Способ регулирования расхода воздуха и давления в каналах системы кондиционирования и система кондиционирования воздуха

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И АТЕ оэдуха;го воздуха;го воздуха;нного воздуха;ого воздуха;свежего воздухаеплообменника ГЭСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДАВОЗДУХА И ДАВЛЕНИЯ В КАНАЛАХ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ И СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА(57) Сущность изобретения: непрерывно измеряют расходы свежего, приточного и отработанного воздуха и давление воздуха вканале приточного воздуха. По данным измерений определяют отклонение от предваИзобретение относится к созданию способа и системы кондиционирования, управляющих потоками свежего, приточного, выпускного, отработанного и возвратного воздуха, а также давлением воздуха в каналах приточного и выпускного воздуха.Основным преимуществом настоящего изобретения является то, что потоки свежего и отработанного воздуха в системе кондиционирования могут управляться, регулироваться или поддерживаться постоянными непрерывно и независимо друг от друга, Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением в системе кондиционирования воздуха органы управления давлением в канале приточного воздуха и органы управления давлением в канале вы, 1831641 А т)5 Р 24 Г 11/047, 12/О рительно установленной величины измеренных расходов и давления воздуха. Затем механизмами управления клапанами регулируют расходы воздуха до достижения предварительно установленных величин, определяемых разностью расходов свежего и ртработанного воздуха и/или их отношением. Устр-ва для регулирования расхода воздуха в каналах выполнены в виде клапанов перекрытия и регулирования расхода воздуха, попарно подключенных к общим механизмам управления соответственно в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздуха, Устр-во предназначено для регулирования гроиэв-с "и вентилятора в канале приточного воздуха, Второй орган управления связан с устр-вом измерения расхода и давления соответственно в каналах отработанного и выпускного воздуха и с устр-вом регулирования произв-сти, 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 1 ил. пускного воздуха зави потоков свежего и от Дополнительным пре женной системы конд ется простота констру На чертеже схемат система кондициони ответстеии с настоящи Потоки воздуха об образом; А - поток свежего в В - поток приточно С - поток выпускно О - поток отработа Е - поток возвратн Г - обходной поток руг регенерационногосят друг от друга и от работанного воздуха. имуществом предлоиционирования являкцииически представлена рования воздуха в сом изобретением, означены следующимЛ - поток свежего воздуха, входящий в регенерационный теплообменник.Притбчная сторона системы кондиционирования воздуха обычно включает в себя, например, следующие элементы; фильтр 2 свежего воздуха в канале 21 свежего воздуха; отсекающий и управляющий механизмы обходного канала свежего воздуха, связанные друг с другом в виде устройства 3 входного воздуха; регенерационный теплообменник 4; вентилягор 5 приточного воздуха, расходомер б приточного воздуха, устройство измерения давления 12 в канале 1 и риточного воздуха; расходомер 15 свежего воздуха; и различные устройства обработки воздуха, такие как нагреватель, охладитель, увлажнитель воздуха, очистительные воздушные фильтры 7, 8 и т.п., которые могут быть размещены в различных точках на приточной стороне системы кондиционирования воздуха, Типично, поток В приточного воздуха в канале 1 равен потоку А свежего воздуха в канале 21,Выпускная сторона системы кондиционирования воздуха обычно включает в себя, например, выпускной воздушный фильтр 16 и устройство измерения давления 19 выпускного воздуха в канале 8 выпускного воздуха, отсекающие и управляющие механизмы выпускного и возвратного воздуха, связанные друг с другом в виде устройства 10 выходного воздуха, вентилятор 11 отработанного воздуха и рзсходомер 20 отработанного воздуха в канале 23 отработанного воздуха. Типично, поток С выпускного воздуха в канале 9 равен потоку О отработанного воздуха в канале 22,Вентилятор 5 приточного воздуха, устройство 3 входного воздуха и устройство 10 выходного воздуха регулируются органом управления 13, а вентилятор 18 отработанного воздуха - органом управления 14. Расходомер б приточного воздуха, устройство измерения давления 12 приточного воздуха и расходомер 15 свежего воздуха соединены с органом управления 13, а устройство измерения давления 19 выпускного воздуха и расходомер 20 отработанного воздуха со. единены с органом управления 14, Кроме того, органы управления 13 и 14 соединены между собой.