BESCHREIBUNG
In Anlagen mit einstellbarem Luftvolumen wird die Strömung durch jeden Anschluss üblicherweise durch einen oder zwei Bälge individuell gesteuert, die mit Trennplatten in einem Ventilvorgang zusammenwirken, wenn sie aufgeblasen/entleert werden. Die Bälge werden aufgeblasen/entleert, indem Sammelkammerluft den Bälgen zugeführt bzw.
aus den Bälgen abgeleitet wird, um die Breite des Abstands zwischen den Trennplatten und den Bälgen zu steuern.
Durch die Bewegung der Bälge wird typisch die Breite des Schlitzes in einem Bereich von 0 bis 6,35 mm (0,25 Zoll) über der Länge des Anschlusses, die üblicherweise 914 mm (36 Zoll) beträgt, gesteuert. Die Sammelkammerluft gelangt zu den Bälgen über einen Strömungsweg, der eine Drosselstelle enthält, um den Durchsatz der zu den Bälgen strömenden Sammelkammerluft zu begrenzen. Eine Abzweigleitung ist stromabwärts der Drosselstelle angeordnet und steht mit der Atmosphäre unter der Steuerung eines thermostatisch ansprechenden Abzapfventils in Verbindung, welches in Abhängigkeit von der abgefühlten Zonentemperatur relativ zu dem Sollwert positioniert wird. Weil die Drosselstelle die Strömung zum Aufblasen der Bälge begrenzt, ist diese Strömung üblicherweise kontinuierlich, und der Grad des Aufblasens der Bälge wird durch die Auslassströmung über das Abzapfventil gesteuert.
Aus vorstehenden Darlegungen wird klar, dass ein Teil der Sammelkammerluft ständig in einer Steuerfunktion abgelassen wird, ausgenommen dann, wenn der Balg vollständig aufgeblasen ist, um die Strömung durch den Anschluss zu blockieren, und dass das Balgaufblasen durch ein thermostatisch ansprechendes Abzapfventil nur in Abhängigkeit von dem Sollwert und der abgefühlten Temperatur gesteuert wird. Diese Anordnung betätigt die Anschlüsse in Isolation und ist nicht geeignet zur Gesamtanlagensteuerung, um die Anschlüsse so zu steuern, dass sich eine Mindestbelüftungsströmung unabhängig von den Zonentemperaturerfordernissen und zu Steuerzonen in Abhängigkeit von der Besetzung ergibt, beispielsweise durch Schliessen der Anschlüsse in nicht besetzten Zonen unabhängigvon der Zonentemperatur.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufbau zum gesonderten Steuern des Aufblasens und Entleerens von Bälgen zu schaffen.
Weiter soll durch die Erfindung das Aufblasen und Entleeren von Bälgen wahlweise gesteuert werden.
Ferner soll durch die Erfindung ein Aufbau zum Aufrechterhalten einer festen Balgaufblasung geschaffen werden.
Diese Aufgabe und Ziele und weitere Ziele der Erfindung werden mittels des Wechselventils des Patentanspruchs 1 und der Luftströmungssteueranordnung des Patentanspruchs 3 gelöst, beziehungsweise erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Anschlusses, der gemäss der Erfindung gesteuert wird,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Schiebers in der Zufuhrposition,
Fig. 3 eine Schnittansicht des Schiebers in der Ablassposition, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der elektronischen Schnittstellenschaltung.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 insgesamt eine Luftverteileinheit oder einen Luftverteilstation.
Aufbereitete Luft wird aus einer zentralen Quelle (nicht dargestellt) zu einer Sammelkammer 12 geliefert. Eine Luftzufuhrverteilplatte 14 hat mehrere mit einer Einfassung versehene Öffnungen 15 zum gleichmässigen Verteilen der Versorgungsluft aus der Sammelkammer 12 in die Verteilkammer 18, die durch die obere Wand und die Seitenwände der Verteilplatte 14 begrenzt ist. Zum Erzielen eines optimalen Luftabgabemusters sollte die Luft, die der Verteilkammer 18 aus der Sammelkammer 12 zugeführt wird, minimale nichtvertikale Geschwindigkeitskomponenten haben.
Die Bunde lenken die horizontale Geschwindigkeitskomponente des Luftstroms von der Sammelkammer 12 weg, so dass die Geschwindigkeitskomponenten des Luftstroms in der Verteilkammer 18 vertikal sind.
