通风设备的制作方法

1.本发明的工业专利涉及一种用于处理密闭空间中的空气，特别是用于降低密闭空间中氡浓度的设备。


背景技术：

2.众所周知，氡是由铀的α衰变产生的镭的α衰变形成的一种天然惰性气体，广泛存在于地壳中。
3.氡的放射性衰变产生的钋和铋会产生氡的有害影响。如果吸入，钋和铋会沉积在支气管上皮中，释放出大量可能决定肺癌和白血病发病的α辐射。
4.氡气的主要来源是地面，氡气从地面释放出来并分散在环境中。氡会在密闭的地方积聚，对人体健康有害。尤其是建筑物的地基地板可能具有非常高的氡浓度，因为氡从地面直接渗透并且通常通风不良。
5.在较小程度上，氡气的其它来源可以是水和建筑材料，特别是如果源自火山，例如凝灰岩或花岗岩。
6.密闭空间中氡的浓度越高，患癌症的风险就越高。此外，必须注意的是，在标准温度和压力下，氡是一种无味、无色的气体，因此如果不使用特定设备就不可能检测到它的存在。
7.用于确定空气中氡浓度的设备可以是有源型的，基于在测量过程中需要供电的检测器，或可以是有无源型的，基于不需要供电的检测器。有源设备实时测量空间中氡的浓度，而无源设备仅在测量时间后测量氡的浓度。通常，通风是为了避免氡气在密闭空间内积聚。
8.可以通过自然方式(通过简单地打开门窗)或使用通风设备(例如风扇)以强制方式获得通风。
9.自然通风通常是不足或无效的解决方案；此外，它涉及用于加热或冷却密闭空间的大量成本。
10.强制通风通常由包括以下部分的设备执行：
[0011]-第一管，其包括适于布置在密闭空间中从而将受污染空气引入第一管中的入口和适于布置在密闭空间外部从而将受污染空气排放到密闭空间之外的出口；
[0012]-第二管，其包括适于布置在密闭空间外部从而将清洁空气引入第二管中的入口和适于布置在密闭空间中从而将清洁空气引入密闭空间中的出口；
[0013]-设置在第一管和第二管中的风扇，用于使空气在管内通过；
[0014]-用于检测密闭空间中的空气中的氡浓度的检测器，以及
[0015]-控制单元，其连接到风扇和传感器从而根据空气中的氡浓度而激活风扇。
[0016]
现有技术的这种设备由于安装笨重和复杂的事实而受到损害。事实上，由两个独立的管组成，必须在限定密闭空间的墙壁上钻两个通孔，并且需要复杂、昂贵的安装工作。此外，这种设备不是通用的，并且不能适应不同厚度的墙壁。
[0017]
此外，现有技术的设备由两个独立的模块(抽气模块和送气模块)组成，具有效率低、能耗高并且维护操作频繁的缺点。
[0018]
ep3045831公开了一种紧凑型通风系统，该系统解决了在封闭场所保持一定的微气候并具有最小能量消耗的问题。该设备具有管状主体，其中安装有过滤器、带加热器的三容积热交换器以及第一风扇和第二风扇。两个风扇独立运行：第一风扇用于引入空气，第二风扇用于从房间排出空气。


技术实现要素：

[0019]
本发明的目的是克服现有技术的不足，公开一种高效实用、低能耗的用于处理密闭空间中的空气的设备。
[0020]
另一个目的是公开这样一种用于处理密闭空间中的空气的设备，其不笨重、易于安装、通用且能够适应不同的墙壁厚度。
[0021]
这些目的是根据本发明通过所附独立权利要求1中列出的技术特征来实现的。
[0022]
有利的实施例出现在从属权利要求中。
[0023]
根据本发明的设备由独立权利要求1限定。
[0024]
根据本发明的设备的优点是显而易见的。在设备的两端设置两个风扇，可以同时从密闭空间中抽取空气并向密闭空间内引入空气，而不会混合气流。
附图说明
[0025]
为了清楚起见，对根据本发明的设备的描述继续参考附图，附图仅具有说明性而非限制性的价值，其中：
[0026]
图1是本发明的设备的轴向剖视图，示出了由内向外的气流；
[0027]
图1a和图1b是图1的两个细节的放大图，分别被包围在图1的圈a和圈b中；
[0028]
图2是图1的设备的第一模块的轴向剖视图；
[0029]
图3是图1的设备的第二模块的轴向剖视图；
[0030]
图4和图5是沿图2的平面iv-iv和v-v截取的两个截面图；
