CN100445650C

CN100445650C - 由终端箱提供最适风量的空调系统

Info

Publication number: CN100445650C
Application number: CNB2005100803504A
Authority: CN
Inventors: 翁国亮
Original assignee: YUFENG SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Quanfeng Industry Co., Ltd.
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: CN1892123A

Abstract

本发明公开了一种由终端箱提供最适风量的空调系统，主要是在该空调系统中每一终端风箱的回风门设有第一可调式挡板，令该第一可调式挡板的开度，依个别空调区的空调能量需求的变化，调控其二次空气回风量的大小，以及对应调节一次空气进入的空气量，藉由一可变速的风扇马达，依个别空调区的风量需求，自动调节该风扇马达转速于一最适风量下，使空调能量的供应，能与空调负荷自动平衡，而达到节省能源及防止风寒效应的发生，确保空调供应的质量。

Description

由终端箱提供最适风量的空调系统

技术领域

本发明涉及一种由终端箱提供最适风量的空调系统，特别是一种可由终端箱提供最适风量以满足各空调区个别送风及空调能量需求的空调系统。

背景技术

一般空调系统的终端箱2配置(如图1、图2所示)，主要由一第一热源供应系统1提供所需的热源(该热源供应系统系提供冷气源或暖气源)给一个以上的空调区A0，而该每一空调区A0其终端箱2的入口设有一风门21，该风门21利用一可调式挡板211的作动，以控制一次空气送入的风量的大小，并利用一风扇马达22将空气经由送风口25送入空调区A0，而该终端箱2的侧缘设有一回风口24，其为一固定截面积的风口，可提供二次空气的回风，另一设定面板23具有设定空调区A0的设定温度TSo，以及利用一温度传感器B1检测空调区A0的环境温度值TAo。

已知的空调系统的送风方式不是采用Constant Air Volume System，简称CAV系统，就是采用Variable Air Volume System，简称VAV系统，二者主要差异是：

CAV系统维持一定送风量，利用改变送风温度的手段以适应负荷的变化；而VAV系统则是维持一定的送风温度，利用改变送风量的手段以适应负荷的变化。其中CAV系统为适应空调负荷的变化，最简捷的控制方式即采用水阀关断冰水或热水进入热交换管盘，这种控制方式虽然经济简单，但空调区内的温度、湿度将会变动过大，能量控制不易，无法达到预期目标，已不符合时代进步的需求，为改善CAV系统的缺点，水阀采用比例式开闭的方式来调节送风温度，此方式虽然在温度、湿度变动过大方面获得部份改善，但在冰/热水量改变时，管排温度变动很难取得最佳平衡点；因此空调区内的温度、湿度很难达到理想的需求，故此方式在暖气模式中，可获得较理想的控制，但在冷气模式运转冰水流量改变时，管排平均有效温度亦改变，在低显热负荷环境湿度很难获得理想的控制。至于VAV系统，虽已改善传统CAV系统水分回吐，温度、湿度变动过大等诸多缺失，且具有节能、低噪音与温度、湿度稳定，故障率低等多项优点，但在低负载运转时，因送风量不足，会衍生空调区内气流循环不良，温度分布不均及外气补充不足的情况，导致人员舒适度降低，尤其是冷流风寒效应对体质较弱者，甚至会严重影响其身体健康。

由于传统无论是VAV或CAV系统，皆无法满足使用者舒适的要求，加上人为的操作因素让原本已相当耗能的空调系统，反成为新一代的能源杀手。

发明内容

本发明的目的是提供一种由终端箱提供最适风量的空调系统，可由终端箱提供最适风量以满足各空调区个别送风及空调能量需求。

本发明的上述目的是这样实现的，一种由终端箱提供最适风量的空调系统，由第一热源供应系统提供所需的空调给一个以上的空调区，并经由终端的一风箱的入口所设的一风口，将空调的一次空气送入，并利用一风扇马达将空调的空气经由送风口送入各空调区，而各空调区的风箱的侧缘设有一回风门，是一可调回风门截面积的风门，以提供二次空气的回风，一设定面板具有设定空调区的设定温度值及利用一温度传感器检测空调区的环境温度值，其特征在于：

该空调区的风箱的回风门设有第一可调式挡板，该第一可调式挡板可随着该空调区的能量需求，调整该第一可调式挡板的开度，利用该第一可调式挡板的打开作动，一方面调节空调一次空气自风门进入的空气量，另一方面使二次空气的回风量可以随着能量需求调变。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是习式空调实施例示意图一；

