專利名稱：一種空調系統(tǒng)減小水流量的方法及動態(tài)溫差流量調節(jié)閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由供冷主機、供熱主機、水泵、風機和換熱盤管等設備組成的空調 系統(tǒng)減小水流量的方法及實現(xiàn)該方法的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥。
背景技術：
本人2009年4月29日申請了中國發(fā)明專利“一種空調系統(tǒng)節(jié)能方法及裝置”，申 請?zhí)朇N200910131032.4，在該申請中提出了通過在空調系統(tǒng)換熱盤管的進水或出水管處 安裝恒定進出水溫度差水流量調節(jié)閥，來實現(xiàn)當換熱盤管空氣側的空氣流量、空氣溫度發(fā) 生變化時其水量也相應自動調整，從而保持進出水溫度差恒定在空調系統(tǒng)設計所要求的最 佳溫差值上，達到減小系統(tǒng)水流量、提高供冷主機的進水溫度，即實現(xiàn)節(jié)省水泵能耗、改善 主機效率的目的。恒定進出水溫度差水流量調節(jié)閥是根據(jù)溫度傳感器檢測到的進、出水水 溫計算出進出水溫度差，并和其內部予置的溫差值進行比較后，輸出信號給調節(jié)閥驅動器 來調節(jié)閥門開度改變水流量，從而保證進出水溫度差值保持不變，并與其內部予置的溫差 值相同；內部予置的溫差值是根據(jù)進水水溫確定的，即恒定進出水溫度差水流量調節(jié)閥所 保證的進出水溫度差值相對于進水水溫是恒定的。室內溫度控制器僅僅是提供開啟或關閉 信號來讓恒定進出水溫度差水流量調節(jié)閥開始工作或停止工作，恒定進出水溫度差水流量 調節(jié)閥在工作時完全是通過自身的溫度傳感器檢測水溫后獨立運行的。恒定進出水溫度差 水流量調節(jié)閥在供冷工況時，既可保證換熱盤管的降溫和除濕效果，同時又能最大限度地 節(jié)省水泵能耗、改善主機效率。由于換熱盤管的空氣側的空氣流量不可能太低，故在不需要 考慮除濕功能的供冷工況即干工況時或在制熱工況時，恒定進出水溫度差水流量調節(jié)閥雖 然可按其內部予置的溫差值自動運行，但這時換熱盤管內的水流量并不是最經(jīng)濟合理的， 即此時的水流量并不是最小流量，因而水泵能耗還有進一步降低的可能。發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服在換熱盤管的進水或出水管處安裝恒定進出水 溫度差水流量調節(jié)閥的空調系統(tǒng)中，在不需要考慮除濕功能的供冷工況即干工況時或在制 熱工況時無法實現(xiàn)最小流量運行的不足，提供一種能實現(xiàn)最小流量運行并進一步降低水泵 能耗的方法。此外本發(fā)明另一個要解決的技術問題是提供一種動態(tài)溫差流量調節(jié)閥來實現(xiàn) 以上方法。
為了解決以上技術問題，本發(fā)明通過在空調系統(tǒng)換熱盤管的進水或出水管處安裝 動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，來實現(xiàn)在多種工況下最大限度地減小換熱盤管所需的水流量，從而 達到進一步降低水泵能耗的目的。
實現(xiàn)以上方法的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，它包括水流量調節(jié)閥、調節(jié)閥驅動器，水流 量調節(jié)閥與調節(jié)閥驅動器相連接，它還包括換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室 內空氣溫度傳感器、室內空氣溫度設定器、控制器，控制器分別與換熱盤管進水溫度傳感 器、出水溫度傳感器、室內空氣溫度傳感器、室內空氣溫度設定器、調節(jié)閥驅動器相連接。
實現(xiàn)以上方法的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，它包括水流量調節(jié)閥、調節(jié)閥驅動器，水流量調節(jié)閥與調節(jié)閥驅動器相連接，它還包括換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內冷熱負荷計算器、控制器，控制器分別與換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內冷熱負荷計算器、調節(jié)閥驅動器相連接，室內冷熱負荷計算器包括室內空氣溫度傳感器和室內空氣溫度設定按鍵或旋鈕。
動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，它還包括室內空氣相對濕度傳感器、室內空氣相對濕度設定器，空氣相對濕度傳感器、室內空氣相對濕度設定器與控制器相連接。
動態(tài)溫差流量調節(jié)閥的室內冷熱負荷計算器還包括室內空氣相對濕度傳感器、室內空氣相對濕度設定按鍵或旋鈕。
