TWM527078U - 用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統 - Google Patents
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Description
本創作係關於一種空調設備，特別是其內含一節能控制系統，可依負載改變冷卻系統的運轉模式，在不改變系統主機正常操作的條件下優化空調設備能源的使用。
由於能源日益匱乏，節能與開源是現今重要的課題，其中節能為在既有的功能下降低運轉時所需的能源消耗。為達成此目標，傳統上有兩個主要的手段為多數人使用，其一為應用新科技低能耗的零件或在系統設計階段降低全載時的功耗，其二為降低既有設備運作時的能耗，透過操作模式的改變使系統的功能在不受影響的前提下優化能源的使用。一個完整的空調系統由一個到多個空調主機及冷卻系統及冰水系統架構配置完成，冷卻系統及冰水系統係輔助空調主機發揮其功能之必要設計，空調主機在冷卻系統及冰水系統正確運轉下，才能穩定的發揮其預期的功能。一般設計規劃係當冷卻系統及冰水系統啟動後，冷卻系統及冰水系統持續運轉下再輔以連鎖保護控制，確保空調主機可以正常運轉，再將空調主機導入運轉。
以空調系統為例，現今空調系統設計概念是冷卻系統及冰水系統正確運轉下，經由感測器連鎖保護後控制空調主機導入空調系統運轉
或停止運轉，當空調主機停止運轉時空調系統內冷卻系統及冰水系統均維持在運轉狀態，以應付空調主機在導入運轉時滿足其運轉時之必要條件。
上述系統設計概念，其缺點為當冷媒壓縮機卸載或停止運轉時，該空調系統所配置之冷卻系統及冰水系統均持續處於運轉狀態，即冷卻系統及冰水系統其部分時段之運轉係無效運轉。該無效運轉之能源消耗可透過有效控制手段將無效運轉之能源消耗降至最低且不影響該空調系統之性能，為本創作之基本精神。
本創作重點在一個完整的空調系統或冰熱水供應系統，由一節能控制系統，包含：一輸入模組、一輸出模組、一演算器介於兩者之間，其中一輸入模組為取得當前系統的負載，一輸出模組用於空調設備的控制；一空調主機；一冷卻系統，包括：一冷卻水塔、一冷卻水泵及一冰水系統的冰水泵；以及一冰水系統所建構。當一冷卻系統及一冰水系統經由正確的啟動程序後，各連鎖保護檢測感知器均在正常狀態下輸出訊號至一節能控制系統訊號輸入模組，一演算器接收訊號輸入模組送出之各項數據經過演算器的演算程序，當滿足空調主機啟動運轉所需的條件成立時，一輸出模組輸出啟動訊號啟動空調主機，若滿足卸載或停機條件成立，經由檢測感知器回授訊號予一輸入模組，經過演算器的演算程序確定滿足空調主機卸載或停機時，輸出模組輸出指令卸載或停止空調主機運轉，待空調主機完成卸載或停止動作後，再輸出控制指令依序將冷卻系統及冰水系統之運轉由100%至0%的區間降載。
反之，當檢測感知器回授訊號至一輸入模組，演算器接收訊
號輸入模組送出之各項數據經過演算器的演算程序確定其滿足啟動條件時，一輸出模組首先啟動冷卻系統及冰水系統之輸出由0%至100%的區間加載，在各連鎖保護檢測感知器均在正常狀態下，一演算器接收一輸入模組送出之各項數據，經演算器的演算程序確定後再經由輸出模組輸出指令啟動一空調主機。依據空調主機負載工況將冷卻系統及冰水系統做相對最有效的運轉輸出控制，其0%至100%的區間調整，即為冷卻系統及冰水系統節省能源消耗的手段。
本創作可具有以下的效果
本創作經由空調系統的節能控制器訊號輸入模組接受空調主機啟動前後檢測感知器上的數據，經由節能控制系統演算器接受訊號輸入模組的數據經演算後依序調整冷卻系統及冰水系統在0%至100%區間調整，以滿足空調主機運轉需求。空調系統的節能控制系統透過流程控制的方法，有效控制冷卻系統及冰水系統之輸出達到節約能源的效果，節省待機狀態的能源消耗。
(1)‧‧‧冷卻水塔
(2)‧‧‧冷卻水泵
(20)‧‧‧冷卻水塔出水管
(21)‧‧‧冷卻水進水管
(22)‧‧‧冷卻水出水管
(23)‧‧‧冷卻水出水溫度感測器
(24)‧‧‧冷卻水進水溫度感測器
(3)‧‧‧空調主機
(3A)‧‧‧冷凝器
(3B)‧‧‧冰水器
(3C)‧‧‧空調主機之冷媒壓縮機
(4)‧‧‧冰水泵
(40)‧‧‧冷源負載端出水管
