可变能量的气、水冷式的冷冻空调热交换系统及其控制方法技术方案

一种具有可变能量的气、水冷式并用的冷冻空调热交换系统及其控制方法。该冷冻空调热交换系统的冷凝器包括一气冷式热交换管排、一水雾产生装置，一可变速送风装置、一感测组及一控制装置。其控制方法是在侦测热交换过程中热交换管排内冷媒的冷凝温度，做为其判断采用何种模式进行热交换的主要依据，亦可同时参酌大气进出热交换管排的温度差值做为其次要依据，经由控制装置选取适当的热交换运转模式，以最低热污染下，做最佳化效率运转。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关一种具有可变能量的气、水冷式并用的冷冻空调热交换系统及其控制方法，藉由气冷式、水冷式不同的热交换装置的运转模式控制，达到对大气环境的热污染降至最低状态，同时亦能兼顾到使该冷冻空调热交换系统做到最佳化效率运转。现有空调机其热交换(又称排热)装置及其系统，对于热量的排放有二种方式，一为气冷式，另一为水冷式。在使用上，气冷式热交换装置因是属于显热交换的一种模式，无论是产业上的热交换制程或冷冻空调系统运转的流程，最终皆需将热排放于大气之中，而显热交换往往造成热排放区域的温度上升，当排放量过大时，即产生所谓区域性热岛效应的热污染，不但造成热交换效率低落甚至无法顺畅运转，且更严重者则影响该区域人民生活品质与冷气的运转费用。至于水冷式热交换装置(如附图说明图1所示)，该冷却水塔6利用冷却水的蒸发来排除潜热量，是属潜热交换的一种模式，将热交换过程中的热能使水转化为水蒸气排放于大气之中，虽不致造成区域性的热污染(潜热交换过程中，温度不变)，但近年来由于冷却水塔所产生的退伍军人症，又使大家的选择多一份的顾虑，虽有许多厂商推出抑制或杀灭退伍军人症病菌的添加剂，但这些添加剂的残留成份是否亦会随着水蒸气的散播，造成另一种伤害与环境污染，亦是值得深思的问题。另外水冷式热交换过程必需耗用大量的水，在水资源日益枯竭的今天，亦是采用水冷式热交换装置必需多加思考的问题。所有热交换过程，随着外界环境的变动与其系统本身负荷的变动，事实上其热交换量是有很必要随着整体能量的变动，采用最佳的热交换方式，使热交换效率无论在任何状态下皆能维持在最高的状态，尤其更要将因热交换所产生的各种热污染，控制在最低甚至于趋近于零热污染的状况下。例如当大气环境属于干、热状态，气温非常高，若采用气冷式不但效率低，且容易造成更严重的热污染问题。若采用水冷式，则可获得相当好的效果，若能在用水的节约与病菌的滋生加以严格控制，则水冷将是一个明智的抉择。当大气环境属于湿、冷状态，气温低，若采用气冷式热交换装置(例如图2所示的气冷式热交换器，习称气冷式冷凝器)，不但不会造成热污染事件，更可适度的使区域的温度回升，此时较需注意的反而是防止过量热交换，使被热交换物产生“过冷”的问题，将热交换量控制在最适当的范围内，让系统无论在任何状态下，皆能维持在最高效率状况下运转，此状态下，单纯采用气冷的方式即是最佳的选择，根本不用考虑采用水冷的方式。当大气环境属于上述两种状态的快速转换期，或刚好介于两种状态的中间状态时，则两种热交换方式，即有必要能具备随时依大气形态或依其热交换最终排放于大气中的状态转换，以使系统无论在任何状态下皆能采用最佳的方式运转，使系统效率皆能维持在最高状况下。本专利技术人基于上述创作理念，针对现有冷冻空调热交换系统的既有缺点，历经无数次的测试与改进，终于完成本专利技术的创作。因此，本专利技术的创作目的一、提供一种可对大气环境的热污染效应降至最低的冷冻空调热交换系统及其控制方法，以解决现有单一气冷式或水冷式的热交换装置使用的缺失。二、提供一种可变能量的有效运用气冷式及水冷式热交换装置做交替并用的冷冻空调热交换系统及其控制方法，并使该冷冻空调热交换系统为最佳效率运转。三、提供一种可节约用水、防止病菌滋生与有害物质散播的冷冻空调系统及其控制方法，使获得省水、节能、环保等多重效益的高效率运转。为达上述目的，本专利技术的技术方案是一种具有可变能量的气、水冷式并用的冷冻空调热交换系统，包括冷凝器、蒸发器、压缩机和冷媒流量控制器，其特征是该冷凝器包括一气冷式热交换管排、一水雾产生装置，一可变速送风装置，一感测组及一控制装置，其中一气冷式热交换管排，为一散热管排所构成，具有一进入端及一流出端，可供冷冻空调热交换系统的循环冷媒或热交换媒质自该进入端流进而由该流出端流出，构成一热交换循环管路，而于该装置的的底部设有一集水盘；一水雾产生装置，为一提供辅助潜热散热的水冷式散热装置，在一供水管路上，位于气冷式热交换管排的外侧管路部分，设有一喷水段，并于该喷水段的管体上设有多个细孔，以使其出水构成一水雾状态，并由一水阀接受一控制装置的控制与驱动，以管制该喷水段的出水操控；一可变速送风装置，包括一变速风扇马达，装设于气冷式热交换管排的前方，接受一控制装置的控制而做变速运转；一感测组，是由一个或一个以上的感测器所组成，分别装于各预设位置测取各项感测值，并将所测得的数值传输至控制装置；一控制装置，根据感测组的各感测器所传输的各感测值与设定单元所设定的设定值进行比对后，按预设的控制模式，对本系统中各元件及其装置进行驱动作动的控制。