SE445773B - Heat pump device for temperature regulation and ventilation of a locale - Google Patents
Heat pump device for temperature regulation and ventilation of a localeInfo
- Publication number
- SE445773B SE445773B SE8302895A SE8302895A SE445773B SE 445773 B SE445773 B SE 445773B SE 8302895 A SE8302895 A SE 8302895A SE 8302895 A SE8302895 A SE 8302895A SE 445773 B SE445773 B SE 445773B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- condenser
- supply air
- heat pump
- pump device
- temperature
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
- F24F11/63—Electronic processing
- F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
- F24F11/67—Switching between heating and cooling modes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
- F24F11/81—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the air supply to heat-exchangers or bypass channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
- F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
- F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
- F24F12/003—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid using a heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
- F25B49/027—Condenser control arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
- F24F2012/007—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using a by-pass for bypassing the heat-exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2140/00—Control inputs relating to system states
- F24F2140/20—Heat-exchange fluid temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
lO ¿. 4 av 20 25 30 8302895-1 2 före kondensorbatteriet. Detta ger dock en sämre värmeekonomi, eftersom kondensorn då ständigt måste arbeta på en högre tem- peraturnivå. lO ¿. 4 of 20 25 30 8302895-1 2 before the condenser battery. However, this results in poorer heat economy, as the condenser then constantly has to work at a higher temperature level.
Det är även möjligt att inom vissa gränser styra värmepump- kompressorns kapacitet, men oavsett hur detta göres, t.ex. genom avlastning av kompressorns sugventiler, sjunker värme- faktorn väsentligt vid låg last, varför den totala verknings- graden blir låg också med en sådan reglermetod.It is also possible to control the capacity of the heat pump compressor within certain limits, but regardless of how this is done, e.g. by relieving the compressor's suction valves, the heat factor drops significantly at low loads, which is why the overall efficiency is also low with such a control method.
Syftet med uppfinningen är att undanröja dessa nackdelar och att således reglera värmeöverföringen från köldmediekretsen till tilluften på sådant sätt, att tilluften ej behöver blan- das med återluft och köldmediekretsen trots detta kan arbe- ta med maximal verkningsgrad inom ett tämligen stort tempera- turområde för tilluften. Detta syfte uppnås genom att det första värmeväxlarbatteriet,vilket normal fungerar som konden- sor, är anordnat i en genomströmningsanordning, som är försedd med en förbiledning, i tilluftsaggregatet (antingen invid fläkten eller i tilluftkanalsystemet). Härvid är organ in- rättade att för ett givet totalflöde i tllluftkanalen fördela detta totalflöde mellan kondensorbatteriet och förbiled- ningen i beroende av köldmediets temperatur i kondensorbat- teriet eller en därmed varierande storhet. Härigenom kan köldmediekretsens värmeöverföringskapacitet anpassas till det för tillfället rådande behovet med bibehållen hög verk- ningsgrad. Tilluftfläkten kan arbeta med konstant tilluft- flöde, och någon inblandning av återluft är ej nödvändig.The object of the invention is to obviate these disadvantages and thus to regulate the heat transfer from the refrigerant circuit to the supply air in such a way that the supply air does not have to be mixed with return air and the refrigerant circuit can nevertheless operate with maximum efficiency within a fairly large temperature range. . This object is achieved in that the first heat exchanger battery, which normally functions as a condenser, is arranged in a flow-through device, which is provided with a bypass, in the supply air unit (either next to the fan or in the supply air duct system). In this case, means are arranged to distribute this total flow between the condenser battery and the bypass for a given total flow in the air duct in dependence on the temperature of the refrigerant in the condenser battery or a quantity which varies with it. In this way, the heat transfer capacity of the refrigerant circuit can be adapted to the currently prevailing need while maintaining a high efficiency. The supply air fan can operate with a constant supply air flow, and no mixing of return air is necessary.
