!HU000004587T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 004 587
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA F25B 13/00
(21) Magyar ügyszám: E 05 016680 (22) A bejelentés napja: 2005. 08. 01. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20050016680 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1624260 A2 2006. 02. 08. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1624260 B1 2008. 10. 08.
(51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: 2004226676 2004. 08. 03.
(73) Jogosult: SANYO ELECTRIC CO., LTD., Moriguchi-shi, Osaka (JP)
JP
(72) Feltalálók: Akatsuka, Kei, Ora-gun, Gunma 370-0514 (JP); Hirata, Ryota, Ora-gun, Gunma 370-0532 (JP)
(54)
B60H 1/00 F25B 27/00
(2006.01) (2006.01) (2006.01)
(74) Képviselõ: Farkas Tamás, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Légkondicionáló berendezés
(57) Kivonat
HU 004 587 T2
A találmány tárgya légkondicionáló berendezés, amely motor (31) által meghajtott kompresszort (11),
valamint négyutas szelepet (13), hûtõközegcsõvel egymással összekötött külsõ kültéri hõcserélõt (19) és
1. ábra A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 3 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 004 587 T2
2
beltéri hõcserélõt (7), valamint a motor (31) hûtõvízzel történõ ellátására szolgáló, hûtõvízszivattyúval (39) mûködtetett hûtõvízkört tartalmazó hûtõközegkörrel van ellátva, ahol a hûtõközegkör továbbá olyan segédpárologtatóval (15) van ellátva, amelyben a motor (31) hûtõvize cirkulál; valamint a hûtõvízkör fõ hûtõkörrel van ellátva, amelyen át a motoron (31) átáramló hûtõvíz visszaáramlik a kültéri hõcserélõn (19) át a hûtõvízszivattyúba (39), továbbá segéd hûtõkörrel van ellátva, amelyen át a motoron (31) átáramló hûtõvíz a segédpárologtatón (15) át visszaáramlik a hûtõvízszivattyúba (39), továbbá a hûtõvizet a fõ hûtõkör és a segéd hûtõkör között elosztó, elektromos mûködteté-
sû háromutas szeleppel (37) van ellátva; valamint szabályozóegységgel (61) van ellátva, amellyel az elektromos mûködtetésû háromutas szelepet (37) a hûtõvíz vízhõmérséklete és egy célhõmérséklet közötti hõmérséklet-különbség alapján szabályozzák úgy, hogy a hûtõvizet elosztják a fõ hûtõkör és a segéd hûtõkör között, vagy csak a segéd hûtõkörbe juttatják, valamint amennyiben a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb mint a célhõmérséklet, a szabályozó (61) úgy szabályozza az elektromos mûködtetésû háromutas szelepet (37), hogy a hûtõvizet csak a segéd hûtõkörbe (95) juttatja, és csökkenti a hûtõvízszivattyú (39) fordulatszámát.
1. A találmány tárgya A jelen találmány gázüzemû hõszivattyúval mûködõ légkondicionáló berendezésre vonatkozik, amelyben 20 egy kompresszort hajtunk meg gázmotorral, és különösen olyan megoldásra vonatkozik, amelynek segítségével a gázmotor hûtésére szolgáló hûtõvíz hõmérsékletét fenntartjuk. 25 2. A technika állása Ismeretesek az olyan gázüzemû hõszivattyúval mûködõ légkondicionáló berendezés, amelyek hûtõközegkörrel vannak ellátva, amelyben a kompresszort belsõ égésû gázmotor hajtja meg, továbbá négyutas szelep- 30 pel, valamint egy kültéri hõcserélõvel és egy beltéri hõcserélõ egységgel van ellátva, amelyek egymáshoz egy hûtõközeg-vezetékkel vannak csatlakoztatva, és hûtõvízkörrel van ellátva, amely a hûtõvizet a gázmotorhoz továbbítja egy hûtõvízszivattyú segítségével an- 35 nak érdekében, hogy lehûtse a gázmotort (lásd például JP–A–2003–232582). Továbbá a fent ismertetett légkondicionáló berendezés abban az esetben, ha a hûtõvíz hõmérséklete egy elõre meghatározott hõmérsékleti értékre vagy ez 40 alá csökken, a motor hûtõvíz kimeneti oldala, továbbá a vízhûtõ hûtõszivattyú szívóoldala rövidre záródik annak érdekében, hogy növelje a hûtõvíz hõmérsékletét, valamint háromutas viaszvezérlésû szeleppel (automatikus hõmérséklet-szabályozó szelep) van elrendezve 45 a motor kimeneti oldalán, amely megakadályozza, hogy a hûtõvíz áthaladjon a kültéri hõcserélõn, ezzel szabályozható a hûtõvíz hõmérséklete. Mindazonáltal a hagyományos, fent ismertetett technika egyik hátránya, hogy a költségek magasak, 50 mivel viaszvezérlésû háromutas szelepet kell használni a hûtõvíz hõmérséklet-szabályozásához. Továbbá probléma az is, hogy lehetetlen megfelelõen szabályozni a hûtõvíz hõmérsékletét a viaszvezérlésû háromutas szelepen alapuló hûtõvíz hõmérséklet-szabá- 55 lyozás révén.
víz hõmérsékletét anélkül szabályozza, hogy viaszvezérlésû háromutas szelepet alkalmaznánk. Célkitûzésünket a fõigénypontban foglalt jellemzõk segítségével valósítottuk meg. A célszerû kiviteli alakok az aligénypontokban kerültek megfogalmazásra.