(41)‧‧‧冰水進水管
(42)‧‧‧冰水出水管
(43)‧‧‧冰水進水溫度感測器(回風處之溫度感測器)
(44)‧‧‧冰水出水溫度感測器
(5)‧‧‧冷源負載端
(6)‧‧‧節能控制系統
(60)‧‧‧輸出模組
(601)‧‧‧輸出端一
(602)‧‧‧輸出端二
(603)‧‧‧輸出端三
(604)‧‧‧輸出端四
(61)‧‧‧演算器
(62)‧‧‧訊號輸入模組
(621)‧‧‧訊號輸入端一
(622)‧‧‧訊號輸入端二
(623)‧‧‧訊號輸入端三
(624)‧‧‧訊號輸入端四
(7)‧‧‧冷卻水泵驅動器
(8)‧‧‧冰水泵驅動器
(9)‧‧‧冷卻水塔風扇驅動器
第一圖係本創作之具有空調系統的節能控制系統之冰水主機空調系統的實施例，亦為第一實施例之方塊示意圖。
第二圖係本創作之應用空調系統的節能控制系統之箱型冷氣機空調系統的實施例，亦為第二實施例之方塊示意圖。
本段落例舉兩種實施例做為應用例的說明，其一為冰水機之空調主機，另外一個為箱型冷氣之空調主機，說明如下：
實施例一：冰水機之空調主機
請參閱第一圖所示，本實施例由冷卻水塔(1)、冷卻水泵(2)、空調主機(3)、冰水泵(4)、冷源負載端(5)、空調系統的節能控制系統(6)、冷卻水泵驅動器(7)、冰水泵驅動器(8)、冷卻水塔風扇驅動器(9)所組成。連接於冷卻水塔(1)與冷凝器(3A)之間的冷卻水泵(2)及連接於冰水器(3B)與冷源負載端(5)之間的冰水泵(4)，其各冷卻水泵(2)及冰水泵(4)運轉頻率快慢，係依據裝設於冷卻水管其進出水管上的溫度感測器(23)、(24)及冰水管其進出水管上的溫度感測器(43)、(44)，將其各檢測值回授至空調系統的節能控制系統(6)訊號輸入模組(62)，經過空調系統的節能控制系統(6)的演算器(61)演算後輸出運轉指令，透過冷卻水泵驅動器(7)及冰水泵驅動器(8)等控制器改變各循環水泵運轉頻率以符合空調主機冰水機(3)之壓縮機(3C)輸出工況需求。當冰水進出水管上設置的溫度感測器(43)、(44)其檢測值達到冰水機卸載或停機時溫度感測器回授訊號至節能控制系統(6)訊號輸入模組(62)，經過節能控制系統(6)演算器(61)的演算後經由輸出模組(60)輸出運轉指令控制空調主機冰水機(3)之壓縮機(3C)卸載或停機，節能控制系統(6)的輸出模組(60)再輸出另運轉指令自動調整冷卻水泵(2)及冰水泵(4)運轉頻率100%至0%區間卸載以提供適當的水量達到節能的目的，避免各水泵作無效的運轉。
當冰水進出水管上設置的溫度感測器(43)、(44)其檢測值達到空調主機冰水機(3)加載條件時，溫度感測器回授訊號至節能控制系統(6)訊號輸入模組(62)，經過節能控制系統(6)演算器(61)的演算後，輸出模組(60)輸出運轉指令自動調整冷卻水泵(2)及冰水泵(4)
輸出運轉頻率符合空調主機冰水機(3)之壓縮機(3C)輸出工況需求，節能控制系統(6)的輸出模組(60)再輸出指令啟動加載空調主機冰水機(3)之壓縮機(3C)，節能控制系統(6)的輸出模組(60)輸出運轉指令自動調整冷卻水泵(2)及冰水泵(4)運轉頻率0%至100%區間加載以提供適當的水量達到節能的目的，隨壓縮機(3C)運轉時負載的大小，自動調整各水泵運轉頻率高低之控制器。
實施例二：箱型冷氣之空調主機
請參閱第二圖所示，本實施例由冷卻水塔(1)、冷卻水泵(2)、空調主機(3)、節能控制系統(6)、冷卻水泵驅動器(7)、冷卻水塔風扇驅動器(9)所組成。連接於冷卻水塔(1)與冷凝器(3A)之間的冷卻水泵(2)，其運轉頻率快慢，係依據冷卻水管上之進出水的溫度感測器(23)、(24)，將檢測值回授至節能控制系統(6)訊號輸入模組(62)，經過節能控制系統(6)演算器(61)的演算後輸出模組(60)輸出運轉指令予冷卻水泵驅動器(7)等控制器改變冷卻水泵(2)運轉頻率以符合箱型冷氣機(3)之壓縮機(3C)輸出工況需求。當箱型冷氣機(3)裝設於回風處之溫度感測器(43)，其檢測值達到箱型冷氣機卸載或停機時，回風溫度感測器(43)回授訊號至節能控制系統(6)訊號輸入模組(62)，節能控制系統(6)演算器(61)演算後經由輸出模組(60)輸出運轉指令控制箱型冷氣機(3)之壓縮機(3C)卸載或停機，再輸出其他運轉指令調整冷卻水泵(2)運轉頻率100%至0%區間卸載，以提供適當的水量達到節能的目的，避免水泵作無效的運轉。