图2是习式空调实施例示意图二；

图3是本发明空调实施例示意图；

图4是本发明控制流程图一；

图5是本发明控制流程图二；

图6是本发明控制流程图三；

图7是本发明控制流程图四；

图8是本发明控制流程图五；

图9是本发明控制流程图六；

图10是本发明第二实施例示意图一；

图11是本发明第二实施例示意图二；

图12是本发明第三实施例示意图；

图13是本发明第四实施例示意图；

图14是本发明第四实施例控制流程图一；

图15是本发明第四实施例控制流程图二。

附图标记说明：2终端箱；21风门；211可调式挡板；22风扇马达；23设定面板；24回风口；25送风口；3第一热源供应系统；4终端箱；4风口；42风扇马达；43设定面板；44回风门；441第一可调式挡板；45送风口；47、47’-第二热源供应装置；48加湿器；5终端箱；51风门；511第二可调式挡板；52风扇马达；53设定面板；54回风门；541第一可调式挡板；55送风口；6第一热源供应系统；A0-空调区；A1、A2-空调区；B1-温度传感器；B2、B3-温度传感器；S1、S2、S3、S10、S11、S12、S211、S212、S213、S214、S215、S216、S221、S222、S223、S224、S225、S226、S311、S313、S314、S315、S316、S321、S323、S324、S325、S326-步骤；TAo-环境温度值；TA、TA2-环境温度值；TSo-设定温度值；TS、TS2-设定温度值；ΔT-温度差值；T-设定的时间；X-设定差值；Y-设定值；Z-设定风门移动量。

具体实施方式

首先请参阅图3所示的本发明的具体实施例示意图，该空调系统系由一第一热源供应系统3提供所需的空调(该热源供应系统所提供的空调为一冷气源或暖气源)给一个以上的空调区A，并经由各终端箱4入口所设的一风口41提供一次空气送入各空调区A，并利用一可变速的风扇马达42将空调的一次空气经由送风口45送入各空调区A中，而该终端箱4的侧缘设有一回风门44，该回风门44设有一第一可调式挡板441，一设定面板43具有设定空调区A的设定温度值TS及利用一温度传感器B2检测空调区A的环境温度值TA。

本发明的主要特征在于该空调系统的终端箱4的回风门44设有一第一可调式挡板441，该第一可调式挡板441可随着空调区A的能量需求调整其开度，利用该第一可调式挡板441的作动，一方面调节空调一次空气进入的空气量，另一方面调整回风门44其回风截面积，以控制二次空气的回风量，使其可随着空调能量需求调变，藉以达到送风温度与回风温度的差值维持在最低值的送风温度范围，并经由每一终端箱4的风扇马达42依空调区A其风量需求，于该空调区A的环境温度值TA达到设定温度值TS时，控制调节该风扇马达转速于最适风量下，以提供所需的风量，以达到各空调区A其空调能量的供应与空调负荷自动平衡，其步骤为(如图4、图5所示)：

一、选择运转模态(步骤S1)：使用者可利用设定面板43选择该空调系统的运转模态〔步骤S10，即选择冷气运转模态(步骤S11)或暖气运转模态(步骤S12)〕，而此步骤S1的选择运转模态，亦可经由网络联机来执行；

二、将设定温度值TS与检测的环境温度值TA进行比对(步骤S2)：利用设定面板43设定空调区A的设定温度值TS，并与温度传感器B2所检测空调区A的环境温度值TA进行比对；

三、根据比对结果控制回风门44的第一可调式挡板441的开度，以调控一次空气的进风量及二次空气的回风量，并配合风扇马达42调变对应转速，以提供最适风量，达到使空调能量的供应与空调负荷自动平衡(步骤S3)，各空调区A其环境温度值TA于接(趋)近于设定温度值TS时，风量维持在最适风量的条件下作动(最适风量的设定系根据美国冷冻空调协会所定标准，其依据使用场合换气数需求来选定其最适风量，此最适风量通常为风扇马达的最低运转风量)。