Exempelvis medelst spjäll kan luftflödetgenomkondensor/ värmeväxlarbatteriet styras så att kondensorn hålls på önskad, relativt hög temperaturnivå, t.ex. 35°C. Då tilluften (nor- malt uteluft) endast skall uppvärmas måttligt, t.ex. från +lo°c till +2l°c, kan en viss del av det totala tilluftflödet ledas vid sidan av kondensor/värmeväxlarbatteriet genom förbiledningen. Vid större uppvärmningsbehov kan en allt större andel av det totala tilluftflödet ledas genom konden- sor/värmeväxlarbatteríet, medan en allt mindre del ledas via 10 20 25 30 Lu IJ! 8302895-1 förbiledningen.For example, by means of dampers, the air flow through the condenser / heat exchanger battery can be controlled so that the condenser is kept at the desired, relatively high temperature level, e.g. 35 ° C. When the supply air (normal outdoor air) is only to be heated moderately, e.g. from + 10 ° C to + 21 ° C, a certain part of the total supply air flow can be led next to the condenser / heat exchanger battery through the bypass. With greater heating needs, an increasing proportion of the total supply air flow can be conducted through the condenser / heat exchanger battery, while an increasingly smaller part can be conducted via 10 20 25 30 Lu IJ! 8302895-1 bypass.
För att möjliggöra en fullgod temperaturreglering är kon- densatorbatteriet (det första värmeväxlarbatteriet) lämpligen uppdelat i minst två kondensordelar anordnade i var sin med förbiledningen parallell kanalgren, varvid nämnda organ (t.ex. spjäll) är inrättade att fördela luftflödet i resp. kanalgren på så sätt, att varje kondensordel håller önskad temperatur. Härigenom kan maximal verkningsgrad bibehållas inom ett större temperaturomrâde, eftersom fördelningsmöj- ligheterna blir större. För ytterligare utökning av regler- området kan minst två kompressorer vara stegvis inkopplings- bara i köldmediekretsen, antingen parallellt med varandra i samma krets eller i var sin köldmediedelkrets med tillhö- rande kondensordel, strypventil och förångardel.To enable a satisfactory temperature control, the condenser battery (the first heat exchanger battery) is suitably divided into at least two condenser parts arranged in each duct branch parallel to the bypass, said means (eg dampers) being arranged to distribute the air flow in resp. channel branch in such a way that each condenser part maintains the desired temperature. In this way, maximum efficiency can be maintained within a larger temperature range, as the distribution possibilities become greater. For further expansion of the control range, at least two compressors can be gradually connected in the refrigerant circuit, either in parallel with each other in the same circuit or in separate refrigerant subcircuits with associated condenser part, throttle valve and evaporator part.
Genom uppdelning av köldmediekretsen i flera parallella del- kretsar kan också reglernoggranheten ökas. Lämpligen är en separat givare, t.ex. en tryck- eller en temperaturgi- vare, anordnad i resp. köldmediedelkrets för reglering av resp. kondensortemperatur, medan ytterligare en separat givare, t.ex. en flödesgivare, en differenstryckqivare eller en absoluttryckgivare, är anordnad i tilluftkanalen för kon- stanthâllning av det totala tilluftflödetgenonlstyrning av ett spjäll i förbiledningen.By dividing the refrigerant circuit into several parallel sub-circuits, the control accuracy can also be increased. Suitably a separate sensor, e.g. a pressure or a temperature sensor, arranged in resp. refrigerant sub-circuit for regulation of resp. condenser temperature, while another separate sensor, e.g. a flow sensor, a differential pressure sensor or an absolute pressure sensor, is arranged in the supply air duct for constant maintenance of the total supply air flow by controlling a damper in the bypass.
För likformig indelning av relgerområdet är lämpligen kon- densordelarna olika dimensionerade på så sätt, att en steg- vis ökande värmeöverföring till tilluften erhålles genom inkoppling av en eller flera kondensordelar i olika kombina- tioner.For uniform division of the control area, the condenser parts are suitably dimensioned in such a way that a stepwise increasing heat transfer to the supply air is obtained by connecting one or more condenser parts in different combinations.
Värmepumpanordningen enligt uppfinningen har i normalfallet sitt andra värmeväxlarbatteri anordnat i ett frânluftsaggregat I invid frånluftsfläkten eller i frånluftkanalsystemet).The heat pump device according to the invention normally has its second heat exchanger battery arranged in an exhaust air unit next to the exhaust air fan or in the exhaust air duct system).
