專利名稱：用于流動性應(yīng)用的模塊化空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
用于流動性應(yīng)用的模塊化空調(diào)系統(tǒng)
背景技術(shù)：
本發(fā)明大體上涉及供暖、通風(fēng)、空調(diào)和制冷(HVACR)系統(tǒng)，且更特別地涉及HVACR系統(tǒng)。HVACR系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于調(diào)控周圍空氣的溫度和質(zhì)量。例如，HVACR系統(tǒng)被用來提供通風(fēng)、過濾空氣，以及使建筑物、飛機(jī)等等保持期望的氣壓關(guān)系。這樣，HVACR系統(tǒng)通常包括具有各種內(nèi)部部件的制冷循環(huán)，這些內(nèi)部部件可以協(xié)同運(yùn)行以輸出期望的空氣流。不利的是，在許多傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，如果單個內(nèi)部部件出現(xiàn)故障，則必須關(guān)閉整個HVACR系統(tǒng)直到排除該故障或者更換了損壞的部件。在某些行業(yè)中，由于故障產(chǎn)生的停機(jī)時間，會導(dǎo)致生產(chǎn)量損失。因此，就會需要能夠克服如此缺陷的改良型HVACR系統(tǒng)
發(fā)明內(nèi)容

在一個實(shí)施例中,模塊化空調(diào)(AC)系統(tǒng)包括AC模塊。該AC模塊包括適用于使制冷劑循環(huán)以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流的制冷系統(tǒng)。該AC模塊適用于連接至至少一個另外的自相似AC模塊，從而與一個另外的AC模塊進(jìn)行雙向通信，并且有選擇地與該另外的AC模塊協(xié)同運(yùn)行或者作為不具有另外的AC模塊的獨(dú)立裝置運(yùn)行。在另一個實(shí)施例中，模塊化空調(diào)(AC)系統(tǒng)包括包含第一內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的第一 AC模塊，第一內(nèi)部數(shù)據(jù)總線適用于雙向地交換第一 AC模塊和中央控制電路之間的數(shù)據(jù)。第一AC模塊適用于與一個或更多個另外的AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流。模塊化的AC系統(tǒng)還包括包含第二內(nèi)部數(shù)據(jù)總線連接的第二 AC模塊，第二內(nèi)部數(shù)據(jù)總線連接適用于雙向地交換第二 AC模塊和中央控制電路之間的數(shù)據(jù)。第二 AC模塊進(jìn)一步適用于與第一 AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流。在另一個實(shí)施例中,模塊化空調(diào)(AC)系統(tǒng)包括包含第一制冷系統(tǒng)的第一 AC模塊，第一制冷系統(tǒng)適用于與至少一個另外的AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流。模塊化空調(diào)系統(tǒng)還包括包含第二制冷系統(tǒng)的第二 AC模塊，第二制冷系統(tǒng)適用于與第一 AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流。模塊化AC系統(tǒng)還包括風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)適用于吸收周圍空氣并且為第一 AC模塊和第二 AC模塊提供空氣源。


當(dāng)閱讀下文的詳細(xì)說明并參考所附附圖時，可以更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征、情況和優(yōu)點(diǎn)，在所有的附圖中，相同的符號表示相同的部件，其中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的AC模塊示例，該AC模塊適用于不僅可作為單獨(dú)的裝置運(yùn)行而且可作為多模塊系統(tǒng)中的模塊運(yùn)行，其中該多模塊系統(tǒng)可以協(xié)同產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的包括熱交換器的AC模塊示例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的包括多個AC模塊的模塊化AC系統(tǒng)，該多個AC模塊可以協(xié)同產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的包括多個AC