CZ350495A3

CZ350495A3 - Process and system for heat transfer control of ventilation or air-conditioning apparatus

Info

Publication number: CZ350495A3
Application number: CZ953504A
Authority: CZ
Inventors: Esko Tapio Santavuori; Ingmar Erik Rolin; Seppo Juhani Leskinen
Original assignee: Abb Installaatiot Oy
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-05-15
Also published as: BG62298B1; RU2120087C1; EP0706630B1; NO179596C; SK1796A3; NO960052L; UA26103C2; KR960704196A; JPH08512397A; NO179596B; ATE185892T1; CA2165673A1; BG100273A; RO116929B1; WO1995002157A1; DE69421278T2; FI92868B; EP0706630A1; DE69421278D1; NO960052D0

Description

Způsob a sestava systému pro řízení přenosu tepla u ventilačního e»řlafcro jgj^ nebo klimatizačního přístroje

Cfolast techniky

Uvedený vynález se vztahuje na způsob řízení přenosu tepla u ventilačního přístroje, nebo u pří stro ...je pro k 11. mat i z a c 1.. P o d 1. e t é t o in e t o d y s teplo obsažené v odsávaném vzduchu je odebíráno a přiváděno zpět do oběhu pomocí obvodu pro přenos tepla, založeného na cirkulaci kapaliny, energie pro přídavné vyhřívání, nebo pro přídavné chlazení je dodávána do obvodu pro přenos tepla v případě, že pro udržení, požadované teploty dodávaného vzduchu je tepelný přenos nedostatečný, a dodávka energie pro přídavné vyhřívání nebo pro přídavné chlazení je řízena tak, aby bylo možné dosáhnout požadované teploty dodávaného vzduchu.

Dosavadní stav techniky

V klimatizačních systémech se stala obvyklou metoda, kdy je odebírané Lepln z výstupního vzduchu odsávaného z budovy, tj. odsávaného vzduchu, předáváno vzduchu vstupu, jícímu do budovy z. vnějšího pr ostředí, t j. vzduchu dodávanému. í’n:i tepelný přenos byly zkonstruovány tepelné výměníky, pracujíc::! na mnoha různých principech. Velmi běžným typem je deskový tepelný výměník, u kterého .je teplo přenášeno přes stěnu z odsávaného vzduchu do vzduchu dodávanél ío. Odsávaný a dodávaný vzduch pr oudí vedle sebe

v kanálech, kter é „jsou od sebe odděleny deskovou stěnou. Téměř stejně běžné je to, oo známe pod názvem regenerační tepelný výměník, u kterého je teplo z odsávaného vzduchu vázáno na pevný vodič tepla, kterým je teplo přeneseno do toku dodávaného vzduchu. Uvedený pevný tepelný vodič na sebe v podstatě váže teplo. Nejběžněji je tento pevný tepelný vodič sestaven jako rotující válec. Skrze jednu z jeho polovin proud! odsávaný vzduch a skrze druhou polovinu pak p r o u d 1. v z d u c h d o d ά v a n ý .

Optimalizace provozu nezahrnuje problém s žádným typem z těchto tepelných výměníků. Jejich výkon může být řízen pouze částečným zatěžováním, tj. když tepelný tok, který může být získáván z odsávaného vzduchu, přesahuje tepelný tok potřebný pro vyhříváni dodávaného vzduchu. Výkon deskových tepelných výměníků je nejčastěji snížen vedením části toku dodávaného vzduchu, nebo vzduchu odsávaného, kolem tepelného výměníku. Také regenerační odběr tepla může být prováděn pomocí obtokového řízení a také pomoci řízeni rychlosti, otáčení válce. Když je tato rychlost otáčení snížena, sníží se 1 množství získávaného tepla. Žádný z těchto typů tepelných výměníků nemůže být ovládán, když požadavek na množství tepla pro dodávaný vzduch přesahuje množství tepla, odebraného z odsávaného vzduchu. Ovládáni teploty dodávaného vzduchu je prováděno nastavením výkonu o d d ě i. e n é 11 o o h 1. a d i. ě e z b y t k o v é h o t e p 1 a .

Na druhou stranu je u kapa liliového cirkulačního systému, skládajícího se z oddělených tepelných výměníků umístěných na tocích dodávaného vzduchu a odsávaného vzduchu a z potrubního systému mezi. nimi. a kde cirkulační čerpadlo čerpá kapalinu vázající teplo, nutné ovládání, které optimalizuje tento proces. Také v tomto případě je řízení k o n e č π é t e ρ I. o t y d o d á v a π é H o v z d u o h u p r o v á d ě η α n a s t a y e n í. m v ý k o t ί u o d d ě1. e n é h o c h 1. a d i č e z b y t k o v é h o t e p 1. a .

