发明背景 发明领域

本发明涉及取暖与空调装置和空气分配终端，该终端被推荐用于 地板下取暖与空调装置。 现有技术说明

有许多方法可在建筑物内的空间进行取暖和空调。许多办公建筑 物内，取暖和空调是通过建筑物天花板内的管道和压力通风系统实现 的。尽管在许多情况下这些系统通常是可以接受的，但这些系统和这 些系统所使用的加热和冷却的原理存在一些缺点。例如，由于冷却空 气是从天花板引入，迫使天花板内一些较热的空气下降，并与冷却空 气混合。这使得冷却效率低，降低通风效果，也会使天花板区域的污 染物与整个空调空间内的空气混合。基于天花板的系统安装费用还总 是昂贵的，因为全部所需的压力通风系统、管道和终端，连同其它东 西都必须安装在天花板内。此外这些装置在安装后的维护是困难与费 时的。基于天花板的装置，在环境需要更改与重新布局时也是困难和 昂贵的。基于这些及其它理由，已需要替换取暖与空调系统，特别是 对于具有一层或多层建筑的大型机关。这一需求已变得更为显著，因 为现在的建筑物常常需要具有允许设置地下电缆以用于电源、计算机 和无线电通讯等应用的能力，这些应用在其最初安装后都要求频繁更 改。

一种作为替代的推荐建筑物取暖和冷却的系统和方法，已有地板 下加热、通风和空调(HVAC)系统，该系统中加热和冷却的空气是经 过设置在地板的开口施加的。尽管这种系统比起其它商品化系统在理 论上具有某些好处，申请人知道，这种地下系统和方法存在许多缺点， 这些缺点大大缩小了这种系统至今的可接受性。主要是现有的地板下 系统通常提供的设置范围有限，于是不足以适应已知运行状态需求的 变化。这种有限的能力，部分是由于这些系统通常设计成在恒定容量 状态下运行。此外，申请人所知的地板下空气输送装置是简单的护栅 装置，该装置以固定的方式引导空气，不管这种方式是否适于具体的 应用情况。这种装置是压力相关的装置，该装置的空气流速取决于在 护栅面处空气的进气压力。这就产生了另一个缺点，即在低流量时， 更密的空调空气的“搅拌”可能发生，这对于使用者的踝与脚非常不 舒服。另一个缺点是冷却不同区域时的成本高。例如，为保证温度控 制，系统常常包括许多不同的区，这些区被压力通风系统分隔器所分 隔。总之，申请人所知之地板下装置和系统结构柔性差，运行成本高， 通常只适于有限范围的空气分配条件。

另一个可能的替换方案是将天花板终端导管技术应用于地板下系 统。迄今为止，这种方法不可行，因此几乎没有成功的。

                      发明概述

本发明的目的之一在于提供一种地板下加热和冷却系统，该系统 代表一种对现有商品化HVAC系统的改进。

本发明的另一目的在于提供一种经过改进的地下空气终端。

本发明的另一目的还在于提供一种模块化集成终端的概念，其中 终端的的公共部件由若干不同的元件装配而成，从而提供数个终端型 式，该型式可装入一种经济而有效的HVAC系统。

另一目的在于提供模块化终端设计，该设计可容易地应用于许多 HVAC应用场合。

本发明的其它目的和优点部分将在下面的说明中提出，部分从说 明中将变得一目了然，或可从本发明的实践中了解。本发明的目的和 优点可借助于在权利要求所具体指出的各单项及其组合实现和获得。

为实现这些目的和根据本发明的目的，正如实施例和在此所作的 广泛说明那样，本发明包括一种模块化设计，用于建筑物内部的取暖、 通风和空调，这种模块化设计包括一箱体，该箱体能容纳数个装置， 所述箱体包括两对相面对的侧壁、一底板和至少两向外延伸的凸缘， 该凸缘沿至少两所述侧壁向外延伸。本发明还包括一系统，设置在建 筑物底板以对单个空间进行取暖、通风和空调，该系统包括数个模块 化的箱体、空气处理装置、压力通风系统、管道和控制器。此外，本 发明包括一种方法以保证取暖、通风和空调，以适应在建筑物地板上 不连续空间的状态变化范围的需要，此方法包括供使用者在所述不连 续空间调节模块化箱体加热、通风和空调输出的方式。

可以理解，上述一般说明及下列详细说明两者仅仅是举例说明， 并非对本发明及权利要求的限制。

所插入并构成技术特征一部分的附图，图解说明了本发明的几个 实施例，连同文字说明，用以阐述本发明的原理。 附图简介

图1为沿图2中2-2线剖切的截面图，图解说明本发明模块化集 成终端的第一实施例；

图2为模块化集成终端第一实施例的正视图；

图3为图2所示两空气护栅之一的一实施例的顶视图；

图4为图3所示护栅的底视图；

图5为图3所示护栅沿5-5线剖切的截面图；

图6为图3沿6-6线剖切的截面图，图解说明护栅的一种更改形 式；

图6A为各种护栅不同空气气流形式的顶视图；

图7为本发明之模块化集成终端第二实施例的截面图；

图8为本发明之模块化集成终端第三实施例的截面图；

图9为本发明之模块化集成终端第四实施例的截面图；

图10为本发明之模块化集成终端第五实施例的截面图；

图11为本发明之模块化集成终端第六实施例的截面图；

图12为本发明之模块化集成终端第七实施例的截面图；

图13为本发明之模块化集成终端第八实施例的截面图；

图13A为沿图13B中13A-13A线剖切的截面图，示出了本发明之 模块化集成终端第九实施例；

图13B为本发明之模块化集成终端第九实施例的正视图；

图14为本发明之模块化集成终端第十实施例的截面图；

图14A为本发明之模块化集成终端第十实施例的正视图；

图15为一建筑物地板的部分正视图，图解说明使用本发明原理的 地板下系统；

图16为图15所示系统的空气流和空气处理装置的原理图；

图17为一原理图，图解说明图15所示系统的一部分在加热方式 下本发明部件的运行；

图17A为一原理图，图解说明图15所示系统的一部分在冷却方式 下本发明部件的运行；

图18为一空气处理装置的第一实施例的方框图，该装置用于本发 明之地板下系统；

图19为一空气处理装置的第二实施例的方框图，该装置用于本发 明之地板下系统。

                推荐实施例的详细说明

现详细参考本发明之实施例，这些例子在附图中作了图解说明。 只要可能，同样的标号在各附图中将用以表示同样或类似的部件。

正如将在下面详细说明的那样，本发明是针对模块化集成终端， 及系统和方法，该系统和方法中具有一个或多个模块化集成终端，用 以控制将被HVAC系统处理的供应空气的气流。本发明的终端具有一个 和多个机壳或箱体，各种不同的部件可装在其中，以提供一种对给定 环境优化的终端。一个或几个模块化终端于是可集成于一HVAC系统中 以加热或冷却建筑物。此终端最好设计成安装在建筑物的地板下，该 建筑物具有地板下的HVAC系统。不过这种终端也可用于其它HVAC的 应用中。