Der Boden der Verteilkammer 18 weist aufeinander ausgerichtete Trennplatten 20 und 21 auf, die jeweils mit einer gekrümmten Oberfläche zur Berührung durch Bälge 24 bzw.
25 versehen sind, um einen Dämpfer zum Regulieren der Strömung von aufbereiteter Luft aus der Sammelkammer 12 zu dem Bereich oder Raum, der klimatisiert wird, zu bilden.
Durch Verändern des Aufblasens der Bälge kann der Querschnitt der Öffnung zwischen den Bälgen und den Trennplatten verändert werden. Die Bälge 24 und 25 sind typisch 914 mm (36 Zoll) lang und begrenzen zwischen vollständiger Aufblasung und vollständiger Entleerung zusammen mit den Trennplatten 20 und 21 eine Öffnung, die von geschlossen bis zu einer Öffnungsbreite von 6,35 mm (0,25 Zoll) variiert.
Die Bälge 24 und 25 sind an einer zentralen Trennwand geeignet befestigt, die aus insgesamt konvexen Platten 30 und 31 und aus einem Umlenkdreieck 32 besteht. Die Platten 30 und 31 haben eine V-förmige Vertiefung, so dass die Bälge 24 und 25 vollständig in den Platten 30 bzw. 31 versenkt sind, wenn sie entleert sind. Das ergibt einen grossen Bereich zwischen den aktiven Wänden der Bälge und den Trennplatten.
Weiter bilden die sich in den Vertiefungen befindlichen
Bälge glatte Oberflächen längs der Platten 30 und 31, um
Luftturbulenzen zu minimieren.
Die Dämpfervorrichtung ist in einem beträchtlichen Abstand stromaufwärts der Auslassöffnung in dem Anschluss angeordnet, um einen ausreichenden Zwischenraum zum Dämpfen von Geräuschen zu schaffen, die durch die Dämpfervorrichtung erzeugt werden. Zur maximalen Schalldämpfung sind sich stromabwärts erstreckende Wände 34 und 35, die in Verbindung mit den Platten 30 bzw. 31 Luftkanäle bilden, mit Schallschluckmaterial in Form von Glasfasermatten 36 verkleidet. Auslassteile 38 und 39 haben sich nach aussen erweiternde untere Teile 40 und 41 und sind an den Wänden 34 und 35 befestigt, beispielsweise durch Schweissen.
Die Dämpfersteuerung erfolgt duch ein Wechselventil 50 unter der Steuerung einer elektronischen Schnittstellenschaltung 80. Gemäss den Fig. 1-3 hat das Wechselventil 50 drei mit Öffnungen versehene Teile 51, 52 und 53, die in dem Wechselventilgehäuse 54 auf herkömmliche Weise, beispielsweise durch Presssitz, Schweissen, Hartlöten, usw., fluiddicht aufgenommen sind. In dem Ventilgehäuse 54 sind mit Öffnungen versehene Ventilsitze 56 und 57 fest angeordnet, die das Innere ungefähr in Drittel unterteilen. Ein Kugelventil 58 wird normalerweise durch eine Feder 59 auf den Sitz 56 gedrückt, von der ein Ende in einer Bohrung 53b aufgenommen ist und auf einer Ringschulter 53c sitzt, die eine Bohrung 53a umgibt.
Ebenso ist das Kugelventil 60 normalerweise durch eine Feder 61 auf den Sitz 57 gedrückt, von der ein Ende in einer Bohrung 5 lb aufgenommen ist und auf einer Ringschulter 51c sitzt, die eine Bohrung 51a umgibt.
Die Bohrung 51a enthält eine Drosselstelle 51d. Ein Schieber 64 ist in dem Wechselventilgehäuse 54 zwischen den Ventilsitzen 56 und 57 angeordnet und derart bemessen, dass beide Ventile 58 und 60 gleichzeitig auf ihrem Sitz 56 bzw. 57 sitzen können. Der Schieber 64 hat zwei gerillte Stege 66 und 68, die durch einen genuteten Teil 67 voneinander getrennt sind.
Der Schieber 64 besteht aus einem geeigneten Material, damit er als Kern einer Spule dienen und durch diese bewegt werden kann. Ausserhalb der Stege 66 und 68 befinden sich Stempel 65 bzw. 69.
Gegenseitigen Abstand aufweisende, entgegengesetzt gewickelte Spulen 72 und 74 umgeben das Ventilgehäuse 54 und sind einzeln elektrisch mit einer elektronischen Schnittstellenschaltung 80 über Leitungen 76 bzw. 78 und gemeinsam über eine Leitung 77 verbunden. Die elektronische Schnittstellenschaltung 80 empfängt wenigstens ein Eingangssignal und gewöhnlich mehrere Eingangssignale.