Tento způsob ovládání Je jednoduchý a navíc nezanedbatelná část tepla obsaženého v odsávaném vzduchu může být přenesena do vzduchu dodávaného, kde jsou změny teplot mezi dodávaným a odsávaným (výstupním) vzduchem shodné. Jinými slovy a v souladu s označením na obrázku 1:

T«»i ..... 1.~~ delta 1«, -·· delta T,_a ™ 'l._a:;:. - l,_3:l . Ve spo jení s tímto, teplotní účinnost, definovaná jako:

Ϊ,· - 1_βΏéta ................*............. ,

1· :l - Τ,_{Λ Ι}

Je skoro ve všech praktických případech dostačující.

V praxi.....je řízení prováděno vedením části toku kapaliny cirkulované čerpaděly v uzavřeném potrubním systému kolem tepelného výměníku pro dodávaný vzduch, anebo pomocí ventilu pro odsávaný vzduch.

Na početním příkladu bylo možné demonstrovat, že maximální hodnota teplotní účinnosti Je ve skutečnosti dosažitelná pouze v jednom bodě ovládacího rozsahu, především když nastane změna skupenství, obvykle při kondenzaci vody. Tímto Jednoduchým praktickým pravidlem může být proces řízen a předpokládán Jeho správný směr·. Proto Je tento princip v konstrukci řídící logiky obecně sledován.

Nicméně tento způsob Je spojen s podstatnými, nevýhodami. Ve skutečnosti tento způsob řídí průtok kapaliny, která prochází skrze tepelný výměník dodávaného vzduchu, v odezvě na teplotu toku dodávaného v z du citu či vzduchu odsávaného, bez žádné informace o výsledku tohoto řízení. To znamená, že bez informace o tom, „jaká Je kapalina, která prochází tepelným výměníkem dodávaného vzduchu a také bez informace o tom, jaký vliv měla změna v průtoku na funkci tepelného výměníku. Je možné, že se charakterlstíky přenosu tepla u tepelného výměníku významně zhoršují tam, kde se mění průtok kapaliny, ve skutečnosti by bylo lepší teplotní, účinnosti dosaženo při takovém průtoku tepelným výměníkem, kde nebude platit podmínka: delta delta í',₃.

Ve skutečností pak podmínka delta Γ,._:., ^: delta Ί vyžaduje:

a) aby charakterlstlky tepelného přenosu u tepelných výměníků dodávaného a odsávaného vzduchu byly shodné,

b) aby průtok dodávaného (vstupního) a odsávaného (výstupního) vzduchu by i. stejný,

e) aby se charakteristiky přenosu tepla u tepelného výměníku dodávaného vzduchu neměnily, 1 když se změní, průtok k a p a 1 i. n y p r o i::: h á z e. j í c í o k o i. o .

V praxi je podmínku a) velmi, těžké uspokoji.t a také neexistuje tepelný výměník, vyhovující podmínce c).

Dále hy měla být vzata v úvahu i. změna vi.skožity kapaliny přenášející teplo, která nastává v souvislosti se změnami venkovní teploty a tímto i. se změnami, střední teploty uvedené kapaliny přenášející teplo. Také by měly být vzaty v úvahu i. další méně významné faktory.

Následkem toho všeho je, že i. když získání tepla za návrhových podmínek dosáhne návrhových hodnot, průměrná teplotní účinnost dosažená po delší dobu, bude obecně klesat dolů, často i. o 10% pod hodnotu vzatou při návrhových podmínkách.

Finská patentová přihláška 91551.1. se týká přenosu tepla v sestavě systému pro klimatizaci, kde jsou odběr tepla, přídavné ohříváni. a přídavné chlazeni spojeny do samostatného obvodu pro přenos tepla. V této sestavě je přídavná energie pro ohříváni nebo chlazeni dodávána do vstupního kanálu, který je přiveden k tepelnému výměníku dodávaného vzduchu pomoci řídícího ventilu.

Pokud je výše uvedené pravidlo delta Tý, delta Γ1, aplikováno na takový systém, je odběr tepla daleko od optimální pracovní účinnosti, obzvláště když je dodávka přídavné energie nejvyšší. Pokud se množství dodávané přídavné energie řidl podle teploty požadovaného dodávaného vzduchu, jako je tomu v případě konvenčních systému, je možné, že systém zůstane daleko od dosaženi optimálního hodu v tepelném zisku. Jinými slovy je energie vyplýtvána, pokud je podmínce delta Ιθ ^r;;; delta T,₃ vyhověno.