Då lokalen kräver ventilation kopplas tilluftsaggregatets intag till uteluften, under det att frånluftaggregatet 10 15 20 25 30 35 8302895-1 °4 insuger frånluft från lokalen. I detta fall pumpas således värme från frånluften till uteluften/tilluften med hjälp av värmepumpanordningen, samtidigt som god luftväxling åstad- kommes i lokalen. Inkopplingen av köldmediekretsens kompressor eller kompressorer (och resp. kondensordel) kan göras i beroende av frånlufttemperaturen, men regleringen kan även genomföras i beroende av tillufttemperaturen, lufttemperatu- ren i lokalen och/eller utetemperaturen. Då ventilations- behovet minskar eller uteblir helt, kan tilluftaggregatet istället insuga återluft (cirkulationsluft) från lokalen, medan frånluftsaggregatets inlopp bringas att kommunicera med uteluften. Detta kan tillämpas då verksamheten upphör i lokalen, t.ex. under nätter och helger. Härvid förbättras värmeekonomin avsevärt, eftersom någon uteluft ej behöver uppvärmas. Istället tas erforderligt värme från uteluften i det som kondensor arbetande andra värmeväxlarbatteriet, var- vid uteluften utblåses via frånluftaggregatet med ännu lägre temperatur.When the room requires ventilation, the supply of the supply air unit is connected to the outdoor air, while the exhaust air unit 10 15 20 25 30 35 8302895-1 ° 4 sucks in exhaust air from the room. In this case, heat is thus pumped from the exhaust air to the outdoor air / supply air by means of the heat pump device, at the same time as good air exchange is achieved in the room. The connection of the compressor or compressors (and / or condenser part) of the refrigerant circuit can be made depending on the exhaust air temperature, but the regulation can also be carried out depending on the supply air temperature, the air temperature in the room and / or the outdoor temperature. When the need for ventilation is reduced or completely absent, the supply air unit can instead suck in return air (circulating air) from the room, while the inlet air unit's inlet is made to communicate with the outdoor air. This can be applied when the activity ceases in the premises, e.g. during nights and weekends. This significantly improves the heat economy, since no outdoor air needs to be heated. Instead, the required heat is taken from the outdoor air in the second heat exchanger battery acting as a condenser, whereby the outdoor air is blown out via the exhaust air unit with an even lower temperature.
Lämpligen är endyl1k_värmepumpanordning så inrättad, att cir- kulationsriktningen i köldmediekretsen eller kretsarna är omkastbar, t.ex. med hjälp av en i resp. krets anordnad omkastarventil, så att det första värmeväxlarbatteriet fun- gerar som förångare och det andra värmeväxlarbatteriet funge- rar som kondensor, varigenom tilluften till lokalen kan kylas, vilket kan vara aktuellt då utetemperaturen är hög, t.ex. sommartid, eller om kraftigt värmealstrande processer före- kommer i lokalen. Därvid.förses resp. krets med en strypven- til och en tillhörande, därmed parallellkopplad backventil invid vardera värmeväxlarbatteriet, så att köldmediekretsen kan arbeta i båda riktningarna.Suitably, the heat pump pump device is arranged so that the direction of circulation in the refrigerant circuit or circuits is reversible, e.g. with the help of one in resp. circuit breaker valve, so that the first heat exchanger battery acts as an evaporator and the second heat exchanger battery acts as a condenser, whereby the supply air to the room can be cooled, which may be relevant when the outdoor temperature is high, e.g. in summer, or if heavy heat-generating processes occur in the room. In this case, it is provided resp. circuit with a throttle valve and an associated, parallel-connected non-return valve next to each heat exchanger battery, so that the refrigerant circuit can work in both directions.
Värmepumpanordningen kan i princip upptaga erforderligt värme från någon annan värmekälla än frånluften eller uteluften, nämligen från vilket som helst värmeavgivande medium, t.ex. strömmande vatten eller en cirkulerande vätska som upptager solvärme, markvärme, värme från avloppssystem eller värme l0 l5 20 25 30 8302895-1 ' 5 från avloppssystem eller värme lagrat i en förràdsbehållare eller annat värmelager.The heat pump device can in principle absorb the required heat from any heat source other than the exhaust air or the outdoor air, namely from any heat-emitting medium, e.g. flowing water or a circulating liquid that absorbs solar heat, ground heat, heat from sewage systems or heat from sewage systems or heat stored in a storage container or other heat storage.
Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifoga- de ritningar, som åskådliggör ett praktiskt utföringsexempel.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, which illustrate a practical embodiment.
Fig. 1 visar ett principschema över en värmepumpanordning in- kopplad mellan ett tilluftaggregat och ett frånluftaggregat; Fig. 2 visar schematiskt tre i värmepumpanordningan ingående köldmediedelkretsar. ' I fig. l visas schematiskt i form av ett centralt block l en såsom värmepump arbetande köldmediekrets (visad i fig. 2) som är ansluten mellan ett tilluftaggregat med tillhörande kanalsystem 2 och ett frånluftaggregat med tillhörande kanalsystem 3. Tilluftkanalsystemet 2 mynnar i en eller fle- ra tilluftsdon (icke visade) i en lokal, som skall uppvärmas och ventileras, och som kan utgöras av t.ex. en större verk- stadshall eller en byggnad med flera rumsenheter.Fig. 1 shows a schematic diagram of a heat pump device connected between a supply air unit and an exhaust air unit; Fig. 2 schematically shows three refrigerant sub-circuits included in the heat pump device. Fig. 1 shows diagrammatically in the form of a central block 1 a refrigerant circuit operating as a heat pump (shown in Fig. 2) which is connected between a supply air unit with associated duct system 2 and an exhaust air unit with associated duct system 3. The supply air duct system 2 opens into one or several supply air devices (not shown) in a room which is to be heated and ventilated, and which may consist of e.g. a larger workshop hall or a building with several room units.
Värmepumpens l arbete styrs liksom tilluft- och frånluft- kanalsystemen 2,3 av en reglercentral, vilken är schematiskt angiven som ett block RC på ritningen.The operation of the heat pump 1, like the supply air and exhaust air duct systems 2,3, is controlled by a control center, which is schematically indicated as a block RC in the drawing.
Tilluftkanalsystemet 2 omfattar två luftintag, nämligen ett intag 4 för uteluft U och ett intag 5 för åter- eller cirkula- tionsluft C från lokalen ifråga. Invid resp. intag är ett spjäll anordnat, nämligen ett uteluftspjäll 6, som manövreras av en från reglercentralen RC styrd ställmotor 7, och ett âterluftspjäll 8, som styrs av en likaledes från reglercen- tralen RC styrd ställmotor 9. Nedströms återluftspjället 8 är en temperaturgivare Tl anordnad. Intagen 4 och 5 förenas till en gemensam tilluftkanal 10, som i strömningsriktningen är försedd med ett filter ll, en genomströmningsanordning 16 bestående av tre inbördes parallella kanalgrenar l7, 18, 19 10 25 30 35 8302895-1 6 och en därmed parallell förbiledning 20 (varvid kanalgre- narna l7,l8,l9 är anslutna till ett första värmeväxlar- batteri Hl, varom mera nedan), en tilluftfläkt Zl samt ett eftervärmningsbatteri 22 (som styrs av reglercentralen RC via en ställmotor 23, som manövrerar en ventil 24, i beroende av tillufttemperaturen som avkännes medelst en temperaturgivare T3). Från tilluftkanalens utlopp utströmmar tilluften T till lokalen.The supply air duct system 2 comprises two air inlets, namely an inlet 4 for outdoor air U and an inlet 5 for return or circulation air C from the room in question. Invid resp. inlet is a damper arranged, namely an outdoor air damper 6, which is operated by an actuator 7 controlled from the control center RC, and a return air damper 8, which is controlled by an actuator 9 also controlled from the control center RC. Downstream of the return air damper 8 a temperature sensor T1 is arranged. The inlets 4 and 5 are connected to a common supply air duct 10, which in the direction of flow is provided with a filter 11, a flow-through device 16 consisting of three mutually parallel duct branches 17, 18, 19 and a parallel bypass 20 ( wherein the duct branches l7, l8, l9 are connected to a first heat exchanger battery H1, of which more below), a supply air fan Z1 and a reheating battery 22 (which is controlled by the control center RC via a switch motor 23, which operates a valve 24, of the supply air temperature sensed by means of a temperature sensor T3). From the outlet of the supply air duct, the supply air T flows out to the room.