模塊的模塊化AC系統(tǒng)，該多個AC模塊使用單個風(fēng)機(jī)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的具有多個AC模塊的模塊化AC系統(tǒng)，該多個AC模塊以堆積配置的方式排列；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行模塊化AC系統(tǒng)的控制系統(tǒng)示例的簡圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行模塊化AC系統(tǒng)的另一控制系統(tǒng)示例的簡圖；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的包括反向閥的AC模塊示例，該反向閥用于實(shí)現(xiàn)熱泵模式。
具體實(shí)施方式

正如以下詳細(xì)描述的，提供了模塊化空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)施例。模塊化AC系統(tǒng)可包括一個或更多個適用于如操作員所期望的那樣單獨(dú)或協(xié)同運(yùn)行的AC模塊。因此，當(dāng)前期望的AC模塊的實(shí)施例可被配置為在各種系統(tǒng)配置中共同運(yùn)行。例如，AC模塊可各自包括單獨(dú)的風(fēng)機(jī)，并且每個風(fēng)機(jī)可用于輸出經(jīng)調(diào)整處理過的空氣以使其進(jìn)入到共同的集氣管，該集氣管用來為下游應(yīng)用領(lǐng)域(downstream application)提供單股經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流,例如飛機(jī)在地面上時的制冷或供暖。更進(jìn)一步的例子，AC系統(tǒng)可包括適用于支持多個AC模塊的單個風(fēng)機(jī)。再進(jìn)一步，AC模塊可被配置為簡單堆積，從而模塊化AC系統(tǒng)可用于具有空間限制的應(yīng)用。事實(shí)上，與傳統(tǒng)的非模塊化AC系統(tǒng)相比，該公開的模塊化AC系統(tǒng)的模塊性(modularity)具有優(yōu)勢。例如，與非模塊化AC系統(tǒng)相比，AC系統(tǒng)的模塊性可提高系統(tǒng)的效率和響應(yīng)，并且還可減少系統(tǒng)的停機(jī)時間。這樣的模塊性是以使用自相似模塊為基礎(chǔ)，自相似模塊可以在各種組合中單獨(dú)使用或者與另一模塊相關(guān)聯(lián)使用。這些組合可以提供冗余度，使適應(yīng)暫時或長期轉(zhuǎn)換能力的需求(更低或更高)，以及可允許隨場所可變的配置，例如提供單股輸出空氣流，分散的空氣流，或在不同的地點(diǎn)或時間同時提供這兩種空氣流，這些都取決于應(yīng)用需求。由此產(chǎn)生的系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用范圍，尤其可很好得適用于暫時為飛機(jī)和其他非永久性設(shè)施提供經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。這種設(shè)施可包括，例如，臨時的、模塊化的、或其它野外應(yīng)用，例如野戰(zhàn)醫(yī)院、急救帳篷和建筑物、受災(zāi)現(xiàn)場(例如，在臨時或毀壞的建筑物中)等等。盡管下面描述的模塊化系統(tǒng)沒有體現(xiàn)該系統(tǒng)具體包括自身專用的動力源，當(dāng)可能時該系統(tǒng)可從電力網(wǎng)中汲取動力，但該系統(tǒng)還可從發(fā)電機(jī)(例如，發(fā)動機(jī)驅(qū)動的設(shè)備)和其他動力源獲得動力，特別是在野外手術(shù)和災(zāi)難應(yīng)變的情況下?，F(xiàn)在回到附圖，圖I示出了示例的AC模塊10，該模塊適用于既可單獨(dú)運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣，又可作為多模塊系統(tǒng)中的裝置連接至另外的空調(diào)模塊，其中該多模塊系統(tǒng)可以協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生冷氣。因此，應(yīng)該注意的是，模塊10可連接至任意數(shù)量的適用于作為單個系統(tǒng)并能協(xié)同運(yùn)行的模塊。這樣，該空調(diào)模塊10包括用戶界面12，當(dāng)模塊10被單獨(dú)(in isolation)使用時該用戶界面可被激活。當(dāng)該模塊是多模塊系統(tǒng)的一部分時，同樣的界面可以依然是激活的，或者該用戶界面可被去激活(deactivated)或被配置來使該模塊在系統(tǒng)中作為主模式或從模式。