BR112013008728B1

BR112013008728B1 - aparelho de fonte de calor

Info

Publication number: BR112013008728B1
Application number: BR112013008728-5A
Authority: BR
Inventors: Manabu Yamamoto; Kunio Muroi; Yuuji Matsumoto
Original assignee: Toshiba Carrier Corporation
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2020-10-27
Also published as: CN103154626B; US20130219936A1; JPWO2012050087A1; BR112013008728A2; CN103154626A; JP5622859B2; KR101496599B1; KR20130091341A; WO2012050087A1; RU2535271C1; RU2013122264A; US9157650B2

Abstract

APARELHO DE FONTE DE CALOR. É divulgado um aparelho de fonte de calor de um sistema de fonte de calor constituído por um lado da máquina da fonte de calor e um lado da instalação de carga que inclui uma máquina da fonte de calor e um controlador da fonte de calor, em que a máquina da fonte de calor inclui: um trocador de calor de água que troca calor entre a água da fonte de calor e um refrigerante que circula através de um ciclo de refrigeração; uma bomba primária que distribui água da fonte de calor ao trocador de calor de água; e um dispositivo de controle da máquina da fonte de calor que opera com base na informação proveniente do trocador de calor de água e da bomba primária,e em que o controlador da fonte de calor é conectado no dispositivo de controle da máquina da fonte de calor em um lado da fonte de calor e no lado da instalação de carga para determinar, depois que a bomba primária for ativada, se a água da fonte de calor é normalmente alimentada ou não pela bomba primária com base em uma diferença de temperatura entre a (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Uma modalidade da presente invenção diz respeito a um aparelho de fonte de calor em um sistema de fonte de calor constituído por um lado da máquina de fonte de calor e um lado da instalação da carga e, mais particularmente, diz respeito a um aparelho de fonte de calor que gera água fria ou água quente sob controle.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Convencionalmente, em um caso em que, por exemplo, uma pluralidade de unidades internas (unidades de bobina de ventilador) são colocadas em locais tais como usinas e prédios de grande porte, é utilizado um sistema de fonte de calor que supre água da fonte de calor (água fria ou água quente) de uma máquina da fonte de calor a estas unidades internas para condicionamento do ar em uma pluralidade e áreas de condicionamento do ar.

[003] O sistema de fonte de calor é divido, principalmente, em um lado da máquina da fonte de calor e um lado da instalação da carga (lado da unidade interna), e estes lados são conectados através de um tubo de distribuição, que supre água da fonte de calor de uma máquina da fonte de calor a uma instalação de carga, e através de um tubo de retorno, que retorna a água da fonte de calor à máquina da fonte de calor por meio da instalação de carga, assim, constituindo um circuito.

[004] Por exemplo, uma água da fonte de calor que é feita para trocar calor no interior da máquina da fonte de calor passa através do tubo de distribuição e é distribuída à instalação de carga por uma bomba secundária do lado da carga. Então, faz-se com que a água da fonte de calor troque calor no interior da instalação de carga e seja enviada a uma bomba primária da máquina da fonte de calor através do tubo de retorno. A água da fonte de calor enviada à bomba primária passa novamente através do interior da máquina da fonte de calor e circula no interior do circuito.

[005] Durante tal operação, se a máquina da fonte de calor for operada enquanto água não é normalmente alimentada pela bomba primária em função de algum tipo de falha, a água da fonte de calor residente no interior de um trocador de calor da máquina da fonte de calor pode ser resfriada e congelada, em decorrência do quê, o trocador de calor pode congelar e explodir.

[006] Desta maneira, a máquina da fonte de calor é equipada com um fluxômetro para medir uma vazão da água da fonte de calor, de forma que um fluxo da água da fonte de calor seja detectado com o fluxômetro.

DOCUMENTO DA TECNOLOGIA ANTERIOR DOCUMENTO DE PATENTE

[007] Documento de Patente 1: Patente Japonesa Aberta 2006-275397

CONCEITO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO

[008] Entretanto, a instalação do fluxômetro exige custos de instalação. Além do mais, à medida que a dimensão do sistema de fonte de calor aumenta, um maior fluxômetro é exigido, e a instalação do fluxômetro oneroso ocasiona aumento de custos da máquina da fonte de calor.

[009] A presente modalidade foi feita a fim de resolver os problemas supradescritos, e um objetivo da presente modalidade é prover um aparelho de fonte de calor com uma unidade de controle capaz de determinar apropriadamente se água está sendo normalmente alimentada por uma bomba primária ou não sem a instalação de um fluxômetro.