Det till höger i fig. 1 visade frånluftskanalsystemet 3 omfat- tar tvâ intag, nämligen ett intag 25 för frånluft E och ett intag 26 för uteluft U. Invid resp. intag är ett spjäll anor- nat, nämligen ett frånluftspjäll 27, som manövreras av en från reglercentralen RC styrd ställmotor 28, och ett uteluft- spjäll 29, som manövreras av en ställmotor 30, vilken lika- ledes styrs från reglercentralen RC. Nedströms frånluft- spjället 27 är en temperaturgivare T4 anordnad. Intagen 25 och 26 förenas till en gemensam frånluftskanal 31, som i strömningsriktningen är försedd med en frânluftfläkt 32, ett filter 33 och ett andra värmeväxlarbatteri H2.The exhaust air duct system 3 shown on the right in Fig. 1 comprises two inlets, namely an inlet 25 for exhaust air E and an inlet 26 for outdoor air U. In the case of resp. Inlet is a damper arranged, namely an exhaust air damper 27, which is operated by a control motor 28 controlled from the control center RC, and an outdoor air damper 29, which is operated by a control motor 30, which is likewise controlled from the control center RC. Downstream of the exhaust air damper 27, a temperature sensor T4 is arranged. The inlets 25 and 26 are connected to a common exhaust air duct 31, which in the flow direction is provided with an exhaust air fan 32, a filter 33 and a second heat exchanger battery H2.
Förutom de ovan angivna temperaturgivarna kan en utomhustem- peraturgivare T5 och minst en lokaltemperaturgivare T6 vara anslutna till reglercentralen RC. Dessutom är en differens- tryckgivare DP anordnad att avkänna tryckskillnaden mellan två punkter A och B uppströms resp. nedströms genomström- ningsanordningen l6 för konstanthållning av det totala till- luftflödet genom manövrering av ett spjäll i förbiledningen 20 medelst en ställmotor SPl.In addition to the temperature sensors specified above, an outdoor temperature sensor T5 and at least one local temperature sensor T6 can be connected to the RC control center. In addition, a differential pressure sensor DP is arranged to sense the pressure difference between two points A and B upstream resp. downstream of the flow-through device 16 for keeping the total supply air flow constant by operating a damper in the bypass 20 by means of an actuating motor SP1.
Själva värmepumpen l och de därtill hörande värmeväxlarna Hl och H2 visas närmare i fig. 2 . Värmepumpen består av tre parallella, slutna köldmediedelkretsar 34a, 34b, 34c med var sin kompressor 35a, 35b, 35c, omkastarventil 36a, 36b, 36c, tryckgivare 37a,37b, 37c, första värmeväxlardel Hla, Hlb, Hlc (normalt fungerande som kondensor) med därtill ansluten backventil 38a, 38b, 38c och strypventil 39a, 39b, 39c lO l5 20 30 8302895-1 (parallellt med resp. backventil), andra värmeväxlardel H2a, H2b, H2c (normalt fungerande som förångare) med därtill anslu- ten backventil 40a, 40b, 40c (motriktad resp. backventil 38a, 38b, 38c) och strypventil 4la, 4lb, 4lc. I resp. delkrets 34a, 34b, 34c cirkulerar freon under tillförsel av kompres- sorarbete och överföring av värme mellan värmeväxlarna H1 och H2, normalt från H2 till H1, såsom antydes med den heldragna pilen Pl i fig. l. Omkastarventilerna 36a, 36b, 36c kan om- ställas medelst var sin ställmotor 42a,42b, 42c, varvid cirkulationsriktningen ändras och värme istället överföres från Hl med den till H2 (för kylning av tilluften), såsom antydes streckade pilen P2 i fig. 1.The heat pump 1 itself and the associated heat exchangers H1 and H2 are shown in more detail in Fig. 2. The heat pump consists of three parallel, closed refrigerant subcircuits 34a, 34b, 34c, each with its own compressor 35a, 35b, 35c, reversing valve 36a, 36b, 36c, pressure sensor 37a, 37b, 37c, first heat exchanger part Hla, Hlb, Hlc (normally functioning as a condenser) with connected non-return valve 38a, 38b, 38c and throttle valve 39a, 39b, 39c 10 l 10 20 30 8302895-1 (parallel to the respective non-return valve), second heat exchanger part H2a, H2b, H2c (normally acting as evaporator) with connected non-return valve 40a, 40b, 40c (opposite or non-return valve 38a, 38b, 38c) and throttle valve 4la, 4lb, 4lc. I resp. sub-circuit 34a, 34b, 34c circulates freon during the supply of compressor work and the transfer of heat between the heat exchangers H1 and H2, normally from H2 to H1, as indicated by the solid arrow P1 in Fig. 1. The reversing valves 36a, 36b, 36c can - is set by means of separate actuators 42a, 42b, 42c, whereby the direction of circulation is changed and heat is instead transferred from H1 with it to H2 (for cooling the supply air), as indicated by the dashed arrow P2 in Fig. 1.