通過用戶界面12，操作員可輸入期望的設(shè)置，打開和關(guān)閉該模塊，等等。此外，如果該模塊作為多模塊AC系統(tǒng)的一部分來使用，則用戶界面12可包括控制器，控制器使得操作員能夠促進(jìn)模塊間的協(xié)作以及對位于每個模塊上的用戶界面有選擇地進(jìn)行激活或去激活(deactivate)。AC模塊10還包括控制電路14，該控制電路可促進(jìn)模塊10內(nèi)部部件的運(yùn)行，并且在適當(dāng)?shù)那闆r下，該控制電路還可與一個或更多個另外的模塊的控制電路相連并相互配合工作來確保模塊10與系統(tǒng)中其它模塊協(xié)同運(yùn)行。再進(jìn)一步，AC模塊10包括適用于產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣的制冷系統(tǒng)16。在該實(shí)施例中，制冷系統(tǒng)16使用蒸汽-壓縮循環(huán)來產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。然而，應(yīng)該注意的是，制冷系統(tǒng)16可使用各種合適的制冷系統(tǒng)或者本領(lǐng)域公知的技術(shù)來產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。在該實(shí)施例中，制冷系統(tǒng)16包括壓縮機(jī)18、冷凝器20、冷卻風(fēng)扇22、膨脹閥24、蒸發(fā)器26、風(fēng)機(jī)28和(可選的)中間冷卻器30，這些部件相互連接來實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。在運(yùn)行中，制冷劑流經(jīng)制冷系統(tǒng)16，該制冷系統(tǒng)產(chǎn)生從AC模塊10流出的經(jīng)調(diào)整處理過的空氣(如箭頭32所示)。例如，通過圖I中的箭頭來顯示一個示例的制冷過程。在這樣的過程中，氣態(tài)制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)18,氣態(tài)制冷劑在該壓縮機(jī)18中以通常的等熵(constant entropy)模式被壓縮形成壓縮的氣態(tài)制冷劑。由此產(chǎn)生的制冷劑進(jìn)入冷凝器20，該冷凝器20可進(jìn)行 除去熱量并且將氣態(tài)制冷劑凝結(jié)為液態(tài)。然后液態(tài)制冷劑進(jìn)入膨脹閥24，該膨脹閥24可以減少液態(tài)制冷劑的壓力。然后該制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器26的線圈。當(dāng)流經(jīng)蒸發(fā)器26時，該制冷劑是氣態(tài)的(由于熔解潛熱而吸收了熱量)，并且使得依靠風(fēng)機(jī)28來移動到蒸發(fā)器線圈的周圍空氣冷卻下來，該空氣可被引導(dǎo)通過中間冷卻器30(以去除由風(fēng)機(jī)進(jìn)行至少一些熱力學(xué)做功(thermodynamic work)所產(chǎn)生的熱量)。氣態(tài)制冷劑流出蒸發(fā)器26并進(jìn)入壓縮機(jī)18來繼續(xù)該循環(huán)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會意識到，蒸發(fā)器可對氣態(tài)制冷劑進(jìn)行過熱處理，并且冷凝器可對液態(tài)冷卻劑進(jìn)行低溫冷卻處理。在運(yùn)行期間，所示出的制冷系統(tǒng)16依靠風(fēng)扇22來將空氣從用來散熱的冷凝器20吹走。應(yīng)該注意的是，風(fēng)扇可沿任何合適將熱空氣從模塊10排出的方向(例如，通過通風(fēng)窗，開口等等)來吹空氣。而且，盡管中間冷卻器30顯示為單個裝置，但是該中間冷卻器30可包括多個部件，例如將周圍空氣引導(dǎo)至中間冷卻器30外的附加的風(fēng)扇或風(fēng)機(jī)。應(yīng)該注意的是，如上所述，圖I的AC模塊10被設(shè)想到可用于任何可廣泛應(yīng)用的模塊化AC系統(tǒng)中。例如，模塊10可用于為停在地面上的飛機(jī)提供經(jīng)調(diào)整處理過的空氣的飛機(jī)地面搬運(yùn)車中。在這樣的應(yīng)用中，模塊化AC系統(tǒng)可適用于應(yīng)對各種外界狀況。例如，如果在使用時空氣溫度升高，則模塊化AC系統(tǒng)可觸發(fā)另外的裝置來輸出經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。通過這種方式，當(dāng)作為在地面支持設(shè)備牽引車上的模塊化AC系統(tǒng)運(yùn)行時，該AC系統(tǒng)可隨該裝置所處位置出現(xiàn)的狀況進(jìn)行調(diào)適。