Podstata vynálezu

Citem uvedeného vynálezu je poskytnout metodu ovládáni, která by se vyhnula výše zmíněným nevýhodám. Toho tak může být dosaženo vynalezenou metodou, která se vyznačuje tím, že =

..... minimalizuje dodávku přídavné ohřívací, nebo chladicí energie, a to pomoci měřeni teplot a průtoků kapaliny, je jímž prostřednictvint se teplo přenáší a měřením přídavné energie.

Pomoci vynalezené ovládací metody může být teplota dodávaného vzduchu pozorně a pečlivě regulována, nicméně odběr tepla, v létě pak odběr chladu, může být prováděno s maximální účinnosti. Použiti přídavné energie v systému může být ovládáno; omezení a možnost změny může bý t v procesu provedena Jednoduchým způsobem. Pomocí, toho mohou l:uýt určeny maximální hodnoty pro použití přídavná ohřívací a chladicí energie ve výjimečných situacích. Tyto hodnoty pak ma jí z.vláč tn i. význam, protože energetické tarify, sazby za přípojky anebo parametry vybavení Jsou určovány na bázi t ě o h t o m a x im á 1 n í. e l i h o d n o t.

Vynález je založen na jednoduchém poznání, že tepelný zl.sk je optimální, když množství přídavné energie dodané do zpětného průtočného okruhu má minimální hodnotu, která je p r o p r o v o z η ί. p o dm ί n k y p o ž a d o v a n á . Ve s k u t e č n o s t i. n a m í s t o optimalizace procesu odbéru tepla, je proveden pokus o minimalizaci dodávky přídavné energie. V praxi se to uskutečňuje takovým způsobem, že je měřen průtok kapaliny, která protéká okruhem odebírajícím teplo, ...jak před, tak i za oběma tepelnými. výměníky a navíc je měřena i teplota této kapaliny. Když ...jsou zformulovány řídící algoritmy pro poměr těchto hodnot známými metodami, dále poznáme, že konvenční regulace průtoku kapaliny pomocí obtokového ventilu nepovede k optimálním výsledkům nebo k dobré přesnosti, řízení. Ovládáním úplné cirkulace kapaliny obíhající v obvodu pro přenos tepla, může být proces podstatně vylepčen. Ovládání může být provedeno známými metodami plynulé regulace otáček o i. r k u i. a č η í ( ί o č e r p a d i a, o e l::i o p om o c í d v o u r y c h 1. o t o í. h o m o t o r u nebo ovládáním toku ventilem, atd.. lato obtoková regulace je provedena od výstupní strany čerpadla na stranu, kde čerpadlo nasává, nebo kombinací těchto a datčích známých ov1á dac ích metod.

Formulace řídících algoritmů je podstatně usnadněna a „jejich přesnost vylepčena, pokud budou změřeny kromě ...již uvedených průtoků kapalin a jejích teplot i teploty vzduchu

Γ.Τ,,,,:,., a 1.,,,-. a také Lok přidá o né energie do dá o a né do systému, tj. pr ůtok kapaliny a Je jí. vstupní a výstupní teplota.

Je obzvláštní výhodou, když v toku vzduchu dojde;; ke? změně skupenství, obvykle ke kondenzaci páry a v ojedinělých případech 1. k vypařování vody. Obvykle? to přináčí drastické:·; změny v charakteristice tepelného výměníku, ve kterém změna skupenství pro bělil a a také v charak terl.stl.oe tepelného toku skrze uvedený tepelný výměník. Tento jev můžeme Ihned jasně pozorovat v tocích energie, ale snadno hy nám jeho pozorování, uniklo při měření, teplot vzduchu. Je relativně snadné formulovat algoritmus, založený na srovnání měřených proměnných, který bude umožňovat opravu procesu na optimální stav.

Nicméně by mělo být zdůrazněno, že; například teploty vzduchu „jsou jedinými, dodatečnými proměnnými, které nejsou nastavovány. V systému tohoto vynálezu je například teplota dodávaného vzduchu, která je nastavována normálně, pouze okrajovou podmínkou omezení pro řízení energetických toků. Teplota dodávaného vzduchu může být jistě také řízena, což se ale uskutečňuje například v odezvě na pokojovou teplotu a znamená to pouze změnu v „jedné z okrajových podmínek v pohledu na řízení a optimalizaci, energetických toků.

