專利名稱：空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代建筑物的玻璃通常占有很大的面積，而且要求內(nèi)部的溫度范圍很寬，這種建筑物內(nèi)外都產(chǎn)生熱負(fù)載。為了在人員密集和設(shè)備密度很高的情況下能確保合適的舒適度，這種多樣化的要求需要進(jìn)行區(qū)域溫度控制，并要求空氣純度很高。內(nèi)部產(chǎn)生的熱負(fù)載對總冷卻負(fù)載或總加熱負(fù)載的影響很大。主要的內(nèi)部熱源是電氣和電子設(shè)備以及強(qiáng)照明度。
在設(shè)有單獨的工作站或設(shè)備的大型開敞布置的場所可能要求不同溫度，因此需要對局部氣溫進(jìn)行控制。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，人和設(shè)備在同一辦公室內(nèi)的情況越來越普通，這要求根據(jù)每平方米的瓦特數(shù)和根據(jù)季節(jié)變化兩者來改變提供的熱量。高新技術(shù)場所，例如計算機(jī)房或控制室通常需要進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，即使在冬天也是如此，因為設(shè)備產(chǎn)生的熱量一般超過自然的熱耗損。因此，需要能夠有效控制建筑物中的各種條件的加熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能靈活地適用不同區(qū)域和不同季節(jié)所要求的范圍。一些獨立系統(tǒng)通常用于不同區(qū)域的氣候控制，但不可能有最佳協(xié)同作用和集中控制。也可能同時需要加熱和冷卻，而加熱和冷卻運(yùn)行分別要消耗大量的能量。
此外，必須將現(xiàn)代建筑物設(shè)計成能夠使空間的格局和使用情況非常靈活。在建筑物的使用壽命范圍內(nèi)空間的格局和使用情況可能要改變很多次，因此重要的是確?？諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠很方便地適應(yīng)這些變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為要求進(jìn)行區(qū)域溫度控制并同時需要加熱和冷卻的建筑物提供一種既靈活又節(jié)能的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
本發(fā)明的建筑物空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括一熱水分配回路(circuits)、一冷水分配回路和多個終端空氣調(diào)節(jié)單元。每一個終端空氣調(diào)節(jié)單元包括一將空氣吹送到建筑物的一空間的風(fēng)扇、一與熱水分配回路相連的加熱盤管和/或一與冷水分配回路相連的冷卻盤管。用一個環(huán)境溫度控制系統(tǒng)控制加熱盤管的加熱功率和冷卻盤管的冷卻功率。根據(jù)本發(fā)明的一個重要方面，該系統(tǒng)還包括一個熱能控制系統(tǒng)(calorific energy management system)，所述熱能控制系統(tǒng)包括一個具有熱泵循環(huán)的能量供應(yīng)器，該供應(yīng)器可以將熱能從冷水分配回路傳送到熱水分配回路。在一個優(yōu)選實施方式中，能量供應(yīng)器還可以將熱能a)從冷水分配系統(tǒng)傳送到大氣中，c)從大氣傳送到熱水分配系統(tǒng)中。熱能控制系統(tǒng)可以控制熱能傳遞，從而在熱水和冷水回路中保持預(yù)定溫度范圍，以便能量消耗最佳，能量消耗最佳是指例如一次消耗的總能量最小，或者是空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能量總費用最低。
為了進(jìn)一步使能量消耗最佳，該系統(tǒng)最好包括一個在自由冷卻過程中能夠?qū)⒗渌峙湎到y(tǒng)的熱能傳送到大氣中的熱交換組件。
為了進(jìn)一步使冷卻能量的產(chǎn)生最佳，該系統(tǒng)最好包括一冷卻能量緩沖罐(buffer tank)。該冷卻能量緩沖罐可以臨時儲存剩余冷卻能量，或從另一觀點來看，當(dāng)產(chǎn)生冷卻能量的環(huán)境最佳時，該冷卻能量緩沖罐提前產(chǎn)生冷卻能量，這與臨時需求的冷卻能量無關(guān)。
為了進(jìn)一步使加熱能量的產(chǎn)生達(dá)到最佳，該系統(tǒng)最好包括一加熱能量緩沖罐。該加熱能量緩沖罐可以臨時儲存剩余加熱能量，或從另一觀點來看，當(dāng)產(chǎn)生加熱能量的環(huán)境最佳時，該冷卻能量緩沖罐提前產(chǎn)生加熱能量，這與臨時需求的加熱能量無關(guān)。
為了滿足加熱能量的最大要求，該系統(tǒng)最好包括一能夠產(chǎn)生熱能并能夠?qū)崮軅魉偷綗崴峙湎到y(tǒng)中的熱量發(fā)生器。
如果熱能控制系統(tǒng)能夠根據(jù)終端空氣調(diào)節(jié)單元的冷卻/加熱能量需求檢測每一終端空氣調(diào)節(jié)單元的冷卻/加熱能量需求并改變冷水和熱水回路溫度設(shè)定值，則可進(jìn)一步減少能量消耗。
如果考慮到建筑物的加熱/冷卻總需求、外界氣候參數(shù)以及主要能量費用，熱能控制系統(tǒng)最好能夠控制熱能的傳送。
為了能夠使空間的格局和使用情況非常靈活，熱水分配回路和冷水分配回路最好包括一些按固定間隔分開的快速裝配連接件，使它們通過軟管分別與加熱盤管和冷卻盤管相連。
最好將終端空氣調(diào)節(jié)單元裝在一個通風(fēng)的空間中，該通風(fēng)空間或位于活地板(raised floor)下面，或位于吊頂(suspended ceiling)上方，其中終端空氣調(diào)節(jié)單元的風(fēng)扇抽吸通風(fēng)空間的空氣。