當箱型冷氣機(3)裝設於回風處之溫度感測器(43)，其檢測值達到箱型冷氣機(3)加載啟動條件時，溫度感測器(43)回授訊號至節能控制系統(6)訊號輸入模組(62)，經由節能控制系統(6)演算器(61)演算後，經由輸出模組(60)輸出的運轉指令啟動冷卻水泵驅動器(7)調整冷卻水泵(2)運轉頻率以符合箱型冷氣機(3)之壓縮機(3C)輸出工況需求，節能控制系統(6)輸出模組(60)再輸出指令啟動加載箱型冷氣機(3)之壓縮機(3C)，節能控制系統(6)的輸出模組(60)輸出運轉指令透過冷卻水泵驅動器(7)等控制器自動調整冷卻水泵(2)運轉頻率0%至100%區間加載，隨壓縮機(3C)運轉負載大小，自動調整冷卻水泵(2)運轉輸出大小之控制以提供適當的水量。節能控制系統(6)會依據冷卻水管進出水的溫度檢測值自動調整冷卻水泵(2)運轉頻率，避免水泵作無效的運轉。且當進出水溫度超過設計值時表示循環系統有結垢堵塞的情形亦可預先警示適時作維護保養告知，減少熱交換器散熱效果不良造成壓縮機運轉效能降低浪費電力消耗，既可降低設備運轉成本亦可提高設備運轉可靠度使空調系統可以大大的降低能源的浪費以達到最佳的節能效果。
惟以上所述僅為本創作之較佳實施例，非意欲侷限本創作的專利保護範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖示內容所為的等效變化，均同理皆包含於本創作的權利保護範圍內，合予陳明。
(1)‧‧‧冷卻水塔(熱水槽)
(2)‧‧‧冷卻水泵
(20)‧‧‧冷卻水塔出水管
(21)‧‧‧冷卻水進水管
(22)‧‧‧冷卻水出水管
(23)‧‧‧冷卻水出水溫度感測器
(24)‧‧‧冷卻水進水溫度感測器
(3)‧‧‧空調主機
(3A)‧‧‧空調主機之冷凝器
(3B)‧‧‧空調主機之冰水器
(3C)‧‧‧空調主機之冷媒壓縮機
(4)‧‧‧冰水泵
(40)‧‧‧冷源負載端出水管
(41)‧‧‧冰水進水管
(42)‧‧‧冰水出水管
(43)‧‧‧冰水進水溫度感測器(回風處之溫度感測器)
(44)‧‧‧冰水出水溫度感測器
(5)‧‧‧冷源負載端
(6)‧‧‧空調系統的節能控制系統
(60)‧‧‧輸出模組
(601)‧‧‧輸出端一
(602)‧‧‧輸出端二
(603)‧‧‧輸出端三
(604)‧‧‧輸出端四
(61)‧‧‧演算器
(62)‧‧‧訊號輸入模組
(621)‧‧‧訊號輸入端一
(622)‧‧‧訊號輸入端二
(623)‧‧‧訊號輸入端三
(624)‧‧‧訊號輸入端四
(7)‧‧‧冷卻水泵驅動器
(8)‧‧‧冰水泵驅動器
(9)‧‧‧冷卻水塔風扇驅動器
Claims (8)
- 一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，其包含有一冷卻系統、一冰水系統、一空調主機及一空調箱構成一傳統的空調系統或冰熱供應系統，一空調主機或一熱泵主機均具備一冷卻器、一壓縮機、一冰水器，一空調箱為一消耗冷源的負載，一冷卻水泵其輸入端以水管連接至冷卻水塔輸出端，冷卻水泵輸出端連接至冷卻器輸入端，冷卻器輸出端以水管連接至冷卻水塔輸入端構成一個冷卻系統循環回路，一冰水泵輸出端以水管連接至一空調主機的冰水器，一冰水泵輸入端以水管連接至一空調箱等消耗冷源的負載，一冰水器輸出端以水管連接至一空調箱等冷源消耗負載的輸入端構成一個冰水系統循環回路；以及一訊號輸入模組、一演算器及一輸出模組構成一節能空制系統，其中一訊號輸入模組其為裝設於冷卻系統、冰水系統及空調主機之各感測器連接於一演算器，一演算器一輸入模組與一輸出模組之間，其一輸入模組輸入的數據並將運算後的結果輸出指令至一輸出模組，一輸出模組輸出數位或類比訊號控制冷卻系統、冰水系統及空調主機的啟停及運轉狀態。
- 如專利申請範圍第1項所述之一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，其中傳統空調設備包含由冷卻水塔、空調主機的冷凝器與冷卻水泵夠成之循環系統及空調主機的冰水器與冷源負載端與冰水泵構成之子 系統，組合成的一種設備。