A találmány rövid összefoglalása A találmány egyik célkitûzése az, hogy olyan légkondicionáló berendezést alakítsunk ki, amely a hûtõ- 60 2
A rajzok rövid ismertetése Az 1. ábra a jelen találmány egyik kiviteli alakja szerinti légkondicionáló berendezés kialakítását mutatja be; a 2. ábra a hûtõvíz hõmérséklettartását szabályozó diagramot mutat be; és a 3. ábra a hûtõvíz hõmérséklettartását bemutató diagram. A célszerû kiviteli alakok részletes ismertetése A jelen találmány egyik célszerû kiviteli alakját a továbbiakban a csatolt rajzokra hivatkozással ismertetjük. Az 1. ábra gázüzemû hõszivattyúval mûködõ 100 légkondicionáló kialakítását mutatja be. Az 1. ábrán egy hûtõközegkört szaggatott vonallal, a hûtõvízkört folytonos vonalakkal jelöltünk. A 100 légkondicionálónak 1 beltéri egysége, továbbá egy 3 kültéri egysége, valamint 7 beltéri hõcserélõje van, amelynek 5 áramláselosztója van, valamint 9 ventilátora stb., az 1 beltéri egységben van elhelyezve. Továbbá a 3 kültéri egység mellett 11 kompresszor van elrendezve, ezenkívül egy elektromágneses négyutas 13 szelep, egy segédpárologtató (alpárologtató) 15, egy kültéri 19 hõcserélõ, amely a 17 áramláselosztóhoz van csatlakoztatva, valamint egy 21 ventilátor, egy 72 tágulási szelep stb., amelyek a 3 kültéri egység oldali hûtõközegkör részeit képezik, valamint 31 motor van elrendezve, továbbá 33 kimeneti hõcserélõ, elektromos meghajtású 37 háromutas szelep, egy hûtõvíz 39 szivattyú, amely egy elektromos meghajtású váltóáramú szivattyú, 20 hûtõ (léghõcserélõ) stb., amelyek a hûtõvízkör részeit képezik. Az 1. ábrán 43¹as hivatkozási számmal egy elvezetõ csövet jelöltünk, amely a 33 elvezetõ hõcserélõ belsejéhez van csatlakoztatva, 45¹ös hivatkozási számmal egy invertert jelölünk, amelyet a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámának szabályozására
1
HU 004 587 T2
használunk, 47¹es hivatkozási számmal egy ventilátormotort jelölünk, amellyel a 21 ventilátort hajtjuk meg, valamint 49¹es hivatkozási számmal a 31 motort és a 11 kompresszort egymáshoz csatlakoztató rugalmas tengelykapcsolót jelölünk. A 72 tágulási szelep arra szolgál, hogy szabályozza a 7 beltéri hõcserélõbõl a kültéri 19 hõcserélõbe áramló hûtõközeg mennyiségét, továbbá a 20 hõcserélõ arra szolgál, hogy kivonja a hõt a hûtõvízbõl. A 20 hõcserélõ a 21 ventilátor kimeneti oldalánál van elrendezve a kültéri 19 hõcserélõ egységhez viszonyítva úgy, hogy eltereli a 20 hõcserélõ hõjét, amely a 19 kültéri hõcserélõn jelentkezne. 61 szabályozóegység, amely a 13 négyutas szelep meghajtásának szabályozására, valamint az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelep, a 45 inverter, a 47 ventilátormotor stb., vezérlésére szolgál, a 3 kültéri egységben varrt elrendezve. A 61 szabályozóegységben egy CPU, egy bemeneti/kimeneti interfész, ROM, RAM, egy idõszámláló stb., van elrendezve és a bemeneti interfész a 87 hûtõvízcsõhöz a 31 motor kimeneti oldalánál csatlakoztatott 63 vízhõmérséklet-érzékelõhöz van csatlakoztatva, valamint egy 65 hõcserélõ hõmérséklet-érzékelõ van rögzítve a 19 kültéri hõcserélõhöz, egy 67 távozó hõmérséklet-érzékelõ van illesztve 43 elszívócsõhöz, továbbá kültéri 69 léghõmérséklet érzékelõ van rögzítve a külsõ fal felületéhez stb. Továbbá a 61 szabályozóegység csatlakoztatva van egy szabályozóegységhez (nem látható az ábrán) az 1 beltéri egység oldalon, és ezek a szabályozóegységek egymás között kölcsönösen jeleket küldenek/fogadnak. A továbbiakban a hûtõközeg áramlását mutatjuk be mûködés közben. Hûtési üzemmódban a folyékony hûtõközeg a 71 hûtõközegcsõtõl a 3 kültéri egység oldala felé áramlik, majd ezt követõen áthalad a 72 tágulási szelepen, a 17 áramláselosztón, a 19 kültéri hõcserélõn, a 75 hûtõközegcsövön, a 13 négyutas szelepen, valamint a 77 hûtõközegcsövön a 15 segédpárologtatóba. Ekkor a hûtõközeg felmelegszik, amikor áthalad a 19 hõcserélõn, és a 15 segédpárologtatón. Egy kétkörös hõcserélõ, amelyben a hûtõvíz a hûtõközegcsõ körül kering, van elrendezve mint 15 segédpárologtató, továbbá egy lemezbordás hõcserélõ van elrendezve, amelyben a hûtõközegcsõ és a hûtõvízcsõ egymáshoz vannak csatlakoztatva egy lemezborda révén, amely a 19 kültéri hõcserélõben van elrendezve (lásd 19 kültéri hõcserélõ és 20 hõcserélõ az 1. ábrán). Mindkét 19, 15 hõcserélõben felhevített gáz halmazállapotú hõcserélõ közeg áthalad a 78 hûtõközegcsövön és befolyik a 11 kompresszorba, ahol összenyomódik úgy, hogy a hûtõközeg felhevül. A 11 kompresszorból kilépõ nagy hõmérsékletû hûtõközeg áthalad egy 79 hûtõközegcsövön, a 13 négyutas szelepen, valamint egy 81 hûtõközegcsövön és bejut a 7 beltéri hõcserélõ egységbe az 1 beltéri egység oldalon. Ekkor a hûtõközeg leadja a hõenergiát a beltéri levegõnek, amelyet a 9 ventilátor áramoltat és ennek folytán cseppfolyóssá válik, majd ezt követõen a cseppfolyós hõcserélõ közeg a 71 hõcserélõ csõbõl újra a 3 kültéri egység oldalra kerül.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 3
