第二单元135朝向或远离第一单元125移动。

制动机构(210a和210b)和相应的接收孔(200a和200b)是提供一种用以将第二单元相对于第一单元锁定在期望位置的方式的元件示例。可以使用任何其他合适的元件作为先前所述的制动机构(210a和210b)和相应的接收孔(200a和200b)的替代,并且应被认为落在本公开的范围内。用于将第二单元锁定就位的一些替代元件包括摩擦配件、螺纹连接件、销机构和/或棘轮机构,其中这些特征结构中的一个或多个根据需要沿着套筒的长度和/或在通道内安置。

因此,在本发明的一些实施例中,套筒170可以配置成具有多组接收孔,每组围绕套筒170的直径周向地定位。每组接收孔中的每个接收孔200可以围绕套筒170的圆周定位在离套筒170的任一端部(例如,凸缘175和/或位于通道160内的端部)大致相同的距离处。在其他实施例中,接收孔可以安置在离套筒170的端部不同的距离处。接收孔200可以完全穿过套筒170的壁,和/或接收孔200可以仅部分地穿过壁,导致凹陷或削皮(divots),而不是套筒170的外表面上的孔。替代地,除了围绕套筒170的外圆周定位的多组接收孔200以外,套筒170可以具有围绕套筒170的外表面和围绕套筒170的基本上整个外圆周定位的多个凹槽和/或凹口。在该实施例中,一个或多个制动机构210能够可逆地移动进出凹槽和/或凹口以引导套筒170进入通道160内的预定位置。凹槽和/或凹口可以提供不需要制动机构210围绕套筒170的外圆周精确定位以锁定就位(例如,将不需要围绕纵向轴线旋转套筒170)的优点(相对于孔)。

一旦例如沿着套筒170的纵向轴线获得第一单元125相对于第二单元135的期望位置,一个或多个弹簧(190a和190b)也可以定位在通道160内,从而例如帮助最小化套筒170在通道160内的移动。所安装的空气调节系统100的不希望的移动也可以通过在墙壁110的相对表面以及第一单元125和/或第二单元135之间安置垫圈来最小化。垫圈也可以通过提供更好的空气和/或湿气密封而在内部环境和外部环境之间提供更好的屏障。例如,第一垫圈140可以安置在第二单元135和墙壁110的第一外表面之间,和/或第二垫圈150可以安置在第一单元125和墙壁110的第二外表面之间。一旦空气调节系统100被完全安装,这样的垫圈(140和150)可以提供弹性力,其有助于使第一单元125和/或第二单元135相对于彼此和壁110的不希望的移动最小化。另外,这样的垫圈(140和150)也可以提供隔离作用以阻挡未被套筒170占据的通道160的部分;例如防止空气流动通过孔115。

图2示出了中空管路(例如导管,管道等)形式的套筒170,流体管线、电线和/或驱动机构中的一个或多个可以穿过所述中空管路。在一些实施例中,套筒可以由一个或大致实心的突起构造。这样的实心突起可以在纵向方向上延伸限定的长度并且可以具有圆形、正方形、矩形、三角形和/或任何其他合适的横截面形状。因此,实心套筒可以提供将第一单元移动到适当位置所需的机械支撑,同时也提供用于将第一单元附接到墙壁并将第二单元附接到第一单元的机构。一个或多个流体管线、电线、驱动机构和/或任何关联的连接器可以附接到或松散地连接到实心套筒的外表面,以便于将这些元件通过墙壁插入以附接到第二单元的相应连接器。

图2所示的套筒170示出了本公开的实施例,其中套筒170附接到第一单元125的壳体127的外表面。然而,套筒不需要附接到第一个单元的壳体的外表面。在一些实施例中,套筒的第一端部可以插入位于第一单元的壳体内的腔、孔、容器和/或接收器中。套筒的第一端部可以通过使用一个或多个焊接、螺钉和/或任何其他合适的附接装置而固定就位。然后套筒的第二端部可以插入第二单元的通道中,如图2所示。

图3提供了示例性空气调节系统100的透视图。该空气调节系统100提供位于支撑壁(未示出)的相对侧上的独立的第二单元135和第一单元125。第一单元125具有大致垂直于第一单元125的外表面定位的套筒170。套筒170大致同心地围绕驱动机构180定位。驱动机构180可以附接到马达(未示出),所述马达驱动(例如旋转)第一单元125的另一机械部件例如风扇(未示出)。第一单元125的套筒170可以配置成可逆地移动到位于第二单元135内的通道160中。通道160可以具有沿着通道160的纵向轴线对准的一个或多个引导槽(230a和230b),其中引导槽(230a和230b)定位成接收在外表面上并且沿着套筒170的纵向轴线定位的引导边缘(240a和240b)。在一些实施例中,可以使用一个以上的套筒170,每个套筒170穿过安置在墙壁110中的其自身的专用孔115,并且物理地插入位于第二单元135内的其自身的专用通道160中。

因此,将套筒170可逆地移动到通道160中要求套筒170具有的外部直径小于通道160的内径。此外,围绕通道160的圆周的引导槽(230a和230b)的位置可能需要大致匹配围绕套筒170的圆周的引导边缘(240a和240b)的位置,使得每个引导边缘(240a和240b)可以滑动到其相应的引导槽(230a和230b)中。图3示出了穿透套筒170的壁的多个接收孔(200a和200b)。接收孔(200a和200b)可以定位并且与内置在第二单元135的通道160中的至少一个制动机构210对准。因此,引导槽(230a和230b)、引导边缘(240a和240b)、接收孔(200a和200b)以及制动机构210的围绕通道160和套筒170的纵向轴线的角位置可以全部定位成使套筒170能够以制动机构210可逆地移动进出接收孔(200a和200b)所需的取向可逆地移动进出通道160。另外,引导槽(230a和230b)、引导边缘(240a和240b)、接收孔(200a和200b)和制动机构210的围绕通道160和套筒170的纵向轴线的角位置可以全部定位成对准和附接共用的连接元件例如驱动机构180。因此,对于图3的示例,物理地联结第二单元135和第一单元125可以开始于将第一单元125的套筒170的引导边缘(240a和240b)与第二单元135的通道160的引导槽(230a和230b)对准,并且将通道160的纵向轴线与套筒170的纵向轴线对准。然后可以通过在沿着套筒170和通道160的纵向轴线的方向上将力施加到第一单元125以将套筒170移动到通道160中来完成安装。当套筒170进一步移动到通道160中时,制动机构210可以物理地接合接收孔200以帮助控制套筒170移动到通道160中。在预定的插入深度处,驱动机构180的暴露端部可以接触位于通道160的端部处的驱动接收器250。在第二单元135内的通道160的端部在本文中被称为面板220。驱动机构180相对于定位在面板220内的驱动接收器250的取向以及驱动机构180的暴露端部在驱动接收器250中的插入可以由花键配置控制,如图3所示。可以根据需要包括其他引导机构以使驱动机构180围绕其纵向轴线旋转,以允许相对的花键连接适当地配合在一起。在一些实施例中,套筒170、通道160和/或面板220可以包括闩锁机构(未示出)以保持第一单元125相对于第二单元135的最终纵向位置。

图2和3示出了示例性实施例,其中面板位于由第二单元的壳体137限定的内部体积内。替代地,用于与相应的连接头部对接和连接的面板可以定位在第二套筒的远端处,其中第二套筒具有物理地附接到第二单元的壳体的近端。因此,在一些实施例中,代替将通道定位在第二单元内,通道可以安置在从第二单元的壳体延伸的第二套筒的一部分内。第二套筒可以具有限定内腔的壁,所述内腔包含流体管线、电线和/或驱动机构中的一个或多个。因此,通过沿着纵向轴线将第一单元的第一套筒与第二单元的第二套筒对准,并且随后将第一套筒的远端插入位于第二套筒的远端内的通道中,即可安装示例性的空气调节系统。插入导致将第二单元相对于第一单元沿着纵向轴线锁定就位,并且完成第一单元和第二单元之间的流体连接、电连接和/或机械连接中的至少一个。

