FI114821B - Menetelmä tuloilmalaitteiston ohjaamiseksi - Google Patents

Description

1 114821

Menetelmä tuloilmalaitteiston ohjaamiseksi

Tekninen ala 5 Tämä keksintö koskee menetelmää tuloilmalaitteiston ohjaamiseksi esim. laivoissa olevien tilojen ilmansyöttöä ja lämpötilan säätöä varten, joka laitteisto on liitetty ainakin yhteen ilmastointikanavaan ja käsittää elimet tilaan viilaavan ilman tilavuuden säätämiseksi, elimet tilaan vir-10 taavan ilman lämpötilan säätämiseksi, ja ohjausyksikön virtauksen ja lämpötilan ohjaamiseksi halutulle lämpötilatasolle, jolloin ohjausyksikkö asetetaan laskemaan lämpötilataso alkuarvosta asetusarvoon, joka eroaa tietyn määrän mainitusta alkuarvosta.

15 Keksinnön taustaa

Laivoissa ilmaa viedään tiloihin, kuten hytteihin. Ilmaa käytetään tilan lämpötilan säätämiseksi ja tilasta ilmanvaihdon kautta poistuvan ilman korvaamiseksi.

20

Kukin tällä tavoin ilmastoitu tila on normaalisti varustettu termostaatilla, jotta asetusarvo voidaan saada jonkinlaiseen säätö- tai ilmastoinnin-ohjausjärjestelmään. Pidettäessä asetusarvoa lähtökohtana säätyy tuloilmalaitteiston kuristuslaite automaattisesti, esimerkiksi antamaan 25 suuremman kylmäilmamäärän. Risteilylaivoissa on tavallista, että kyl-: mäilmamäärä on mitoitettu ilmastointijärjestelmään kuuluviin alajärjes- telmiin ja komponentteihin. Tällöin hyödynnetään samanaikaisuus-tekijöitä, ettei järjestelmästä tule ylimitoitettua.

» * 30 Tässä yhteydessä esiintyy usein ongelma, että matkustaja saapuessaan lyhyemmältä tai pitemmältä oleskelustaan maissa on valmistautunut hyttiin paluuseensa siten, että hän on aikaisemmin säätänyt termostaatin alimpaan mahdolliseen lämpötilaan. Tällöin hytti on mukavan viileä esimerkiksi lämpimän rannalla vietetyn päivän jälkeen. Usein se 35 on kuitenkin liian viileä tässä asennossa.

Tällainen säätö merkitsee energian tuhlausta sillä aikaa, kun hytissä ei asuta, ja merkitsee sitä, että laivan jäähdytinlaitteistoa kuormitetaan 2 114821 normaalia enemmän. Toinen ongelma on se, että siivoushenkilöstö, joka pyrkii pitämään itsensä viileänä hyttien siivouksen aikana, myös säätää termostaatin alimpaan mahdolliseen lämpötilaan ja unohtaa tämän jälkeen säätää termostaatin uudelleen.

5

Tunnetaan useita erilaisia järjestelmiä tuloilman syöttämiseksi ja pois-toilman vaihtamiseksi. On tavallista viedä 100 % raitista ilmaa, joka on kuivattu ja temperoitu, suurehkoon määrään tuloilmalaitteita, jotka muodostavat samalla diffuusorit ilman levittämiseksi. Syötetty ilma 10 voidaan jälkilämmittää alhaiselta tasolta tai sekoittaa lämpimämpään ilmaan siten, että tilan lämpötila saadaan halutuksi. Tällaisia tuloilmalaitteita säädetään siten, että saadaan oikea virtaus ja lämpötila laitteen syöttöpuolella vallitsevalla paineella, mikä puolestaan riippuu siitä, kuinka saman tuloilmajärjestelmän muut tuloilmalaitteet on säädetty.

15 Säätäminen on näin ollen toistuva tapahtuma, joka on toistettava useita kertoja halutun tuloksen saavuttamiseksi. Viallinen tuloilmalaite vaikuttaa tällöin saman järjestelmän kaikkiin muihin laitteisiin ja aiheutaa haittoja tai jatkuvia uudelleensäätöjä. Laivojen hyttien lisääntyvät vii-leysvaatimukset ovat johtaneet siihen, että nykyisin ollaan lähellä sitä 20 syötettävän ilmamäärän rajaa, joka voidaan viedä hyttiin yhdestä ainoasta laitteesta ilman, että synnytetään vetoa. Tuloilmalaitteiden lukumäärän lisäys on epätaloudellinen ratkaisu.