動態(tài)溫差流量調節(jié)閥的控制器或室內空氣溫度設定器具有風機的速度調節(jié)功能和開關機功能。
動態(tài)溫差流量調節(jié)閥的室內冷熱負荷計算器具有風機的速度調節(jié)功能和開關機功能。
動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，它還包括送風溫度傳感器。
動態(tài)溫差流量調節(jié)閥換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器可以互換。


圖1為由供冷主機、供熱主機、水泵、風機以及換熱盤管等設備組成的空調系統(tǒng)示
意圖2是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第一個實施例的示意圖。
圖3是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第二個實施例的示意圖。
圖4是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第三個實施例的示意圖。
圖5是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第四個實施例的示意圖。
圖6是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第五個實施例的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
圖1為由供冷主機8、供熱主機9、水泵7、風機11以及換熱盤管6等設備組成的空調系統(tǒng)示意圖，通過水泵的作用，水在系統(tǒng)中循環(huán)流動，當流經(jīng)供冷主機8或供熱主機9時水被冷卻或加熱，隨后水被輸送到換熱盤管6中去冷卻或加熱室內空氣，在換熱盤管6的進水管或出水管處安裝動態(tài)溫差流量調節(jié)閥以實現(xiàn)在供冷工況時，進出水溫度差始終維持在最佳值，既可保證換熱盤管的降溫和除濕效果，同時又能避免水系統(tǒng)出現(xiàn)大流量小溫差的現(xiàn)象，從而節(jié)省水泵能耗和改善供冷主機效率；在不需要考慮除濕功能的供冷工況即干工況時或在供熱工況時，控制器3根據(jù)室內空氣溫度傳感器和室內空氣溫度設定器或室內冷熱負荷計算器將進出水溫度差始終維持在最大值，即在保證換熱盤管的供冷或供熱效果的同時，實現(xiàn)最小流量運行，并進一步降低水泵能耗。
圖2是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第一個實施例的示意圖，出水溫度傳感器1、進水溫度傳感器2分別安裝在換熱盤管6的出水管和進水管上并與控制器3相連接，控制器3先根據(jù)進水和出水溫度判斷是供冷還是供熱狀態(tài)，控制器3出廠時內部予置溫差值，一般供冷時為5_12°C，根據(jù)空調系統(tǒng)供冷時換熱盤管的實際進水溫度來選擇內部予置的溫差值，通 常進水溫度越低所選擇的溫差值越大，反之所選擇的溫差值越??；控制器3通過比較所選 擇的溫差值和實測到的進出水溫度差值后，輸出信號給調節(jié)閥驅動器4驅動水流量調節(jié)閥 5來調節(jié)水流量，從而實現(xiàn)換熱盤管6進出水溫度差保持恒定，并與控制器3所選擇的溫差 值相同，即供冷時進出水溫度差值相對于進水水溫是恒定的；動態(tài)溫差流量調節(jié)閥完全是 通過自身的溫度傳感器I和2檢測水溫后獨立運行的，在保證換熱盤管6的降溫和除濕效 果的同時，又能最大限度地節(jié)省水泵能耗、改善主機效率。在不需要考慮除濕功能的供冷工 況即干工況時或在供熱工況時,只要保持換熱盤管6始終有冷量或熱量輸出并與室內冷熱 負荷相等，使室內空氣傳感器15檢測到的室內空氣實際溫度與室內空氣溫度設定器16的 設定值接近，即換熱盤管6在運行過程中不出現(xiàn)暫停換熱的現(xiàn)象，就能實現(xiàn)空調系統(tǒng)最小 流量運行，從而進一步降低水泵能耗。要實現(xiàn)上述空調系統(tǒng)最小流量運行，也就是要實現(xiàn)進 出水溫度差值最大化，動態(tài)溫差流量調節(jié)閥僅僅通過自身的溫度傳感器I和2檢測水溫后 獨立運行是不夠的，控制器3還需根據(jù)室內空氣傳感器15檢測的室內空氣實際溫度和室內 空氣溫度設定器16的設定值之差、出水溫度和室內空氣實際溫度之差以及進水溫度來選 擇進出水溫度差值，以保證進出水溫度差值最大化，即進出水溫度差值不僅是動態(tài)變化的 而且還是最大的，此時換熱盤管6始終有冷量或熱量輸出并與室內冷熱負荷相等，使室內 空氣傳感器15檢測到的室內空氣實際溫度與室內空氣溫度設定器16的設定值接近，即換 熱盤管6在運行過程中不出現(xiàn)暫停換熱的現(xiàn)象；控制器3通過比較所選擇的最大進出水溫 度差值和實測到的進出水溫度差值后，輸出信號給調節(jié)閥驅動器4驅動水流量調節(jié)閥5來 調節(jié)水流量，從而實現(xiàn)換熱盤管6進出水溫度差保持最大值，即空調系統(tǒng)實現(xiàn)最小流量運 行。室內空氣傳感器15可置于換熱盤管6的進風口處；室內空氣溫度設定器16同時具有 開關機功能，即室內空氣溫度設定器16可控制動態(tài)溫差流量調節(jié)閥的啟停；控制器3或室 內空氣溫度設定器16還可具有風機速度調節(jié)功能或具有風機速度調節(jié)信號輸出功能。