一种具有可变能量的气、水冷式并用的冷冻空调热交换系统的控制方法，其特征是其中第一种控制方法，是在侦测热交换过程中热交换管排内冷媒的冷凝温度，做为其判断采用何种模式进行热交换的依据，并按以下方式进行控制A.当TAC≥TSC+X时，水雾产生装置的水阀打开，水阀打开的时间取最大值MAX，而变速马达全速运转，此阶段为一气、水冷式并用进行散热状态；B.当TSC＜TAC＜TSC+X时，水阀打开，其打开时间取ΔT做为水阀打开的时间参数，变速马达转速与TAC成正比例无段变速，此阶段为一气、水冷式并用进行散热状态；D.当TAC≤TSC时，水阀关闭，变速马达以最低转速运转，此阶段为一冷式进行散热状态。除侦测热交换过程中热交换管排内冷媒的冷凝温度，为其判断采用何种模式进行热交换的主要依据外，亦同时参酌大气进入热交换管排的温度TA01做为次要依据，以形成第二种控制方法，并按以下方式进行控制A.当TA01＞TS01+X，且TAC＞TSC+X时，水阀打开，其打开时间取最大值MAX，变速马达则全速运转，此阶段是利用水冷式的水雾蒸发效果来辅助气冷式热交换管排迅速降温，为一气冷式及水冷式并用进行散热；B.当TA01≤TS01+X时；I.水阀依下列情况作动a.当TA01≥TS01+X时水阀打开，直至TA01≤TS01时，水阀才关闭；b.当TA01≤TS01时，水阀是关闭状态，直至TA01≥TS01+X时，水阀才打开；II.变速马达的转速，则依下列情况作动a.当TAC＞TSC+X时，变速马达全速运转，此阶段是采用气、水冷式并用进行散热；b.当TSC≤TAC≤TSC+X时，变速马达的转速则与TAC的值成正比例，此阶段采用气、水冷式并用进行散热；c.当TAC≤TSC时，变速马达的转速则以最低转速运转，此阶段采气冷式进行散热。除侦测热交换过程中热交换管排内冷媒的冷凝温度，为其判断采用何种模式进行热交换的主要依据外，亦同时参酌大气通过热交换管排的温度TA02做为次要依据，以形成第三种控制方法，并按以下流程进行控制A.当TA02＞TS02+X，且TAC＞TSC+X时，水阀打开，其打开时间取最大值MAX，变速马达则全速运转，此阶段是利用水冷式的水雾蒸发效果来辅助气冷式热交换管排迅速降温，为一气冷式及水冷式并用进行散热；B.当TA02≤TS02+X时；I.水阀依下列情况作动a.当TA02≥TS02+X时水阀打开，直至TA02≤TS02时，水阀才关闭；b.当TA02≤TS02时，水阀是关闭状态，直至TA02≥TS02+X时，水阀才打开；II.变速马达的转速，则依下列情况作动；a.当TAC＞TSC+X时，变速马达全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有可变能量的气、水冷式并用的冷冻空调热交换系统，包括冷凝器、蒸发器、压缩机和冷媒流量控制器，其特征是该冷凝器包括一气冷式热交换管排、一水雾产生装置，一可变速送风装置，一感测组及一控制装置，其中： 一气冷式热交换管排，为一散热管排所构成，具有一进入端及一流出端，可供冷冻空调热交换系统的循环冷媒或热交换媒质自该进入端流进而由该流出端流出，构成一热交换循环管路，而于该装置的的底部设有一集水盘； 一水雾产生装置，为一提供辅助潜热散热的水冷式散热装置，在一供水管路上，位于气冷式热交换管排的外侧管路部分，设有一喷水段，并于该喷水段的管体上设有多个细孔，以使其出水构成一水雾状态，并由一水阀接受一控制装置的控制与驱动，以管制该喷水段的出水操控； 一可变速送风装置，包括一变速风扇马达，装设于气冷式热交换管排的前方，接受一控制装置的控制而做变速运转； 一感测组，是由一个或一个以上的感测器所组成，分别装于各预设位置测取各项感测值，并将所测得的数值传输至控制装置； 一控制装置，根据感测组的各感测器所传输的各感测值与设定单元所设定的设定值进行比对后，按预设的控制模式，对本系统中各元件及其装置进行驱动作动的控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁国亮，
申请(专利权)人：煜丰企业有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]