Способ регулирования расхода воздуха и давления в каналах системы кондиционирования и система кондиционирования воздуха

 

Сущность изобретения: непрерывно измеряют расходы свежего, приточного и отработанного воздуха и давление воздуха в канале приточного воздуха. По данным измерений определяют отклонение от предварительно установленной величины измеренных расходов и давления воздуха. Затем механизмами управления клапанами регулируют расходы воздуха до достижения предварительно установленных величин, определяемых разностью расходов свежего отработанного воздуха и/или их отношением . Устр-ва для регулирования расходе воздуха в каналах выполнены в виде клапанов перекрытия и регулирования расхода воздуха, попарно подключенных к общим механизмам управления соответственно в каналах свежего, перепускного и выпускного , возвратного воздуха. Устр-ао предназначено для регулирования произв-сти вентилятора в канале приточного воздуха. Второй орган управления связан с устр-вом измерения расхода и давления соответственно в каналах отработанного и выпускного воздуха и с устр-еом регулирования произв-сти. 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН.ОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (86) РСТ/FI 88/00 199 (16.12.88) (21) 4614942/29 (22) 17,08.89 (46) 30.07.93. Бюл. М 28 (31) 875613 (32) 18.12.87 (33) FI (71) Илматеря Ой (FI) (72) Тапио Паананен, Микко Нюман и Юхани

Лаине(Н) (56) Патент ФРГ М 3201605, кл. F 24 F 11/02, 1982. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА

ВОЗДУХА И ДАВЛЕНИЯ В КАНАЛАХ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА (57) Сущность изобретения: непрерывно измеряют расходы свежего, приточного и отработанного воздуха и давление воздуха в канале приточного воздуха. По данным измерений определяют отклонение от предваИзобретение относится к созданию способа и системы кондиционирования, управляющих потоками свежего, приточного, выпускного, отработанного и возвратного воздуха, а также давлением воздуха в каналах приточного и выпускного воздуха.

Основным преимуществом настоящего изобретения является то, что потоки свежего и отработанного воздуха в системе кондиционирования могут управляться ° регулироваться или поддерживаться постоянными непрерывно и независимо друг от друга. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением в системе кондиционирования воздуха органы управления давлением в канале приточного воздуха и органы управления давлением в канале вы(и)ю F 24 F 11/047, 12/00 рительно установленной величины измеренных расходов и давления воздуха. Затем механизмами управления клапанами регулируют расходы воздуха до достижения предварительно установленных величин, определяемых разностью расходов свежего и отработанного воздуха и/или их отношением. Устр-ва для регулирования расхода воздуха в каналах выполнены в виде клапанов перекрытия и регулирования расхода воздуха, попарно подключенных к общим механизмам управления соответственно в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздуха, Устр-во предназначено для регулирования rtpoизв-с;-и вентилятора в канале приточного воздуха.

Второй орган управления связан - устр-вом измерения расхода и давления соответственно в каналах отработанного и выпускного воздуха и с устр-вом регулирования произв-сти. 2 с. и 9 э.п.ф-лы, 1 ил. пускного воздуха зависят друг от друга и от потоков свежего и отработанного воздуха.

Дополнительным преимуществом предложенной системы кондиционирования является простота конструкции.

На чертеже схематически представлена система кондиционирования воздуха в соответствии с настоящим изобретением.

Потоки воздуха обозначены следующим образом:

А — поток свежего воздуха;

 — поток приточного воздуха;

С вЂ” поток выпускного воздуха;

0 — поток отработанного воздуха;

Š— поток возвратного воздуха;

F обходной поток свежего воздуха вокруг регенерационного теплообменника;

1831641

Л вЂ” поток свежего воздуха, входящий в регенерационный теплообменник.