這種終端空氣調(diào)節(jié)單元最好包括一個設(shè)置在例如活地板的地板單元(floor panel)下面的模塊殼體(modular casing)。這種模塊殼體包括一個與地板單元內(nèi)的空氣入口格柵相連的供氣出口以及一個開口朝向通風(fēng)空間的空氣入口。將一個風(fēng)扇裝在模塊殼體中，以便通過空氣入口抽吸通風(fēng)空間的空氣，并通過地板單元內(nèi)的空氣入口格柵(air inlet grid)將空氣吹送到位于活地板靜壓室(raised floor plenum)上方的建筑物區(qū)域中。還包括與熱水分配系統(tǒng)相連的加熱盤管和/或與冷水分配系統(tǒng)相連的冷卻盤管。最好將加熱盤管和冷卻盤管裝在模塊殼體中，并位于風(fēng)扇和供氣出口之間。這種終端空氣調(diào)節(jié)單元還可以包括一個過濾元件，將該過濾元件裝在模塊殼體中，在該模塊殼體中的過濾元件可通過地板單元中的檢修槽隙進(jìn)行更換。
在另一實施方式中，這種終端空氣調(diào)節(jié)單元例如包括一個裝在活地板的地板單元下的模塊殼體，該模塊殼體包括一個供氣出口和一個具有回氣口及新風(fēng)口的混合室，該供氣出口與地板單元中的空氣入口格柵相連。將一個風(fēng)扇裝在模塊殼體中，以便抽吸混合室的空氣，并通過地板單元中的空氣入口格柵將空氣吹送到位于活地板靜壓室上方的建筑物區(qū)域中。該終端空氣調(diào)節(jié)單元還可以包括一個直接膨脹冷卻單元，以便對供氣進(jìn)行冷卻和除濕。裝在模塊殼體中的直接膨脹冷卻單元可以包括一個與冷水回路相連的水冷式冷凝器以及一個裝在模塊殼體中的后加熱盤管，該后加熱盤管與熱水回路相連，以便在空氣除濕以后對其進(jìn)行再加熱。這種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)還可以包括一個能夠預(yù)先對新風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)并能將新風(fēng)供給通風(fēng)空間中的新風(fēng)調(diào)節(jié)單元。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以·只要將外部能源用作超過內(nèi)部平衡的負(fù)載，就能將需要冷卻的區(qū)域中的熱量傳送到需要加熱的區(qū)域中，反之亦然；·加熱和冷卻系統(tǒng)成一體，從而減少了能量消耗和所占用的空間；·安裝簡單，加快了安裝速度，減少了安裝費用；和·使系統(tǒng)具有很高的靈活性，從而可以方便地適應(yīng)建筑物配置的任何變化，而且所花的費用很低。


現(xiàn)在結(jié)合附圖通過實施方式來描述本發(fā)明，附圖中圖1是本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)總的示意圖；圖2是第一種終端空氣調(diào)節(jié)單元的示意性剖面圖；圖3是第二種終端空氣調(diào)節(jié)單元的示意性剖面圖；圖4是表示系統(tǒng)中能量進(jìn)行交換的示意圖；圖5是表示單模式能量供應(yīng)器的示意圖；圖6是表示不同控制級別的示意圖；圖7是表示在系統(tǒng)不同的運(yùn)行模式期間，冷水溫度和一次能量消耗與熱負(fù)載的曲線圖；圖8是表示一月份一次能量按每小時逐步消耗的曲線圖；圖9是表示三月份一次能量按每小時逐步消耗的曲線圖；和圖10是表示供水溫度按每小時變化的曲線圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)總的示意圖。該系統(tǒng)包括一個熱水分配回路10和一個冷(或涼)水分配回路12，多個也稱作區(qū)域終端單元的終端空氣調(diào)節(jié)單元14，以及一個還稱作“能量供應(yīng)器”16的熱/冷發(fā)生器16。
熱水分配回路10和冷水分配回路12也可認(rèn)為是建筑物18中的外圍能量分配閉合環(huán)路。建筑物的各個區(qū)域18’、18”和18根據(jù)它們特定的需要要求冷卻和/或加熱能量。將整個空調(diào)系統(tǒng)看成具有與電能分配邏輯相同的邏輯將冷水和熱水分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在建筑物18中，然后根據(jù)各自的需要，地區(qū)終端單元14利用一次分配來確保對不同區(qū)域18’、18”和18進(jìn)行溫度和濕度控制，而能量供應(yīng)器16與系統(tǒng)所有構(gòu)件配合保持兩個能量分配環(huán)路10和12的能量級別，從而最合理地使用能量。區(qū)域終端單元14的能量分配環(huán)路(loops)10，12的所有連接件最好是快速連接件，它們與預(yù)先設(shè)置的軟管結(jié)合，以確保安裝的便利性。
各種終端空氣調(diào)節(jié)單元14均可以使建筑物的不同區(qū)域18’、18”和18中得到有效的空氣調(diào)節(jié)。這些終端空氣調(diào)節(jié)單元14為其所在的各個區(qū)域18’、18”和18進(jìn)行加熱-冷卻。最好將這些終端空氣調(diào)節(jié)單元安裝在活地板靜壓室20中，以便具有最大的靈活性，和提高空間的使用率。
圖2所示的終端空氣調(diào)節(jié)單元14能夠進(jìn)行加熱和冷卻。該終端空氣調(diào)節(jié)單元包括一個安裝在活地板系統(tǒng)的地板單元32下方的模塊殼體30。該模塊殼體30包括一個與地板單元32中的空氣入口格柵36連通的供氣出口34以及一個位于活地板靜壓室20中的空氣入口38。將風(fēng)扇40裝在模塊殼體30中，以便通過空氣入口38抽吸來自活地板靜壓室20中的空氣，并通過地板單元32中的空氣入口格柵36將空氣吹送到位于活地板靜壓室20上方的建筑物區(qū)域18’、18”和18中。將加熱盤管42和冷卻盤管44裝在位于風(fēng)扇40和供氣口34之間的模塊殼體30中。將過濾元件46設(shè)置在位于空氣入口38和風(fēng)扇40之間的模塊殼體30中。該過濾元件46最好可通過地板單元32中的檢修槽隙48進(jìn)行更換。