Wie dargestellt liefert ein Strömungs- oder Geschwindigkeitssensor 82 ein Signal über eine Leitung 83, das den Durchsatz durch die Einheit 10 angibt. Ein Raumtemperatursensor 84 liefert ein Signal über eine Leitung 85, das die abgefühlte Temperatur in dem Raum oder der Zone angibt.
Ein Lichtschalter kann als ein Besetzungssensor 86 in dem Sinn dienen, dass davon ausgegangen werden kann, dass die Lampen eingeschaltet sind, wenn ein Raum besetzt ist, so dass ein Signal oder das Nichtvorhandensein eines Signals auf einer Leitung 87 eine Anzeige der Besetzung auf der Basis liefert, ob die Lampen an sind oder nicht. Ein Computer 88 ist in Zweiwegverbindung mit der elektronischen Schnittstellenschaltung 80 über Leitungen 89 und empfängt Information über den Status der Einheit 10. Der Computer 88 kann ein Steuersignal zum Übersteuern der lokalen Steuerung der Einheit 10 liefern, beispielsweise durch Ändern des Temperatursollwertes oder durch Übersteuern des Signals aus dem Lichtschalterbesetzungssensor 86, beispielsweise wenn die Lampen für eine Diavorführung ausgeschaltet sind.
Der Computer 88 könnte auch mit den anderen Anschlüssen, der Lufthandhabungsvorrichtung usw. in Verbindung stehen und wird diese ebenfalls steuern.
Gemäss der Darstellung in Fig. 4 besteht die elektronische Schnittstellenschaltung 80 aus einem Eingangsabschnitt 90, einem Ausgangsabschnitt 92, einem Schaltabschnitt 94 und manuellen Einstellpotentiometern 96-98 zum Einstellen von maximaler und minimaler Geschwindigkeit/Strömung und des Temperatursollwerts. Diese Schaltung enthält die notwendige Hardware um die Verdrahtungsverbindungen zu allen Sensoren, die für den besonderen Verwendungszweck notwendig sind, und die Verbindungen mit dem Wechselventil 50 zu gestatten. Die Verdrahtungsverbindungen für die Abgabe von Daten von dem Sensor an den Computer 88 sind ebenfalls vorgesehen.
Die Eingangssignale an dem Eingangsabschnitt 90 der elektronischen Schnittstellenschaltung 80 aus den einzelnen Sensoren 82, 84, 86 treten in den Eingangsabschnitt 90 ein, nachdem eine geeignete Signalaufbereitung erfolgt ist. Diese Signalaufbereitung kann in dem Sensor selbst oder in der Schnittstellenschaltung über Analog/Digital-Wandler (nicht dargestellt) erfolgen. Diese Signale werden zusammen mit den Signalen aus den Handeinstellpotentiometern 96-98 über den Ausgangsabschnitt 92 zu dem Computer 88 gesendet. Der Eingangsabschnitt 90 ist so aufgebaut, dass er nur ankommende Signale akzeptiert und keine abgehenden Signale sendet. Ebenso wird der Ausgangsabschnitt 92 nur abgehende Signale senden und keine ankommenden Signale akzeptieren. Diese Anordnung gestattet die vollständige Kommunikation mit dem Computer 88 über ein einzelnes verdrilltes Paar Drähte.
Die Computertaktschaltung wird eine besondere Zeitspanne zum Hören auf die Ausgangssignale und dann eine besondere Zeitspanne zum Senden der Signale zu dem Eingangsabschnitt gestatten. Ein weiteres Paar Leistungsdrähte von dem Computer 88 zu der elektronischen Schnittstellenplatine zur Stromversorgung der Sensoren und des Wechselventils ist ebenfalls notwendig.
Der Computer 88 wird die Daten, die er aus dem Ausgangsabschnitt 92 empfängt, interpretieren, und zwar gemäss seinem vorprogrammierten Algorithmus. Zu dem Eingangsabschnitt 90 zurückgeleitete Signale werden das Wechselventil 50 aktivieren oder nicht aktivieren, je nach der Dateninterpretation. Der Computer wird ausserdem neue Befehle aus dem Gebäudemanagementsystem akzeptieren, die die Algorithmusbewertung der lokalen Daten oder der manuellen Sollwerte übersteuern. Das Gebäudemanagementsystem steuert ausserdem weitere Anschlusscomputer, einen Kühler, eine Lufthandhabungsvorrichtung, Pumpen und andere Umgebungssteuerausrüstung sowie Energiemanagementstrategien, wie beispielsweise eine Nachtabsenkungstemperatursteuerung und Lastabschaltung.