[0031]
图6是沿图1的截面vi-vi截取的截面图；
[0032]
图7是沿图6的截面vii-vii截取的轴向图，示出了由外向内的气流；
[0033]
图7a和图7b是图7的两个细节的放大图，分别被包围在图7的圈a和圈b中；
[0034]
图8是示出本发明的设备的电连接的框图。
具体实施方式
[0035]
参考附图，公开了根据本发明的设备，其总体上用附图标记100表示。
[0036]
该设备100适合安装在将密闭室内空间与室外空间隔开的墙壁中，以降低/消除密闭空间中的氡气的浓度。
[0037]
参考图1、图2和图3，设备100包括管状的第一模块1和第二模块2。
[0038]
第一模块1与第二模块2能伸缩地连接以便轴向滑动，根据安装设备的墙壁的厚度改变设备100的轴向长度。
[0039]
参考图2，第一模块具有适于设置在密闭空间中的出口10。出口10具有大致圆柱形
的形状，其侧壁11设有开口12，开口12形成用于空气从内部通过的格栅。
[0040]
出口10具有连接到外管14的后壁13，外管14从出口的后部位置突出。外管14的直径小于出口10的直径，外管14的长度大于出口的长度。
[0041]
出口10具有连接到内管16的锥形的前壁15。内管16在出口10内和外管14内同轴地延伸。内管16的长度小于外管14的长度。
[0042]
外管14具有柄17，该柄17设置在后部位置并且具有比外管小的直径。柄17通过从柄径向突出的后法兰5而连接到外管14。柄17具有向内突出的轴环19。
[0043]
第一轴向导管d1设置在内管16中以容纳第一风扇v1、过滤器z和传送器6。
[0044]
第一风扇v1设置在内管16的前端，靠近出口的前壁15。第一风扇v1被构造成从内管的第一轴向导管d1抽取空气，并从出口10的前壁排出内部的空气。
[0045]
过滤器z设置在第一风扇v1的前方，适于过滤第一风扇v1从外部向内部抽取的空气。有利地，过滤器z是抗颗粒过滤器，被配置为过滤空气动力学直径小于2.5μm的颗粒。这样，空气在被引入密闭空间之前被过滤。
[0046]
传送器6设置在过滤器z的前方。传送器呈锥形、圆锥形或金字塔形，其尖端指向过滤器z。
[0047]
内管16与外管14之间形成第一环形气隙g1，其中设置有热交换器3。
[0048]
参考图3，第二模块具有适于设置在外面的出口20。出口20具有大致圆柱形的形状，其侧壁设有开口22，开口形成用于空气从外部通过的格栅。
[0049]
出口20连接到具有与出口相同直径的外管24。第二模块的外管24的内径略大于第一模块的外管14的外径，这样可以将第一模块的外管插入第二模块的外管，两个管可以一个在另一个上面滑动。
[0050]
第二模块的出口20的后端呈“u”形折叠，并与同轴设置在出口20内部的锥形的柄25相连接。柄25通过从内管26径向突出的壁27而连接到内管26。内管26在外管24内同轴地延伸。内管26的长度小于外管24的长度。第二轴向导管d2设置在内管26内。
[0051]
第二模块的内管26的外径小于第一模块的内管16的内径。综上所述，将第二模块的内管26插入第一模块的内管16中，并在两内管26、16之间形成第二环形气隙g2。第一模块的柄的轴环19在第二模块的内管26上滑动，从而使第二模块的内管26轴向居中。
[0052]
第二风扇v2设置在第二模块的柄25内，靠近内管26的后端。第二风扇v2被构造成从第二模块的内管的第二轴向导管d2抽取空气，并将抽取的空气从柄25排出到外部。
[0053]
参考图6，热交换器3包括多个型材(profiles)30，型材30优选地由铝制成，固定到第一模块的内管16上。每个型材30都具有基本上为u形的横截面，该横截面连接到第一模块的内管16，从而限定第一导管31，用于空气从内向外的通路。
[0054]
每个型材30设有从型材30向外突出的凸片(tabs)32。凸片的作用是最大化在型材外流动的空气的热交换。
[0055]