Приточная сторона системы кондиционирования воздуха обычно включает в себя, например, следующие элементы; фильтр 2 свежего воздуха в канале 21 свежего воздуха; отсекающий и управляющий механизмы обходного канала свежего воздуха, связанные друг с другом в виде устройства 3 входного воздуха; регенерационный теплообменник 4; вентилягор 5 приточного воздуха, расходомер 6 приточного воздуха, устройство измерения давления 12 в канале

1 и риточного воздуха; расходомер 15 свежего воздуха; и различные устройства обработки воздуха, такие как нагреватель, охладитель, увлажнитель воздуха, очистительные воздушные фильтры 7, 8 и т.n., которые могут быть размещены в различных точках на приточной стороне системы кондиционирования воздуха, Типично, поток В приточного воздуха в канале 1 равен потоку

А свежего воздуха в канале 21, Выпускная сторона системы кондиционирования воздуха обычно включает в себя, например, выпускной воздушный фильтр 16 и устройство измерения давления 19 выпускного воздуха в канале 8 выпускного воздуха, отсекающие и управляющие механизмы выпускного и возвратного воздуха, связанные друг с другом в виде устройства 10 выходного воздуха, вентилятор

11 отработанного воздуха и расходомер 20 отработанного воздуха в канале 23 отработанного воздуха. Типично, поток С выпускного воздуха в канале 9 равен потоку О отработанного воздуха в канале 22, Вентилятор 5 приточного воздуха, устройство 3 входного воздуха и устройство 10 выходного воздуха регулируются органом управления 13, а вентилятор 18 отработанного воздуха — органом управления 14. Расходомер 6 приточного воздуха, устройство измерения давления 12 приточного воздуха и расходомер 15 свежего воздуха соединены с органом управления 13, а устройство измерения давления 19 выпускного воздуха и расходомер 20 отработанного воздуха соединены с органом управления 14, Кроме того, органы управления 13 и 14 соединены между собой.

Если сопротивление потоку на приточной стороне 1 системы кондиционирования воздуха по какой-либо причине увеличивается, например, при загрязнении воздушного фил ьтра, поток воздуха умен ьш ается, если вентилятор 5 приточного воздуха не регулируется соответствующим образом или если сопротивление потоку на приточной стороне не снижается соответственно каким-либо иным способом. Вентилятор 5 приточного воздуха и средства 17 управления потоком приточного воздуха могут управляться органом управления 13 на основе либо измерения 6 расхода воздушного потока, либо измерения 12 давления, Измерение и регулировка организованы таким образом, чтобы настройка вентилятора 5 приточного воздуха или средств 17

10 управления приточным воздухом точно компенсировала бы погрешность, вызываемую фактором возмущения. В терминах технологии управления основной для этой компенсации является либо разность А-0 между потоками свежего и отработанного воздуха, либо их отношение А/О; либо одна из этих величин, либо обе вместе поочередно, либо величина, лежащая где-то между ними, поддерживаются органом управления 13 либо

20 постоянными, либо на заранее установленном уровне.

Когда поток воздуха под влиянием регулировки достигает своего предельного значения, уменьшение потока,, приточного воздуха будет продолжаться, так как воздушные фильтры продолжают загрязняться.

В это время орган управления 13 вентилятора приточного воздуха в соответствии с изобретением управляет органом управления

14 вентилятора отработанного воздуха и/или средствами 18 управления потоком отработанного воздуха таким образом, чтобы оставалась постоянной заранее определенная разность или отношение потока В

35 приточного воздуха и потока С выпускного воздуха, что необходимо с точки зрения кондиционированной атмосферы в помещении, Поскольку при отсеченном возвратном потоке Е поток В приточного воздуха всегда

40 точно равен потоку А свежего воздуха, это также соответствует поддержанию разности А-О между потоками свежего и отработанного воздуха или их отношения на заранее установленном уровне.