2
Ahogy fentebb már említettük, a 15 segédpárologtató, amellyel a 31 motor hûtõvizének hõjét hasznosítjuk a hevítés során, valamint a 33 hõelvezetõ hõcserélõ, amellyel a 31 motor kipufogógázának hõjét hasznosítjuk annak érdekében, hogy fûtsünk, a 3 kültéri egységben vannak elrendezve és így még akkor is, hogyha a kültéri hõmérséklet lecsökken a fûtés során, megfelelõ fûtést tudunk biztosítani. Másrészt a hûtési üzem során a négyutas 6 szelepet átkapcsoljuk. Vagyis a nagy hõmérsékletû légnemû hûtõközeg, amely a 11 kompresszorból távozik, áthalad a 79 hûtõközeg-vezetéken, a 13 négyutas szelepen és a 75 hûtõközegcsövön, valamint ezt követõen beáramlik a 19 kültéri hõcserélõbe. Ekkor a hûtõközeg lehûl, és cseppfolyóssá válik a külsõ levegõ alacsony hõmérséklete következtében, amely a 19 kültéri hõcserélõben van. Az így cseppfolyósított hûtõközeg áthalad a 71 hûtõközeg-vezetéken és beáramlik az 1 beltéri egység oldalon lévõ 7 beltéri hõcserélõbe. A hûtõközeg átveszi a hõt a belsõ levegõbõl és elpárolog. Az így elpárolgott hûtõközeg áthalad a 81 hûtõközeg-vezetéken, beáramlik a 3 kültéri egység oldalra újra, majd ezt követõen átáramlik a 13 négyutas szelepen, a 77 hûtõközeg-vezetéken, a 15 segédpárologtatón és a 78 hûtõközeg-vezetéken újra a 78 kompresszorba. Itt a hûtési fázisban a hûtõvíz keringése a 15 segédpárologtatóba megszakad, és így a hûtõközeg nem hevül fel a 15 segédpárologtatóban, kivéve azt az esetet, amikor fûtési üzem megy végbe, vagy azt az esetet, amikor a hûtõvíz hõmérséklete lecsökken. A továbbiakban a hûtõvízkör kialakítását ismertetjük részletesen. Ahogy az 1. ábrán is látható, a hûtõvízkör fõ hûtõvezetéke, amelyben a hûtõvíz elhagyja a 39 hûtõvízszivattyút, áthalad a 33 elszívó hõcserélõn, a 31 motoron, az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelepen és a 20 hõcserélõn, ebben a sorrendben, majd ezt követõen visszaáramlik a 39 hûtõvízszivattyúba és ezenkívül egy segéd hûtõkör van kialakítva, amelyben a hûtõvíz, amely a 31 motorból távozik, áthalad az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelepen, továbbá a 15 segédpárologtatón, majd ezt követõen visszaáramlik a 39 hûtõvízszivattyúba. A hevítési fázis vagy fûtési üzemmód során a hûtõvíz áramlását ismertetjük a következõkben. A 39 hûtõvízszivattyúból távozó hûtõvíz áthalad a 85 hûtõvízvezetéken, majd ezt követõen beáramlik az eltávolító 33 hõcserélõbe, ahol felhevül az égéstermék gázok révén. Ezt követõen az így felhevült hûtõvíz beáramlik a 31 motorba. Miután a hûtõvíz lehûti a 31 motort, a nagy hõmérsékletû hûtõvíz átáramlik a 87 hûtõvízvezetéken, az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelepen, valamint a 89 hûtõvízvezetéken, és beáramlik a 20 hõcserélõbe annak érdekében, hogy hõenergiájától megszabaduljon. Az a hûtõvíz, amely leadja a hõenergiát a 20 hõcserélõbe, áthalad a 91 hûtõvízvezetéken, és visszaáramlik újra a 39 hûtõvízszivattyúba. Itt a fûtési vagy hevítési üzemmód során a nagy hõmérsékletû hûtõvíz nemcsak a 20 hõcserélõn haladhat át, hanem a késõbb ismertetésre kerülõ 15 segédpáro-
1
HU 004 587 T2
logtatón is, és ennélfogva a hûtõközeg másodlagosan is felhevül. Továbbá a hûtési fázisban a nagy hõmérsékletû hûtõvíz csak a 20 hõcserélõn halad át, ahol leadja a hõenergiát. A 19 kültéri hõcserélõ és a 20 hõcserélõ egyetlen egységben helyezhetõk el úgy, hogy ezek a hõcserélõk egyetlen kültéri hõcserélõnek tekinthetõk, amelyek egyaránt elláthatják a hûtõközeg-kondenzátor és a hõcserélõ vagy hûtõ szerepét is. Egy mellék hûtõkörben a hûtõvíz, amely elhagyja a 39 hûtõvízszivattyút, áthalad a 85 hûtõvízvezetéken és beáramlik a 33 eltávolító hõcserélõbe. A hûtõközeget felhevíti az égéstermék gáz, amely ezt követõen beáramlik a 31 motorba. A felfûtés fázisa során a hûtõvíz, amely lehûti a 31 motort, így megnövekedett hõmérsékletû és áthalad a 87 hûtõvízvezetéken, az elektromosan mûködtetett 37 háromutas szelepen, valamint a 95 hûtõvíz csövön, majd ezt követõen beáramlik a 15 segédpárologtatóba annak