Základní koncepcí je tak minimalizovat používáni energie za pomoci. změření parametrů, které mají. na toto používání vliv, a dále změnit tyto parametry v souladu s řídicími algoritmy. Jinými. slovy budou řízeny toky kapalin, jejich teploty a „jejich vzájemné poměry. Řídící algoritmy jsou ve skutečnosti, založeny na poměrech změny entalpií.

Dodatečné algoritmy, omezení a procesy, které nejsou zahrnuty v konvenční řídicí logice, mohou hýb aplikací t o h o t o z á k 1 a d η í h o k o n o c p t u s o a d n c r e a 1 i. z o v á 11 y v ř í d í c í logice popisovaného systému. Například u systému s proměnným tokem vzduchu snadno dojde k nevhodnému snižování vlhkosti, vzduchu a k plýtvání s účinností chlazení, pokud je teplota dodávaného vzduchu relativné nízká a obsah vlhkosti je naopak vysoký, například t,.., 22° 0, fí. 80%. K tomu může dojit zvláště v létě. V takové situaci, řídi ovládací logika klimatizační přístroj tak, aby snížil spotřebu výkonu ventilátoru. Například teplota dodávaného vzduchu je 10 C a tok vzduchu má hodnotu 00% procent nominálního toku. Velí činy, k ter é ma jí. bý t změřeny, tak zahr nu jí ob jemový tok 0 a počáteční a konečnou teplotu t._3l2> a t,_sl dodávaného vzduchu.

Podívejme se na změnu skupenství vzduchu v podobě xh -diagr amu na obr ázku 3. V diagr amu je dodávaný vzduch v bodě A, kde teplota t,₃« - 22 °C měrná vlhkost X_rt ~ 0.013 kg H^O/kg suchého vzduchu eotalple h« =^: 55 kJ/kg suchého vzduchu tok vzduchu 0.0 V_o ( ý<:> ~ 100% toku vzduchu).

Když je dodávaný vzduch ochlazován, nejdříve se chladí vzduch suchý cd bodu A do bodu 13 o a obrázku 3. V tomto bodě je teplota 10 °C a vzducti ...je na r osném bodě, t j . r elativní vlhkost ...je 100%. Pokud chlazení pokračuje, vlhkost začne ve vzduchu kondenzovat, t.j. začne se v něm snižovat jeho obsah vlhkosti, a uvolňuje se teplo. Na obrázku 3 vzduch podstupuje změnu skupenství z bodu B do bodu 0, ve kterém ...je teplota t_ec = 10 °C měrná vlhkost X<_:; 0.115 kg HjaO/kg suchého vzduchu en ta lpi ο h<~ ~ tok vzduchu V_c: kJ/kg suchého vzduchu

- Cl. 6 V,;,.

Předpokládejme, že tepelné zatížení klimatizované místnosti je takové, že vzduch je postupné ohříván o 8 °C, t.j. na teplotu 24 °C, z hodu C do bodu D na obrázku 3.

Požadovaný chl adicí výkon muže být vy peří tán ze? vzorce:

$i ^:::: dzéta . Vň. < htt-hc;) ·= dzéta . 0, 6 . Vo . C 55.....45) =^; 5, 4 . dzéta . Vo

Výkon dostupný pro chlazení místnosti, můžeme obdržet ze vzor ce ·.

Φ^ - dzéta.c.Vc.CT^a-t^c) - dzéta.o.0, 5.V_o.C24-16) Φ„_Λ - 4, 8. dzéta . e . V_o

Ve vzorci je c měrné teplo v l<J/kg.°C suchého vzduchu.

Pří bližším pr ozkoumánř skupenské změny A..........>13..........>6 vidíme, že och 1 azo vání z bodu A do bodu 13, t j. rozdíl teplot dělba t 22 ..... 18 4 °C požaduje? energii delta h 55 ..... 51 kJ/kg. Ma druhou stranu ochlazování. z bodu 13 do bodu C,

t.j. rozdíl teplot delta t 18 16 2 °C vyžaduje energií delta h - 51 - 46 =^: 5 kl/kg. To je z důvodu tepla uvolněného pár ou, která zkondenzovala mezí. body 13 a C. Zcela nadbytečné odvlhčování tak spotřebuje tolik energie, jako snižování tep Lo ty.