MEIO PARA RESOLVER OS PROBLEMAS

[0010] É provido um aparelho de fonte de calor de um sistema de fonte de calor constituído por um lado da máquina de fonte de calor e um lado da instalação de carga que compreende: uma máquina da fonte de calor; e um controlador da fonte de calor, em que a máquina da fonte de calor inclui: um trocador de calor de água que troca calor entre a água da fonte de calor e um refrigerante que circula através de um ciclo de refrigerante; uma bomba primária que distribui água da fonte de calor ao trocador de calor de água; e um dispositivo de controle da máquina da fonte de calor que opera com base na informação proveniente do trocador de calor de água e da bomba primária, e em que o controlador da fonte de calor é conectado no dispositivo de controle da máquina da fonte de calor em um lado da fonte de calor e no lado da instalação de carga para determinar, depois que a bomba primária for ativada, se a água da fonte de calor é normalmente alimentada ou não pela bomba primária com base em uma diferença de temperatura entre a água da fonte de calor antes e depois do trocador de calor de água ou uma diferença de pressão entre a água da fonte de calor antes e depois do trocador de calor de água, e para operar o ciclo de refrigeração depois que a alimentação de água for confirmada através da determinação da alimentação de água.

[0011] Pode ser preferido que o controlador da fonte de calor inclua: uma unidade de cálculo da diferença de temperatura que obtém uma temperatura no lado de entrada e uma temperatura no lado de saída da água da fonte de calor proveniente do dispositivo de controle da máquina da fonte de calor da maquinada fonte de calor e calcula uma diferença de temperatura entre elas; uma unidade de determinação de alimentação de água que compara a diferença de temperatura com um valor definido pré-armazenado no controlador da fonte de calor e determina se a água da fonte de calor é alimentada normalmente ou não pela bomba primária; e uma unidade de geração de água fria / quente que opera um ciclo de refrigeração da máquina da fonte de calor, que é determinado pela unidade de determinação de alimentação de água como tendo alimentação de água normal pela bomba primária, para gerar água fria ou água quente.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[0012] A figura 1 é uma vista que mostra uma configuração geral de um sistema de fonte de calor que inclui um aparelho de fonte de calor de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0013] A figura 2 é uma vista que mostra um ciclo de refrigeração do aparelho de aparelho de fonte de calor de acordo com a modalidade.

[0014] A figura 3 é um diagrama esquemático que mostra unidades funcionais do controlador da fonte de calor no aparelho da fonte de calor.

[0015] A figura 4 é um fluxograma que mostra a operação do sistema de fonte de calor de acordo com a modalidade.

MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[0016] Uma modalidade da presente invenção será descrita a seguir em relação às figuras 1 até 4.

[0017] Da forma mostrada na figura 1, um sistema da fonte de calor S da presente modalidade é constituído por um lado da máquina da fonte de calor A e um lado da instalação de carga B para uso no equipamento de condicionamento de ar que condiciona o ar de prédios, usinas ou congêneres de grande porte e em equipamento de suprimento água quente para piscinas aquecidas ou congêneres.

[0018] Na presente modalidade, é dada uma descrição do caso em que máquinas de fonte de calor 1A-1C no lado da máquina de fonte de calor A são unidades arrefecedoras da bomba de calor do resfriador de ar, enquanto dispositivos no lado da instalação de carga B são bobinas de ventilador (condicionadores de ar).

[0019] São providos no lado da máquina da fonte de calor A: três máquinas da fonte de calor IA, 1B e 1C que geram água da fonte de calor; bombas primárias 2A, 2B e 2C que suprem água da fonte de calor a cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C; e um controlador da fonte de calor 3 que é uma seção de controle adaptada para controlar abrangentemente a operação destes dispositivos, e estes dispositivos constituem um aparelho da fonte de calor.

[0020] A figura 2 é uma vista que mostra um ciclo de refrigeração e uma configuração das máquinas da fonte de calor IA - 1C. Já que as máquinas da fonte de calor 1B e 1C têm a mesma configuração da máquina da fonte de calor 1 A, suas ilustrações são omitidas na figura 2.

