KR102408073B1 - 공기 처리 시스템에서 공급 공기 유동의 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

공급 공기 유동(L1)의 제어를 위한 방법 및 공기 처리 장치(1). 공기 처리 장치(1)는 공급 공기 유동(L1)의 유입을 위한 입구(6) 및 압력 박스(5)의 밖으로 공급 공기 유동(L1)의 유출을 위한 다수의 출구(7)를 포함하는 압력 박스(5)를 가진 칠드 빔(2)으로 구성된다. 또한, 공기 처리 장치(1)는 공급 공기 유동(L1)의 제어를 위한 액츄에이터(12)로 구성되고, 그리고 압력 박스(5)에서 각각의 정압(p_s)제어에 유용한 적어도 하나의 압력 측정 소켓(13)으로 구성된다. 공기 처리 장치(1)는 압력 박스(5) 및 액츄에이터(12)의 위치, 및 칠드 빔(2)에서 실제 공급 공기 유동(L1)을 산출하는 것을 기초로 한 정압(p_s)을 등록한다. 액츄에이터(12)는 결국 커버 부재(9)의 선형 이동으로 출구(7)의 구성을 달라지게 하기 위해 마련됨으로써, 출구(7)의 개방 영역 운동은 달라진다.

Description

공기 처리 시스템에서 공급 공기 유동의 제어 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING A SUPPLY AIR FLOW AT AN AIR TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 구내에 공급 공기 유동의 제어 및 공기 처리 장치로 실내 공기의 조절 장치 및 방법, 특히 이른바 칠드 빔에 관한 것이다. 공기 조화 시스템의 주요 공기 제어는 이른바 VAV-제어를 뜻하고, 이는 시스템과 연결된 하나 이상의 구내에 제어된 공기 유동이 요구된다는 것을 의미하며, 즉 구내가 사용되었는지 아닌지 그리고 실내에서 우세한 부하가 무엇인지 조절한 공기 유동은 일반적으로 특정 범위 내에서 가변적이다.

이것은 공기 공급 및 동시에 실내 공기를 조절하기 위해 이른바 활성 칠드 빔을 사용하는 것으로 잘 알려졌다. 공급 공기가 칠드 빔과 더욱이 노즐의 밖 또는 실내를 향한 빔의 노즐들에 공급됨으로써, 실내 공기의 유도 유동이 생성되고, 그리고 그 안의 칠드 빔 및 통합 열교환기를 통해 흡입된다. 열교환기는 액체에 연결되었고 그리고 열교환기를 통해 공기 유동을 냉각시키거나 가열한다. 따라서 통과하는 공기 유동 순환은 조절되고 열교환기 이후의 순환 공기 유동은 혼합 챔버에서 공급 공기와 다시 혼합되고, 최종 공기 유동은 다시 구내로 나간다. 이것은 공기의 제공과 동시에 조절된 구내를 만들 것이다.

또한 VAV(Variable Air Volume, 가변적인 공기 부피), 즉 예를 들어 강제 공기 유동을 위한 푸시 버튼을 통해 사용자가 구내로 그리고 구내로부터 공기의 유동을 제어하도록 하거나 또는 이른바 요구-제어된 공기 유동 제어라 불리는 것으로 인체 감지 센서, CO₂센서, 실내 온도 센서 등의 표시에 의한 시스템 조절을 하도록 하는 것이 공기 처리 기술분야에서 잘 알려져 있다. 이러한 제어 유형의 주된 이유는 에너지 절약이고 이런 이유로 시설 운영비가 감소되고, 한편, 요구가 있을 때만 환기하고 공기를 조절하는 것은 논리적이다. 스웨덴을 포함하여 몇몇 시장에서 건물의 이익을 위한 특정한 최소 공기 유동에 대해 요구가 있고, 이것은 스웨덴에서 적어도 O.35 l/s,㎡ 의 공기 공급을 의미한다. 상업적으로 이용 가능한 VAV 해법들은 댐퍼 장치가 위치한 각각의 덕트에서 공기 유동을 조절하는 덕트 시스템의 다른 부품들에서 다수의 댐퍼 장치들로 구성되는 공기 조화 시스템에 기초를 둔다. 또한, 이들 댐퍼 장치들이 플랜지 전체에 강하하는 압력을 측정하기 위해 오리피스 플레이트를 제공한 것은 흔하고, 그렇게 함으로써 실제 공기 유동의 측정이 가능하다. 일반적으로 시설은 각 분기 덕트에 공기 유동 제어를 위해 이러한 분기 덕트들과 더불어 섹션들로 나뉜다. 개별 실내 수준에 이르기까지 VAV 조절을 원한다면, 종래 기술은 각 실내에서 각 채널은 실내의 공기 유동이 정확할 것을 보장하기 위한 이러한 VAV 댐퍼 장치로 제공되어야 한다고 명시한다. 실내 수준에 이르기까지 정확히 제어를 사용하지 않고 집단 제어를 사용한다면, 독특한 실내의 공기 유동은 그룹의 공기 유동 요구가 달라지게 되면 확실성을 갖고 제어 및 조절될 수 없다. 예를 들어, 사무실에서 미팅룸 일부에 공급 공기 유동을 요구한다면, 공간은 줄어들고, 그리고 이들이 동일 그룹과 분기 덕트에 위치한다면, 시스템은 그룹의 공기 유동을 하향 조절할 것이고 또한 그런 후에 덕트에서 압력 강하는 감소된다. 그런 후에 예를 들어 미팅룸들 중 하나가 여전히 사용 중이면, 따라서 정상 공기 유동을 가져야 하고, 압력이 그 그룹에서의 전체 부하와 동일하지 않기 때문에 이것이 보정된 그리고 반영된 공기 유동이 될 것인지 확실하지 않다. 따라서, 실내에서 쾌적함의 정도가 유지될 것인지는 확실하지 않다. 그런 후에 시스템은, 적어도 실내의 수준에서, 압력 의존적인데, 왜냐하면, 이것이 적당한 공기의 양을 바로 전달하는지 알기 위해, 그리고 이로 인해 실내의 기후를 제어하기 위해 칠드 빔 전에 특정 압력이 필요하기 때문이다. 각 실내들의 제어력을 확보하기 위하여 따라서 일반적으로 각 실내의 개별 제어가 설치된다. 개별 VAV 댐퍼를 가진 시스템 제공의 단점은 시스템이 빌트-인 및 각 VAV 댐퍼에서 에너지 소비적인 압력 강하가 되는 것이다. 오리피스 전반에 걸쳐 압력 강하가 있어야 하고 그리고 또한, 측정 및 덕트에 나타내어지는 현재 공기 유동의 측정 및 제어에서 정확성을 얻기 위해 너무 낮아서는 안 된다. VAV 해법의 이러한 유형과 결합하기 위해 칠드 빔을 가진 시스템에서, 말하자면, 실내에 전달된 실제 및 반영된 공기 유동을 진정으로 알기 위한 칠드 빔 압력 의존성, 전달된 제어를 갖기 위해 그리고 전달된 공기 부피 및 전달된 냉각 효과를 갖기 위한 전제 조건인 실내에서, 이것은 공기 공급 유동과 동일한 특정 정압에서 칠드 빔에 의한 유도에 의존적이다.