圖3是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第二個實施例的示意圖，在供冷工況時與第一個實施 例相同，即供冷時進出水溫度差值相對于進水水溫是恒定的，動態(tài)溫差流量調節(jié)閥僅僅通 過自身的溫度傳感器I和2檢測水溫后就可獨立運行，既可保證換熱盤管6的降溫和除濕 效果，同時又能最大限度地節(jié)省水泵能耗、改善主機效率。與第一個實施例不同的是室內 冷熱負荷計算器17包括室內空氣溫度傳感器和室內空氣溫度設定按鍵或旋鈕，在不需要 考慮除濕功能的供冷工況即干工況時或在供熱工況時，室內冷熱負荷計算器17可根據(jù)室 內空氣傳感器檢測到的室內空氣實際溫度與室內空氣溫度設定按鍵或旋鈕的設定值，計算 出所需的冷熱負荷參數(shù)，并將此冷熱負荷參數(shù)和室內空氣實際溫度傳送給控制器3，控制器 3同時結合換熱盤管6的進水溫度和出水溫度來選擇進出水溫度差值，并保證進出水溫度 差值最大化，即進出水溫度差值不僅是動態(tài)變化的還是最大的。室內空氣傳感器15可置于 換熱盤管6的進風口處；室內冷熱負荷計算器17同時具有開關機功能，即可控制動態(tài)溫差 流量調節(jié)閥的啟停；室內冷熱負荷計算器17還可具有風機速度調節(jié)功能或具有風機速度 調節(jié)信號輸出功能。
圖4是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第三個實施例的示意圖，與第一個實施例不同的是: 動態(tài)溫差流量調節(jié)閥還包括室內空氣相對濕度傳感器18、室內空氣相對濕度設定器和室內 空氣溫度設定器16合并成的室內空氣參數(shù)設定器19，并與控制器3相連接；在供冷工況時，控制器3根據(jù)室內空氣傳感器15檢測的室內空氣實際溫度、室內空氣相對濕度傳感器 18檢測的室內空氣實際相對濕度、室內空氣參數(shù)設定器19設定的溫度和相對濕度設定值， 在保證室內空氣實際溫度和實際相對濕度時，實現(xiàn)換熱盤管6的進出水溫度差動態(tài)保持最 大值，即空調系統(tǒng)實現(xiàn)最小流量運行。在不需要考慮除濕功能的供冷工況即干工況時和供 熱工況時與第一個實施例相同。
圖5是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第四個實施例的示意圖，與第二個實施例不同的是: 室內冷熱負荷計算器20還包括室內空氣相對濕度傳感器和室內空氣相對濕度設定按鍵或 旋鈕，在供冷工況時，控制器3是根據(jù)室內冷熱負荷計算器20計算出的冷、濕負荷參數(shù)和室 內空氣溫度、濕度以及換熱盤管6的進水溫度來選擇進出水溫度差值，并保證進出水溫度 差值最大化，在不需要考慮除濕功能的供冷工況即干工況時和供熱工況時與第二個實施例 相同。
圖6是動態(tài)溫差流量調節(jié)閥第五個實施例的示意圖，與第一個實施例不同的是: 動態(tài)溫差流量調節(jié)閥增加送風溫度傳感器21，在不需要考慮除濕功能的供冷工況即干工況 時和供熱工況時，控制器3選擇進出水溫度差值時，除了根據(jù)室內空氣傳感器15檢測的室 內空氣實際溫度和室內空氣溫度設定器16的設定值之差、出水溫度和室內空氣實際溫度 之差以及進水溫度，還可參考送風溫度傳感器21檢測到的換熱盤管6的送風溫度，在保證 進出水溫度差值最大化的同時，進一步減小室內空氣實際溫度值的波動。同樣在第二個、第 三個、第四個實施例中增加送風溫度傳感器21，也同樣可進一步減小室內空氣實際溫度值 的波動。
在以上實施例中，換熱盤管6的出水溫度傳感器1、進水溫度傳感器2可以互換，控 制器3可根據(jù)檢測到的進水溫度和出水溫度先判斷是供冷狀態(tài)還是供熱狀態(tài)，若為供冷狀 態(tài)，則溫度較低的是進水溫度，若為供熱狀態(tài)，則溫度較低的是出水溫度；控制器3還可將 供冷或供熱狀態(tài)傳給室內空氣溫度設定器16或室內冷熱負荷計算器17，室內空氣溫度設 定器16或室內冷熱負荷計算器17在控制風機時就不再需要人工選擇供冷、供熱模式。
在以上實施例中，如果控制器3或室內空氣溫度設定器16或室內冷熱負荷計算器 17通過通訊方式與中央控制器連接進行集中控制，中央控制器通過其它設備采集到空調系 統(tǒng)的實際供水溫度，然后再通過通訊方式將實際供水溫度發(fā)送給控制器3或室內空氣溫度 設定器16或室內冷熱負荷計算器17，實際供水溫度近似等于換熱盤管6的實際進水溫度， 則進水溫度傳感器2可取消。在換熱盤管6供冷、供熱時的進水溫度是固定不變的空調系 統(tǒng)中，控制器3出廠時內部予置固定的供冷、供熱時進水溫度值，同樣進水溫度傳感器2也 可取消。在換熱盤管6供冷、供熱時的進水溫度是相對固定的空調系統(tǒng)中，如果供冷、供熱 時的進水溫度有改變，可通過室內空氣溫度設定器16或室內冷熱負荷計算器17重新手動 置入進水溫度后再發(fā)送給控制器3，同樣進水溫度傳感器2也可取消。