Es ist ausserdem möglich, mehrere elektronische Schnitt stellenschaltungen von einem Computer aus zu betreiben, was ein kostengünstigeres System ergibt. Wegen der Lage der Sensoren und der manuellen Sollwerte kann jeder Anschluss unabhängig von anderen an demselben Computer für alle Betriebsarten sein.
Fig. 1 zeigt einen neutralen oder stabilen Zustand, in welchem Sammelkammerluft aus der Sammelkammer 12 über die Leitung 90, die Bohrung 51 a und die Drosselstelle 51 d zu der Kammer 54a geliefert wird. Das auf seinem Sitz befindliche Kugelventil 60 verhindert den weiteren Durchtritt von Sammelkammerluft aus der Kammer 54a zu der Kammer 54b. Die Kammer 54b ist in Fluidverbindung mit den Bälgen 24 und 25 über die Leitung 92, die Abzweige 93 und 94 hat. Die auf ihren Ventilsitzen sitzenden Kugelventile 58 und 60 verhindern den Durchtritt von Luft aus den Bälgen 24 und 25 und aus der Kammer 54b. Der Schieber 64 ist in der Kammer 54b, und die Rillen 66a in dem Steg 66 und 68a in dem Steg 68 gestatten die Fluidverbindung in der gesamten Kammer 54b. Die Kammer 54c ist über die Bohrung 53a in Fluidverbindung mit der Atmosphäre.
Die Bälge 24 und 25 sind nicht vollständig aufgeblasen, so dass sie den Durchtritt von Luft durch den Anschluss gestatten.
Wenn die Abgabe des Anschlusses aufgrund eines örtlichen Zustands verringert werden soll, beispielsweise wegen Überkühlung oder Überhitzung des Raums oder wegen eines Computerbefehls zum Übersteuern des Erwärmung/Kühlung-Sollwerts der Zone, wird die Spule 74 durch die elektronische Schnittstellenschaltung 80 erregt. Die Erregung der Spule 74 bewirkt, dass der Schieber 64 aus der Position nach Fig. 1 in die Position nach Fig. 2 verschoben wird, in der der Stempel 69 das Kugelventil 60 erfasst und es gegen die Vorspannkraft der Feder 61 von seinem Sitz abhebt.
Wenn das Ventil 60 von seinem Sitz abgehoben ist, wird Sammelkammerluft über die Leitung 90, die Bohrung 51 a, die Drosselstelle 51 d, die Kammer 54a und den Ventilsitz 57 zu der Kammer 54b geliefert, wo die Rillen 68a die Verbindung zur Bohrung 52a und zu den Leitungen 92,93 und 94 und damit zu den Bälgen 24 und 25 gestatten, die aufgeblasen werden.
Die Drosselstelle 51d hat typisch einen Durchmesser von 1,52 mm (0,06 Zoll), wodurch die Strömung von Sammelkammerluft und dadurch das Aufblasen der Bälge 24 und 25 begrenzt wird. Die Erregung der Spule 74 kann für eine feste Zeitspanne oder für einen Impuls oder für eine Reihe von Impulsen erfolgen, je nach der Art der Betätigungsquelle.
Beispielsweise kann Überhitzung oder Überkühlung einen einzelnen Impuls nach jeweils einigen Minuten auslösen, bis die Solltemperatur erreicht ist, wogegen das Öffnen des Lichtschalters 86 oder ein Signal aus dem Computer 88 bewirken kann, dass die Spule 74 für eine ausreichende Zeitspanne erregt wird, um das vollständige Aufblasen der Bälge 24 und 25 und das Stoppen der Strömung durch die Einheit 10 zu gestatten. Bei Entregung der Spule 74 kehrt der Schieber 64 in die Position nach Fig. 1 zurück, da die Feder 61 eine Rückstellkraft auf das Kugelventil 60 ausübt, durch das dieses wieder auf seinen Sitz gebracht wird, wenn die Spule 74 entregt ist.
