專利名稱：冷凝器風扇配置及其控制方法
冷凝器風扇配置及其控制方法技術(shù)領(lǐng)域一般而言，本發(fā)明涉及一種用于供暖、通風和空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)的冷 背景技術(shù)HVAC系統(tǒng)通常包括具有至少一個蒸發(fā)器、至少一個冷凝器和至少一臺 壓縮機的閉環(huán)制冷系統(tǒng)。當制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器時，制冷劑從待冷卻的傳熱流 體中吸收熱量并由液相變?yōu)檎魵庀?。制冷劑流出蒸發(fā)器以后流到壓縮機、然 后流經(jīng)冷凝器、之后流經(jīng)膨脹閥而回到蒸發(fā)器，重復所述制冷循環(huán)。待冷卻 流體在分開的流體通道中流過蒸發(fā)器并通過制冷劑蒸發(fā)而被冷卻。然后可將 被冷卻的流體送往分配系統(tǒng)，以冷卻需進行空氣調(diào)節(jié)的空間，或者可以用于 其他制冷目的。大容量的HVAC系統(tǒng)可以包括多個制冷劑回路或多臺連接在制冷劑環(huán) 路中的壓縮機?？蓪⑹褂枚嗯_壓縮機的空冷制冷系統(tǒng)安置成串行(并行)， 通常采用尺寸能處理全部壓縮機同時運轉(zhuǎn)時的負荷的單個冷凝器盤管。若系 統(tǒng)中的壓縮機沒有全部運轉(zhuǎn)，將導致冷凝器具有過多的熱交換能力，實際上 冷凝器盤管對于系統(tǒng)運行而言尺寸過大。更糟的是，為了滿足對現(xiàn)代制冷系 統(tǒng)效率需求的不斷提高，相對于系統(tǒng)的滿負荷需求，常常將冷凝器盤管制造 得過大，隨之也相應(yīng)增加了空氣流。通常將這些系統(tǒng)中的冷凝器安裝在室外 和/或承受室外環(huán)境條件尤其是溫度條件之處。當室外環(huán)境溫度降低時，從冷 凝器內(nèi)的制冷劑帶走的環(huán)境熱量增加。從冷凝器帶走的熱量的增加可能導致 通向壓縮機的吸入管路處的制冷劑壓力下降。壓縮機的吸入壓力下降將導致 蒸發(fā)器處的制冷劑溫度降低。但是，若蒸發(fā)器處的制冷劑溫度變得太低，系 統(tǒng)的性能將惡化。如果吸入壓力下降得太低，系統(tǒng)可能出現(xiàn)如蒸發(fā)器凍結(jié)、 壓縮機中液體堵塞和/或系統(tǒng)不穩(wěn)定之類的問題。除因冷凝器盤管尺寸過大而引起的問題外，還需要降低冷凝器"容量" 來維持系統(tǒng)正確運行。提供良好的系統(tǒng)控制和彌補由盤管尺寸過大而引起的 過度冷卻的問題的 一種途徑包括使用可變速度的冷凝器風扇，以控制冷凝器 盤管上方的空氣流。當掠過盤管上方的空氣量減少時，發(fā)生在盤管處的傳熱 量就減少。因此，冷凝器內(nèi)的制冷劑溫度和系統(tǒng)的壓力增大，以便在系統(tǒng)性 能不出現(xiàn)問題的情況下蒸發(fā)器能冷卻傳熱流體。使用可變速度的冷凝器風扇 存在缺點是其價格昂貴并需要復雜的布線和控制。用于冷凝器空氣流控制的 一種可供選擇的方法是使用多臺小型冷凝器風扇，這些風扇可以根據(jù)需要運轉(zhuǎn)或不運轉(zhuǎn)。但是，多臺小型冷凝器風扇產(chǎn)生的氣流呈梯級(step)狀，并根據(jù)啟動的風扇數(shù)量在冷凝器處提供預定等級的制冷能力。為了提供充分的 控制，需要的風扇量和獨立控制每臺風扇的控制量都非常大，因此，價格昂 貴，且需要復雜的布線和/或控制。當冷凝器空氣的環(huán)境溫度下降時，尺寸過大的空冷冷凝器往往導致系統(tǒng) 性能急劇下降。為使這些系統(tǒng)更有效而可靠地運行，必須使發(fā)生在冷凝器處 的冷卻量隨環(huán)境溫度下降而減少。如上所述，在較低環(huán)境溫度下改變冷凝器 盤管性能的常規(guī)做法是以減少運轉(zhuǎn)風扇的數(shù)量的方式來控制使用多臺冷凝 器風扇。隨著運轉(zhuǎn)風扇數(shù)量的減少，經(jīng)過冷凝器盤管吸入的空氣量同樣也減 少。遺憾的是，為了提供合格的控制，特別是在低環(huán)境溫度下，必須使用大量的冷凝器風扇，或者可能出現(xiàn)過多的風扇周期性工作(fan cycling )。過多 的風扇周期性工作增大了運行冷凝器所需的能量并增大了風扇的磨損，這樣 將增加維修費用。這種過多的風扇周期性工作源于啟動某臺風扇時與使同一 臺風扇停止運轉(zhuǎn)時相比，運行的環(huán)境溫度范圍具有明顯的差額。