[0021] Da forma mostrada na figura 2, cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C inclui um compressor 11, uma válvula quadridirecional 13, um primeiro trocador de calor (trocador de calor de ar) 14, uma válvula de expansão elétrica 15 e um segundo trocador de calor (trocador de calor de água) 16, que são conectados uns nos outros através de um duto de refrigerante p para, desse modo, constituir um ciclo de refrigeração R. O duto de refrigerante p é cheio com um refrigerante, que circula através do ciclo de refrigeração R.

[0022] Cada uma das máquinas da fonte de calor também inclui um dispositivo de controle da máquina da fonte de calor supradescrito 10, que é conectado no controlador da fonte de calor 3.

[0023] O compressor 11 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C é conectado em um inversor compressor 12, de forma que cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C seja operada em velocidade ajustável pelo inversor compressor 12.

[0024] As bombas primárias 2A - 2C são respectivamente providas em um lado de entrada da água da fonte de calor do trocador de calor de água 16 em cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C.

[0025] As bombas primárias 2A - 2C são respectivamente incorporadas nas máquinas de fonte de calor IA - 1C e também são conectadas nos respectivos inversores da bomba primária 23. Em resposta às instruções provenientes do controlador da fonte de calor 3, cada uma das bombas primárias 2A - 2C é operada em velocidade variável por cada um dos inversores de bomba da bomba primária 23 por meio de cada um dos dispositivos de controle da máquina da fonte de calor 10. Percebe-se que as bobas primárias 2A - 2C a serem usadas têm especificações idênticas (características de vazão de entrada).

[0026] Nas vizinhanças do trocador de calor de ar 14 em cada uma das máquinas de fonte de calor IA - 1C, um ventilador 17 para enviar ar ao trocador de calor de ar 14 é provido. Cada um dos ventiladores 17 é conectado em um inversor de ventilador 18, de forma que o ventilador 17 seja operado em velocidade variável pelo inversor de ventilador 18.

[0027] Nas vizinhanças da entrada de água da fonte de calor do trocador de calor de água 16 em cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C, são providos um sensor de temperatura da água no lado de entrada 19 que mede uma temperatura da água no lado de entrada Twi da água da fonte de calor suprida a cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C e um sensor de pressão da água no lado de entrada 20 que mede uma pressão da água no lado de entrada Pwi da água da fonte de calor suprida à máquina da fonte de calor 1.

[0028] Nas vizinhanças de uma saída da água da fonte de calor do trocador de calor de água 16 em cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C, são providos um sensor de temperatura da água no lado de saída 21 que mede uma temperatura da água no lado de saída Twe da água da fonte de calor que vem de cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C e suprida ao lado da instalação de carga B e um sensor de pressão da água no lado de saída 22 que mede uma pressão da água no lado de saída Pwe da água da fonte de calor que vem de cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C e suprida ao lado da instalação de carga.

[0029] Cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C é equipada com o dispositivo de controle da máquina da fonte de calor 10 que controla o acionamento da válvula quadridirecional 13, da válvula de expansão elétrica 15, do compressor 11 e do ventilador 17. O dispositivo de controle da máquina da fonte de calor 10 é conectado em vários sensores 19-22.

[0030] Em resposta às instruções provenientes do controlador da fonte de calor 3, cada um dos dispositivos de controle da máquina de fonte de calor 10 opera cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1B, de forma que a temperatura da água no lado de saída Twe em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C é igual a uma temperatura alvo pré-definida T.

[0031] Embora três máquinas da fonte de calor 1 sejam conectadas em paralelo na figura 1, qualquer número das máquinas de fonte de calor 1 podem ser conectadas.

[0032] Em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C configuradas da maneira supramencionada, um refrigerante flui em uma direção mostrada com uma seta cheia na figura 2 no momento da operação de resfriamento (no momento da geração da água fria). O refrigerante comprimido no compressor 11 passa na válvula quadridirecional 13, no trocador de calor de ar 14, na válvula de expansão elétrica 15 e no trocador de calor de água 16 em sequência, e retorna ao compressor 11, também, por meio da válvula quadridirecional 13. Neste caso, o trocador de calor de ar 14 funciona como um condensador, enquanto o trocador de calor de água 16 funciona como um evaporador. No trocador de calor de água 16, o refrigerante troca calor com a água da fonte de calor enviada pela bomba primária 2 para, desse modo, resfriar a água da fonte de calor.

