專利名稱：運(yùn)行熱泵以改善加熱的供氣溫度的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及熱泵系統(tǒng)，尤其涉及一種對(duì)一給定的所感應(yīng)的蒸發(fā)器環(huán)境空氣溫度，用于升高加熱模式的冷凝器氣流溫度、并同時(shí)減小加熱模式的冷凝管空氣流速的裝置及方法。
熱泵系用于加熱及冷卻的致冷系統(tǒng)。熱泵系統(tǒng)使用致冷劑，以便在循環(huán)回路相對(duì)較熱的一側(cè)與該回路相對(duì)較冷的一側(cè)之間傳送熱能，從而形成溫度下降，其中在相對(duì)較熱的一側(cè)上，壓縮機(jī)壓縮致冷劑以升高致冷劑的溫度，而在相對(duì)較冷的一側(cè)上，則允許致冷劑膨脹。由于致冷劑分別與室內(nèi)及室外空氣之間存在著溫差的緣故，因此在回路的一側(cè)上將熱能加入致冷劑，并在另一側(cè)上將熱能從該致冷劑中抽取，以便利用室外空氣作為一熱能源。
熱泵是雙向作用的，其中適當(dāng)?shù)拈y以及控制設(shè)置可選擇地使致冷劑流過(guò)室內(nèi)及室外熱交換器，以便室內(nèi)熱交換器在致冷劑循環(huán)回路的熱側(cè)上用于加熱，而在致冷劑循環(huán)回路的冷側(cè)上用于冷卻。一循環(huán)風(fēng)扇使室內(nèi)空氣通過(guò)室內(nèi)熱交換器，并流過(guò)通向室內(nèi)空間的管道?；亓鞴芡ǔ氖覂?nèi)空間中抽取空氣，并將該空氣送回到室內(nèi)熱交換器。同樣，一風(fēng)扇使環(huán)境空氣通過(guò)室外熱交換器，并將熱量釋放到室外空氣，或者從室外空氣中獲取熱量。
這些類型的熱泵系統(tǒng)只有在致冷劑與相應(yīng)的熱交換器處的空氣之間存在足夠的溫差以維持熱能傳送的情況下才會(huì)運(yùn)作。當(dāng)加熱模式的蒸發(fā)器環(huán)境空氣(或者室外空氣)的溫度下降時(shí)，流入到冷凝器內(nèi)的致冷劑的溫度也隨之下降，并且由冷凝器加熱并流出冷凝器的空氣的溫度也因此下降。當(dāng)室外空氣的溫度為50°F時(shí)，從冷凝器流出的空氣的溫度一般已降至98°F或更低，并將隨著室外氣溫的下降而繼續(xù)下降。人們暴露在98°F以下的輸出氣流通風(fēng)(draft)中會(huì)感到不舒服，當(dāng)流出的空氣的溫度下降時(shí)，這種不舒服感會(huì)隨之增加。此類帶來(lái)不舒適感的現(xiàn)象通常被稱之為“吹冷風(fēng)(cold blow)”。在吹冷風(fēng)狀態(tài)期間，流出的空氣的流速越迅速，則這種吹冷風(fēng)的不舒服感越強(qiáng)烈。
習(xí)慣上設(shè)計(jì)一種熱泵系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用作為冷卻模式裝置，因此將該熱泵系統(tǒng)用于其冷卻模式運(yùn)行特性、而并非其加熱模式運(yùn)行的特性最優(yōu)化。具體地講，已有技術(shù)中的熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)熱交換器的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速在用作為冷卻模式的蒸發(fā)器風(fēng)扇時(shí)其性能是最好的，而從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益以及容量性能來(lái)考慮，冷卻模式的蒸發(fā)器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的加熱性能用于加熱模式習(xí)慣上被認(rèn)為是可接受的。
用作為冷卻模式的蒸發(fā)器風(fēng)扇的加熱模式的冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的最優(yōu)化使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)速通常是固定的，這個(gè)轉(zhuǎn)速會(huì)產(chǎn)生大于加熱模式運(yùn)行時(shí)所必需的氣流。已有技術(shù)中的熱泵系統(tǒng)控制是通過(guò)采用一根據(jù)加熱需要來(lái)不時(shí)地循環(huán)整個(gè)系統(tǒng)(壓縮機(jī)和風(fēng)扇)、從而將區(qū)域內(nèi)的溫度維持在想要的大小上的恒溫器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。尤其，當(dāng)運(yùn)行在相對(duì)較冷的室外溫度上時(shí)，這些風(fēng)扇轉(zhuǎn)速引起區(qū)域空氣的高速循環(huán)，并且空氣比在較低的冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速下運(yùn)行所獲得的空氣要冷，由此加重了吹冷風(fēng)的影響或者形成了一種吹冷風(fēng)狀態(tài)。由熱泵所提供的、用以加熱空間的加熱容量是充足的，但它被以較低的溫度以及感到通風(fēng)良好的空氣速度輸送。當(dāng)室外溫度下降并且不需要輔助加熱(由于該系統(tǒng)位于熱平衡點(diǎn)上方)以滿足容量需求時(shí)，這個(gè)問(wèn)題會(huì)變得更嚴(yán)重。熱泵系統(tǒng)容量下降，并且，在固定氣流的情況下，供氣溫度也因此降低，從而增加了所輸送的空氣的吹冷風(fēng)影響。