例如，對于 一個具有啟動了單臺風扇的系統(tǒng)而言，運行的環(huán)境溫度范圍可以是 20T-35°F。然而，對于啟動了兩臺風扇的同樣的系統(tǒng)而言，可包括的運行 環(huán)境溫度范圍為45T-60°F。如果環(huán)境溫度約介于35。F和45下之間，這種冷 凝器系統(tǒng)將出現(xiàn)運行問題。在這種溫度范圍內(nèi)，所述第二個冷凝器風扇可能 由于較小的溫度變化而反復循環(huán)。因此，需要一種在高效率的冷凝器中能改善低環(huán)境溫度運行和可靠性的 方法和設(shè)備，同時不會犧牲高環(huán)境溫度性能和總系統(tǒng)效率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及用于控制冷凝器溫度和冷凝器壓力的冷凝器配置和采用這 種冷凝器配置的HVAC系統(tǒng)。該冷凝器配置包括冷凝器盤管和多臺設(shè)置在冷
凝器盤管附近的風扇。所述多臺風扇被安排和設(shè)置成使流過冷凝器盤管的空 氣循環(huán)。從冷凝器盤管表面延伸的至少一塊隔板被定位在所述多臺風扇的相 鄰風扇之間并形成多條通道。所述多條通道包括裝有所述多臺風扇中的多臺 相鄰風扇的變流通道，以控制經(jīng)過該通道的空氣流。該冷凝器配置還包括控 制多臺風扇運轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)被配置成根據(jù)4全測到的條件獨立控 制多臺風扇中的每臺風扇。本發(fā)明還涉及一種控制冷凝器壓力的方法。該方法包括提供冷凝器配 置，該冷凝器配置具有冷凝器盤管、多臺設(shè)置在冷凝器盤管附近的風扇、和 從冷凝器盤管表面延伸的多條通道。所述多條通道包括裝有多臺風扇中的多 臺相鄰風扇的變流通道，以控制經(jīng)過該通道的空氣流。通過啟動多臺風扇中 的一或多臺，使空氣循環(huán)流過冷凝器盤管。檢測冷凝器盤管內(nèi)的制冷劑條件 或流向冷凝器盤管的入口空氣的條件。根據(jù)檢測到的條件使變流通道的多臺 風扇中的至少一臺風扇停止運轉(zhuǎn)，以減少經(jīng)過冷凝器盤管的空氣流。多臺風 扇中的至少一臺運轉(zhuǎn)的風扇從靠近所述至少一臺停止運轉(zhuǎn)的風扇的附近區(qū) 域吸引旁路空氣，以進 一 步減少經(jīng)過冷凝器盤管的空氣流。本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，可顯著減少冷凝器風扇周期性工作，甚至在最 低環(huán)境溫度的情況下能完全消除所述周期性工作。本發(fā)明的另一優(yōu)點在于，通過改善冷凝器風扇級(fan stage)之間冷凝器性能的重疊情況來改進系統(tǒng)的控制。本發(fā)明的再一優(yōu)點在于，可以使用很少的冷凝器風扇來降低系統(tǒng)成本。 通過下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將更為明顯，這些附圖通過示例形式圖示出了本發(fā)明的原理。


圖1示出了本發(fā)明的用于HVAC或冷卻器系統(tǒng)中的一實施例； 圖2示出了本發(fā)明的冷凝器配置的一實施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例運行的圖2所示的冷凝器配置的所述實 施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例運行的圖2所示的冷凝器配置的所述 實施例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例運行的圖2所示的冷凝器配置的所述 實施例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明再一實施例運行的圖2所示的冷凝器配置的所述 實施例；圖7示了本發(fā)明的冷凝器配置的一可供選擇的實施例。只要可能，在全部附圖中相同的附圖標記用來表示相同或者類似的部件。
具體實施方式