如图1所示，本发明的终端10包括一箱体20，各种部件可设置 在其中。图示终端10具有构成箱体20的四个侧壁或面板和一个底板， 箱体的顶部有开口。箱体20最好在其顶部包括向外延伸的唇边30， 该唇边从箱体20的至少两相面对的侧壁延伸。当终端10安装时，唇 边30与地板40连接并使其保持就位。

终端10最好包括一装饰环50，该装饰环环绕其周边。装饰环50 最好包括在其顶部向外延伸的凸缘或唇边，和在其底部向内延伸的凸 缘或唇边。装饰环50最好配装在箱体20内，并延伸过箱体的唇边30。 作为一种替换方案，装饰环50可固定在终端10的箱体20上或在箱体 上制出，从而使之成为终端10整体的一部分。

如图1所示，终端10设置于在地板40上切出的孔中。此孔的尺 寸最好是适当地容纳终端10。箱体20向外延伸的唇边30与地板40 的上表面接触并将终端10保持就位。如图1和2所示，本发明之终端 10包括一个或多个护栅60，该护栅配装在装饰环50内，并被装饰环 50之向内延伸的凸缘保持就位。如图2所示，本发明的终端10最好 包括一个或多个单个的护栅60，以允许增加对从终端10流出并进入 所空调空间的空气气流方向的控制。

例如，两个同样的护栅60可放置在装饰环50中。每一护栅60可 在护栅60的不同部位和护栅60的相反侧边，具有不同的气流通道。 例如，参看图3、4、5和6，护栅60可制成这样，当护栅60保持在 某一位置时，空气可垂直向上。通过转动护栅60并正确将其定位，空 气可以多达16种不同方式从终端引出，如图6A所示，其中箭头61表 示空气以一锐角离开护栅60的方向，而带叉的圆62表示空气沿垂直 方向离开护栅60。例如，护栅60的一部分可设置成使空气垂直引出， 而其它的护栅60沿预定角度或不同角度的两个方向，向外引出空气。

在一实施例中，两个尺寸为9.94英寸×4.92英寸的护栅60(其 中一个在图3至6中图解说明)放在装饰环50开口中，该装饰环开口 尺寸为9.94英寸×9.44英寸。护栅60在顶部具有三排每排为11个 细长水平空气通道65，在底部具有三列每列为11个细长垂直空气通 道65。在一实施例中，这些通道大约1.5英寸长，0.31英寸宽。如图 5和6之截面图所示，在护栅60一侧的通道65，从护栅60的表面引 导空气流垂直向上，而在另一侧的通道65，以某一角度将空气引出。 例如倾斜角为31°。图5所示的护栅设计提供标准的吸气，而图6所示 的护栅设计提供高的吸气。显然，不同的护栅设计和尺寸可设计成提 供不同的气流方式。于是，本发明提供了在设置和更改进入被空调空 间的空气流方式的多功能性。

具有不同颜色或设计的装饰环50于是可配装在终端10上，具有 不同颜色和设计的护栅60可配装在装饰环50内。结果，本发明的终 端10允许应用广泛的美学设计和工程设计的考虑。例如，终端在使用 者室内的可见部分，可选择成与该室内的附属设备诸如配电装置、无 线电通讯装置、地毯、贴砖、家具和其它陈设品相匹配。

本发明的终端10可制成多种形状，并可用多种材料制造，这取决 于应用及其它设计上的考虑。例如，终端10的侧壁和底板可用金属板 制造，而装饰环50和护栅60可用塑料或类似合成材料，以满足实用 建筑规范对阻止火焰和烟散播所提出特点的要求。这种材料之一是聚 碳酸酯。最好，终端10设计成对称的，于是它可在其所安装的地板40 的孔中旋转至各种位置。例如，图示实施例通常是方形截面。一种作 为例子的终端可能具有10英寸×10英寸的水平横截面。终端10可具 有各种高度，对于水平横截面为10英寸×10英寸的终端10，现推荐 高度为十英寸或五英寸。其它的形状诸如规则多边形或圆形横截面也 是可接受的。正如在下面要说明的，推荐终端的对称形状，允许本发 明终端的用户改变给定终端10的空气气流特征，这只需简单地将终端 10，相对于在地板内的压力通风系统的空气流气，转至不同的位置。

正如将在下面说明的，本发明终端10的每一实施例包括至少一空 气进口，设置在终端10的至少一侧壁或底板的面板上。例如，在图1 所示实施例中的空气进气口，在左侧面板上制出，切割成尺寸为10.5 英寸×10.5英寸的形状。也可采用在侧壁制出数个孔。几个终端10 的实施例包括多个进气口，连同一个或多个装置集成于终端10，用以 控制空气流。某些，但并非全部，本发明之终端10的可能变更，以及 这些终端10的某些相应的属性和优点在此予以说明。

本发明之全部模块化集成终端(“MITs”)特意设计成与可以标准 化的地板40上的孔配装。最好，MIT与地板40所用电气装置具有相 同的尺寸(还有颜色)，于是一个地板开口可被本发明的终端10，以 及电气与机械装置所共用。这种特征使成本最低。对开口奇特尺寸需 求的限制减少了生产和安装的成本，以及对不同备件和面板库存的需 求。使用标准化开口还允许标准面板在工厂制造。发明的这一方面在 必须现场切割时，也允许使用标准模板和切割技术。