習(xí)慣上還設(shè)計(jì)一種熱泵系統(tǒng)室內(nèi)熱交換器的風(fēng)扇速度以提供至少對(duì)室內(nèi)熱交換器管的空氣阻力(drag)特性范圍所需的空氣流動(dòng)，因此在小于所設(shè)計(jì)的管道空氣阻力最大值的管道空氣阻力的情況下，所提供的空氣流動(dòng)通常大于要提供想要的熱交換所必需的空氣流動(dòng)。
因此，當(dāng)室外氣溫低得足以引起吹冷風(fēng)狀態(tài)時(shí)，極需升高冷凝器輸出空氣的溫度，并且/或者降低冷凝器輸出空氣的流速。
用于減輕吹冷風(fēng)狀態(tài)的傳統(tǒng)裝置包括設(shè)置在熱泵系統(tǒng)的輸出空氣通道內(nèi)的、產(chǎn)生電阻熱的一輔助加熱件。美國(guó)專利4,141,408號(hào)揭示了這樣一種用于升高輸出空氣的溫度的傳統(tǒng)裝置。該特殊專利提出在室內(nèi)盤管上設(shè)置若干傳感器以測(cè)定空氣離開(kāi)盤管時(shí)的溫度。根據(jù)由這些傳感器所感應(yīng)到的溫度接通及切斷諸加熱件。在熱泵系統(tǒng)中設(shè)置諸如輔助加熱件額外增加了不必要的開(kāi)支，并使熱泵系統(tǒng)變得復(fù)雜。此外，在吹冷風(fēng)狀態(tài)輔助熱量耗散期間，這些輔助加熱件大大增加熱泵系統(tǒng)運(yùn)行成本開(kāi)支及其能量消耗。
因此，本發(fā)明的目的在于通過(guò)提供如下的一種系統(tǒng)來(lái)克服上述已有技術(shù)的不足，該系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制，以便能從熱泵中獲得最優(yōu)的舒適性能、同時(shí)又使壓縮機(jī)維持可靠地運(yùn)行。
簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明的目的已由一種以加熱模式運(yùn)行的熱泵所實(shí)現(xiàn)，該熱泵在第一實(shí)施例中根據(jù)蒸發(fā)器環(huán)境溫度，而在第二實(shí)施例中則根據(jù)蒸發(fā)器環(huán)境溫度、以及冷凝器空氣流速或者冷凝器輸出空氣溫度(兩者選一)來(lái)控制冷凝器空氣流速以及冷凝器輸出空氣溫度。該裝置及方法系通過(guò)如下辦法來(lái)進(jìn)行工作的用設(shè)置在蒸發(fā)器附近的一傳感器來(lái)感應(yīng)蒸發(fā)器環(huán)境溫度，并且當(dāng)該環(huán)境溫度低于預(yù)示著吹冷風(fēng)狀態(tài)的門限值時(shí)，由電路裝置來(lái)確定一修正的冷凝器空氣流速、以同時(shí)獲得較慢的空氣流動(dòng)以及較高的空氣溫度，從而消除吹冷風(fēng)狀態(tài)。該裝置及方法也可指令風(fēng)機(jī)以獲得所確定的冷凝器氣流或者根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型而確定的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而形成目標(biāo)冷凝器氣流或者目標(biāo)冷凝器輸出空氣溫度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)裝置實(shí)施例，一種以加熱模式運(yùn)行的、具有一室內(nèi)空氣熱交換器(air exchanger)和冷凝器的熱泵包括一用于使供給空氣流過(guò)冷凝器的裝置(通常為至少一臺(tái)風(fēng)機(jī))；以及具有用于測(cè)定室外氣溫(更概括地講是蒸發(fā)器環(huán)境溫度)的一傳感器裝置和用于根據(jù)該室外氣溫調(diào)節(jié)供給空氣流過(guò)冷凝器時(shí)的流速(每單位時(shí)間的空氣量)的一裝置的一恒溫器裝置，從而確保了一種不吹冷風(fēng)的狀態(tài)。