CJ uvedeného řešení vynálezu jsme schopni nalézt minimum energie rovněž v takovémto případě. Když je dodávaná energie změřena, například pomocí měření toku kapaliny dodávané do přístroje a její vstupní a výstupní teploty, může být ovládací jednotka naprogr amována na bázi naměřených signálů a také můžeš být spočítána spotřebovaná chladicí energie ze vzorce:

Φ:.3 m_r, t_ril> ..... t_r, χ), kdes ·

m_ri ..... hmotnostní tok tekutiny, kg/s es_r, měsr nň tesp 1.o tekutiny, k J/k g . °C t,- , χ, t _r, - v s t upni a v ý s t upni t e p 1 o t a t eku t i n y, ° C

Obdržená hodnota je ve skutečnosti stejná, jako hodnota Φχ, kterou jsme vypočetli výše. Tato hodnota ves srovnání ses s p o t ř es b es u es n e r g i es o ed p es v í d á s u c h ém u es es ls 1. a z es v á η ί, k t es r é j e vypočtenes řídící jednotkou na základe?: naměřenéhes průtoků dodávaného vzduchu a jeho vstupní a výstupní teploty ze vzor ee ·.

Φ„. - dzéta . es . V_c:. C t-t_sC) == dzéta . c . 0, 6. V_o C 22-16) ==

Φ„. = 3, 6 . dzéta . es . ý<_;,

Když řídící jednotka zjistí, že Φ_::3 =^: Φχ ^r::: 6, 4. dzéta. je večtčí než Φ.,. = 3, 6. dzéta. V,_:>, přejde na řídící blok, kde se zvyču jes konečná teplota a současně sc zvyšuje objemový tok, napříklaed takovým způsobem, žes 1 °C teplo trií ho gradientu odpovídá 1.0X nárůstu průtoku vzduchu. Když řízeni, dosáhne konečné teploty 18 °C, z jistí, že Φ,,. = Φ^. V takové situaci. není pro veden es žádné odvl Isče svání. a řízení nepokračuje. Tok vzduchu může být řízen tak , aby byl přesný, nebes jej může řídící. jednotka vypočítat z n á :s ,L e ed u j í es í ls es vzor es e ·.

ed z é t a . es . V o . <t s, _D -1 _e c > = v B · < t S e ~ t« _e ) · d z é t a . es, t. j . t.,,o U,,;; 24 16 ý,:, - ý_e. = 6, 6.ý,:,. - 0, 8.ý_o t,_sE5: t_sl=₃ 24 18

V takovémto případě ...je spotřeba energie systému pro c h la ze n í. v y. j á d ř e o a n á s 1. e d o o o ě :

Φ_;5 - dzéta . o . 0, 8. V_o . ( 24.....1.8) - 4, 8 . dzéta . o . V_o

Je vidět, že uvedené řešení vynálezu, optimalizované takovýmto způsobem, (spotřebuje pro chlazení o více než 10>t menší množství energie, než tomu bylo u přístrojů řízených staršími, ovládacími, metodami, to tedy znamená, že Φ_Γ5/Φ_t4, 8/5, 8 - 8, 89 .

IJ výše uvedeného, byla řídící logika objasněna předem ...jako kompletní výpočetní vzorce z důvodu zřetelností. Ve skutečnosti, je většina řídících vztahů získána z programově P a m ě t i. j a k o k o n s t a n t r i í. v z t a h y ( n a ρ ř . d z é t a . c . V _o ) , ř í. zen é proměnně, atd.. Namísto měřených proměnných mohou být použity kompletní výpočetní mati.ee nebo řídící křivky (např. V, - V_;1. ,( t._Siri) ), atd..

Ve skutečnosti, konečná teplota vzduchu stoupá snížením hmotnostního toku tekutiny m přídavně chladicí kapalíny dodávané do recyklačního kapalinového obvodu (vzorec pro Φ₃výše), ..jako následek toho pak teplota v recyklačním kapalinovém obvodu také stoupá, následkem toho pak stoupá konečná teplota dodávaného vzduchu, dále pak následkem tohoto stoupá teplota toku dodávaného vzduchu, a tak dále a dále. Jak dále uvidíme, tyto korelace jsou dosti, komplexní a ...je nemožné ...je vysvětlit krátce, kromě toho, že pouze nastíníme jejich princip.

Nicméně	je podstatné,	že	bez	měření	a definování
energetických	toků.	není	v	uvedeném	případě	možná
optimalizace.
Takováto	logika	může	být	také	sestavena u	..jiného

uspořádáni přístroje, než jen u řešení s cirkulací tekutiny. Nicméně přístroje pro energetická měřeni se nedostáni samy od sebe, musí být sestaveny a zabudovány do ohřívacích a chladicích obvodů. Výsledkem toho pak snadno může být, že úspory v energii nebudou stačit na zaplaceni dodatečných nákladů.

