CN1542352A - 天花板冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一个天花板冷却系统，其带有至少一个热交换器，一个阀(3)，该阀控制一种载热介质通过热交换器的流量，并且具有一个机械的调节装置，和一个监视装置(6)。人们希望用简单的方法避免在天花板冷却上形成冷凝。为此，监视装置(6)具有一个调节驱动装置(39)，其用机械的方法将调节装置(4)调节到阀(3)关闭的状态。

Description

天花板冷却系统

技术领域

本发明涉及一种天花板冷却系统，其带有至少一个热交换器，一个阀，该阀控制一种载热介质通过热交换器的流量，并且具有一个机械的调节装置，和一个监视装置防止形成冷凝。

背景技术

天花板冷却系统特别是从现代的办公大楼公知的。因为冷却的空气由上向下沉，采用一个天花板冷却系统，可以使空气的温度以愉快的方式，即大范围的无风的方式下降。为此，一个载热介质例如冷却水流过热交换器，热交换器设置在天花板上。在热交换器旁边吹出的空气在热交换器旁边放出热量，因此变凉。

然而，天花板冷却附带的问题是产生冷凝水。天花板冷却在办公室中典型的方式是在办公桌的上方、计算机的上方或者其它的工作场所设置。当在天花板冷却系统的在热交换器上的空气水份冷凝并且积聚时，水会滴下，当滴落到一个人身上时，这是不受欢迎的。当滴落到电气设备中，如计算机或者类似的设备上时会发生危险，产生故障。

人们因此设置一个防止形成冷凝的监视装置。一个这样的监视装置在例如Zent-Frenger Gesellschaft für Gebudetechnik mbH，D-64646 Heppenheim公司的印刷品“用于冷却和加热天花板的适度量裁的调节方法”中被描写。当室温升高的情况下，用于调节载热介质通过热交换器的流量的阀打开。一个这样的布置用于先循环温度是14℃，后循环温度是16℃-19℃是典型的。在较高的湿度下，存在上面提到的在天花板冷却附近形成冷凝的危险。因为阀例如由一个恒温调节器调节，这个危险不能排除。为了抵制冷凝的形成，人们在公知的情况下将室温与一个整体的冷凝监视装置以电子的方式结合。原则上存在两种不同的调节形式。人们持续地测量露点或者相对湿度，并且在达到一个危急的点时，前温度提高，也就是说，一个活动的冷凝监视或者阀被关闭，从而天花板冷却被“关断”，这就是一个被动的冷凝监视。

两种解决方法共同的是要求铺设电缆，这使得安装昂贵并且系统的灵活性减少。当人们想要用一个自动的调节装置调节室温时，必须设立一个分开的主动的或者被动的冷凝监视作用，这又使安装昂贵。

发明内容

本发明的任务是用简单的方法避免形成冷凝。

在开头部分提到的那种天花板冷却系统中，这一任务是这样完成的，监视装置具有一个调节驱动装置，其用机械的方法将调节装置调节到阀关闭的状态。

人们因此首先利用一种被动的冷凝监视装置。只要形成冷凝的危险存在，则阀关闭，使得没有载热介质通过热交换器。室内的空气使热交换器的温度升高，使得不再形成冷凝水。然而，为此被置于上方的调节装置不再是必不可少的，而是监视装置简单地直接地控制在阀旁边设置的调节装置，并且调整到该所述的状态，下面称作“安全状态”。此概念主要用于区分另外的状态。所称的改变是一种相对简单的方法，其能够用较少的费用实现。另外室内空气温度的调节保持不受影响。只是对于短暂的时间，人们需要为了避免冷凝的形成而使天花板冷却的热交换器不起作用。因为在调节空气的过程中总是涉及相对长的时间，天花板冷却的相对短时间的暂停是毫无问题的。当形成冷凝的危险不再产生时，安全状态重新取得，也就是当室温要求升高时，阀能够重新打开。

优选的是调节驱动装置设置在一个由阀和调节装置构成的单元中。这具有许多优点。首先，调节装置中的接合可以直接实现，也就是说，调节驱动装置不比走较大的机械“弯路”。这样保持调节驱动装置的功率消耗较小。此外，人们事实上不需要附加的结构空间。调节驱动装置能够与由阀和调节装置构成的单元一起安装。调节装置能够自然地在该单元的外部具有一个初步作用装置，例如一个遥控元件，或者一个遥感器。这种元件通过一个毛细管与调节装置结合。但不会对调节驱动装置能够与该单元结合产生影响。

