TWI631303B

TWI631303B - 具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統

Info

Publication number: TWI631303B
Application number: TW104140036A
Authority: TW
Inventors: 王贊傑
Original assignee: 九合工程股份有限公司
Priority date: 2015-12-01
Filing date: 2015-12-01
Publication date: 2018-08-01
Also published as: TW201721062A

Abstract

本發明係為一種具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，包括冰水管、電動冰水三通閥，小型冷風機(Fan Coil Unit,F.C.U)、室內顯示控制器、小型冷風機的進風溫度感測器、小型冷風機的出風溫度感測器及中央控制單元(Control Unit)所組成，其特徵在於中央控制單元連接室內顯示控制器、電動冰水三通閥及電腦，其中中央控制單元左側、右側連接風溫感測器，作為感測小型冷風機的進出風溫度，根據比對值的高低偏異，作為調整小型冷風機的風扇馬達的轉速，使本發明以測量風溫作為提高效率，並精確測量出空調使用量計算為目的。

Description

具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統

本發明係有關於一種具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，尤指包括冰水管、電動冰水三通閥，小型冷風機、室內顯示控制器、小型冷風機的進風溫度感測器、小型冷風機的出風溫度感測器及中央控制單元並連接電腦所組裝成。

一般傳統中央冰水空調小型冷風機系統如圖1所示，是由冰水管路(進水溫7℃，回水溫12℃)、室內型溫度及風速控制器S1、電動冰水三通閥V1及小型冷風機1構成主要的循環運作系統，其中小型冷風機1內裝設有風扇F1馬達M1，其作動的原理為：7℃冰水進入小型冷風機的熱交換器盤管C1，冷卻循環流經其上的熱負荷氣流使其降溫，室內型溫度及風速控制器S1感測室內溫度，並根據所設定的溫度值，控制按裝在冰水管路上的電動冰水三通閥V1，調節流進熱交換器盤管C1的冰水流量，以達成冷卻熱負荷氣流的目的，並據以控制室內的空調設定溫度值。

又，另一中央冰水空調小型冷風機系統如圖2所示，室內型溫度及風速控制器S2、電動冰水三通閥V2、小型冷風機2、水溫感測器T1',T2及水流量感測器F所構成，小型冷風機2內裝設有熱交換器盤管C2、風扇F2馬達M2，主要的循環運作系統現今為商辦大樓的主流空調系統，但為了辦公室承租戶空調使用量的管理需求，目前均以加裝BTU空調計量表的方式為主，該BTU空調計量表3'主要是由水溫感測器T1'、T2、水流量感測器F，及表組內的計算單元所構成，其運作原理為：水溫感測器T1'、T2感測冰水管的進回水溫度值，水流量感測器F感測冰水管的流量值，此溫度值及流量值，經表組計算單元加乘計算處理後，即可得出承租客戶的空調使用能量，並據以向承租客戶收取空調使用費用。

上述BTU空調計量表3'的應用原理雖屬合理，但在實務的使用經驗上，確存在這許多的缺失有待改，其一為；水流量感測器F的量測誤差極大，且準確度的校正檢驗不易，因此經常發生管理單位與承租戶對空調計費的紛爭，其二為；每一冰水管迴路供應冰水給多台的小型冷風機2使用，而固定在冰水管上的BTU空調計量表3'，並無法配合新舊承租戶因承租辦公室面積、隔間的變更，對小型冷風機2的配置，做新的統計歸戶調整，最終常因BTU空調計量表3'的原始控管面積、隔間的變動，導致計費混亂而作廢無法使用，喪失原始設置的使用目的。

本發明主要目的，係要提出一種具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統專利申請，包括冰水管、電動冰水三通閥，小型冷風機(Fan Coil Unit,F.C.U)、室內顯示控制器、小型冷風機進風口溫度感測器、小型冷風機出風口溫度感測器及中央控制單元(Control Unit)所組成，其特徵在於中央控制單元連接室內顯示設定控制器、電動冰水三通閥及電腦，其中中央控制單元左、左端連接小型冷風機進風口溫度感測器，作為感測小型冷風機的進入風溫度，右端連接小型冷風機出風口溫度感測器作為感測小型冷風機的排出風溫度，而本發明中央控制單元與室內型顯示設定控制器的運作原理如下：中央控制單元的風溫感測器，感測小型冷風機的進風溫度，並比對室內型顯示設定控制器的室溫設定值，根據比對值的高低偏異，據以自動調變小型冷風機風扇馬達的轉速(調變風量)，當風溫感測器的感測溫度，低於室內型顯示設定控制器的室溫設定值時，在一定的時限內，中央控制單元降低風扇馬達的轉速(減少風量，降低冷卻能力)，最終當風扇馬達被調變到最低轉速時(維持最低的舒適循環風量)，若風溫感測器的感測溫度仍低於室內型顯示設定控制器的室溫設定值時，則中央控制單元開始調變電動冰水三通閥，控制冰水流量的大小，使風溫感測器感測到的氣流溫度，可逐漸的趨近室內型顯示設定控制器的室溫設定值，反之，當感測到的氣流溫度，高於室內型顯示設定控制器的室溫設定值時，則中央控制單元的控制邏輯，將進行前述說明的反向作動。