[0033] Por outro lado, no momento da operação de aquecimento (no momento da geração da água quente), a válvula quadridirecional 13 é comutada, de forma que o refrigerante flua em uma direção mostrada com uma linha de seta tracejada na figura 2. O refrigerante comprimido no compressor 11 passa na válvula quadridirecional 13, no trocador de calor de água 16, na válvula de expansão elétrica 15 e no trocador de calor de ar 14 em sequência, e retorna ao compressor 11, também, por meio da válvula quadridirecional 13. Durante tal operação, o trocador de calor de ar 14 funciona como um evaporador, enquanto o trocador de calor de água 16 funciona como um condensador. No trocador de calor de água 16, o refrigerante troca calor com a água da fonte de calor enviada pela bomba primária 2 para, desse modo, aquecer a água da fonte de calor.

[0034] Assim, cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C pode gerar água fria para resfriamento / arrefecimento e pode gerar água quente para aquecimento / calefação.

[0035] Da forma mostrada na figura 1, a água da fonte de calor gerada em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C é suprida ao lado da instalação de carga B através do tubo de distribuição 4 com uma extremidade conectada em uma saída de água da fonte de calor de cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C. O tubo de distribuição 4 é adicionalmente conectado em uma bomba secundária (bomba do lado da carga) 5 para distribuir a água da fonte de calor ao lado da instalação de carga B.

[0036] A bomba secundária 5 é acionada em velocidade variável por um inversor da bomba secundária 51, de forma que uma vazão da água da fonte de calor suprida ao lado da instalação de carga B seja controlada. Uma saída (vazão) da bomba secundária 5 é controlada correspondendo a uma capacidade de resfriamento / aquecimento exigida pelo lado da instalação de carga B e independente da operação do lado da máquina de fonte de calor A.

[0037] A água da fonte de calor, que faz-se com que troque calor com ar em uma ambiente de ar condicionado em uma bobina de ventilador 6 (6A, 6B) no lado da instalação de carga B, flui através de um tubo de retorno 8 por meio de uma válvula bidirecional 7 conectada em um lado de saída da bobina do ventilador 6, e é enviada à bomba primária 2 do lado da máquina da fonte de calor A.

[0038] Embora duas bobinas de ventilador 6 sejam conectadas em paralelo na figura 1, qualquer número de bobinas de ventilador 6 podem ser conectadas.

[0039] Um tubo de desvio 9 que conecta o tubo de distribuição 4 e o tubo de retorno 8 é provido entre o lado da máquina da fonte de calor A e o lado da instalação de carga B. Como exposto, já que a vazão da bomba secundária 5 é controlada independente da operação do lado da máquina da fonte de calor A, uma quantidade da água da fonte de calor que flui através do lado da máquina da fonte de calor A e uma quantidade da água da fonte de calor que flui através do lado da instalação de carga B pode ficar desequilibrada. Quando elas ficarem desequilibradas, água da fonte de calor flui através do tubo de desvio 9, pelo qual a quantidade de água da fonte de calor que flui através do lado da máquina da fonte de calor A e a quantidade da água da fonte de calor que flui através do lado da instalação de carga B ficam equilibradas.

[0040] O tubo de distribuição 4 é equipado com um sensor de temperatura de distribuição 41 para detectar uma temperatura de distribuição TwS da água da fonte de calor que flui através do tubo de distribuição 4. O tubo de retorno 8 é equipado com um sensor de temperatura de retorno 81 para detectar uma temperatura de retorno TwR da água da fonte de calor no interior do tubo de retorno 8.

[0041] Da forma mostrada na figura 2, informação de temperatura medida no sensor de temperatura da água no lado de entrada da máquina da fonte de calor 19, no sensor de pressão da água no lado de entrada da máquina da fonte de calor 20, no sensor de temperatura da água no lado de saída da máquina de fonte de calor 21 e no sensor de pressão da água no lado de saída da máquina da fonte de calor 22 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C é coletada no controlador da fonte de calor 3 por meio do dispositivo de controle da máquina de fonte de calor 10 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C.

[0042] Da forma mostrada na figura 1, o lado da instalação de carga B também é conectado no controlador da fonte de calor 3, de forma que informação de temperatura do sensor de temperatura de distribuição 41 e do sensor de temperatura de retorno 81 também seja coletada no controlador da fonte de calor 3. Embora não particularmente mostrado no desenho, a informação do lado da carga proveniente do lado da instalação de carga B também é inserida no controlador da fonte de calor 3.

