TWM478116U - 空調節能控制裝置 - Google Patents

Description

空調節能控制裝置

本創作係有關於一種控制裝置，特別是有關一種空調節能控制裝置。

空調裝置為現代生活中用於控制室內溫度的設備，例如用於控制家中、辦公室或廠房內的溫度，特別是在大型空間中，空調裝置的控制越加顯得重要。

以冰水主機為例，其運作方式為先將具有一預設出水溫度之冰水傳送至一室內之空調箱，冰水與室內空氣進行熱交換後溫度會提高，接著會再進行冷卻的動作，得到降溫的冷卻水之後再傳送回冰水主機。

然而目前冰水主機之溫度調節的精確度為攝氏±1℃，無法再作更精確的控制，常常會造成電力的浪費，在現今環保意識高漲的情況下，難以達成節能減碳的目標。

因此，需要對上述不能更精確的控制溫度調節的問題提出解決方法。

本創作之一目的在於提供一種空調節能控制裝置，其能對冰水主機之冰水出水溫度進行更精確的調節。

為達到上述目的，根據本創作之空調節能控制裝置用於控制一冰水主機，該空調裝置包括：一中央處理單元，儲存有一目標溫度，該目標溫度為該冰水主機之一冰水出水溫度最終需達到的溫度值；一溫度偵測單元，電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元；以及一輸出單元，電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元。該溫度偵測單元偵測該冰水主機 之該冰水出水溫度並傳送該冰水出水溫度至該中央處理單元，該冰水出水溫度大於一上限值時，該中央處理單元產生加載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行加載操作。該冰水出水溫度小於該上限值且大於一上中間值時，該中央處理單元產生加載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行加載操作。該冰水出水溫度小於該上中間值且大於一上穩定值時，該中央處理單元計算該冰水出水溫度之溫度變化率，並根據該冰水出水溫度之溫度變化率產生加載或卸載或保持指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機之該冰水出水溫度朝向該目標溫度操作。該冰水出水溫度小於該上穩定值且大於該目標溫度時，該中央處理單元透過該輸出單元控制該冰水主機不作加載操作或卸載操作。該冰水出水溫度小於該目標溫度且大於一下穩定值時，該中央處理單元透過該輸出單元控制該冰水主機不作加載操作或卸載操作。該冰水出水溫度小於該下穩定值且大於一下中間值時，該中央處理單元計算該冰水出水溫度之溫度變化率，並根據該冰水出水溫度之溫度變化率產生加載或保持或卸載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機之該冰水出水溫度朝向該目標溫度操作。該冰水出水溫度小於該下中間值且大於一下限值時，該中央處理單元產生卸載指令並傳送至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行卸載操作。該冰水出水溫度小於該下限值時，該中央處理單元產生急停指令並傳送至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行急停操作。

於本創作之空調節能控制裝置中，該冰水出水溫度大於該上限值時，該中央處理單元進一步計算該冰水出水溫度之溫度變化率，當溫度變化率大於一溫度變化設定值時，該中央處理單元會產生卸載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行一次卸載操作。

於本創作之空調節能控制裝置中，該上穩定值為該目標溫度加0.3℃，該下穩定值為該目標溫度減0.3℃。

於本創作之空調節能控制裝置中，該上中間值為該目標溫度加1℃，該下中間值為該目標溫度減1℃。

於本創作之空調節能控制裝置中，該上限值至少大於該目標溫度4℃。

於本創作之空調節能控制裝置中，該下限值為4℃。

於本創作之空調節能控制裝置中，進一步包括一輸入單元電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元，當該冰水主機發生故障跳脫時產生一報警跳脫信號傳送至該輸入單元，該輸入單元再將該報警跳脫信號傳送至該中央處理單元。

於本創作之空調節能控制裝置中，進一步包括一電氣偵測單元電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元，該電氣偵測單元用於偵測該冰水主機之運轉電壓以及運轉電流並傳送至該中央處理單元。

於本創作之空調節能控制裝置中，進一步包括一通訊單元電性耦接至一電表與該中央處理單元，該通訊單元用於接收該電表所傳送該冰水主機之一用電度數，並將該用電度數傳送至該中央處理單元。

