专利名称：可变空气量经济器最小位置重置的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及可变空气量空调系统，更具体地，涉及操作其中的经济器风门以 确保引入足量外部空气来满足最小通风规范要求的系统。
背景技术：
在建筑物的典型气候控制系统中，中央恒温器控制建筑物中空气的温度。建筑物 中央加热/冷却单元迫使恒定量的热空气或冷空气通过管道系统到建筑物中的各个点，管 道系统包括供应空气管、多个区管和返回空气管。在可变空气量(VAV)系统中，通过改变递送到该空间的空气流来控制空间温度。 这利用受可变频变换器控制的可变速风扇，入口风门相对于风扇的位置或其它空气流控制 装置来进行。对于较大VAV系统或者通过改变VAV系统，使用单独区风门来控制区cfm(立 方英尺/分)且供应风扇速度受到控制以提供恒定供应管静态压力。在单区应用中使用的 较小VAV系统上，基于空间温度传感器来直接控制供应cfm。当室外温度低于室内温度时，许多单元配备外部空气风门和返回空气风门，调制 这些空气风门以控制外部空气的使用来向空间提供自由冷却。这些风门系统通常被称作经 济器。经济器使用入口空气风门和返回空气风门控制外部空气通过入口空气管的流量和 返回空气通过返回空气管的流量，空气风门的相应位置受到控制使得维持到空间的空气温度。由于建筑物中的空气质量控制需要，该行业已确立了一些标准(S卩，ASHRAE 62.1)以确保通过经济器引入特定量的新鲜空气(即，每人15cfm)。出于该目的，确立最 小打开位置使得经济器风门从不完全闭合而是仅可闭合到预定最小位置。已认识到对于 如VAV系统和其它分区系统的可变的室内流速，当室内空气流速降低到低于设计全负荷空 气流时，固定的最小风门位置将导致不足的通风空气。为了解决这个问题，该行业有时使 用昂贵的空气流传感器，空气流传感器测量通过外部空气入口进来的实际外部空气量，然 后使用该值来相应地重新调整经济器风门最小位置以确保递送最少通风空气，即使在供应 空气流改变以满足冷却负荷的情况下。举例而言，对于20吨的单元，所需全负荷cfm可为 8, OOOcfm0对于20%外部空气，通风空气将为1，600。按照先前的讨论，这可为利用16%的 风门位置获得的空气量。随着建筑物负荷降低，供应风扇将减慢以提供冷却该空间的空气 量。如果供应空气流减小到4，OOOcfm，然后在16%的风门位置，外部空气也将与供应空气 成比例地减少且外部空气量将减少到大约1，OOOcfm且将不递送适当供应空气。对于配备 了外部空气cfm传感器的单元，该单元控制装置将重新调整经济器最小风门位置到较大位 置，在该位置将递送所需的2，OOOcfm的空气。取决于风门和建筑物管道系统的特征，这可 能处在大约45%的风门位置。所需要的是廉价且有效的办法来确保引入足量外部空气，特别是在由于减小的建 筑物冷却要求，可变空气量风扇被减慢时期。
发明内容
简言之，根据本发明的一个方面，最小风门位置并不保持固定而是变化以确保引 入足量外部空气，即使是在VAV风扇速度减小时期。根据本发明的另一方面，最小风门位置作为风扇速度的函数而变化使得一般而 言，随着风扇速度减小，最小风门位置调整到另一打开位置。根据本发明的又一方面，最小风门位置与可变风扇速度成非线性关系地变化以补 偿经济器风门的典型非线性。在下文描述的附图中，描绘了优选实施例，但是在不偏离本发明的精神和范围的 情况下，可以对本发明做出各种其它的修改和替代构造。
图1是其中合并了本发明的屋顶空调系统的示意说明。图2是外部空气的百分比与经济器的风门位置关系的曲线说明。图3是经济器风门位置与系统风扇速度关系的曲线说明。
具体实施例方式在图1中示出典型的组装屋顶空调，其具有冷凝器部段11、蒸发器部段12以及经 济器部段13。冷凝器部段11包括压缩机14用于从蒸发器部段12接收制冷剂蒸气和在蒸 气冷凝之前压缩该蒸气。在冷凝器部段11中还包括冷凝器盘管16和用于传递周围空气通 过冷凝器盘管16的冷凝器风扇17。蒸发器部段12包括供应风扇18，其由风扇电机19驱动。风扇电机适于在可变速 度下操作以满足系统的冷却/加热要求。提供可变速度的一种方式是使用变换器来向风扇 电机19提供可变频功率。从经济器部段13通往蒸发器部段12内的是冷却盘管21和其关联过滤器22。加 热器23置于供应风扇18的下游位置。在操作中，供应风扇18通过过滤器22和冷却盘管 21抽入空气，在冷却盘管21中，空气由通过冷却盘管21的制冷剂冷却。然后，冷却空气传 递到供应空气管24，其从供应空气管24分布于建筑物内。或者，在加热模式，空气从供应风 扇18通过加热器23传递，在加热器中其被加热之后传递到供应空气管24内。包括于经济器部段13内的是外部空气进口通风口 26、排放空气通风口 27和其关 联的排放风扇28以及经济器风门29。经济器风门29包括入口空气风门30和联结的返回 空气风门35，它们可调整以选择性地将进入外部空气进口通风口 26的一定量外部空气与 从返回空气管31流入到经济器部段13的返回空气的部分混合。由排放风扇28使返回空 气的另一部分从排放空气通风口流出去。