- 如專利申請範圍第1項所述之一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，此控制系統可為一外掛系統或整併於空調主機主控系統中。
- 如專利申請範圍第1項所述之一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，節能控制系統分別連接於空調主機、冷卻系統與冰水系統相關子系統，依空調主機運作的需求控制冷卻系統與冰水系統相關子系統內部所有裝置，以降低待機與非全載時的能耗。
- 如專利申請範圍第1項所述之一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，依據空調主機運作的條件有效的控制冷卻系統中的冷卻水塔、冷卻水泵，冰水系統冰水泵、循環水泵等各附屬裝置，採用數位或類比輸出訊號，以變頻控制的方式達到節電的效果。
- 如專利申請範圍第1項所述之一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，其中空調冰熱水供應系統係由熱水槽與空調主機的冷凝器之間使用一冷卻水泵構成之子系統與連接空調主機的冰水器、冷源負載端與冰水泵行成之系統，組合成的一種設備。
- 如專利申請範圍第1項所述之一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，依據空調主機運作的條件有效的控制冷卻系統中的熱水槽、冷卻水泵，冰水系統冰水泵、循環水泵等各附屬裝置，採用數位或類比輸出訊號，以變頻控制的方式達到節電的效果。
- 如專利申請範圍第1項所述之一種用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統，具備感測器取得控制所需的相關資訊，感測器如溫度感測器，水流量感測器等。
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|---|---|---|---|
| TW104211291U TWM527078U (zh) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統 |
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|---|---|---|---|
| TW104211291U TWM527078U (zh) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統 |
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|---|---|
| TWM527078U true TWM527078U (zh) | 2016-08-11 |
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ID=57183069
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| TW104211291U TWM527078U (zh) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | 用於空調系統冰熱水供應系統的節能控制系統 |
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| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM527078U (zh) |
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2015
- 2015-07-14 TW TW104211291U patent/TWM527078U/zh not_active IP Right Cessation
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