圖1示出了可應(yīng)用于本發(fā)明的常規(guī)系統(tǒng)。如圖所示，HVAC、制冷或液 體冷卻器系統(tǒng)IOO有兩臺連入相應(yīng)制冷劑回路中的壓縮機，但是應(yīng)該理解， 系統(tǒng)IOO可設(shè)有兩臺以上的壓縮才幾，以4更提供期望的系統(tǒng)負荷。系統(tǒng)100包 括串聯(lián)或者并聯(lián)運行的第一壓縮機102和第二壓縮機103;冷凝器配置108; 膨脹設(shè)備；水冷卻器或者蒸發(fā)器配置110和控制面板112?？刂泼姘?12可 以包括模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器、微處理器、非易失性存儲器、和接口板，以便 控制系統(tǒng)100的運行?？刂泼姘?12接收來自系統(tǒng)100的如溫度和壓力測量 值之類的表示系統(tǒng)100的性能的輸入信號，并接收如室外溫度測量值之類的 與周圍環(huán)境條件相應(yīng)的輸入信號，然后將這些信號發(fā)送到系統(tǒng)IOO的某些部 件以控制系統(tǒng)IOO的運行。本發(fā)明不限于上面討論過的控制面板，還可包括 能提供冷凝器風扇控制的任何合適的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的HVAC、制冷或液體 冷卻器100包括圖1中未示出的許多其他特征。為了簡化圖面，便于圖示說 明，有意省略了這些特征。雖然對系統(tǒng)100的以下說明是針對HVAC系統(tǒng)的， 但應(yīng)理解，本發(fā)明可適用于任何制冷系統(tǒng)或任何液體冷卻器系統(tǒng)。第一和第二壓縮機102和103壓縮制冷劑蒸氣并通過組合成單一管路的 排放管路將制冷劑蒸氣輸送到冷凝器配置108。在本發(fā)明的其他實施例中， 使用分開的排放管路將制冷劑蒸氣輸送到冷凝器配置108,制冷劑蒸氣在冷 凝器配置中結(jié)合。第一和第二壓縮機102和103優(yōu)選為螺桿式壓縮機或離心 式壓縮機，當然所述壓縮機也可以是包括往復式壓縮機、渦旋式壓縮機、回 轉(zhuǎn)式壓縮機或其他類型的壓縮機在內(nèi)的任何適當類型的壓縮機。輸送到冷凝 器配置108的制冷劑蒸氣與優(yōu)選為空氣的流體進行熱交換，作為與所述流體 熱交換的結(jié)果，制冷劑蒸氣相變?yōu)橹评鋭┮后w。被冷凝的液態(tài)制冷劑從冷凝 器配置108流過相應(yīng)的膨脹設(shè)備到達蒸發(fā)器110。
輸送到蒸發(fā)器IIO的制冷劑液體與如空氣、水或第二股液體之類的流體 進行熱交換，作為與所述流體熱交換的結(jié)果，制冷劑液體相變?yōu)橹评鋭怏w。 蒸發(fā)器IIO可以包括用于流體供應(yīng)管路和返回管路的連接部分。流體經(jīng)由返回管路進入蒸發(fā)器110,并經(jīng)由供應(yīng)管路離開蒸發(fā)器110。蒸發(fā)器110內(nèi)的 液態(tài)制冷劑與所述流體進行熱交換，從所述流體中帶走熱量。然后蒸發(fā)器110 內(nèi)的蒸氣制冷劑返回到第一和第二壓縮機102和103，完成循環(huán)?？墒拐舭l(fā) 器110內(nèi)的蒸氣制冷劑結(jié)合成單路離開蒸發(fā)器110，然后分開或分叉以將制 冷劑蒸氣輸送到第一和第二壓縮機102和103。在本發(fā)明的另一實施例中， 蒸氣制冷劑通過分開的吸入管路返回到第一和第二壓縮機102和103，完成 循環(huán)。應(yīng)理解的是，系統(tǒng)100中可采用任何適合的蒸發(fā)器110配置，只要在 蒸發(fā)器110內(nèi)能實現(xiàn)制冷劑的適當相變即可。為了驅(qū)動第一和第二壓縮機102和103,系統(tǒng)100包括用于第一和第二 壓縮機102和103的電機或驅(qū)動機構(gòu)。雖然用詞語"電機"表述為第一和第 二壓縮機102和103的驅(qū)動機構(gòu)，但應(yīng)理解的是，詞語"電機"并不限于電 機，而意指包括能與電機的驅(qū)動件結(jié)合使用的任何部件，諸如變速驅(qū)動器或 電機起動器。在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，電機或驅(qū)動機構(gòu)是電動機和關(guān)聯(lián)部 件。當然，如蒸汽或氣體透平或者引擎以及關(guān)聯(lián)部件都可用于驅(qū)動第一和第 二壓縮4幾102和103。圖2示意性地示出了本發(fā)明的冷凝器配置108。