45 Устройство функционирует аналогично, если по какой-либо причине увеличивается сопротивление потоку на выпускной стороне 9 системы кондиционирования воздуха, например, если загрязняется фильтр 16 вы50 пускного воздуха, замерзает регенерационный теплообменник 4, запускается регулятор тяг .", перегрева системы воздуховодов и т.п. В этом случае орган управления

14 вентилятора отработанного воздуха 55 и/или средств 18 управления потоком отработанного воздуха управляет органом управления 13 вентилятора приточного воздуха или средств 17 управления потоком нриточного воздуха таким образом, чтобы разность А-О между потоком А свежего воэ1831641

20

30

45 духа и потоком 0 отработанного воздуха или их отношение А/D или какое-то значение между ними оставались бы постоянными или поддерживались бы на заранее установленном уровне.

Когда поток D отработанного воздуха уменьшается до значения, меньшего, чем заранее установленное значение, и, одновременно, наружная температура ниже заранее установленного значения, устройство

3 входного воздуха устанавливается в такое положение, при котором поток А свежего воздуха полностью переходит в обходной поток F свежего воздуха, т.е. поток А свежего воздуха через регенерационный теплообменник отсечен.

Как следствие этого, поток отработанного воздуха начинает оттаивать регенерационный теплообменник 4, если тот был замерзшим. Когда поток отработанного воздуха поднимается обратно до своего заранее установленного значения и/или проходит заранее установленное время после отсечения потока А, устройство 3 входного воздуха переключается обратно в свое первоначальное положение, в котором отсекается обходной поток F свежего воздуха.

Эта последовательность шагов. может повторяться заранее установленное число раз, как правило, 2-3 раза. Если, тем не менее, поток отработанного воздуха не поднимается обратно до своего заранее установленного значения, подается сигнал тревоги ошибочных действий.

Если желательно изменить поток А свежего воздуха так, чтобы он был меньше потока В приточного воздуха, и если желательно, чтобы их отношение было равно заранее установленному отношению

А/8, часть потока С выпускного воздуха посредством устройства 10 выходного воздуха направляется в виде возвратного потока Е в поток В проточного воздуха. В этом случае после изменения положения устройства 10 выходного. воздуха поток В приточ ного воздуха или давление в канале 1 приточного воздуха устанавливается на заранее заданном уровне. После этого производится регулировка вентилятора 11 отработанного воздуха или средств 18 управления потоком отработанного воздуха таким образом, чтобы разность А-О между измеренными значениями потоков свежего и отработанного воздуха или их отношение А/0 приняли бы заранее заданное постоянное значение.

Если после этого поток В приточного воздуха или давление в канале 1 приточного воздуха не отклон я ются от заранее установленного значения более чем на заранее заданную величину, отношение А/В потока свежего воздуха к потоку приточного воздуха сравнивается с заранее заданным отношением. Эта последовательность шагов повторяется в представленном порядке полностью или частично до тех пор, пока поток 8 приточного воздуха, отношение

А/8 потока свежего воздуха к потоку приточного воздуха и, одновременно, разность

А-D между потоками свежего и отработанного воздуха или их отношение A/D не достигают своих заранее заданных значений.

Таким образом, устройство 10 выходного воздуха и, посредством его, поток Е возвратного воздуха могут быть отправной точкой цепочки шагов управления, если они устанавливаются с начала в соответствии с другими критериями, или, как вариант, устройство выходного воздуха может использоваться в качестве средств управления для получения желаемого отношения А/B саежего воздуха к приточному.

В случае, если устройства имеет упрощенную конструкцию. не включающую в себя возможность использования возвратного потока Е, в которой поток С выпускного воздуха всегда равен потоку 0 отработанного воздуха, способ управления заключается в регулировке потоков в канале

1 приточного воздуха и в канале 22 отработанного воздуха для управления потоком В приточного воздуха и/или потоком 0 отработанного воздуха, тем не менее, имея критерием укаэанную разность А-0 между потоками свежего и отработанного воздуха или их отношение A/D.