Если сопротивление потоку нз приточной стороне 1 системы кондиционирования воздуха по какой-либо причине увеличивается, например, при загрязнении воздушного фильтра, поток воздуха уменьшается, если вентилятор 5 приточного воздуха не регулируется соответствующим образом или если сопротивление потоку на приточной стороне не снимается соответственно каким-либо иным способом. Вентилятор 5приточного воздуха и средства 17 управления потоком приточного воздуха могут управляться органом управления 13 на основе5 либо измерения б расхода воздушного потока, либо измерения 12 давления,Измерение и регулировка организованы таким образом, чтобы настройка вентилятора 5 приточного воздуха или средств 1710 управления приточным воздухом точно компенсировала бы погрешность, вызываемуюфактором возмущения. В терминах технологии управления основной для этой компенсации является либо разность А-О между15 потоками свежего и отработанного воздуха,либо их отношение А/О; либо одна из этихвеличин, либо обе вместе поочередно, либовеличина, лежащая где-то между ними, поддерживаются органом управления 13 либо20 постоянными, либо на заранее установленном уровне.Когда поток воздуха под влиянием регулировки достигает своего предельного значения, уменьшение потока приточного25 воздуха будет продолжаться, так как воздушные фильтры продолжают загрязняться.В это время орган управления 13 вентилятора приточного воздуха в соответствии с изобретением управляет органом управления30 14 вентилятора отработанного воздухаи/или средствами 18 управления потокомотработанного воздуха таким образом, чтобы оставалась постоянной заранее определенная разность или отношение потока В35 приточного воздуха и потока С выпускноговоздуха, что необходимо с точки зрения кондиционированной атмосферы в помещении,Посольку при отсеченном возвратномпотоке Е поток В приточного воздуха всегда40 точно равен потоку А свежего воздуха, этотакже соответствует поддержанию разности А-О между потоками свежего и отработанного воздуха или их отношения назаранее установленном уровне.45 Устройство функционирует аналогично,если по какой-либо причине увеличиваетсясопротивление потоку на выпускной стороне 9 системы кондиционирования воздуха,например, если загрязняется фильтр 16 вы 50 пускного воздуха, замерзает регенерационный теплообменник 4, запускаетсярегулятор тяг", перегрева системы воздуховодов и т.п. В этом случае орган управления14 вентилятора отработанного воздуха55 и,гили средств 18 управления потоком отработанного воздуха управляет органом управления 13 вентилятора приточноговоздуха или средств 17 управления потокомприточного воздуха таким образом, чтобыразность А-О между пооком А свежего воэ 183164115 20 25 30 35 40 45 духа и потоком О отработанного воздуха или их отношение А/О или какое-то значение между ними оставались бы постоянными или поддерживались бы на заранее установленном уровне,Когда поток О отработанного воздуха уменьшается до значения, меньшего, чем заранее установленное значение, и, одновременно, наружная температура ниже заранее установленного значения, устройство 3 входного воздуха устанавливается в такое положение, при котором поток А свежего воздуха полностью переходит в обходной поток Р свежего воздуха, т,е. поток А свежего воздуха через регенерационный теплообменник отсечен.Как следствие этого, поток отработанного воздуха начинает оттаивать регенерационный теплообменник 4, если тот был замерзшим, Когда поток отработанного воздуха поднимается обратно до своего заранее установленного значения и/или проходит заранее установленное время после отсечения потока А, устройство 3 входного воздуха переключается обратно в свое первоначальное положение, в котором отсе- кается обходной поток Р свежего воздуха. Эта последовательность шагов может повторяться заранее установленное число раз, как правило, 2-3 раза. Если, тем не менее, поток отработанного воздуха не поднимается обратно до своего заранее установленного значения, подается сигнал тревоги ошибочных действий.Если желательно изменить поток А свежего воздуха так, чтобы он был меньше потока В приточного воздуха, и если желательно, чтобы их отношение было равно заранее установленному отношению А/В, часть потока С выпускного воздуха посредством устройства 10 выходного воздуха направляется в виде возвратного потока Е в поток В проточного воздуха, В этом случае после изменения положения устройства 10 выходного воздуха поток В приточного воздуха или давление в канале 1 приточного воздуха устанавливается на заранее заданном уровне. После этого производится регулировка вентилятора 11 отработанного воздуха или средств 18 управления потоком отработанного воздуха таким образом, чтобы разность А-О между измеренными значениями потоков свежего и отработанного воздуха или их отношение А/О приняли бы заранее заданное постоянное значение.Если после этого поток В приточного воздуха или давление в канале 1 приточного воздуха не отклоняются от заранее установленного значения более чем на заранее заданную величину, отношение А/В потока свежего воздуха к потоку приточного воздуха сравнивается с заранее заданным отношением. Этэ последовательность шагов повторяется в представленном порядке полностью или частично до тех пор, пока поток В приточного воздуха, отношение А/В потока свежего воздуха к потоку приточного воздуха и, одновременно, разность А-О между потоками свежего и отработанного воздуха или их отношение А/О не достигают своих заранее заданных значений,Таким образом, устройство 10 выходного воздуха и, посредством его, поток Е возвратного воздуха могут быть отправной точкой цепочки шагов управления, если они устанавливаются с начала в соответствии с другими критериями, или, как вариант, устройство выходного воздуха может использоваться в качестве средств управления для получения желаемого отношения А/В свежего воздуха к приточному.