在一些技術(shù)區(qū)域中，例如在區(qū)域18中，通常不需要新風(fēng)入口，而且不需要對空氣除濕。對于某些應(yīng)用來講，終端空氣調(diào)節(jié)單元14主要應(yīng)當(dāng)提供顯熱冷卻(sensible cooling)。因此，終端空氣調(diào)節(jié)單元必須有很高的SHR(顯熱比，sensible heat ratio)。但是，在有人員的場所，例如在區(qū)域18”中，還可能需要保證對空間進(jìn)行除濕，并引進(jìn)新風(fēng)。為了實現(xiàn)這一功能，用一個專用單元對有關(guān)區(qū)域提供濕度控制。可以將一個除濕模塊設(shè)置在地板下。所述除濕單元例如是具有串接蒸發(fā)器和冷凝器盤管的直接膨脹空氣冷卻式單元。用這種方法，冷卻環(huán)路的溫度不應(yīng)當(dāng)限制到潛冷(latent cooling)所要求的溫度，潛冷是總的熱負(fù)載的一部分。即使?jié)撛谪?fù)載很高，也需要將冷凝器的熱量向外散發(fā)。為此，如果有受控制的送風(fēng)區(qū)域，則可以用排出氣流來達(dá)到此目的。
圖3所示的終端空氣調(diào)節(jié)單元14’能夠進(jìn)行除濕和供應(yīng)新風(fēng)。它的模塊殼體50包括一個連接在地板56單元中的空氣入口格柵54上的供氣出口52，以及一個具有回氣口60及新風(fēng)口62的混合室58。將一個風(fēng)扇64裝在模塊殼體50中，以便抽吸混合室58的空氣，并通過地板單元56中的空氣入口格柵54將空氣吹送到位于活地板靜壓室20上方的建筑物區(qū)域18’、18”和18中。該終端空氣調(diào)節(jié)單元14”還包括一個直接膨脹冷卻單元66，以便對供氣進(jìn)行冷卻和除濕。裝在模塊殼體中的直接膨脹冷卻單元最好包括一個除濕蒸發(fā)器盤管68和一個與冷水回路12相連的水冷式冷凝器(未示出)。在除濕蒸發(fā)器盤管68的下游設(shè)置一個后加熱盤管68，該后加熱盤管與熱水回路10相連，以便空氣經(jīng)直接膨脹盤管68除濕以后再被加熱。應(yīng)當(dāng)注意的是，由于采用這種終端空氣調(diào)節(jié)單元14”，冷凝熱沒有浪費，而是傳遞到熱水回路10中，用到需要加熱的建筑物區(qū)域18’、18”和18中。
現(xiàn)在再參見圖1，應(yīng)當(dāng)注意空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)還可以包括一個新風(fēng)調(diào)節(jié)單元78(也稱作空氣更新單元78)，該新風(fēng)調(diào)節(jié)單元能夠?qū)π嘛L(fēng)進(jìn)行預(yù)先調(diào)節(jié)，并能夠?qū)⑿嘛L(fēng)供應(yīng)到通風(fēng)空間中。
用一個熱控制系統(tǒng)(thermal management system)80控制能量供應(yīng)器16和能源網(wǎng)絡(luò)10，12(熱環(huán)路和冷卻環(huán)路)，在所有運(yùn)行條件下，該熱控制系統(tǒng)可維持兩個環(huán)路10，12中的溫度級別(temperature level)，并使能量消耗最小。按照終端單元14的熱需求，能量供應(yīng)器16根據(jù)加熱環(huán)路和冷卻環(huán)路10，12之間的熱傳輸進(jìn)行工作。用這種方法，因為只需要注水(topping up)，所以可在能量消耗最小的前提下維持兩個環(huán)路10，12的溫度級別。
為了將能量消耗量減少到最小，該系統(tǒng)例如依靠下面的能源1.熱水分配環(huán)路10；2.冷水分配環(huán)路12；3.外部環(huán)境82；4.熱泵循環(huán)；5.自由冷卻系統(tǒng)；6.一個或多個鍋爐84(如果在冬季需要充分加熱)。
如果只使用顯熱冷卻終端單元，而且如果用專門單元實現(xiàn)濕度控制，則在冷卻環(huán)路12中就會有比較高的溫度，其結(jié)果是，當(dāng)用制冷劑蒸汽壓縮循環(huán)制冷時，制冷系數(shù)(COP)將提高，或者可以擴(kuò)大自由冷卻的使用。
現(xiàn)在結(jié)合圖4描述能量供應(yīng)器的主要作用。能量供應(yīng)器16的熱泵循環(huán)可以將冷卻環(huán)路12中獲取的熱量和熱泵循環(huán)中吸收的能量傳送給加熱環(huán)路10。如果加熱環(huán)路10中達(dá)到所需要的溫度，則將剩余的冷凝熱向外[容量無限大的冷卻源(cold sink)82’]散發(fā)。即使在冬季需要冷卻(例如技術(shù)區(qū)域18)時，能量供應(yīng)器16也可以使用外部空氣自由冷卻該冷卻環(huán)路12中的水。如果冷卻運(yùn)行期間的負(fù)載小于最大值，則可以提高冷卻環(huán)路12中的溫度，由此可提高系統(tǒng)的制冷系數(shù)(COP)，而不會對空間的溫度控制造成不利影響。
通過使用熱泵循環(huán)，該能量供應(yīng)器16也可維持加熱環(huán)路10中的溫度?？梢詮睦鋮s環(huán)路12中得到熱能，或者如果已經(jīng)達(dá)到需要的溫度可從外部環(huán)境得到熱能[容量無限大的熱源(82′)]。如果熱泵循環(huán)產(chǎn)生的熱不足以滿足建筑物18對熱量的需求，還可以用一個傳統(tǒng)鍋爐84進(jìn)行補(bǔ)充。
控制系統(tǒng)80可以估算各個區(qū)域中的熱狀態(tài)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便確定溫度和濕度參數(shù)的變化曲線，這些曲線對于預(yù)先考慮能量供應(yīng)器16的作用是必須的。此外，在系統(tǒng)中儲存能量可以有助于使同時加熱和冷卻的需求更加協(xié)調(diào)，這對系統(tǒng)的整體效率很有好處。兩個環(huán)路10，12中的溫度級別隨不同區(qū)域中的熱負(fù)載而變化。
