置换空调器的调节方法及系统技术方案

对空调器供给的功率和空调器的空气流量实施组合调节，用以将进入空调器的空气与离开同一空调器的空气之间的温度梯度保持于高的水平，以使置换系统（无混合）能在任何服务条件下进行完善的运行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及借助置换通风对物体进行冷却的领域。根据所谓的“置换”技术，就其本身而言，是在低速下、与地面水平向室内输入冷空气。输送这股气流的空调器或致冷机可位于室外或室内。较稠密的冷空气分布在整个地面上。当冷空气接触室内的热源、例如要冷却的设备时，它受热，由对流产生上升运动。室内天花板附近的受热空气被空调器吸出，加以冷却和送回至循环中。区分置换通风的特点是空气的低速，某些书藉限定其上限为0.5m/s；以及这一事实，也即被空调器放出的空气，该空气沿着要冷却的热源通过，再送回至空调器，是不与四周空气混合的，或仅与其极少部分混合。置换空气的冷却可由两种方法进行，即应用放置在要冷却室内的扩散器，它通过管网与室外的空调器相连接；或直接与室内的空调器相连接。冷却空气在置换系统中的运动由地面水平的冷的冷却空气与天花板水平的受热的冷却空气之间的热梯度引起。因此，决定性的是保持此热梯度接近设计值，或高于预置极限，以便系统适当工作。本专利技术的一个目的是保持热梯度总是高于某个极限值。热梯度与空气流量及室内的热负载有关。在相同的空气流量下，如果热负载较大，则梯度也较大，在相同的热负载下，如果空气流量较低，则热梯度较大。室内的热负载依赖于室内设备发出的内生热、室内人员发出的内生热、以及通过室内外之间结构物(墙、地面、天花板)的交换热。热负载基本随时间而变化，因为设备和人员发出的内生热，以及与室内外条件有关的交换热都在变化。根据此专利技术之前的技术状态，置换冷却系统中的调节通过控制空调器供给的功率而产生。但传统系统不能成功地完全阻止温度梯度的变化，而当温度梯度过度减小时，这将阻碍置换系统的适当运行。为避免所述问题，提出了按本专利技术权利要求1所述的调节方法和按权利要求7所述的系统。其余新的和有用的特点申述在从属权利要求中。换言之，此调节方法提出对由空调器输入的功率和空调器的空气流量进行联合和依序的调节。对空气流量和对功率的调节均可是缓和型的。或可对功率提供缓和调节，而对空气流量则提供分立台阶式的调节；或对空气流量和功率均提供分立台阶式的调节；或最后对空气流量提供缓和调节，而对功率提供分立台阶式的调节。新的调节方法能达到上述目的，补救上述与现技术状态相关的缺陷。特别是，它保持温度梯度总是等于或十分接近设计值。此外，就风扇的电能消耗而言，还有一个优点，即当四周温度下降时，它们必须提供的功率也剧烈下降。下文将参照附图，对专利技术实施例的非限定性实例加以说明，其中附图说明图1是一张曲线图，它表示本专利技术在空气流量和空调器供给功率(均绘制于Y轴上)均作为系统要求的功率(或系统负载，绘制于X轴上)的函数进行缓和调节情况时的调节方法；空气流量用实线表示，而空调器供给功率用点线表示；图2是图1情况下的曲线图，其中空气流量和空调器的功率的调制作为测量温度(X轴)的函数而绘制；绘制在Y轴上的空气流量和空调器输入功率所用的曲线记号与图1中的相同；图3是展示按图1进行调节情况下，本专利技术优点的曲线；特别是展示了这一事实，即当空气温度(在X轴上)改变时，温度梯度(在Y轴上)保持不变，实线表示传统调节时的温度梯度的趋势，点线表示应用本专利技术调节时的温度梯度的趋势；较粗的水平虚线表示适当进行置换运行所需的设计梯度。