érdekében, hogy felhevítse a hûtõközeget és így annak átadja hõenergiáját. Az a hûtõvíz, amely átadta a hõenergiát a 15 segédpárologtatóban, áthalad a 97, 91 hûtõvízvezetékeken és egyesül a 91 hûtõvíz csõben. Ezt követõen a hûtõvíz áthalad a 91 hûtõvíz csövön, majd visszaáramlik a 39 hûtõvízszivattyúba. Tekintettel arra, hogy gázüzemû hõszivattyúval mûködtetett légkondicionálóról van szó, ha a légkondicionáló azután lép mûködésbe, miután hosszú ideig állt, a hûtõvíz hõmérséklete alacsony és így a hõcsere a hûtõvíz és a hûtõközeg között a segédpárologtatóban aligha megy végbe. Ennek folytán hosszú idõbe telik, hogy befejezõdjön a felhevítési fázis. Különösen tél közepén, vagy hasonló idõszakban a hevítési fáziskésést szenved. Ennek folytán ebben a kiviteli alakban akkor, amikor a hûtõvíz hõmérséklete alacsony, a hûtõvizet csak a segéd hûtõvízkörön átáramoltatjuk, és ezzel a hûtõvíz hõmérsékletét gyorsan megemeljük. Pontosabban akkor, amikor a hûtõvíz hõmérséklete a 31 motor kimeneténél alacsonyabb, mint a célhõmérséklet (ebben a kiviteli alakban 70 °C), például amikor a 31 motort beindítjuk, miután hosszú ideig állt, a 61 szabályozóegység lezárja az elektromosan mûködtetett 37 háromutas szelep 20 hõcserélõ-oldali bemenetét, miközben kinyitja az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelep 15 segédpárologtató-oldali nyílását és ezzel a teljes hûtõvízmennyiség a segéd hûtõkörben áramlik. Ez azt jelenti, hogy a 15 segédpárologtatóban lévõ hûtõvíz által leadott hõ mennyisége kisebb, mint a fõ hûtõkörben elrendezett 20 hõcserélõben leadott hõmennyiség, és így a hûtõvíz hõmérsékletszintjének csökkenése, amikor a hûtõvíz a segéd hûtõkörben áramlik kisebb, mintha a hûtõvíz a fõ hûtõkörben áramolna. Ennek folytán a hûtõvíz hõmérséklete ebben az esetben magasabb. Itt egy 15 segédpárologtató alkalmazásával, amelynek kisebb hõátadó képessége van, mint a 20 hõcserélõnek, a hûtõvíz által leadott hõ mennyisége, amikor a hûtõvíz a segéd hûtõkörben áramlik, kisebb értékre csökken és a hûtõvíz hõmérséklete jobban növelhetõ.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 4
2
Mindazonáltal, ha a 15 segédpárologtató által leadott hõ mennyisége túlzottan kicsiny, a hûtõközeg nyomásvesztesége megnõ a 19 kültéri hõcserélõ típusának megfelelõen, ami hozzájárul a hûtõkör teljesítménycsökkenéséhez. Ennek folytán ebben a kiviteli alakban egy 99 kerülõcsõ van elrendezve, ahogy az 1. ábrán is látható úgy, hogy a hûtõvíz szétoszlik a 15 segédpárologtató bemeneti oldalán és a hûtõvíz egy része megkerüli a 15 segédpárologtatót. Ennek megfelelõen a hûtõvíz által átadott hõ mennyisége a segéd hûtõkörben alacsonyabb szintre csökken anélkül, hogy növekedne a nyomásveszteség a hûtõközegben, és a hûtõvíz hõmérséklete gyorsan nõhet. Továbbá abban a kialakításban, amelyben a 99 kerülõcsövet alkalmazzuk, ahogy fent ismertettük, a 99 kerülõcsõ átmérõje megfelelõen változtatható úgy, hogy a 15 segédpárologtatóban áramló hûtõvíz áramlási mennyiségének aránya és a 99 kerülõcsõben áramló hûtõvíz aránya változik, és így a segéd hûtõkörben a leadott hõ mennyisége egyszerûen szabályozható. Az elkerülõcsõ átmérõjének változtatása helyett egy, az ábrán nem látható szelepet is elrendezhetünk az elkerülõcsõben, amelynek nyitási foka szabadon szabályozható. Ebben az esetben a 99 elkerülõcsõbe jutó hûtõvíz áramlási mennyisége megoszlik, és szabadon változtatható a szelep nyitási mértékének szabályozásával, és ennélfogva szabályozható a 15 segédpárologtatóba és a 99 kerülõcsõbe áramló hûtõvíz áramlási mennyiségének aránya. Ahogy azt fentebb ismertettük, ha a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelepet úgy szabályozzuk, hogy a hûtõvíz teljes mennyisége a segéd hûtõkörben áramlik, amelynek kisebb hõleadó képessége van, mint a fõ hûtõkörnek, és ezzel a hûtõvíz hõmérsékletét gyorsan növelhetjük annak érdekében, hogy elérje a célhõmérsékletet. Ebben a kiviteli alakban továbbá, ha a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, azon kívül, hogy a hûtõvízkör kapcsolását szabályozzuk, a 39 hûtõvízszivattyút kisebb fordulatszámmal mûködtethetjük, mint a szivattyú fordulatszáma normál üzemben úgy, hogy az az idõ, amíg a hûtõvíz a 31 motorban tartózkodik meghosszabbodik, és a hûtõvíz hõmérséklet-emelkedését elõsegítjük. Ennek megfelelõen a hûtõvíz hõmérséklete korábban elérheti a célhõmérsékletet. Miután a hûtõvíz hõmérséklete elérte a víz célhõmérsékletét, a 61 szabályozóegység fokozatosan kinyitja az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelep 20 hõcserélõ-oldali nyílását úgy, hogy a viszonylag magas hõmérsékletû hûtõvíz beáramlik a 20 hõcserélõbe. Ahogy azt fentebb ismertettük, ebben a kiviteli alakban a hûtõvíz hõmérsékletét gyorsan növelhetjük a célhõmérsékletre közvetlenül a motor indítását követõen, és így a felhevítési ciklus gyorsabban befejezõdhet. Továbbá még akkor is, hogyha tél közepe van, amikor is a külsõ levegõ hõmérséklete lényegesen alacsonyabb, a hulladékhõt visszanyerhetjük a segédpárologtatóban még akkor is, hogyha a hûtõvíz hõmérséklete növek-
