CN2588268Y - 可变冷媒介质流量的热交换送风箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种可变冷媒介质流量的热交换送风箱，主要是在于控制热交换送风箱中其冷媒介质的流量使之能依冷冻空调区间其目标环境热能量值的变化，直接调控其供应热交换管排循环所需冷媒介质流量的大小，藉以提高冷冻空调机组运转效率，以及冷冻空调区间的热平衡稳定度，进而由节省冷媒介质的循环量，以达到节约能源目的。

Description

可变冷媒介质流量的热交换送风箱

技术领域

本实用新型涉及一种可变冷媒介质流量的热交换送风箱，主要是在于控制热交换送风箱中其冷媒介质的流量使之能根据冷冻空调区间的目标环境热能量值的变化，直接调控其供应热交换管排循环所需流量的大小，以提高冷冻空调机组运转效率与冷冻空调区间热平衡稳定度，进而达到节省冷媒介质的循环量，以达到节约能源目的。

背景技术

现有的中央式冷冻空调系统其空调房的配置(如图1所示)，主要是在一冷冻空调系统中设有一输送泵10，其是供应整个系统的冷媒介质输送的动力，使冷媒介质经由主输送管101送入各冷媒介质输入管171、172、173，而该输送泵10配置有一控制器102及一压力侦测器103，利用压力侦测器103侦测冷媒介质输出压力值，作为控制器102控制输送泵10运转转速的依据，以便控制整个系统其整个冷媒介质的总流量；此外在该冷冻空调系统中自该输送泵10输出的冷媒介质，由主输送管101送入各冷媒介质输入管171、172、173，并使其对应每一送风箱131、132、133分别对冷冻空调区间D11、D12、D13提供冷冻空调供应，而每一冷冻空调区间D11、D12、D13中各设有一送风箱131、132、133(而各送风箱包含有一热交换管排1312、1322、1332、一送风机1311、1321、1331)、一冷媒介质输入管171、172、173、一冷媒介质回流管161、162、163、一控制器111、112、113、一温度感测器141、142、143(可设于操作面板151、152、153上)、一控制阀121、122、123(通常为一电动水阀或冷媒电磁阀)及一操作面板151、152、153，其中该控制器111、112、113可根据温度感测器141、142、143所测得的环境温度值TA1，以及操作面板151、152、153的指令，控制送风机1311、1321、1331的运转与控制阀121、122、123的打开或关闭(ON-OFF)作动。但是此现有技术的最大缺点在于，控制阀121、122、123仅能利用开关(ON-OFH作二位置操控冷媒介质的供应量，即在需冷(暖)气时打开(ON)，在不需要冷(暖)气时予以关闭(OFF)，而其冷媒介质供应量始终是以全流量(即最大流量)为定流量供应，而完全不间冷冻空调区间的实际需求为何，只是仰赖控制阀121、122、123或送风机1311、1321、1331的风量调整，以维持冷冻空调区间D11、D12、D13的定温要求，导致冷冻空调区间D11、D12、D13的环境温度值上下波动的频率甚高，不但无法提供舒适的冷冻空调环境，且造成能源过度的浪费；于是有人采用比例式控制阀来代替现有形式的二位置控制阀，然此种比例式控制阀虽可作变流量的操控，但是在使用上仍有以下的缺点：

1、建筑物内各层的冷媒介质输送压力各有不同，而控制阀的阀体本身仅能作开度控制，缺乏推送冷媒介质流动的动力；冷媒介质仅能靠源头作流量输送，因此必需以系统内各层冷媒介质所需的最大输送压力，来提供所需冷媒介质，造成能源过量供应的浪费。