在圖5中示出了能量供應(yīng)器的優(yōu)選實施方式。最好將其看成是一個確保在不同應(yīng)用時具有最大靈活性的模塊單元。每一個基本模塊的冷卻容量例如是150kw。最多可以用十六個并聯(lián)的模塊單元。這樣，能量供應(yīng)器16非常通用，即使熱負(fù)載很不相同也能進(jìn)行精確控制。基本模塊最好配有四臺壓縮機(jī)90，這些壓縮機(jī)可以提供更多的容量控制步驟。從有利于噪聲水平和效率出發(fā)最好選擇“渦旋”技術(shù)。根據(jù)CEE2037/2建筑物空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)條例，所用的制冷劑最好是HFC R407C。冷凝器系統(tǒng)92最好使用兩個并聯(lián)的熱交換器如果需要加熱(熱泵或熱回收運(yùn)行)，則采用平板熱交換器式的水冷冷凝器(負(fù)載冷凝器)92′。換句話說，利用一個可逆式翅片盤管熱交換器92”(散熱冷凝器)將冷凝熱散發(fā)到大氣中。除了上面指出的用在熱泵模式中的可逆式翅片盤管熱交換器(散熱蒸發(fā)器)以外，蒸發(fā)系統(tǒng)由用水和制冷劑進(jìn)行熱交換的銅焊的板式熱交換器94構(gòu)成，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時，該熱交換器用作涼水器(負(fù)載蒸發(fā)器)。每一個模塊裝有水連接件、泵、膨脹容器和自由冷卻盤管96，只要外界溫度低到能夠使直接冷卻有效時，就可以利用一個再循環(huán)泵使水通過所述自由冷卻盤管回流。可以體會到浮式冷卻環(huán)路給定值(floatingcold loop set point)的有利之處。由中心控制系統(tǒng)80監(jiān)控建筑物熱環(huán)路的流量控制。
本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)對于建筑物來講特別有用，其中(1)冷卻負(fù)載通常遠(yuǎn)大于加熱負(fù)載；(2)鑒于內(nèi)部熱負(fù)載量和建筑物的隔熱質(zhì)量，全年都需要按冷卻模式運(yùn)行。
可以理解的是，按照三個級別對空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制(見圖6)1.小氣候級別(microclimate level)100追蹤每個區(qū)域(局部控制)中的空氣溫度和濕度的給定值。
2.成套設(shè)備級別(plant level)102將環(huán)路溫度保持在給定值上。
3.系統(tǒng)級別(system level)104根據(jù)建筑物-成套設(shè)備的相互影響，利用適當(dāng)?shù)目刂萍盁嶝?fù)載預(yù)測技術(shù)用最少的能量和低廉的成本使運(yùn)行達(dá)到最佳。
小氣候級別100與每個獨立區(qū)域中的控制有關(guān)。用戶設(shè)定空間給定值，控制模塊106通過控制加熱盤管或冷卻盤管的三通閥維持該設(shè)定值。
成套設(shè)備級別102與能量供應(yīng)器16的運(yùn)行有關(guān)。該供應(yīng)器監(jiān)測冷卻環(huán)路12的溫度，測量與給定值的偏差，提供必要的冷卻。對于產(chǎn)生冷水來講，能量供應(yīng)器16還檢測外部空氣溫度，從而評估使用自由冷卻操作的可能性。
系統(tǒng)級別104與在規(guī)定時間用最低的能量/成本使運(yùn)行策略最佳有關(guān)。根據(jù)運(yùn)行條件的變化分析、能力分級(capacity steps)以及邊界參數(shù)用一種算法進(jìn)行控制，以便將冷卻環(huán)路12的溫度給定值盡可能提高，從而使總的能量效率最高。測量加熱環(huán)路10的回水溫度可以確定對加熱的需求，并能確定冷凝器一側(cè)的工況(水冷或氣冷)。在回收熱的情況下，冷凝溫度取決于生產(chǎn)具有足以供給加熱盤管的溫度的水的需求。在所分析的建筑物中，來自循環(huán)中的有益的補(bǔ)充熱量始終能夠滿足熱需求。該系統(tǒng)還能夠進(jìn)行某些專門控制，以便在長時間內(nèi)節(jié)省最多的能量，例如儲存熱水或冷水，自由冷卻的控制可以改變控制算法的參數(shù)，從而根據(jù)對建筑物熱參數(shù)變化的分析或通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制作用及監(jiān)測系統(tǒng)的反應(yīng)來進(jìn)行能量儲存。
在小氣候級別100時，各個區(qū)域(有一個或多個熱模塊14)按照溫度自動調(diào)節(jié)器的空間給定值調(diào)節(jié)加熱和冷卻盤管的閥門。用除濕模塊單獨控制濕度。
在成套設(shè)備級別時，能量供應(yīng)器測量冷卻環(huán)路12中的回流溫度，估算需要的冷卻能力(應(yīng)將計算出的冷卻能力與其相加，用能量儲存算法確定的“模擬”冷卻負(fù)載，它按第三控制級別運(yùn)行)。終端模塊的三通閥110，112開度的百分比(圖2)按照被估算的熱負(fù)載應(yīng)使冷卻環(huán)路中的溫度增加最多。
根據(jù)這些數(shù)據(jù)，在控制級別三的一種算法根據(jù)空氣調(diào)節(jié)空間中條件的變化有限地增加了供水溫度的給定值，從而使能量效率最高。該算法根據(jù)額定能力和區(qū)域溫度給定值的偏差，估算各區(qū)域的熱負(fù)載。所述相同的算法還評估在實際設(shè)備工況時使用自由冷卻的可能性。因為水溫給定值的增加提高了節(jié)能性能，因此所有這些考慮都是相關(guān)的。另外，該算法還將通過制冷劑壓縮產(chǎn)生冷量的費用與用注水鍋爐(top-up boiler)加熱的費用進(jìn)行比較，對用自由冷卻的數(shù)值進(jìn)行評估，該數(shù)值與熱環(huán)路的需要有關(guān)。一旦確定了冷卻負(fù)載的運(yùn)行條件，就可計算回收所得到的熱量。對熱環(huán)路的需求進(jìn)行評估，此時用級別三控制可估計出以下可能性。如果接近要求，而且比可得到的熱能小，則使用回收熱，氣冷冷凝器打破平衡。熱回收對冷凝溫度不利。如果接近要求，而且比可得到的熱能大，則系統(tǒng)通過經(jīng)濟(jì)比較作出決定，其中估計熱泵循環(huán)的一次能量比PER(Primary Energy Ratio)和鍋爐效率起首要作用，用此方法產(chǎn)生必需的附加熱量。如果與熱要求不接近，就將熱能儲存在熱環(huán)路的緩沖罐中。
在第三控制級別104時，用比前面的級別更長的時間段來評估系統(tǒng)的性能。其結(jié)果在于改變控制算法的參數(shù)，例如各環(huán)路的溫度給定值，當(dāng)實際負(fù)載與狀況不符時，活化“模擬”熱負(fù)載(activate“fictitious”thermal loads)，這有利于熱回收，同時設(shè)定熱負(fù)載，從而得到最高效率。