1
HU 004 587 T2
szik a felhevítési üzemmódban, és így a felhevítési fázis növekedési jellemzõit javíthatjuk. Továbbá ebben a kiviteli alakban még azután is, hogy a hûtõvíz hõmérséklete elérte a célhõmérsékletet, vagyis még azután is, hogy a felhevítési fázis befejezõdött, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát szabályozhatjuk a külsõ levegõ, valamint a hûtõvíz hõmérsékletének függvényében annak érdekében, hogy szabályozzuk a hûtõvíz áramlási mennyiségét és azért, hogy a hûtõvíz hõmérsékletét a célhõmérsékleten tartsuk úgy, hogy a 31 motor füstgázában lévõ víz nem kondenzálódik a kipufogó vezetékben vagy a 31 motorban (azon a helyen, ahol a kipufogógáz eltávozik a 31 motorból) és nem keveredik össze a motorolajjal, amely iszap képzõdéséhez vezetne. Ebben a kiviteli alakban öt A¹tól E értékelési hõmérséklet tartományt állítunk be a hûtõvíz-hõmérséklet hõmérséklet-tartományainak megfelelõen, valamint a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát a hûtõvíz A¹tól E hõmérséklet tartományai egyikének megfelelõen szabályozzuk, ahogy az a 2. ábrán is látható. Az A¹tól E értékelési hõmérséklet tartományokat a továbbiakban ismertetjük részletesen. Abban az esetben, amikor a pillanatnyi hûtõvíz-hõmérséklet kb. egyenlõ a célhõmérséklettel, vagyis szükségtelen a hûtõvíz hõmérsékletének hõmérsékletszabályozása, akkor C hõmérsékletszintet állítunk be, abban az esetben, amikor a hûtõvíz pillanatnyi hõmérséklete alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, akkor elõre meghatározott B értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, továbbá abban az esetben, amikor a hûtõvíz pillanatnyi hõmérséklete elõre meghatározott hõmérséklettel alacsonyabb, mint a B értékelési hõmérsékletszint, akkor A értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, továbbá abban az esetben, hogyha a hûtõvíz pillanatnyi hõmérséklete elõre meghatározott hõmérséklettel magasabb, mint a célhõmérséklet, akkor D értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, valamint abban az esetben, amikor a hûtõvíz pillanatnyi hõmérséklete elõre meghatározott hõmérsékleti értékkel még magasabb, mint a D értékelési hõmérsékletszint, akkor E értékelési hõmérsékletszintet állítunk be. Továbbá a hûtõvíz kívánt hõmérsékleti állapota, vagyis a hûtõközeg hevítésére használt hûtõvíz hûtési üzemben és a hevítési üzemben mutatkozó különbözõsége szerint így különbözõ hõmérséklet-tartományokat állítunk be minden egyes A¹tól E értékelési hõmérsékletszintnek megfelelõen a hûtési üzemben és a hevítési üzemben. Továbbá még a hevítési üzem során is különbözõ hõmérséklet-tartományokat állítunk be a külsõ levegõ hõmérsékletének megfelelõen. A hûtési üzem során vagy a hevítési üzem során, illetve akkor, amikor a külsõ levegõ hõmérséklete magasabb, mint 5 °C, valamint amikor a hûtõvíz hõmérséklete egyenlõ a célhõmérséklettel, akkor C értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, valamint abban az esetben, amikor a hûtõvíz hõmérséklete 2 °C¹kal alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, akkor B értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, valamint abban az esetben, amikor a hûtõvíz-hõmérséklet 10 °C¹kal alacso-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 5
2