Wenn die Abgabe des Anschlusses auf einen örtlichen Zustand hin vergrössert werden soll, beispielsweise aufgrund von Unterkühlung oder Untererwärmung des Raums oder aufgrund eines Computerbefehls zum Übersteuern des Erwärmung/Kühlung-Sollwerts der Zone, beispielsweise beim Aufwärmen am Morgen zum Beseitigen der Überkühlung, wird die Spule 72 durch die elektronische Schnittstellenschaltung 80 erregt. Die Erregung der Spule 72 bewirkt, dass der Schieber 64 aus der Position nach Fig. 1 in die Position nach Fig. 3 verschoben wird, in der der Stempel 65 das Kugelventil 58 erfasst und es entgegen der Schliesskraft der Feder 59 von seinem Sitz abhebt.
Wenn das Ventil 58 von seinem Sitz abgehoben ist, können die Bälge 24 und 25 über die Leitungen 93 und 94, die Leitung 92, die Bohrung 52a, die Kammer 54b, die Rillen 66a, den Ventilsitz 56, die Kammer 54c und die Bohrung 53a in die Atmosphäre entleert werden, wodurch die Entleerung der Bälge 24 und 25 erfolgt und demgemäss der Zufuhrweg durch die Einheit 10 geöffnet wird. Es ist keine der Drosselstelle 51d entsprechende Drosselstelle in dem Entleerungsweg vorhanden, so dass eine gepulste Erregung der Spule 72 normalerweise erfolgen wird, sofern nicht die vollständige Entleerung der Bälge 24 und 25 erwünscht ist.
Die elektronische Schnittstellenschaltung 80 kann ein Computer unter der Steuerung des Computers 88 sein, so dass er die Einheit 10 in Abhängigkeit von Zonenbedürfnissen steuert, er kann aber durch den Computer 88 übersteuert werden, der die gesamte Anlage steuert.
In einem typischen Betrieb werden, beginnend ab einem stationären Zustand, in welchem der Strömungs- oder Geschwindigkeitssensor 82 zufriedengestellt ist, die Bälge 24 und 25 bis in eine notwendige Position aufgeblasen, um den statischen Kanaldruck zu kompensieren, und der Schieber 64 ist in seiner normalen Position nach Fig. 1. Der statische Kanaldruck wird ansteigen, wenn beispielsweise andere Anschlüsse in der Anlage schliessen. Der Sensor 82 wird die vergrösserte Strömung abfühlen und ein Signal zu der elektronischen Schnittstellenschaltung 80 senden, die die Spule 74 über die Leitungen 77 und 78 erregt, um den Schieber 64 in die Position nach Fig. 2 zu verschieben, in der das Ventil 60 von seinem Sitz abgehoben ist, damit die Bälge 24 und 25 aufgeblasen werden, bis der Sensor 82 wieder zufriedengestellt ist.
Das kontinuierliche oder gepulste Erregersignal wird dann beseitigt, und der Schieber 64 wird in der Position nach Fig. 1 sein. Die Bälge 24 und 25 werden wieder aufgeblasen, bis der Sensor 82 einen Abfall in der Strömung abfühlt. Die Spule 72 wird dann über die Leitungen 76 und 77 erregt, damit der Schieber 64 in die Position nach Fig. 3 verschoben wird, in der das Ventil 58 von seinem Sitz abgehoben ist, um das Entleeren der Bälge 24 und 25 zu bewirken, bis der Sensor 82 wieder zufriedengestellt ist. Die anderen Signale, beispielsweise aus dem Raumtemperatursensor 84 und dem Computer 88, können getrennt oder gemeinsam benutzt werden, um die Spulen 72 und 74 zu betätigen, damit der Schieber 64 verschoben wird und die Ventile 58 und 60 geöffnet werden.
Die besonderen Eingangssignale, die benutzt werden, werden von den besonderen Einzelheiten der Klimaanlage abhängen, und das gewünschte Ansprechen der elektronischen Hardware und Software wird auf der Basis des gewünschten Betriebes entsprechend dem Stand der Technik ausgebildet sein.
Es ist zwar eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt und beschrieben worden, im Rahmen der Erfindung sind jedoch Änderungsmöglichkeiten gegeben.
Beispielsweise kann ein einzelner Balg in jedem Anschluss benutzt werden, und die Kugelventile 58 und 60 können durch andere geeignete Rückschlagventile ersetzt werden.
Die Erfindung soll deshalb nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche begrenzt sein.
