專利名稱：一種空調系統節能方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種由制冷主機、制熱主機、水泵、風機以及換熱盤管等設備組成的空 調系統的節能方法以及實現該方法的恒定進出水溫度差水流量調節閥。
背景技術：
由于換熱盤管可簡單地通過調節風量或水量實現能量調節，故換熱盤管被廣泛應 用于空調系統中。有些場合在換熱盤管水系統中配套使用通斷型電動二通閥和室內溫度 控制器，換熱盤管無論是高風量還是低風量運行，電動二通閥只有通和斷兩種狀態，即在需 要供冷或供熱時完全打開和不需要供冷或供熱時完全關閉，美國霍尼韋爾(Honeywell)公 司在《建筑設備自動化控制系統應用手冊》(2007版)中對此有詳細介紹。電動二通閥完 全打開時換熱盤管的水流量是不變的，這樣勢必造成在高風量時換熱盤管的進出水溫度差 大，低風量時進出水溫度差小，而無論是換熱盤管還是制冷、制熱主機都是按供冷時進出水 溫度差為5-9°C、供熱時進出水溫度差為10°C -20°C進行設計和選型的，故當換熱盤管在低 風量運行時，進出水溫度差小于設計溫度差，整個空調系統偏離系統的最佳設計工況，導致 制冷主機、制熱主機效率下降，水泵能耗居高不下，只有當換熱盤管停止供冷或供熱并關閉 電動二通閥時，水泵能耗才能降低。當然還有些空調系統中未使用通斷型的電動二通閥，水 泵能耗總是長期保持在最高值，當換熱盤管停止供冷或供熱時其風量為0，進出水溫度差也 幾乎為0，系統的溫差更小，制冷、制熱主機在部份負荷時的效率也無法改善。由于空調系統在設計時過于保守，即換熱盤管、水泵選型偏大，導致即使在最大負 荷時仍然存在大流量小溫差的現象。還有換熱盤管水路阻力不平衡，為保證最不利環路的 供冷或供熱效果，只有提高整個空調系統的供回水壓力，這樣也會造成水系統大流量小溫 差的現象。另外由于換熱盤管隨著使用時間的增加，其空氣側和水側的污垢系數也在增加， 這必然影響到傳熱效果，導致大流量小溫差的現象加劇。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有空調系統中當換熱盤管進行風量調節時，其 水量無法相應自動調整，導致系統出現大流量小溫差的現象，提供一種節省水泵能耗和改 善制冷、制熱主機效率的方法。此外本發明另一個要解決的技術問題是提供一種能恒定換 熱盤管進出水溫度差的水流量調節閥來實現以上方法。為了解決以上技術問題，本發明通過在空調系統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閥，來實現當換熱盤管空氣側的空氣流量、空氣溫度發生變 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設計所要求的最佳溫 差值上，達到減小系統水流量、提高制冷主機的進水溫度或降低制熱主機的進水溫度、節省 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閥由換熱盤管水路溫度傳感器、控制器、水流量調節閥、調節閥驅動器組成；控制器分別與水路溫度傳感器、調節閥驅動器相連接，調節閥驅 動器與水流量調節閥相連接。當換熱盤管空氣側的空氣流量、溫度發生變化時，控制器根據 獲得的進、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 給調節閥驅動器來調節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。控制器能根據獲得的不同進水溫度選擇內部予置相應的溫差值來調節閥門的開
度。 控制器還可與換熱盤管的室內溫度控制器相連接，在接收其輸出的關閉信號后完 全關閉水流量調節閥切斷水流，換熱盤管的室內溫度控制器同時根據進水或出水溫度自動 判斷供冷、供熱模式。