nyabb, mint a célhõmérséklet, akkor A értékelési hõmérsékletszintet állítunk be. Továbbá abban az esetben, amikor a hûtõvíz hõmérséklete 10 °C¹kal meghaladja a célhõmérsékletet, akkor D értékelési hõmérsékletszintet állítunk be és abban az esetben, amikor a hûtõvíz hõmérséklete 20 °C¹kal meghaladja a célhõmérsékletet, akkor E értékelési hõmérsékletszintet állítunk be. Másrészt a felhevítés fázisa során és akkor, amikor a külsõ levegõ hõmérséklete nem magasabb, mint 5 °C, és abban az esetben, hogyha a hûtõvíz hõmérséklete 2 °C¹kal alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, akkor C értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, abban az esetben, amikor a hûtõvíz hõmérséklete 5 °C¹kal alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, akkor B értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, abban az esetben, amikor a hûtõvíz hõmérséklete 10 °C¹kal alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, akkor A értékelési hõmérsékletszintet állítunk be, abban az esetben, amikor a hûtõvíz hõmérséklete egyenlõ a célhõmérséklettel, akkor D hõmérsékletszintet állítunk be, és abban az esetben, amikor a hûtõvíz hõmérséklete 10 °C¹kal meghaladja a célhõmérsékletet, akkor E értékelési hõmérsékletszintet állítunk be. Ahogy azt fentebb már ismertettük, ha a hûtõvíz hõmérséklete B vagy A értékelési hõmérsékletszinten van, annak érdekében, hogy jelezzük, hogy a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát fokozatosan csökkentjük azért, hogy növeljük a hûtõvíz hõmérsékletét. Például amikor a hûtõvíz pillanatnyi hõmérséklete a B és C értékelési hõmérsékletszintek között van, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát minden 200 másodpercben 100 fordulat/perc értékkel csökkentjük mindaddig, amíg a hûtõvíz hõmérséklete egyenlõ nem lesz a C értékelési hõmérsékletszinttel, vagy ennél nagyobb. Továbbá, amikor a hûtõvíz hõmérséklete az A és B értékelési hõmérsékletszintek között van, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát tovább csökkentjük, 100 fordulat/perccel. Másrészt, amikor a hûtõvíz hõmérséklete egyenlõ az A értékelési hõmérséklettel vagy ennél kisebb, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát csak 200 fordulat/perccel csökkentjük. Ennek eredményeként, minthogy a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb, mint a C értékelési hõmérséklet, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát csökkentjük, és nagyobb sebességet érünk el a hûtõvíz hõmérséklet-növekedésében, és így a hûtõvíz hõmérséklete gyorsan eléri a célhõmérsékletet. Másrészt viszont, amikor a hûtõvíz hõmérséklete a D és E értékelési hõmérsékletszintek között van, annak érdekében, hogy jelezzük azt, hogy a hûtõvíz hõmérséklete nagyobb, mint a célhõmérséklet, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát fokozatosan növeljük annak érdekében, hogy visszaszorítsuk a hûtõvíz hõmérsékletének növekedését. Például, amikor a hûtõvíz pillanatnyi hõmérséklete a D és E értékelési hõmérsékletszintek között van, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát 200 másodpercenként 100 fordulat/perccel növeljük mindaddig, amíg a hûtõvíz hõmérséklete egyenlõ nem lesz D értékelési hõmérséklettel vagy ennél kisebb. Továbbá, amikor a hûtõvíz hõmérséklete egyen-
1
HU 004 587 T2
lõ az E értékelési hõmérsékletszinttel vagy ennél nagyobb, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát mindössze 100 fordulat/perccel tovább csökkentjük. Ennek eredményeként, minthogy a hûtõvíz hõmérséklete nagyobb, mint a célhõmérséklet, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát növeljük, és a hûtõvíz hõmérséklet-növekedését visszaszorítjuk úgy, hogy a hûtõvíz hõmérséklete gyorsan lecsökken a célhõmérsékletre. Az A¹tól E értékelési hõmérsékletek beállítása a 2. ábrán látható, és a 39 hûtõvízszivattyú növekedési mennyisége (csökkenési mennyisége) a 3. ábrán látható példákkal illusztrálva, és ezek megfelelõen változtathatók a 100 légkondicionáló teljesítményének megfelelõen, vagy a 39 hûtõvízszivattyú típusa szerint. Továbbá a hûtési fázis során a hûtõvizet csak a 20 hõcserélõn át cirkuláltatjuk a fõ hûtõkörben anélkül, hogy a segéd hûtõkörben cirkuláltatnánk és a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát célszerûen úgy szabályozzuk, hogy ezzel fenntartsuk a hûtõvíz hõmérsékletének szabályozását. Ekkor, hacsak a hûtõvíz hõmérséklete nem emelkedett, akár a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszám szabályozása révén is, a hûtõvizet kettéosztjuk a segéd hûtõkörbe annak érdekében, hogy javítsuk a hûtõvíz-hõmérséklet növelését. Ahogy azt fentebb már ismertettük, ebben a kiviteli alakban a hûtõközegkör 15 segédpárologtatóval van ellátva, amelyben a 31 motor hûtõvize cirkulál, és a hûtõközegkört is elláttuk fõ hûtõkörrel, amelyben a hûtõvíz, amely áthalad a 31 motoron, áthalad a 20 hõcserélõn is a 39 hûtõvízszivattyúba, valamint a hûtõvizet a fõ hûtõkörbe és segéd hûtõkörbe juttató 39 elektromos mûködtetésû háromutas szivattyún is. Amikor a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, az elektromos mûködtetésû 37 háromutas szelepet