在一个替换的实施例中能够设置成，调节装置具有一个远离阀的传感器装置，并且调节驱动装置设置在传感器装置旁边。在此情况下，额定值通过调节驱动装置不直接在阀上而是在一个远离的单元遥感器上移动。改变的额定值是通过与以前的信号传输相同的信号路径，即由一个毛细管上的液压路径传输。作为遥感器，从原理上讲可以利用一个传感器时，该传感器与一个受热体阀一恒温器套筒结构相似。在恒温器元件中的压力上升通过毛细管引导到阀被继续引导，并且导致阀的关闭。以相同的方式，借助于调节驱动装置进行的一个额定值的调整，导致阀的相应的压力改变。

优选的是，调节驱动装置具有一个电机和一个传动装置。传动装置可以有一个速比，使得电机能够以相对小的功率被驱动。对于调节装置的调整，要求较长的时间。如果人们因此能够保持电机的小的消耗功率，则对于形成冷凝的没有负面影响。

优选电机是转动电机。转动电机能够以较高的转数运转，这样，即使很小的输出力矩，传动装置也可产生必要的力，以调节该调节装置。特别是，人们能够利用一个电动机，其能够由一个电池或者另一种电源例如由电网供电。

特别是，调节驱动装置具有一个终端开关传感器，其显示阀的完全关闭状态。这样的布置的优点是，阀能够被操作直到其完全关闭的状态。只要达到这个状态，传感器给调节驱动装置发出一个相应的信号，并且调节驱动装置能够终止操作。在这种情况下，确保不再有载热介质流过热交换器。调节驱动装置工作可靠，并且能量消耗小。不超过阀的终点的运转使得能够由一个太大的推力进行的负荷保持很小。

优选终端开关传感器查出是否调节驱动装置的传动元件给阀的控制杆加负载。通常情况下，阀被打开，一个阀杆被塞到该阀中。为了将阀关闭，让阀杆上的力向后，并且阀在一个关闭弹簧的作用下关闭。如果人们这时能够查出阀杆与调节驱动装置的传动元件之间的关系，则人们以简单的方式得到一个可靠的显示阀关闭的信号。传感器能够构成为不同的形式。一个可能的形式是，在传动元件与阀杆之间设置一个开关，其当传动元件不再给阀杆加负荷时打开。一个压力传感器也是可以的。最后还可以使一个光障这样设置，即在传动元件从阀杆上抬起的情况下，产生一个缝隙，该缝隙能够被发现。当然，一种另外的终端开头也是可能的。

优选的是，监视装置具有一个传感器，其形成为露点传感器或者湿度传感器。采用这样的传感器，当存在形成冷凝的危险时，以简单的方法辨认出。如果传感器是湿度传感器，则如果设置一个附加的温度传感器是适合的。然而，温度传感器是许多室温调节装置本身具有的。人们仅需把温度传感器和查明湿度的湿度传感器的信号一起输送，或者人们一开始利用一个查明相对湿度的传感器。

优选的是，传感器设置在热交换器或其上游。当传感器是露点传感器时，这一点特别有利。在此情况下，形成冷凝的危险被辨认出在哪里存在，即在天花板冷却的热交换器处。

优选的是，监视装置设置在靠近一个空间的一侧，该空间构成阀的阀元件的移动冲程的延长。监视装置的布置使得由阀和调节装置构成的单元的结构高度事实上没有变大。在多数情况下，调节装置本身侧面靠近所述的空间设置，使得这里的地方必须被保留。在这个地方，人们能够设置监视装置，因此可以说在阀与调节装置之间的一个角落中设置。

优选调节驱动装置调整一个额定值。这是一种相对简单的可能的方法。如果额定值被调整，例如在出现形成冷凝的危险时被提高，则阀过后打开，并且当达到提到的室温时，才允许载热介质流过。然而，室温的提高减少了形成冷凝的倾向，使得采用这个简单的方法能够快速减小形成冷凝的危险。当危险已经排除时，额定温度能够重新减小，直到新的冷凝形成即将发生。