級別三的控制還確定能量供應(yīng)器的運(yùn)行情況(冷水溫度、冷凝時水和空氣之間的分流百分比(percentage split)，蒸發(fā)時水和空氣之間的分流百分比)。
模擬程序的描述為了模擬整個空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，裝入一個計算機(jī)程序。該程序包括全部子程序組，在主程序中每一子程序體現(xiàn)單個單元部件的特征。
該系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)為以下形式加熱和冷卻負(fù)載、外界空氣溫度和冷熱環(huán)路中所要求的水溫。該系統(tǒng)的輸出參數(shù)為制冷循環(huán)的運(yùn)行參數(shù)(各點的溫度和壓力)、傳熱流率(heat transfer flows)、電機(jī)的各種電參數(shù)以及制冷系數(shù)和熱泵的性能系數(shù)(COP)。
當(dāng)運(yùn)行條件許可時，模擬模塊還包括一個用于自由冷卻的翅片盤管式熱交換器。
通過仔細(xì)控制整個系統(tǒng)，該模擬程序最突出的就是能夠?qū)崿F(xiàn)能量節(jié)省。最佳邏輯部分可使冷卻環(huán)路在盡可能以最高的回水溫度下運(yùn)行，加熱環(huán)路在盡可能以最低的回水溫度下運(yùn)行，從而可適應(yīng)冷卻和加熱負(fù)載。當(dāng)具有在各區(qū)域之間熱負(fù)載的大小和出現(xiàn)幾率變化的熱負(fù)載時，這些選擇并不總是很容易。特別是在個別處于不利環(huán)境下的終端單元承受的是對系統(tǒng)非常不利的溫度級別。在這種情況下，就需要估算兩個回路中的流體溫度是否更多地依據(jù)這些區(qū)域的平均要求(average needs)，而不僅依據(jù)少數(shù)受更多所需條件支配的要求?？刂葡到y(tǒng)必須控制現(xiàn)有的儲熱，必須能夠在整個時間內(nèi)使負(fù)載穩(wěn)定，或使注水鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，或使用于自由冷卻的氣-水熱交換器穩(wěn)定運(yùn)行。
下面將給出幾個在這種控制原理中的不言而喻的節(jié)省勢能的例子，并給出幾種用于實施的基本方案。
模擬程序可以在各部件之間建立起平衡點。從根本上來講，該程序利用蒸發(fā)器出口處的預(yù)定的蒸汽過熱值(等溫膨脹閥的標(biāo)定函數(shù))和冷凝器出口處的預(yù)定的液體過冷值(通常由操作人員利用滿液式冷凝器設(shè)定，如果設(shè)有液體接收器或者該值等于零)識別冷凝和蒸發(fā)溫度，這些溫度等于壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器控制的制冷劑質(zhì)量流量的三個數(shù)值。假設(shè)膨脹裝置(例如溫度自動調(diào)節(jié)閥)對回路的運(yùn)行沒有影響，此時在該回路中閥本身能適應(yīng)所述三個主要構(gòu)件設(shè)定的平衡條件。用正割法(secant method)實現(xiàn)從不同條件向系統(tǒng)平衡條件的集中，從而可消除通過與第三質(zhì)量流量值相比的兩個制冷劑質(zhì)量流量值之間的絕對差值確定的兩個誤差。
為了確定由包括在模擬法中的計算程序需要的制冷劑性能，根據(jù)使用NIST的算符REFPROP得到的數(shù)據(jù)表，采用一個內(nèi)插子程序(interpolationsubroutine)。盡管已經(jīng)將所有常見制冷劑引入相關(guān)子程序中，但該研究僅提到共沸混合制冷劑R407C。此時，在等壓相變過程中，假定溫度變化是焓的線性函數(shù)。
如上所述，可將所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)看成是一個能夠進(jìn)行多級控制的模塊系統(tǒng)。為了確?？刂朴泻芨叩撵`活性以及效率的提高，如果所存在的熱負(fù)荷在空間和時間上的改變都很大，則該系統(tǒng)包括“n”個相同的模塊，每一個模塊均裝有多臺并列運(yùn)行的壓縮機(jī)90，一個板式冷凝器92’，一個板式蒸發(fā)器94，一個可逆式翅片盤管92”(即，或作為冷凝器運(yùn)行，或作為蒸發(fā)器運(yùn)行)，最后還有一個用于自由冷卻的氣冷盤管96。不必對各單臺壓縮機(jī)90進(jìn)行容量控制，因此壓縮機(jī)一直在設(shè)計條件下運(yùn)行，但它是多步式(multistep)的，可根據(jù)負(fù)載將模塊轉(zhuǎn)換到開和關(guān)。
所述程序在特定時間根據(jù)加熱/冷卻的需要確定需要運(yùn)行的模塊的數(shù)量。如果負(fù)載沒有被全部模塊中的準(zhǔn)確數(shù)量的模塊負(fù)擔(dān)，則該程序確定“n”個模塊可以剛剛超過所需能量，而“n-1”個模塊還不夠需要。然后根據(jù)必須提供的平均能量計算出模塊應(yīng)該反復(fù)開和關(guān)的運(yùn)行時間的百分比。
下面簡單描述一個單一模塊，該模塊包括多臺壓縮機(jī)90，雙冷凝器92’，92”，膨脹閥和雙蒸發(fā)器92’，94。所述的多臺壓縮機(jī)包括四個密封式渦旋單元，其總的額定冷卻容量是150kw。在該程序中，用一個表示壓縮機(jī)運(yùn)行曲線的子程序描述該構(gòu)件。兩個模擬蒸發(fā)器的子程序一個表示水一制冷劑熱交換器，而另一個表示空氣-制冷劑熱交換器。前者是銅焊的不銹鋼板式熱交換器，用其性能曲線對其進(jìn)行描述。后者模擬翅片盤管，假定兩種流體在該盤管中進(jìn)行理想逆流。這種模擬法是分析型的，它將熱交換器分成多個預(yù)估元件(discreet elements)，它們內(nèi)部的流體性能和傳熱系數(shù)是相同的。根據(jù)平均外表面溫度，可以將一個元件看成是干式的[如果露點溫度高于表面溫度，則僅進(jìn)行顯熱傳遞(sensible heat transfer)]，或?qū)⑵淇闯蓾袷降?如果露點溫度低于表面溫度，則既進(jìn)行傳熱，又發(fā)生相變)。在后一種情況下，傳熱勢能是空氣和金屬之間的濕空氣的焓及金屬和內(nèi)部流體之間的溫差。也必須考慮因干翅片和濕翅片之間不同的傳熱方式所引起的翅片效率的變化。和蒸發(fā)器一樣，必須用兩個不同的冷凝器一個是水冷式(板式)的，另一個是氣冷式(翅片式)的。前者利用操作人員給出的性能曲線，而第二個利用翅片盤管的分析模擬模式，并假設(shè)該盤管為逆流式。簡單地用冷凝器出口和蒸發(fā)器入口之間的等焓膨脹表示膨脹閥。