图4示出了例如定位在第二单元(未示出)的通道(未示出)内的示例性面板220。图4示出了通道的内表面的横截面图,所述内表面可以包括引导槽(230a和230b)和定位在相应的制动轨道(255a和255b)内的制动机构(210a和210b)。因此,制动机构(210a和210b)可以在径向方向上可逆地移动。套筒(未示出)在通道内的移动可以迫使制动机构(210a和210b)径向远离通道的纵向轴线并进入它们相应的制动轨道(225a和225b)。结果,制动机构(210a和210b)可以压缩位于制动轨道(255a和255b)内的弹簧(260a和260b)。当套筒定位成使得其接收孔(未示出)与相应的制动机构(210a和210b)对准时,弹簧(260a和260b)可以迫使制动机构(210a和210b)朝向通道的纵向轴线移动并进入位于套筒中的相邻接收孔中。

图4的示例性面板220包括配置成接收驱动机构(未示出)的驱动接收器250。另外,该示例性面板220包括三个流体连接器(270a、270b和270c)以及一个电连接器280以连接共用的连接元件例如制冷管线、冷凝管线和/或电力线。其他实施例可以包括一个或多个流体连接器和/或一个或多个电连接器。通常,配置在第二单元的通道的面板220上的每个连接器将具有配置在空气调节系统的第一单元(未示出)的套筒(未示出)内的相应连接器。例如,安置在第二单元的通道的面板中的每个连接器可以包括能够可逆地密封的孔,其配置成接收与第一单元的套筒关联的可插入的配合连接器。因此,套筒移动到通道中可以便于每个共用连接元件所用的每对连接器的同时对准和附接,其中通道内的套筒的对准由对准机构(例如引导槽(230a和230b)以及引导边缘(未示出)引导。

总结图4的示例,将套筒(未示出)插入通道中可以导致第一流体连接器270a与配置在套筒内的第一配合连接器(未示出)的同时附接,其中这两个连接器的附接允许在第二单元和第一单元之间传送第一流体(例如液体制冷剂)。同时,将套筒(未示出)插入通道中可以导致第二流体连接器270b与配置在套筒内的第二配合连接器(未示出)的同时附接,其中这两个连接器的附接允许在第二单元和第一单元之间传送第二流体(例如蒸发的制冷剂)。同时,将套筒插入通道中可以导致第三流体连接器270c与配置在套筒内的第三配合连接器(未示出)的同时附接,其中这两个连接器的附接允许在第二单元和第一单元之间传送第三流体(例如冷凝水)。同时,将套筒插入通道中可以导致电连接器280与配置在套筒内的配合电连接器(未示出)的同时附接,其中这两个连接器的附接允许电力和/或信号在第二单元和第一单元之间传送。

图5a-c示出了空气调节系统100的另一实施例。该示例性空气调节系统100具有独立的第一单元125和独立的第二单元135,其中第二单元135和第一单元125由套筒170连接。套筒170可以包括两个或更多个套叠管。图5c的示例性套筒170包括三个;第一连接管500-3、第二连接管500-4和第三连接管500-6,其中每个管都具有针对正在安装空气调节系统100的墙壁(未示出)的墙壁厚度进行调节的销设置。例如,每个管(500-3、500-4和500-6)都可以具有在管的外表面上的标记,其提供用于不同墙壁厚度的安装引导。套筒170也可以包括锁定机构500-5以设定第二连接管500-4相对于第三连接管500-6的相对位置。

第一连接管500-3可以物理地附接到第一单元125或第二单元135的外表面,并且第三连接管500-6可以定位在另外的单元(第一单元125或第二单元135)中,使得当沿着管的纵向轴线方向施加力时,第三连接管500-6以及与其连接的单元(第一单元125或第二单元135)可以沿着纵向轴线被拉动。如上所述,可能需要同时将径向力施加到定位在第二管连接器500-4内的制动机构210a以暂时从位于第一连接管500-3内的一个或多个接收孔(200a和200b)移除制动机构210。第二连接管500-4可以在安装之前连接到第一连接管500-3和第三连接管500-6,以对于特定的墙壁厚度获得第二单元135和第一单元125之间所需的间隔。然后,第一连接管500-3和/或第三连接管500-6可以相对于其他管塌缩和/或套叠以将第二单元135和第一单元125紧紧地定位在墙壁(未示出)周围的适当位置。第三连接管500-6也可以具有沿着其纵向轴线定位的一个或多个接收孔200c,使得位于第二连接管500-4的端部处的相应的制动机构210b可以将第三连接管500-6相对于第二连接管500-5可逆地锁定在期望位置。

在一些实施例中,第一安装管(第一连接管500-3或第三连接管500-6)可以具有位于其外表面上的摩擦机构(例如肋)以在该管和穿透墙壁的孔的内表面之间形成摩擦连接。当其他剩余的管(第一连接管500-3或第三连接管500-6)连接到第一安装管时,这样的摩擦连接可以防止第一安装管被推出墙壁。

再次参考图5a和5b,当第一单元125和第二单元135移动得彼此更靠近时,套筒170的元件可以彼此套叠(图5b示出了沿着纵向轴线更靠近第二单元135定位的第一单元125)。一旦第二安装管(第一连接管500-3或第三连接管500-6)例如借助于外部锁定套环500-1固定到第一安装管,就可以实现将空气调节系统100可靠、固定地安装到其安装壁。在一些情况下,内部锁定套环500-2可以刚性地附接到第一连接管500-3。替代地,内部锁定套环500-2可以在第一连接管500-3上滑动并且使用位于第一连接管500-3内的弹簧销孔锁定就位。在任一种情况下,一旦内部锁定套环500-2处于期望位置,外部锁定套环500-1就可以移动(例如通过将其围绕引导螺纹(未示出)旋转),导致推压第一连接管500-3或第三连接管500-6的主体以将套筒170的所有部件进一步拉动到具有定位在其内的内部锁定套环500-2的管的主体中的机械优点。以该方式,套筒170可以将两个管(第一连接管500-3和第三连接管500-6)一起拉动,并将它们上紧在墙壁上。然后摩擦可以帮助支撑墙壁上的整个套筒170和空气调节系统100。锁定套环(500-1和500-2)可以利用凸轮作用或其他的主动止挡形状和/或机构锁定就位,使得当达到期望的张力时,锁定套环可以锁定就位而不是在安装者停止上紧装置之后松开。在图5d示出了外部锁定套环500-1的示例。在本公开的一些实施例中,套筒可以包括2至10个套叠连接管。在本公开的一些实施例中,套筒可以包括2至10个套叠连接管。在一些实施例中,套筒可以具有约3英寸至约12英寸之间的长度。在一些实施例中,连接管可以具有约3英寸至约12英寸之间的长度。在一些实施例中,连接管可以使用螺纹联接件彼此连接以附接连接管的相邻端部。在一些实施例中,套叠和/或连接的连接管可以使用垫圈和/或o形环以便于产生压缩和/或摩擦从而将连接管锁定到期望的取向和/或长度。