DESCRIPTION
In systems with adjustable air volume, the flow through each connection is usually individually controlled by one or two bellows, which interact with separating plates in one valve operation when they are inflated / deflated. The bellows are inflated / deflated by supplying chamber air to the bellows or
is derived from the bellows to control the width of the distance between the partition plates and the bellows.
Movement of the bellows typically controls the width of the slot in a range of 0 to 6.35 mm (0.25 inches) over the length of the port, which is usually 914 mm (36 inches). The plenum air enters the bellows through a flow path that includes a throttle to limit the flow rate of the plenum air flowing to the bellows. A branch line is arranged downstream of the throttle point and communicates with the atmosphere under the control of a thermostatically responsive bleed valve which is positioned relative to the setpoint depending on the sensed zone temperature. Because the throttle restricts the flow to inflate the bellows, this flow is usually continuous and the degree of inflation of the bellows is controlled by the outlet flow through the bleed valve.
From the foregoing, it is clear that part of the plenum air is continuously evacuated in a control function, except when the bellows is fully inflated to block flow through the port, and that the bellows is inflated by a thermostatically responsive bleed valve depending on the setpoint and the sensed temperature is controlled. This arrangement actuates the connections in isolation and is not suitable for the overall system control in order to control the connections so that there is a minimum ventilation flow independent of the zone temperature requirements and to control zones depending on the occupation, for example by closing the connections in unoccupied zones independently of the Zone temperature.
The object of the invention is to provide a structure for separately controlling the inflation and deflation of bellows.
Furthermore, the inflation and deflation of bellows is to be optionally controlled by the invention.
Furthermore, the invention is intended to provide a structure for maintaining a firm bellows inflation.
This object and objectives and further objects of the invention are achieved or achieved by means of the shuttle valve of patent claim 1 and the air flow control arrangement of patent claim 3. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
An embodiment of the invention is described below with reference to the drawings.
It shows
1 is a schematic representation of a connection that is controlled according to the invention,
2 is a sectional view of the slide in the feed position,
Fig. 3 is a sectional view of the slide in the drain position, and
Fig. 4 is a schematic representation of the electronic interface circuit.
In Fig. 1, reference numeral 10 designates an air distribution unit or an air distribution station as a whole.
Treated air is supplied to a collection chamber 12 from a central source (not shown). An air supply distribution plate 14 has a plurality of bordered openings 15 for uniformly distributing the supply air from the collection chamber 12 into the distribution chamber 18, which is delimited by the upper wall and the side walls of the distribution plate 14. In order to achieve an optimal air delivery pattern, the air supplied to the distribution chamber 18 from the collection chamber 12 should have minimal non-vertical velocity components.
The coils direct the horizontal velocity component of the airflow away from the collection chamber 12 so that the velocity components of the airflow in the distribution chamber 18 are vertical.
The bottom of the distribution chamber 18 has separating plates 20 and 21 aligned with one another, each with a curved surface for contact by bellows 24 or
25 are provided to form a damper for regulating the flow of conditioned air from the plenum 12 to the area or space to be air-conditioned.
By changing the inflation of the bellows, the cross section of the opening between the bellows and the partition plates can be changed. The bellows 24 and 25 are typically 914 mm (36 inches) long and, between complete inflation and complete deflation, together with the dividing plates 20 and 21, define an opening that ranges from closed to an opening width of 6.35 mm (0.25 inches) varies.
The bellows 24 and 25 are suitably fastened to a central partition which consists of a total of convex plates 30 and 31 and a deflection triangle 32. The plates 30 and 31 have a V-shaped recess so that the bellows 24 and 25 are completely sunk in the plates 30 and 31 when they are emptied. This creates a large area between the active walls of the bellows and the partition plates.
Further educate those in the wells
Bellows smooth surfaces along the plates 30 and 31 to
To minimize air turbulence.
The damper device is located a substantial distance upstream of the outlet opening in the port to provide sufficient clearance to dampen noise generated by the damper device. For maximum sound absorption, downstream walls 34 and 35, which form air channels in connection with the plates 30 and 31, are clad with sound-absorbing material in the form of glass fiber mats 36. Outlet parts 38 and 39 have outwardly widening lower parts 40 and 41 and are fastened to the walls 34 and 35, for example by welding.
The damper is controlled by a shuttle valve 50 under the control of an electronic interface circuit 80. According to FIGS. 1-3, the shuttle valve 50 has three parts 51, 52 and 53 which are provided with openings and which are arranged in the shuttle valve housing 54 in a conventional manner, for example by a press fit Welding, brazing, etc., are recorded in a fluid-tight manner. Opened valve seats 56 and 57 are fixedly arranged in the valve housing 54 and divide the interior approximately into thirds. A ball valve 58 is normally urged onto the seat 56 by a spring 59, one end of which is received in a bore 53b and is seated on an annular shoulder 53c which surrounds a bore 53a.