與傳統(tǒng)的非模塊化AC系統(tǒng)相比，一些實(shí)施例中的上述特征具有明顯的優(yōu)勢，因?yàn)橐园脒\(yùn)行能力運(yùn)行的兩個模塊會比以最大運(yùn)行能力運(yùn)行的單個裝置更有效率。事實(shí)上，這里描述披露的AC模塊可用于任何需要供應(yīng)經(jīng)調(diào)整處理過的空氣的應(yīng)用中。因此，如下面所描述的，可實(shí)施各種控制方案來最大化地使用更多個這樣配合運(yùn)行的模塊中的兩個模塊。圖2示出了包括熱交換器34的AC模塊10的一個可選的實(shí)施例，該熱交換器34用于交換從蒸發(fā)器26流出的冷的氣態(tài)制冷劑和從冷凝器20流出的暖的液態(tài)制冷劑之間的能量。因此，在圖2的模塊10中的制冷系統(tǒng)16包括壓縮機(jī)18、冷凝器20、冷卻風(fēng)扇22、熱交換器34、膨脹閥24、蒸發(fā)器26、中間冷卻器30和風(fēng)機(jī)28。在運(yùn)行期間，熱交換器34可適用于作為從液態(tài)到氣態(tài)的熱交換設(shè)備(例如，平行或反向流動模式)來運(yùn)行。也就是說，在該實(shí)施例中，從冷凝器20流出的暖的液態(tài)制冷劑可轉(zhuǎn)換為從蒸發(fā)器26流出的冷的氣態(tài)制冷劑的熱源。并且，在系統(tǒng)運(yùn)行的特定時期，熱交換器的一側(cè)(從蒸發(fā)器26流出的氣態(tài)制冷劑通過熱交換器的這一側(cè))可以作為制冷劑的累加器。然后在運(yùn)行時，熱交換器可降低或消除任何液態(tài)制冷劑到達(dá)壓縮機(jī)18的可能性。因此，在圖2的實(shí)施例中，如前面所述，氣態(tài)制冷劑流經(jīng)壓縮機(jī)18并且進(jìn)入冷凝器20。然而，在該實(shí)施例中，從冷凝器20流出的暖的液態(tài)制冷劑進(jìn)入熱交換器34的第一側(cè)36。當(dāng)液態(tài)制冷劑流經(jīng)熱交換器34時，該制冷劑被冷卻(低溫冷卻)，從而提高了該模塊的制冷能力并且降低或消除了在到達(dá)膨脹閥24之前該制冷劑就蒸發(fā)掉的可能性。然后，如前面所述，該制冷劑流經(jīng)膨脹閥24和蒸發(fā)器26。從風(fēng)機(jī)28出來的空氣一齊流經(jīng)中間冷卻器30和蒸發(fā)器26，從而產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。從蒸發(fā)器26流出后，氣態(tài)-液態(tài)混合的制冷劑流經(jīng)熱交換器34的第二側(cè)38。熱交換器34使該制冷劑變熱并且清除任何殘留的液態(tài)制冷劑(或執(zhí)行過熱處理)，從而輸出大體上完全是氣態(tài)制冷劑以用于其再次進(jìn)入壓縮機(jī)。圖3示出了示例的模塊化AC系統(tǒng)40的一個實(shí)施例。模塊化系統(tǒng)40包括圖I中的 AC模塊，該AC模塊與另外的AC模塊10’、10”和10”’相連。盡管示出了 4個模塊，應(yīng)該注意的是，在模塊化系統(tǒng)40中，任何數(shù)量的適用于給定應(yīng)用的模塊都可以連接在一起。在該實(shí)施例中，每一個模塊10、10’、10”和10”，分別包括單獨(dú)的制冷系統(tǒng)16、16’、16”和16，，，，制冷系統(tǒng)16、16’、16”和16”，分別包括單獨(dú)的風(fēng)機(jī)28、28’、28”和28”’。每一個AC模塊10、10’、10”和10”’分別產(chǎn)生單獨(dú)的經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流32、32’、32”和32”’，這些經(jīng)調(diào)整處理的空氣流32、32’、32”和32”’匯聚在一起在位于這些AC模塊下方的集氣管44中形成單股經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流42。也就是說，模塊化系統(tǒng)40的這些AC模塊被配置為協(xié)同運(yùn)行來輸出經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流42以用于下游應(yīng)用領(lǐng)域。在某些實(shí)施例中，模塊化系統(tǒng)40可被配置為由AC模塊10上的用戶界面12來控制。也就是說，用戶界面12可被用來控制整個模塊化系統(tǒng)40的運(yùn)行。在這樣的實(shí)施例中，在運(yùn)行期間，用戶界面12’、12”和12”’可不被激活(或被配置為遵循通過界面12輸入的指令或設(shè)置)。以這樣的方式，AC模塊10可以是系統(tǒng)40的“主”控制器，并且AC模塊10’、10”和10”’可以是系統(tǒng)40的“從動裝置”。這樣的配置有助于這些AC模塊通過每個模塊中的控制電路14、14’、14”和14”’進(jìn)行協(xié)同運(yùn)行。