图4是展示本专利技术另一优点，即风扇能耗下降的曲线；风扇能耗量作为绘制在X轴上的空气温度的函数而表示于Y轴上；实线表示传统调节所需的能耗，点线表示直流电风扇情况下，应用本专利技术调节所需的能耗；方格线表示交流电风扇情况下应用本专利技术调节所需的能耗；图5表示应用实施例中这样一种调节方法的曲线，即作为系统要求功率(在X轴上)的函数，对空气流量(在Y轴上，实线)进行台阶式调节，而对功率(在Y轴上，点线)进行缓和调节；图6表示与图5相同的实施例，但是，用与图5中相同曲线形式表示的空气流量和空调器供给的功率作为空气温度的函数加以绘制；图7展示温度梯度(在Y轴上)趋势作为空气温度(在X轴上)的函数，在传统调节(实线)和图6中调节(点线)时，以及设计梯度(水平粗虚线)的曲线；图8展示风扇能耗(在Y轴上)作为空气温度(在X轴上)的函数，在传统调节(实线)和图6中调节时，当风扇为直流供电(点线)和交流供电(方格线)情况下的曲线；图9的第一曲线(a)展示了空气流量(实线)在空调器输入功率为恒定(点线)时的台阶式调节，而第二曲线(b)展示了空气流量(实线)和空调器输入功率(点线)均为台阶式调节，在以上两种情况，空气流量和空调器输入功率均为系统要求功率的函数；图10展示了空气流量(实线)和空调器输入功率(点线)作为空气温度的函数进行台阶式调节的曲线；图11展示了温度梯度作为空气温度的函数在传统调节(实线)和按照图9和10(点线)进行调节时获得的曲线；设计梯度用水平粗虚线表示；图12以曲线展示了作为空气温度的函数的风扇能耗的优越性；以实线绘制在Y轴上的是传统调节时的风扇能耗，点线是按照图9和10进行调节，在直流电风扇时的风扇能耗，而方格线是按图9和10进行调节，在交流电风扇时的风扇能耗；图13和14涉及一个实施例，其中空气流量(实线)为缓和调节，而空调器供给的功率(点线)为台阶式调节；图13中在X轴上绘制的是系统要求的功率，而在图14中在X轴上绘制的是空气温度。本专利申请的目标是一种按照置换原理或类似物加以运行的室内空调器的调节方法，因此，也就是这样一种调节方法，它使被调节的室内温度梯度得以定常地保持为设计温度梯度或高于设计梯度，而与同一室要求的功率无关。根据新方法，对空调器输入的功率和空调器的空气流量实行了组合调节。空气流量可通过改变风扇的转速，或应用气塞，或其它方法而加以改变。根据新方法，更具体的是，借助放置在空调器之内或之外的传感器测量了空气温度的变化，这表示系统要求的负载(要求的功率)的变化。测量的温度可以是供给空气的或返回空气的温度，或是两者的温度。作为这一/这些测量温度的函数，对空气流量和功率进行调节，以便将梯度基本保持在预置值。空气流量和功率的组合调节可以各种方法加以实现。图1-4涉及专利技术的第一实施例，从而对空气流量和功率均实施了“缓和”调节。在本文中，名词“缓和”指受控参数(功率和/或流量)的变化是连续运行，没有任何间断。在第一实施例中，在100％的系统要求功率处，空调器输入的功率和空气流量也均为100％(设计数据)。当系统要求的负载或功率按任一趋势下降时，这两者也下降。图1和2展示线性变化。为空气流量设置了措施，使其不降至低于最小值，以便提高温度传感器的灵敏度和/或在任一情况下移动室内的空气。实际中，如图2所示，空气流量和功率的调节按测量的空气温度的结果加以实施，而不是按照要求负载的测量结果，因为温度是此负载的指示。两个参数(空调器功率和空气流量)的调节发生在图2中垂直虚线限定的某个调节范围内。调节范围的宽度与别的无关，只依赖于欲达到的控制精度。在此范围内应用上述调节方法。应用上述调节方法，温度梯度保持常数，等于100％(设计值)，而当应用传统调节方法时，即以单独调节空调器功率为基础，梯度甚至下降至这样的一些值，从而妨碍系统按照置换原理进行适当运行。此外，在风扇的电能消耗方面，当空气流量是通过改变风扇本身的转速而变化时，如图4所示，还获得一个显著的优点。也即，当应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
置换空调器的调节方法，该调节方法作为要求的功率或要求的负载的函数加以实施，所述方法包括空调器供给功率的调节，其特征在于，它还包括空调器供给空气流量的组合调节。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯托特雷卡特，
申请(专利权)人：RC集团股份公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]