冷凝器配置108包括設(shè) 置在殼體204內(nèi)的冷凝器盤管202。被輸送到冷凝器盤管202的制冷劑蒸氣 通過盤管入口連接部分220進入，被冷凝的液態(tài)制冷劑通過盤管出口連接部 分222離開冷凝器盤管202。冷凝器盤管202可以是任何適當類型的盤管配 置，只要能用來與流經(jīng)該盤管的循環(huán)空氣或氣體進行傳熱就可以，其尺寸優(yōu) 選能適應(yīng)第一和第二壓縮機102和103的最大輸出能力。另外，冷凝器配置 108包括安裝在殼體204內(nèi)的第一風扇231、第二風扇233、第三風扇235、 第四風扇237和第五風扇239。第一到第五風扇231、 233、 235、 237和239 被定位成基本上橫過冷凝器盤管202，以使空氣基本垂直經(jīng)過冷凝器盤管202 的表面240。基本垂直流過冷凝器盤管202的空氣可促進空氣與冷凝器盤管 202內(nèi)的制冷劑進行熱交換。此外，雖然圖2示出了五臺風扇，但應(yīng)理解的 是，可以采用少到三臺風扇，也可使用多到十臺或更多臺風扇。雖然圖2示 出了安裝在殼體204內(nèi)的第一到第五風扇231、 233、 235、 237和239,但應(yīng)
理解，可以任何合適的方式安裝第一到第五風扇231、 233、 235、 237和239， 使得經(jīng)由盤管202吸入的空氣以基本垂直于冷凝器盤管202的表面240的方 式流動。冷凝器配置108還包括被定位在第四和第五風扇237和239之間的隔板 206。此處所用的"隔板"包括具有被配置成基本可防止空氣流過該隔板并 能從盤管202沿一定方向引導空氣的結(jié)構(gòu)的障礙物。隔板206從盤管202朝 第四和第五風扇237和239延伸足夠長度，以形成用于隔板206和殼體204 之間的空氣流的恒定或固定流道210。此處所用的"恒定流"是指當?shù)谖屣L 扇239運轉(zhuǎn)時，通道210中的空氣流基本恒定，即，根據(jù)第五風扇239的運 轉(zhuǎn)情況通道210中的空氣流或處于基本恒定的速率，或沒有空氣流。如果有 隔板的話，隔板206將流過通道210和相應(yīng)于通道210的冷凝器盤管202的 引導部分242的空氣流與流過冷凝器配置108的其余部分的空氣流隔開。另 外，對于通道210而言，流過冷凝器盤管202的引導部分242的空氣流基本 上等于來自通道210的空氣流。換句話說，通道210內(nèi)的空氣流被單一入口 和單一出口限制于單一方向。在該實施例中，通道210的配置導致流向冷凝 器盤管表面面積的空氣流基本為恒定速率。例如，在圖2所示的實施例中， 當?shù)谖屣L扇239運轉(zhuǎn)時，吸入的空氣流經(jīng)過冷凝器盤管表面面積的約五分之 一。盡管圖2示出了在通道210內(nèi)包括一臺第五風扇239，本發(fā)明也可在通 道210內(nèi)包括多臺風扇，只要這些風扇全部一起或同時啟動和停止運行即可。除通道210外，本發(fā)明還包括變流通道211，該通道從冷凝器盤管202 的混合空氣流部分244吸引空氣。此處所用的"變流"是指通過有選擇地使 設(shè)置在通道211內(nèi)的第一到第四風扇231、 233、 235和237中的一或多臺啟 動和/或停止運行使通道211內(nèi)的流動改變。與向冷凝器盤管表面面積提供預 定份額(fraction)或基本恒定比率的空氣流的恒流通道210不同，變流通道 211可使空氣流的所述份額建立在變流通道211內(nèi)啟動或停止運行的風扇的 組合的基礎(chǔ)上。通道211包括第一到第四風扇231、 233、 235和237，它們 中的每一臺都被獨立控制和獨立運轉(zhuǎn)。此外，可使第一到第四風扇231、 233、 235和237中的一或多臺停止運轉(zhuǎn)，促使空氣從停止運轉(zhuǎn)的風扇( 一或多臺) 的區(qū)域進入通道211，以提供離開通道211的混合空氣流。在本發(fā)明一可供 選才奪的實施例中，每一第一到第四風扇231、 233、 235和237包括如成對的 風扇之類的多臺風扇，它們可以,人屬或獨立于第一到第四風扇231、 233、 235