本發(fā)明的一個(gè)方法實(shí)施例包括感應(yīng)蒸發(fā)器環(huán)境溫度的感應(yīng)步驟；在給定的蒸發(fā)器環(huán)境溫度上確定與不吹冷風(fēng)的供氣溫度或者減輕吹冷風(fēng)狀態(tài)的減小的供氣流速相一致的一風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性的確定步驟；以及將被確定的風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性傳送至風(fēng)機(jī)的傳送步驟。術(shù)語(yǔ)“風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性”是指用來(lái)控制變速風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的特性，包括或者是與電動(dòng)機(jī)類型相一致的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速指令、或者是目標(biāo)供氣流速或風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)根據(jù)目標(biāo)流速調(diào)節(jié)它們的轉(zhuǎn)速。
從以下結(jié)合附圖閱讀了介紹之后，本發(fā)明的上述以及其它目的、特點(diǎn)以及優(yōu)越性將一目了然，其中相同的標(biāo)號(hào)表示同一器件。
為了更好地理解本發(fā)明的這些及其它目的，以下將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，其中

圖1是一熱泵壓縮機(jī)的運(yùn)行特性曲線圖，它是表示一種給定的致冷劑及加熱模式的冷凝器空氣流速的飽和排出溫度-飽和吸入溫度的關(guān)系曲線。
圖2是本發(fā)明熱泵系統(tǒng)的一較佳實(shí)施例的示意圖，它包括一室外溫度傳感器和向冷凝器空氣驅(qū)動(dòng)器發(fā)信號(hào)、以便隨著室外氣溫的變化而調(diào)節(jié)氣流的一電子恒溫器。
圖3是熱泵加熱模式的運(yùn)行特性曲線圖，它是表示室外溫度-冷凝器輸送溫度隨著冷凝器空氣流速而變的關(guān)系曲線。
習(xí)慣上設(shè)計(jì)一種其大小可用于在由冷卻模式的需要所要求的、以及由高于一般所遭遇的風(fēng)管阻力所要求的兩種速度上運(yùn)行的熱泵室內(nèi)熱交換器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，結(jié)果均會(huì)帶來(lái)大于要獲得有效的冷凝器熱交換所必需的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。此外，在吹冷風(fēng)以及其它狀態(tài)下運(yùn)行的典型的熱泵加熱模式易于提供(accommodate)較溫?zé)岬闹吕鋭囟?，這可能是由于氣流流過(guò)冷凝器熱交換器時(shí)的流速較慢所引起的，而不會(huì)超出致冷劑溫度及壓力的界限。
已有技術(shù)中的熱泵系統(tǒng)不具有其大小可用于吹冷風(fēng)的室外氣溫的室內(nèi)熱交換器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且不會(huì)在吹冷風(fēng)的狀態(tài)期間引起較弱(lower)的冷凝器氣流，即使較弱的氣流足以有效并且在安全運(yùn)行界限的上部區(qū)域中通常是可獲得的(available)。已有技術(shù)中的室內(nèi)熱交換器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可在吹冷風(fēng)的狀態(tài)期間降低以提供能有效地解決吹冷風(fēng)的問(wèn)題的、更舒適的較弱且較溫?zé)岬臍饬?，與此同時(shí)在冷凝器上進(jìn)行有效的熱交換，并將熱量供給至正在加熱的區(qū)域(enclosure)。
本發(fā)明提供一種監(jiān)視室外氣溫的方法及裝置，當(dāng)其處于冷得足以引起吹冷風(fēng)的溫度時(shí)，減小加熱模式的冷凝器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以提供溫度較高的通風(fēng)較緩(lessdrafty)的氣流，而該較高的溫度包括高得足以終止吹冷風(fēng)狀態(tài)的溫度。
參閱圖1，一種典型的熱泵壓縮機(jī)的運(yùn)行特性曲線繪出了一條沿x軸的容許壓縮機(jī)飽和吸入溫度對(duì)沿y軸的容許壓縮機(jī)飽和排出溫度的包絡(luò)線102，其中排出溫度是指處于壓縮機(jī)高壓側(cè)的飽和致冷劑的溫度，而吸入溫度是指處于壓縮機(jī)低壓側(cè)的飽和致冷劑的溫度。對(duì)于一種典型的致冷劑和壓縮機(jī)，該包絡(luò)線102描繪了適當(dāng)?shù)乇３謮嚎s機(jī)內(nèi)的氣態(tài)致冷劑、以便在安裝運(yùn)行界限下運(yùn)行該壓縮機(jī)所必需的飽和吸入及排出溫度的限值。