I resp. kanalgren 17, 18, 19 i genomströmninqsanordningen 16 (jämför fig. 1) är separata vridspjäll Sa, Sb, So anordnade, vilka manövreras av tillhörande ställmotorer SP2, SP3, SP4 som styrs från reglercentralen RC för reglering av luft- flödet genom resp. kanalgren i beroende av det medelst tryck- givarna 37a, 37b, 37c avkända trycket i resp. köldmediedel- krets. Ett separat vridspjäll S1 i förbiledningen 20 (jämför fig. 1) manövreras medelst ställmotorn SPl, så att det totala tilluftflödet kan hållas väsentligen konstant.I resp. channel branches 17, 18, 19 in the flow-through device 16 (compare Fig. 1), separate rotary dampers Sa, Sb, So are arranged, which are operated by associated actuating motors SP2, SP3, SP4 which are controlled from the control center RC for regulating the air flow through resp. channel branch in dependence on the pressure sensed by the pressure sensors 37a, 37b, 37c in resp. refrigerant sub-circuit. A separate rotary damper S1 in the bypass 20 (compare Fig. 1) is operated by means of the actuator motor SP1, so that the total supply air flow can be kept substantially constant.
Den beskrivna anordningen fungerar enligt följande: Antag att utetemperaturen understiger ca 1500 och att lokalen behöver såväl värme som ventilation. Då ställes spjällen 6, 8, 27 och 29 i de visade, heldragna lägena, varvid uteluft U insuges i tilluftkanalsystemet 2 och fränluft E från lokalen insuges medelst fläkten 21 i frânluftkanalsystemet 3, medan spjällen 8 och 29 är stängda. Uteluften passerar genomström- ningsanordningen 16, varvid de olika spjällen S1, Sa, Sb, So (jämför fig. 2) inställes separat av reglercentralen RC i be- roende av de avkända trycken i resp. köldmediekrets på så sätt, att dess tryck hålles konstant och således resp. kondensor- del Hla, Hlb, Hlc hålles på önskad temperaturnivâ, t.ex. ca 35°C (omkastarventilerna 36a, 36b, 36o är härvid så LO 15 20 25 30 v.- yW 8302895-1 inställda, att värmeväxlardelen Hl arbetar som kondensor och värmeväxlardelen H2 arbetar som förångare). Såsom nämnts ovan kan det totala tilluftflödet hålles konstant genom lämplig inställning av spjället S1 i förbiledningen 20.The described device works as follows: Assume that the outdoor temperature is below about 1500 and that the room needs both heating and ventilation. Then the dampers 6, 8, 27 and 29 are placed in the shown, fully extended positions, whereby outdoor air U is sucked into the supply air duct system 2 and exhaust air E from the room is sucked in by means of the fan 21 in the exhaust air duct system 3, while the dampers 8 and 29 are closed. The outdoor air passes through the flow device 16, the various dampers S1, Sa, Sb, So (compare Fig. 2) being set separately by the control center RC depending on the sensed pressures in resp. refrigerant circuit in such a way that its pressure is kept constant and thus resp. condenser part Hla, Hlb, Hlc is kept at the desired temperature level, e.g. approx. 35 ° C (the reversing valves 36a, 36b, 36o are set so that the heat exchanger part H1 acts as a condenser and the heat exchanger part H2 acts as an evaporator). As mentioned above, the total supply air flow can be kept constant by appropriate adjustment of the damper S1 in the bypass 20.