和237地啟動和停止運轉(zhuǎn)?；旌峡諝饬靼ń?jīng)由盤管202吸入的空氣和從一 或多臺停止運轉(zhuǎn)的風扇(如見圖4-6)的區(qū)域進入通道211的空氣的混合物。 盡管圖2示出了恒流通道210和變流通道211，在本發(fā)明一可供選擇的實施 例中，冷凝器配置108還包括多條變流通道211,其中冷凝器配置108不包 括恒流通道210。在本發(fā)明另一實施例中，冷凝器配置108包括多條變流通 道211，其中冷凝器配置108包括一或多條恒流通道210。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例運行的所述冷凝器配置108。圖3示出 了第一到第五風扇231、 233、 235、 237和239中的每一臺都#皮啟動以使經(jīng) 過冷凝器盤管202的空氣流最多。經(jīng)過通道210的空氣流包括由第五風扇239 提供的空氣流。經(jīng)過通道211的空氣流包括由第一到第四風扇231、 233、 235 和237組合所提供的空氣流。當希望經(jīng)過冷凝器盤管202的空氣流最大時， 如環(huán)境溫度較高和/或在蒸發(fā)器處有更大的冷卻需求時，可啟動第一到第五風 扇231、 233、 235、 237和239中的每一臺。入口空氣301經(jīng)過冷凝器盤管 202吸入，進入冷凝器配置108并進入通道211和210。存在于通道210和 211內(nèi)的被加熱的空氣303被第一到第五風扇231、 233、 235、 237和239 吸引，并作為排放空氣305從冷凝器配置108被排出。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例運行的所述冷凝器配置108。圖4示 出了第一和第五風扇231和239被啟動而第二到第四風扇233、 235或237 未被啟動時的情況。啟動和未被啟動的風扇的組合在通道211內(nèi)提供了空氣 混合物。如圖3所示，流過通道210的空氣流包括由第五風扇239提供的空 氣流。但是，在圖4中，流過通道211的空氣流僅包括由第一風扇231提供 的空氣流。來自風扇231的排放空氣305包括經(jīng)過盤管202吸引的被加熱的 空氣303和旁路或補充空氣307的混合物，所述旁路或補充空氣從冷凝器配 置108的外部區(qū)域被吸引流過停止運轉(zhuǎn)的第二到第四風扇233、 235和237 的區(qū)域。示于圖4所示的運行包括環(huán)境溫度較低或系統(tǒng)上的熱負荷減小時控 制冷凝器盤管202內(nèi)的制冷劑條件的方法。這種配置的一個好處是此時可吸 引由第一風扇231從通道211內(nèi)排出的大量空氣使之流過冷凝器盤管202, 而用少量空氣從系統(tǒng)100帶走熱量。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明又一實施例運行的所述冷凝器配置108。圖5示 出了第一、第二和第五風扇231、 233和235M皮啟動而第三和第四風扇235 和237未被啟動時的情況。啟動和未被啟動的風扇組合在通道211內(nèi)提供了
空氣混合物。如圖3所示，經(jīng)過通道210的空氣流包括由第五風扇239提供 的空氣流。但是，在圖5中，流過通道211的空氣流包括由第一和第二風扇 231和233提供的空氣流。從風扇231和233排出的空氣305包括流過冷凝 器202被吸引的已加熱的空氣303和從冷凝器配置外部區(qū)域經(jīng)過停止運轉(zhuǎn)的 第三和第四風扇235和237的區(qū)域被吸引的旁路空氣307的混合物。圖5所 示的運行包括環(huán)境溫度較低或系統(tǒng)上的熱負荷減小時控制冷凝器盤管202內(nèi) 的制冷劑條件的方法。圖6示出了4艮據(jù)本發(fā)明再一實施例運行的所述冷凝器配置108。圖6 示出了第一到第三和第五風扇231、 233、 235和23SM皮啟動而第四風扇237 未被啟動時的情況。啟動和未被啟動的風扇組合在通道211內(nèi)提供了空氣混 合物。如圖3所示，經(jīng)過通道210的空氣流包括由第五風扇239提供的空氣 流。但是，在圖6中，經(jīng)過通道211的空氣流包括由第一到第三風扇231、 233和235提供的空氣流。從第一到第三風扇231、 233和235排放的空氣 305包括經(jīng)過冷凝器盤管202被吸引的已加熱的空氣303和從冷凝器配置108 的外部區(qū)域經(jīng)過停止運轉(zhuǎn)的第四風扇237的區(qū)域被吸引的旁路空氣307的混 合物。圖6所示的運行包括當環(huán)境溫度較低或系統(tǒng)IOO上的熱負荷減小時控 制冷凝器盤管202內(nèi)的制冷劑條件的控制方法。