Mnoho dalších funkcí, však může být zahrnuto zadarmo, jako software v moderních řídicích jednotkách. Omezení špičkového výkonu, zprávy o energetické spotřebě, vyhodnocení požadavků pro rozmrazování a řízení rozmrazování, atd. nevyžadují žádné podstatné a důležité vybavení..

Vynález se také vztahuje na řídící sestavu pro zahrnutí metody vyná1ezu.

Stručný přehled obrázků na výkresech

V následujících odstavci cit bude vynález detail oč ji. objasněn s odkazy na připojené obrázky, u kterých

Obrázek č.l je schematickým znázorněním dřívějších konstrukcí řídících systémů u klimatizačních přístrojů.

Obrázek č.2 ukazuje jedno z upřednostňovaných řešení řídícího systému vynálezu, a

Obrázek č.3 je diagram i.lus tru., .jící změnu skupenství vzduchu.

Detailní přehled obrázků na výkresech

Dřívější, konstrukce řídících systémů ukázaná na obrázku č.l, má oddělené tepelné výměníky 1. a 2 pro dodávaný vzduch

A a odsávaný uzdui::li B a potrubní systém pr o přenos tepla 4, který tyto části propojuje. včetně čerpadla 3 pro oběh kapaliny přenáše j ící teplo v uzavřen čin obvodě. F^:5o trubní systém zahrnuje ventil 5 pro vedení části toku kapaliny okolo tepelného výměníku 1 Cmimo něj) nebo kolem tepelného výměníku 2 (mimo něj). Pro řízení, konečné teploty dodávaného vzduchu je do toku dodávaného vzduchu připojen chladič z h y t k o v é h o t e p 1 a 8.

Obrázek č.2 ukazuje řídící diagram, který je, co se týče využití energie, téměř Ideální pro klimatizační přístroj podle Finské patentové přihlášky 91.551.1..

U řídícího systému ukázaného na obrázku č.2 bylo to s a in é ě í. s 1. o v á n í. p o u ž 11 o p r o ě á s 11 s o b ě o d p o v í. d aj í o í.. ý s t u ρ n i. kanál, potrubního systému přenášejícího teplo 4, který vede do tepelného výměníku 1, je připo jen pomocí. ventilu 7 na zdroj tepla 8 a chladicí zdroj 9. Ftídíeí systém zahrnuje několik měřidel pro měření teplot a objemových toku, a také řídící .jednotku 26, která přijímá naměřená data. loto však bude vysvětlena podrobněji v dalších odstavcích. Fti.di.ci. systém se dále skládá z několika ventilů s ovladači, které „jsou řízeny řídící jednotkou.

Systém pracuje takový způsobem, že čerpadlo 3 přečerpává kapalinu přenášející teplo skrze potrubní systém 4 a skrze tepelné výměníky 1 a 2. Za podmínek částečného zatížení, může být výkon systému ovládán převedením části toku kapaliny pomoci třícestnélio ventilu 5 do potrubí kolem tepelného výměníku 1, nebo redukcí. celkového toku kapaliny obíhající v systému vrácením části toku kapaliny na čerpadle 3 přímo z výstupní strany na stranu, kde čerpadlo nasává přes ventil 6.

Když je výkon tepelných) výměníků 1 a 2 pro udržení

P o ž a d ováné teploty dodávaného vzduchu 10' π e d o s t a t e é r i ý, Je ventil 24, vedoucí ke zdroji, tepla 8, nebo ventil 25 vedoucí k oh 1 adi.c1niu zdroji. 9, o tevřen pod 1 e ak tuá 1.ni. po tř eby. Plnožstvi chladicí nebo vy hříva cl. kapaliny, dodávané do cirkulačního potrubního systému 4, je řízeno třícestným ventilem 7. Ventily 24 a 2b mohou být přirozené také použity přímo pro řízeni.

Z. kontrolních důvodů jsou teploty 14', lb', 1.6' a 17' měřeny pomoci termostatů 14, 15, 16 a 17 na obou stranách tepelných výměníků 1 a 2 a teplota kapaliny dodávajíc! přídavnou energii. 18' je měřena termostatem 18. Dále tok kapaliny 19’ cirkulující v potrubním systému 4 je měřen na měřidle 1.9, tok kapaliny 20' obcházející tepelný výměník 1 je měřen na měřidle 20 a tok kapaliny 21.', která dodává přídavnou energii, je měřen na měřidle 21.

Naměřené hodnoty jsou přivedeny do řídící, jednotky 26, která vypočítá energetické toky, procházejíc! různými částmi systému a energetické toky dodané do systému a odtud také vystupující, výpočtem na bázi průtoků kapaliny a teplot a optimalizuje proces v odezvě na zjištěné skutečnosti.

