Система кондиционирования воздуха Советский патент 1987 года по МПК F24F11/08 

1

Изобретение относится к технике кондиционирования микроклимата и может быть использовано в частности, для автоматического регулирования микроклимата в помещениях.

Цель изобретения - новышение экономичности.

На фиг. 1 показана система кондиционн- рования воздуха; на фиг. 2 - J-d диаграм- .ма.

Система кондиционирования воздуха содержит приточный воздуховод 1, установленные в нем калориферы 2 и 3 первого п второго нодогрева, размещенную между ними камеру 4 орошения с обводным каналом 5 и вентилятор 6 с приводом 7, воздуховоды 8-10 наружного, рециркуляционного и удаляемого воздуха, снабженные воздуп)ными клапанами 11 -13, клапаны 14-16, установленные на трубопроводах 17-19 тенло- и холодоносителей соответственно калориферов 2 и 3 и камеры 4 орошения, и датчики 20 и 21 темнературы и относительной влажности, установленные в помещении 22 и связанные через устройство 23 оптимизации и формирования команд с исполпительны.ми .механизмами 24 - 27 клапанов 11 -16, а также с исполнительным механизмом 28 сдвоенного воздушного клапана 29 камеры 4 орошения. Система дополнительно содержит датчики 30 и 31 энталь- гщи и влагосодержания смеси наружного и рециркуляционного воздуха и регулятор 32 скорости вращения вентилятора 6, подключенные к устройству 23 оптимизации и формирования команд, состояще.му из коммутатора 33, блока 34 опорных напряжений, блока 35 сравнения, задающего блока 36, дешифратора 37, блока 38 формирования управлякицего сигнала, функциопальног о преобразователя 39 и сумматора 40.

.иональный преобразователь 39 может быть выполнен в виде операционного усилителя постоянного тока с нелинейным преобразователем с квадратичной характеристикой в цепи обратной связи, а регулятор 32 - в виде преобразователя напряжение-частота, генератора трехфазного напряжения и инвертора.

Датчики 20 и 21 подключены к регуляторам 41 и 42 соответственно температуры и относительной влажности, а датчики 30 и 31 - к измерителям соответственно энтальпии и влагосодержания.

Система кондиционирования воздуха работает следующим образом.

В момент включения системы клапаны ;.4 и 15 теплоносителя калориферов 2 и 3 и трехходовой клапан 16 на трубопроводе 19 холодоносителя закрыты, выход регулятора 41 температуры подключен к входу исполнительного механизма 24 воздушного кла- нана 12 через коммутатор 33, выход регулятора 42 влажности через коммутатор 33

15

41465

2

подключен к входу исполнительного механизма 28 воздунпюго клапана 29 обводного канала 5. При поннжепии температуры в кондиционируемом поме1цепии 22 на вход исполнительного механизма 24 с выхода регулятора 41 темнературы через коммутатор 33 подается команда на закрытие воздушного клапана 12 рециркуляции, а при новьппении темнературы - нротивоиолож- ная команда. При уме1П) значения от10 носительной влажности в кондпп.ионируе- мо.м но.мещении 22 с выхода регулятора 42 влажности через коммутатор 33 на вход исполнительного механизма 28 воздуппюго клапана 29 обводного капала 5 (нормируется команда на закрытие воздуппгого клапана 29, при увеличении значения относительной влажности в копдицион.ируемом помещении 22 на вход исполнительного механизма 28 формируется п)отивоноложпая команда. При этом на выходе деп)ифратора форми20 руется ло1 ичеекий сиг пал, который поступает па первый вход сумматора 40 напряжения и первый вход блока 38 (()()рмирова1шя управляюпгего . сигнала. Па выходе блока 38 формирования у 1равляю1це1 о сигнала

2 сигпал отсутствует. Па выходе сумматора 40 напряжения ({Юрмируетея максима.льное значение управляющего сигнала, который в регуляторе 32 скорости вращения нреоб- разуется в переменное напряжение с мипи- мальпым заданным 3Ha4ei-n-ie.v частоты. Им3Q пу.чьсы управлещ1я согласпо частоте папря жепия определяют моменты открытия тиристоров инвертора на выходе регулятора 32 скорости вран1ения в соответствии с формируемым на выходе сум.матора 40 1анряже- ния макси.мальным значением управ, 1яю35 цего сигнала, обеспечивая ми1щмальную скорость асинхронного электродвпгате. :я привода 7 и мипимальную п|)опзводи1 ель- ность вентилятора 6. Таким образом происходит подача в кондиционируемое помещение 22 минимального количества воздх ха, определенного санитарными иормами. Рассмотренная еитуация соответствует режиму РэА (рециркуляция с последуюн1им адиа- батпы.м увлажнением) при отрипате, 1ьном тенловлажностПом ба, 1ансе в кондици)ни|1у45 емом 1юмеп|епии 22 (фи1 2).

В задающем блоке 36 при помощи потеп- циометричееких за датчиков формируются опорные напряжепия, дополпительпо разде- ляюпще режимы обработк.и воздуха на участ ки, в которых необходимо с це.тьк; noHi niie50 ЩЯ экопомичпости фyпкциoпиp(Jвalп l увеличить количество обрабатываемого воздуха .