圖7示出了本發(fā)明一可供選擇的實施例，該實施例包括可被定位在第三 和第四風扇235和237之間的第二隔板208。第二隔板208從盤管202朝第 三和第四風扇235和237延伸以形成用于第一隔板206、第二隔板208和殼 體204之間的空氣流的通道212。如果有該隔板的話，經(jīng)過通道212和相應(yīng) 于通道212的冷凝器盤管202的一部分的空氣流與經(jīng)過冷凝器配置108的其 余部分的空氣流隔開，并被第四風扇237的運轉(zhuǎn)控制。與通道210和第一隔 板206的配置相似，第二隔板208被配置成當?shù)谒娘L扇237停止運轉(zhuǎn)時基本 可防止任何空氣流經(jīng)過通道212。而且，與上面描述的通道210相似，通道 212可以包括多臺風扇。盡管圖2-7示出了帶有第 一或第二隔板206和/或208 的實施例，但可采用任意數(shù)量的隔板，只要由這些隔板形成的至少一條通道 包括多臺風扇即可。此外，盡管示于圖7中的冷凝器配置108包括通道211、 212和210，其中通道211是僅承受流過冷凝器盤管202的可變空氣流的通 道，但是本發(fā)明可采用如通道211之類的變流通道和如通道210和212之類 的恒流通道的任何組合。更進一步地說，風扇和通道的配置并不限于圖2-7
所示的幾何結(jié)構(gòu)，而可包括風扇的任何幾何結(jié)構(gòu)和配置，只要這種結(jié)構(gòu)和配 置能提供經(jīng)過盤管的空氣流且具有恒流通道和變流通道的組合即可。除安置第 一隔板206和/或第二隔板208外，可通過控制面板112控制第 一到第五風扇231、 233、 235、 237和239,以便冷凝器配置運行在更〗氐的環(huán) 境溫度和更小的負荷條件下時能產(chǎn)生期望的冷凝器溫度和成冷凝器壓力。室 外環(huán)境溫度降低和/或系統(tǒng)負荷減小可減少由控制面板112保持被啟動的第 一到第五冷凝器風扇231、 233、 235、 237和239的數(shù)量。在本發(fā)明一實施例中，控制面板112操縱控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)優(yōu)選使用控 制算法(一或多種)或軟件來控制系統(tǒng)100的運行并用來確定和實施用于冷 凝器配置108的第一到第五風扇231、 233、 235、 237和239的運行配置， 以控制冷凝器溫度和/或冷凝器壓力?？刂扑惴? 一或多種)可包括存儲在控 制面板的非易失性存儲器中的計算機程序或軟件，并且可包括一 系列可以由 控制面板的微處理器執(zhí)行的指令。雖然優(yōu)選控制算法實施為計算機程序(一 或多種)并由微處理器執(zhí)行，但應(yīng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以用數(shù)字和 /或模擬硬件來實施或執(zhí)行控制算法。如果用硬件執(zhí)行控制算法，可將控制面 板的相應(yīng)配置改變?yōu)榘匦璧牟考?，并且去除不再需要的任何部件?？刂扑惴梢詸z測系統(tǒng)參數(shù)和/或系統(tǒng)工況來產(chǎn)生適當?shù)挠糜诘?一到第 五風扇231、 233、 235、 237和/或239的控制信號，以獲得期望的冷凝器溫 度和/或冷凝器壓力。檢測的條件可包括但不限于制冷劑壓力、制冷劑溫度、 入口空氣溫度、出口空氣溫度、或它們的組合。例如， 一組預定條件可使控 制算法確定第五風扇239應(yīng)運轉(zhuǎn)，而其余的第一到第四風扇231、 233、 235 和237不應(yīng)運轉(zhuǎn)，因為由第五風扇239運轉(zhuǎn)引起的經(jīng)過預定比例的冷凝器盤 管202的空氣流可提供希望的冷凝器溫度和/或冷凝器壓力。但是，對于另一 組輸入而言，控制算法可以確定第一風扇231應(yīng)運轉(zhuǎn)而第二到第五風扇233、 235、 237和239不應(yīng)運轉(zhuǎn)，因為由第一風扇231運轉(zhuǎn)引起的經(jīng)過冷凝器盤管 202的通道211的未與被第一隔板206隔開的空氣流分開的空氣流可提供希 望的冷凝器溫度和/或冷凝器壓力?？刂扑惴ú⒉幌抻谏鲜鼋M合，而可以包括 第一到第五風扇231、 233、 235、 237和/或239的任意組合，以獲得希望的 冷凝器盤管溫度和/或冷凝器壓力。在本發(fā)明的一個實施例中，冷凝器配置108的控制可包括檢測環(huán)境溫度 和使用參照表或類似的包含與檢測到的環(huán)境溫度相應(yīng)的預定風扇組合的操