可替换地或者附加地，调节驱动装置能够机械地阻止阀与调节装置之间的工作关系。在这种情况下，阀被完全打开或者至少阻止超过预定的量，只要形成冷凝的危险存在。

有利的是，一个受热面附加地设置到热交换器上，该受热面的控制部件与阀相连。当即将形成冷凝时，人们一方面能够使热交换器的阀关闭，另一方面，能够使受热面工作。这短时提高了室温，使得形成冷凝的危险下降。热交换器和受热面可以说是作为跟踪调节工作。

优选的是，控制部件是一个加热阀，其通过一种跟踪调节，由一个阀控制，其中在阀的操作装置与加热阀的操作装置之间设置一个中区。中区防止该用于冷却的阀和被用于加热的加热阀同时打开。

附图说明

下面借助于优选的实施例结合附图对本发明进行描述。其中：

图1是一个天花板冷却系统，

图2是一个示意图，表示在一定温度下载热体的流量，

图3是一个天花板冷却系统，带有附加的受热面，

图4是一个示意图，表示在载热体的流量与温度之间的曲线，

图5是一个带有调节装置的阀的第一实施例，

图6是一个带有调节装置的阀的第二实施例的局部，

图7是一个阀的第三实施例，

图8是一个带有遥控的阀的第四实施例的局部。

具体实施方式

图1表示一个天花板冷却系统1，带有一个热交换器2，其通过一个只是示意表示的阀3供给一种载热介质，例如一种温度的水，该水低于室温。阀3由一个调节装置4控制。调节装置4例如是恒温操作套筒。调节装置4由一个遥控元件5预先给定一个额定值。这个额定值在图2中用S表示。遥控元件5能够由遥感器和调整元件组合构成。还可以使遥感器分开设置或者略去，如果它不是必不可少的，例如如果温度信息以另外的方式或者在另外的位置获得。

在调节装置4处设置监视装置6，其另外在图5和图6中详细地表示。监视装置6结合有一个传感器7，传感器7设置在热交换器2的前面8。传感器7例如是露点传感器或者是湿度传感器(RH传感器)。它确定是否存在危险，即在热交换器2形成冷凝水。监视装置6在这里表示为一个分离的装置。其还能够整体地形成在另外的单元中，例如在调节装置4、遥控元件5或者一个另外的下面描述的调节装置11中。

虚线表示传感器7的一个替换的位置，即在热交换器2处。传感器7设置在那里是很有意义的，因为那里热交换器2是最冷的，存在形成冷凝的危险最大。

当监视装置6借助于传感器7确定存在冷凝形成的危险时，则它以机械的方式与调节装置4配合，并且使额定值S向上移动到一个改变的额定值S′。当原始的额定值S例如是22℃时，改变的额定值S′是例如24℃。因此，调节装置4较迟地打开阀，即，在一个较高的温度下打开。热交换器2因此不再包含较冷的载热介质。这具有两个效果。首先，热交换器2更确切说是其前面的传输线经大气加热，使得可能已经开始形成的冷凝又能够蒸发。另外，热交换器2的温度不再下降，从而继续形成冷凝的危险降低。

当然，额定值S必须到如此大的一个新额定值S′，在该新的额定值S′时阀3将不可能打开。室温应当因此不超出新的额定值S′，因为否则又会存在形成冷凝的危险。

当监视装置6借助于传感器7确定形成冷凝的危险已经取消时，则额定值S′又向下降到其原来的值S。在图2中流量与时间的曲线用实线表示以额定值S为出发点的情况，用虚线表示以额定值S′为出发点的情况。

此外，额定值还一如既往地由遥控元件5调节。在一个由遥控元件5调节的额定值的情况下，自然监视装置6是处于激活状态的。

图3表示一种改变的实施例，与图1不同的是热交换器2上附加了一个受热面9，例如一个加热体，由加热阀10控制。加热阀10由调节装置11控制，从而调节装置11进行一个跟踪调节，也就是说加热阀10跟踪阀3的调节。跟踪调节是这样形成的，即当阀3还是打开的状态时，加热阀10不能打开。以此避免不仅加热面9加热而且热交换器冷却。