图6a和6b示出了模块化空气调节系统100的元件以及它们如何可以用于将空气调节系统100安装在建筑物(未示出)的外墙壁110上。例如,第一单元125可以具有从第一单元125的壳体延伸的套筒170。套筒170可以包括套叠的第二连接管500-4,其能够从第一连接管500-3的内部部分可逆地和/或可移动地延伸。套筒170可以通过已在墙壁110中形成的孔(未示出)插入,使得套筒170可以从墙壁110的外表面完全通过墙壁110插入以从墙壁110的内表面突出。因此,第一单元125可以通过套筒170穿过墙壁110中的孔插入而被物理地支撑。另外,固定板600可以物理地附接/固定到墙壁110的内表面。固定板600可以具有位于固定板600内的孔,其可以与墙壁中的孔对准,使得套筒170的远端可以穿过固定板600的孔。一旦套筒170的远端根据需要进行定位,并且第一单元125的壳体定位成抵靠墙壁110的表面,第一单元125就可以通过使用围绕第一连接管500-3和/或第二连接管500-4中的至少一个的外圆周配合的外部锁定套环500-1而被固定就位。外部锁定套环500-1可以包括使外部锁定套环500-1能够将固定板600移动到与墙壁110非常接近的配件(例如螺纹、棘轮、快速断开机构等),由此压缩第一单元125的壳体和固定板600之间的墙壁110。最后,一旦第一单元125已固定到墙壁110,通过将套筒170插入通过墙壁110、通过固定板600,并且通过围绕套筒170的远端移动外部锁定套环500-1,第二单元135就可以通过将套筒170的远端插入位于第二单元135中的通道160中而固定到空气调节系统100。

图7示出了与上述类似的示例性第一单元125的一些元件,包括套筒170、以及套筒170的第一连接管500-3和第二连接管500-4。如图7所示,第一单元125可以具有从第一单元125的壳体的一部分延伸的套筒170。另外,第一单元125可以包含在单元的壳体内的多个机械特征结构,包括风扇马达(未示出)、第一风扇700、热交换器710、压缩机740、换向阀730(因此该单元也可以提供制热和制冷),以及至少一个制冷剂膨胀装置例如毛细管、固定孔、恒温膨胀阀(txv)和/或电子膨胀阀(exv)。制冷剂被压缩以增加温度,然后流动通过热交换器以排出热。在热交换器之后,制冷剂穿过膨胀装置(例如阀)以降低温度,此后制冷剂随即流动到蒸发器中。公共事务管线720(例如流体管线、制冷剂管线、冷凝管线和/或电线)可以被捆扎在一起并且定位在套筒170的内部体积内。在一些实施例中,公共事务管线720可以定位在挠性管760内,所述挠性管随后可以定位在套筒170的内部体积内。图7也示出了套筒170可以实现与图2所示的套筒170相同的机械功能,使得套筒170可以从第一单元125的壳体延伸并且可以插入定位在第二单元135内的接收通道160(参见图2)中。因此,呈套筒170形式的套筒170可以提供用于公共事务管线720的物理路径,使得第一单元125和第二单元135可以彼此流体连接、机械连接和/或电连接。图7也示出了套筒170可以终止于连接头770,所述连接头包括一个或多个连接器(780a-780d),例如用于输送流体和/或电力的连接器。因此,图7所示的连接头770可以与位于第二单元135中的通道内的相应面板(参见图3和图4中的附图标记160和220)对准和机械地接合。

图7示出了定位在第一单元125的套筒170的远端处的连接头770,并且图4示出了定位在位于第二单元135内的通道160内的相应的面板220。在一些情况下提供这些元件以便于第一单元的连接器(例如流体、电、机械)的第一部分与第二单元的连接器(例如流体、电、机械)的相应的第二部分的定位和对准,使得套筒170插入通道160能够自动地定位和对准第一部分和第二部分,并且用通道160将套筒170锁定在最终期望位置以连接第一部分和第二部分从而实现流体连接、电连接和/或机械连接中的至少一个。然而,在一些实施例中,套筒170可以终止于连接器,其中连接器不以特定取向布置在连接头770上。类似地,在一些实施例中,通道160可以终止于连接器,其中连接器不以特定取向布置在固定板600上。

图8是示出根据本公开的一个或多个方面的模块化空气调节系统100的示例的框图。图8所示的hvac系统100仅代表模块化空气调节系统的一个示例,并且可以使用各种其他的模块化空气调节系统。

在图8的示例中,空气调节系统100包括第一单元125、第二单元135和套筒170。第一单元125可以包括马达800和第一风扇700。第二单元135可以包括第二风扇810。尽管在图8的示例中示出为被包括在第一单元125中,但是在一些示例中,马达800可以改为被包括在第二单元135中。也就是说,在不同的示例中,马达800可以被包括在第一单元125或第二单元135中。在一些实施例中,第一单元125和第二单元135可以均具有至少一个专用马达。

如图8的示例所示,第一单元125和第二单元135在墙壁110的相对侧上。第一单元125和第二单元135由延伸通过墙壁110的套筒170连接。在一些示例中,套筒170可以通过墙壁110中的孔插入。在一些示例中,套筒170可以包括管道和/或导管和/或管,例如挠性管道或刚性管道,其保护一个或多个电缆、导管或者穿过套筒170的其他结构。

在图8的示例中,马达800可以是由连接到第一单元125的电连接件(未示出)供电的电动马达。在一些示例中,马达800可以是另一种类型的马达。在图8的示例中,马达800连接到第一风扇700。例如,马达800可以永久地固定到第一风扇700,使得马达800的旋转可以促使第一风扇700旋转。因此,增大或减小马达800的速度可以增大或减小第一风扇700的速度。

在图8的示例中,套筒170容纳驱动机构180;例如机械驱动轴。驱动机构180将第一单元125的马达800连接到第二单元135的第二风扇810。在一些示例中,驱动机构180可以是刚性驱动轴,例如由金属或其他材料制成的轴。在一些示例中,驱动机构180可以是挠性的或另外的非刚性形式。例如,机械驱动轴可以是封装在挠性塑料管中的挠性的线状绳。换句话说,驱动机构180可以是能够将机械角能量从马达800传递到第二风扇810的任何部件,由此使马达800能够促使第二风扇810旋转。因此,增大或减小马达800的速度也可以增大或减小第一风扇700和/或第二风扇810的速度。

在一些示例中,驱动机构180可以包括u形接头、连续速度接头、齿轮、嵌齿轮、链轮、或传递机械角能量的任何其他方法。例如,尽管在图8的示例中示出为仅水平移动,但是在其他示例中,驱动机构180可以附加地或替代地横穿在马达800和第二风扇810之间的竖直距离。在一些这样的示例中,马达800可以连接到终止于斜齿轮的竖直轴,所述斜齿轮与另一斜齿轮相互作用以便将角能量传递到连接至第二风扇810的水平轴。

在一些示例中,套筒170可以附加地或替代地容纳其他部件,例如允许在第一单元125和第二单元135之间传送一种或多种流体(例如冷却剂、制冷剂、冷凝物等)的部件,和/或允许在第一单元125和第二单元135之间传递能量/动力(例如电力)的部件,或其他部件。在一些示例中,套筒170也可以用作用于空气调节系统100的紧固件或安装托架。例如,代替将第一单元125安装到墙壁110的一侧并且将第二单元135安装到墙壁110的另一侧,第一单元125和第二单元135可以经由套筒170(或者通过一个或多个连接机构)彼此附接,由此允许空气调节系统100容易地安装到墙壁110。也就是说,在一些示例中,套筒170可以附加地用作用于模块化空气调节系统100的安装托架。

图9是示出根据本公开的一个或多个方面的模块化空气调节系统的示例性配置900a-900c(统称为“竖直配置900”)和910a-910c(统称“水平配置910”)的框图。作为一个示例,竖直配置900和水平配置910均可以是关于图8的示例所述的模块化空气调节系统100的配置。