압력 의존 및 압력 변화를 감소하기 위한 대안은 예를 들어 메인 덕트에서 사무실 층으로 예가 될 수 있는 이것의 이상적인 형태에서 이른바 링 시스템을 구축하고, 공급 공기의 예는 확대되고 전체 층을 위해 연속적 링과 연결된 것이다. 덕트는 메인 덕트에서 항상 낮고 안정적인 공기 속도를 갖기 위해 치수가 지정되었으므로 덕트 단면은 크고, 원칙상으로는 각 실내에서 각 덕트 분기는 링 덕트에서 곧장 이동하고, 그로써 각 분기에 이용 가능한 압력은 정해진 요구를 위한 공기 유동은 실내 수준에 대체로 충족될 수 있는 공기 유동의 일부 변형에도 동일해진다. 그러나 이러한 해법도 단일 칠드 빔의 밖으로 전달된 실제 공기 유동 또는 그와 유사한 것은 압력이 알려지고 일정하다는 것에 의존적인 것에 기초한다. 또한, 공기의 실제 전달된 양은 실제 등록 및 측정이 아닌 것이 최종 생산물과 칠드 빔에서 만들어졌기 때문에 아직 알려지지 않았다. 이들 과대 크기의 에어 덕트들은 예를 들어 더 높은 건물에 수용할 수 있는 층들의 수에 영향을 끼치고, 그리고 또한 천장 및 수직 샤프트에서 설치 공간을 공유하기 위한 다른 장치들에 영향을 미치는 많은 공간을 요구한다. 마찬가지로, 상기에 기재된 것과 같은 것에 여전히 유사한 특성들을 갖는 링으로 구성되지 않는 덕트 시스템에 의해 덕트 크기들은 덕트들에서 낮은 속도를 얻기에 충분히 크게 선택됨으로써 링 시스템에서와 같이 동일한 방식으로 압력 의존성을 감소할 수 있다.

이제 본 발명과 더불어 목적은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 달성되는 것으로, 제 1항의 전제부에 따른 공기 처리 장치에 의한 본 발명의 제 1 측면에서, 칠드 빔 압력 박스안에서 정압을 측정하고 그리고 등록하기 위해 마련되고 그리고 칠드 빔은 공급 공기를 제어하기 위해 액츄에이터와 함께 제공되고 공기 처리 장치는 액츄에이터 위치를 등록하기 위해 마련된다.