Likewise, the ball valve 60 is normally pressed onto the seat 57 by a spring 61, one end of which is received in a bore 5 lb and is seated on an annular shoulder 51c which surrounds a bore 51a.
The bore 51a contains a throttle point 51d. A slide 64 is arranged in the shuttle valve housing 54 between the valve seats 56 and 57 and is dimensioned such that both valves 58 and 60 can sit on their seats 56 and 57 at the same time. The slide 64 has two grooved webs 66 and 68 which are separated from one another by a grooved part 67.
The slider 64 is made of a suitable material so that it can serve as the core of a coil and can be moved thereby. Outside of the webs 66 and 68 are stamps 65 and 69, respectively.
Mutually spaced, oppositely wound coils 72 and 74 surround the valve housing 54 and are individually electrically connected to an electronic interface circuit 80 via lines 76 and 78 and together via a line 77. The electronic interface circuit 80 receives at least one input signal and usually multiple input signals.
As shown, a flow or speed sensor 82 provides a signal over line 83 that indicates the throughput through unit 10. A room temperature sensor 84 provides a signal over line 85 which indicates the sensed temperature in the room or zone.
A light switch can serve as a occupancy sensor 86 in the sense that it can be assumed that the lamps are on when a room is occupied, so that a signal or the absence of a signal on line 87 is an indication of the occupancy based provides whether the lamps are on or not. A computer 88 is in two-way communication with the electronic interface circuit 80 via lines 89 and receives information about the status of the unit 10. The computer 88 can provide a control signal for overriding the local control of the unit 10, for example by changing the temperature setpoint or by overriding the signal from the light switch occupancy sensor 86, for example when the lamps for a slide show are switched off.
Computer 88 could also be in communication with the other ports, the air handling device, etc., and will also control them.
4, the electronic interface circuit 80 consists of an input section 90, an output section 92, a switching section 94 and manual setting potentiometers 96-98 for setting the maximum and minimum speed / flow and the temperature setpoint. This circuit contains the necessary hardware to allow the wiring connections to all sensors that are necessary for the special purpose and the connections to the shuttle valve 50. The wiring connections for the delivery of data from the sensor to the computer 88 are also provided.
The input signals at the input section 90 of the electronic interface circuit 80 from the individual sensors 82, 84, 86 enter the input section 90 after suitable signal processing has taken place. This signal processing can take place in the sensor itself or in the interface circuit via analog / digital converter (not shown). These signals, along with the signals from the manual potentiometers 96-98, are sent to the computer 88 via the output section 92. The input section 90 is constructed in such a way that it only accepts incoming signals and does not send any outgoing signals. Likewise, output section 92 will only send outgoing signals and will not accept incoming signals. This arrangement allows full communication with computer 88 over a single twisted pair of wires.
The computer clock circuit will allow a special period of time to listen to the output signals and then a special period of time to send the signals to the input section. Another pair of power wires from computer 88 to the electronic interface board to power the sensors and shuttle valve is also necessary.
The computer 88 will interpret the data it receives from the output section 92 in accordance with its pre-programmed algorithm. Signals returned to the input section 90 will activate or not activate the shuttle valve 50 depending on the data interpretation. The computer will also accept new commands from the building management system that override the algorithm evaluation of the local data or the manual setpoints. The building management system also controls other connection computers, a cooler, an air handling device, pumps and other environmental control equipment, as well as energy management strategies such as night-time temperature control and load shutdown.
It is also possible to operate several electronic interface circuits from one computer, which results in a cheaper system. Due to the location of the sensors and the manual setpoints, each connection can be independent of others on the same computer for all operating modes.
Fig. 1 shows a neutral or stable state, in which collecting chamber air from the collecting chamber 12 via the line 90, the bore 51 a and the throttle point 51 d is supplied to the chamber 54a. The ball valve 60 located on its seat prevents further passage of collection chamber air from the chamber 54a to the chamber 54b. Chamber 54b is in fluid communication with bellows 24 and 25 via line 92, which has branches 93 and 94. The ball valves 58 and 60 seated on their valve seats prevent the passage of air from the bellows 24 and 25 and from the chamber 54b. The slider 64 is in the chamber 54b, and the grooves 66a in the land 66 and 68a in the land 68 allow fluid communication throughout the chamber 54b. Chamber 54c is in fluid communication with the atmosphere via bore 53a.