图1和2所示实施例，为参考2起见，指定为MIT-A型终端，此 终端10包括：基本箱体或机壳20，如上所述；一个或多个护栅60； 和至少一进气口70，在箱体20的侧壁或底部面板上制成。在一推荐 实施例中，进气口70在箱体的侧壁上制出，其尺寸制成接受经压力通 风系统施加在终端10的空气流，最好设置在建筑物的地板内。HVAC 系统的空气处理系统用于对建筑物将空气供给压力通风系统，最好供 给压力空气。在运行中，供给压力通风系统的空气气流经进气口70， 进入终端10，然后经过护栅60内的通道65进入所要空调的空间。加 热或冷却的空气可被送入压力通风系统，这取决于终端10设置的环 境。在绝大多数应用中，冷的空调空气将被供给压力通风系统，然后 经过MIT-A型终端，进入所要空调的空间。

MIT-A型终端可设置在地板孔中的各种位置，从而改变进气口70 相对于供给压力通风系统的空气速度或方向的方位。本发明的这一方 面允许使用者在某种程度上控制经过终端10供给的空气的相对输出， 特别是如果有一个速度压力元件设置在压力通风系统中时。在这种情 况下，供给空气的进气口70可以面向、平行于或背向速度元件以调节 进入装置的空气流量。当进气口70对准压力通风系统中的空气流，此 装置将通过更多的空气。当进气口对准侧面或背向压力通风系统的空 气流，通过的空气量将减少。这种方式的压力调节保证比使用或不使 用其它控制装置更好地控制空气流，用其它装置控制将在下面说明。

MIT-A型终端，借助于改变本发明护栅60的位置和方位，还允 许控制流入室内(空调空间)的方向。例如，如果图2的两护栅60用 于从终端10，空气可引向完全向上流，或可引向与终端表面成一角度 离开终端10。还可引向一种综合向上与成一角度的方向。此外，终端 10可更改为容纳多于两个护栅60，例如，在不超出本发明的范围的情 况下，使用四个护栅60。每一护栅60可具有一预选的气流方式。此 外一个或全部护栅60可由不能透过的板替换以减少或截止空气气流。 此外，护栅60可用栅塞(grille insert)取代，此栅塞对于一柔性 导管提供一连接点，该导管将空气引向一特定的部位。这种设计允许 MIT起空气源的作用，以将空气分配至家具或桌面的出气口。这一方 面在下面给予更充分的说明。

MIT-A型终端可用作一护栅加机壳，或单独用作护栅，以向经压 力通风系统传送空气的空间供给空气。例如，这些终端10在常规的基 础上，可用在只要求冷却的内部空间。冷却空气通常将以略微增压的 状态施加于压力通风系统，于是空气从压力通风系统流经终端10，进 入要空调的空间。

本发明终端的第二实施例，MIT-B型终端，如图7所示。此实施 例类似于MIT-A型，不同之处在于本实施例中，一面板包括一孔，或 孔与凸缘装置，该孔容纳导管80。在此实施例中，终端10向空间提 供的的空气只由导管80供给终端10。MIT-B可配以单个单速或变速 风扇，此风扇被控制以控制空气流。终端10连同自己的风扇或风扇/ 盘管/过滤器可用于一系统中，在此，在压力通风系统中的空气是不增 压的，在此，希望使用变速风扇控制气流，或在此，希望对压力通风 系统空气的某些进一步的调节。于是更快速的调节响应和额外的过滤 可以实现。在MIT-A型和MIT-B型两者中，终端10仅从一个气源接 受空气，并经过一个或更多护栅60向空间供给空气，此护栅可重新定 位安装或在必要时用不同的护栅设计替换。此外，全部MITs设计成配 装入地板开口，这是通过将终端10倾斜或在需要时取下导管80(和 电机，如果使用了一个的话)。

第三实施例，MIT-C型终端如图8所示。此实施例包括：空气进 气口70，通往压力通风系统；和一护栅60，与图1中所示之MIT-A 型中的相似。不过，此终端还包括一调节风门90，该调节风门设置在 箱体20中，位于面对空气进气口70处，从压力通风系统来的空气经 过此调节风门可进入终端10内。如图所示，调节风门90最好是一种 可滑动的调节风门90，就是说它至少足够大，以覆盖进气口70，当它 滑动至非常接近进气口70处时，如果不能全部覆盖，也要覆盖绝大部 分。竭力推荐风门90从箱体20的顶部延伸至底部，从箱体的一侧壁 延伸至相面对的侧壁。调节风门70的尺寸最好与箱体20的垂直横截 面紧贴地配装其中。

调节风门90借助于一种可接受的装置，滑向和离开空气进气口 70。尽管调节风门90可用手单独操作运动，例如用延伸至终端10顶 部的凹入手柄、扳手或捏手(以避免障碍)，最好使用一种控制装置 或控制系统。例如，调节风门90安装一螺纹驱动丝杠160，丝杠由电 机100根据温度自动调节器或类似控制器产生的控制信号驱动旋转。 电机100旋转时，丝杠160与调节风门上的螺纹孔或螺母接合，并使 调节风门相对于箱体20滑动。本发明之终端10设计成允许在现场容 易地安装电机100。例如，电动机100可不用工具卡装在终端箱体20 上。其它机械的和电气的结构和装置，例如一种柱塞，也可用以响应 控制信号，移动调节风门。

在MIT-C型中，整体的滑动调节风门90，以一种非常特殊的方 式调节空气气流。MIT-C型的推荐实施例的调节风门90具有两种功 能。调节风门90减少进入终端10的空气气流，并同时减少终端10中 护栅60的作用表面面积。不同于传统的遥控调节风门，它使作用在离 开护栅60的空气的静压力，在空气气流减小时仍相对地保持恒定而不 是减小。在调节风门90的各种位置处，离开护栅60的空气，具有相 对恒定的速度，结果，从终端10流出的空气保持动能，于是可与空调 空间的空气更好地混合。通过调节护栅60和调节风门90的几何设计， 可以生产一种装置，该装置在调节风门调节时具有恒定的、增速的或 减速的气流速度。在图8所示设计中，当调节风门90移向关闭位置时， 空气气流速保持相对恒定或略微增加。