이러한 데이터에 기초하여, 칠드 빔 내로의 사실의 그리고 실제의 공기 유동이 산출되고, 그리고 만약 칠드 빔에 의해 제공된 구내의 상태가 실내 센서를 통해 변화가 필요한 것으로 나타나면, 액츄에이터가 조절되고 이로써 공급 공기 유동이 변화한다. VAV 해법들을 가진 종래의 칠드 빔과 달리, 출구들과 출구노즐들의 구성은 액츄에이터를 사용하여 달라지고, 그리고 이것은 칠드 빔 압력 박스에서 압력을 측정함으로써 실제 유동을 기초로 한다. 액츄에이터의 특정 위치, 및 따라서 압력 박스의 출구에 관한 커버 부재상의 특정 위치는, 예를 들어 출구의 크기와 같이, 공급 공기 유동을 통해 정해진 출구의 구성에 일치한다. 따라서 액츄에이터의 위치는 이른바 출구의 k-인자와 일치하고; k-인자는 공기 조절 분야 안에서 잘 알려진 용어이다. 실내 센서 또는 여러 개가 있는 실내 센서들은 예를 들어 인체 감지 센서, 온도 센서 또는 이산화탄소 센서가 될 수 있다. 본 발명의 공기 처리 장치는 이것에 의해 상기 언급한 각 실내들에 대한 추가의 VAV 댐퍼를 필요로 하지 않고, 종래 기술에 따른 개별 유동의 제어에 있어서, VAV 조절이 출구에 직접 행해질 필요가 있다. 이로써 실제 유동 비율을 실제로 알고 그리고 이로부터 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 각 VAV 댐퍼에서 야기된 추가의 압력 강하 또한 방지하고 그리고 이들 댐퍼들이 측정의 확실성을 달성해야 한다는 것도 이룰 수 있다. 정압은 이제 박스에서 직접 측정된다는 사실 및 VAV 기능은 출구들과 출구노즐들 구성에 직접 영향을 미친다는 사실로, 개별 구내에 대한 유동의 양호한 제어는 불필요하고 에너지 소비적인 압력 강하 없이 얻어진다. 바람직한 실시예에 따르면, 액츄에이터는 커버 부재의 선형 이동에 의해 출구의 구성이 변하도록 마련되고, 이로써 압력 박스의 밖으로 공급 공기를 유출시키는 출구의 개방 영역이 변한다. 바람직하게, 출구들은 예를 들어 압력 박스 측벽으로부터 밖으로 타공된 길게 연장된 슬롯들로 형성된다. 압력 박스의 각각의 측벽들의 내부 또는 외부에 커버 부재가 제공되고, 바람직하게 긴 스트립의 형태로, 또한 타공된 길게 연장된 슬롯들로 제공된다. 액츄에이터가 선형이고 그리고 각각 "조절 스트립"에 연결되는 것에 의해, 공급 공기 유동의 변화의 필요성을 요청할 때 조절 스트립과 커버 부재는 출구와 관련하여 선형적으로 대체되고 출구 개방 영역을 더 많이 또는 더 적게 커버한다. 이로써, 칠드 빔 성능 및 공기 유동의 특징들이 표준 시험 방법에 따라 실험실 시험으로 테스트되었고, 이른바 k-인자는 다양한 개방 출구 영역으로 알려졌다. k-인자는 이런 동적인 경우에 있어서, 즉 이것은 커브에 따라 변화하여, 간격 영역은 연속적으로 달라진다. 바람직하게 액츄에이터의 선형 이동은 선형 이동을 제공하는 액츄에이터를 기준으로 액츄에이터의 바깥으로 또는 안쪽으로 움직이는 샤프트를 통해 발생한다. 액츄에이터 축선의 위치는 그런 후에 k-인자에 일치하는 간격의 특정 개구와 일치한다. 따라서 소프트웨어가 액츄에이터 위치(k-인자를 산출하는)에 기초한 실제 공기 유동 및 칠드 빔 압력 박스에서의 정압을 산출하는 것이 가능하다. 추가 이점들은 공기 처리 장치의 밸런싱이 오직 액츄에이터의 다양한 가장 바깥쪽 위치 및 중간 위치가 미리 설정되면, 예를 들어 시설에서, 추가적으로 제어 신호에 의해 가운데로 초기화될 수 있다는 것이다. 다른 이점들은 덕트 작업물중 상이한 위치에 다양한 전력과 제어 케이블을 가진 칠드 빔과 VAV 댐퍼를 분리 설치하는 것 대신에 오직 하나의 생산물인 - 액츄에이터를 구비한 칠드 빔이 설치될 필요가 있을 때 단순히 관련된 설치만 하면 된다는 점이다. 본 발명과 더불어 압력 독립적인 칠드 빔이 달성되고, 즉 이것은 시스템 내에서 압력 변화와 관계없이 적절한 공기 유동을 전달하고- 적어도 특정한 적정 한계(40Pa 내지 120Pa) 및 압력 박스에서 정확한 측정을 위한 충분한 압력 측정 또한 이용 가능하다. 또한, 종래의 VAV 댐퍼보다 더 큰 공기 유동 변화에 대응하는 장치로, 예를 들어 압력 강하는 공기 유동의 지나치게 넓은 범위에서 빠르게 지나치게 높아지는 것을 의미하는 오리피스 플레이트 전체의 압력 강하에 따라 1/5 (5-25 l/s) 대신에 1/10 (5-50 l/s)의 오더로 압력의 제곱으로 증가한다.

바람직한 실시예에 따르면, 장치는 압력 박스에서 정압을 등록하는 것에 의해 마련된 그 자체로, 이것은 예를 들어 이러한 연결에서 일단부에 의해 그리고 측정관 및 압력 박스 압력 측정 소켓 및 그것의 다른 단부에 의해 연결된 측정관 연결로 제공된다. 또한, 액츄에이터는 회전 운동 또는 선형 운동에 관련된 액츄에이터 위치를 등록하기 위해 조정되며, 이는 액츄에이터의 특정 위치가 장치의 커버 부재의 특정 위치와 일치한다는 것을 의미하고, 커버 부재는 출구와 관련하여 액츄에이터에 의해 이동 가능하다. 출구 영역의 부분을 커버하는 커버 부재에 의해, 출구의 다른 구성들은 커버 부재상에서 액츄에이터의 영향 아래 대체된 다른 위치에 얻어진다. 실시예에 따르면 액츄에이터는 액츄에이터 위치에서 정보를 기록하고 그리고 칠드 빔 압력 박스에서 실제 정압에 관한 정보를 포함하여 k-인자로 옮기고, 칠드 빔을 통해 실제 유동을 산출하는 소프트웨어와 함께 제공된다. 액츄에이터는 이러한 "지능"으로 제공되고 그리고 본 발명에 따른 액츄에이터는 칠드 빔에 직접 마련됨으로써, 더욱이 최소 유동에 대해 공장 설정이 될 수 있고 액츄에이터에서 프리셋 장치를 통해 정상 유동과 최대 유동 사이에 범위를 제어하고, 실제 유동이 알려진 곳에서 더 생산물이 되는 컴팩트 유닛이 얻어진다. 상기와 같이, 실내 센서를 통한 실내에서의 상황에 의해, 실내에서 실제 유동과 현재 쾌적한 모드를 위한 설정 포인트를 비교하는 것에 의해, 유동은 조정되고 필요하다면 보장된다. 상기에 언급되지 않은 것과 모든 실시예들에 적용하는 것은 종래 기술에 따라 실내의 온도 조절의 필수 부분이 칠드 빔에서 열교환기를 통해 유체의 유동을 제어하면서 행해진다. 또한, 열교환의 산출과 공급 공기 유동 사이에 연결은 일정하게 가깝고 그리고 증가된 공급 공기 유동비는 일반적으로 열교환을 통해 증가된 유도 유동을 생성하고 따라서 열교환이 증가된다. 예를 들어, 온도가 액체의 유동을 조절함으로써 설정 포인트 이내로 유지될 수 없으면 그리고 액체 유동이 그 최대에 도달했을 때, 공급 공기 유동은 유도 유동 및 열교환의 효율을 증가시키기 위해 증가될 수 있고, 이는 출구들을 통한 VAV 유동 조절에 추가적인 잇점이다.