型材30也可以通过延伸部33而固定到第一模块的外管14，从而在型材与外管14之间限定气隙34。凸片32设置在气隙34中，因为通过气隙34的来自外部的空气必须进行热交换。在这种情况下，型材30可以具有h形横截面。
[0056]
此外，型材30成角度地间隔开，从而第二导管36设置在两个型材30之间，用于空气从外向内的通路。
[0057]
第一模块的内管16的横截面为八边形。这样，热交换器3包括设置在内管16的四个不相邻侧上并且以90
°
等角度间隔开的四个型材30。因此，设置四个第一导管31用于空气从内向外的通路，并且设置四个第二导管36用于空气从外向内的通路。
[0058]
参考图2，热交换器3设置在后法兰5与前法兰4之间。前法兰4和后法兰5用作空气分配器。
[0059]
参考图4、图1a和图7a，前法兰4设有与热交换器的第一导管31相对应的开口40，并阻塞热交换器的第二导管36和气隙34。鉴于上述情况，撞击前法兰4的来自内部的空气仅被引入热交换器的第一导管31中。
[0060]
参考图5、图1b和图7b，后法兰5设有与第二导管36和热交换器的气隙34相对应的开口50、51，并仅阻塞热交换器的第一导管31。鉴于上述情况，撞击后法兰5的来自外部的空气被引入第二导管33和热交换器的气隙34中，而不被引入第一导管31中。
[0061]
参考图1b，必须注意的是，第一模块的内管16的后端远离柄17。后法兰5中设有连通导管55，使热交换器的第一导管31与在第一模块的内管16与第二模块的内管26之间的第二气隙g2相连通。
[0062]
参考图7b，在第一模块的内管16中设有开口16a，对应于过滤器z与传送器6之间的前法兰4。在前法兰4中设有连通导管45从而使热交换器的第二导管36与第一模块的内管的开口16a相连通，从而使空气从外部流向传送器6与过滤器z之间的第一轴向导管d1，从而使传送器6将空气传送到过滤器z。
[0063]
图1、图1a和图1b描述了通过致动第二风扇v2而获得的从内向外的气流。这种气流用箭头表示并表示为fo。
[0064]
来自内部的空气被引入第一模块的出口10的开口12并到达第一模块的内管16与外管14之间的第一气隙g1，并撞击前法兰4。然后，空气被引入前法兰的开口40，在热交换器的第一导管31中流动，通过后法兰5的连通导管55并被引入到第一模块的内管16与第二模块的内管26之间的第二气隙g2中，沿着s形缠绕轨迹到达第一模块的第一轴向导管d1。传送器6防止空气流向过滤器z。
[0065]
包含在第一模块的第一轴向导管d1中的空气从第二风扇v2被抽取到第二模块的第二轴向导管d2中并且从柄25排出到外部。
[0066]
图7、图7a和图7b描述了通过致动第一风扇v1而获得的从外向内的气流。这种气流用箭头表示并表示为fi。
[0067]
来自外部的空气被引入第二模块的出口20的开口22，并撞击后法兰5。然后，空气被引入后法兰的开口50、51中并在热交换器的第二导管36和气隙34中流动。
[0068]
在热交换器的第二导管36中流动的空气到达前法兰的连通导管45并通过第一模块的内管16的开口16a，它被引入第一模块的第一轴向导管d1中，位于传送器6与过滤器z之间。传送器6将空气传送到过滤器z。
[0069]
包含在第一模块的第一轴向导管d1中的空气被第一风扇v1抽取并被引入内部，它从第一模块的出口10的后壁排出。
[0070]
必须注意，从外向内的气流fi相对于从内向外的气流fo是逆流。以此方式，热交换器3以最大效率运行，允许来自内部的空气与来自外部的空气之间的热交换。
[0071]
第一风扇v1的功能是从外部向密闭空间内引入气流fi。第二风扇v2的作用是从密
闭空间抽取气流fo并将气流fo排到外部。两个气流所遵循的轨迹如图1和图7所示。当风扇v1和v2运行时，设备100同时产生始终分开的两个气流fi、fo。
[0072]
必须考虑到，前法兰4和后法兰5作为空气分配器。前法兰4将气流fo传送到热交换器的型材30内；而后法兰5将气流fi传送到型材30外。
[0073]