Řídící ...jednotka ovládá funkci ventilů 5, 6 a 7 pomocí řídících signálů 7' , 22' a 29' ser vomotory 22, 23 a 27 tak, že tok přídavné energie, dodávané skrze ventil 7, dosahuje své minimální hodnoty. Zpracováni řidlo!cti signálů může být založeno na předprogramovanýeh algoritmech, nebo logických f u n k <:: .( c h ř 1 d 1 c 1 .. j e d n o t k y .

Něřenl toků kapaliny 21’ a 20' a teploty 18' můžeme postrádat, avšak podstatně usnadňuje tvořeni, algoritmů a eliminuje nevhodné prodlevy ve zpětné vazbě řízeni. F’omoc 1. toku kapaliny 21’ a teploty 18' je také snadné definovat proces pro omezení používání energie.

Hodnoty teplot 11’, 12' a 13’ naměřené na termostatech

1.1, 12 a 13 Jsou pro aktuální, řízeni také post rada telné, ale různých předběžných a omezovačích funkcí se mohou týkat kolísání teplot 11' anebo řízení efektu kondenzace 10’ a 11’, nebo um o ž ři u. j í. t o o r ta u a p r o o e sů, které 1.2' , derivační ho 12' a 13', atd..

Řízení může způsobem, takže

..Jiným , 12' j a k o m ě ř en é p r om é η n é, lb’, 1.7' a 13' a toky být přirozeně implementováno 1 n a p ř í k 1 a cl t e ρ I. o ty v z. d u o h u 10', 11. ‘ a 1.3' a toky vzduchu jsou vzaty zatímco teploty kapaliny 14’, 15', kapalíny 19', 20’ a 21' jsou vzaty jako korekční proměnné a přídavné proměnné. Podstatné je, že řízení je založeno na regulaci energetických toků a jejich poměrů a na minimalizaci množství dodávané: přídavné energie.

Vynález byl objasněn ve výše uvedených odstavcích ve vztahu k řešení, vynálezu podle obrázku č.2. Toto řešení, se vztahuje obecně k přenosu tepla ve ventilačních a klimatizačních zařízeních. V případě oa obrázku č.l by například energie dodávaná do přídavného chladiče 9 byla veličinou, která by byla minimalizována.

Vynález také může být realizován jednodušším způsobem, než který je vidět na obrázku č.2. Například vynecháním měřidel 18 a 21 pro měření. teploty a průtoku kapaliny dodávající přídavnou energii, nebo snížením počtu měřících bodů pro měření teplot vzduchu 11, 12, 13, nebo průtoku kapaliny 29 a 21, To za předpokladu, že výpočet těchto proměnných byl naprogramován nebo tabelován do řídící ..jednotky. Na druhou stranu mohou být přidány další známé P r o c e s y ; n a p ř í. k i. a cl m ů ž e b ý t d o d á η o n a h r a zen í. ř í. d í. o í h o cl 11 o t y 19' dodávaného vzduchu na bází venkovní teploty, nebo teploty pokojové, k provozu ventilu 5 nebo čerpadla 3 může být přidáno Podstatné je, pro měřeni rozmrazování tepelného výměníku 2, atd.. že systém zahrnuje vybaveni a procesy potřebné a řízení energetických toků obíhajících v systému, nebo dodávaných tamtéž. Toto všechno ...je přirozeně zahrnuto do pole působnosti uvedeného vynálezu.

Nákresy a popisy, vztahující se k vynálezu, mají ve vztahu k jeho pojmu smysl1 pouze ilustrační. V detailech se může způsob provozu a řečení vynálezu značně Učit v mezích u v e d e n ý c h |: > a t e n t o v ý c h n á r o k ů .

Claims

Patentové nároky (novelizované podlí:: předpisu 1-)8.3 dne 3. srpna 1995)

1) Způsob řízení přenosu u ventilačního přístroje, ne tm u k !. J..ni a 11 zač η í h o p ř í s t r o . j e, p o d 1 e k t e r é h o :

..... teplo obsažené v odsávaném vzduchu CE)) je odebíráno a předáváno do vzduchu dodávaného CA) pomocí obvodu pro přenos tepla (4), založeného na kapalinovém oběhu,