더 바람직한 실시예에서, 압력 센서는 액츄에이터가 이것을 등록하는 대신에 압력 박스에서 정압을 기록하는데 사용된다. 정압과 관련한 정보는 액츄에이터로 전송되고 그리고 이것에 기초하여 액츄에이터의 위치는 칠드 빔을 통한 실제 유동을 산출한다. 액츄에이터가 압력 호스를 위한 연결을 갖고 있는 점에서 이는 앞서 말한 실시예에 가장 가까운 대안이다. 그렇게 함으로써 이것이 바람직하다면 더 간단한 액츄에이터를 사용하는 것이 가능하다. 본 발명의 대안적인 실시예는 압력 박스에서의 정압 및 액츄에이터의 위치를 기록하기 위한, 공기 처리 시스템의 일부, 바람직하게는 전체 시설을 제어하기 위한 BMS 시스템의 일부인 소프트웨어이다. 본 발명에 따르면, 칠드 빔에서 실제 공기 유동을 산출하는 실제 "지능"이 제한된 것은 아니지만, 이것은 칠드 빔인 공기 처리 장치에 배치된 것이 아니라, 소프트웨어 또한 집중화되고 전역화될 수 있다. 그러나 수집된 정보, 즉 등록된 실내 조건 및 액츄에이터를 포함하는 칠드 빔의 현재 상태는 "실내 수준"으로부터 비롯된다.

본 발명의 제 2 측면에서 목적은 상기 언급한 문제점들을 해결하기 위해 제 5 항의 전제부에 따른 공기 처리 장치의 수단에 의해 이를 제어하고 그리고 구내로의 공급 공기를 제어하는 방법을 통해 달성되고, 이러한 방법은 다음을 포함한다. 공기 처리 장치에 의해 제공될 구내에 배치된 실내 센서에 의해, 예를 들어 실내 온도, 이산화탄소 농도 또는 누군가가 구내에 있는지 여부와 같은 실내 상태가 나타난다. 공기 처리 시스템이 "실내 조건들"의 기록이 얼마나 진보되었는지 다른 정도를 가질 수 있는 것에서, 이것은 상당히 종래의 기술이고, 그것은 각 실내에 나타나야 한다. 예를 들어, 실내 쾌적도는 온도 또는 이산화탄소중 어느 하나 대안적으로는 양쪽 모두에 대해 제어될 수 있고, 그리고 덧붙여 구내가 점유 센서에 의해 사용되는지를 나타내는 표시도 갖는다. 연속적으로 실내의 상태를 측정 및 등록하는 센서들의 유형 및 상태에 따라, 또한 현재 실내 조건에 유효한 설정 포인트에 대한 시스템을 제어하기 위한 제어 시퀀스가 있다. 그런 후에 제어는 보통 구내로 그리고 구내로부터의 공기 유동 제어 뿐만 아니라 칠드 빔 열교환기를 통한 유체 유동에 관한 것이다. 이제 본 방법에서 또한 칠드 빔 압력 박스에서 정압이 측정되고 그리고 기록되고 그리고 그런 후에 또한 특정한 일련의 조절 스트립과 커버 부재와 일치하는 액츄에이터의 위치도 기록된다. 액츄에이터 이동은 스트립 조절에 영향을 미치고 따라서 칠드 빔을 통한 공급 공기 유동의 변경을 위한 출구의 구성에 영향을 미친다. 스트립을 조절하는 특정위치는 특정한 이른바 k-인자에 대응되고, 그런 후 등록된 정압과 함께 사용되며, 이로써 진짜의 그리고 실제의 공기 유동이 산출된다. 이것으로 이제 시스템은 실제 공기 유동을 알게 되고, 이제 실내의 현재 상태에 대한 현재 설정 포인트 또는 실내 쾌적도와 비교된다. 만약 설정 포인트에 도달되지 않거나 또는 상태가 예를 들어 온도 또는 이산화탄소에 관련된 설정 한계 이내가 아니라고 실내 조건이 나타내어진다면, 출구의 구성이 변하고, 이로써 액츄에이터는 출구와 관련된 조절 스트립과 커버 부재를 움직이고, 이로써 공급 공기 유동이 변한다. 물론 제어가 달라 보일 수 있는 방법에 대한 제어 시퀀스 예를 들어, 높은 실내 온도를 나타낼 때 주로 종래의 해법인 열교환기를 통해 액체 유동이 달라질 수 있다. 그러나 만약 액체 유동이 그 최대에 도달하고 여전히 온도가 유지되지 않는다면, 더 많은 공급 공기가 실내에 공급될 수 있다. 칠드 빔을 통해 증가한 공급 공기 유동은 액츄에이터로 제어되고 더욱이 공급 공기 냉각 용량 또한 실내 온도를 낮추는 데에도 도움이 되는 열교환기를 통해 증가한 유도 유동을 제공하고, 종래의 시스템들은 출구 구성을 조절하지 않는다. 대신에, 이산화탄소 수준이 너무 높으면, 우선 더 많은 공급 공기가 요구되고, 그로써 주요 공급 공기 유동이 증가된다. 더욱이, 만약 구내가 비어 있는 것에서 채워진 것으로 변한다면, 이는 인체 감지 센서 또는 예정된 동작 시간에 따라 프로그램된 것에 의해 나타내어질 수 있고, 시스템은 최소 유동에서 정상 유동으로 변한다. 정상 유동에서 제어는 바람직하게 온도 또는 이산화탄소의 표시에서 수행된다. 만약 인체 감지가 없다면 시스템은 공급 공기 유동을 최소 유동에 이르도록 다시 조절한다. 더 오래된 해법들에 있어서, 유사한 조절은 실내 수준 제어를 위한 시설에서 다양한 VAV 댐퍼를 가진 종래의 VAV 제어로 수행되고, 이는 설치하는 동안의 시간, 인건비 및 각 VAV 댐퍼에서 압력강하로 인한 동작을 쓰게 된다. 이제 본 발명은 칠드 빔에서의 정압 및 현재 노즐 구성을 측정하고 구내에 진짜의 그리고 실제의 공기 유동을 산출하고 그리고 만약 필요하다면 액츄에이터 이동을 통해 공기 유동을 바꾸고 그리고 출구 구성 및 이런 이유로 칠드 빔 유도에 영향을 미친다. 시스템에서 불필요한 추가의 압력 강하 없이 이러한 개선된 VAV 제어는 알려진 해법들 중에서는 이용할 수 없다. 본 방법의 바람직한 실시예에서, 공기 유동은 커버 부재의 선형 이동을 통해 바뀌고, 이는 칠드 빔 압력 박스에서 출구 홀과 관련하여 배치되며, 이로써 공급 공기의 유동을 위한 출구 개방 영역이 증가되거나 또는 감소된다. 선형 이동은 액츄에이터에 배치된 샤프트의 선형 이동으로 달성되고, 샤프트는 빔의 길이 방향 크기와 관련하여 앞으로 또는 뒤로 움직여진다. 영역 변화는 출구가 긴 슬롯 및 유사한 커버 부재의 형태를 가짐으로써 제공되는 것이 바람직하고, 이로써 액츄에이터가 커버 부재를 움직이는 동안, 출구를 기준으로 한 커버 부재의 배치는 영역을 완전 개방으로부터 완전 폐쇄까지 연속적으로 변화하도록 하고, 그 역도 허용한다.