[0043] O controlador da fonte de calor 3 determina as condições operacionais de cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C de acordo com várias informações de temperatura e informações do lado da instalação de carga. Então, o controlador da fonte de calor 3 relata as condições operacionais determinadas a cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C. O dispositivo de controle da máquina da fonte de calor 10 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C aciona o compressor 11, a válvula quadridirecional 13, a válvula de expansão elétrica 15, o ventilador 17, a bomba primária 2 e congêneres em cada uma das suas máquinas de acordo com as condições operacionais relatadas a partir do controlador da fonte de calor 3.

[0044] Adicionalmente, em relação às figuras 1 e 2, embora o controlador da fonte de calor 3 esteja colocado fora das máquinas da fonte de calor IA - 1C, ele pode ser acomodado em qualquer uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C.

[0045] O controlador da fonte de calor 3 é provido com as seguintes unidades (1) até (3) para alcançar funções principais. (1) Uma unidade de cálculo da diferença de temperatura que obtém, a partir do dispositivo de controle da máquina da fonte de calor 10 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C, uma temperatura no lado de entrada Twi e uma temperatura no lado de saída Twe da água da fonte de calor, e calcula uma diferença de temperatura AT (AT = ITwi - Twel) entre a temperatura da água no lado de entrada Twi e a temperatura da água no lado de saída Twe. (2) Uma unidade de determinação de alimentação de água que compara a diferença de temperatura AT com um valor definido TS pré- armazenado no controlador da fonte de calor 3 e determina se a água da fonte de calor é normalmente alimentada pela bomba primária 2 ou não. (3) Uma unidade de geração de água fria / quente que opera o ciclo de refrigeração R da máquina da fonte de calor 1, que é determinado pela unidade de determinação da alimentação de água, de forma que a alimentação de água pela bomba primária 2 seja normal, desse modo, gerando a água fria ou a água quente.

[0046] Em resumo, o controlador da fonte de calor 3 inclui, da forma mostrada na figura 3, uma unidade de cálculo da diferença de temperatura 3A, uma unidade de determinação de alimentação de água 3B e uma unidade de geração de água fria / quente 3C que serão descritas a seguir.

[0047] Informação (sinais) proveniente da máquina de fonte de calor, isto é, uma temperatura no lado de entrada Twi e uma temperatura no lado de saída Twe da água da fonte de calor proveniente do dispositivo de controle da máquina de fonte de calor 10, é obtida (inserida) e, posteriormente, uma diferença de temperatura ΔT (ΔT = ITwi - Twel) entre a temperatura da água no lado de entrada Twi e a temperatura da água no lado de saída Twe é calculada na unidade de cálculo da diferença de temperatura 3A.

[0048] A diferença de temperatura calculada ΔT é enviada à unidade de determinação de alimentação de água 3B e é comparada com um valor definido TS pré-armazenado no controlador da fonte de calor 3 para determinar se a água da fonte de calor é normalmente alimentada pela bomba primária 2 ou não. Neste aspecto, pode-se dizer que a unidade de determinação de alimentação de água 3B tem uma função de comparação e uma função de determinação. Deve-se notar que o valor definido pré- armazenado pode ser provido na unidade de determinação de alimentação de água 3B como uma unidade funcional, ou ele pode ser conectado no controlador da fonte de calor 3 como uma unidade provida externamente.

[0049] Adicionalmente, a unidade de determinação de alimentação de água 3B é conectada na unidade de geração de água fria / quente 3C, que opera um ciclo de refrigeração R de uma máquina da fonte de calor 1, que é determinado pela unidade de determinação de alimentação de água 3B com tendo alimentação de água normal pela bomba primária 2 para, desse modo, gerar água fria ou água quente. Informação proveniente da unidade de geração de água fria / quente 3C é retornada ao dispositivo de controle da máquina da fonte de calor 10. Estas operações são realizadas pela inserção / transmissão de sinais entre respectivas unidades.

[0050] Agora, é dada uma descrição da operação do sistema de fonte de calor S descrito no exposto em relação à figura 4.

[0051] A figura 4 é um fluxograma do processamento executado pelo controlador da fonte de calor 3 e pelo dispositivo de controle da máquina da fonte de calor 10 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C.

[0052] Quando um operador operar uma seção de operação provida no lado da instalação de carga B ou uma seção de operação provida no controlador da fonte de calor 3, ou quando o início da operação for instruído de acordo com a agenda de acionamento definida no controlador da fonte de calor 3, primeiro, os respectivos dispositivos de controle da máquina da fonte de calor 10 acionam, em resposta a um comando do controlador da fonte de calor 3, as bombas primárias 2A - 2C em uma frequência prescrita por meio os inversores da bomba primária 23 nas respectivas máquinas da fonte de calor IA - 1C (etapa Sl).