再進(jìn)一步，在其它的實(shí)施例中，任何模塊上的任何一個用戶界面可作為“主控制器(master) ”運(yùn)行，從而使得其余的用戶界面不被激活并且在使用中迫使相應(yīng)的AC模塊作為“從動裝置”運(yùn)行。事實(shí)上，為了控制的目的，系統(tǒng)40中任何模塊的任何用戶界面都可被指定為“主控制器(master)”。與非模塊化AC系統(tǒng)相比，模塊化系統(tǒng)40的模塊性具有各種明顯的優(yōu)勢。例如，緣于其多功能性，模塊化系統(tǒng)40可適用于在多種應(yīng)用中進(jìn)行有效地利用。具體地說，模塊化系統(tǒng)可容易地減少或增加經(jīng)調(diào)整處理過的空氣的輸出量，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)可有選擇地使用一些或全部的AC模塊。該特征可在其中一個模塊故障的情況下顯現(xiàn)益處。例如，如果系統(tǒng)以低于最大運(yùn)行能力進(jìn)行運(yùn)行并且單個模塊出現(xiàn)故障，則出現(xiàn)故障的模塊被關(guān)閉并且另一模塊可被激活來代替該出現(xiàn)故障模塊的輸出量。并且，緣于模塊可有選擇地被激活和去激活(deactivated)，在使系統(tǒng)保持期望輸出量的同時可關(guān)閉一個或更多個模塊來替換或修復(fù)部件。再進(jìn)一步，該模塊化系統(tǒng)使得控制器能夠在各種運(yùn)行能力等級中來激活模塊。該特征可使得每個模塊以半(或部分)運(yùn)行能力運(yùn)行，替代一個或更多個模塊以全部運(yùn)行能力運(yùn)行，從而提高了某些系統(tǒng)的效率。事實(shí)上，當(dāng)前期望的模塊化系統(tǒng)40的實(shí)施例能夠執(zhí)行各種有優(yōu)勢的控制方案。圖4不出了另一個模塊化AC系統(tǒng)46的實(shí)施例。模塊化AC系統(tǒng)46包括模塊48、48’、48”和48”’。然而,在進(jìn)一步的實(shí)施例中,AC系統(tǒng)46可包括任何數(shù)量的適用于給定應(yīng)用的模塊。在該實(shí)施例中，系統(tǒng)46包括單個風(fēng)機(jī)50和單個中間冷卻器52，風(fēng)機(jī)50和中間冷卻器52被定制為具有充分的運(yùn)行能力以支持系統(tǒng)46中所有模塊運(yùn)行。也就是說，在該實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)50和中間冷卻器52能夠充分支持多達(dá)4個模塊48的運(yùn)行。因此，該實(shí)施例中的制冷系統(tǒng)54、54’、54”和54”’不象圖1_3實(shí)施例中那樣具有各自的風(fēng)機(jī)和中間冷卻器。并且，在該實(shí)施例中，模塊化系統(tǒng)46包括共同的集氣管56，其中每個模塊都將經(jīng)調(diào)整處理過的空氣輸出到該集氣管中。該實(shí)施例還包括位于集氣管56內(nèi)部(或更通常地，與集氣管 56 流體連通(in fluid communication with))的蒸發(fā)器 26、26’、26” 和 26”，。然而，在進(jìn)一步的實(shí)施例中，蒸發(fā)器可適用于將經(jīng)調(diào)整處理過的空氣吹進(jìn)集氣管56但是可 能不滯留在集氣管56中。如前面所述，模塊化系統(tǒng)46可通過位于任何一個模塊中的單個用戶界面來控制或者每個模塊可通過單獨(dú)的界面來分別控制。應(yīng)該注意的是，此處公開的模塊化裝置可適用于提供各種合適類型的經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。例如，模塊可被配置為吸收大量周圍空氣或暖的空氣并且輸出大量更冷的空氣。在這樣的實(shí)施例中，模塊化裝置可被配置為作為制冷裝置來運(yùn)行。進(jìn)一步的例子，模塊可被配置為吸收大量周圍空氣或冷的空氣并且輸出大量更暖或更熱的空氣。在這種情況下，模塊可適用于作為供暖裝置來運(yùn)行。事實(shí)上，單模塊化裝置可被配置為有選擇地既作為一個實(shí)施例中的制冷裝置來運(yùn)行又作為另一實(shí)施例中的供暖裝置來運(yùn)行。類似地，此處公開的模塊化系統(tǒng)可被配置為作為制冷裝置、供暖裝置或者制冷-供暖裝置(combination)來運(yùn)行。并且，如果期望，制冷循環(huán)的副產(chǎn)品(例如水)可因其它用途被收集和再循環(huán)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員期望的是，即使當(dāng)周圍的露點(diǎn)溫度非常低時，在空氣被冷卻時也可通過周圍空氣提取到大量的液態(tài)冷凝水。在野外運(yùn)行時(例如，流動醫(yī)院、救災(zāi)設(shè)施等等)，水可能是非常寶貴的，并且期望的是，一個或更多個冷凝水收集盤、容器或類似的設(shè)備可置于蒸發(fā)器下方來收集水。