본 발명에 의해 다시 알려진 다수의 이점들 해법들이 얻어진다:

- 칠드 빔을 통한 진짜의 그리고 실제의 공기 유동은 각 구성 및 알려진 시기에 있다.

- 칠드 빔 출구과 노즐들과 직접적으로 통합된 VAV 기능은 각각의 칠드 빔에서 독특한 VAV 댐퍼로 인해 불필요한 압력 강하 손실이 방지되고, 결과적으로 에너지 절약 및 더 좋은 가동 경제를 야기한다.

- 분리된 VAV 댐퍼들과 칠드 빔 대신에 - VAV가 장착된 칠드 빔인 단 하나의 제품을 설치하기 때문에 설치하는 동안의 시간 절약.

- 칠드 빔 및 VAV는 별도로 조절될 필요가 없기 때문에 밸런싱을 위한 시간 절약, 더욱이 중앙 제어 시스템을 통한 소프트웨어로 밸런싱하는 것은 가능하다.

- 칠드 빔은 알려진 공급 공기에 대해 압력 독립형이고, 덕트 시스템중 다른 포인트의 업스트림에서가 아니라 실제 정압이 칠드 빔 압력 박스 내에서 측정되는 것에 의존적이다.

- 예를 들어 5 l/s 내지 25 l/s가 될 수 있는 값들과 일치하는 종래의 VAV와 비교하여 5 l/s 내지 50 l/s 사이에서 종래의 VAV 댐퍼들과 비교하여 더 큰 유동 영역을 취급한다.

다음의 도식적인 원칙 도면들이 나타낸다:
- 도 1은 공기 처리 유닛, 공급 및 배기 에어 덕트, 및 공급 에어 덕트와 연결된 공기 처리 시스템 그리고 공기 처리 장치가 구내에 공급 공기를 공급하는 것으로 구성된 공기 처리 시스템의 개략적인 도면을 나타낸다.
- 도 2a는 공기 처리 장치의 측면도를 나타낸다.
- 도 2b는 공기 처리 장치 및 그것을 통한 공기의 유동의 단면 개념도를 나타낸다.
- 도 3은 장치의 바람직한 실시예의 상향 사시도를 나타낸다.
본 발명의 구조적인 설계는 본 발명의 바람직하지만 제한적이지 않은 실시예를 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 다음의 구체적인 설명에서 명백해진다.

도 1은 VAV 시스템용 종래 유형의 공기 조화 장치(21)를 포함하는 공기 처리 시스템(4)의 단순화된 개념도를 나타낸다. 공기 조화 장치(21)는 공급 에어 덕트(3) 및 배기 에어 덕트(20)와 연결되어 있고 정상적으로 시스템에 연결된 다수의 분기 덕트(24)가 있는 것을 상징적으로 나타낸다. 더욱이, 공기 처리 장치(1)는 공급 에어 덕트(3)의 일단부에 연결되고, 공기 처리 장치(1)는 구내(A)에 공급 공기를 제공하고, 이는 도면에 상징적으로 도시된다. 인체 존재 여부, 실내 온도 및/또는 이산화탄소 수준에 대한 실내의 현재 조건을 등록하기 위해 실내 센서(14)와 인체 감지 센서(17)가 구내(A)에 제공된다. 시스템이 어떻게 제어되길 바라는가에 따라, 실내 센서(14)는 온도 센서(18) 및/또는 이산화탄소 센서(19)의 형태가 될 수 있다. 본 발명과 관련하는 도면 및 다음의 도면 기술은 공기 처리 시스템(4)이 인체 감지 센서(17), 온도 센서(18), 및 이산화탄소 센서(19)일 때의 예, 무엇 때문에 시설의 제어가 인체 감지, 온도, 및 이산화탄소에 기초할 수 있는지의 예이다.