В принципе, способ, описанный выше, может быть реализован с использованием любых компонентов, но, предпочтительно, оба устройства 3, 10 входного и выходного воздуха присоединяются к регенерационному теплообменнику 4. Предварительно, в этих устройствах средства отсекания и управления, такие как рычаги, рукоятки и т.п., соединяются друг с другом таким образом, что в устройстве 10 выходного воздуха плавное отсечение потока 1 отработанного воздуха вызывает одновременно плавное открывание, в соответствующей степени, возвратного потока Е и наоборот, а вустройстве 3 входного воздуха отсекание потока А

1 свежего воздуха к регенерационному теплообменнику 4 вызывает одновременное открывание обходного потока F свежего воздуха, и наоборот.

Также, для получения надежного измерения, желательно измерять потоки A,Î свежего и отработанного воздуха в отверстиях давления вентилятора 5, 18 или в продолжениях этих отверстий. Кроме того, предпочтительно измерять поток свежего воздуха в.

183 f 641 личине

15

35 величины этого отношения, причем повтоточке соединения системы кондиционирования воздуха с каналом свежего вэодухэ или внутри . системы кондиционирования воздуха в точке перед фильтром или после фильтра в направлении воздушного потока и измерять давление приточного и выпускного потоков

8, С внутри системы кондиционировэния воздуха или в точках соединения системы кондиционировения воздуха с кэмалэми 1, 9 приточмого и выпускного воздуха внутри системы.

Формула изобретения

1. Способ регулирования ресходэ воздуха и давления в каналах системы кондиционирования, эаключэющийся в регулировании расходов свежего, приточного, выпускного, отработанного и возврэтного воздухе соответственно в каналах для трэнспортировки свежего, приточного, вы.пускного, отработанного и возвратного воздуха, а также давления в кэналэх приточного и выпускмого воздуха системы кондиционировэния, включающей регемерационный теплообменник, вентиляторы с регулируемой производительностью, размещенные в кемелах приточного и отработанного воздуха, канал перепускного воздухе, сообщенный с каналом свежего воздуха до и после теплообменникэ, клепаны перекрытия и регулирования потоков 30 воздуха в каналах свежего, перепускного, выпускного и возвратного воздуха, при этом каждая пара клапанов, устэновлемных в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздухе содержит соответственно один общий механизм управления клапанами. э канал возвратного воэдухэ соединен с кэнэлэми выпускного и приточного воздуха,отличающийся тем,что,сцелью повышения эффективности, непрерывно из- 4 меряют расходы свежего, приточмого и отработанного воздухе, э также девление воздухе в канале приточмого воздухе, по дэнным измерений определяют отклонение от предварительно установленной величины 4 измеренных расходов и давления воздуха, э зетем механизмами управления клапанами регулируют расходы воздуха до достижения предвэрительно устэновлемных величин, определяемых разностью расходов свежего и 50 отработанного воздухе и/или Нх отношением.

2. Способ по п.1, о т л и ч е io шийся тем, что при измерениях расходов в случае изменения расходе возвратного воздухэ из- 5 меряют расход в канэле приточного воздуха до достижения предварительно установленной. величины, определяемой разностью рэсходов свежего и отработанного воздуха и/или их отновемием.

3. Способ по п.1. отличающийся тем, что давление в канале приточного воздуха поддерживают равным заранее установленной величине путем регулирования производительности вентилятора в канале приточного воздуха, при этом отношение расходов свежего и приточного воздуха сохраняют равным зэранее установленной ве4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при изменении положения механизма управления клапанами свежего и перепускного .воздуха поддерживают значения дэвлемия в канале приточного воздуха и отношение расходов свежего и приточмого воздухе равными предварительно установленным величинам, при этом регулируют расход отработанного воздухэ пу- . тем изменения производительности вентилятора в канале отработанного воздуха таким образом, чтобы величина, равная резности расходов свежего и отработанного воздуха и/или отношения этих расходов. оставалась почти равной предварительно установленной величине, кроме того, после по крэйней мере одного измерения расходов приточмого воздуха и/или давления в канале приточного воздуха и выявления, что измеренные расход и давление не отличаются от предварительно установленной величимы более чем нэ установленное знечение, сравмивеют отношение измеренных рэсходоs свежего и приточного воздухе со значением предварительно установленной ряют регулирование давления в канале приточного воздуха, э также расхода отработанного воздуха до достижения отношений расходов свежего к приточному аоздуху и по крайней мере одного из энечений, ревных разности расходов свежего и приточного воздухэ и/или отношения потоков свежего и отработанного воздухэ, равных предварительно установленным величинам.