如图9的示例所示,竖直配置900可以呈现模块化空气调节系统的侧视图。水平配置910可以呈现模块化空气调节系统的俯视图。竖直配置900和水平配置910仅代表可行配置的小样本,并且在其他示例中,各种其他的配置也能够是可行的。竖直配置900和/或水平配置910可以仅示出第一单元125和第二单元135之间的连接的子集。例如,尽管在每个竖直配置900中示出为单个套筒170,但是多个连接机构500可以存在于各种示例性配置中。

如竖直配置900a所示,第一单元125和第二单元135可以处于大致相同的高度,并且套筒170可以靠近第一单元125和第二单元135的底部。如竖直配置900b所示,第一单元125可以比第二单元135高,并且套筒170可以连接在第一单元125和第二单元135的竖直重叠区域中。如竖直配置900c所示,套筒170可以靠近第一单元125和第二单元135中的每一个的顶部。

如水平配置910a所示,第一单元125和第二单元135可以经由套筒170靠近第一单元125和第二单元135的中心被连接。如水平配置910b所示,第一单元125和第二单元135可以经由两个连接机构(500a和500b)被连接,所述两个连接机构都靠近第一单元125和第二单元135的侧部布置。如水平配置910c所示,第一单元125和第二单元135可以经由两个连接机构(500a和500b)被连接,所述两个连接机构靠近第一单元125和第二单元135的相对侧布置,并且在第一单元125和第二单元135之间水平地横穿。

在竖直配置900a-c和水平配置910a中的每一个中,驱动机构180可以被包括在套筒170中。在水平配置910a和910b这两者中,驱动机构180可以被包括在套筒170a、套筒170b、或者两个连接机构(500a和500b)中。也就是说,在一些示例中,可以设有连接第一单元125和第二单元135的一个以上的驱动机构180。

图10示出了包括第二单元135和第一单元125的示例性空气调节系统100。空气调节系统100具有几个共用的连接元件,包括驱动机构180。空气调节系统100的每个单元(第二单元135和第一单元125)具有使用连接器附接的、匹配且共用的连接元件。例如,第二单元135具有使用电连接器280a附接到第一单元125的相应电线310b的电线310a。另外,第二单元135具有使用电连接器280b附接到第一单元125的相应电线310d的另一电线310c。另外,第二单元135具有使用流体连接器270附接到第一单元125的相应流体管线300b的流体管线300a。另外,第二单元135具有使用制冷剂连接器(未示出)附接到第一单元125的相应制冷剂管线320b的制冷剂管线320a。因此,这些连接器中的每一个能够在第二单元135与第一单元125之间传送动力(例如电力)和流体(例如制冷剂、冷凝物)。

图11示出了图10所示的示例性空气调节系统100的近视图,其中制冷剂连接器290是可见的。

图12a和12b分别示出了根据本公开的实施例的示例性模块化空气调节系统的示例性第一单元125和示例性第二单元135。图12a示出了从第一单元125的壳体延伸的套筒170(和/或套筒170)。如上所述,套筒170可以通过墙壁(未示出)中的孔插入以提供将第一单元125定位在期望位置所需的结构支撑。包含在套筒170内的是终止于两个流体连接器(270a和270b)的第一部分的流体管线(300a和300b),以及终止于电连接器280a的第一部分的电线(310a和310b)。图12a示出了流体管线(300a和300b)可以位于挠性管760内。图12b示出了相应的流体管线(300c和300d)、电线280b、流体连接器(270c和270d)的第二部分、以及电连接器280b的第二部分。因此,每个连接器的第一部分和第二部分可以物理地对准并联结在一起以完成流体、机械和/或电连接。在本公开的一些实施例中,连接器的第一部分和第二部分可以通过将第二单元135相对于第一单元125安置/移动到期望位置的动作而物理地联结在一起(例如,形成液体密封部、连结驱动轴的相对侧、和/或完成电路)。例如,再次参考图2和3,将第一单元125的套筒170插入第二单元135的通道160中可以使套筒170的远端处的连接头770(参见图7)与位于第二单元135的通道160内的面板220物理接触。面板220与连接头770的该接触可以定位、对准和物理连接一个或多个连接器(例如流体、机械和/或电)的相对部分,使得第一单元125和第二单元135随后处于流体、机械和/或电连通。图13示出了示例性的模块化空气调节系统100,其可以由上面针对图12a和12b所述的元件和安装步骤而得到。

本公开提供了用于将两个管路可逆地连接或联接在一起的连接装置。本公开也描述了利用这样的流体连接器的系统和应用,包括例如用于诸如建筑物或家庭这样的结构的空间调节系统。也描述了可以适用于从低负荷家庭到大型多家庭建筑的建筑物的模块化系统。在本公开的一些实施例中,模块化空间调节系统(例如空气调节系统)可以配置用于小型住宅建筑、小型商业建筑、大型商业或工业建筑、以及可以受益于空间调节的任何其他结构。例如,可以由本文中描述的一些实施例调节的其他合适的结构包括运输工具例如公共汽车、卡车、火车、船、飞机、运输集装箱和船舶。

本文所述的一些空气调节系统可以包括通过连接机构分离和连接的冷凝器单元和蒸发器单元,其中连接机构可以配置成最小化包含在空气调节系统中的流体的量、从空气调节系统(例如冷凝器单元和/或蒸发器单元)流失的潜在流体的量、以及在安装期间引入空气调节系统中的空气的量。然而,本文所述的流体连接器的一些实施例可以为需要将包含在它们相应的物理元件内的流体与周围环境隔离的任何系统或应用提供益处。例如,使用有毒或腐蚀性流体的系统可以受益于本文所述的流体连接器系统,以及需要使用无菌和/或卫生配件的应用也可以受益于本文所述的流体连接器系统。本文所述的流体连接器的其他益处包括由于流体流动通过流体连接器而引起的最小压降,以及在真空和/或压力条件下当流体连接器的两个部分物理地连接和/或分离时利用流体连接器的这两个部分的能力。这些优点可以使利用流体连接器的系统成为便携式的和模块化的,并且被提供给终端用户或消费者,预装有所选择的工作流体;例如用于空调箱的制冷剂。另外,本文所述的一些流体连接器可以在压力和/或真空下连接和/或分离,而不使包含在流体连接器和/或管路内的流体彼此混合和/或不与外部环境中的流体混合。

图14a和14b提供了流体连接器1100的示例性实施例,其用于将两个独立的管路连接在一起以形成用于通过管路和流体连接器1100这两者的流体的单个连续流动路径。流体连接器1100具有机械地和可逆地彼此连接的两个独立部分。为了示例性目的,图14a和14b示出了沿着纵向参考轴线对准的部分1110和1180。第一部分1110包括由近端和远端限定的壁1130,其还限定壁1130的长度,其中该长度大致平行于纵向轴线。壁1130可以配置成圆形或任何其他合适的形状,其围绕纵向轴线定位以形成内部流体通道1135。流体通道1135包括朝向壁1130的近端定位并由长度dw限定的第一宽部分,以及朝向壁1130的远端定位并由长度dn限定的第二窄部分。宽部分和窄部分通过锥形部分连接在一起以形成用于壁1130和内部流体通道1135的连续内表面。壁1130还包括第二接触表面1174,其可以大致垂直于纵向轴线并面向远侧方向定位。