..... je přídavná vyhřívaní nebo přídavná chladicí energie <8, 9) dodávána do obvodu prm přenos tepla v případě, že přenos tepla je nedostatečný k udržení požadované teploty dodávaného vzduchu, a dodávka přídavné vyhřívací, nebo přídavné chladicí energie je řízena <7, 24', 25') tak, aby dosáhla požadované t e p 1 o t y d o d á v a o é h o vzduchu, vyznačující se:

řízením dodávky přídavné vyhřívací, nebo přídavné chladicí energie <8, 9) za pomocí měření teplot (14’ ..... 18'), stejně „jako L průtoku kapalíny 0.9’ ..... 21'), která přenáší teplo a i přídavné energie, což slouží pro minimalizaci dodávky p ř í. d a v n é energie.
2) Způsob podle Nároku č.l, vyznačující se měřením teploty 0.4' ..... 1.7’) kapaliny přenášející teplo, a to na obou stranách tepelného výměníku O.) pro dodávaný vzduch CA) a t a l< é t e p e 1 o é ti o v ým ě o í. ku ( 2 ) p r o o d s á váný v z d u o li Ctí), měřením teploty 0.8') kapaliny dodávající přídavnou energii, a měřením průtoku kapaliny (19') obíhající v obvodu pro přenos tepla, měřením průtoku <28') kapaliny obcházející okolo tepelného výměníku pro dodávaný vzduch a měřením průtoku <21') kapaliny dodávající přídavnou energii, což slouží pro výpočty a řízení požadované dodávky přídavné oc energie .
3) Sestava řídicího systému pro ventilační přístroj, nebo pro klimatizační přístroj, skládající se z

..... obvodu pro odběr teplil C4), založeného na principu cirkulace kapaliny a který se skládá z tepelných výměníků Cl, 2) na tocích dodávaného a odsávaného vzduchu CA, 13), a dodávacího obvodu pro přídavnou vyhřívací nebo chladící energii. C H, 9), který je připo jitelný k obvodu pro odběr tepla, a prostředků C24, 25) pro řízení dodávky přídavné energie, a vyznačující se tím, že

- s e s t a v a s y s t ém u z a h r n u je p r o s t ř e d k y C 1.4 -18, 19 ..... 21) pro měření, teplot a průtoků kapaliny, která přenáší, teplo a přídavnou energii, a

..... měřící prostředky jsou připojeny k oběma prostředkům

C 24, 25) pro řízení dodávky přídavné energie, a to za účelem o v i. i. v ři o v a t m i n i., m a i. i. z a c i. cl o d ά v k y přidav n é e n e r g i. e .
4) Sestava řídícího systému podle Nároku ě. 3, vyznačující se tím, že se skládá z prostředků C 5, li) pro řízení průtoku celkového proudu kapaliny, která obíhá v obvodu pro přenos tepla (4).
5) Sestava řídícího systému podle Nároku č. 3, nebo Nároku ě.4, vyznačující se tím, že se skládá z prostředků

C14...... 17) pro měření teploty kapaliny, která přenáší teplo, na obou stranách tepelného výměníku Cl) pro dodávaný vzduch CA) a tepelného výměníku C2) pro odsávaný vzduch CE3) a z prostředků C18) pro měření teploty kapaliny, která dodává přídavnou energii, z prostředků C19) pro měření průtoku kapaliny, která obíhá v obvodu pro přenos tepla, 'z. prostředků (20) pro měření, průtoku kapaliny, obeházející tepelný výměník dodávaného vzduchu a z prostředků (21) pro měření, průtoku kapaliny, dodávající přídavnou energii.
6) Sestava řídícího systému podle Nároku ě. 3, nebo Nároku č.4, vyznačující se tím, že čerpací poměr oběhového čerpadla (3), zabudovaného do obvodu pro přenos tepla, je ovladatelný.
7) Sestava řídícího systému podle Nároku ě. 3, nebo Nároku ě.4, vyznačující se tím, že je přizpůsobena k řízení dodávky přídavné energie takovým způsobem, že teplota dodávaného vzduchu (A) se mění. v provozním rozsahu, u kterého je množství, přídavné energie (8, 9) omezené.
8) Sestava řídícího systému podle Nároku ě. 7, vyznačující se tím, že je přizpůsobena k omezování toku dodávaného vzduchu (A) v provozním rozsahu, u kterého je množství, přídavné energie (8, 9) omezeno.
9) Sestava řídícího systému podle Nároku ě. 3, vyznačující se tím, že je přizpůsobena pracovat takovým způsobem, že když klimatizační systém pracuje v režimu chlazení, je zabráněno nebo omezeno odvlhčování vzduchu pomocí nastavení průtoku vzduchu skrz přístroj, a to v odezvě na energetickou spotřebu.