圖5不出了另一個模塊化AC系統(tǒng)58的實(shí)施例,AC系統(tǒng)58包括以不同方式排布的圖3中的模塊10、10’、10”和10，，，。在該實(shí)施例中，這些模塊相互堆積，從而模塊10和10，輸出經(jīng)調(diào)整處理過的空氣32和32’使其進(jìn)入到第一集氣管60，并且模塊10”和10”’輸出經(jīng)調(diào)整處理過的空氣32”和32”’使其進(jìn)入到第二集氣管62。盡管未示出，但是一些實(shí)施例可包括另一集氣管，其中第一集氣管60中的空氣和第二集氣管62中的空氣匯聚到該另一集氣管中。模塊這樣的堆積排布對有空間限制的應(yīng)用具有優(yōu)勢。例如，需要用于流動醫(yī)院或檢驗(yàn)用帳篷的AC系統(tǒng)的空間就可能有限。在這些應(yīng)用中，堆積或以另外的方式緊密地排列AC模塊是有利的，從而就可以利用AC模塊上的垂直空間。當(dāng)適合于期望的應(yīng)用時，任何數(shù)量的模塊可堆積在任何其它數(shù)量的模塊上(例如，2x2、3x3和3x2等等)。與集氣管連接的空氣處理管道是可隨現(xiàn)場進(jìn)行配置的，從而可根據(jù)應(yīng)用需求來使空氣流有選擇地混合或分隔開。圖6是示出示例的控制系統(tǒng)64的簡圖，控制系統(tǒng)64可用于如此處所描述的那樣來運(yùn)行模塊化AC系統(tǒng)。在該實(shí)施例中,控制系統(tǒng)64可包括子模塊66,該子模塊66通過控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信同時在子模塊內(nèi)以及與另外的子模塊進(jìn)行通信。子模塊66包括連接至具有第一總線(CAN-A) 74和第二總線(CAN-B) 76的系統(tǒng)控制器72的空調(diào)系統(tǒng)70。子模塊66還包括連接至風(fēng)機(jī)82的具有總線(CAN) 80的變換器78。變換器78和系統(tǒng)控制器72連接至中央控制器86的第一總線(CAN-A)84。中央控制器86還包括將該中央控制器連接至另外的子模塊68的第二總線(CAN-B)88。子模塊66進(jìn)一步包括連接至中央控制器86的用戶界面90。在運(yùn)行期間，空調(diào)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)控制器72的第一總線74并且從該第一總線74接收數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制器72通過總線84將關(guān)于空調(diào)系統(tǒng)70運(yùn)行的數(shù)據(jù)傳送至中央控制器。同時，變換器可通過總線80將數(shù)據(jù)發(fā)送至中央控制器86的總線84。中央控制器86通過總線84以優(yōu)先順序的方式接收數(shù)據(jù)，即在接收和處理重要的系統(tǒng)信息之后再接收和處理不太重要的系統(tǒng)信息。并且，系統(tǒng)操作員可通過用于再編程或重寫系統(tǒng)指令的用戶 界面90來輸入信息。以這種方式，中央控制器86可同時與子模塊66的內(nèi)部部件以及單獨(dú)的子模塊68相連并相互配合工作，從而協(xié)調(diào)系統(tǒng)64的運(yùn)行。這樣，中央控制器86可被配置為作為系統(tǒng)64的“主”控制器運(yùn)行，即輸出指令信號用于所有的子模塊或作為“從”控制器運(yùn)行，即接收和執(zhí)行來自另一中央控制器的指令。圖7是示出了另一可選示例的控制系統(tǒng)92的簡圖，控制系統(tǒng)92可用于如此處所描述的那樣來運(yùn)行模塊化AC系統(tǒng)。在該實(shí)施例中,相對于圖6,子模塊94還包括通過第一總線(CAN-A) 100連接至另一個系統(tǒng)控制器98的另一個空調(diào)系統(tǒng)96。該第二系統(tǒng)控制器98還包括第二總線(CAN-B) 102，系統(tǒng)控制器98通過第二總線(CAN-B) 102與中央控制器86的第一總線84進(jìn)行雙向通信。在該實(shí)施例中，中央控制器86可同時使子模塊94的第一空調(diào)系統(tǒng)70和第二空調(diào)系統(tǒng)96與另外的子模塊68的空調(diào)系統(tǒng)相連并相互配合工作。事實(shí)上，應(yīng)該注意的是，在適于給定應(yīng)用時每個子模塊94可包括一個或更多個空調(diào)系統(tǒng)。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一可選AC模塊104的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，模塊104包括控制電路14、用戶界面12和制冷系統(tǒng)16。