縱系統(tǒng)圖(control scheme )。例如，若環(huán)境溫度介于15。F和25。F之間，控制 面板112可使第五風扇239停止運轉(zhuǎn)并啟動第一風扇231。另外，對于環(huán)境 溫度介于25T和35。F之間而言，控制面板112可啟動第五風扇239和啟動 第一風扇231。在本發(fā)明的另一實施例中，冷凝器配置的控制可包括用如壓力轉(zhuǎn)換器之 類的壓力檢測設(shè)備來檢測冷凝壓力，并為參照表或類似操縱系統(tǒng)圖提供與冷 凝壓力范圍相應(yīng)的預定風扇組合。例如，若在特定的容量等級(capacity step) 范圍內(nèi)壓力下降到低于最小壓力，則啟動相應(yīng)于更低容量的風扇組合。類似 地，若在特定的容量等級范圍內(nèi)壓力升高到最大壓力以上，則啟動與更高容 量相應(yīng)的風扇組合。雖然已參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解 的是，在不超出本發(fā)明范圍的前提下可作出各種改變或用等同物替換其元 件。另外，在不超出本發(fā)明的基本范圍的前提下，根據(jù)本發(fā)明的教導可作出 許多變換以適用于具體情況或材料。因此，本發(fā)明力圖不限于作為實施本發(fā) 明的最佳方式而公開的所述具體實施例，本發(fā)明幾乎包括落入所附權(quán)利要求 表述范圍內(nèi)的全部實施例。
權(quán)利要求
1.一種冷凝器配置，包括冷凝器盤管；多臺設(shè)置于所述冷凝器盤管附近的風扇，所述多臺風扇被安排和設(shè)置成使空氣循環(huán)經(jīng)過所述冷凝器盤管；被設(shè)置在所述多臺風扇的相鄰風扇之間的至少一塊隔板，該至少一塊隔板被配置和設(shè)置成形成從所述冷凝器盤管表面延伸的多條通道，所述多條通道包括至少一條裝有所述多臺風扇中的兩或多臺風扇的變流通道，以控制經(jīng)過所述至少一條變流通道的空氣流；及控制所述多臺風扇運轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被配置成根據(jù)檢測到的條件獨立控制所述多臺風扇中的每臺風扇，以獲得希望的冷凝器運行工況。
2. 如權(quán)利要求1所述的冷凝器配置，其中，所述至少一塊隔板形成多 條裝有所述多臺風扇中的兩或更多臺風扇的變流通道，以控制流過所述多條 變流通道的空氣流。
3. 如權(quán)利要求1所述的冷凝器配置，其中，所述冷凝器配置包括多塊 隔板。
4. 如權(quán)利要求1所述的冷凝器配置，其中，所述檢測到的條件從由制 冷劑壓力、制冷劑溫度、入口空氣溫度、出口空氣溫度，及它們的組合所組 成的組中選取。
5. 如權(quán)利要求1所述的冷凝器配置，其中，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述4全 測到的條件使所述多臺風扇的預定組合啟動和停止運轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求1所述的冷凝器配置，其中，還包括由所述至少一塊隔 板形成的至少一條恒流通道，其中所述恒流通道包括一股空氣流，當被安置 成使流過所述恒流通道的空氣循環(huán)的所述風扇或多臺風扇運轉(zhuǎn)時該股空氣 沿基本單一的方向基本恒定地流動。
7. —種HVAC系統(tǒng)，包括被連接在閉合制冷劑環(huán)路中的壓縮機、蒸發(fā)器和冷凝器配置； 所述冷凝器配置包括冷凝器盤管和設(shè)置在所述冷凝器盤管附近的多臺 風扇，所述多臺風扇被安排和設(shè)置成使空氣循環(huán)經(jīng)過所述冷凝器盤管；至少一塊被定位在所述多臺風扇的相鄰風扇之間的隔板，該至少一塊隔板被配置和設(shè)置成形成從所述冷凝器盤管表面延伸的多條通道，所述多條通 道包括至少一條裝有所述多臺風扇中的兩或更多臺風扇的變流通道，以控制經(jīng)過所述至少一條變流通道的空氣流；及控制所述多臺風扇運轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被配置成根據(jù)檢測到的 條件獨立控制所述多臺風扇中的每臺風扇，以獲得希望的冷凝器運行工況。
