NO339882B1 - Kjøleenhet - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en kjøleenhet monterbar i airconditionsystemer i bygninger for kjøling/varming av innendørsluften deri. De innendørs rommene blir kjølt/oppvarmet av tilført luft og kjølevæske som sirkulerer i kjøleelementet.

For tiden er implementering av kjølefunksjon i airconditionsystemer i bygninger generelt basert på kjøling av innendørs rom ved hjelp av både en strøm av nedkjølt tilførselsluft så vel som kjøleanordninger slik som kjølebatterier montert i det innendørs rommet. Et kjølemedium slik som vann sirkulerer i kjølebatteriet. I denne hensikt produserer en vannkjøler nedkjølt vann som sirkuleres via kjølebatteriet til luftinntaksenheten og kjøleanordningene ved det innendørs rommet. I tillegg til vannkjøleren er en atskilt takmontert fordamper/kondenser nødvendig for å overføre varme som trekkes ut fra innendørsrommet til utendørsluften. Dermed behøver et samtidig A/C system tre forskjellige enheter: en luftinntakskjøleenhet, en kjøleenhet for sirkulerende kjølemiddel og et tak montert fordamper/kondensator.

Fra US-A-4446703 er det kjent en kjøleenhet for airconditionsystemer som omfatter et luftinntak for tilførsel av luft og væskekjølte kjøleelementer, hvor, i tillegg til inntaksluftkjølefunksjonen, kjøleeneheten omfatter en kjøler som er koblet til kjøleelementenes væskekrets.

Det er en hensikt ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en ny type kjøleenhet monterbar i airconditionsystem i bygninger hvor kjøleenheten er i stand til å løse problemene med tidligere kjente systemer og forenkle systemoppbyggingen på en betydelig måte. Kjøleenheten ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat kjøleenheten omfatter to kompressorer og to varmevekslere som virker for å kjøle de kjølemiddelsirkulerende kjøleelementene til innendørs rommene, og at den kjølemiddelsirkulerende linjen har forbundet dermed en annen linje som ved hjelp av en pumpe sirkulerer kjølevæske via inntaksluftkjølebatteriet for derved å oppnå kjøling av tilført luft,

En foretrukket utførelse av kjøleenheten ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat kjøleenheten innbefatter en integrert funksjon for å varme tilført luft.

En annen foretrukket utførelse av oppfinnelsen erkarakterisert vedat en lav temperatur på innendørs luften anvendes for å kjøle det flytende kjølemidlet som sirkulerer i de innendørs kjøleelementene.

Enda en foretrukket utførelse av oppfinnelsen erkarakterisert vedat det flytende kjølemidlet returneres til det kjølemiddelsirkulerende innendørs kjøleelementene og ledes via en ventil til en innløpsluftkjølespiral til kjøleenheten hvor det flytende kjølemidlet kjøles, hvoretter kjølemiddelet ledes til en fordamper for ytterligere avkjøling.

Kjøleenheten ifølge oppfinnelsen er montert som en enhetlig funksjonell seksjon i airconditionanlegget. Komplimenterende oppvarmingen av inntaksluften innarbeider kjøleenheten et preg av kondensering fordampet (sirkulerende kjølemiddelenhet) forbundet med den samme hovedkretsen som er forbundet med kjølekretsen til kjølebatteriene. Dette arrangementet tillater en enkel fabrikkmontert enhet å håndtere hele kjølebehovet til en bygning. Ved normale anvendelser kan vannkjøleren fjernes og en separat tak montert fordamper/kondensatorenhet blir også overflødig.

Oppfinnelsen er videre beskrevet mer detaljert ved hjelp av foretrukne utførelseseksempler med referanse til de vedlagte tegninger hvor

Figur 1 viser en kretsutforming av den foretrukket utførelse ifølge oppfinnelsen; Figur 2 viser en kretsutforming av en andre foretrukket utførelse ifølge oppfinnelsen; Figur 3 viser en kretsutforming av en tredje foretrukket utførelse ifølge oppfinnelsen; Figur 4 viser en kretsutforming av en fjerde foretrukket utførelse ifølge oppfinnelsen.