热交换器3的作用是从内部吸收气流fo的热量，并从外部向气流fi释放热量。通过热交换器3，进入密闭空间的空气不会决定密闭空间中的任何突然的温度变化。
[0074]
参考图8，设备100包括氡检测器r和连接到氡检测器r的控制单元7。氡检测器r独立于抽取/输送系统。综上所述，氡检测器r可以安装在密闭空间的任何位置，从而检测密闭空间内是否存在氡气。
[0075]
氡检测器r可以是任何有源测量设备，例如闪烁室、固态检测器或电离室。有源测量设备的使用提供了对密闭空间中氡气浓度的实时监测。
[0076]
控制单元7被配置成从氡检测器r接收关于密闭空间中氡气浓度的信息。控制单元7包括比较器70从而将由氡检测器r检测到的氡气浓度与存储在比较器70中的阈值进行比较。
[0077]
控制单元7连接到根据氡检测器r检测到的氡气浓度启动的风扇v1、v2。
[0078]
控制单元7被配置为当氡的浓度高于阈值时同时启动和移动风扇v1、v2。
[0079]
更准确地说，控制单元7被配置为，当氡检测器r检测到密闭空间中氡气浓度高于阈值时，启动第二风扇v2以从内部抽取空气，并启动第一风扇v1以将空气引入密闭空间中。
[0080]
相反，当氡检测器r检测到密闭空间中的氡气浓度低于或等于阈值时，控制单元7关闭风扇v1、v2。
[0081]
控制单元7被配置为根据要提供的进/出气流以可变转速启动风扇v1、v2，从而降低氡气的初始浓度。在任何情况下，控制单元7被配置为以比第二风扇v2更高的旋转速度启动第一风扇v1。综上所述，由第一风扇v1从外向内提供的气流fi高于由第二风扇v2从内向外提供的气流fi。
[0082]
控制单元7被配置为调节第一风扇v1的速度以增加密闭空间中的压力。
[0083]
引入密闭空间中的气流高于从密闭空间抽取的气流，这决定了密闭空间中的压力增加，从而限制了氡气从地面上升(所谓的“烟囱效应”)并防止它在密闭空间中的积累。
[0084]
有利地，设备100包括连接到控制单元7的压力传感器p，从而将关于密闭空间中的空气的压力值的信息发送到控制单元7。
[0085]
可选地，设备100包括其它传感器，例如湿度传感器、温度传感器以及pm10和pm2.5颗粒传感器(图中未示出)。
[0086]
当氡检测器r检测到氡气浓度高于控制单元7的比较器70中存储的阈值时，同时进行以下动作：
[0087]-启动第一风扇v1以产生从外向内的气流fi。
[0088]-第一风扇v1抽取与第二管的出口的开口22相对应的空气。
[0089]-由于设置了后法兰5，气流fi在热交换器3的型材30的外部流动，从而加热型材30。
[0090]-气流fi通过前法兰4的连通导管45而在第一模块的第一轴向导管d1中流动，并通过传送器6而传送到过滤器z。
[0091]-第一风扇v1通过第一模块的出口10的前壁而将气流fi引入密闭空间。
[0092]-激活第二风扇v2以产生从内向外的气流fo，其中fo《fi。
[0093]-第二风扇v2对应于第一模块的出口的开口12而抽取空气。
[0094]-由于设置了前法兰4，气流fo在热交换器3的型材30的第一导管31中流动，从而释放热量。
[0095]-气流fo通过后法兰的连通导管55而在第一模块的内管16与第二模块的内管26之间的第二气隙g2中传送并且在第二模块的内管的第二轴向导管d2中传送到第二风扇v2。
[0096]-第二风扇v2通过第二模块的出口的柄25而将气流fo释放到外部。
[0097]
在风扇v1、v2运行期间，两个气流fo和fi永远不会交汇。
[0098]
当氡检测器r检测到氡气浓度低于或等于控制单元7的比较器70中存储的阈值时，控制单元7关闭风扇v1，v2。
[0099]
在从外向内引入空气的过程中，第一风扇v1的速度被调节以增加内部压力。事实上，高压值会阻碍氡气的形成。
[0100]
设备100比现有技术的设备更紧凑，因为它包括同轴地一个设置在另一个内部的两个模块1、2，而不是两个单独的模块，因此与现有技术相比简化了安装。该设备的一个创新方面是提供颗粒过滤器z，颗粒过滤器z提高了密闭空间的健康度并避免在颗粒与氡粒子之间形成对人类健康有害的集群。