Tekninen ongelma :'·· 25 .· Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan rakenteeltaan pieni kokoinen tuloilmalaitteisto, joka tuottaa alhaisen oman paineen laskun tehokasta ilmansyöttöä varten mutta tarkan kuristuksen suurelle virtaus-alueelle ja synnyttää vähän ääntä koko mainitulla virtausalueella.

T: 30

Ratkaisu Tämä saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että virtauksen säätö-elimet ja lämpötilan säätöelimet säädetään lämpötilan laskemiseksi 35 nopeasti ennalta määrätyssä ajassa, ja että nämä elimet sen jälkeen : · kun tämä aika on kulunut säädetään uudelleen lämpötilatasolle, joka on alempi kuin alkuperäinen taso, jolla lämpötila oli ennen sen laskemista.

g I

3 114821 Säännöllisesti toistuvan kalibroinnin avulla nollavirtauksen aikaansaamisen aikana voidaan käyttää laadultaan yksinkertaisia paineantu-reita.

5 Varustamalla ohjausyksikkö tilavuusvirtauksen säätöelinten asemaa koskevalla tiedolla — säädetty paine — saadusta tilavuusvirtauksesta voidaan säätömuutokset tehdä nopeammin ja tarkemmin.

Piirustusten kuvaus 10

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisissa piirustuksissa esitettyyn suoritusmuotoon. Piirustuksissa kuva 1 on kaaviomainen perspektiivikuvanto ilmastointijärjestel-15 mästä, jossa on keksinnön mukainen tuloilmalaitteisto läm pötilan säätämiseksi, ja kuva 2 esittää suurennettuna ohjausyksikköä tuloilmalaitteiston ohjaamiseksi.

20

Suoritusmuotojen kuvaus

Kuvassa 1 esitetty ilmastointijärjestelmän suoritusmuoto käsittää tulo-ilmakanavan 10, tuloilmalaitteiston 11, diffuusorin 12 ja ohjausyksi-: · 25 kön 13. Tuloilmakanava 10 syöttää kuivattua ja jäähdytettyä raitisilmaa, f’·· jonka virtaus ja lämpötila säädetään tuloilmalaitteistossa 11. Tätä tarkoitusta varten tuloilmalaitteistoon on järjestetty elimet (ei esitetty) ·:· diffuusoriin 12 tulevan ilmavirtauksen tilavuuden säätämiseksi ja elimet tuloilman jälkilämmittämiseksi.

;T: 30

Vaihtoehtoisesti voidaan lämmintä ja kylmää ilmaa syöttää diffuusoriin kaksikanavajärjestelmän kautta, jolloin ilman sekoitus ja virtauksen : säätö tapahtuu tuloilmalaitteiston ja diffuusorin yhdistelmässä.

35 Ohjausyksikköön 13 on tavanomaisesti järjestetty lämpötila-anturi (ei ·; ·· esitetty) sen tilan, johon ohjausyksikkö on asennettu, lämpötilan tunnis tamiseksi. Lämpötila-anturia ympäröivän kuvun ilmastointiaukot 14 varmistavat, että anturi on kosketuksissa ympäröivään lämpötilaan.

4 114821

Ohjausyksikön 13 etupuolelle on järjestetty ohjauspaneeli, joka käsittää kolme ohjausnäppäintä 15, 16 ja 17. Näistä näppäimistä käytetään näppäintä 15 lämpötilan nostamiseksi, näppäintä 16 sen laskemiseksi 5 ja näppäintä 17 käytetään tilan lämpötilan laskemiseksi nopeasti. Va-lodiodien 18 riviä käytetään osoittamaan lämpötilamuutoksia normaaliarvosta.

Painettaessa näppäintä 17 viedään tilaan nopeasti enin käytettävissä 10 oleva määrä kylmää ilmaa ennalta ohjelmoituna aikana, esim. 10 minuutin kuluessa. Ohjausyksikössä 13 oleva mikroprosessori antaa tämän jälkeen käskyn, että tilan lämpötilan annetaan nousta siihen arvoon, joka tilassa oli ennen näppäimen painallusta, vähennettynä esim.

1°C:lla. Tämä säätötapa perustuu siihen olettamukseen, että voidaan 15 olettaa, että se henkilö, joka on painanut näppäintä 17 katsoi, että tilassa oli liian lämmintä, eikä hän halunnut, että lämpötila palaa sille tasolle, joka vallitsi ennen näppäimen painallusta. Edelleen riittää esimerkiksi siivoushenkilökunnalle, jos maksimiviileyttä pidetään yllä noin 10 minuutin ajan, jolloin tila ehditään siivota ennen kuin järjestelmä 20 palaa "normaalitilaan". Painettaessa näppäintä 17 voidaan astemootto-rilla säädettävä venttiili saada avautumaan esimerkiksi kaksi kertaa nopeammin kuin normaalissa säädössä tilan viilenemisen nopeuttamiseksi ilman, että astemoottoria ja venttiilimekanismia tämän johdosta kulutetaan ennenaikaisesti tai että niitä on ylimitoitettava.