在以上實施例中，出水溫度傳感器I可置于水流量調節(jié)閥5的閥體中，控制器3可 置于水流量調節(jié)閥的驅動器4中、或置于室內空氣溫度設定器16中、或置于室內冷熱負荷 計算器17中。
權利要求
1.一種由供冷主機、供熱主機、水泵、風機以及換熱盤管等設備組成的空調系統(tǒng)的減小水流量的方法，其特征在于在換熱盤管的進水管或出水管處安裝動態(tài)溫差流量調節(jié)閥。
2.實現(xiàn)權利要求1所述減小水流量方法的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，它包括水流量調節(jié)閥、調節(jié)閥驅動器，水流量調節(jié)閥與調節(jié)閥驅動器相連接，其特征在于它還包括換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內空氣溫度傳感器、室內空氣溫度設定器、控制器，控制器分別與換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內空氣溫度傳感器、室內空氣溫度設定器、調節(jié)閥驅動器相連接。
3.實現(xiàn)權利要求1所述減小水流量方法的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，它包括水流量調節(jié)閥、調節(jié)閥驅動器，水流量調節(jié)閥與調節(jié)閥驅動器相連接，其特征在于它還包括換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內冷熱負荷計算器、控制器，控制器分別與換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、室內冷熱負荷計算器、調節(jié)閥驅動器相連接，室內冷熱負荷計算器包括室內空氣溫度傳感器和室內空氣溫度設定按鍵或旋鈕。
4.根據(jù)權利要求2所述的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，其特征在于它還包括室內空氣相對濕度傳感器、室內空氣相對濕度設定器，空氣相對濕度傳感器、室內空氣相對濕度設定器與所述的控制器相連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，其特征在于所述的室內冷熱負荷計算器還包括室內空氣相對濕度傳感器、室內空氣相對濕度設定按鍵或旋鈕。
6.根據(jù)權利要求2所述的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，其特征在于所述的控制器或所述的室內空氣溫度設定器具有所述的風機的速度調節(jié)功能和開關機功能。
7.根據(jù)權利要求3所述的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，其特征在于所述的室內冷熱負荷計算器具有所述的風機的速度調節(jié)功能和開關機功能。
8.根據(jù)權利要求2或3所述的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，其特征在于它還包括送風溫度傳感器。
9.根據(jù)權利要求2或3所述的動態(tài)溫差流量調節(jié)閥，其特征在于所述的換熱盤管進水溫度傳感器、出水溫度傳感器可以互換。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由供冷、供熱主機、水泵、風機和換熱盤管等設備組成的空調系統(tǒng)減小水流量的方法及動態(tài)溫差流量調節(jié)閥。動態(tài)溫差流量調節(jié)閥除了包括水流量調節(jié)閥、驅動器、換熱盤管進、出水溫度傳感器、控制器，它還包括室內空氣溫度傳感器、室內空氣溫度設定器；或它還包括室內冷熱負荷計算器。在供冷工況時，控制器是通過溫度傳感器檢測水溫后獨立運行，將進出水溫度差始終維持在最佳值，既保證降溫和除濕效果，又避免水系統(tǒng)出現(xiàn)大流量小溫差的現(xiàn)象；在供冷干工況時或供熱工況時，控制器根據(jù)室內空氣溫度傳感器和室內空氣溫度設定器或室內冷熱負荷計算器將進出水溫度差始終維持在最大值，即動態(tài)溫差流量調節(jié)閥可在多工況實現(xiàn)最小流量運行，進一步降低水泵能耗。
文檔編號F16K31/64GK103047740SQ20131002192
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權日2013年1月22日
發(fā)明者陳建平 申請人:陳建平