도 2a 및 도 2b는 공기 처리 장치(1)를 통한 측면도 및 같은 것의 단면도이다. 공기 처리 장치(1)는 칠드 빔(2) 및 칠드 빔(2)에 마련된 선형 액츄에이터(12)로 구성된다. 칠드 빔(2)은 공급 에어 덕트(3)에 연결되고 그리고 공급 공기는 입구(6)를 통해 칠드 빔 압력 박스(5), 바람직하게는 압력 박스(5)의 일단부에 도달한다. 압력 박스(5)는 단단한 인클로저가 되지만 압력 박스(5)의 밖으로 공급 공기 배출을 위한 출구(7)로 구성된다. 출구(7)는 보통 하나 이상의 압력 박스(5) 벽 부분(26)에 타공되고 압력 박스는 종종 시트 금속으로 이루어진다. 압력 박스(5)에서 정압은 공기 유동 및 출구(7)의 최종 개방 영역에 따라 형성된다. 바람직한 실시예에서, 출구(7)는 이론상으로 압력 박스(5)의 전체 길이 방향 크기에 따라 규칙적인 반복 간격으로 마련된 길게 연장된 슬롯들의 형태를 가지고, 칠드 빔(2) 길이 방향에 실질적으로 수직인 상이한 두 방향으로 공기를 분출하도록 마련된다. 출구(7) 개방 영역의 변화를 위해 출구(7)와 함께 통합된 위치에서 압력 박스(5)의 외부 상에 제공된 커버 부재(9)이고, 바람직하게는, 출구(7)가 마련된 각각의 측면마다 하나의 커버 부재(9)이다. 커버 부재(9)는 긴 스트립으로 형성되고, 그리고 또한 출구(7)의 길이만큼 해당하는 길이로 길게 연장된 슬롯을 포함한다. 압력 박스(5)의 길이 방향을 따라 전후로 커버 부재(9)를 배치하면서, 커버 부재(9)에 의해, 그것이 커버된 부분들과 개방 간격들 모두를 포함하는 것과 같이, 출구(7)는 더 많이 또는 더 적게 커버되거나, 또는 전혀 커버되지 않는다. 압력 박스(5)는 또한 압력 박스(5)에서 정압의 등록을 위한 대표적으로 배치된 적어도 하나의 압력 측정 소켓(13)을 포함하고, 그리고 이는 측정관(22)의 연결을 위해 조절되고, 측정관은 또한 액츄에이터(12)상에 커넥터(25)로 연결된다, 도 3 참조. 공급공기를 압력 박스의 밖으로 배출하면 그것은 혼합 챔버(8)에 도달한다. 이제 (L1)을 뜻하는, 공급 공기 유동은 순환하는 공기 유동(L2) 유도 효과로 제공하고, 유도를 통해 실내 공기는 칠드 빔(2)에 배치된 열교환기(10)를 통해 흡입된다. 이러한 열교환기(10)는 관례적인 방식으로 냉각수 유동 또는 온수 유동, 대안적으로 모두와 연결된다. 이것은 칠드 빔 및 유체 순환에서 완전히 종래의 기술이고, 또한 제어 밸브는 열교환기(10)를 통해 유체 유동을 제어하도록 구비된다. 밸브를 포함하는 유체 순환은 도면에 나타나지 않았다. 순환 공기 유동 비율(L2)은 열교환기(10)를 통과하고 조절된 것이 되고, 즉, 냉각되거나 또는 가열되고, 그 결과 공기 유동은 혼합 챔버(6)에 도달하고 공급 공기 유동(L1)과 만난다. 공통의 공기 유동(L1+L2)은 칠드 빔(2)의 긴 측면들에서 긴 출구 개구(11)를 통해 칠드 빔(2)의 밖으로 더 향하여지고, 실내/구내(A)로 더 밖으로 향하여진다.

도 3은 일부는 공기 처리 장치(1)의 바람직한 실시예의 상향 사시도를 나타내고, 본 발명의 필수 요소들을 더욱 나타내기 위해 일부 부품들이 제거되었다. 칠드 빔(2)상에서, 액츄에이터(12)는, 압력 박스(5)의 각 벽 부분(26) 상에 마련된 2개의 커버 부재(9)로 액츄에이터(12)의 선형 이동이 전달될 수 있도록 마련된다(도 2b 참조). 바람직한 경우에 있어서, 액츄에이터(12)는 미끄러지기 쉽게 배치된 관통 샤프트(23)를 구비한다. 이로써, 액츄에이터(12)는 그 길이 방향을 따라 샤프트(23)를 배치하여 선형 이동이 이루어지고, 이러한 이동은 샤프트(23)와 커버 부재(9) 사이의 부착물(27)을 통해 커버 부재(9)로 전달된다. 또한, 액츄에이터(12)는 측정관(22)이 연결된 일단부로 연결(25)이 제공된다. 측정관(22)의 다른 단부는 압력 박스(5)에서 압력 측정 소켓(13)에 연결된다. 액츄에이터(12)는 압력 박스(5)에서 정압을 등록하기 위해 마련되고 또한 샤프트(23)의 물리적 위치를 등록하기 위해 더 조정되고, 최종 위치는 출구(7)의 개방 영역과 일치하는 k-인자와 일치한다. 액츄에이터에서 소프트웨어(15)는 샤프트(23)의 현재 물리적 위치를 현재 k-인자로 변환하고 그리고 압력 박스(5)에서 실제 정압에 의해 칠드 빔(2)으로부터 진짜의/실제의 공기 유동을 산출한다. 액츄에이터(12)는 세트 스크류 형태의 조절 수단(28)도 갖고, 이는 인체 감지가 되지 않을 때 최소 유동을 설정하기 위해 사용되고, 그리고 인체가 감지되었을 때 정상 유동에서 최대 유동으로 공급 공기 유동을 변화시키도록 추가로 설정된다