本发明利用该第一可调式挡板441来调控一次及二次空气时，配合风扇马达42的调变对应转速，以提供最适风量，其步骤如下：

(一)在冷气运转模态(步骤S11，如图5、图6所示)其步骤为：

1.当TA＞TS+X时(步骤S211)，即环境温度值TA大于设定温度值TS加上设定差值X时，该第一可调式挡板441的回风开度为最小(二次空气的回风量为最小值)，一次空气的进风量为最大值，风扇马达42以最大转速运转(步骤S311)；

2.在TS+X≥TA≥TS时(步骤S212)，即风扇马达42的转速与ΔT(ΔT表示TA与TS的间的温度差值，即ΔT＝TA-TS)成正比(步骤S312)，该第一可调式挡板441的开度作动为(如图7所示)：

(1)当ΔT＞Y条件成立时(Y代表设定值)，该第一可调式挡板441的开度依Y/T的比值关闭一设定风门移动量Z(T表示设定的时间)，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

(2)当ΔT＜-Y条件成立时，该第一可调式挡板441的开度依Y/T比值开启一设定风门移动量Z，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

(3)当|ΔT|≤Y条件成立时，该第一可调式挡板441的开度维持不变，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

3.在TA＜TS时(步骤S213)，第一可调式挡板441的回风开度为最大开度，一次空气进风量为最小值(步骤S313)，风速马达42转速为最小值(通常此最小值系设定为最适风量值)。

(二)在暖气运转模态(步骤S12，如图5、图8所示)：

1.当TA＜TS-X时(步骤S221)，第一可调式挡板441的回风开度为最小(二次空气回风量为最小值)，一次空气的进风量为最大值，风扇马达以最大转速运转(步骤S321)；

2.在TS-X≤TA≤TS时(步骤S222)，风扇马达42转速与ΔT成反比(步骤S322)，第一可调式挡板441的开度作动为(如图9所示)：

(1)当ΔT＜-Y条件成立时，该第一可调式挡板441的开度依Y/T比值关闭一设定风门移动量Z，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

(2)当ΔT＞Y条件成立时，该第一可调式挡板441的开度依Y/T的比值开启一设定风门移动量Z，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

3.在TA＞TS时(步骤S223)，第一可调式挡板441的回风开度为最大开度，二次空气回风量为最大值，一次空气进风量为最小值，风扇马达42的转速为最小值(步骤S323)。

请再参阅图10所示的本发明的第二实施例系统图，即在上述图3所示的实施例的架构下，该风扇马达42的后侧或其前侧(如图11所示)设置一第二热源供应装置47(47’)，其设置的目的是在不减低一次空气送风量的前提下，当第一热源供应装置3的空调送风量温度过高时(指暖气供应状态)，可利用该第二热源供应装置47(47’)来降温；反之，当第一热源供应装置3的空调一次空气送风温度过低时(指冷气供应状态)，利用该第二热源供应装置47(47’)来升温。

请再参阅图12所示的本发明的第三实施例系统图，是为了防止空调区A的湿度过低，本发明还可在第二热源供应装置47的前侧加设一加湿器48，即空调区A的湿度值低于设定的湿度值时启动加湿器48作加湿作动。

图13显示了本发明的第四实施例系统图，是针对本发明实施于空调一次空气系为一VAV系统的情况，其是由一第一热源供应系统6提供所需的空调(一次空气)，并于该终端箱5其入口设一风门51，该风门51具有一第二可调式挡板511，可随着空调区A2的能量需求调整其开度，以控制空调一次空气进入的空气量，并利用一风扇马达52将一次空气经由送风口55送入空调区A2，而该终端箱5的侧缘设有一回风门54，该回风门54为一可调回风截面积的风门，可提供二次空气的回风，一设定面板53具有设定空调区A2的设定温度值TS2及利用一温度传感器B3检测空调区A2的环境温度值TA2；利用该空调系统的终端箱5的回风门54设有一第一可调式挡板541，可随着空调区A2的能量需求调整其开度，并配合利用该第二可调式挡板511的开度调整，一方面调节空调一次空气自风门51进入的空气量，另一方面使二次空气的回风量可以随着能量需求调变，藉以达到送风温度与回风温度的差值维持在最低值的送风温度范围，提供最适风量给空调区A2而使空调能量的供应能与空调负荷自动平衡，其步骤如图4所示，即一方面利用该第一可调式挡板541调控二次空气的回风量，另一方面利用该第二可调式挡板511调控一次空气的进风量，配合风扇马达52的调变对应转速，以提供最适风量，其步骤为：