由MIT-C型提供的空气分配，保证了得到改善的舒适状态，特别 是在较低的室内空调负荷水平时。传统的调节风门装置在低流量和低 负荷状态下限制空气混合，可能引起冷气流和不舒服。MIT-C于是可 应用于实现一种可以接受的可变空气容量系统，即一种优于传统的仅 限于恒定容量的终端装置的系统。此外，MIT-C补充了MIT-A和MIT -B装置，该装置在恒定容量系统中工作最为有效。

MIT-C的调节风门90在驱动装置范围内可放置在任何位置。此 外，MIT-C型终端可包括设置在系统20上的一个或多个止挡，以限 制调节风门的行程，并从而预设可调节风门90的最大和最小流量位 置。此终端10，像MIT-A和MIT-B型终端，也只适用于一个空气源。 在MIT-C中，空气经过具有增压空气的压力通风系统供给终端。

MIT-C可用于这样的应用场合，在此，是将热和/或冷空气供入 终端10所供应的空间。可滑动的调节风门90最好根据此空间的传感 参数控制。例如，电机100可被控制以使调节风门滑相开启或关闭的 位置以响应空调空间的温度传感信息。

第四实施例MIT-D型如图9所示。此实施例包括MIT-C的部件， 具有附加的导管进气口80。在此实施例中，空气气流是经过导管80 引入终端10的，而空气气流是由调节风门90的运动控制。调节风门 90的作用与应用与上述MIT-C的相应说明相同。类似于MIT-B，MIT -D可配以单个的单速或可变速风扇，如果压力通风系统没有增压， 该风扇被控制以控制空气气流。也像MIT-B，MIT-D可具有自己的风 扇/盘管/过滤器。例如在医疗室，这是所希望的，在此，要求快速升 温和特殊过滤。在此情况下，风扇克服盘管/过滤器的附加压力需求。 必要时风扇可为单速或可变速，以平衡所希望的空气气流。

第五实施例。MIT-E型如图10所示。此实施例包括MIT-D的部 件，具有固定在调节风门90上的附加吸套110，并沿吸套长度方向还 包括数个穿孔115。吸套110设计成在导管80内滑动，以接受经过调 节的空气。MIT-E包括压力通风系统的空气进气口130，以接受空气 压力通风系统供给的空气。吸套110与调节风门90一起运动并提供两 种功能。第一，它调节从导管供给的空气气流。第二，它以某一方式 分配经过调节的空气，使产生高的吸气，并使在进入护栅60前，将经 过调节的空气与压力通风系统的空气混合。竭力推荐穿孔115沿吸套 110在水平方向平行、成行地对准进气口空气主气流方向设置。这种 设置保证有效地吸入辅助压力通风系统的空气。吸套110的结构是调 整的，从而空调空气与压力通风系统空气的比例可以在整个调节风门 90的调节范围内精确控制。

在图示实施例中，吸套110为一细长圆柱管，该管具有数个穿孔 115，环绕圆周并沿长度方向设置。例如，吸套110可具有4.76英寸 的直径，长度为9.5英寸。吸套110可具有12排直径为7/16英寸的 通孔115，各排间相隔30°，平行于吸套110的轴线。吸套110和导管 80以终端10的一水平轴线定心，在吸套110或导管80上制出定位凸 起20，以保持在吸套110和导管80间的同心间隙。为保证足够的面 板间隙，和为允许足够的空间以适当地分配经过护栅60的空气，吸套 110设置在更靠近终端10底部处。这种设计允许吸套110引导初级空 调调节的空气进入终端10，使次级压力通风系统空气环绕在吸套110 周围。此设计促进良好的混合，并消除为冷凝而对吸套110的隔热需 求。存在着适当的空气运动和混合可去除任何可能形成的冷凝。吸套 的结构与护栅设计相结合，保证了在终端内、MIT-E外和在终端10 上所希望的吸入和混合。结果，利用本发明的终端10，冷却的、经过 调节的初级空气，可用于地板下系统，而在所空调的空间不会使人不 舒适。

在MIT-E的一种应用中，一种供应冷却的、经过调节的初级空气 被供入终端10的导管，而返回的空气，最好从天花板送入地板下的压 力通风系统。例如，供入导管80的经过调节的空气可为在45F范围内 或更冷的冷空气，而压力通风系统的空气可能为78F。这种空气在终 端10内混合，并当其在护栅60内时进一步与室内空气混合，因此最 终施加于所空调空间的空气是在令人舒适的温度范围。

本发明之终端的第六实施例为MIT-F，如图11所示。此终端类 似于MIT-D，不过具有压力独立运行的能力。MIT-F包括一导管80， 该导管包括一压力控制调节风门95，此调节风门由检测进气口压力和 速度的温度自动调节器控制，以便为给定的热负荷保持恒定的空气流， 而不管在地板下压力通风系统的压力波动。在一推荐实施例中，此装 置尺寸为10英寸长10英寸宽5英寸高。此实施例的降低的高度和压 力独立运行，允许MIT-F在低地板下运行，在这种场合，较紧辏的空 间和变化的压力通风系统的压力，使其它装置变得不能使用或效果差。

本发明之模块化终端的第七实施例为MIT-G型，如图12所示。 从终端与MIT-D相似，具有附加的第二空气进气口140，设置在终端 的端部，与导管80相面对。由于从第二进气口140与调节风门90相 结合，MIT-G可提供三种功能。第一，通过将调节风门完全滑动至右 侧，从而压力通风系统的进气口被关闭，MIT-G起返回装置的作用。 调节风门90在此位置，终端10只能从导管80得到空气供应。第二， 当调节风门90处于中间位置或滑动至左侧时，MIT-G提供一种从加 压的地板下的压力通风系统供给的功能。第三，当风扇加热器启动， 调节风门90完全滑动至右侧时，此实施例可起到加热供给的功能，或 通过将调节风门90放在一中间位置保证最小的通风量，以使从空调空 间返回的加热了的空气，与从地板下压力通风系统的通风空气相混合。

模块化的终端部件还可提供一种FAM模块，即一种用于电源和/或 无线电通讯用的地板模块。这种模块可共用上述MITs的尺寸、外形和 装饰环，不过不能用于HVAC的应用。而此模块具有包括电气出口或与 计算机部件或电话连接的板。FAM模块的适应性允许与室内家具、出 口和终端在美学上的协调一致而降低系统的成本。