本創作之空調節能控制裝置控制溫度的精確度較佳，使冰水主機以較低的運轉電流操作，進而達到節能減碳與溫度控制準確的目標。

1‧‧‧空調節能控制裝置

3‧‧‧冰水主機

5‧‧‧電表

10‧‧‧中央處理單元

12‧‧‧溫度偵測單元

14‧‧‧輸出單元

16‧‧‧輸入單元

18‧‧‧電氣偵測單元

20‧‧‧通訊單元

第1圖係繪示根據本創作一實施例之空調節能控制裝置。

第2圖係繪示根據本創作之空調節能控制裝置之控制曲線。

以下結合附圖對本創作的技術方案進行詳細說明。

請參閱第1圖，其係繪示根據本創作一實施例之空調節能控制裝置1。

空調節能控制裝置1係用於控制一冰水主機3，也就是說，空調節能控制裝置1係電性耦接至冰水主機3。

本創作之空調節能控制裝置1包括一中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)10、一溫度偵測單元12、一輸出單元14、一輸入單元16、一電氣偵測單元18以及一通訊單元20。

輸入單元16電性耦接至冰水主機3與中央處理單元10，當冰水主機3發生故障跳脫時，會產生一報警跳脫信號傳送至輸入單元16，輸入單元16再將該報警跳脫信號傳送至中央處理單元10。於一實施例中，輸入單元16例如但不限於為數位輸入裝置。

電氣偵測單元18電性耦接至冰水主機3與中央處理單元10，電氣偵測單元18用於偵測冰水主機3之運轉電壓以及運轉電流並傳送至中央處理單元10。於一實施例中，電氣偵測單元18例如但不限於為類比輸入裝置。

溫度偵測單元12電性耦接至冰水主機3與中央處理單元10，用於偵測冰水主機3之一冰水入水溫度、一冰水出水溫度、一冷卻水入水溫度以及一冷卻水出水溫度並傳送至中央處理單元10。於一實施例中，溫度偵測單元12例如但不限於為熱敏電阻。

通訊單元20電性耦接至一電表5與中央處理單元10，用於接收電表5所傳送冰水主機3之運轉電流與電壓，並將運轉電流與電壓傳送至中央處理單元10。

輸出單元14電性耦接至冰水主機3與中央處理單元10，中央處理單元10根據溫度偵測單元12、輸入單元16、電氣偵測單元18及通訊單元20所傳送的各種資訊，透過輸出單元14控制冰水主機3之啟動、停止與各種操作。於一實施例中，輸出單元14例如但不限於為數位輸出裝置。

本創作之空調節能控制裝置1能提高冰水主機3之出水溫度的精確度，使冰水主機3以較低之運轉電流操作，達到節能減碳之目的，以下將詳述空調節能控制裝置1之控制機制。

請同時參閱第1圖以及第2圖，第2圖係繪示根據本創作之空調節能控制裝置之控制曲線，更明確地說，該控制曲線係中央處理單元10透過輸出單元14控制冰水主機3之冰水出水溫度的變化曲線，其中X軸為時間，Y軸為冰水主機3之目前冰水出水溫度。

中央處理單元10儲存有一冰水主機最終需達到的冰水出水溫度，其可以根據需求由使用者透過使用者介面(User Interface；UI)設定，以第2圖之控制曲線為例，目標溫度設定為攝氏7℃。

溫度偵測單元12將偵測到冰水主機3之目前冰水出水溫度傳送至中央處理單元10，以作為控制之依據。為便於說明及區分，以下將冰水主機3之冰水出水溫度最終需達到的溫度值稱為目標溫度，溫度偵測 單元12所偵測到冰水主機3之目前冰水出水溫度稱為目前溫度。

中央處理單元10接收溫度偵測單元12傳來之目前溫度後，根據目前溫度的大小產生一控制指令並傳送至輸出單元14，由輸出單元14根據控制指令對冰水主機3之冰水出水溫度進行溫度調節。