5. Способ по п1, отл ич э ющи йс я тем, что определяют, что расход выпускного воздуха приблизительно равен расходу отрэботэнного воздухе и регулируют расход приточного воздуха в. зависимости от давления в кемале приточного воздуха тэк, чтобы величина рээности расходов свежего и отработанного воздуха и/или их отношения оставалась практически постоянной.

6. Способ no п1,отл и чаю щийс я тем, что измеряют давление в канале выпускного воздуха и после выявления того, что ращод.выпускного воздуха приблизительно ревен расходу отработэнного воздухе, т1роизводят регулирование расхода выпускного воздуха путем регулирования проиэводи1831641

10 тельности вентилятора в канале отработанного воздуха и при этом поддерживают постоянным по крайней мере одно из значений. равное разности расходов свежего и отработанного воздуха и/или их отношения, 7. Способ по любому из пп.1 — 6, о т л и ч аю шийся тем, что измеряют температуру свежего воздуха, при этом при уменьшении расхода отработанного воздуха и при падении температуры свежего воздуха ниже предварительно установленных величин механизм управления клапанами в каналах свежего и перенускного воздуха переводят в положение, при котором расход свежего воздуха равен расходу перепускного воздуха, причем при увеличении расхода отработанного воздуха и/или отклонении времени работы указанного механизма от предварительно установленных величин упомянутый механизм управления устанавливают в начальное положение и прекращают подачу воздуха по каналу перепускного воздуха.

8. Способ по любому из пп.1 — 7, о тл и ч аю шийся тем, что, с целью указанного регулирования, значение, равное разности расходов свежего и отработанного воздуха, и их отношение используются последовательно один или несколько раз.

9. Система кондиционирования воздуха, содержащая регенерационный теплообменник с подключенными к нему каналами свежего, приточного, выпускного и отработанного воздуха, канал перепускного воздуха, соединенный с каналом свежего воздуха до и после теплообменника, канал возвратного воздуха. сообщенный с каналами выпускного и приточного воздуха, устройства для регулирования расходов воздуха в каналах, измерители расходов воздуха, размещенные в каналах свежего, приточного и отработанного воздуха, вентиляторы с устройствами для регулирования производительности в каналах приточного и

45 отработанного воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности кондиционирования, система дополнительно содержит фильтры и два связанных между собой органа управления устройствами для регулирования расхода воздуха в каналах и производительности вентиляторов, при этом устройства для регулирования расходов воздуха в каналах выполнены в виде клапанов перекрытия и регулирования расхода воздуха. попарно подключенных к общим механизмам управления соответственно в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздуха, причем к первому органу управления подключены измерители расходов в каналах свежего, приточного воздуха, устройство для регулирования производительности вентилятора в канале приточного воздуха, механизмы управления клапанами перекрытия и регулирования и измеритель давления в канале приточного воздуха, а второй орган управления связан с устройствами измерения расхода и давления соответственно в каналах отработанного и выпускного воздуха и с устройством регулирования производительности вентилятора в канале отработанного воздуха, 10. Система по п,9, отличающаяся тем, что каждый вентилятор содержит отверстие нагнетания с возможностью измерения через последнее расходов приточного и отработанного воздуха.

11. Система по п.9 или 10, о т л и ч а ющ а я с я тем, что клапаны перекрытия и регулирования соответственно в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздуха укреплены на регенерационном теплообмен нике, при этом упомянутые клапаны перекрытия и регулирования спарены друг с другом с возможностью одновременного открытия-закрытия соответственно каналов свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздуха и наоборот.

1831641

Составитель А.Кабакова

Техред М.Моргентэл Корректор И.Шмакова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2548 Тираж Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035 Москва Ж 35 Р аскаю наб. 4/5