本发明的终端还包括MIT-H，该终端包括由MIT-A或MIT-B与 FAM装置的结合，如图13所示。在此实施例中，空气气流和和电线两 者均引入此模块，而终端10包括在地板40中的可接近的出口150。 例如，模块上部的一半具有护栅60，而另一半可包括出口150用作电 气或无线电通讯。

本发明之另一实施例将一MIT-C的功能与一FAM装置相结合以构 成MIT-I，如图13A所示。不过此处空气是从箱体上安装电机100的 一侧引入的，就像MIT-G中那样。

图14图解说明一PAM，这是一种个人空气输送模块。这种模块可 为用作空气输送功能的上述任一MITs。在此MIT中，全部或部分护栅 60，被用于供桌面系统或家具用的柔性导管的导管连接器所取代。

除MIT-A、MIT-B和MIT-H外，全部模块不须控制器，MIT模 块通常遵循类似的控制程序。关于MIT-C、MIT-D、MIT-E和MIT- I，参看图8、9、10和13A，调节风门电机100驱动调节风门90从箱 体20的一侧运动至另一侧，以响应控制系统的指令。在没有人使用的 状态下，调节风门一般被驱动至最小位置或关闭。在有人使用的状态 下，调节风门90被驱动至开启位置以响应一控制装置，该控制装置最 好是温度自动调节器或控制器/温度自动调节器。调节风门90的位置， 或是进一步开启或是关闭，都是递增变化的，以满足温度自动调节器 的指令。控制器的操作可包括通风的最小位置。为调节由空调空气处 理系统所输送的供气压力，总体控制功能可能包括对于调节风门90位 置的报告。局部温度、设定点和占用时间也要报告。调节风门电机100 的响应，可在软件中修改，以保证控制响应的阻尼和稳定。另一种运 行模式是生命安全模式，此模式支持工程监督的烟控制功能。在火灾 事件中，温度控制和占用/未占用模式均超越不顾而至完全关闭或开启 调节风门90以响应系统的需求。关于MIT-I，为安全的目的，控制 器可能额外包括一输入点，以监控FAM盖150的位置，和一输出点以 控制在装置FAM内部的能源或无线电通讯装置。

再参看图11，MIT-F包括两调节风门。在箱体21内的护栅调节 风门90保证流量控制，并以与上述相同的方式控制。不过，在导管连 接器80内的压力控制调节风门95调整，以保持在进气点至护栅调节 风门90间相对恒定的压力，从而保证MIT-F的压力独立运行。压力 是通过开关压力控制调节风门95调节的，用进气口压力和空调空间的 压力作为参考。当空气平衡运行时，至护栅调节风门90的进气压力可 以调节，以输送本装置在最大流量时所需的空气量。

参看图12，在不是加热切换运行时，MIT-G遵循与MIT-C、MIT -D和MIT-E相同的控制程序。对于加热切换运行，调节风门90一 般被驱动至箱体20的压力通风系统一侧，或者全部或者部分切断，以 减小压力通风系统所输送最小通风量的设定。导管连接器80连接至一 已加热的空气源和/或另一MIT-G，该装置作为风扇供能的终端或空 气处理系统的返回装置。在加热模式下，空气气流被连接导管的空气 处理装置控制，温度和容量被空气处理装置控制。各种控制可能包括 在软件中的切换互锁，以避免加热和冷却同时运行。对于某些关键的 应用，可允许同时输送从导管送的热空气和从压力通风系统送的空调 空气，以在冷却完成后提供再次加热。用这种同时加热/冷却操作，调 节风门90的位置，在需要时控制热空气和冷空气的容量和混合，以满 足空调的需要。

本发明之MIT的各种型式可应用于各种HVAC系统，或更为广泛的 建筑物设计，以高集成性和柔性的系统满足建筑物使用者的需求。没 有以任何方式对本发明的精神和范围进行限制，几个使用本发明模块 化终端的系统举例，将在下面更加详细地说明。不过，可以理解，这 些例子仅仅是广泛应用和使用本发明的代表。

参看图15，示出了一建筑物地板的部分平面视图，该建筑物使用 一种集成HVAC系统，该系统包括本发明的原理和模块化终端。建筑物 包括一个或多个设备室，具有取暖、致冷和/或空气处理设备以服务于 该建筑物。用于将空调空气供给至地板下的压力通风系统的空气处理 设备的图解说明，在图16、18和19中，仅为举例的目的，给予更为 全面的说明。

通常，在图15所公开的系统中，增压的空调空气被供给地板下压 力通风系统。空气或是通过传统的空气处理系统，或是从经特别改装 的系统供给，该改装系统包括推荐的去湿和过滤装置，这些将在下面 更为充分地说明。此外，在此实施例中，热空气可通过设置在建筑物 外周边的导管引入终端。热空气是用本领域技术人员所知的传统加热 和空气处理装置供给。在此具体系统中，建筑物外周边区域必须周期 性地加热或冷却，以保证在该周边区域内所希望的温度。反之，建筑 物的内部空间一般只需要恒定的或周期性地冷却，这是通过在地板下 的压力通风系统至本发明的模块化终端，例如MIT-A和MIT-C，使 用空调空气实现的。

参看图15，可见内部MITs经过压力通风系统从空气处理系统接 受空气，而将空气直接送往内部空间。对于需要在恒定基础上冷却的 空间，终端，例如MIT-A可以使用。在需要相对于负载调节冷却的空 间，将传感器设置在系统中，这些传感器控制电机，电机再控制设在 可变空气流量式MIT装置的调节风门的位置，并从而控制空气气流。

在图15所示系统中，周边区域，在一年或一天的不同时间，需要 加热或冷却。此外，相对于负载和居住在空调空间内人所希望的舒适 度，加热或冷却的相对程度必须控制。正如将在下面更充分说明的， 本发明之模块化终端可用于最优地保证冷却和加热以响应单个或区域 传感器和控制器。许多不同的系统及其组合都成为可能，这取决于建 筑物的HVAC特性。某些例子在下面给予说明。