流体连接器1100的第一部分1110还包括具有第一接触表面1172的插塞1170。第一接触表面1172也可以大致垂直于纵向轴线并面向远侧方向定位。插塞1170能够在至少两个位置(分别由图14a和14b表示的断开和密封位置以及连接位置)之间可逆地移动。在图14a的第一位置,插塞1170定位在由窄长度dn限定的流体通道1135的部分内。在该第一位置,插塞1170在插塞1170的相对径向表面和壁1130的窄部分之间形成液体密封部。在本发明的一些实施例中,可以通过使用o形环、垫圈等(未示出)来辅助液体密封部的形成。因此,当处于断开位置(图14a)时,插塞1170可以形成的流体密封足以在显著的压力和/或真空下操作第一部分1110的近侧上的管路。例如,第一部分1110内的操作压力可以高达500psia和/或小于14.7psia。

流体连接器1100的第二部分1180包括具有远端和近端的壁1190。第二部分1180的壁1190可以大致平行于纵向轴线对准,并且围绕轴线定位以形成内部流体通道1195。第二部分1180包括沿着纵向轴线且平行于纵向轴线定位的插塞2010。插塞具有第一接触表面1192,所述第一接触表面可以被配置成大致垂直于纵向轴线并且面向远侧方向。在本发明的一些实施例中,插塞2010沿着纵向轴线定位成使得其第一接触表面1192面对第一部分1110的第一接触表面1172。插塞2010配置成在自身和壁1190的内表面之间形成环形空间。第二部分1180包括环2050,所述环包括大致垂直于纵向轴线并且面向远侧方向定位的第二接触表面2020。如图14a和14b所示,环2050能够在两个位置之间可逆地移动。在图14a的第一位置,环2050大致定位在由壁1190的内表面和插塞2010限定的环形空间内,使得在插塞2010的相对径向定向的表面和环2050之间形成液体密封部。液体密封部也可以存在于环2050的相对径向定向的表面和壁1190的内表面之间。在本发明的一些实施例中,可以通过使用o形环、垫圈或任何其他合适的密封机构(未示出)来辅助形成这些液体密封部中的一个或两个。因此,当处于断开位置(图14a)时,环2050可以形成的流体密封足以在显著的压力和/或真空下操作第二部分1180的远侧上的管路。例如,第二部分1180内的操作压力可以高达500psia和/或小于14.7psia。

图14b示出了在两个部分已联结以形成用于将流体从一个管路传送到另一个的密封流体连接器1100之后的第一部分1110和第二部分1180这两者所用的第二连接位置。在本发明的一些实施例中,第一部分1110和第二部分1180通过可逆机构彼此物理连接,所述可逆机构可以包括例如互补螺纹、沟和槽机构、快速断开机构、和/或任何其他合适的连接机构。在连接两个部分的过程中,第一部分1110的壁1130的第二接触表面1174推压第二部分1180的环2050的相对的第二接触表面2020。结果,环2050在纵向方向上朝着第二部分1180的壁1190的远端移位。同时,第一部分1110的插塞1170的第一接触表面1172与第二部分1180的插塞2010的第一接触表面1192接触。这导致第二部分1180的插塞2010将第一部分1110的插塞1170在近侧方向上移位到流体通道1135的较宽部分中。如图14b所示,一旦完全达到第二位置,插塞1170和2010大致定位在第二部分1110的流体通道1135的宽半径部分内。这导致形成连续的、不间断的流动路径以使流体从远侧管路通过第二部分1180、通过第一部分1110、并且通过近侧管路到达其下游的目的地。替代地,取决于系统中的压差,流动可以从近侧管路移动到远侧管路。

不希望受到理论的束缚,确信联结第一部分1110和第二部分1180的机构将使来自系统(例如管路)的流体损失最小化,同时也使引入到系统中的空气或任何其他外部流体最小化。这可以在很大程度上由于相对接触表面的对准和相互作用以及由于两个插塞沿着纵向轴线在流体连接器1100的流体通道内的移动而实现。

断开流体连接器1100的两个部分的相反情况导致流体流动的中断。将第一部分1110与第二部分1180断开导致插塞1170和插塞2010两者沿着纵向轴线在远侧方向上一致地移动(相对于流体通道1135的宽部分)。在这样做时,插塞1170和2010两者从第一部分1110的流体通道1135的宽部分(由dw限定)缩回。第一部分1110的插塞1170返回到其在流体通道1135的窄部分(由dn限定)中的密封位置,同时,第二部分的环2050重新定位在其在插塞2010和第二部分的壁1190的内表面之间的环形空间内的密封位置。最终结果是近侧管路和其中的液体通过在插塞1170和第一部件的壁1130的内表面之间形成的流体密封而与远侧管路和环境隔离。同时,远侧管路和其中的液体通过在插塞2010、环2050和第二部分1180的壁1190的内表面之间的流体密封而与近侧管路和环境隔离。

图15a和15b示出了本发明的一些实施例的附加特征,其中再次示出两个位置,即第一断开位置(图15a)和第二连接位置(图15b)。第一部分1110可以包括能够沿着纵向轴线定位的可塌缩阻力元件1160。可塌缩阻力元件1160的示例包括弹簧、活塞、磁性机构和/或任何其他合适的阻力元件。对于弹簧的情况,弹簧的远端可以附接到插塞1170的近侧表面,并且弹簧的近端可以附接到固定止挡件1175。止挡件1175的目的是当第一部分1110与流体连接器1100的第二部分1180联结时防止可塌缩阻力元件1160和插塞1170不可逆地移位到近侧管路中。合适的止挡件1175的示例包括允许流体流动通过流体连接器1100的任何类型的结构支撑。用于固定可塌缩阻力元件的近端的合适的止挡件1175的示例包括一个或多个支撑杆、棒或线。止挡件1175的另一示例可以是丝网。

第一部分1110也可以包括围绕壁1130定位的可移动套环1120。可移动套环1120的示例包括螺母或凸缘。在一些情况下,套环1120可以在套环1120的内表面和第一部分1110的壁1130的外表面之间形成环形空间。另外,套环1120也可以包括沿着套环1120的内表面定位的螺纹(未示出)。这样的螺纹可以与位于第二部分1180的壁1190的外表面上的螺纹(未示出)可逆地连接。然而,可以在第一部分1110和第二部分1180这两者上提供螺纹以外的机构以使这两个部分能够可逆地联结;例如沟和槽、快速断开硬件等。

再次参考图15a和15b,第二部分1180也可以包括沿着纵向轴线并且在环2050的远侧表面和止挡件1175之间定位的可塌缩阻力元件2030。可塌缩阻力元件2030的示例包括弹簧、活塞、磁性机构和/或任何其他合适的阻力元件。对于弹簧的情况,弹簧的近端可以附接到环2050的远侧表面,并且弹簧的远端可以附接到固定止挡件1175。止挡件1175的目的是在将第一部分1110与流体连接器1100的第二部分1180联结时防止可塌缩阻力元件2030和环2050不可逆地移位到远侧管路中。合适的止挡件1175的示例包括允许流体流动通过流体连接器1100的任何类型的结构支撑。用于固定可塌缩阻力元件的近端的合适的止挡件1175的示例包括一个或多个支撑杆、棒或线。止挡件1175的另一示例可以是丝网。

第二部分1180可以包括大致沿着纵向轴线定位的刚性阻力元件2040,其中近端(未示出)连接到插塞2010的远侧表面(未示出),并且远端连接到止挡件1175。例如,刚性阻力元件2040可以是能够相对于第二部分1180的壁1190将插塞2010保持在大致固定位置的杆、棒或任何其他物理元件。止挡件1175的目的是在第一部分1110与流体连接器1100的第二部分1180联结/连接时防止插塞2010和刚性阻力元件2040不可逆地移位到远侧管路中。在一些情况下,用于帮助保持环2050和可塌缩阻力元件2030的位置的止挡件以及用于保持插塞2010和刚性阻力元件2040的位置的止挡件可以是相同的止挡件1175(如图15a和15b所示)。替代地,可以使用一个或多个止挡件以保持第二部分1180的各种元件的位置。