图4示意地表示。在一个左面的分叉12中，表示载热介质流过受热面9的体积流量，在一个右面的分叉13中，表示另一个载热介质流过热交换器2的体积流量，从而从那里将热量引走。一个中区N位于两个分叉之间。如果这时监视装置6借助于被固定在热交换器2上或者能够设置在前面8处的传感器7，确定在热交换器上存在形成冷凝的危险，则中区N在一个提高的温度的方向上移动，如图4中表示的通过中区N′。

图5表示示意的阀3的结构，带有调节装置4和监视装置6。阀3必须与调节装置4联合成一个结构单元而被固定，在该单元上固定一个监视装置6。传感器7和遥控元件5只被引出。

阀3具有一个入口14和一个在壳体16中的出口15。一个阀座17设置在入口14和出口45之间。阀元件18与阀座17配合，阀元件18由一个弹簧19在打开方向上加荷。所表示的是其中阀元件18贴靠在阀座17上，并且从入口14至出口15的通路阻隔的状态。

阀元件18通常抵抗弹簧19的力而保持关闭，并且由一个具有关闭弹簧21的关闭装置20作用于一个阀杆22上，阀杆22与控制杆23一起工作，控制杆23通过一个填料套24引导。如图5中所示的情况中，阀元件18应当从阀座17上被提起，并且控制杆23与阀杆22贴靠。然而所示的是在控制杆23与阀杆22之间有一定距离，从而表示在这两个部分之间仅仅存在一个压力结合，也就是说，一种只能够传递压力的结合。

阀杆22在面向控制杆23的端部具有一个开口25，一个分角摇杆27的臂26插入到开口中。分角摇杆27具有一个第二臂28，其由一个阀杆29施加力，其中阀杆29构成一个控制装置4的控制部件。阀杆29由一个恒温元件30推动，当温度提高时，该元件使阀杆29(如图5所示)向左移动，其中设置一个复位弹簧31，当温度降低时，该弹簧使阀杆29向右移动。

然而，阀杆29与恒温元件30之间的距离可以由螺纹32改变。螺纹32具有一个内螺纹33，其在控制元件34上形成，还具有一个外螺纹35，这是齿轮36的组成部分，在压力下贴靠在阀杆29上。齿轮36是传动装置的部件，传动装置包括另一个齿轮37和一个在电机39的输出轴上的小齿轮38。电机39是监视装置6的组成部分。电机39由一个控制装置40控制，控制装置40具有一个传感器7。控制装置40其实是唯一的电子部件，在此是不可缺少的。该控制装置要求一个相对小的结构空间，并且能够邻近电机39设置，电机构成监视装置6的驱动装置。电机39是电动机，其象控制装置40一样，能够由一个电池供电。但是很明显还可以由电网供电。

如果现在借助于遥控元件5设置一个额定值S，则当室温超过额定值S时恒温元件30变大。因此使阀杆向左移动并且分角摇杆27摆动，使得其臂26反抗关闭弹簧21的力向上推举阀杆22。因此，阀元件18能够从阀座17上提起。冷却的载热介质流过热交换器2。

当传感器7确定存在形成冷凝的危险时，电机39被驱动。电机使小齿轮38转动，并且因此与齿轮36、37啮合，使得阀杆39与恒温元件30之间的距离缩小。以此方式，额定值移动到一个较高的温度。阀元件18因此下降到阀座17上，并且中断了冷的载热介质向热交换器的供给。因此，额定值的移动必须这样大，使得室温不超过新的额定值，新的额定值由旧的额定值加上该移动量得出，因为否则阀3还会再打开。