在图15的区域A中，示出了一种系统，其中本发明的两种终端被 传感器300控制，以响应在一建筑物周边之一办公室的温度负荷和需 求。图示该系统的部件，在图17中提出，以说明具体的MIT和本发明 的原理是如何可用于保证周边区域的加热和冷却。

参看图15、17和17A，邻近建筑物外壁350的MIT400为一MIT -G。在此实施例中内侧的MIT410也是MIT-G，但指向相反的方向。 当此空间过冷而需要加热时，此系统处于加热模式。在此模式下，如 图17所示，在向外的MIT-G400中的调节风门90完全滑动至右侧， 或至从地板下供给最小通风量所需的止挡处，而在向内的MIT-G410 中的调节风门90完全滑动至最左侧，这些是通过施加在相应电机上的 控制信号实现的。结果，至压力通风系统的终端的开口，关闭至其相 应的最小位置，而只能供给此空间的空气，是最小通风或热空气，该 热空气是从一个或多个终端返回，经过导管施加给一个或多个其它MITs 的。用于加热的空气，由向内的MIT-G410从空调空间返回，并由风 扇/加热器310经过向外的MIT-G400返回空调空间。因此，在加热模 式下，供气护栅60是全开至最小通风量止挡。在MIT410中的调节风 门完全滑动至左侧，从而使护栅60处于全开的位置，并允许其起从空 调空间返回的作用。这样，为加热的目的却不再次加热压力通风系统 230中的冷空气，减小了设备的热负荷。

再看图17A，当空调空间需要冷却时，加热系统以及其后的加热 风扇310被关闭，从而切断至和经过导管85的热空气供给。在MIT- G400、410中的调节风门90，随后可通过控制信号定位，以有选择地 开启至压力通风系统的进气口，和有选择地改变至空调空间的冷空气 流，这些，是通过改变在MITs400、410中调节风门90的位置实现的。 如果附加的冷却超过MIT-G终端能力的需要，附加的只冷却终端MIT -C可加在空调空间，如图15所示。

正如对于本领域的技术人员将是一目了然的那样，在图15、17和 17A所公开的系统，可用温度自动调节器300和执行器控制，该调节 器和执行器服务于给定的办公室或会议室的空间或更大的区域。如图 15所示，几个空间可用公共的温度自动调节器300控制，这种系统在 区域B和C中示出。转角处的办公室E，同样可有自己的控制。在D 区，加热是施加于建筑物的给定地板的整个壁，并由一对应于相应区 域的温度自动调节器独立控制，以补偿经过墙壁的冷传递和经过墙壁 的任何空气泄漏。此外，单个室内的温度自动调节器“修正”温度以 响应单个室内的冷却负荷。

在此系统中，返回空气从在天花板内的通气口返回入设备室200， 如图16所示原理。基于空气处理系统及其控制器，部分返回空气220 在给定时间可排放至户外。与此类似，户外空气210在需要时被引入 至空气处理装置205中，在此与压力通风系统235中的返回空气220 混合，然后经过盘管250冷却和去温。由于顶部和底部调节风门260 的控制，空调空气225随后与经支路返回空气220混合，此空气已被 高效过滤器过滤清洁，达到所希望的供给空气228的温度。然后，被 风扇240引入地板下压力通风系统230，或者直接引入，或者通过分 配导管85至加压空间。最好风扇240是一种进气增压式，这种风扇保 证附加的声音衰减和较低的排出速度，进入提升的地板下系统或其分 配导管。

作为一个例子，从空调空间天花板返回的返回空气220，温度在 78°F至80°F之间，而供给压力通风系统的空气的温度大约为60°F至 65°F，因此，当供给空调空间时不会感到不舒适的冷。这些温度代表 可最优地用于一地板下系统的温度的例子。

本发明的一方面在于以一种方式控制空气的气流和状态，这种方 式适当地对空气去湿，达到有益的范围，同时还使空气清洁，达到改 善了的空气质量。如图16所示，这是通过将可控调节风门260，设置 在冷凝装置的冷却盘管250和高效过滤器265之前，以提供两气流通 道通向风扇240而实现的。一个通道使空气流向冷却盘管250，而另 一通道使其余空气流经高效过滤器265，以过滤出返回空气中的污物。 较低的调节风门260最好是受控的，这样，被冷却盘管250冷却的空 气达到一温度(例如50°F)，以使空气经过盘管250时，空气达到所 要求的去湿和冷却。这种空调空气225，例如温度在50°F，然后与大 约78°F的经过过滤的返回空气，在供给风扇前和供给风扇时相混合。 混合空气的温度通过调整上调节风门260控制。高效过滤器265选择 成，使经过过滤器265的压力降，与经过调节盘管250的压力降本质 上相同。因此混合的过滤空气和冷却空气本质上处于相同的压力，和 以本质上相同的温度最终离开风扇240，此温度最好在60°F至65°F。 因此，本发明的这一方面，保证了良好地去湿和清洁，本质上未增加 运行成本。此外，当只有一部分返回空气220被过滤，地板下的系统 利用更多的空气气流于冷却(因为较高的温度)，因此保证很好的过 滤和极好的通风。

在这种空气处理系统的一应用中，一部分空气，例如30％至50％， 经支路绕过冷却盘管250，以保证空气的较好去湿。这允许经过盘管 的空气冷却至饱和温度之下，因此在空气经过盘管时将空气去湿。

本发明之应用于地板下系统的另一空气处理系统的设计，如图19 所图解说明的方框图所示。在此系统中，一冷却风扇242使空气以恒 定流量经过冷却盘管258，经过一初级空气侧回路循环，而另一进气 增压风扇370起保持所要求气流压力以响应建筑物内空调负荷变化的 作用。冷却风扇242最好在相对较低的压力下运行，并作为一种负荷 功能用以保持盘管循环。在DX系统中，初级回路/冷却风扇242最好 为恒定流量以避免盘管冻结，这是可变空气流量共同的问题。在大系 统中，最好有多个冷却盘管和风扇并联设置，从而可单独启动或关闭 以响应建筑物的负荷。这种设计允许进气增压风扇370，保持压力通 风系统的压力在一固定的或可调的设定点。供给压力通风系统230的 空气温度由调节风门380、385控制，该调节风门调节在盘管回路和压 力通风回路之间交换的空气量。经过这些调节风门380、385和相关的 部件，施加至压力通风系统230的混合空气的温度，可精确设定，以 保持所希望的压力通风系统温度，在需要时此温度可根据负荷再次设 定或固定。