當目前溫度大於一上限值時，亦即位於第2圖之第一加載區時，表示目前溫度與目標溫度差異大，中央處理單元10產生加載指令至輸出單元14，使輸出單元14控制冰水主機3進行加載操作，以定轉速變冷媒的控制為例，所述加載操作係指定轉速的情況下，增加冷媒來達成加載操作。此外，於一較佳實施例中，目前溫度位於第一加載區時，為避免加載操作的速度過快，中央處理單元10會進一步計算溫度變化率(亦即計算溫度變化的斜率)，當溫度變化率大於一溫度變化設定值時，中央處理單元10會產生一卸載指令至輸出單元14，使輸出單元14控制冰水主機3進行一次卸載操作，藉以避免加載過快的問題發生。

當目前溫度小於上限值且大於一上中間值時，亦即目前溫度位於第2圖之第二加載區時，表示目前溫度與目標溫度差異較小，中央處理單元10產生加載指令至輸出單元14，使輸出單元14控制冰水主機3進行加載操作。要說明的是，目前溫度位於第二加載區時，中央處理單元10僅產生加載指令，而不會計算及判斷溫度變化率是否大於溫度變化設定值，亦即不考慮加載過快的問題。

當目前溫度小於上中間值且大於一上穩定值時，亦即目前溫度位於第2圖之上模糊區時，表示目前溫度與目標溫度差異更小，中央處理單元10會計算溫度變化率(亦即計算溫度變化的斜率)是上升斜率、下降斜率或維持斜率，並根據不同斜率狀況產生加載或卸載或保持指令(亦即選擇加載指令或卸載指令或保持指令)至輸出單元14，使輸出單元14控制冰水主機3之目前溫度朝向目標溫度的趨勢進行操作。

當目前溫度小於上穩定值且大於標準溫度時，亦即目前溫度位於第2圖之上穩定區時，表示目前溫度與目標溫度的差異係在設定的容許範圍之內，中央處理單元10則不產生加載或卸載指令，亦即透過輸出單元14控制冰水主機3不作加載操作或卸載操作。

當目前溫度小於標準溫度且大於下穩定值時，亦即目前溫度位於第2圖之下穩定區時，與上穩定區相同，表示目前溫度與目標溫度的差異係在設定的容許範圍之內，中央處理單元10則不產生加載或卸載指令，亦即透過輸出單元14控制冰水主機3不作加載操作或卸載操作。

當目前溫度小於下穩定值且大於下中間值時，亦即目前溫度位於第2圖之下模糊區時，與上模糊區相同，中央處理單元10會計算溫度變化率(亦即計算溫度變化的斜率)是上升斜率、下降斜率或維持斜率，並根據不同斜率狀況產生加載或保持或卸載指令(亦即選擇加載指令或保持指令或卸載指令)至輸出單元14，使輸出單元14控制冰水主機3之目前溫度朝向目標溫度的趨勢進行操作。

當目前溫度小於下中間值且大於一下限值時，亦即目前溫度位於第2圖之卸載區時，中央處理單元10產生卸載指令至輸出單元14，使輸出單元14控制冰水主機3進行卸載操作。

當目前溫度小於下限值時，亦即目前溫度位於第2圖之急停區時，中央處理單元10產生急停指令至輸出單元14，使輸出單元14控制冰水主機3進行急停操作。

要說明的是，上述加載操作、卸載操作與急停操作為本領域所屬技術人員所熟知，此不多加贅述。

上述標準溫度、上限值、上中間值、上穩定值、下穩定值、下中間值及下限值可以根據需求由使用者透過使用者介面進行設定，以第2圖之控制曲線為例，目標溫度設定為攝氏7℃，上穩定值及下穩定值分別設定為標準溫度的±0.3℃，上中間值及下中間值分別設定為標準溫度的±1℃，上限值設定為至少大於標準溫度4℃，下限值較佳設定為4℃，下限值較佳設定為4℃的原因在於水的溫度低於4℃時，其體積會膨脹，因此必須控制冰水主機進行急停操作，藉此避免體積膨脹導致管路破裂的問題發生。