De olika köldmediekretsarna 34a, 34b, 34c verksamgöres steg- vis genom igångsättning av en eller flera av kompressorerna 35a, 35b, 35c vid sjunkande lokaltemperatur (vilken avkännes medelst T4 eller T6). För maximal verkningsgrad dimensione- ras härvid resp. kondensordel med avseende på en viss tempe- raturhöjning hos den ingående luften för ett givet luftflöde.The various refrigerant circuits 34a, 34b, 34c are actuated step by step by starting one or more of the compressors 35a, 35b, 35c at decreasing local temperature (which is sensed by T4 or T6). For maximum efficiency, this is dimensioned resp. condenser part with respect to a certain temperature increase of the incoming air for a given air flow.
Således är i detta utföringsexempel den första kondensordelen Hla dimensionerad att åstadkomma en lufttemperaturhöjning på ca 30, den andra kondensordelen Hlb att åstadkomma en höjning på Go och den tredje kondensordelen Hlc att åstadkomma en höjning på ca l2o, vilket möjliggör en uppdelning av till- förd effekt i sju steg från en minsta höjning på 30 till en största höjning på 210. Vid större effektbehov krävs en viss eftervärmning av tilluften, vilket âstadkommes medelst efter- värmningsbatteriet 22 i tilluftkanalsystemet 2. Alternativt kan detta värmetillskott givetvis tillföras på annat sätt i lokalen, t.ex. medelst radiatorer.Thus, in this exemplary embodiment, the first condenser part H1a is dimensioned to produce an air temperature increase of about 30, the second condenser part H1b to produce an increase of Go and the third condenser part H1c to produce an increase of about 120, which enables a division of the supplied power. in seven steps from a minimum increase of 30 to a maximum increase of 210. In the case of greater power requirements, a certain reheating of the supply air is required, which is achieved by means of the reheating battery 22 in the supply air duct system 2. Alternatively, this heat supplement can of course be supplied in another way. .ex. by means of radiators.
Det inses av ovanstående, att temperaturregleringen kan ske mycket noggrant med mycket små pendlingar i tillufttemperatur- ren, tack vare den separata temperaturregleringen i resp. kondensordel och konstanthållningen av totalflödet, samtidigt som maximal värmefaktor bibehålles hos värmepumpen. Då någon luftväxling ej längre krävs i lokalen, t.ex. nattetid eller under helger i en arbetslokal, omställes spjällen 6,8,27,29 till sina streckade lägen, varvid lokalluften C återcirkule- ras genom tilluftkanalsystemet 2, under det att uteluft U insuges i frånluftkanalsystemet 3. Temperaturregleringen kan nu genomföras i beroende av den återcirkulerade luftens temperatur, som avkännes medelst Tl. Värme pumpas nu från uteluften U till den återcirkulerade luften, men i övrigt arbetar värmepumpen l och genomströmningsanordningen 16 på LO 15 20 8302895-1 motsvarande sätt som i föregående fall.It is understood from the above that the temperature control can take place very accurately with very small oscillations in the supply air temperature, thanks to the separate temperature control in resp. condenser part and the constant maintenance of the total flow, while maintaining the maximum heat factor at the heat pump. When no air exchange is required in the room, e.g. at night or on weekends in a workroom, the dampers 6,8,27,29 are switched to their dashed positions, whereby the room air C is recirculated through the supply air duct system 2, while outdoor air U is sucked into the exhaust air duct system 3. The temperature control can now be carried out depending on the recirculated air temperature, which is sensed by T1. Heat is now pumped from the outdoor air U to the recirculated air, but otherwise the heat pump 1 and the flow-through device 16 operate in the same manner as in the previous case.
Vid stigande lokaltemperatur kan anläggningen reverseras genom att omkastarventilerna 36a, 36b, 36c omställes, så att värme- växlaraggregatet H1 fungerar som förångare och värmeväxlarag- gregatet H2 arbetar som kondensor. Därvid pumpas värme från tilluften (uteluft U) till frånluften E (streckade pilen P2 i fig. 1), varigenom tilluften kyles och lokaltempera- turen kan hållas på behaglig nivå. Temperaturgivaren T3 kan härvid kontrollera att den inblâsta tilluften ej har alltför låg temperatur, vilket kan vara ohälsosamt. I övrigt styrs systemet i beroende av lokaltemperaturen medelst T4 eller T6.When the room temperature rises, the system can be reversed by adjusting the reversing valves 36a, 36b, 36c, so that the heat exchanger unit H1 functions as an evaporator and the heat exchanger unit H2 acts as a condenser. In this case, heat is pumped from the supply air (outdoor air U) to the exhaust air E (dashed arrow P2 in Fig. 1), whereby the supply air is cooled and the local temperature can be kept at a comfortable level. The temperature sensor T3 can check that the blown supply air does not have too low a temperature, which can be unhealthy. Otherwise, the system is controlled depending on the room temperature by means of T4 or T6.