使用两个回路允许盘管258面减小，还允许流经盘管258的空气 被冷却至较低温度，从而使空气去湿，如上之实例所述。最好，进气 增压风扇370将改变空气的流量和压力，以补偿建筑物的负荷和由污 物过滤器带来的压力增加。

调节风门380、385最好是连锁的以便同时工作，以保证适当地混 合。进气增压风扇370是根据压力通风系统230所传感的压力进行速 度控制。

本发明的系统最好包括，或者一冷凝水空气处理装置，或者一直 接膨胀空气处理装置。两种装置均最好连接至一局部返回天花板压力 通风系统，并具有通过导管连接器充分进入外部空气的入口。

冷凝水空气处理装置在图18中示出，而直接膨胀空气处理装置在 图19中示出，每一种装置具有一返回空气和一外部空气连接器。在两 种装置中，外部空气调节风门是常闭的，而返回空气调节风门是常开 的。当此装置在使用模式下启动，外部空气调节风门开启为最小位置。 为调整外部空气的量，返回空气调节风门被节流，以增加在混合空气 压力通风系统的负压，从而吸入更多的外部空气。控制系统将监控压 力通风系统压力并调整调节风门的位置，以获得一压力通风系统的压 力以响应所希望的外部空气量。因为压力通风系统和调节风门一般是 作为一个装置在工厂制成，控制器的设定点和校准可在其送往现场前 完成。对于现场安装的控制器，设定点可从空气平衡读数获得。在冷 凝水空气处理装置的情况下，该装置是有意地包括外部空气调节风门， 以更直接地对准冷凝水盘管部，从而建立返回空气流的外部流层，通 过引导外部空气至冷却盘管，这一特征有助于外部空气去湿。

在冷凝水空气处理装置和直接膨胀空气处理装置两者中，所要求 的外部空气的量，可通过在一需求基础上检测二氧化碳、通过对占用 的计算、通过设计设定点或从操作人员的输入而确定。控制顺序将立 CFM要求转换为混合空气压力通风系统所需要的压力和调节风门的位 置。如果在外部空气导管中的压力损失大，可安装一风扇以将外部空 气送入此装置。补充空气风扇的速度可被调整以响应混合空气压力通 风系统压力，以保持设定点，而不是调整返回空气调节风门，或者， 经过补充风扇的空气气流可用一空气气流测试装置检测，而风扇速度 或外部空气调节风门的位置可被控制以保持所要求的空气气流。

在两种装置中，基本通风循环被一节热器循环运行所修正。如果 计算表明，从外部空气状态与使用外部空气的返回空气状态的比较超 过通风要求是对降低能耗是有利的，如果需要返回空气调节风门进一 步节流至一完全关闭位置时，外部空气调节风门进一步开启。一般， 返回空气调节风门关闭，以降低返回空气与外部空气的比例，并在外 部空气比返回空气更冷时降低排气温度。当节热器工作时，外部和返 回调节风门调整，以保持按可变设定点建立的所要求混合空气温度。 当所用装置没有冷凝水，此设定点将与排气温度设定点相同，或略低 以考虑风扇热。

排气温度控制器的工作在各种装置中并不相同。在冷凝水空气处 理装置，安装在盘管250和支路上的调节风门两者一般是开启的。当 装置正使用冷凝水作为冷却源时，为保持所要求的排气温度设定点， 支路调节风门将被调整为关闭以降低温度，或调整为开启以升高温度。 如果支路调节风门是全开而排气温度低于设定点，于是冷凝水盘管面 调节风门将调整为关闭以提高排气设定点。如果冷凝水盘管面调节风 门位于部分开启位置，如果排气温度在设定点之上，依次它首先调整 为开启，然后支路调节风门调整为关闭。此外，较低能效选择项可允 许在其它调节风门开启时，一调节风门关闭，各调节风门同时运行但 彼此相反。

对于直接膨胀空气处理装置，安装在冷却进气口和系统支路的温 度控制调节风门两者均为常开。当该装置正使用机械致冷作为冷却源， 为保持所希望的排气温度设定点，系统支路调节风门将调整为关闭以 降低温度，或调整为开启以提高温度。如果支路调节风门为全开而排 气温度低于设定点，于是冷却进气口排气调节风门将调整为关闭以提 高排气设定点。如果冷却进气口排气调节风门为部分开启，如果排气 温度在设定点之上，依次它首先调整为开启，然后支路调节风门将调 整为关闭。盘管风扇242在机械冷却需要时工作，而在节热器工作模 式下则关闭。

此设计提供一初/次级空气回路，DX盘管258处于恒定空气容量的 初级回路，而通风/加压风扇处于可变空气容量的次级回路。机械冷却 要求将通过要求启动/停止压缩机或压缩机，或盘管风扇242控制。

两种装置都使用相同的控制方法控制风扇速度。在不使用和使用 模式，这些装置保持静压力设定点，是通过升降风扇速度，以响应检 测压力通风系统或导管静压力的传感器而实现的。设定点可能是工作 者的输入值或由MIT要求确定的动态值。它也将被调节以保持使用或 不使用状态所要求的空气气流。在存在生命安全事件或要求除烟时， 风扇速度可超越至全速输出以除烟或增压。

对于冷凝水空气处理装置，当盘管排出空气温度低于设定点时， 冷凝水阀被调整为关闭，当高于设定点时调整为开启。设定点根据返 回空气的温度和相对湿度确定。在高湿度或高负荷时，当根据高返回 温度确定时，设定点将降低，而在低湿度和低负荷时，当根据低返回 温度确定时，设定点将升高。

对于两种装置，通常，排出的空气最好由从返回压力通风系统向 外界释放空气的导管和调节风门控制。调节风门将被控制，以保持按 设定点建立的稳定的空间压力。如果需要，也可使用排气风扇，调整 风扇速度以保持稳定的空间压力设定点。