圖1為由制冷主機、制熱主機、水泵、風機以及換熱盤管等設備組成的空調系統示 意圖；圖2是恒定進出水溫度差水流量調節閥第一個實施例的示意圖。圖3是恒定進出水溫度差水流量調節閥第二個實施例的示意圖。圖4是恒定進出水溫度差水流量調節閥第三個實施例的示意圖。圖5是恒定進出水溫度差水流量調節閥第四個實施例的示意圖。圖6是恒定進出水溫度差水流量調節閥第五個實施例的示意圖。圖7是恒定進出水溫度差水流量調節閥第六個實施例的示意圖。圖8是恒定進出水溫度差水流量調節閥第七個實施例的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。圖1為由制冷主機8、制熱主機9、水泵7、風機11以及換熱盤管6等設備組成的空 調系統示意圖，通過水泵的作用，水在系統中循環流動，當流經制冷主機8或制熱主機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，換熱盤管6通過風 量或風溫的調節來滿足室內負荷的變化，在換熱盤管6的進水管或出水管處安裝能恒定進 出水溫度差的水流量調節閥以保證進出水溫度差始終維持在最佳值，避免水系統出現大流 量小溫差的現象，從而可以節省水泵能耗和改善制冷、制熱主機效率。圖2是恒定進出水溫度差水流量調節閥的示意圖，溫度傳感器1、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出廠時內部予置 溫差值，一般供冷時為5-9°C，供熱時為10°C -20°C，控制器3是根據空調系統換熱盤管運行 時的實際進水溫度來選擇溫差值的，即控制器3先根據進水或出水溫度判斷是供冷還是供 熱狀態后再選擇內部予置的溫差值，通常進水溫度在供冷時越低或供熱時越高所選擇的溫 差值越大，反之所選擇的溫差值越小，特殊要求的空調系統，控制器3出廠時內部予置固定 溫差值；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 節閥驅動器4驅動水流量調節閥5來調節水流量，從而實現換熱盤管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。
當換熱盤管空氣側空氣流量為0時，水與空氣的換熱量降到最低，這時控制器3調 節閥門開度將水流量降到最小，如果換熱盤管采用室內溫度控制器10，如圖3所示，則在換 熱盤管空氣側空氣流量為0時或室內溫度達到要求后停止供冷或供熱時，換熱盤管的室內 溫度控制器10可輸出信號給控制器3來關閉水流量調節閥5切斷水流。當然控制器3可 置于水流量調節閥的驅動器4中，如圖4所示；也可置于換熱盤管的室內溫度控制器10中， 如圖5所示；進水溫度傳感器或出水溫度傳感器中的任何一個可置于水流量調節閥5的閥 體中，如圖6所示。在常見的實際工程中可按圖6所示，溫度傳感器1置于水流量調節閥5的閥體中，控制器3置于水流量調節閥的驅動器4中，換熱盤管的室內溫度控制器10可輸出信號給控 制器3來關閉水流量調節閥5，控制器3將檢測到的進水溫度或出水溫度傳給換熱盤管的室 內溫度控制器10，換熱盤管的室內溫度控制器10用進水溫度或出水溫度與室內溫度進行 比較后決定按供冷還是供熱模式運行；控制器3也可根據檢測到的進水溫度或出水溫度判 斷是供冷還是供熱狀態，并將此狀態傳給換熱盤管的室內溫度控制器10，這樣換熱盤管的 室內溫度控制器10就不再需要人工選擇供冷、供熱模式。如果換熱盤管的室內溫度控制器10通過通訊方式進行集中控制，可按圖8所示， 不安裝進水溫度傳感器，出水溫度傳感器1置于水流量調節閥5的閥體中，控制器3可置于 水流量調節閥的驅動器4中，中央控制器12通過其它設備采集到空調系統的實際供水溫 度，然后再通過通訊方式將實際供水溫度發送給換熱盤管室內溫度控制器10，實際供水溫 度近似等于換熱盤管的實際進水溫度，控制器3就可從換熱盤管的室內溫度控制器10得到 給定的實際進水溫度。當然控制器3也可與中央控制器12相連接，并通過通訊方式直接得 到給定的實際進水溫度。還有兩種更簡單的方式，可按圖7所示，不安裝進水溫度傳感器，出水溫度傳感器 1置于水流量調節閥5的閥體中，控制器3可置于水流量調節閥的驅動器4中，供冷、供熱 時換熱盤管的進水溫度按照空調系統的實際供水溫度值通過手動置入換熱盤管的室內溫 度控制器10中，再由換熱盤管的室內溫度控制器10通過比較室內溫度和控制器3檢測到 的出水溫度來決定是供冷還是供熱工況后，將相應的手動置入的進水溫度傳給控制器3 ； 或換熱盤管的室內溫度控制器10將手動置入的進水溫度傳給控制器3，控制器3根據出水 溫度來決定是供冷還是供熱工況后選擇相應的進水溫度，但這種方式僅適用于換熱盤管供 冷、供熱時的進水溫度是相對固定的空調系統，如果供冷、供熱時的進水溫度有改變，可重 新手動置入進水溫度。如果換熱盤管供冷、供熱時的進水溫度是固定不變的，控制器3出廠 時內部予置固定的供冷、供熱時進水溫度值，控制器3根據檢測到的出水溫度來決定是供 冷還是供熱工況后，再選擇相應的內部予置的進水溫度值來進行閥門調節，但這種方式僅 適用于換熱盤管供冷、供熱時的進水溫度是固定不變的空調系統。