以类似的方式，根据图3的布置也能够运转，当加热阀10的控制装置L与阀3或更确切说其调节装置4相联系时，象一般公知的。

当电机39使额定值移动时，阀3处于一个安全的状态。

图6表示调节这样一种安全状态的另一种可能性。与图5中相同的部件采用相同的附图标记。在图6中，阀只示出了具有从外面表示的其操作件轮廓41。

电机39具有一个小齿轮38，其通过一个齿轮37作用于一个螺杆42，螺杆42旋入阀杆22中，并且被放置在一个壳体件43中。当螺杆42转动时，阀杆22转动。

阀杆22作用于分角摇杆27的臂26上，并且将其摆动转化为阀杆的轴向移动，使得其能够打开和关闭。当电机运转时，为了关闭阀，阀杆在图中向下推进并且使阀关闭。

在此情况下，室温是否超过调节装置4的额定值不起作用。当超过时，阀3保持关闭，因为臂26通过阀杆22作用于控制杆23上，并且因此阀元件18保持在阀座17的位置上。

图7表示一种布置，其基本上对应于图6的布置。因此相同的部件采用相同的标号。

一个传感器50设置在调节驱动装置的阀杆22与控制杆23之间。很明显，这种传感器也能够用在另外的实施例中。传感器50可以是压力传感器、终端开关、电容的或者电感的传感器。人们还能够设置一个光障物，当阀杆22从控制杆23上抬起时，产生一个信号。

通过一个未详细示出的结合装置，传感器50与电机39的控制装置结合。当电机39操作时，它使转动轴42转动，直到阀杆22从控制杆23上几乎抬起。负载的下降一确定，电机39就运转。这是以较大的可靠性检测阀完全封闭的一种简单方法。

传感器50还能够被用于另一种功能。当温度上升并且调节装置使冷却阀打开时，传感器50显示阀是打开的。电机39能够重新工作，从而额定值返回，因此冷凝消除阶段终止。

图8表示又一种布置，其中遥控元件5设置有电机39。电机39调整遥控元件5的恒温元件与一个阀杆54之间的工作关系。恒温元件52的位置能够由一个转动手柄而改变，从而改变额定值。人们还能够进行另一种改进。例如人们能够借助于电机增大元件52中的容积，从而保证冷却阀关闭。因此人们增强或者补偿关闭弹簧的功能。

一个毛细管51设置在遥控元件中的恒温元件52与恒温元件30之间。该毛细管51可以说以液压的方式从遥控元件5到调节装置4传递额定值。

Claims (14)

1.一种天花板冷却系统，带有至少一个热交换器，一个阀，该阀控制一种载热介质通过热交换器的流量，并且具有一个机械的调节装置，一个监视装置防止形成冷凝，其特征在于监视装置(4，5，6，11)具有一个调节驱动装置(39)，其用机械的方法将调节装置(4)调节到阀(3)关闭的状态。

2.根据权利要求1的系统，其特征在于调节驱动装置(39)设置在一个由阀(3)和调节装置(4)构成的单元中。

3.根据权利要求1的系统，其特征在于调节装置具有一个远离阀(3)的传感器装置(5)，并且调节驱动装置(39)设置在传感器装置(5)旁边。

4.根据权利要求1至3中任一项的系统，其特征在于调节驱动装置具有一个电机和一个传动装置(36，37)。

5.根据权利要求4的系统，其特征在于电机是转动电机。

6.根据权利要求1至5中任一项的系统，其特征在于调节驱动装置(39)具有一个终端开关传感器(50)，其显示阀(3)的完全关闭状态。

7.根据权利要求6的系统，其特征在于终端开关传感器(50)查出是否调节驱动装置(39)的传动元件(22)给阀(3)的控制杆(23)加负载。

8.根据权利要求1至7中任一项的系统，其特征在于监视装置(6)具有一个传感器，其形成为露点传感器或者湿度传感器。

9.根据权利要求8的系统，其特征在于传感器(7)设置在热交换器(2)旁或者其上游(8)。

10.根据权利要求1至9中任一项的系统，其特征在于监视装置(6)设置在靠近一个空间的一侧，该空间构成阀(3)的阀元件(18)的移动冲程的延长。

11.根据权利要求1至10中任一项的系统，其特征在于调节驱动装置(39)调整一个额定值(S)。

12.根据权利要求1至11中任一项的系统，其特征在于调节驱动装置(39)机械地阻止阀(3)与调节装置(4)之间的工作关系。

13.根据权利要求1至12中任一项的系统，其特征在于一个受热面(9)附加地设置到热交换器(2)上，该受热面的控制部件与阀(3)相连。

14.根据权利要求13的系统，其特征在于控制部件(10)是一个加热阀，其由阀(3)的一种跟踪调节所控制，其中在阀(3)的调节装置与加热阀(10)的调节装置之间设置一个中区。

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