В случае, если устройства имеет упрощенную конструкцию, не включающую в себя возможность использования возвратного потока Е, в которой поток С выпускного воздуха всегда равен потоку О отработанного воздуха, способ управления заключается в регулировке потоков в канале 1 приточного воздуха и в канале 22 отработанного воздуха для управления потоком В приточного воздуха и/или потоком О отработанного воздуха, тем не менее, имея критерием укаэанную разность А-О между потоками свежего и отработанного воздуха или их отношение А/О,В принципе, способ, описанный выше, может быть реализован с использованием любых компонентов, но, предпочтительно,оба устройства 3, 10 входного и выходного воздуха присоединяются к регенерационному теплообменнику 4. Предварительно, в этих устройствах средства отсекания и управления, такие кэк рычаги, рукоятки и т,п., соединяются друг с другом таким образом, что в устройстве 10 выходного воздуха плавное отсечение потока 1 отработанного воздуха вызывает одновременно плавное открывание, в соответствующей степени, возвратного потока Е и наоборот, а вустройстве 3 входного воздуха отсекание потока А свежего воздуха к регенерационному теплообменнику 4 вызывает одновременное открывание обходного потока Р свежего воздуха, и наоборот,Также, для получения надежного измерения, желательно измерять потоки А,О свежего и отработанного воздуха в отверстиях давления вентилятора 5, 18 или в продолжениях этих отверстий. Кроме того, предпочтительно измерять поток свежего воздуха в.10 20 25 35 величины этого отношения, причем повтоточке соединения системы кондиционирования воздуха с каналом свежего вэодухэ или внутри . системы кондиционирования воздуха в точке перед фильтром или после фильтра в направлении воздушного потока и измерять давление приточного и выпускного потоков 8, С внутри системы кондиционировэния воздуха или в точках соединения системы кондиционировения воздуха с кэналэми 1, 9 приточного и выпускного воздуха внутри системы.Формула изобретения1. Способ регулирования ресходэ воздуха и давления в каналах системы кондиционирования, эаключэющийся в регулировании расходов свежего, приточного, выпускного, отработанного и возврэтного воздухе соответственно в каналах для трэнспортировки свежего, приточного, выпускного, отработанного и возвратного воздуха, а также давления в кэналэх приточного и выпускмого воздуха системы кондиционировэния, включающей регенерационный теплообменник, вентиляторы с регулируемой производительностью, размещенные в кемелах приточного и отработанного воздуха, канал перепускного воздухе, сообщенный с каналом свежего воздуха до и после теплообменникэ, клепаны перекрытия и регулирования потоков 30 воздуха в каналах свежего, перепускного, выпускного и возвратного воздуха, при этом каждая дара клапанов, устэновлемных в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздухе содержит соответственно один общий механизм управления клэпанами, э канал возвратного воэдухэ соединен с каналами выпускного и приточного воздухе,отличающийся тем,что,сцелью повышения эффективности, непрерывно измеряют расходы свежего, приточного и отработанного воздухе, е также девление воздухе в канале приточного воздуха, по данным измерений определяют отклонение от предварительно установленной величины измеренных расходов и давления воздуха, э зетем механизмами управления клэпэнеми регулируют расходы воздуха до достижения предварительно установленных величин, определяемых разностью расходов свежего и отработанного еоздухэ и/или их отношением.2, Способ по п.1, о т л и ч е ю щ и й с я тем, что при измерениях расходов в случае изменения расходе возвратного воздухэ измеряют расход в канале приточного воздуха до достижения предварительно установленной. величины, определяемой разностью рэсходов свежего и отработанного воздуха и/или их отноаемием. 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что давление в канале приточного воздуха поддерживают равным заранее установленной величине путем регулирования производительности вентилятора в канале приточного воздуха, при этом отношение расходов свежего и приточного воздуха сохрэняют равным зэранее установленной величине. 4. Способ по п.3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при изменении положения механизма управления клапанами свежего и перепускного .