Med referanse til Figur 1 hvor det er vist en kretskonfigurasjon av en kjøleenhet hvor en kompressor 1 kjøler inntaksluften ved hjelp av en varmeveksler 3. Kompressorene 2 virker for å kjøle med hjelp av kjølemiddel/kjølevæskevarmevekslere 4 det flytende kjølevæsken som sirkulerer i rør nettverket til det innendørs A/C anordningene 7. En pumpe 6 sirkulerer den nedkjølte flytende kjølevæsken i innendørs A/C anordningene 7 som utfører kjøling av innendørs luften. Varme som strømmer ut fra kompressorene overføres til en fordamper/kondensator 5 til kjøleenheten hvor varme som frigjøres fra kjøleprosessen overføres via kjøleenheten til uttaksluften som passerer ut av A/C systemet. Kraftytelsen til kompressorene 1,2 kan styres trinnvis og fordeles hinsides slik at en ønsket kjøleeffekt valgfritt leveres til ethvert punkt som behøver kjøling mens uttakslufttemperaturen samtidig forhindres fra å stige svært høyt.

I figur 2 er det vist en kretskonfigurasjon av en andre utførelse av oppfinnelsen. Denne utformingen er hovedsakelig tilsvarende den i figur 1 mens denne utformingen har to kompressorer istedenfor tre i utførelsen beskrevet over hvor ved kompressoren 1 heri via kjølemiddels/kjølevæske varmevekslene 4 kjøler kjølemidlet som sirkulerer i rør nettverket 8. Pumpen 9 sirkulerer avkjølt kjølemidlet i inntaksluftkjølebatteriet som virker for å kjøle tilført luft. Pumpen 6 sirkulerer nedkjølte flytende kjølemidler i de innendørs A/C anordningene 7 som utfører kjølingen av innendørs luften. Varme som strømmer ut fra kompressorene passeres til en fordamper/kondensatorspiral 3 til kjøleenheten.

Under visse utendørs lufttemperaturforhold må inntaksluften varmes selv når innendørs luften i en bygning krever nedkjøling. Figur 3 viser en kretskonfigurasjon ifølge en annen utførelse av oppfinnelsen som gir muligheten for å bruke inntaksluft kjølebatteriet alternativt for å varme inntaksluften mens vann sirkulerer som kjølemiddel i rør nettverket 8 som virker for å kjøle de innendørs A/C anordningene. Integreringen av varmefunksjonen i kjøleenheten gir fordelen at den tillater fjerning av en separat inntaksluft varmekveil fra A/C anlegget. Ved det samme tilfellet fjernes trykktall i inntaksluftvarmekveilen og inntakskraften til ventilatorene reduseres. Fjerning av varmekveilen reduserer også rommet som er nødvendig for A/C utstyrslengden i maskinrommet på taket med rundt 700 mm hvilket er en betydelig fordel.

Med referanse igjen mer detaljert til Figur 3 virker kretsdiagrammet til den følgende utførelsen som følgende: kompressorer 1 kjøler via varmevekslere 4 kjølemidlet som sirkulerer i rør nettverket 8. Pumpen 6 sirkulerer det nedkjølte kjølemidlet i de innendørs A/C anordningene 7 som utfører kjøling av innendørs luften. Den innendørs monterte pumpen 9 sirkulerer kjølemidlet til det samme rør nettverksystemet via tilførselsluftvarmeveksleren 3 (flytende kjølemiddel/luftvarmeveksler). Denne kjølekretsen 12 er avledet vekk fra væskekjølemiddelsirkuleringen til de innendørs kjøleanordningene ved en ventil 11. Den termiske energien nødvendig for å oppvarme tilført luft innføres i ekstra kretsen 12 via en væske/væskevarmeveksler 10.1 kraft av å ha kretser 8, 12 som løper atskilt fra hverandre er det mulig å drive disse to kretsene ved forskjellige temperaturnivåer. Dermed kan de innendørs aircondition kjøleanordningene tilføres et flytende kjølemiddel avkjølt i fordamperen 4 og på samme tid kan varmt vann tilføres til inntaksluftvarmeveksleren 3 mens samtidig inntaksluften varmes til ønsket

sattemperatur for tilført luft.