[0053] Depois do decurso do tempo especificado (Sim, na etapa S2), o controlador da fonte de calor 3 obtém, a partir de cada dispositivo de controle da máquina da fonte de calor 10, uma temperatura da água no lado de entrada Twi e uma temperatura da água no lado de saída Twe de cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C (etapa S3).

[0054] A seguir, o controlador da fonte de calor 3 calcula uma diferença da temperatura AT (AT = ITwi - Twel) entre a temperatura da água no lado de entrada Twi e a temperatura da água no lado de saída Twe de cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C que foram obtidas no processamento da etapa S3 (etapa S4).

[0055] A seguir, o controlador da fonte de calor 3 compara um valor definido Ts pré-armazenado no controlador da fonte de calor 3 (por exemplo, Ts = 2 °C) com o valor AT de cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C calculado no processamento da etapa S4 (etapa S5).

[0056] Aqui, já que o ciclo de refrigeração R em cada uma das máquinas da fonte de calor 1A - 1C não está em operação, a água da fonte de calor não tem nenhuma mudança de temperatura antes e depois de passar no trocador de calor de água 16. Entretanto, se a água da fonte de calor não fluir normalmente por causas tal como acúmulo do ar no momento em que cada uma das bombas primárias 2A - 2C for acionada, o calor gerado por cada uma das bombas primárias 2A - 2C é transmitido ao sensor de temperatura de água no lado de entrada 19 posicionado à jusante de cada uma das bombas primárias 2A - 2C e, então, a temperatura da água no lado de entrada Twi detectada pelo sensor de temperatura da água no lado de entrada 19 fica mais alta que a temperatura da água no lado de saída Twe detectada pelo sensor de temperatura da água no lado de saída 21.

[0057] Se a vazão da água da fonte de calor for bastante baixa, em função de causas tal como o congelamento parcial no interior do trocador de calor de água 16 no momento em que cada uma das bombas primárias 2A - 2C for acionada, o calor da água da fonte de calor, que é resfriada pelo fluxo através da parte de congelamento, é transmitido ao sensor de temperatura da água no lado de saída 21 e, então, a temperatura da água no lado de saída Twe detectada pelo sensor de temperatura da água no lado de saída 21 fica mais baixa que a temperatura da água no lado de entrada Twi detectada pelo sensor de temperatura da água no lado de entrada 19.

[0058] Isto é, quando a alimentação de água pelas respectivas bombas primárias 2A - 2C tiver qualquer tipo de falha, uma diferença de temperatura ΔT é gerada entre a temperatura da água no lado de entrada Twi e a temperatura da água no lado de saída Twe. Se o valor ΔT for maior que o valor definido Ts, pode-se determinar que a alimentação de água pelas respectivas bombas primárias 2A - 2C tem anormalidades.

[0059] Ao contrário, se a diferença de temperatura ΔT entre a temperatura da água no lado de entrada Twi e a temperatura da água no lado de saída Twe for igual ou menor que o valor definido Ts, pode-se determinar que a alimentação de água pelas respectivas bombas primárias 2A - 2C está normal.

[0060] Portanto, quando a diferença de temperatura ΔT em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C for igual ou menor que o valor definido Ts na etapa S5 (Sim, na etapa S5), o controlador da fonte de calor 3 determina que a água da fonte de calor é normalmente alimentada pelas respectivas bombas primárias 2A - 2C, e opera o ciclo de refrigeração R em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C para iniciar a geração da água fria ou da água quente (etapa S6).

[0061] Quando a diferença da temperatura ΔT em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C for maior que o valor definido Ts (Não, na etapa S5), o controlador da fonte de calor 3 determina que a água da fonte de calor não é normalmente alimentada pelas respectivas bombas primárias 2A - 2C, faz com que uma unidade de exibição provida no controlador da fonte de calor 3 exiba informação sobre uma máquina da fonte de calor que tem alimentação de água anormal (etapa S7) e retém a operação do ciclo de refrigeração R na máquina da fonte de calor com alimentação de água anormal.

[0062] O controlador da fonte de calor 3 opera o ciclo de refrigeração R das máquinas da fonte de calor com alimentação de água anormal para iniciar a geração da água fria ou da água quente (etapa S8).