繪制在包絡(luò)線102之中的是用于以已有技術(shù)中的典型的冷凝器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行在加熱模式中的一種典型的熱泵系統(tǒng)的一種典型已有技術(shù)熱泵致冷劑吸入溫度與排出溫度相關(guān)的特性曲線，這里的轉(zhuǎn)速為引起425CFM/ton的空氣流速104的冷凝器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的是，一增加的加熱模式的冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速導(dǎo)致一處于限值之內(nèi)的、致冷劑流出冷凝器時(shí)降低的溫度，從而同時(shí)降低了致冷劑吸入溫度及排出溫度。當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較低時(shí)，致冷劑吸入溫度對(duì)排出溫度的曲線對(duì)于一給定的室外溫度同時(shí)具有較高的排出溫度和較高的吸入溫度，并且該致冷劑吸入溫度對(duì)排出溫度的曲線對(duì)于每個(gè)排出溫度具有較高的吸入溫度。
由于傳統(tǒng)的冷凝器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是由冷卻模式的蒸發(fā)器空氣流速的需要所確定的，并由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是為了一種高阻力的室內(nèi)管結(jié)構(gòu)所確定的，因此一種傳統(tǒng)的熱泵系統(tǒng)加熱模式的冷凝器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小一般很容易地高于將導(dǎo)致令人無(wú)法接受的過(guò)熱的致冷劑溫度的門限轉(zhuǎn)速。于是，傳統(tǒng)的熱泵加熱模式的冷凝器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速通常被減小，而不會(huì)超出它們的致冷劑溫度及壓力的界限。
所繪制的系用于處于較低的冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的同一種典型的熱泵系統(tǒng)的熱泵致冷劑的特性曲線，這里為用于22°F到38°F的吸入溫度的283CFM/ton106，所繪制的還有用于仍然處于較低的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的同一種典型熱泵系統(tǒng)的熱泵致冷劑的特性曲線，這里為用于-3°F到23°F的吸入溫度的212CFM/ton108?？梢钥吹?，當(dāng)這些較低的流速曲線沿著飽和排出溫度軸抬升各特性曲線106和108時(shí)，典型已有技術(shù)熱泵具有允許降低加熱模式的冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、同時(shí)將熱泵系統(tǒng)運(yùn)行在位于包絡(luò)線之中、已有技術(shù)的特性曲線104上方、并處于壓縮機(jī)的安全運(yùn)行限值之中的飽和排出溫度上的上部區(qū)域。
參閱圖2，本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)200具有一室外氣溫傳感器(或者更概括地講為一環(huán)境溫度傳感器)205，設(shè)置該室外氣溫傳感器是為了感應(yīng)熱泵215的室外空氣熱交換器225處的環(huán)境空氣的溫度(蒸發(fā)器處于加熱模式中)。此外，該室外氣溫傳感器205將所感應(yīng)的室外氣溫傳送至恒溫器210，該恒溫器210較佳地包括一計(jì)算機(jī)裝置(未圖示)，該計(jì)算機(jī)裝置包括一可編程計(jì)算機(jī)(未圖示)、一計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置(未圖示)以及儲(chǔ)存在該存儲(chǔ)裝置中并由可編程計(jì)算機(jī)執(zhí)行的一程序，該恒溫器指令室內(nèi)空氣熱交換器風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，以便通過(guò)執(zhí)行所儲(chǔ)存的程序來(lái)影響被規(guī)定的輸出氣流。
室外氣溫傳感器205較佳地將所感應(yīng)的溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，該電信號(hào)與可編程計(jì)算機(jī)的輸入要求直接相容，但是本發(fā)明的熱泵系統(tǒng)還可包括用于將溫度傳感器205的輸出電信號(hào)轉(zhuǎn)換成與可編程計(jì)算機(jī)相容的信號(hào)的一傳統(tǒng)裝置。