模擬試驗圖7表示在一系列完整的實驗中空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)在外部溫度為10℃時的性能。當(dāng)然，并不一定要按照這種假設(shè)，而可進(jìn)行選擇以解釋系統(tǒng)的勢能。該圖的橫軸表示冷卻需求和能力之間的比，從而觀察冷卻負(fù)載從最大值變到最小時不同參數(shù)的改變?？v軸刻度的一側(cè)表示所述區(qū)域的供水溫度值和回水溫度值，另一側(cè)表示壓縮機(jī)需要的功率。該功率按照一次能量進(jìn)行估算，以便在傳統(tǒng)系統(tǒng)和為冬季加熱而使用部分或全部冷凝器回收熱的系統(tǒng)之間直接進(jìn)行比較。根據(jù)具有總熱效率的傳統(tǒng)熱電系統(tǒng)計算一次功率(在圖中為“PeP”)，它包括0.33的分配損失。當(dāng)系統(tǒng)在冬季運(yùn)行時，為了滿足熱負(fù)載，可以用一個注水鍋爐。在這種情況下，在計算一次能量時要考慮鍋爐的消耗，同時假定鍋爐效率為0.9。
設(shè)計的內(nèi)部空氣溫度是24℃。根據(jù)兩種不同的控制假設(shè)計算水溫。在第一種假設(shè)中，對系統(tǒng)進(jìn)行分步控制，并在溫度為7℃低于控制溫度時向冷卻環(huán)路供給冷水。在部分負(fù)載時，用終端熱交換器的冷流體旁通方法實現(xiàn)各區(qū)域中冷卻能力的控制。下文將這類控制看成是恒定設(shè)定值(constant set-point)。只要冷卻負(fù)載低于額定值，第二種運(yùn)行假設(shè)就可以使向各區(qū)域提供的溫度與傳統(tǒng)值的7℃相比有所增加，該控制策略預(yù)測可將這種增加提高到最大值，在該最大值冷卻負(fù)載仍然與熱交換器的有效運(yùn)行相符。在部分負(fù)載運(yùn)行期間，由于蒸發(fā)壓力隨冷水溫度的升高而增大，所以使COP增加。下文將這種控制稱之為可變設(shè)定值(Variable set-point)。
該程序清楚地顯示了當(dāng)系統(tǒng)按部分負(fù)載運(yùn)行時可變設(shè)定值狀態(tài)的優(yōu)點。當(dāng)冷卻需求減少時，供給各區(qū)域的水溫升高，由此，在負(fù)載為零之前，蒸發(fā)溫度等于空氣溫度。當(dāng)然，在恒定設(shè)定值的狀態(tài)下不會出現(xiàn)這種情況，此時的供給溫度保持在7℃，與負(fù)載的任何下降無關(guān)。
蒸發(fā)溫度增加導(dǎo)致COP增加，這使得全天消耗的一次能量必然減少。這可以參見圖7，在該圖中，在恒定設(shè)定值的情況中，它隨冷卻能力線性變化，如果是可變的設(shè)定值，它將減少。顯然，最多的能量節(jié)省大約是熱負(fù)載的50％，消耗的能量與負(fù)載為100％和負(fù)載為0％時相同。
在圖7中，一次能量消耗曲線表示它考慮了自由冷卻運(yùn)行的可能性。當(dāng)外界溫度低到足以能代替機(jī)械冷卻方法的冷源時，將發(fā)生自由冷卻。顯然，用可變設(shè)定值控制就可以非常方便地實現(xiàn)自由冷卻，這是因為在部分負(fù)載的情況下，來自冷卻環(huán)路的回水溫度大大提高意味著在自由冷卻盤管中有非常大的熱傳遞。
對于少于40％的部分負(fù)載來講，與下降到零的一次能量消耗的快速下降相對應(yīng)的是自由冷卻過程的活化(activation)相當(dāng)明顯。應(yīng)注意的是，即使冷卻系統(tǒng)按多步式運(yùn)行，圖7的曲線圖上各線也是連續(xù)的，這是因為在系統(tǒng)循環(huán)時這些線是根據(jù)平均值得到的。此外，每當(dāng)同時出現(xiàn)冷卻和加熱需要時，重要的就是結(jié)合可能的自由冷卻，根據(jù)恒定或可變設(shè)定值的控制邏輯，通過取冷凝熱的平均值來監(jiān)視系統(tǒng)可能的運(yùn)行。這可以是冬季和季中的情況。為了考慮這一效果，有另外兩種運(yùn)行模式。它們均將冷凝器的熱回收與改變供水溫度的可能性結(jié)合起來。第一種控制策略假設(shè)系統(tǒng)模塊用兩個并聯(lián)的冷凝器92，92’工作。在板式冷凝器92’中，回收必需的熱量，從而用供應(yīng)給區(qū)域終端的溫度為45℃的熱水滿足熱負(fù)載，而在翅片式盤管冷凝器92”中，將多余的冷凝器熱散出。即使模塊不足以滿足加熱要求，也可以使用具有總回收熱的板式熱交換器92’，而另一個模塊開始運(yùn)行時進(jìn)行部分回收。在下面的實施方式中采用的負(fù)載曲線中，這種偶然性不會出現(xiàn)。下文稱這種方法為“連續(xù)回收”。
在熱回收的第二種方法中，按照回收模式運(yùn)行的一個或多個模塊總是滿容量工作，也就是說即使回收的熱少于冷凝熱，也要將冷凝器熱量全部收到板式熱交換器92’中。因此這種回收方法要求模塊間歇運(yùn)行。在模擬時，這與穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的情況一樣，這是因為假定系統(tǒng)熱惰性很高，因而，因循環(huán)引起的溫度變化可忽略不計。當(dāng)不需要模塊供熱時，它用氣冷冷凝器正常運(yùn)行。下文將這種方法稱之為“間歇回收”。顯然，與連續(xù)回收相比這種方法必然節(jié)省能量，在這種方法中，由于與水冷冷凝器相等的氣冷冷凝器的冷凝溫度升高，所以它避免了能量浪費。
現(xiàn)在結(jié)合建筑物的典型負(fù)載曲線研究空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)在上述運(yùn)行模式中的性能。
為了進(jìn)行完整的分析，要求研究系統(tǒng)在各個季節(jié)的性能。表1中示出了經(jīng)選擇的特征負(fù)載曲線。
表1負(fù)載曲線