2、过大的输送压力，也是造成控制容易故障的主要原因。

3、控制阀另一不便之处在于控制复杂故障率高，维修保养不易，遇到故障时，只好将其固定于全开位置，以致节能功能完全尚失，更不具经济价值，相对成本较高。

实用新型内容

本实用新型申请人有鉴于上述现有技术的缺点，根据冷冻空调区间其目标环境热能量值的变化，利用一可变流量泵直接控制每一热交换送风箱的热交换管排上其冷媒介质的流量，使之能依冷冻空区间的目标环境热能量值的变化，对应调变其供应热交换管排循环所需冷媒介质流量的大小以达到节能、提高运转效率，有效解决现有技术的缺点。

本实用新型的主要目的是在提供一种可变冷媒介质流量的热交换送风箱，通过一设于冷媒介质输入管(或回流管〕上的可变流量泵的流量控制，使之根据冷冻空调区间的目标环境热能量值变化调整冷媒介质的流量，以提高冷冻空调机组运转效率及节约能源。

附图说明

以下配合图式、图号的说明，详细介绍本实用新型具体实施例如下：

图1是现有的冷冻空调系统的系统图；

图2是本实用新型的实施例系统图(一)；

图3是本实用新型的实施例系统图(二)；

图4是本实用新型的实施例系统图(三)；

图5是本实用新型的实施例系统图(四)；

图6是本实用新型的实施例系统图(五)；

图7是本实用新型的控制方法流程图(一)；

图8是本实用新型的控制方法流程图(二)；

图9是本实用新型的实施例系统图(六)；

图10是本实用新型的控制方法流程图(三)；

图11是本实用新型的控制方法流程图(四)。

具体实施方式

首先请参阅图2所示，为本实用新型实施于中央式冷冻空调系统的实施例，其主要在一冷冻空调区间D2内设有连接一冷媒介质输入管27的一热交换送风箱23(该热交换送风箱包含有至少一个以上的热交换管排232、一送风机231)、一冷媒介质回流管26、一控制器21，而该控制器21还与一感测器24(是装设于冷冻空调区间中的最佳测试点的位置)、一操作面板25连接，其特征在于该冷媒介质输入管27上装设有一可变流量泵22(该可变流量泵22也可如图3装设于冷媒介质回流管26上)，而该可变流量泵22是受控制器21的讯号控制，而该控制器21是根据感测器24所测得目标环境热能量值TA与设定热能量值TAS比对后，由控制器21根据比对结果控制送风机231的运转与可变流量泵22的流量(此处所指的热能量是指环境温度、湿度、辐射的综合效应)，而该控制器21可透过无线或有线方式将相关数值讯号传输给中央监控单位C。

图4所示的是为本实用新型实施于多机组系统中的实施例，即在冷冻空调系统中具有多组热交换送风箱331、332、333、…，分别对多个冷冻空调区间D3、D4、D5、…供应所需的热能转换量，其中每一热交换送风箱331、332、333、…除了配置有如图2的热交换管排与送风机外(图4中省略不加以揭示)，在每一热交换送风箱331、…的冷媒介质输入管38(或冷媒介质回流管39)上均设有一可变流量泵321、322、323、324…及一控制器311、312、313、314、…，并且根据各组感测器341、342、343、344、…所测得的目标环境热能量值TA与设定热能量值TAS的比对结果，由控制器311、312、313、314、…控制其所对应控制的可变流量泵321、322、323、324、…的冷媒介质的流量大小，其作动方式完全与上述图2实施例相同，而在整个系统中，设有一辅助供应整个系统冷媒介质输送动力的输送泵37(而个别的可变流量泵321、322、323、…也都有输送的动力)，该输送泵37的主要功能是提供抵补主输送管路压降损失所需的动力，根据总控制器M的指令作动而总控制器M则根据各控制器311、312、…传来需求讯号汇整后，控制输送泵37的运转，而主机35(通常为一冰水主机…)是利用热源机组36的热源以提供冷冻空调系统所需的冷媒介质。