一、在冷气运转模态(如图14所示)：

1.当TA2＞TS2+X时(步骤S214)，该第一可调式挡板541的回风开度为最小(二次空气的回风量为最小值)，该第二可调式挡板511的开度为全开，一次空气的进风量则为最大值，风扇马达52以最大转速运转(步骤S314)。

2.在TS2+X≥TA2≥TS2时(步骤S215)，风扇马达52的转速与ΔT成正比(步骤S315)，该第一可调式挡板541及第二可调式挡板511的开度作动为(如图7所示)：

(1)当ΔT＞Y条件成立时，该第一可调式挡板541的开度依Y/T的比值关闭一设定风门移动量Z，而第二可调式挡板511则对应开启一设定风门移动量Z，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

(2)当ΔT＜-Y条件成立时，该第一可调式挡板541的开度依Y/T比值开启一设定风门移动量Z，而第二可调式挡板511则对应关闭一设定风门移动量Z，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

(3)当|ΔT|≤Y条件成立时，该第一可调式挡板541及第二可调式挡板511的开度维持不变，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

3.在TA2＜TS2时(步骤S216)，该第一可调式挡板541的回风开度为最大开度(二次空气的回风量为最大值)，该第二可调式挡板511的开度最小，一次空气的进风量则为最小值(步骤S316)，风扇马达52转速为最小值；

二、在暖气运转模态(如图15所示)：

1.当TA2＜TS2-X时(步骤S224)，该第一可调式挡板541的回风开度为最小(二次空气的回风量为最小值)，该第二可调式挡板511的开度为全开，一次空气的进风量则为最大值，风扇马达52以最大转速运转(步骤S324)；

2.在TS2-X≤TA2≤TS2时(步骤S225)，风扇马达52转速与ΔT成反比(步骤S325)，该第一可调式挡板541及第二可调式挡板511的开度作动为(如图9所示)：

(1)当ΔT＜-Y条件成立时，该第一可调式挡板541的开度依Y/T比值关闭一设定风门移动量Z，而第二可调式挡板511则对应开启一设定风门移动量Z，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

(2)当ΔT＞Y条件成立时，该第一可调式挡板541的开度依Y/T的比值开启一设定风门移动量Z，而第二可调式挡板511则对应关闭一设定风门移动量Z，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

(3)当|ΔT|≤Y条件立时，该第一可调式挡板541及第二可调式挡板511的开度维持不变，并于每一单位时间T后进行新一次比对与动作；

3.在TA2＞TS2时(步骤S226)，该第一可调式挡板541的回风开度为最大开度，二次空气的回风量为最大值，该第二可调式挡板511的开度为最小，一次空气的进风量则为最小值，风扇马达52的转速为最小值(步骤S326)。

利用上述本发明的控制步骤与实施例，可使空调系统其终端箱在空调区的环境温度达到预设温度范围的前提下，使送风温度与回风温度差值维持在最低的范围内，空调能量的供应与空调负荷自动平衡，各空调区其环境温度值于接(趋)近于设定温度值时，风量维持在最适风量的条件下作动，藉此有效达到节约能源，及防止风寒效应，确保空调供应质量的维持。

Claims

1.一种由终端箱提供最适风量的空调系统，由第一热源供应系统提供所需的空调给一个以上的空调区，并经由终端的一风箱其入口所设的具有第二可调式挡板一风门，调控空调的一次空气送入空气量，并利用一风扇马达将空调的空气经由送风口送入各空调区，而该各空调区的风箱的侧缘设有一回风门，其为一可调回风门截面积的风门，以提供二次空气的回风；一设定面板具有设定空调区的设定温度值及利用一温度传感器检测空调目标区的环境温度值，其特征在于：

该空调区的风箱的回风门设有第一可调式挡板，该第一可调式挡板可随着该空调区的能量需求，调整该第一可调式挡板的开度，利用该第一可调式挡板的打开作动调控二次空气的回风量，使可随着能量需求调变，并配合该第二可调式挡板调节空调一次空气进入的空气量。

2.如权利要求1所述的由终端箱提供最适风量的空调系统，其特征在于该风扇马达的后侧设置有一第二热源供应装置。

3.如权利要求2所述的由终端箱提供最适风量的空调系统，其特征在于该第二热源供应装置的前侧设有一加湿器。

4.如权利要求1所述的由终端箱提供最适风量的空调系统，其特征在于该风扇马达的前侧设置有一第二热源供应装置。