本發明係為一種具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，此系統控制邏輯模式，除了可完全滿足傳統中央冰水空調小型冷風機系統的控制功能外，並具有下述主要的發明創新特性：

1.本發明具有利用小型冷風機的進出風溫度差值，及風扇馬達的轉速值(中央控制單元內建有馬達轉速與風扇風量的對照值韌體)，可由中央控制單元計算出空調熱負荷值，再將此空調熱負荷值，加乘電動冰水三通閥的開通時間(開通時間在中央控制單元可記錄)，即可精確的計算出單台小型冷風機的空調使用量，此空調使用量的量測方式，有別於前述中央冰水空調小型冷風機系統商業應用流程所普遍使用的；以BTU空調計量表來量測空調使用量的方式(BTU空調計量表是利用水溫差及水流量加乘計算)。

2.本發明因每台小型冷風機均配置有中央控制單元，因此當新客戶的承租面積及隔間不同時，只要在電腦上重新歸屬各台小型冷風機與新承租戶關聯後，即可獲得新承租戶的空調量使用數據，沒有傳統BTU空調計量表對新舊承租戶無法重新歸屬計算空調使用量的缺失。

3.本發明當電動冰水三通閥接受中央控制單元開通的指令時，可利用小型冷風機的進出風溫度差值，判斷電動冰水三通閥是否有故障的狀態，並由中央控制單元向電腦發出異常警報通知。

4.本發明中央控制單元內建有馬達轉速與運轉電流參照值韌體，若馬達在某些轉速的運轉電流值，低於韌體的內定電流值時，也可判斷小型冷風機的循環風量異常，其可能原因包括過濾網阻塞等，此異常警示同樣也可由中央控制單元向電腦發出異常警報通知。

習知符號說明

1,2‧‧‧小型冷風機

3’‧‧‧BTU空調計量表

C1‧‧‧熱交換器盤管

F‧‧‧水流量感測器

S1,S2‧‧‧室內型溫度及風速控制器

T1’,T2‧‧‧水溫感測器

V1,V2‧‧‧電動冰水三通閥

本發明符號說明

1’‧‧‧具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統

3‧‧‧小型冷風機

A1,A2,A3,A4,An‧‧‧中央控制單元

B‧‧‧電腦

C3‧‧‧熱交換器盤管

M1‧‧‧馬達轉速

F3‧‧‧風扇

M3‧‧‧馬達

P‧‧‧冰水管

H‧‧‧高速

M‧‧‧中速

L‧‧‧低速

L1,L2,L3,L4,Ln‧‧‧連接線

V3‧‧‧電動冰水三通閥

T11‧‧‧小型冷風機進風口溫度感測器

T12‧‧‧小型冷風機出風口溫度感測器

S3‧‧‧室內顯示設定控制器

S'1,S'2,S'3,S'4,S'n‧‧‧冰水空調小型冷風機結構體

T‧‧‧進入風溫度

T1‧‧‧排出風溫度

TE‧‧‧電動冰水閥的開通時間

RT1‧‧‧室溫設定值

W1‧‧‧風量

f‧‧‧過濾網

圖1 係為習知中央冰水空調小型冷風機系統示意圖之一。

圖2 係為習知中央冰水空調小型冷風機系統示意圖之二。

圖3 係為本發明具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統示意圖之一。

圖4 係為本發明多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統示意圖之二。

本發明係為一種具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統1'，如圖3所示其包括冰水管P(進水溫7℃，回水溫12℃)、電動冰水三通閥V3，小型冷風機3、室內顯示設定控制器S3、小型冷風機進風口溫度感測器T11、小型冷風機出風口溫度感測器T12及中央控制單元B所組成，其中冰水管P、電動冰水三通閥V3，小型冷風機3組成冰水空調小型冷風機結構體S'1，其中冰水管P連接熱交換器盤管C3並在右側裝設過濾網f，其特徵在於中央控制單元B連接室內顯示設定控制器S3、電動冰水三通閥V3、小型冷風機3及電腦B，其中中央控制單元A1左側連接小型冷風機進風口溫度感測器T11，右側連接小型冷風機出風口溫度感測器T12，作為感測小型冷風機3的進入風溫度T與排出風溫度T1。

本發明中央控制單元A1與室內型顯示設定控制器S3的運作方法步驟如下：中央控制單元A1的小型冷風機進風口溫度感測器T11，先感測小型冷風機3的進風溫度，並比對室內型顯示設定控制器的室溫設定值，根據比對值的高低偏異，自動調變小型冷風機3風扇F3馬達M3的轉速M1(調變風量：可分為高速H，中速M，低速L)與風量W1比對值及電動冰水閥的開通時間TE作為空調能量計算量的計算。