制冷系統(tǒng)包括如前面所述的壓縮機(jī)18、冷凝器20、膨脹閥24、蒸發(fā)器26、中間冷卻器30和風(fēng)機(jī)28。然而，圖8的實(shí)施例還包括反向閥106，該反向閥106適用于在運(yùn)行期間改變通過制冷系統(tǒng)16的制冷劑的流向，從而將模塊104配置為作為輸出冷空氣的制冷系統(tǒng)或者作為輸出熱空氣的熱泵。在該實(shí)施例中，制冷系統(tǒng)16被配置為用作空氣冷卻系統(tǒng)。也就是說，從壓縮機(jī)流出的制冷劑流經(jīng)反向閥106，但是制冷劑在進(jìn)入冷凝器20之前不被逆轉(zhuǎn)。類似地，從蒸發(fā)器26流出的制冷劑進(jìn)入反向閥106，如前面所述的那樣，該制冷劑繼續(xù)通過反向閥106以進(jìn)入壓縮機(jī)18。然而，在熱泵模式中，反向閥106可被重新配置，從而從壓縮機(jī)18流出的制冷劑在反向閥106中被逆轉(zhuǎn)，并且該制冷劑的流向被改變而進(jìn)入蒸發(fā)器26。然而，在這樣的實(shí)施例中，蒸發(fā)器26被配置作為冷凝器運(yùn)行。在流經(jīng)作為冷凝器運(yùn)行的蒸發(fā)器后，該制冷劑流經(jīng)膨脹閥24并且進(jìn)入作為蒸發(fā)器運(yùn)行的冷凝器20。然后，制冷劑流經(jīng)反向閥106，該反向閥106將該制冷劑流引導(dǎo)返回到壓縮機(jī)的入口。這樣，模塊104可被配置為根據(jù)反向閥106的配置來輸出冷空氣或暖空氣。這種類型的模塊化系統(tǒng)可用于上述任何或所有配置中。
盡管此處只示出或描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白還將有 本發(fā)明的許多變化和改變。因此，需要理解的是，所附的權(quán)利要求旨在涵蓋所有這樣的落入本發(fā)明的本質(zhì)精神內(nèi)的變化和改變。
權(quán)利要求
1.一種模塊化空調(diào)(AC)系統(tǒng)，包括 AC模塊，所述AC模塊包括適用于使制冷劑循環(huán)以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流的制冷系統(tǒng)，其中所述AC模塊用于連接至至少一個另外的自相似AC模塊，從而與一個另外的AC模塊進(jìn)行雙向通信，并且有選擇地與所述另外的AC模塊協(xié)同運(yùn)行或者作為不具有所述另外的AC模塊的獨(dú)立裝置運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述AC模塊包括控制電路，所述控制電路用于在作為獨(dú)立裝置運(yùn)行時控制所述AC模塊的運(yùn)行，以及在協(xié)同運(yùn)行時控制所述AC模塊和所述另外的AC模塊的運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述AC模塊包括熱交換器，所述熱交換器用于作為從液態(tài)至氣態(tài)的熱交換設(shè)備運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述熱交換器用于交換從蒸發(fā)器流出的冷的氣態(tài)制冷劑和從冷凝器流出的暖的液態(tài)制冷劑之間的能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述AC模塊以堆積排列的方式連接至所述另外的AC模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述AC模塊包括第一風(fēng)機(jī)，所述另外的AC模塊包括第二風(fēng)機(jī)，并且所述第一風(fēng)機(jī)和所述第二風(fēng)機(jī)有助于在共同的集氣管中收集經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述AC模塊包括反向閥，所述反向閥用于在產(chǎn)生冷空氣的制冷模式和產(chǎn)生暖空氣的熱泵模式之間有選擇地逆轉(zhuǎn)所述AC模塊的功倉泛。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述AC模塊通過控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信與所述另外的AC模塊進(jìn)行通信。