图15b示出了当第一部分1110和第二部分1180联结以形成连接近侧管路和远侧管路的密封流体连接器1100从而允许流体在两者之间流动时本发明的一个实施例的各种元件的关系和位置。流体连接器1100的两个部分1110和1180的联结可以通过沿着纵向轴线对准各种接触表面开始,并且随后将接触表面压在一起。具体地,如上面在图14a和14b中所述,可以通过以下方式开始连接两个部分的过程:将插塞1170的第一接触表面1172定向成使得其对置并面向插塞2010的第一接触表面1192,同时将壁1130的第二接触表面1174定向成使得其对置并面向环2050的第二接触表面2020。通过实现该对准,可以通过将两个部分1110和1180物理地压在一起来联结这两个部分1110和1180。可能需要施加足够的力以至少克服由可塌缩阻力元件1160和2030提供的力。在螺纹部件的情况下,通过围绕纵向轴线旋转套环1120可以获得足够的力以联结两个部分1110和1180。通过在套环1120的近端上提供插入位于壁1130的外表面上的捕捉器1140中的唇边1150,套环1120可以相对于纵向方向并且相对于壁1130保持在固定位置。

当第一部分1110和第二部分1180被拉到一起时(例如通过与位于壁1190的外表面上的互补螺纹(未示出的螺纹)接合的螺纹套环1120的旋转),插塞2010可以在近侧方向上相对于第一部分1110的壁1130移动。当插塞2010在近侧方向上移动时,其压缩可塌缩阻力元件1160,允许插塞1170同时在近侧方向上移动,最终导致两个插塞1170和2010安置在流体通道1135的宽部分内。同时,当插塞2010移动到第一部分1110的流体通道1135中时,壁1130的远端在远侧方向上相对于第二部分1180的壁1190移动,并且在这样做时,压缩可塌缩阻力元件2030并且使环2050在远侧方向上相对于壁1190移动。结果是得到用于流体(例如制冷剂)通过第一部分1110的流体通道1135和第二部分1180的流体通道1195的无障碍路径,以及第一部分1110和第二部分1180之间的无泄漏连接。

流体连接器1100的第一部分1110和第二部分1180之间的无泄漏连接能够以类似的方式断开。通过相对于第一部分1110的壁1130在近侧方向上移动插塞1170,第二部分1180的插塞2010可以从第一部分1110的流体通道1135缩回。例如,对于配置有接合位于壁1190的外表面上的互补螺纹(未示出)的螺纹(未示出)的套环1120,套环1120围绕纵向轴线的旋转可以导致壁1190从由套环1120和壁1130形成的环形空间移除。当该示例中的壁1190物理地连接到止挡件1175、刚性阻力元件2040和插塞2010时,壁1190在远侧方向上的移动导致这些元件的每一个中的相应移动。然而,由于可塌缩阻力元件2030提供的力,环2050保持压靠在第一部分1110的壁1130的远端上,直到第二部分1180的壁1190从第一部分1110的套环1120完全移除。一旦实现了这一点,并且壁1190从至少套环1120的螺纹部分完全移除,并且插塞2010重新定位在第二部分的环2050内以重新形成第二部分1180的液体密封部。另外,第一部分1110的插塞1170重新定位在第一部分1110的流体通道1135的窄部分内以重新形成第一部分1110的液体密封部。

联结和断开流体连接器的两个部分的过程可以针对特定应用根据需要进行重复。例如,对于空气调节应用,流体连接器可以仅联结在一起一次,并且可以仅在系统的寿命结束时断开。在本发明的一些实施例中,流体连接器可以具有圆形密封件,当被压在一起时其允许移除空气。流体连接器也可以具有能够被螺纹连接在一起的两个或更多个部件,使得当螺纹被拧紧时,相对的刚性元件和可压缩元件导致形成通过流体连接器的连续的流体路径,其防止流体暴露于周围环境。在本发明的一些实施例中,流体连接器可以配置成具有足够的横截面面积以最小化由于流体通过流体连接器的流动而引起的通过流体连接器的压降。

在图16a和16b中提供了本发明的另一实施例。在该示例中,至少三个密封件将外部环境与包含在管或管道中的流体分离。面部密封件2060c可以形成初始密封,其可以防止湿部分和外部环境之间的任何进一步接触。这方面对于包括制冷应用在内的许多应用是重要的,原因是在制冷剂中必须基本上不存在空气。当流体连接器的两个部分尚未联结时,另一密封件2060b防止流体从内部体积泄漏到外部环境。两个部分可以不连接的情况包括在使用流体连接器的系统的储存期间(例如在仓库中)、在系统的运送或运输期间、或者在任何其他合适的或所需的时段期间。

在一些实施例中,流体连接器可以包括接合插塞以限制其移动到预定区域的物理止挡件。除了防止例如插塞离开其相应的流体通道之外,止挡件还可以帮助在操作(连接)期间和非使用(断开)时段期间提供更好的流体密封。应当注意图16b示出了在近侧方向上的流体流动。这是为了示例性目的,并且流动可以在任一方向上进行;例如在远侧方向上或在近侧方向上进行。

图17示出了可以包含与上述类似的流体连接器1100的空气调节系统。调节系统可以包括位于墙壁的相对侧上的蒸发器和冷凝器。蒸发器和冷凝器可以通过至少两个制冷剂管线、至少一个冷凝管线和至少一个电线连接。制冷剂管线和/或冷凝管线可以包括如本文所述的流体连接器,以允许蒸发器和冷凝器独立地运输且完全充满其操作流体。在到达使用点时,蒸发器和冷凝器可以通过配置流体连接器1100而进行联结,如上所述。

再次参考图17,可以选择蒸发器和冷凝器的相对位置或高度以促进冷凝物排出蒸发器。冷凝器可以配备有手柄以便于从结构内部例如通过窗户进行安装。附加结构(例如支架)可以设有蒸发器和/或冷凝器以进一步有助于安装。一个可能的安装位置在窗户下方,这可以允许冷凝器从内部通过窗户提升,并且比从结构外部更容易安装。在一些实施例中,冷凝器可以配置成具有离开其被安装到的墙壁的低轮廓。这可以减小安装力并且改善系统的视觉外观和美感。调节系统可以包括可涂漆的壳体,其可以被涂漆以更好地匹配结构外部。在本发明的一些实施例中,调节系统可以配置成安装在窗户中,同时仍然允许窗户基本关闭。窗户的任何剩余的开放区域可以填充绝缘材料,例如挤制的聚苯乙烯泡沫。然而,本发明的一些实施例完全不需要窗户,而是可以直接安装到墙壁。

延伸通过墙壁或隔板的制冷和/或冷凝管线可以配备有凸缘或类似装置以帮助在安装期间将冷凝器或蒸发器保持在墙壁上的期望位置。在一些情况下,冷凝器和蒸发器两者可以安装在墙壁上。在其他情况下,冷凝器和蒸发器中的一个或两个可以安置在地面或地板上,使得两个部件使用一直延伸到窗户的更长的制冷和/或冷凝管线进行连接。替代地,可以在冷凝器和蒸发器所处的任何高度上成形出通过墙壁的孔,从而最小化将两者连接在一起所需的管道和管路的长度。

在本发明的一些实施例中,空气调节系统可以与结构中的一个或多个其他的空气调节系统进行无线和/或有线通信以促进协调的空间调节。一些系统也可以包括占位传感器和/或复杂的控制算法以实现空气调节的远程和/或自主控制和操作。这样的系统可以被设想为多个“节点”,其中节点包括通过上述流体连接器中的至少一个连接在一起的蒸发器和冷凝器。