воздуха поддерживают значения дэвления в канале приточного воздуха и отношение расходов свежего и приточного воздухе равными предварительно установленным величинам, при этом регулируют расход отработанного воздухэ пу- . тем изменения производительности вентилятора в канале отработанного воздухе таким образом, чтобы величина, равная резности расходов свежего и отработанного воздуха и 1 или отношения этих расходов, оставалась почти равной предварительно установленной величине, кроме того, после по крэйней мере одного измерения расходов приточного воздуха и/или давления в канале приточного воздуха и выявления, что измеренные расход и давление не отличаются от предварительно установленной величины более чем нэ установленное знэчение, сравмивеют отношение измеренных расходов свежего и приточного воздуха со значением предварительно установленной ряют регулирование давления в канале приточного воздуха, э также расхода отработанного воздуха до достижения отношений расходов свежего к приточному аоздуху и по крайней мере одного из энечений,ревных разности расходов свежего и приточного воздухэ и/или отношения потоков свежего и отработанного воздухе, равных предварительно установленным величинам. 5. Способ по п 1, отл ич э ющи Яс я тем, что определяют, что расход выпускного воздуха приблизительно равен расходу отрэботэнного воздухе и регулируют расход приточного воздуха в. зависимости от давления в кемале приточного воздуха тэк, чтобы величина рэзности расходов свежего и отработанного воздуха и/или их отношения оставалась практически постоянной.6. Способ по п 1,отл ич ею щийс я тем, что измеряют давление в канале выпускного воздуха и после выявления того, что ра:ход.еыпчскного воздуха приблизительно ревем расходу отработэнного воздухе, т 1 роизводят регулирование расхода выпускного воздуха путем регулирования проиэводи 1831641 10тельности вентилятора в канале отработанного воздуха и при этом поддерживают постоянным по крайней мере одно из значений. равное разности расходов свежего и отработанного воздуха и/или их отношения,7. Способ по любому из пп.1 - 6, о т л и ч аю щ и й с я тем, что измеряют температуру свежего воздуха, при этом при уменьшении расхода отработанного воздуха и при падении температуры свежего воздуха ниже предварительно установленных величин механизм управления клапанами в каналах свежего и перенускного воздуха переводят в положение, при котором расход свежего воздуха равен расходу перепускноговоздуха, причем при увеличении расхода отработанного воздуха и/или отклонении времени работы указанного механизма от предварительно установленных величин упомянутый механизм управления устанавливают в начальное положение и прекращают подачу воздуха по каналу перепускного воздуха.8. Способ по любому из пп.1 - 7, о тл и ч аю щ и й с я тем, что, с целью указанного регулирования, значение, равное разности расходов свежего и отработанного воздуха, и их отношение используются последовательно один или несколько раз.9. Система кондиционирования воздуха, содержащая регенерационный теплообменник с подключенными к нему каналами свежего, приточного, выпускного и отработанного воздуха, канал перепускного воздуха, соединенный с каналом свежего воздуха до и после теплообменника, канал возвратного воздуха. сообщенный с каналами выпускного и приточного воздуха, устройства для регулирования расходов воздуха в каналах, измерители расходов воздуха, размещенные в каналах свежего, приточного и отработанного воздуха, вентиляторы с устройствами для регулирования производительности в каналах приточного и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 отработанного воздуха, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности кондиционирования, система дополнительно содержит фильтры и два связанных между собой органа управления устройствами для регулирования расхода воздуха в каналах и производительности вентиляторов, при этом устройства для регулирования расходов воздуха в каналах выполнены в виде клапанов перекрытия и регулирования расхода воздуха. попарно подключенных к общим механизмам управления соответственно в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздуха, причем к первому органу управления подключены измерители расходов в каналах свежего, приточного воздуха, устройство для регулирования производительности вентилятора в канале приточного воздуха, механизмы управления клапанами перекрытия и регулирования и измеритель давления в канале приточного воздуха, а второй орган управления связан с устройствами измерения расхода и давления соответственно в каналах отработанного и выпускного воздуха и с устройством регулирования производительности вентилятора в канале отработанного воздуха,10. Система по п,9, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый вентилятор содержит отверстие нагнетания с возможностью измерения через последнее расходов приточного и отработанного воздуха.11, Система по п.9 или 10, о т л и ч а ющ а я с я тем, что клапаны перекрытия и регулирования соответственно в каналах свежего, перепускного и выпускного, возвратного воздуха укреплены на регенерационном теплообмен нике, при этом упомянутые клапаны перекрытия и регулирования спарены друг с другом с возможностью одновременного открытия-закрытия соответственно каналов свежего. перепускного и выпускного, возвратного воздуха и наоборот.1831641 Составитель А,КабаковаТехред М.Моргентэл Корректор И.Шмакова дакто роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 О аказ 2548 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета и 113035 Москва ЖППодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Р аскаю наб. 4/б