程序包含一應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序包括若干程序步驟，這些步驟較佳地用于1)讀取所感應(yīng)的室外氣溫，2)對(duì)照至少一個(gè)溫度門值來(lái)測(cè)定所感應(yīng)的氣溫，3)根據(jù)該溫度門值(或若干溫度門值)確定所感應(yīng)的氣溫適宜的溫度范圍，4)根據(jù)前一步驟所確定的溫度范圍另外確定所確定的冷凝器氣流或者所確定的冷凝器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以及5)準(zhǔn)備一代表來(lái)自前一步驟的所確定的冷凝器氣流或者風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的輸出指令信號(hào)。
本發(fā)明的一實(shí)施例可包括一傳統(tǒng)的電路而不是計(jì)算機(jī)裝置，該電路感應(yīng)所感應(yīng)的室外氣溫信號(hào)，并根據(jù)該所感應(yīng)的室外氣溫信號(hào)以及溫度門值準(zhǔn)備一代表所確定的冷凝器空氣溫度流動(dòng)或者風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的輸出指令信號(hào)。此類非計(jì)算機(jī)裝置工具(implementation)可包括一電路比較器裝置，比如數(shù)字比較器，它接收與門值量相比較的一所感應(yīng)的室外氣溫輸入信號(hào)，比如所感應(yīng)的氣溫信號(hào)的數(shù)字減小以及一數(shù)字化門值。該比較器裝置的輸出與一特別預(yù)定的輸出指令相關(guān)聯(lián)，例如借助與各非易失存儲(chǔ)器地址相連的一條特殊地址線相關(guān)聯(lián)，以便啟動(dòng)讀取各存儲(chǔ)器地址的內(nèi)容作為所指令的輸出信號(hào)的數(shù)字值，各存儲(chǔ)器地址容納著一條特殊指令。
參閱示出應(yīng)用程序邏輯以及較佳實(shí)施例的圖3，圖中繪出了用于可從康涅狄克州Farmington的CARRIER CORPORATION買到的一種CARRIER型號(hào)38YRA024300/FK4CNF1000AFAA熱泵的熱泵加熱模式的冷凝器輸出空氣溫度-室外氣溫的曲線圖。特性曲線302表示處于0°F到60°F范圍內(nèi)的室外溫度上的425CFM/ton的冷凝器輸出空氣流速曲線。要注意的是，425CFM/ton的流速代表已有技術(shù)中的一種熱泵系統(tǒng)。沿著特性曲線302，在大約50°F的室外溫度上，冷凝器輸出空氣溫度(或者供氣溫度)為98°F，吹冷風(fēng)的門值，并且在所有低于50°F的室外溫度上存在著吹冷風(fēng)的情況。在30°F的室外氣溫上，冷凝器的空氣溫度為90°F，接著在較低的室外氣溫上，冷凝器的空氣溫度隨著室外氣溫的降低而連續(xù)下降。
特性曲線304表示處于40°F到60°F范圍內(nèi)的室外溫度上的283CFM/ton的冷凝器供氣流速曲線，以及特性曲線306表示處于10°F到40°F范圍內(nèi)的室外溫度上的212CFM/ton的冷凝器供氣流速曲線?？梢钥闯觯瑢?duì)于由特性曲線304所表示的減小的空氣流速，與已有技術(shù)的特性曲線302所表示的空氣流速所不同的是對(duì)于各室外氣溫有近20°F的冷凝器輸出空氣溫度增量，而對(duì)于由特性曲線306所表示的減小得更多的空氣流速，則對(duì)于各室外氣溫有近28°F的冷凝器輸出空氣溫度的增量。在大約40°F以上的室外氣溫范圍，對(duì)于283CFM/ton的冷凝器輸出空氣流速不存在吹冷風(fēng)，而在10°F到40°F的室外溫度范圍內(nèi)，對(duì)于212CFM/ton的冷凝器輸出空氣流速則不存在吹冷風(fēng)。
再次參閱圖2，用于CARRIER型號(hào)38YRA024300/FK4CNF1000AFAA的較佳的溫度門值(或若干門值)為12°F和40°F。在40°F上，供給減小的氣流以預(yù)防吹冷風(fēng)狀態(tài)，所確定的冷凝器空氣流速為由描繪在圖3中的特性曲線304所表示的283CFM/ton的空氣流速，并形成至少大約110°F(參見(jiàn)圖3中的特性曲線304)的相當(dāng)?shù)臍饬鳒囟?，并由被編程的?jì)算機(jī)準(zhǔn)備一代表283CFM/ton的空氣流速的輸出指令信號(hào)。在40°F到12°F上，所確定的冷凝器空氣流速為由描繪在圖3中的特性曲線306所表示的212CFM/ton的空氣流速，并形成至少大約100°F(參見(jiàn)圖3中的特性曲線306)的相當(dāng)?shù)臍饬鳒囟?，并由被編程的?jì)算機(jī)準(zhǔn)備一代表212CFM/ton的空氣流速的輸出指令信號(hào)。在低于大約12°F的室外氣溫上，所確定的冷凝器空氣流速系大于212CFM/ton的氣流。在低于12°F的室外氣溫上，由于氣流溫度接近吹冷風(fēng)的溫度，并且室外氣溫將接近或者低于熱泵安裝的熱平衡點(diǎn)，因此最好使用一種輔助電加熱。