9.一種模塊化空調(diào)(AC)系統(tǒng)，包括 包含第一內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的第一 AC模塊，所述第一內(nèi)部數(shù)據(jù)總線用于雙向地交換所述第一 AC模塊和中央控制電路之間的數(shù)據(jù)，其中所述第一 AC模塊用于與一個或更多個另外的AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流；以及 包含第二內(nèi)部數(shù)據(jù)總線連接的第二 AC模塊，所述第二內(nèi)部數(shù)據(jù)總線連接用于雙向地交換所述第二 AC模塊和所述中央控制電路之間的數(shù)據(jù)，其中所述第二 AC模塊用于與所述第一 AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述中央控制電路用于協(xié)調(diào)所述第一AC模塊和所述第二 AC模塊的運(yùn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊包括第一用戶界面，所述第二 AC模塊包括第二用戶界面，并且所述中央控制電路用于指定所述第一用戶界面和所述第二用戶界面中的一個作為主界面，并且指定所述第一用戶界面和所述第二用戶界面中的另一個作為從屬界面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模塊化AC系統(tǒng)，所述模塊化AC系統(tǒng)用于允許操作員通過主界面來控制所述第一 AC模塊和所述第二 AC模塊的運(yùn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊通過控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信來與所述第二 AC模塊進(jìn)行通信。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊和所述第二 AC模塊中的至少一個包括反向閥，所述反向閥用于在產(chǎn)生冷空氣的制冷模式和產(chǎn)生暖空氣的熱泵模式之間有選擇地逆轉(zhuǎn)所述AC模塊的功能。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊和所述第二 AC模塊中的至少一個包括熱交換器，所述熱交換器用于作為從液態(tài)至氣態(tài)的熱交換設(shè)備運(yùn)行。
16.—種模塊化空調(diào)(AC)系統(tǒng),包括 包含第一制冷系統(tǒng)的第一 AC模塊，所述第一制冷系統(tǒng)用于與至少一個另外的AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流； 包含第二制冷系統(tǒng)的第二 AC模塊，所述第二制冷系統(tǒng)用于與所述第一 AC模塊協(xié)同運(yùn)行以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)整處理過的空氣流；以及 風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)用于吸收周圍空氣并且為所述第一 AC模塊和所述第二 AC模塊提供空氣源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊包括第一用戶界面，所述第二 AC模塊包括第二用戶界面，和控制器，所述控制器用于指定所述第一用戶界面和所述第二用戶界面中的一個作為主界面，并且指定所述第一用戶界面和所述第二用戶界面中的另一個作為從屬界面。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊通過控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信來與所述第二 AC模塊進(jìn)行通信。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊和所述第二 AC模塊中的至少一個包括反向閥，所述反向閥用于在產(chǎn)生冷空氣的制冷模式和產(chǎn)生暖空氣的熱泵模式之間有選擇地逆轉(zhuǎn)所述AC模塊的功能。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊化AC系統(tǒng)，其中所述第一AC模塊和所述第二 AC模塊中的至少一個包括熱交換器，所述熱交換器用于作為從液態(tài)到氣態(tài)的熱交換設(shè)備運(yùn)行。
全文摘要
提供一種包括一個或更多個AC模塊的模塊化空調(diào)(AC)系統(tǒng)。AC模塊可適用于單獨(dú)地運(yùn)行或者作為模塊化系統(tǒng)的一部分來協(xié)同運(yùn)行。AC模塊可進(jìn)一步適用于以各種有利的方式連接，促使其為各種下游應(yīng)用領(lǐng)域供應(yīng)經(jīng)調(diào)整處理過的空氣。
文檔編號F24F1/02GK102803856SQ201080034196
公開日2012年11月28日 申請日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者理查德·L··漢森, 本杰明·艾瑞克·紐厄爾, 泰·艾倫·紐厄爾, 亞歷山大·耶馬·隆 申請人:霍伯特兄弟公司