应了解，尽管经济器风门可在一定程度上放置于进一步打开的位置，但是随着风 扇电机19的速度减小，更少的空气和因此更少的外部空气被抽入到蒸发器部段12内。因 此作出规定以确保足量外部空气可用于满足系统要求。这通过控制装置32完成，控制装置 32检测风扇速度33且响应于该速度以下文描述的方式控制风门位置34。第一步是由一系列点来限定风门位置相对于％外部空气的特征曲线。通常，限定 风门位置相对于％外部空气的曲线并非线性的。取决于该曲线是怎样的非线性，需要多个点来限定曲线。典型曲线在图2中示出。在这个实例中，示出由四个(4)点限定的曲线。 点A代表68 %打开的风门位置，导致80 %的外部空气。同样，点B，47 %位置与60 %外部空 气，点C，39%位置与40%外部空气，以及点D，14%位置与20%外部空气。还已知风门将在 0%位置提供0% cfm且在100%的位置提供100% cfm。在这些点之间，然后可使用直线内 插来确定维持外部空气百分比所需的风门位置。有了现限定于单元控制软件中的特征曲线，那么可使用该曲线来调整作为室内风 扇速度的函数的所需的外部空气百分比。我们已知对于给定风门位置，由于风扇的特征，递送的外部空气量将大约直接随 着变换器驱动的风扇上的风扇速度改变。因此，我们可取得风扇速度且使用它来调整我们 想递送到该空间的百分比外部空气。举例而言，如果VAV控制装置仅需要室内风扇以50% 的速度运转，那么我们知道我们得提供40 %的外部空气来维持与100 %风扇速度下20 % 外部空气将会递送的空气量相同的外部空气绝对量。因此使用该曲线，我们将调整风门从 100%风扇速度14%的点到40%点风门位置，该风门位置为29%。在限定点之间，可使用直 线内插来求出风门位置以递送所需外部空气百分比和cfm。使用风门位置相对于外部空气百分比的特征曲线，然后可如下面的表1中所示的 那样将室内风扇速度与风门设置联系起来，如表1所示 已知供应cfm将随风扇速度线性地改变，因此为了维持恒定外部空气cfm，可使用 控制装置32来基于图3所述的风扇速度维持适当的风门位置34从而维持恒定的外部空 气。因此控制装置32包括查找表，查找表分别地使风门位置与外部空气百分比联系起来和 使风门位置与风扇速度联系起来，如图2和图3所示。虽然参考如附图所示的优选实施方式特别地示出且描述了本发明，但是本领域技 术人员应了解在不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下可对本发 明做出各种细节变化。
权利要求
一种用于控制建筑物中空气质量的系统，所述系统具有带可变速流诱导装置的空气温度调节单元，并具有经济器，所述系统包括风门，其用于控制通过所述经济器的外部空气流量，所述风门具有可变的最小风门位置；以及，控制装置，其用于在预定的操作条件期间响应于所述流诱导装置的速度来改变所述最小风门位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流诱导装置是可变速风扇。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述风扇从变换器接收其功率。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述风扇的特征使得对于给定风门位置，所递送 的外部空气量将与所述风扇的速度基本上成比例。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述风扇的特征使得由所述风扇递送的空气量 将与所述风扇的速度基本上成比例。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制装置还包括软件，所述软件确定外部空 气百分比与所述经济器的风门位置之间的关系。
7.一种用于改进具有气候控制系统的建筑物中的空气质量的方法，所述控制系统包括 成串流关系的具有最小风门位置的经济器，可变速流诱导装置和供应空气管，所述方法包 括以下步骤随着对所述供应空气管中空气需求减小，降低所述流诱导装置的速度，且当所述速度 在预定范围内时，响应于所述流诱导装置的速度来调整所述最小风门位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其包括以下步骤确定外部空气百分比与所述经济器 的风门位置之间的关系。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，相对于所述流诱导装置的速度非线性地调整所 述最小风门位置。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述流诱导装置是可变速风扇。
11.根据权利要求10所述的方法，其包括以下步骤向所述流诱导装置提供可变功率。
全文摘要
具有可变速风扇和经济器的屋顶空调还包括用于在预定条件期间响应于风扇速度来调整最小风门位置以维持来自经济器的所需新鲜空气量的控制部件。
文档编号F24F7/00GK101849142SQ200780101375
公开日2010年9月29日 申请日期2007年11月6日 优先权日2007年11月6日
发明者R·G·洛德 申请人:开利公司