a hûtõvíz hõmérséklete és a célhõmérséklet közötti hõmérséklet-különbség alapján vezéreljük úgy, hogy a hûtõvizet mind a fõ hûtõkörbe, mind pedig a segéd hûtõkörbe áramoltatjuk, vagy a hûtõvíz teljes mennyiségét a segéd hûtõkörbe juttatjuk és a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát csökkentjük. Ennek folytán a következõ hatásokat érhetjük el. A hûtõvizet a segéd hûtõkörbe juttatjuk, amelynek kisebb hõleadási képessége van, mint a fõ hûtõkörnek, továbbá a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát úgy csökkentjük, hogy a hûtõvíz áramlási mennyisége csökkenjen. Ennek folytán a hõátadás a 20 hõcserélõben csökken és a 31 motorban lappangó hûtõvíz lappangási ideje meghosszabbodik úgy, hogy a 31 motorból kivont hõ is növekszik. Ennek folytán a hûtõvíz hõtartalmának csökkenése és a hûtõvíz hõjének növelése javul úgy, hogy a hûtõvíz hõmérsékletét gyorsan növelhetjük. Különösen felmelegítési fázisban vagy hasonló fázisban, a hûtõvíz teljes hõmennyiségét a segéd hûtõkörbe juttatjuk annak érdekében, hogy minimalizáljuk a hûtõvíz hõveszteségét úgy, hogy a hûtõvíz hõmérséklete gyorsan elérje az elõre meghatározott célhõmérsékletet és így a felmelegítési mûvelethez szükséges idõ rövidül. Továbbá, miután a felmelegítési fázis befejezõdött, még akkor is, hogyha a hûtõvíz hõmérséklete a 31 mo-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60 6
2
tor fordulatszámának csökkentése miatt csökken, a hûtõvíz hõmérsékletének növekedése fokozható a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámának csökkentésével. Ekkor felhevítési fázisban a hûtõvíz-hõmérséklet és a célhõmérséklet közötti hõmérséklet-különbség alapján a hûtõvizet mind a fõ hûtõkörbe, mind pedig a segéd hûtõkörbe juttatjuk, vagy a hûtõvíz teljes mennyiségét a segéd hûtõkörbe juttatjuk és ezzel a hûtõvíz hõleadásának mennyiségét szabályozhatjuk és a hûtõvíz hõmérsékletét pontosan szabályozhatjuk. Másrészt, a hûtési fázis folyamán annak érdekében, hogy megakadályozzuk a hûtési teljesítmény szétoszlását, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát csökkentjük, miközben a teljes hûtõvízmennyiséget cirkuláltatjuk a fõ hûtõkör 20 hõcserélõjén keresztül, amikor a hûtõvíz hõmérséklete csökken és ezzel elõsegítjük a hûtõvíz hõmérsékletének növekedését. Amikor a hûtõvíz hõmérsékletét nem segítjük növelni, a hûtõvizet a segéd hûtõjáratba juttatjuk, hogy csökkentsük a hûtõvíz hõveszteségét és ezzel elõsegítjük a hûtõvíz hõmérsékletének növekedését. Ahogy fentebb már ismertettük, ebben a kiviteli alakban a hûtõvíz hõmérsékletét szabályozhatjuk mind a hûtõvíznek a fõ hûtõkörbe és segéd hûtõkörbe történõ juttatásával, mind pedig a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámának szabályozásával és így a technika állásával ellentétben nincs szükség viaszos háromállású szelep alkalmazására úgy, hogy a költségeket ezzel csökkenthetjük. Továbbá ebben a kiviteli alakban, amikor a hûtõvíz vízhõmérséklete nagyobb, mint a célhõmérséklet, a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát növeljük a hûtõvízhõmérséklet és a célhõmérséklet közötti hõmérsékletkülönbség alapján. Ennek folytán a hûtõvíz hõmérsékletének növelésén kívül lehetõség van arra is, hogy csökkentsük a hõmérséklet emelkedését. Ennek megfelelõen a hûtõvíz hõmérsékletét a célhõmérsékleten tarthatjuk. Ebben a kiviteli alakban a segéd hûtõkörön át áramló hûtõvizet szétosztjuk a segéd hûtõkör, valamint a 99 elkerülõvezeték között annak érdekében, hogy a hûtõvíz elkerülje a 15 segédpárologtatót. Ennek folytán a hûtõvíz hõvesztesége a hûtõkörben csökken, mégpedig egy alacsony szintre anélkül, hogy nõne a hûtõközeg nyomásvesztesége és a hûtõvíz hõmérsékletét gyorsan növelhetjük. A jelen találmány nem korlátozódik a fent ismertetett kiviteli alakra, és bármilyen módosítása elképzelhetõ anélkül, hogy eltérnénk a jelen találmány oltalmi körétõl. Például a fenti kiviteli alakban a 99 elkerülõvezeték alkalmazásával a segéd hûtõkörben, a hûtõvíz hõveszteségét a 15 segédpárologtatóban csökkentjük. Mindazonáltal a jelen találmány nem korlátozódik erre a módszerre. Például amikor a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb mint a célhõmérséklet, a 15 segédpárologtatóba beáramló hûtõközeg mennyiségét csökkenthetjük, szûkítve a 72 tágulási szelepet, és ezzel a 15 segédpárologtatóban lévõ hûtõvíz hõveszteségét csökkentjük. Továbbá a 72 tágulási szelep nyitásának mértékét szabályozhatjuk, amennyiben 99 elkerülõvezetéket alkalmazunk.