恒溫器210將代表著一被指令的冷凝器空氣流速的一被適當(dāng)且常規(guī)化地信號(hào)調(diào)節(jié)了的輸出信號(hào)傳送至用于適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)供氣溫度的室內(nèi)空氣熱交換器風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)220。該風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以及相關(guān)的變速電動(dòng)機(jī)較佳地為美國(guó)專利4,978,896號(hào)以及5,492,273號(hào)中所揭示的、通過(guò)根據(jù)流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流控制變速風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)維持預(yù)選的空氣流速而與靜壓無(wú)關(guān)的類型。美國(guó)專利4,978,896號(hào)以及5,492,272號(hào)中的有關(guān)內(nèi)容援引在此以作參考。因此，根據(jù)由所述的本發(fā)明的恒溫器所確定的流速，由風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)來(lái)維持所指令的供氣流速。
另外，本發(fā)明的恒溫器可輸出一用于風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)數(shù)字轉(zhuǎn)速指令，用以調(diào)節(jié)供氣流速。該指令輸出可包含或者指示(indicate)一電壓，一用于脈寬調(diào)制電動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)(duty cycle)，一頻率，用于分級(jí)電動(dòng)機(jī)(tapped motor)輸入的控制切換指令，或者與特定的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置相一致、通常被轉(zhuǎn)換成與電動(dòng)機(jī)的輸入特性相一致的級(jí)別及形式的任何其它的輸出，其中指令電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)分析功能或者表格式(tabular)查找裝置與一固定的目標(biāo)空氣流速相關(guān)。
此外，本發(fā)明的熱泵可包括一供給源(冷凝器)空氣傳感器230，也可為一供氣流速傳感器或者一供氣溫度傳感器，該傳感器被設(shè)置在冷凝管的出口處，以便相應(yīng)地感應(yīng)空氣流速或者溫度。冷凝器空氣傳感器230的信號(hào)輸入至恒溫器內(nèi)，用于根據(jù)所感應(yīng)的供氣特性以及目標(biāo)氣流對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行傳統(tǒng)的閉環(huán)測(cè)定。
權(quán)利要求
1.在具有一室內(nèi)空氣熱交換器的此類熱泵中，一種用于當(dāng)所述熱泵以加熱模式運(yùn)行時(shí)控制供氣溫度的裝置，所述裝置的特性在于用于使供給的空氣流過(guò)所述室內(nèi)空氣熱交換器的空氣流動(dòng)裝置；以及具有用于測(cè)定室外氣溫的傳感器以及用于根據(jù)所述室外氣溫調(diào)節(jié)所述供氣流過(guò)所述室內(nèi)空氣熱交換器時(shí)的流速的調(diào)節(jié)裝置的恒溫器裝置；從而確保了一種不吹冷風(fēng)的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述室外氣溫包含至少一個(gè)溫度范圍，并且所述調(diào)節(jié)裝置包括對(duì)于各所述范圍確定一特定的空氣流速。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置包括一可編程計(jì)算機(jī)以及一程序，所述可編程計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述程序以進(jìn)行所述調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述空氣流動(dòng)裝置包括一風(fēng)機(jī)，所述調(diào)節(jié)裝置包括從所述室外氣溫來(lái)確定所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以及用于輸出一具有代表所述風(fēng)機(jī)的所述轉(zhuǎn)速的值的信號(hào)的輸出裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳感器裝置還用于確定由供氣溫度或者供氣速率所構(gòu)成的供氣的流動(dòng)特性；所述空氣流動(dòng)裝置包括一風(fēng)機(jī)；以及所述調(diào)節(jié)裝置包括根據(jù)所述供氣流動(dòng)特性來(lái)調(diào)節(jié)流速。