Oppfinnelsen gjør det også mulig å implementere anvendelsen av en lav temperatur med på utendørs luften for å kjøle flytende kjølemiddelet som sirkulerer i de innendørs A/C anordningene hvorved denne "frisirkuleringen" løper mens kompressorene stoppes. Siden vannkjølemidlet som sirkulerer i rør nettverket i de innendørs A/C anordningene er i også passerer gjennom en inntaksluftkjølespiral til kjøleenheten blir det mulig å anvende denne "frisirkulerings" kjøleanlegget når bygningen behøver kjøling og utendørs luften er tilstrekkelig lav dvs. rundt 10-15 °C for å oppnå en kjølig effekt. Kjøling ved "frisirkulering" tillater også kjøleeffekten tilbudt ved å passere kald utendørs luft gjennom inntaksluftkjølebatteriet og overføres til rør nettverket i de innendørs A/C anordningene og derifra til et ønsket innendørs rom. Kjøling ved hjelp av "frisirkulering" tillater det elektriske energiforbruket til en bygning å reduseres betydelig.

Videre vil "frisirkuleringen" diskutert over forklares mer detaljert med referanse til

Figur 4. Det flytende kjølemidlet som returnerer fra kjøleanordningene 7 ledes via en ventil 11 til inntaksluftkjølespiral 3 til kjøleenheten. Ved dette tidspunktet er kjøletemperaturen rundt 19 °C. Det flytende kjølemidlet kjøles i inntaksluftkjølespiral til en temperatur på f. eks. 17 °C. Den nedkjølte kjølemidlet passerer fremover til fordamperen 4 i kjøleenheten som fordampes slik at det flytende kjølemidlet til slutt er kjølt ned til en temperatur på f. eks. 15 °C nødvendig for å betjene rør nettverket til de innendørs A/C anordningene. Kjøling av det flytende væskemidlet i inntaksluftkjølespiralen blir mulig når den utendørs lufttemperaturen er under 19 °C.

For en person med kjennskap til teknikken er det åpenbart at oppfinnelsen ikke er begrenset av de ovenfor beskrevne utførelseseksemplene men heller kan varieres innen den oppfinnerisk ånden og omfanget av de vedlagte krav. Kjølemediet til væske-kjølemiddel-sirkulerende innendørs A/C anordningene kan være av enhver type væske anvendt i denne typen applikasjoner som kreves for å etterkomme lokale begrensningene. Videre er antallet kompressorer og varmevekslere nevnt i kravene og beskrivelsen over ved definisjon eksempelvise og kan varieres som ønsket.

Claims (4)

1. Kjøleenhet monterbar i airconditionsystem i bygninger for å kjøle/varme opp innendørsluft i disse, hvor innendørsrommene kjøles/varmes av tilført luft og flytende kjølemiddelsirkulerende kjøleelementer (7), hvor, i tillegg til kjøle/oppvarmingsfunksjonen av inntaksluften, kjøleenheten omfatter en med den samme hovedkrets forbundet kjølemiddelsirkulerende kjøleanordning som er forbundet med de kjølemiddelsirkulerende kjøleelementene (7) for å kjøle innendørs luften,karakterisert vedat kjøleenheten omfatter to kompressorer (1) og to varmevekslere (4) som virker til å kjøle de kjølemiddelsirkulerende kjøleelementene (7) til innendørsrommene, og at en kjølemiddelsirkulerende linje er forbundet med en annen linje som ved hjelp av en pumpe (9) sirkulerer kjølemidlet via kjøleelementene (7) for derved å oppnå kjøling av tilført luft.

2. Kjøleenhet ifølge krav 1, karakterisert vedat den kjøleenheten innarbeider en integrert funksjon for å varme tilført luft.

3. Kj øleenhet ifølge krav 1, karakterisert vedat en lav temperatur på innendørs luften anvendes for å kjøle det flytende kjølemidlet som sirkulerer i de innendørs kjøleelementene (7).

4. Kjøleenhet ifølge krav 3, karakterisert vedat det flytende kjølemidlet returneres til det kjølemiddelsirkulerende innendørs kjøleelementene (7) og ledes via en ventil (11) til en innløpsluftkjølespiral (3) til kjøleenheten hvor det flytende kjølemidlet kjøles, hvoretter kjølemiddelet ledes til en fordamper (4) for ytterligere avkjøling.