當小型冷風機進風口溫度感測器T11的進入風溫度T，低於室內型顯示設定控制器S3的室溫設定值(RT1)時→T<RT1，在一定的時限內，中央控制單元A1降低風扇F3馬達M3的轉速(減少風量，降低冷卻能力)，最終當風扇馬達M3被調變到最低速L時(維持最低的舒適循環風量)，若小型冷風機進風口溫度感測器T11的進入風溫度T仍低於室內型顯示設定控制器S3的室溫設定值RT1時，則中央控制單元A1開始調變電動冰水三通閥V3，控制冰水流量的大小，使小型冷風機進風口溫度感測器T11感測到的氣流溫度，可逐漸的趨近室內型顯示設定控制器的室溫設定值RT1，反之，當小型冷風機進風口溫度感測器T11的感測溫度T，高於室內型顯示設定控制器S3的室溫設定值RT1時→T>RT1，則中央控制單元A1的控制邏輯，將進行前述說明的反向作動，在一定的時限內，中央控制單元提高風扇F3馬達M3的轉速(增加風量，提高冷卻能力)，最終當風扇F3馬達M3被調變到最高速。

綜上所述，表1係指本發明判定因素與判定結果表，使本發明能判定故障及精確計算空調能量。如圖4所示本發明以連接線L1.L2.L3.L4.Ln連接電腦B，另一端連接中央控制單元A1,A2,A3,A4,An，再連接以冰水管P、電動冰水三通閥V3，小型冷風機3組成冰水空調小型冷風機結構體S'1,S'2,S',3,S'4,S'n作為多重空間空調能量計算量的計算控制。

本發明係為一種具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，已符合專利要件，今爰依法提出專利申請。

Claims

一種具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，係由冰水管、電動冰水三通閥，小型冷風機、小型冷風機進風口溫度感測器(T11)、小型冷風機出風口溫度感測器、室內顯示設定控制器及中央控制單元所組成，其中冰水管、電動冰水三通閥，小型冷風機組成冰水空調小型冷風機結構體並有中央控制單元連接控制，其特徵在於中央控制單元連接室內顯示設定控制器、電動冰水三通閥、小型冷風機及電腦，其中中央控制單元左側連接小型冷風機進風口溫度感測器(T11)，右側連接小型冷風機出風口溫度感測器，作為感測小型冷風機的進入溫度與排出風溫度，其中中央控制單元以連接線左端與連接電腦，右端連接電動冰水三通閥，由電動冰水三通閥以冰水管連接小型冷風機，又中央控制單元左端連接小型冷風機進風口溫度感測器，右端連接小型冷風機出風口溫度感測器，而中央控制單元以連接線連接室內顯示設定控制器。
如申請專利範圍第1項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中中央控制單元與室內型顯示設定控制器連接，係指中央控制單元的進入風溫感測器，先感測小型冷風機的進風溫度，並比對室內型顯示設定控制器的室溫設定值，根據比對值的高低偏異，自動調變小型冷風機風扇馬達的轉速與風量比對值及電動冰水閥的開通時間作為空調能量計算量的計算。
如申請專利範圍第1項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中當小型冷風機進風口溫度感測器(T11)的感測溫度，低於室內型顯示設定控制器的室溫設定值，在一定的時限內，中央控制單元降低風扇馬達的轉速，以減少風量，降低冷卻能力，最終當風扇馬達被調變到最低速時(維持最低的舒適循環風量)。
如申請專利範圍第2項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中小型冷風機進風口溫度感測器(T11)的感測溫度仍低於室內型顯示設定控制器的室溫設定值時，則中央控制單元開始調變電動冰水三通閥，控制冰水流量的大小，使小型冷風機進風口溫度感測器(T11)感測到的氣流溫度，可逐漸的趨近室內型顯示設定控制器的室溫設定值。
如申請專利範圍第2項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中，當小型冷風機進風口溫度感測器(T11)的感測溫度，高於室內型顯示設定控制器的室溫設定值，在一定的時限內，中央控制單元提高風扇馬達的轉速，即增加風量，提高冷卻能力。
如申請專利範圍第1項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中，使用雙溫度感測器，測量小型冷風機的進出風溫度，並配合小型冷風機馬達轉速與風量的比對關係值，及電動冰水閥的開通時間，做為空調能量計量的控制邏輯。
如申請專利範圍第1項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中，使用雙溫度感測器，測量小型冷風機的進出風溫度，並配合電動冰水閥的開通時間，做為判斷電動冰水閥是否有故障的控制邏輯。
如申請專利範圍第1項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中，多重中央控制單元其控制邏輯及異常警示，可由中央控制單元向電腦發出異常警報通知、數據記錄功能。
如申請專利範圍第1項述之具有多重中央控制單元控制冰水空調小型冷風機系統，其中，至少一個以上中央控制單元連接多組冰水空調小型冷風機結構體再連接電腦，可由中央控制單元向電腦發出異常警報通知、數據記錄功能。