The bellows 24 and 25 are not fully inflated to allow air to pass through the port.
When the output of the port is to be reduced due to a local condition, such as overcooling or overheating of the room or due to a computer command to override the zone's heating / cooling setpoint, coil 74 is energized by electronic interface circuit 80. The excitation of the coil 74 causes the slide 64 to be moved from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2, in which the plunger 69 grasps the ball valve 60 and lifts it off its seat against the biasing force of the spring 61.
When the valve 60 is lifted from its seat, plenum air is supplied via line 90, bore 51a, throttle point 51d, chamber 54a and valve seat 57 to chamber 54b, where grooves 68a connect to bore 52a and allow to the lines 92,93 and 94 and thus to the bellows 24 and 25, which are inflated.
The restriction 51d typically has a diameter of 1.52 mm (0.06 inches), which limits the flow of plenum air and thereby the inflation of the bellows 24 and 25. The coil 74 can be energized for a fixed period of time or for one pulse or for a series of pulses, depending on the type of actuation source.
For example, overheating or overcooling can trigger a single pulse every few minutes until the set temperature is reached, whereas opening the light switch 86 or a signal from the computer 88 can cause the coil 74 to be energized for a sufficient period of time to complete Allow bellows 24 and 25 to inflate and stop flow through unit 10. When the coil 74 is de-energized, the slide 64 returns to the position shown in FIG. 1, since the spring 61 exerts a restoring force on the ball valve 60, by means of which the ball valve 60 is brought back into its seat when the coil 74 is de-excited.
If the output of the port is to be increased to a local condition, for example due to hypothermia or hypothermia of the room or due to a computer command to override the zone's heating / cooling setpoint, for example when warming up in the morning to eliminate the hypothermia, the coil will 72 excited by the electronic interface circuit 80. The excitation of the coil 72 causes the slide 64 to be moved from the position according to FIG. 1 to the position according to FIG. 3, in which the plunger 65 grasps the ball valve 58 and lifts it from its seat against the closing force of the spring 59.
When the valve 58 is lifted from its seat, the bellows 24 and 25 can pass through lines 93 and 94, line 92, bore 52a, chamber 54b, grooves 66a, valve seat 56, chamber 54c and bore 53a are emptied into the atmosphere, whereby the bellows 24 and 25 are emptied and accordingly the supply path through the unit 10 is opened. There is no throttling point corresponding to the throttling point 51d in the evacuation path, so that pulsed excitation of the coil 72 will normally take place, unless the complete emptying of the bellows 24 and 25 is desired.
The electronic interface circuit 80 can be a computer under the control of the computer 88 so that it controls the unit 10 depending on zone needs, but it can be overridden by the computer 88 which controls the entire system.
In a typical operation, starting from a steady state in which the flow or speed sensor 82 is satisfied, the bellows 24 and 25 are inflated to a necessary position to compensate for the static duct pressure and the spool 64 is in its normal state Position according to Fig. 1. The static duct pressure will increase if, for example, other connections in the system close. Sensor 82 will sense the increased flow and send a signal to electronic interface circuit 80 which energizes coil 74 via lines 77 and 78 to move spool 64 to the position of FIG. 2 where valve 60 of FIG its seat is lifted so that the bellows 24 and 25 are inflated until the sensor 82 is satisfied again.
The continuous or pulsed excitation signal is then removed and spool 64 will be in the position shown in FIG. 1. The bellows 24 and 25 are inflated again until the sensor 82 senses a drop in the flow. The coil 72 is then energized via leads 76 and 77 to move the spool 64 to the position of FIG. 3 where the valve 58 is lifted from its seat to cause the bellows 24 and 25 to empty until the sensor 82 is satisfied again. The other signals, for example from room temperature sensor 84 and computer 88, can be used separately or together to actuate coils 72 and 74 so that slide 64 is displaced and valves 58 and 60 are opened.
The particular input signals that will be used will depend on the particular details of the air conditioner, and the desired response of the electronic hardware and software will be based on the desired operation in accordance with the prior art.
Although a preferred embodiment of the invention has been shown and described, there are possibilities for changes within the scope of the invention.
For example, a single bellows can be used in each port and ball valves 58 and 60 can be replaced with other suitable check valves.
The invention is therefore intended to be limited only by the scope of the appended claims.