6.一種以加熱模式來(lái)運(yùn)行熱泵的方法，所述熱泵系具有一加熱模式的冷凝器變速風(fēng)機(jī)、以及一蒸發(fā)器環(huán)境溫度傳感器的類型，所述方法包括以下步驟感應(yīng)所述蒸發(fā)器環(huán)境溫度的感應(yīng)步驟；在給定的蒸發(fā)器環(huán)境溫度下確定與不吹冷風(fēng)的冷凝器輸出氣溫以及用于減輕吹冷風(fēng)狀態(tài)的減小的供氣流速的至少其中之一相一致的一風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性的確定步驟；以及將所述被確定的風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性傳送至所述風(fēng)機(jī)的傳送步驟；從而消除或者減輕所述吹冷風(fēng)狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述被確定的風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性包括供氣流速和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速兩者中的一個(gè)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述確定步驟包括確定至少一個(gè)溫度門值、以及確定用于在高于及低于各所述溫度門值的情況下運(yùn)行的一風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述熱泵還包括一可編程計(jì)算機(jī)以及所述計(jì)算機(jī)響應(yīng)的一程序，并且所述確定步驟包括執(zhí)行所述程序用以確定所述風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性系一風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；所述熱泵還包括用于感應(yīng)所述加熱模式的冷凝器輸出氣溫的一供氣溫度傳感器；并且還包括下列步驟感應(yīng)所述供氣溫度的氣溫感應(yīng)步驟；以及所述確定步驟包括執(zhí)行所述程序，用以根據(jù)所述供氣溫度及所述蒸發(fā)器環(huán)境溫度來(lái)確定所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)供氣流動(dòng)特性系一風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；所述熱泵還包括用于感應(yīng)所述加熱模式的冷凝器輸出空氣流速的一供氣流速傳感器；并且還包括下列步驟感應(yīng)所述供氣流速的空氣流速感應(yīng)步驟；以及所述確定步驟包括執(zhí)行所述程序，用以根據(jù)所述供氣流速及所述蒸發(fā)器環(huán)境溫度來(lái)確定所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
全文摘要
一種使熱泵以加熱模式運(yùn)行的裝置及方法根據(jù)蒸發(fā)器環(huán)境溫度，或者根據(jù)該溫度及冷凝器空氣流速或者其輸出空氣溫度(兩者選一)來(lái)控制冷凝器空氣流速及其輸出空氣溫度。該裝置及方法用傳感器感應(yīng)蒸發(fā)器環(huán)境溫度、并當(dāng)該溫度低于吹冷風(fēng)狀態(tài)門限值時(shí)由電路裝置確定一修正的冷凝器空氣流速以獲得較慢的氣流及較高的氣溫，從而消除或減輕吹冷風(fēng)狀態(tài)；也可指冷風(fēng)機(jī)以獲得所確定的冷凝器氣流或根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型而定的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)形成目標(biāo)值。
文檔編號(hào)F25B13/00GK1239769SQ99108330
公開(kāi)日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1999年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月3日
發(fā)明者小E·L·米爾斯, R·K·沙阿 申請(qǐng)人:運(yùn)載器有限公司