对于两种空气处理装置，在温度/湿度设定点事件中、过滤器压力 降低、或排气压力不能正确保持时，系统将报警。

冷凝水空气处理装置具有良好的湿度控制，在改变供给空气流量 时释放恒定流量的通风空气，并通过设置高效过滤器约束与盘管并联， 保证低的空气侧压力降。这种侧流过滤法利用了支路设计的最大优点， 该支路设计用于保持较高的干泡(dry bulb)排气温度，并具有更冷 的盘管排出温度。

直接膨胀空气处理装置保证与冷凝水空气处理装置相同的优点。 此外，使用两台风扇，从而使装置可以可变流量输送模式运行，而通 过DX盘管的空气气流保持恒定。当不需要时，盘管风扇与致冷器可关 闭以节约能源。当在节热器模式下时，通过关闭DX盘管风扇可进一步 节约能源。不像传统的装置，此装置在节热器模式下并不使空气通过 盘管。从服务和操作的观点出发，通过降低湿度和保持空气流速，不 管系统的负荷如何，恒定空气气流通过DX盘管，有助于避免冷冻。这 允许装置在较低负荷点和总空气流量下运行。

由于上述终端实施例的独特结构和工作特点，本发明之模块化集 成终端，可用于具有独特特点的空气分配系统和HVAC系统。这之所以 可能是因为MIT的空气分配性能。例如，MIT可用于生成周边加热/冷 却系统，这种系统可自动切换以加热和冷却一区域。它还可提供在加 热某一空间的同时而冷却其它空间。MIT空气终端可用于空气返回和 供给功能，并可用安装成一体的调节风门切换。它可从压力通风系统 供给切换至导管供给，或使用两者供给。对于申请人而言未见具有这 些功能的地板终端系统。

本发明允许使用模块化终端设计，这种设计可易于更改以满足 HVAC的广泛需求和各种特性，而仍然保持其同样的形状和尺寸。这就 不仅为本发明终端在建筑物中的应用，也为终端的设计和制造领域， 提供了巨大的好处。此外模块化设计允许用户容易地更改HVAC系统， 即使是在系统安装之后，因为不同模块化终端可替换已经安装的终端。 因此这种系统是柔性的，并易于在任何时候更改、变化和增添。

在推荐实施例中，本发明之模块化集成终端，设计成与非空气分 配装置的外形匹配，例如配电盒，最好与模块化集成终端与共用部件 的外形匹配。最好，模块化终端装置设计成对称形状，特别推荐为方 形，这种形状允许终端在地板的标准尺寸的孔中转数个位置。这就允 许在某一给定类型终端中的空气进气口和其它装置定位成一种型式， 这种型式对于应用此终端的具体的系统和空间，保证最优的空气气流 特征。本发明之终端还可设计成包括非空气分配功能，例如用于配电 和/或无线电通讯服务。

本发明引入了具体可互换部件在公共系统内的集成，以生成具有 广泛应用的终端。可互换的模块化部件允许本发明终端加入压力通风 空气分配系统(增压或不增压)、导管空气分配系统，或同时使用导 管分配和压力通风系统分配的系统。这种终端可用于供给一单独的加 热或冷却的气源。此模块化系统，特别是当其应用于各种HVAC、电气 的和无线电通讯的需求时，为建筑物的拥有者，提供了在建筑结构生 命期内，有效适应内部环境改变要求的估定成本的能力。这允许一建 筑物一天天发展成一种实时模式以适应使用者的需求。

基于MIT的HVAC系统，与要求高水平的现有系统相比，可由技术 水平有限的人更改。这种更改可不用专门工具和设备迅速方便地实行。

终端的基本机壳可支承几种护栅设计之一，以保证所要求的空气 气流特征。在其背面具有不同通道型式的护栅，可在机壳内转换位置 或翻动以改变所形成的空气流动形式。护栅还可更换以适应情况变化。 例如，一种护栅塞对于一种柔性导管提供一种连接点，这允许终端为 将空气分配至家具或桌面系统起空气阀的作用。由于本发明的模块化， 系统的主要方面可更改以适应空调空间的需求，即使在终端已被初步 安装后。

当使用于地板HVAC系统时，本发明在初安装和应用中的成本是可 行的。此外，系统可容易地改变，空间利用的改变或HVAC应用的精化 应是所希望的。此系统还保证改进后的HVAC舒适有效。

本发明的终端和系统可容易地加入控制系统，该控制系统最好地 满足所设置的空间和系统的需求。此终端和终端中的任何调节风门或 风扇，可全部与控制器集成以在响应在舒适、空气质量和生命安全需 求时管理空气气流。要加热的空间可为划分给个人而受到偏爱、相对 舒适和高价的区域。终端可通过可变空气流量输送以响应温度自动调 节器保证舒适度控制，通过调整空气气流以响应空气质量要求保证空 气质量控制，通过调整空气气流以响应烟传感信息以保证烟控制。终 端可与与建筑物的其它控制器和系统以独立、互连或集成的模式工作。

本发明还本质上限制了大量管道工作的需求。建筑物的内部空间 的冷却，是通过在地板内的开启压力通风系统，和开向压力通风系统 的模块化集成终端，以及必要时供给冷空气的综合实现的。不过，为 加热建筑物的外周边，某些管道工作可能是必要的，即使是终端所在 区域经过地板压力通风系统供给冷空气。结果，本发明在建造和安装 上相对价廉。

本发明还保证较好的室内空气质量。因为冷却空气是在比天花板 系统更热的温度引入，而本发明的系统施加更大的空气流，因此保证 了更好的通风。同时，系统的压力损失一般小于传统的天花板系统， 结果在一些情况下甚至比许多高架设计的运行成本更低。本发明的推 荐实施例还保证空气过滤改善而并不增加运行成本。经过推荐实施例 的空气处理，空气仍保持在可以接受的湿度水平。这减少了生物污染 的风险。

本发明保证相对低的运行成本。系统需要较少的风扇和具有低能 耗。本发明的地板系统的使用并不增加建筑高度。此外，可以相信， 部件全部的第一次成本低于传统的天花板设计。再者，可以相信，本 发明的系统易于建造，并对于建筑物的拥有者具有长期效益，例如较 低的运行成本和因易于维护与改进而费用较低。

本发明的其它实施例，对于本领域的技术人员，从研究在此所公 开的本发明的技术特征和实践将变得一目了然。技术特征和实例仅仅 是作为举例，本发明的真正范围和精神由下列权利要求指明。