25

Kuvassa 1 on esitetty tietokoneen 19 liitäntä ohjausyksikköön 13. Tietokonetta käytetään tuloilmalaitteiston säätämiseksi kuristuselimien vir-taussäätöalueen osalta.

··* 30 Jotta voitaisiin käyttää laadultaan yksinkertaisia ja edullisia paineantu- reita, joiden signaalinanto-ominaisuudet muuttuneen paineen funktiona muuttuvat ajan myötä, käytetään automaattista kalibrointia jaksottain siten, että paineanturi antaa hyväksyttävän tarkkuuden kalibrointien välillä. Tämä suoritetaan siten, että ilmastointijärjestelmään synnyte-35 tään nollavirtaus, jolloin lähtevä signaali mitataan. Nollavirtaus saadaan aikaan siten, että järjestelmää käyttävä puhallin pysäytetään ajan funktiona. Kalibrointi suoritetaan joka kerta, kun nollavirtaus saadaan aikaan tietyllä aikavälillä. Aikaansaatu nollavirtaus katsotaan ilmaistuksi ,- 1 1 4821

O

joka kerta, kun paineanturin lähtösignaali laskee ennaltamäärätyn tason alapuolelle.

Koska säädetyn tason vaihtelut kanavajärjestelmässä voivat johtua 5 muiden järjestelmään liitettyjen laitteistojen vaihtelevista ilmanotoista, puhaltimien tulo/poistoilman painevaihteluista ym., vaihtelee virtaus, jos tilavuudensäätöelimet ovat muuttumattomassa asennossa. Prosessi tietyn virtauksen säilyttämiseksi sekä virtauksen muuttamiseksi tapahtuu normaalisti saadun virtauksen takaisinkytkennät ohjausyksikköön.

10 Tämä takaisinkytkentä voi aiheuttaa hitautta ja värähtelyongelmia koko säätöjärjestelmässä, mikä puolestaan johtaa tilan lämpötilan vaihteluihin sekä tarpeettoman suureen energiankulutukseen ja tilavuus-virtauksen säätöelimien kulumiseen.

15 Tältä vältytään välittämällä ohjausyksikköön 13 tilavuusvirtauksen säätöelinten asemaa koskeva tieto — vallitseva paine — aikaansaatu tilavuusvirtaus, jolloin asemanmuutokset voidaan tehdä nopeammin ja tarkemmin.

20 Keksintöä ei ole rajoitettu edellä esitettyihin suoritusesimerkkeihin, vaan useat muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (3)

6 114821

1. Menetelmä tuloilmalaitteiston (1) ohjaamiseksi esim. laivoissa olevien tilojen ilmansyöttöä ja lämpötilan säätöä varten, joka 5 laitteisto on liitetty ainakin yhteen ilmastointikanavaan (10) ja käsittää elimet tilaan virtaavan ilman tilavuuden säätämiseksi, elimet tilaan vir-taavan ilman lämpötilan säätämiseksi, ja ohjausyksikön (13) virtauksen ja lämpötilan ohjaamiseksi halutulle lämpötilatasolle, jolloin ohjausyksikkö (13) asetetaan laskemaan lämpötilataso alkuarvosta asetus-10 arvoon, joka eroaa tietyn määrän mainitusta alkuarvosta, tunnettu siitä, että virtauksen säätöelimet ja lämpötilan säätöelimet säädetään uudelleen lämpötilan laskemiseksi nopeasti ennalta määrätyssä ajassa, ja että nämä elimet sen jälkeen kun tämä aika on kulunut säädetään uudelleen lämpötilatasolle, joka on alempi kuin alkuperäinen taso, jolla 15 lämpötila oli ennen sen laskemista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tarkka virtauksen säätö saadaan aikaan säännöllisesti toistuvalla nollakalibroinnilla ohjausyksikköön (13) sisältyvän differentiaali- 20 painemittarin avulla, joka kalibrointi tapahtuu siten, että ohjausyksikkö itse tunnistaa nollavirtauksen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjausyksikköön (13) välitetään tilavuusvirtauksen säätö- 25 elinten kuristusominaisuutta koskeva tieto, jota käytetään tilan lämpötilan nopeaan ja tarkkaan säätämiseen sekä energiansäästöön. 7 114821