在一些示例中,本文所述的模块化调节系统可以预装有它们的工作流体以消除或最小化在安装现场增加或调节充装到系统的流体的需要。该特征可以消除对专业或认证安装者的要求,使这些系统对自己动手的房主而言更有吸引力。替代地,如果需要,蒸发器或冷凝器可以被抽空而不是充装制冷剂。对于包括多个节点的系统,每个单独的节点可以根据需要进行调节。

本公开提供了模块化空气调节系统的实施例。这些系统可以分成冷凝器单元和蒸发器单元(或空气处理器)。然而,除了其他特征之外,本文所述的空气调节系统还具有使用一个或多个马达的两个单元中的驱动机械部件(例如风扇)的简单性。与使用两个马达的系统相比,单个马达的实施例可以提供设计简化和成本节约。因此,在本公开的一些实施例中,空气调节系统可以在减小系统复杂性方面提供显著的进步。结果,这样的空气调节系统可以降低制造成本。此外,本文所述的统一驱动机构可以实现各种空气调节器的扩展安装和定位能力。

在本文所述的一些实施例中,蒸发器和冷凝器风扇可以利用来自单个马达的单个轴提供动力。这样的空气调节系统可以由可分离的部件制成。轴连接可以具有一个或多个万向接头(u-接头),或者可以经由挠性驱动电缆驱动一个风扇以解决蒸发器单元和冷凝器单元之间的不完全对准。当单元由建筑中的可能不具有完美平行侧的墙壁分离时可以利用这样的挠性。

本文所述的模块化空气调节系统可以利用低成本、批量生产的部件,其易于制造和实施以便改善局部空间调节。此外,本文所述的系统可以通过分区空间调节来节约能量(例如,购买一个或多个单元以适应空间的制冷需求)。最后,模块化系统可以提供改善的美观、减少窗户或其他可视口的阻碍、提供改善的舒适度、节约公共事务账单方面费用、与相关技术领域的系统相比所需的初始成本更低、并且能够使用户容易安装(例如diy系统)。

本文所述的系统和技术可以降低模块化空气调节系统的成本,并且能够实现填补低成本、低性能项目(例如房间空气调节器)和高成本、高性能项目之间的空白的新类别的产品。此外,本公开可以使现有的模块化系统能够安置在除了窗户以外的位置,而不增加成本或者不需要墙壁上的大孔,这可能是销售的主要障碍,并且会成为客户对房间空气调节器的不满的来源。

本公开的实施例描述了可以解决房间空气调节器(包括窗式、穿墙式、便携式空气调节器和无管式模块化热泵)的许多主要缺点的模块化空气调节系统。本文中提供的空气调节系统的实施例对于制热和制冷而言可以更安静、更高效,同时占用更少的窗户空间,并且提供更美观且不会危及家庭安全的制热和制冷解决方案。另外,本文中给出的空气调节系统的实施例可以提供用于全年空气调节使用的更简单的家庭安装方法。所有这些益处都可以在保持对许多消费者而言相当重要的可负担性的同时实现。本文中提供的空气调节系统将空气调节系统分成两个独立但紧密集成的部分,其中第一部分定位在家庭的外部,第二部分定位在内部。这两个部分可以利用穿过跨越待制热/制冷的结构的外壁的孔的简单连接机构很容易地集成为完整的空气调节系统。安装简单,不需要专业安装,并且只需要使用能够产生跨越墙壁的孔的钻机。

在本公开中提出的系统和方法消除了与作为在美国家庭中安装的最受欢迎单元的窗式空气调节器相关的问题。即使在安装正确的情况下,窗式空气调节器也容易泄漏空气,而且经常安装不正确。这使得炎热的夏季空气进入家庭,降低了空气调节器的功效和效率,并且常常允许外部噪音和水侵入家庭。如果在寒冷环境温度的时段期间在窗户上安置了窗式空调,则空气泄漏可能会产生气流并使热从家中逸出。即使按照制造商的说明安装窗式空调,空气泄漏也可以会等同于墙壁中的6平方英寸的孔。消除该空气泄漏能够实现与从最低效率单元转换到能源之星单元大致相同的性能提高,或者大约10%-15%的能量节约。研究发现,仅对于纽约市的多户住宅建筑,每年的能量损失累计即高达1.30-1.80亿美元,并且那些能量损失引起的相关二氧化碳排放总计为375,000-525,000吨二氧化碳。另外,由于空气调节器可能会从窗户落下并落在下面的人员或财产上,因此窗户安装可能会带来安全问题。而且,当然地,窗式空气调节器会消除它们安装在其中的窗户的功能,这在仅有几个窗户或只有一个窗户的公寓中是一个重要的问题。在单一窗户的公寓中,堵住唯一的窗户会带来安全风险,原因在于它可能会阻碍逃离建筑物火灾的可选出口通道。如果安装不当,窗式空气调节器也会产生安全危险,为犯罪分子提供相对容易的入口。

由于位于空气调节器内的压缩机,窗式空气调节器也往往是嘈杂的,并且在压缩机和房间内部之间的消音最小。与之相比,本文中公开的空气调节系统的实施例将压缩机安置在建筑物外部,并且到内部的连接机构使传播进入建筑物的声音最小化,因此本文中提供的空气调节系统可能安静得多。

在考虑市场的规模时,开发和提供先进的空气调节系统的国家利益就变得清晰起来。根据能源信息署(eia)的住宅能源消费调查,有2590万美国家庭正在使用房间空气调节器,并且考虑到一些住户中的多个单元,使用中的房间空气调节器的总数超过了4400万。另外,在美国每年窗式空气调节器的出货总量达800万单元。那些单元中约有90%是用于更换旧单元,因此实际上市场流通率很高,每年有大约16%的已安装的空气调节器被更换。实际上,鉴于20世纪80年代期间建造的20%的房屋拥有超过20年的空气调节设备,eia提出了一个重要的商业机会,即用新的、更高效的空气调节器改造房屋。

根据这些数据,并对美国的每个气候区(每个气候区具有特定的制冷需求)进行加权,估计全国的住宅空气调节器使用1.02万亿btu,即1.02“quads”的电力。但是由于大多数美国电力是由低效率的蒸汽发电厂产生的,因此导致在这个源头上产生了3.07quads的能量。相比之下,2014年美国住宅方面消耗了约为21.6quads的能量,因此目前空气调节占美国能量消耗的约14.2%。

利用对三种气候的建模,nrel估计本文中给出的空气调节系统的实施例与窗式空气调节器相比可以导致22%的能量节约。图18a示出了在亚里桑那州凤凰城根据如本文所述的一些实施例(公开内容)的空气调节系统相对于窗式空气调节器(wac)的节能模拟。模拟的空间是400平方英尺,其代表这些产品将要调节的楼面面积。构造是典型的20世纪八十年代的家庭。如图18b所示,制冷节能超过20%,估计公共事务费用的节约是35美元/年。公共事务费用的节约包括制热和制冷能量,并且缘于减少不必要的空气渗入生活空间。

基于能量模拟结果,如果全国所有房间空气调节器(窗式和便携式空气调节器)都立即更换为根据如本文所述的一些实施例的空气调节系统,则在该源头上可以节约0.5quads的能量,或者约为美国住宅能量消耗的2.3%。这可以避免每年排放930万吨二氧化碳,相当于从道路上减少210万辆汽车。同样地,用根据如本文所述的一些实施例的空气调节系统替换房间空气调节器的销售可以导致每年节能0.09quads,或者为美国住宅能量消耗的0.4%。这可以避免每年排放170万吨二氧化碳,相当于每年从道路上减少385,000辆汽车。另外,对房主、房东或租客的影响可能是显著的。估计每个单元的节能为每年390万btu,即1,130千瓦时。2015年电力的平均住宅零售价格为每千瓦时12.67美分,节约费用总计约为每年143美元。考虑到大多数空气调节器的使用是在夏季最热的月份发生,低收入家庭的节约肯定能够有助于收支平衡。