[0063] Como exposto, já que a operação do ciclo de refrigeração R é retida na máquina da fonte de calor que tem alimentação de água anormal, o aparelho da fonte de calor da presente modalidade pode captar um estado de alimentação da água pelas respectivas bombas primárias 2A - 2C sem a instalação de um fluxômetro de expansão, e pode impedir que o trocador de calor de água 16 congele, exploda ou congêneres.

[0064] Na modalidade divulgada, o estado de alimentação da água por cada uma das bombas primárias 2A - 2C foi determinado pela diferença de temperatura ΔT entre a temperatura da água no lado de entrada Twi detectada pelo sensor de temperatura da água no lado de entrada 19 e a temperatura da água no lado de saída Twe detectada pelo sensor de temperatura da água no lado de saída 21.

[0065] Entretanto, ao invés disto, o estado de alimentação da água por cada uma das bombas primárias 2A - 2C pode ser determinado pelo uso de uma diferença de pressão AP (perda de pressão) entre uma pressão da água no lado de entrada Pwi detectada pelo sensor de pressão da água no lado de entrada 20 e a pressão da água no lado de saída Pwe detectada por um sensor de pressão da água no lado de saída 22.

[0066] Mais especificamente, pela aplicação de uma perda de pressão AP, que é calculada a partir da pressão da água no lado de entrada Pwi detectada pelo sensor de pressão da água no lado de entrada 20 e da pressão da água no lado de saída Pwe detectada pelo sensor de pressão da água no lado de saída 22 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C, em uma tabela que associa a vazão e a perda de pressão AP no trocador de calor de água 16 que são pré-armazenadas no controlador da fonte de calor 3, uma vazão Q da água da fonte de calor que flui através do trocador de calor da água 16 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C pode ser estimada, e o estado da alimentação de água por cada uma das bombas primárias 2A - 2C pode ser determinado, dependendo se a vazão estimada Q é uma vazão especificada ou maior ou não.

[0067] A alimentação de água por cada uma das bombas primárias 2A - 2C também pode ser determinada como normal se uma pressão da água no lado de saída Pwe, que é detectada pelo sensor de pressão da água no lado de saída 22 em cada uma das máquinas da fonte de calor IA - 1C antes da ativação das respectivas bombas primárias 2A - 2C, for detectada como maior em um valor especificado ou maior depois da ativação.

[0068] No caso em que o controlador da fonte de calor 3 controlar o número das máquinas da fonte de calor 1 em operação, dependendo da carga no lado da instalação de carga B, uma pressão da água no lado de saída Pwe detectada por uma máquina da fonte de calor que já foi operada para gerar a água fria ou a água quente (um valor médio quando duas ou mais máquinas da fonte de calor já foram ativadas) pode ser comparada com uma pressão da água no lado de saída Pwe detectada por uma máquina da fonte de calor com a bomba primária recentemente ativada em resposta a um comando proveniente do controlador da fonte de calor 3 para aumentar o número de máquinas em operação e, se uma diferença entre elas estiver em uma faixa especificada, pode-se determinar que a alimentação de água é normalmente realizada na máquina da fonte de calor cuja bomba primária foi recentemente ativada.

[0069] Além do mais, uma temperatura da água no lado de entrada Twi detectada por uma máquina da fonte de calor que já está em operação para geração de água fria ou água quente (um valor médio quando duas ou mais máquinas da fonte de calor já tiverem sido ativadas) pode ser comparada com uma temperatura da água no lado de entrada Twi detectada por uma máquina da fonte de calor com a bomba primária recentemente ativada em resposta a um comando proveniente do controlador da fonte de calor 3 para aumentar o número de máquinas em operação, e, se a diferença entre elas estiver em uma faixa especificada, pode-se determinar que a alimentação da água é normalmente realizada na máquina da fonte de calor cuja bomba primária foi recentemente ativada.

[0070] Além dos objetos ou operações expostos, deve-se entender que a presente modalidade é, em todos os aspectos, ilustrativa e não se pretende que limite o escopo técnico da presente invenção. As modalidades inéditas descritas podem ser realizadas de várias outras formas, e vários tipos de remoções, substituições e modificações podem ser possíveis sem fugir do espírito da presente invenção. Pretende-se que estas modalidades e suas modificações sejam abraçadas no alcance e significado da presente invenção, e pretende-se que sejam abraçadas na invenção divulgada no alcance das reivindicações e da equivalência destas. NÚMEROS DE REFERÊNCIA S — sistema de fonte de calor, A — lado da máquina da fonte de calor, B —lado da instalação de carga, IA - 1C — máquina da fonte de calor, 2A - 2C — bomba primária, 3 — controlador da fonte de calor, 10 — controlador da máquina da fonte de calor, 19 — sensor de temperatura no lado de entrada da máquina da fonte de calor, 20 — sensor de pressão da água no lado de entrada da máquina da fonte de calor, 21 — sensor de temperatura no lado de saída da máquina da fonte de calor, 22 — sensor de pressão da água no lado de saída da máquina da fonte de calor.