Если состояние нару/кно1Ч) воздуха изменится таким образом, что точка смеси

наружного и рециркуляционного воздуха неремеетится в запл-риховапп ую- область режима А (фиг. 2), то при таком изменении состоя и-1я системы копдиционирова40

ния воздуха на выходе блока 35 сравнения в результате сравнения текущих значений энтальпии и влагосодержания точки смеси наружного и рециркуляционного воздуха с опорным напряжением, которое подается в блок 34 опорных нанряжений с выхода за- даюн|его блока 36, ноявляется сигнал, который поступает на второй вход де1нифрато- ра 37. Ден ифратор 37 на основе информации, ностунаюн1ей с выходов исполпитель- ных механизмов и от блока 35 сравнения, нрекращает под ачу логического сигнала на нервые входы сумматора 40 напряжения и блока 38 формирования управляющего сигнала. В этой ситуации в блоке 38 формирования управляющего сигнала формируется напряжение, равное умножению разности влагосодержаний приточного воздуха (принято, что приточный воздух непосредственно подается в рабочую зону) и смеси наружного и рециркуляционного воздуха на соотноншние стоимости воды для адиабатного увлажнения, руб/кг, и стоимости электроэнергии, руб/кВт с. Напряжепие с выхода блока 38 формирования управляю- н;его сигнала поступает на вход функционального нреобразователя 39, состоящего из усилителя постоянного тока с квадратичной обратной связью, в котором формируется напряжение, нронорциональное L. со- г ласно формуле

5 Gf 3 ЛИН

где

LH - заданный воздухообмен - минимум наружного воздуха, онреде- ляемый санитарной нормой, кг/с; ииц-мгновенный расход электроэнергии в системе, потребляемой на неремещение воздуха L, кВт; з -величина, пропорциональная напряжению, которое формируется в блоке 38 формирования управляющего сигна;1а.

Напряжение с выхода функционального преобразователя 39 поступает на второй вход сумматора 40 напряжения, на выходе которого формируется разница носто- янно формируемым в сумматоре 40 напряжением и напряжением, поступающим с выхода функционального преобразователя 39. Соответственно, на выходе сумматора 40 напряжения ноявляется напряжение, .мень- щее постоянного напряжения, формируемого в сумматоре 40 напряжения. При этом преобразователь напряжение-частота регулятора 32 скорости вращения изменяет на выходе частоту неременного напряжения в соответствии со значением постоянного напряжения, поступающего с выхода сумматора 40 напряжения, повыщая частоту напряжения нри уменьн1ении управляющего сиг0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нала постоянного нанряжения. Переменное напряжение с выхода преобразователя напряжение-частота в регуляторе 32 скорости вранд,ения поступает па вход генератора трехфазного напряжепия, который формирует импульсы управления тиристорами инвертора, обеспечивая в этих условиях увеличение скорости вращения электродвигателя-привода 7 и количество воздуха , подаваемого вентилятором б в кондиционируемое помещение 22. Нанряжение. гюдавае- мое на вход преобразователя напряжение- частота регулятора 32 скорости вращения изменяется в зависимости от текущих параметров смеси наружного и рециркуляционного воздуха.

Напряжение, определяющее границы в блоке 34 опорных напряжений, задается путем настройки потенциометров задающего блока 36.

Варианты появления дополнительных режимов, в которых целесообразно увеличение количества обрабатываемого в системе кондиционирования воздуха, онреде.пя- ются дополнительнымн условиями релчимов (фиг. 2).

с элементарным режимом о

с элементарным режимом Т Jc Jn;

с элементарным режимом A aJc Jwi, .

Система кондиционирования воздуха позволяет повысить экономические иоказа- тели обработки воздуха путем изменения количества обрабатываемого воздуха (реализация количеетвенно-качественного регулирования) при реализации оптимальных с точки зрения минимизации энергозатрат режимов тенловлажностной обработки воздуха.

Формула изобретения

Система кондиционирования воздуха, содержащая нриточный воздуховОлТ, установленные в нем калориферы первого и второго подогрева, размещенную между ними камеру орощения с обводным каналом и вентилятор с приводом, воздуховоды наружного, рециркуляционного и удаляемого воздуха, снабженные воздущными клананами, клапаны, установленные на трубопроводах тепло- и холодоносителей соответственно калориферов и камеры орощения, и датчики контролируемых параметров, установленные в помещении и связанные через устройство онтимизации и формирования команд с исполнительными механизмами всех клапанов, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, она дополнительно содержит датчики энтальпии н влагосодержания смеси наружного и рециркуляционного воздуха и регулятор скорости вращения вентилятора, подключенные к устройству оптимизации и формирования команд.

Изобретение м.б. иснользовано для автоматического регулирования микроклимата в номещения.х. Цель изобретения - по вышение экономичности системы. Датчики 30, 31 энтальиии и влагосодержания смеси наружного и рециркуляционного воздуха, а также регулятор 32 скорости вращения вентилятора 6 подключены к устройству 23 оптимизации и формирования команд. Экономические показатели обработки воздуха повышаются путем изменения количества обрабатываемого воздуха (реализация количественно-качественного регулирования) при реализации оптимальных с точки зрения минимизации энергозатрат режимов тепловлажностной обработки воздуха. 2 ил. 7J ГО S (Л 00 05 ел IPUB.J

Фие. 2

Составитель А. Смирнова

Техред И. ВересКорректор М. Демчик

Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035л Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4