這些僅是辦公室的熱負(fù)載的差別，其中假設(shè)正常工作日的全天都是恒定值，在其余的日子不存在。根據(jù)季節(jié)，負(fù)載可以是冷卻負(fù)載或加熱負(fù)載。在七月，不管是技術(shù)區(qū)域還是辦公室都只需要冷卻。另外一月和三月表示冷卻運(yùn)行減少，辦公室需要加熱。為了分析不同月份的運(yùn)行狀況，對于有代表性的日子[x]中的Padua區(qū)域，要考慮溫度和濕度曲線。
模擬結(jié)果一月在圖8中，示出了對于上述四種運(yùn)行工作方法的一次能量消耗隨小時的變化。從恒定設(shè)定值運(yùn)行到可變設(shè)定值運(yùn)行，能量節(jié)省約50％。如上所述，這是因為各區(qū)域可以供應(yīng)溫度升高了的水，這樣就使水和外界空氣之間的溫差明顯增加，因而也就增加了可以通過自由冷卻盤管進(jìn)行熱交換的熱量。具有熱回收的運(yùn)行進(jìn)一步提高了效率。尤其應(yīng)注意的是，由于可變的設(shè)定值，連續(xù)回收只是稍微提高了性能。這可用與冷卻需求相比少量加熱來解釋，其原因是熱回收的能量增益有一部分因為高冷凝壓力引起的效率損失而被抵消，用這種高冷凝壓力，迫使單元運(yùn)行產(chǎn)生溫度為45℃的熱水。在間歇回收的情況下，因為系統(tǒng)有效地使用冷凝器的熱量，進(jìn)而使系統(tǒng)效率大大提高，所以能量損失減少到最小。為了對不同控制方法的能量性能之間進(jìn)行直接比較，下面在表2中示出了這三個月的每一個月的日能量消耗情況?？梢钥吹?，由于沒有回收冷凝器熱量，所以在可變設(shè)定值運(yùn)行中吸收的一次能量節(jié)省50.7％，這是純電能節(jié)約下來的，因而可以換算成相同百分比的經(jīng)費節(jié)約。但在熱回收運(yùn)行模式中，一次能量節(jié)省指的是不同類型的能量(電能和熱能)節(jié)省，雖然通過一次能量進(jìn)行比較，但這些能量節(jié)省不能單值地?fù)Q算成經(jīng)費節(jié)約，因為它們?nèi)Q于實施中的不同的稅率。
三月和一月一樣，圖9示出了對于上述四種運(yùn)行工作方法的一次能量消耗隨小時的變化。在這種情況中可以看到，從恒定設(shè)定值運(yùn)行到可變設(shè)定值運(yùn)行，節(jié)省的能量要比上面的情況少，這是因為外界溫度升高而使用自由冷卻的可能性變小。就熱回收運(yùn)行來說，與其它運(yùn)行模式相比，顯然，一天中只在很少幾個小時內(nèi)連續(xù)回收使性能降低。事實上在這種情況下，加熱需求要比冬天的月份中小，因此，熱回收的好處不補(bǔ)償單元的效率損失，其原因是冷凝壓力提高了。在間歇回收運(yùn)行中，因為像上面描述的那樣，使用的是最高效率下的冷凝器的熱量，因此這種損失不會發(fā)生。
七月在恒定設(shè)定值運(yùn)行模式和可變設(shè)定值運(yùn)行模式中，從一次能量消耗按小時變化的分析來看，不難得出，條件與一天內(nèi)的中間時段施加的最大負(fù)載時的條件偏離更大，能量節(jié)省增加，也就是說，部分負(fù)載運(yùn)行時間越長，節(jié)省的能量也越多。
這種情況體現(xiàn)在由圖10所示的兩種運(yùn)行模式下的供水溫度曲線，其中，在可變設(shè)定值控制方法時，水溫隨負(fù)載的減少而升高是很明顯的。最后，表2示出了一天中的一次能量消耗情況。因為在負(fù)載最大的幾小時內(nèi)，系統(tǒng)性能與兩種控制狀況時相同，所以節(jié)省的能量百分比并不特別高。但節(jié)省的絕對值是很明顯的。
表2-不同季節(jié)中一天的能量消耗

應(yīng)注意的是，在一月和三月中，外界溫度在一天中可以根據(jù)控制策略使用幾小時的自由冷卻運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種用于建筑物的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括一熱水分配回路；一冷水分配回路；和多個終端空氣調(diào)節(jié)單元，其中每一個終端空氣調(diào)節(jié)單元包括一將空氣吹送到所述建筑物一個空間的風(fēng)扇、一與所述熱水分配回路相連的加熱盤管和/或一與所述冷水分配回路相連的冷卻盤管；和至少一用于控制所述加熱盤管的加熱功率和所述冷卻盤管的冷卻功率的環(huán)境溫度控制系統(tǒng)；其特征在于該系統(tǒng)還包括一個熱能控制系統(tǒng)，所述熱能控制系統(tǒng)包括一個具有熱泵循環(huán)的能量供應(yīng)器，該供應(yīng)器可以將熱能從所述冷水分配系統(tǒng)傳送到所述熱水分配系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述具有熱泵循環(huán)的能量供應(yīng)器還可以將熱能a)從所述冷水分配系統(tǒng)傳送到大氣中；和b)從大氣傳送到所述熱水分配系統(tǒng)中；其中所述熱能控制系統(tǒng)可以控制所述熱能傳遞，從而使能量消耗最佳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于使所述能量消耗最佳包括總的一次能量消耗最小，或者是所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能量總費用最低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述熱能控制系統(tǒng)還包括一能夠?qū)⑺隼渌峙湎到y(tǒng)的熱能傳送到大氣中的氣/水熱交換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括一能夠產(chǎn)生熱能并能將熱能傳送到所述熱水分配系統(tǒng)的熱發(fā)生器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括一冷卻能量緩沖罐，其中所述熱能控制系統(tǒng)能夠從所述冷卻能量緩沖罐中獲取熱量，然后將所述冷水分配系統(tǒng)中的熱量傳送給所述冷卻能量緩沖罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括一加熱能量緩沖罐，其中所述熱能控制系統(tǒng)能夠?qū)崮芄┙o所述加熱能量緩沖罐，然后將所述加熱能量緩沖罐中的熱量傳送給所述熱水分配系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述熱能控制系統(tǒng)能夠檢測所述各個終端空氣調(diào)節(jié)單元的冷卻/加熱的能量需求；和根據(jù)所述終端空氣調(diào)節(jié)單元的冷卻/加熱的能量需求改變所述冷卻和加熱回路溫度設(shè)定值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述熱能控制系統(tǒng)能夠根據(jù)建筑物的加熱/冷卻總需求、外界氣候參數(shù)以及主要能量費用控制所述熱能的傳送。