예를 들어, 인체 감지 센서(17)(도 1 참조)에 의해 나타나듯이 구역(A) 내에서 비-인체 감지일 때, 칠드 빔에서의 실제 공기 유동은 비-인체 감지에 적용되는 설정 포인트와 맞지 않기 때문에 공기 유동은 최소 유동으로 하향 조절된다. 따라서, 액츄에이터(12)는 감소된 유동을 위한 이동의 방향과 일치하는 방향으로 샤프트(23)를 이동시키고, 즉 커버 부재(9)가 출구(7)의 더 많은 부분을 커버하도록 하고, 여기서 유동 영역은 감소된다. 시스템은 비-인체 감지를 위한 설정 포인트와 일치하도록 유동을 조정한다. 정압과 액츄에이터의 샤프트(23)의 위치가 등록되고 그리고 설정 포인트와 비교됨으로써, 실내로의 정확한 공급 공기가 즉시 얻어진다. 또한, 열교환기(10)를 통한 유체 유동은 제어 모드에 따라 최소 유동에 이르기까지 조절될 수 있다. 비-인체 감지에서 온도와 이산화탄소 값들도 인체 감지 모드와 다른 한계를 가질 수 있다. 인체 감지 때 또는 온도 또는 이산화탄소의 수준이 목표 설정 포인트 내에 있지 않을 때, 액체 또는 공기 중 어느 하나의 유동 또는 그 2개의 조합이 조절된다. 이것은 본 발명의 범위에 있기 때문에 여기에서 우리는 오직 공급 공기 유동 조절만 논의한다. 인체 감지 및 정상 동작 모드에서, 공급 공기 유동은 정상 동작 모드까지 조절되고, 그리고 실내 온도가 설정 포인트 위로 오르면, 주로 액체 유동의 조정이 행해질 수 있다. 그러나 그것이 충분하지 않거나 그리고/또는 이산화탄소 수준 또한 높으면, 공기 유동은 구내의 쾌적함을 유지하기 위해 점차 증가된다. 또한, 압력 박스(5) 밖으로 증가된 공급 공기 유동(L1)은 적어도 특정 수준까지 더 큰 유도로 이어지고, 이것은 또한 증가한 순환 공기 유동(L2)이 열교환기 및 그것에 의해 조절되는 것을 통해 만들어지는 것을 의미한다. 실제 공급 공기 유동은 실내 조건에 따라 현재 설정 포인트를 향하여 일정하게 밸런싱되고, 칠드 빔에서 여전히 이용 가능한 그것을 벗어나는 어떤 추가적인 압력 강하 없이 VAV 조절은 칠드 빔(2)에서 개별적 및 직접적이고, 그리고 구내(A)의 공급 공기 유동은 정말로 정확하다.

1= 공기 처리 장치
2= 칠드 빔
3= 공급 에어 덕트
4= 공기 처리 시스템
5= 압력 박스
6= 입구
7= 출구
8= 혼합 챔버
9= 커버 부재
10= 열교환기
11= 출구 개구
12= 액츄에이터
13= 압력 측정 소켓
14= 실내 센서
15= 소프트웨어
16= 압력 센서
17= 인체 감지 센서
18= 온도 센서
19= 이산화탄소 센서
20= 배기 에어 덕트
21= 공기 조화 장치
22= 측정관
23= 샤프트
24= 분기 덕트
25= 커넥터
26= 벽 부분
27= 부착물
28= 조절 수단
A= 구내
L1= 공급 공기 유동
L2= 순환 공기 유동

Claims (5)