Uppfinningen kan tillämpas på mângahanda sätt inom ramen för uppfinningstanken. Således kan olika temperaturgivare, t.ex.The invention can be applied in many ways within the scope of the inventive concept. Thus, different temperature sensors, e.g.
T3, T4, T5, T6, styra temperaturregleringen, antingen var för sig eller i kombination med varandra. Antalet delkretsar i värmepumpen l kan väljas efter önskan, varvid flera kom- pressorer och kondensordelar kan vara inkopplingsbara i samma krets. Även antalet effektsteg kan härvid väljas efter önskan. Såsom nämnts inledningsvis kan också det nor- malt som fërångare arbetande värmeväxlarbatteriet H2 hämta värme från någon annan värmekälla än frånluften.T3, T4, T5, T6, control the temperature control, either individually or in combination with each other. The number of sub-circuits in the heat pump 1 can be selected as desired, whereby several compressors and condenser parts can be switchable in the same circuit. The number of power steps can also be selected as desired. As mentioned in the introduction, the heat exchanger battery H2, which normally operates as a evaporator, can also obtain heat from some other heat source than the exhaust air.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8302895A SE445773B (en) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Heat pump device for temperature regulation and ventilation of a locale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8302895A SE445773B (en) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Heat pump device for temperature regulation and ventilation of a locale |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8302895D0 SE8302895D0 (en) | 1983-05-20 |
SE8302895L SE8302895L (en) | 1984-11-21 |
SE445773B true SE445773B (en) | 1986-07-14 |
Family
ID=20351284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8302895A SE445773B (en) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | Heat pump device for temperature regulation and ventilation of a locale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE445773B (en) |
-
1983
- 1983-05-20 SE SE8302895A patent/SE445773B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8302895D0 (en) | 1983-05-20 |
SE8302895L (en) | 1984-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10465963B2 (en) | Cooling system with direct expansion and pumped refrigerant economization cooling | |
US10876747B2 (en) | Methods and apparatus for latent heat extraction | |
US9845981B2 (en) | Load estimator for control of vapor compression cooling system with pumped refrigerant economization | |
US4041724A (en) | Installation for heating a fluid, preferably water, in a conventional central heating system, using the waste heat produced by a number of refrigerators | |
JP3997482B2 (en) | Water source air conditioning system | |
US7810738B2 (en) | Constant air volume/variable air temperature zone temperature and humidity control system | |
WO2007080162A2 (en) | Cooling and ventilation device | |
US20170205095A1 (en) | Air handler apparatuses for evaporative fluid cooling and methods thereof | |
EP3376121A1 (en) | Heat exchange device and method for operating a heat exchange device | |
US3067587A (en) | Air conditioning system | |
JP4203758B2 (en) | Water-cooled heat pump type ground-heated air conditioning system | |
US20220010985A1 (en) | Methods and apparatus for latent heat extraction | |
US3850007A (en) | Air conditioning system and method | |
US20110154837A1 (en) | Refrigerant system with adaptive hot gas reheat | |
US4010624A (en) | Air conditioning system | |
SE445773B (en) | Heat pump device for temperature regulation and ventilation of a locale | |
US7228708B2 (en) | Multi-temp system with tandem compressors and reheat function | |
SE523716C2 (en) | Air conditioning | |
RU2003132884A (en) | ROOM AIR CONDITIONING SYSTEM | |
US20210381731A1 (en) | System and method for controlling capacity of air conditioning coil | |
EP4301103A1 (en) | Modular cooling system | |
US20220364776A1 (en) | Mechanical-cooling, free-cooling, and hybrid-cooling operation of a chiller | |
EP4269148A1 (en) | A heat exchange system and a method of operating the same | |
US3318371A (en) | Air conditioning systems | |
JP6714395B2 (en) | Air conditioning system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8302895-1 Effective date: 19900518 Format of ref document f/p: F |