Claims

1. Aparelho de fonte de calor de um sistema de fonte de calor (S) constituído por um lado da máquina da fonte de calor (A) e um lado da instalação de carga (B), caracterizadopelo fato de que o aparelho de fonte de calor compreende: uma máquina da fonte de calor (1A-1C); e um controlador da fonte de calor (3), em que a máquina da fonte de calor (1A-1C) inclui: um trocador de calor de água (16) que troca calor entre a água da fonte de calor e um refrigerante que circula através de um ciclo de refrigeração (R); uma bomba primária (2A-2C) que distribui água da fonte de calor ao trocador de calor de água (16); e um dispositivo de controle da máquina da fonte de calor (10) que opera com base na informação proveniente do trocador de calor de água (16) e da bomba primária (2A-2C), e em que o controlador da fonte de calor (3) é conectado no dispositivo de controle da máquina da fonte de calor (10) em um lado da fonte de calor (A) e no lado da instalação de carga (B) para determinar, depois que a bomba primária (2A-2C) for ativada, se a água da fonte de calor é normalmente alimentada ou não pela bomba primária com base em uma diferença de temperatura entre a água da fonte de calor antes e depois do trocador de calor de água (16) ou uma diferença de pressão entre a água da fonte de calor antes e depois do trocador de calor de água, e então, o ciclo de refrigeração é operado depois que a alimentação de água for confirmada através da determinação da alimentação de água; por outro lado, uma operação do ciclo de refrigeração é retida depois que a alimentação de água anormal for confirmada através de determinação de alimentação de água.

2. Aparelho da fonte de calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o controlador da fonte de calor (3) inclui: uma unidade de cálculo da diferença de temperatura (3A) que obtém uma temperatura no lado de entrada e uma temperatura no lado de saída da água da fonte de calor proveniente do dispositivo de controle da máquina da fonte de calor (10) da máquina da fonte de calor e calcula uma diferença de temperatura entre elas; uma unidade de determinação de alimentação de água (3B) que compara a diferença de temperatura com um valor definido pré- armazenado no controlador da fonte de calor (3) e determina se a água da fonte de calor é normalmente alimentada pela bomba primária ou não; e uma unidade de geração de água fria/quente (3C) que opera um ciclo de refrigeração (R) da máquina da fonte de calor, que é determinado pela unidade de determinação de alimentação de água como tendo alimentação de água normal pela bomba primária, para gerar água fria ou água quente.

3. Aparelho de fonte de calor de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a máquina da fonte de calor (1A-1C) inclui: um sensor de temperatura da água (19) no lado de entrada que detecta temperatura da água em um lado de entrada da água da fonte de calor o trocador de calor de água (16); e um sensor de temperatura (21) da água no lado de saída que detecta a temperatura da água em um lado de saída da água da fonte de calor do trocador de calor de água (16), e em que o dispositivo de controle da máquina da fonte de calor (10) permite a operação do ciclo de refrigeração quando uma diferença da temperatura entre a temperatura da água no lado de entrada e a temperatura da água no lado de saída estiver em uma faixa especificada.

4. Aparelho da fonte de calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a máquina da fonte de calor inclui: um sensor de pressão da água (20) no lado de entrada que detecta a pressão da água no lado de entrada da água da fonte de calor do trocador de calor de água (16); e um sensor de pressão da água (22) no lado de saída que detecta pressão de água no lado de saída da água da fonte de calor do trocador de calor de água, e em que o dispositivo de controle da máquina da fonte de calor (10) calcula uma perda de pressão da pressão da água no lado de entrada e da pressão da água no lado de saída, estima uma vazão da bomba primária com base em uma tabela que associa uma vazão pré-armazenada e a perda de pressão do trocador de calor de água (16), e permite a operação do ciclo de refrigeração se a vazão estimada for igual ou maior que um valor especificado.