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述熱水分配回路和冷水分配回路包括按固定間隔分開的快速裝配連接件，以便使它們通過軟管分別與加熱盤管和冷卻盤管相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10之一所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于將所述終端空氣調(diào)節(jié)單元裝在一個通風(fēng)的空間中，該通風(fēng)的空間或處于活地板之下，或處于吊頂?shù)纳戏?，其中所述終端空氣調(diào)節(jié)單元的所述風(fēng)扇抽吸所述通風(fēng)空間中的空氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述終端空氣調(diào)節(jié)單元包括一模塊殼體，將該殼體設(shè)置在活地板的地板單元的下面，所述模塊殼體包括一與所述地板單元中的空氣入口格柵相連的供氣出口以及一開口朝向所述通風(fēng)的空間的空氣入口；一裝在所述模塊殼體中的風(fēng)扇，以便通過所述空氣入口抽吸所述通風(fēng)空間的空氣，并通過所述地板單元中的所述空氣入口格柵將空氣吹送到位于活地板靜壓室上方的建筑物區(qū)域中；以及一與所述熱水分配系統(tǒng)相連的加熱盤管和/或一與所述冷水分配系統(tǒng)相連的冷卻盤管，將所述加熱盤管和冷卻盤管裝在所述模塊殼體中，并位于所述風(fēng)扇和所述供氣出口之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述終端空氣調(diào)節(jié)單元還包括一過濾元件，將該過濾元件裝在所述模塊殼體中，在該模塊殼體中的所述過濾元件通過所述地板單元中的檢修槽隙進(jìn)行更換。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于一終端空氣調(diào)節(jié)單元包括一裝在活地板的地板單元中的模塊殼體，所述模塊殼體包括一個供氣出口和一個具有回氣口及新風(fēng)口的混合室，所述供氣出口與所述地板單元中的一空氣入口格柵相連；一裝在所述模塊殼體中的風(fēng)扇，以便抽吸所述混合室的空氣，并通過所述地板單元中的所述空氣入口格柵將空氣吹送到位于活地板靜壓室上方的建筑物區(qū)域中；一個對供氣進(jìn)行冷卻和除濕的直接膨脹冷卻單元，將該直接膨脹冷卻單元裝在所述模塊殼體中，該冷卻單元包括一個與所述冷水回路相連的水冷式冷凝器；以及一個裝在所述模塊殼體中的后加熱盤管，該后加熱盤管與所述熱水回路相連，以便對空氣除濕以后對其進(jìn)行再加熱。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括一能夠預(yù)先對新風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)并將空氣供應(yīng)到所述通風(fēng)空間中的新風(fēng)調(diào)節(jié)單元。
16.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述能量供應(yīng)器包括至少一臺制冷劑壓縮機(jī)；一用于所述制冷劑的水冷冷凝器，所述水冷冷凝器與所述熱水分配回路相連，以便將冷凝能量傳送給所述熱水回路；一制冷劑蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器與所述冷水分配回路相連，以便從所述冷水回路獲取蒸發(fā)能量；一用于所述制冷劑的氣冷冷凝器，所述氣冷冷凝器與所述水冷冷凝器并聯(lián)連接，所述氣冷冷凝器能夠?qū)⒍嘤嗟睦淠芰總魉徒o大氣；和一連接在所述冷水分配回路中的與所述水冷蒸發(fā)器串聯(lián)連接的自由冷卻盤管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述氣冷冷凝器是一個空氣/制冷劑熱交換器，該熱交換器還可以用作從大氣中獲取蒸發(fā)能量的制冷劑的蒸發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于建筑物的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括一熱水分配回路(10)；一冷水分配回路(12)；和多個終端空氣調(diào)節(jié)單元(14)。其中每一個終端空氣調(diào)節(jié)單元(14)包括一將空氣吹送到所述建筑物一個空間的風(fēng)扇(40)、一與所述熱水分配回路(10)相連的加熱盤管(42)和/或一與所述冷水分配回路(12)相連的冷卻盤管(44)。至少一個用于控制所述加熱盤管的加熱功率和所述冷卻盤管的冷卻功率的環(huán)境溫度控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包括一具有熱泵的熱能控制系統(tǒng)(80)，以便將熱能a)從所述冷水分配系統(tǒng)傳送到所述熱水分配系統(tǒng)中；b)從所述冷水分配系統(tǒng)傳送到大氣中；和c)從大氣傳送到所述熱水分配系統(tǒng)中。該熱能控制系統(tǒng)(80)可以用一個三級控制系統(tǒng)控制熱能，以便使耗能最佳。
文檔編號F24F11/02GK1509394SQ02810090
公開日2004年6月30日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
發(fā)明者平卡斯·卡特澤爾, 平卡斯 卡特澤爾 申請人:尤尼弗萊爾國際股份有限公司