習知之空調節能控制裝置僅能對冰水主機進行有段式之容量調節，例如33%、66%、99%三段式調節或是25%、50%、75%、100%四段式調節，控制溫度的精確度較差，本創作之空調節能控制裝置1不僅能對冰水主機進行上述三段式與四段式之容量調節，並能進一步進行無段 式之容量調節，亦即可以藉由設定第2圖之上限值、上中間值、上穩定值、下穩定值、下中間值及下限值達成從25%至100%的無段式調節，控制溫度的精確度較佳，使冰水主機3以較低的運轉電流操作，進而達到節能減碳與溫度控制準確的目標。

上述實施例僅是為了讓本領域技術人員理解本創作而提供的最優選的實施模式。本創作並不僅限於上述具體實施方式。任何本領域技術人員所易於思及的改進均在本創作的構思之內。

1‧‧‧空調節能控制裝置

3‧‧‧冰水主機

5‧‧‧電表

10‧‧‧中央處理單元

12‧‧‧溫度偵測單元

14‧‧‧輸出單元

16‧‧‧輸入單元

18‧‧‧電氣偵測單元

20‧‧‧通訊單元

Claims (9)

1. 一種空調節能控制裝置，用於控制一冰水主機，該空調節能控制裝置包括：一中央處理單元，儲存有一目標溫度，該目標溫度為該冰水主機之一冰水出水溫度最終需達到的溫度值；一溫度偵測單元，電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元；以及一輸出單元，電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元，該溫度偵測單元偵測該冰水主機之該冰水出水溫度並傳送該冰水出水溫度至該中央處理單元，該冰水出水溫度大於一上限值時，該中央處理單元產生加載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行加載操作，該冰水出水溫度小於該上限值且大於一上中間值時，該中央處理單元產生加載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行加載操作，該冰水出水溫度小於該上中間值且大於一上穩定值時，該中央處理單元計算該冰水出水溫度之溫度變化率，並根據該冰水出水溫度之溫度變化率產生加載指令或卸載指令或保持指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機之該冰水出水溫度朝向該目標溫度操作，該冰水出水溫度小於該上穩定值且大於該目標溫度時，該中央處理單元透過該輸出單元控制該冰水主機不作加載操作或卸載操作，該冰水出水溫度小於該目標溫度且大於一下穩定值時，該中央處理單元透過該輸出單元控制該冰水主機不作加載操作或卸載操作，該冰水出水溫度小於該下穩定值且大於一下中間值時，該中央處理單元計算該冰水出水溫度之溫度變化率，並根據該冰水出水溫度之溫度變化率產生加載指令或保持指令或卸載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機之該冰水出水溫度朝向該目標溫度操作，該冰水出水溫度小於該下中間值且大於一下限值時，該中央處理單元產生卸載指令並傳送至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行卸載操作，該冰水出水溫度小於該下限值時，該中央處理單元產生急停指令並傳送至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行急停操作。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，其中該冰水出水溫度大於該上限值時，該中央處理單元進一步計算該冰水出水溫度之溫度變化率，當溫度變化率大於一溫度變化設定值時，該中央處理單元會產生卸載指令至該輸出單元，使該輸出單元控制該冰水主機進行一次卸載操作。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，其中該上穩定值為該目標溫度加0.3℃，該下穩定值為該目標溫度減0.3℃。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，其中該上中間值為該目標溫度加1℃，該下中間值為該目標溫度減1℃。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，其中該上限值至少大於該目標溫度4℃。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，其中該下限值為4℃。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，進一步包括一輸入單元電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元，當該冰水主機發生故障跳脫時產生一報警跳脫信號傳送至該輸入單元，該輸入單元再將該報警跳脫信號傳送至該中央處理單元。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，進一步包括一電氣偵測單元電性耦接至該冰水主機與該中央處理單元，該電氣偵測單元用於偵測該冰水主機之運轉電壓以及運轉電流並傳送至該中央處理單元。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之空調節能控制裝置，進一步包括一通訊單元電性耦接至一電表與該中央處理單元，該通訊單元用於接收該電表所傳送該冰水主機之一用電度數，並將該用電度數傳送至該中央處理單元。