图5所示的为本实用新型实施于直膨式冷冻空调系统的实施例，主要由一主机40(即冷凝机组)、一冷池48(提供低温液态冷媒)、一热交换送风箱43(此送风箱是相当于一蒸发器组的功能，包括有至少一热交换管排432、一送风机431)、一冷媒流量控制器41、一操作面板45等基本配置，其中冷媒介质输入管47上(也可在冷媒介质回流管46上)设有一可变流量泵42，利用一感测器44侦测冷冻空调区间D6的目标环境热能量值TA与设定热能量值TAS比对后，由控制器41根据比对结果控制送风机431的运转与可变流量泵42的流量。

图6所示的是本实用新型在冷冻空调区间D7内所设的热交换送风箱53中设有二热交换管排532、533的实施例，即在该热交换送风箱53中包括有一送风机531、二热交换管排532、533，令每一热交换管排532(533)均对应有一独立的冷媒介质输入管57(59)、冷媒介质回流管56(58)，并使其中的一热交换管排532(或533)供应低温冷源，以提供冷冻空调区间D7冷气，而另一热交换管排533(或532)供应高温热源，以提供冷冻空调区间D7暖气，且每一冷媒介质输入管57、59(或冷媒介质回流管56、58)上均配置有一可变流量泵522、521，并受控制器51的控制，另该控制器51则与送风机531、感测器54及操作面板55连线，根据感测器54所测得目标环境热能量值TA与设定热能量值TAS比对后，由控制器51根据比对结果控制送风机531的运转与可变流量泵521(或522)的流量。

上述各实施例其控制步骤为：

一、由感测器侦测冷冻空调区间目标环境热能量值TA，并将此数值传输至控制器。

二、控制器根据该目标环境热能量值TA与设定热能量值TAS的比对结果，按设定模态产生对应讯号，控制风扇马达转速及可变流量泵的流量，其中在采用风扇马达与可变流量泵同步控制时设定该模态的控制，其流程为：

1、冷气供应时(如图7所示)：

(1)当TA≥TAS+X时(X表示设定差值)，送风机转速及可变流量泵的流量，以最大值运转，即送风机以最大转速运转，可变流量泵的流量为最大流量。

(2)当TAS＜TA＜TAS+X时，送风机转速及可变流量泵的流量是与TA值成正比关系运转。

(3)在TA≤TAS时，送风机转速及可变流量泵的流量，是以最低值运转。

2、暖气供应时(如图8所示)：

(1)当TA≤TAS-X时，送风机转速及可变流量泵的流量，以最大值运转，即送风机以最大转速运转，可变流量泵的流量为最大流量。

(2)当TAS-X＜TA＜TAS时，送风机转速及可变流量泵的流量，是与TA值成反比关系运转。

(3)当TAS≤TA时，送风机转速及可变流量泵的流量，以最低值运转，即送风机以最低转速运转可变流量泵的流量为最低流量。

此外，本实用新型为了更精确控制送风机的转速与可变流量泵的流量，使之更符合节能效果，可如图9实施例一般，主要在冷冻空调系统中设有一热交换送风箱63(包括有一热交换管排632、一送风机631)、一控制器61、一用以侦测冷冻空调区间D8其目标环境热能量值TA的感测器64及一操作面板65，而在冷媒介质输入管67(亦可在冷媒介质回流管66)上设有一可变流量泵62，其中该冷媒介质输入管67及冷媒介质回流管66上各设有一感测器69、68，而该感测器69是在侦测冷媒介质输入温度值Tmi，感测器68是在侦测冷媒介质输出温度值Tmo，根据此二侦测值Tmi、Tmo计算出其差值ΔTW(即ΔTW＝Tmo-Tmi)，其中该设定模态采用风扇马达与可变流量泵分别控制的方式，其流程为：

一、冷气供应时(如图10所示)：

1、送风机的转速：

(1)TA≥TAS+X时，送风机以最大转速运转。

(2)TAS＜TA＜TAS+X时，送风机的转速与TA值成正比。

(3)TA≤TAS时，送风机以最低转速运转。

2、可变流量泵的流量：

(1)ΔTW≥ΔTWS+Y时(ΔTW＝Tmo-Tmi，即ΔTW表示冷媒介质输出温度值Tmo减冷媒介质输入温度值Tmi的差值；Y表示设定温度差值)，可变流量泵的流量为最大流量。