1. 구내(A)에 공급 공기 유동(L1)의 제어를 위한 공기 처리 장치(1)로서, 상기 공기 처리 장치(1)는 공기 처리 시스템(4)에서 공급 에어 덕트(3)에 연결된 칠드 빔(2)으로 구성되고, 그리고 상기 칠드 빔(2)은 상기 공급 에어 덕트(3)로부터 압력 박스(5)로 공급 공기 유동(L1)의 유입을 위한 적어도 하나의 입구(6)와 상기 압력 박스(5)를 나와 혼합 챔버(8)로 상기 공급 공기 유동(L1)의 유출을 위한 다수의 출구(7)를 가진 압력 박스(5)로 구성되고, 그리고 적어도 하나의 커버 부재(9)가 상기 출구(7)에 대해 옮겨질 수 있도록 배치됨으로써 상기 출구(7)는 바뀔 수도 있고, 더욱이 상기 칠드 빔(2)은 통과하는 공기 유동을 열교환기에 의해 냉각하거나 또는 가열하도록 선택적으로 마련된 적어도 하나의 액체적으로 연결한 상기 열교환기(10)로 구성되고, 상기 열교환기(10)의 순환 공기 유동(L2)은 상기 출구(7) 밖으로의 상기 공급 공기 유동(L1)에 의해 이루어지는 유도 효과로 인해 상기 구내(A)로부터 상기 혼합 챔버(8)로 흐르도록 마련되고, 그리고 상기 혼합 챔버(8)는 상기 공급 공기 유동(L1) 및 조절된 상기 열교환기(10)에 의한, 상기 순환 공기 유동(L2)을 공통 공기 유동(L1+L2)에 통합하고 그리고 상기 공기 유동(L1+L2)을 상기 구내(A)로 유출하기 위해 적어도 하나의 출구 개구(11)로 안내하도록 마련되고, 그리고 더욱이 상기 공기 처리 장치(1)는 상기 공급 공기 유동(L1)의 체적 유동의 제어를 위한 적어도 하나의 액츄에이터(12)로 구성되고, 그리고 상기 압력 박스(5)는 상기 압력 박스(5)에서 정압(p_s)의 대표 제어에 유용한 적어도 하나의 압력 측정 소켓(13)으로 구성되고, 그리고 상기 공기 처리 시스템(4)은 상기 구내(A)에서 실내 조건을 등록하기 위해 그리고 상기 공기 처리 장치(1)의 제어를 위해 상기 공기 처리 시스템(4)에 통신하기 위해 마련된 적어도 하나의 실내 센서(14)로 구성됨에 있어서, 상기 공기 처리 장치(1)는 상기 압력 박스(5)의 정압(p_s) 및 상기 액츄에이터(12)의 위치를 등록하기 위해 마련되고 그리고 상기 압력 박스(5)의 정압(p_s) 및 상기 액츄에이터(12)의 위치에 기초하여 상기 칠드 빔(2)에서 실제 공급 유동을 산출하고, 그리고 상기 액츄에이터(12)는 확인된 요구에서 상기 커버 부재(9)의 선형 이동에 의한 상기 출구(7)의 개방영역을 바꾸기 위해 마련되고, 상기 출구(7)의 개방 영역 운동은, 상기 공급 공기 유동(L1)의 변화를 위해, 상기 커버 부재(9)의 변위에 의해 바뀌는 것을 특징으로 하는 공기 처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 액츄에이터(12)는 상기 압력 박스(5)에서 정압(p_s) 및 상기 액츄에이터(12)의 위치를 등록하기 위해 마련되고, 그리고 더욱이, 상기 압력 박스(5)의 정압(p_s) 및 상기 액츄에이터(12)의 위치에 기초하여 상기 액츄에이터(12)의 소프트웨어에 의해 상기 칠드 빔(2)에서의 상기 실제 공급 유동을 산출하기 위해 마련된 것을 특징으로 하는 공기 처리 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   압력 센서(15)가 상기 압력 박스(5)에서 상기 정압(p_s)을 등록하기 위해 마련되고, 그리고 상기 액츄에이터(12)는 상기 압력 센서(15)의 상기 정압(p_s)과 상기 액츄에이터(12)의 상기 위치에 기초하여 상기 액츄에이터(12)의 소프트웨어(15)에 의해 상기 칠드 빔(2)에서의 상기 실제 공급 유동을 산출하기 위해 마련되는 것을 특징으로 하는 공기 처리 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 처리 시스템(4)은 상기 압력 박스(5)의 상기 정압(p_s) 및 상기 액츄에이터(12)의 상기 위치를 등록하기 위한 소프트웨어(15)로 구성되고, 그리고 상기 소프트웨어(15)는, 상기 압력 박스(5)의 상기 정압(p_s) 및 상기 액츄에이터(12)의 상기 위치를 기초로 하여, 상기 칠드 빔(2)에서 상기 실제 공급 유동을 산출하기 위해 마련되는 것을 특징으로 하는 공기 처리 장치.
5. 구내(A)에서 공급 공기 유동(L1)의 제어 및 이를 조절하기 위한 방법으로서, 공기 처리 장치(1)는 공기 처리 시스템(4)에서 공급 에어 덕트(3)에 연결된 칠드 빔(2)으로 구성되고, 그리고 상기 칠드 빔(2)은 상기 공급 에어 덕트(3)로부터 압력 박스(5)로 공급 공기 유동(L1)의 유입을 위한 적어도 하나의 입구(6)와 상기 압력 박스(5)를 나와 혼합 챔버(8)로 상기 공급 공기 유동(L1)의 유출을 위한 다수의 출구(7)를 가진 압력 박스(5)로 구성되고, 그리고 적어도 하나의 커버 부재(9)가 상기 출구(7)에 대해 옮겨질 수 있도록 배치됨으로써 상기 출구(7)는 바뀔 수 있고, 더욱이 상기 칠드 빔(2)은 통과하는 공기 유동을 열교환기에 의해 냉각하거나 또는 가열하도록 선택적으로 마련된 적어도 하나의 액체적으로 연결한 상기 열교환기(10)로 구성되고, 상기 열교환기(10)의 순환 공기 유동(L2)은 상기 출구(7) 밖으로의 상기 공급 공기 유동(L1)에 의해 이루어지는 유도 효과로 인해 상기 구내(A)로부터 상기 혼합 챔버(8)로 흐르도록 마련되고, 그리고 상기 혼합 챔버(8)는 상기 공급 공기 유동(L1) 및 조절된 상기 열교환기(10)에 의한, 상기 순환 공기 유동(L2)을 공통 공기 유동(L1+L2)에 통합하고 그리고 상기 공기 유동(L1+L2)을 상기 구내(A)로 유출하기 위해 적어도 하나의 출구 개구(11)로 안내하도록 마련되고, 그리고 더욱이 상기 공기 처리 장치(1)는 상기 공급 공기 유동(L1)의 체적 유동의 제어를 위한 적어도 하나의 액츄에이터(12)로 구성되고, 그리고 상기 압력 박스(5)는 상기 압력 박스(5)에서 정압(p_s)의 대표 제어에 유용한 적어도 하나의 압력 측정 소켓(13)으로 구성되고, 그리고 상기 공기 처리 시스템(4)은 상기 구내(A)에서 실내 조건을 등록하기 위해 그리고 상기 압력 박스(5)의 상기 정압(p_s)을 상기 공기 처리 장치(1)의 제어를 위해 상기 공기 처리 시스템(4)에 통신하기 위해 마련된 적어도 하나의 실내 센서(14)로 구성됨에 있어서,
   - 상기 압력 박스(5)내의 상기 정압(p_s)을 측정하는 단계,
   - 측정된 상기 정압(p_s) 정보를 포함하는 k-인자를 제공하는 상기 출구(7)의 개방영역을 결정하기 위해 상기 액츄에이터(12)의 위치를 등록하는 단계,
   - 상기 압력 박스(5)의 상기 정압(p_s) 및 상기 액츄에이터(12)의 상기 위치에 기초하여 상기 칠드 빔(2)의 실제 공급 유동을 산출하는 단계,
   - 상기 실내 센서(14)로 상기 구내(A)에서의 상기 실내 조건을 측정 및 등록하는 단계,
   - 상기 실제 공급 유동을 측정된 상기 실내 조건을 위한 설정 포인트와 비교하는 단계,
   - 검출된 요구에서, 상기 공급 공기 유동(L1)을 변화시키기 위해, 상기 커버 부재(9)의 선형 운동에 의해 상기 액츄에이터(12)가 상기 출구(7)와 관련된 상기 커버 부재(9)를 이동시키고, 상기 출구(7)의 개방 영역 이동은 상기 공급 공기 유동(L1)의 유출을 변화시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 구내(A)에서 공급 공기 유동(L1)의 제어 및 이를 조절하기 위한 방법.

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