示例

示例1.一种系统,其包括:第一单元,所述第一单元包括冷凝器或蒸发器;从所述第一单元的外表面延伸的套筒;以及物理地附接到所述第一单元的驱动机构、电线和/或流体管线中的至少一个。所述套筒在大致垂直于所述第一单元的外表面的纵向方向上延伸,所述套筒具有限定内腔的外壁,并且所述驱动机构、所述电线和/或所述流体管线中的所述至少一个位于所述内腔内。

示例2.根据示例1所述的系统,其还包括:第二单元,当所述第一单元包括蒸发器时所述第二单元包括冷凝器,或者当所述第一单元包括冷凝器时所述第二单元包括蒸发器;位于所述第二单元内的通道;以及物理地附接到所述第二单元的驱动接收器、电线连接器和/或流体管线连接器中的至少一个。所述通道在大致垂直于所述第二单元的外表面的纵向方向上延伸,所述通道具有通过所述第二单元的外表面的开口,并且所述通道终止于位于所述第二单元内的面板。所述驱动接收器、所述电线连接器和/或所述流体管线连接器中的所述至少一个定位在所述面板上,并且所述驱动接收器、所述电线连接器和/或所述流体管线连接器中的所述至少一个配置成对准并附接到所述驱动机构、所述电线和/或所述流体管线中的所述至少一个。

示例3.根据示例2所述的系统,其中所述套筒定位在所述通道内,所述通道的纵向方向与所述套筒的纵向方向对准,并且所述驱动接收器、所述电线连接器和/或所述流体管线连接器中的所述至少一个在所述面板处附接到所述驱动机构、所述电线和/或所述流体管线中的所述至少一个。

示例4.根据示例1所述的系统,其中所述套筒可以包括穿过所述外壁的接收孔。

示例5.根据示例4所述的系统,其中所述通道可以包括配置成可逆地移动进出所述接收孔的制动机构。

示例6.根据示例1所述的系统,其中所述套筒可以包括定位在所述外壁的外表面上的接收槽。

示例7.根据示例6所述的系统,其中所述通道可以包括配置成可逆地移动进出所述接收孔的制动机构。

示例8.根据示例1所述的系统,其中所述套筒可以包括定位在所述外壁的外表面上的引导边缘。

示例9.根据示例8所述的系统,其中所述通道可以包括引导槽,所述引导槽配置成对准所述引导边缘并接收所述引导边缘,使得所述引导槽和所述引导边缘的对准可以将所述驱动接收器、所述电线连接器和/或所述流体管线连接器中的所述至少一个与所述驱动机构、所述电线和/或所述流体管线中的所述至少一个对准。

示例10.根据示例2所述的系统,其中所述驱动机构可以是花键式驱动机构。

示例11.根据示例10所述的系统,其中驱动接收器可以具有配置成接收所述花键式驱动机构的凹陷。

示例12、根据示例2所述的系统,其中所述驱动接收器、所述电线连接器和/或所述流体管线连接器中的所述至少一个可以通过将所述套筒移动到所述通道中而附接到所述驱动机构、所述电线和/或所述流体管线中的所述至少一个。

示例13.一种系统,其包括:第一单元;与所述第一单元物理分离的第二单元;驱动机构;以及在所述第一单元和所述第二单元之间的连接机构,其中所述驱动机构穿过所述连接机构。

示例14.根据示例13所述的系统,其还可以包括马达,其中所述第一单元可以包括第一风扇,所述第二单元可以包括第二风扇,并且所述第一风扇和所述第二风扇都由所述马达驱动。

示例15.根据示例14所述的系统,其中所述第一单元可以包含所述马达,并且所述驱动机构可以连接所述马达和所述第二风扇。

示例16.根据示例14所述的系统,其中所述第一单元可以包含所述马达,并且所述驱动机构可以连接所述马达和所述第一风扇。

示例17.根据示例13所述的系统,其中驱动机构可以是机械轴。

示例18.根据示例13所述的系统,其中所述第一单元可以是冷凝器单元并且所述第二单元可以是蒸发器单元。

示例19.根据示例13所述的系统,其中第一单元可以是蒸发器单元并且所述第二单元可以是冷凝器单元。

示例20.一种用于连接器的第一部分,其包括:具有近侧方向和远侧方向的纵向轴线;具有由近端和远端限定的长度的壁,所述壁沿着所述纵向轴线对准并围绕所述纵向轴线定位以形成内部流体通道;以及定位并配置成在所述内部流体通道内移动并沿着所述纵向轴线定中的插塞,所述插塞具有大致垂直于所述纵向轴线定位并面向所述远侧方向的第一接触表面。所述流体通道具有包括所述壁的远端的窄直径部分,并且所述流体通道具有在窄半径部分的近侧的宽直径部分,其中所述宽直径部分通过所述流体通道的锥形部分连接到所述窄直径部分,共同形成所述壁的连续内表面。所述壁的远端具有大致垂直于所述纵向轴线并面向所述远侧方向的第二接触表面。所述插塞具有第一位置,其中所述插塞定位在所述流体通道的所述窄直径部分内以在所述插塞和所述壁的内表面之间形成流体密封。所述插塞具有第二位置,其中所述插塞定位在所述宽直径内以允许流体流动通过所述流体通道,并且所述插塞能够沿着所述纵向轴线在所述两个位置之间可逆地移动。

示例21.一种用于连接器的第二部分,其包括:具有近侧方向和远侧方向的纵向轴线;具有内表面以及由近端和远端限定的长度的壁,所述壁沿着纵向轴线对准并围绕纵向轴线定位以形成内部流体通道;以及定位在所述内部流体通道内并且沿着所述纵向轴线定中的插塞,所述插塞具有大致垂直于所述纵向轴线定位并面向所述近侧方向的第一接触表面。所述第二部分包括围绕所述纵向轴线同心地定位并且配置成在所述内部流体通道内移动的环,所述环具有大致垂直于所述纵向轴线定位并面向所述近侧方向的第二接触表面。所述环具有第一位置,其中所述环定位在所述壁的内表面和固定插塞之间以在所述插塞和所述壁的内表面之间形成流体密封。所述环具有第二位置,其中所述环在所述纵向轴线的远侧方向上远离所述固定插塞定位以允许流体流动通过所述流体通道,并且所述环能够沿着所述纵向轴线在所述两个位置之间可逆地移动。

示例22.一种连接器,其包括:具有近侧方向和远侧方向的纵向轴线;如示例20中所述的第一部分以及如示例21中所述的第二部分,其中所述第一部分和所述第二部分通过所述第一部分的壁的第二接触表面和所述第二部分的环的第二接触表面之间的第一接口连接以在所述第一部分和所述第二部分之间形成流体密封,并且所述第一部分和所述第二部分在所述第一部分的插塞的第一接触表面和所述第二部分的插塞的第一接触表面之间的第二接口处连接以形成从所述第二部分的壁的远端到所述第一部分的壁的近端的连续流体通道。

前述的公开内容仅仅是为了说明本发明而给出,不应理解为限制性的。由于本领域技术人员可以想到包含本发明的精神和实质的所公开的实施例的各种变型,因此本发明应当被解读为包括在所附权利要求及其等同方案的范围内的所有内容。

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