權利要求
一種由制冷主機、制熱主機、水泵、風機以及換熱盤管等設備組成的空調系統的節能方法，其特征在于在換熱盤管的進水管或出水管處安裝恒定進出水溫度差水流量調節閥。
2.實現權利要求1所述節能方法的恒定進出水溫度差水流量調節閥，它包括水流量 調節閥、調節閥驅動器，水流量調節閥與調節閥驅動器相連接，其特征在于它還包括換熱 盤管水路溫度傳感器、控制器，控制器分別與溫度傳感器、調節閥驅動器相連接；當換熱盤 管空氣側的空氣流量、溫度發生變化時，控制器根據獲得的進、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，輸出信號給調節閥驅動器來調節閥門開度改變 水流量，保持進出水的溫度差值不變，并與其內部予置的溫差值相同。
3.根據權利要求2所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的換熱 盤管水路溫度傳感器為進水溫度傳感器和出水溫度傳感器，所述的控制器通過進水溫度傳 感器、出水溫度傳感器獲得進、出水水溫。
4.根據權利要求2所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的換熱 盤管水路溫度傳感器為出水溫度傳感器，所述的控制器通過出水溫度傳感器獲得出水水 溫，通過其它設備獲得給定的進水水溫。
5.根據權利要求2所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的控制 器能先根據所獲得的不同的進水溫度再選擇內部予置相應的溫差值來調節閥門的開度。
6.根據權利要求2所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的控制 器置于調節閥驅動器中。
7.根據權利要求3或4所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的 一個溫度傳感器置于水流量調節閥的閥體中。
8.根據權利要求2所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的控制 器與換熱盤管的室內溫度控制器相連接，并在接收到換熱盤管的室內溫度控制器輸出的關 閉信號后，完全關閉水流量調節閥切斷水流。
9.根據權利要求8所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的控制 器將獲得的進水溫度或出水溫度傳給所述的換熱盤管的室內溫度控制器，換熱盤管的室內 溫度控制器用進水溫度或出水溫度與室內溫度進行比較后決定按供冷還是供熱模式運行； 或所述的控制器根據獲得的進水溫度或出水溫度判斷是供冷還是供熱狀態后傳給換熱盤 管的室內溫度控制器。
10.根據權利要求8所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的控制 器從與之相連接的換熱盤管室內溫度控制器得到給定的進水水溫。
11.根據權利要求8所述的恒定進出水溫度差水流量調節閥，其特征在于所述的控制 器置于換熱盤管的室內溫度控制器中。
全文摘要
本發明公開了一種通過在空調系統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閥來實現節省水泵能耗、改善主機效率的方法以及實現該方法的恒定進出水溫度差水流量調節閥。恒定進出水溫度差水流量調節閥由進水、出水溫度傳感器、控制器、水流量調節閥、調節閥驅動器組成，當換熱盤管空氣側的空氣流量、溫度發出變化時，控制器根據傳感器檢測到的不同進水溫度選擇內部予置相應的溫差值與實際進出水溫度差進行比較后，輸出信號給調節閥驅動器改變水流量，保持進出水溫度差值不變，避免系統出現大流量小溫差的現象，控制器與換熱盤管的室內溫度控制器相連接，在接收其輸出的關閉信號后完全關閉水量調節閥。
文檔編號F24F11/00GK101865507SQ20091013103
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月20日 優先權日2009年4月20日
發明者陳建平 申請人:陳建平