(2)ΔTWS＜ΔTW＜ΔTWS+Y时，可变流量泵的流量与ΔTW值成正比。

(3)ΔTW≤ΔTWS时，可变流量泵的流量为最低流量。

二、暖气供应时(如图11所示)

1、送风机的转速：

(1)TA≤TAS-X时，送风机以最大转速运转。

(2)TAS-X＜TA＜TAS时，送风机的转速与TA值成反比。

(3)TAS≤TA时，送风机以最低转速运转。

2、可变流量泵的流量：

(1)ΔTW≤ΔTWS-Y时，可变流量泵的流量为最大流量。

(2)ΔTWS-Y＜ΔTW＜ΔTWS时，可变流量泵的流量与ΔTW值成反比。

(3)ΔTWS≤ΔTW时，可变流量泵的流量为最低流量。

综上所述，本实用新型利用可变流量泵控制冷媒介质的流量，使之可随冷冻空调区间的环境热能量值的变化调变，藉以提高冷冻空调系统运转效率与空调区间的热平衡稳方度，进而达到节省冷媒介质的循环泵送量，以节约能源。

图号说明

10               输送泵

101              主输送管

171、172、173    冷媒介质输入管

102              控制器

103                 压力侦测器

131、132、133       送风箱

D11、D12、D13       冷冻空调区间

1312、1322、1332    热交换管排

1311、1321、1331    送风机

161、162、163       冷媒介质回流管

111、112、113       控制器

141、142、143       温度感测器

151、152、153       操作面板

121、122、123       控制阀

TA1                 环境温度值

D2                  冷冻空调区间

21                  控制器

22                  可变流量泵

23                  热交换送风箱

231                 送风机

24                  感测器

25                  操作面板

26                  冷媒介质回流管

27                  冷媒介质输入管

232                 热交换管排

TA                  目标环境热能量值

TAS                 设定热能量值

D3、D4、D5          冷冻空调区间

311、312、313、314  控制器

321、322、323、324  可变流量泵

331、332、333       热交换送风箱

341、342、343、344    感测器

36                    热源机组

37                    输送泵

38                    冷媒介质输入管

39                    冷媒介质回流管

M                     总控制器

40                    主机

48                    冷池

43                    热交换送风箱

431                   送风机

432                   热交换管排

44                    感测器

45                    操作面板

46                    冷媒介质回流管

47                    冷媒介质输入管

D7                    冷冻空调区间

51                    控制器

521、522              可变流量泵

53                    热交换送风箱

531                   送风机

532、533              热交换管排

56、58                冷媒介质回流管

57、59                冷媒介质输入管

61                    控制器

63                    热交换送风箱

631                   送风机

632                   热交换管排

64                感测器

65                操作面板

66                冷媒介质回流管

67                冷媒介质输入管

68、69            感测器

X                 设定差值

DS                冷冻空调区间

Tmi               冷媒介质输入温度值

Tmo               冷媒介质输出温度值

ΔTW              冷媒介质输出入温度的差值

ΔTWS             设定差值

Y                 表示设定温度差值

Claims (3)

1、一种可变冷媒介质流量的热交换送风箱，其中每一冷冻空调区间内至少设有一热交换送风箱，该热交换送风箱连接至少一冷媒介质输入管、至少一冷媒介质回流管和一控制器，另外该控制器与一感测器及一操作面板连接，其特征在于：该每一冷媒介质输入管上设有一受控制器的讯号驱控而控制通过的冷媒介质的流量的可变流量泵。

2、如权利要求1所述的可变冷媒介质流量的热交换送风箱，其特征在于，该可变流量泵也可装设在冷媒介质回流管上。

3、如权利要求1所述的可变冷媒介质流量的热交换送风箱，其特征在于，该送风机内包括有至少一个以上的热交换管排、一转速受控制器控制的送风机。

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