1
HU 004 587 T2
Továbbá a fent ismertetett kiviteli alakban váltóáramú szivattyút alkalmaztuk, mint 39 hûtõvízszivattyút, és a 39 hûtõvízszivattyú fordulatszámát 45 inverterrel szabályoztuk. Mindazonáltal a jelen találmány nem korlátozódik erre a módszerre, és módosítható úgy, hogy egyenáramú szivattyút alkalmazunk 39 hûtõvízszivattyúként, és a fordulatszámot nem 45 inverterrel szabályozzuk. Továbbá 15 segéd hõcserélõként lemezbordás hõcserélõt alkalmazhatunk.
5
10
SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Légkondicionáló berendezés, amely motor (31) által meghajtott kompresszort (11), valamint négyutas szelepet (13), hûtõközegcsõvel egymással összekötött külsõ kültéri hõcserélõt (19) és beltéri hõcserélõt (7), valamint a motor (31) hûtõvízzel történõ ellátására szolgáló, hûtõvízszivattyúval (39) mûködtetett hûtõvízkört tartalmazó hûtõközegkörrel van ellátva, ahol a hûtõközegkör továbbá olyan segédpárologtatóval (15) van ellátva, amelyben a motor (31) hûtõvize cirkulál; valamint a hûtõvízkör fõ hûtõkörrel van ellátva, amelyen át a motoron (31) átáramló hûtõvíz visszaáramlik a kültéri hõcserélõn (19) át a hûtõvízszivattyúba (39), továbbá segéd hûtõkörrel van ellátva, amelyen át a motoron (31) átáramló hûtõvíz a segédpárologtatón (15) át visszaáramlik a hûtõvízszivattyúba (39), továbbá a hûtõvizet a fõ hûtõkör és a segéd hûtõkör között elosztó, elektromos mûködtetésû háromutas szeleppel (37) van ellátva; valamint szabályozóegységgel (61)
15
20
25
30
7
2
van ellátva, amellyel az elektromos mûködtetésû háromutas szelepet (37) a hûtõvíz vízhõmérséklete és egy célhõmérséklet közötti hõmérséklet-különbség alapján szabályozzuk úgy, hogy a hûtõvizet elosztjuk a fõ hûtõkör és a segéd hûtõkör között, vagy csak a segéd hûtõkörbe juttatjuk, azzal jellemezve, hogy amennyiben a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb mint a célhõmérséklet, a szabályozó (61) úgy szabályozza az elektromos mûködtetésû háromutas szelepet (37), hogy a hûtõvizet csak a segéd hûtõkörbe (95) juttatja, és csökkenti a hûtõvízszivattyú (39) fordulatszámát. 2. Az 1. igénypont szerinti légkondicionáló berendezés, azzal jellemezve, hogy amennyiben a hûtõvíz vízhõmérséklete magasabb, mint a célhõmérséklet, a szabályozóegység a hûtõvíz hõmérséklete és a célhõmérséklet közötti hõmérséklet-különbség függvényében növeli a hûtõvízszivattyú fordulatszámát. 3. Az 1. igénypont szerinti légkondicionáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a segéd hûtõkör továbbá el van látva egy kerülõvezetékkel (99), amelyen át a segéd hûtõkörben áramló hûtõvíz szét van osztva úgy, hogy a hûtõvíz megkerüli a segédpárologtatót (15). 4. Az 1. igénypont szerinti légkondicionáló berendezés, azzal jellemezve, hogy a hûtõközegkör továbbá tágulási szeleppel (72) van ellátva, amely a kültéri hõcserélõn (19) át áramló, és a segédpárologtatóba (15) jutó hûtõközeg áramlási mennyiségét szabályozza, és amennyiben a hûtõvíz hõmérséklete alacsonyabb, mint a célhõmérséklet, a szabályozóegység (61) úgy csökkenti a tágulási szelep (72) nyitásának mértékét, hogy a segédpárologtatóba (15) áramló hûtõközeg áramlási mennyisége csökken.
HU 004 587 T2 Int. Cl.: F25B 13/00
8
HU 004 587 T2 Int. Cl.: F25B 13/00
9
HU 004 587 T2 Int. Cl.: F25B 13/00
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Törõcsik Zsuzsanna Windor Bt., Budapest