8. 如權(quán)利要求7所述的冷凝器配置，其中，所述至少一塊隔板形成多 條裝有所述多臺風扇中的兩或者更多臺風扇的變流通道，以控制經(jīng)過所述多 條變流通道的空氣流。權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述冷凝器配置包括多 塊隔板。
9. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測到的條件從由制冷劑壓 力、制冷劑溫度、入口空氣溫度、出口空氣溫度、和它們的組合所組成的組 中選取。
10. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述檢測到的 條件使所述多臺風扇的預定組合啟動和停止運轉(zhuǎn)。
11. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括連接在所述閉合制 冷劑環(huán)路中的多臺壓縮機。
12. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括多個閉合的制冷劑 環(huán)路，其中所述多個閉合的制冷劑環(huán)路中的每一個包括所述冷凝器配置。
13. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，還包括由所述至少一塊隔板形成 的至少一條恒流通道，其中所述恒流通道包括一股空氣流，當被安置成使流 過所述恒流通道的空氣循環(huán)的所述風扇或多臺風扇運轉(zhuǎn)時該股空氣沿基本 單一 的方向基本恒定地流動。
14. 一種控制冷凝器運行工況的方法，包括提供冷凝器配置，其具有冷凝器盤管、多臺設(shè)置在所述冷凝器盤管附近的風扇、和多條從所迷冷凝器盤管表面延伸的通道，所述通道包括裝有所述多臺風扇中的兩或更多臺風扇的變流通道，以控制流過所述變流通道的空氣 、、云.通過啟動所述多臺風扇中的一或多臺使流過所述冷凝器盤管的空氣循環(huán)；檢測所述冷凝器盤管中的制冷劑條件或流向所述冷凝器盤管的入口空 氣的條件；及 根據(jù)檢測到的條件使所述變流通道中的兩或多臺風扇中的至少 一 臺風 扇停止運轉(zhuǎn)，以提供從所述變流通道排出的包括流過所述冷凝器盤管的空氣 和來自停止運轉(zhuǎn)的風扇附近區(qū)域的旁路空氣的空氣混合物。
15. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述檢測步驟包括檢測從由制 冷劑壓力、制冷劑溫度、入口空氣溫度、出口空氣溫度、和它們的組合所組 成的組中選取的檢測條件。
16. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，根據(jù)檢測到的制冷劑壓力執(zhí)行所述停止運轉(zhuǎn)步驟。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，根據(jù)檢測到的入口空氣溫度執(zhí) 行所述停止運轉(zhuǎn)步驟。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述停止運轉(zhuǎn)步驟包括使所述 變流通道的兩或更多臺風扇的預定組合停止運轉(zhuǎn)。
19. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，還包括使流過由所述至少一塊 隔板形成的至少一條恒流通道的空氣循環(huán)，其中所述恒流通道提供沿基本單 一的方向基本恒定流動的空氣流。
全文摘要
一種用來控制冷凝器溫度和冷凝器壓力的冷凝器配置。該冷凝器配置包括冷凝器盤管和多臺設(shè)置在冷凝器盤管附近的風扇?？蓪⑺龆嗯_風扇安排和設(shè)置成經(jīng)過冷凝器盤管循環(huán)空氣。至少一塊隔板被定位在所述多臺風扇的相鄰風扇之間，并從冷凝器盤管表面延伸形成多條通道。所述通道包括裝有多臺風扇中的多臺相鄰風扇的變流通道。該冷凝器配置還包括控制多臺風扇運轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)被配置成根據(jù)檢測到的條件獨立控制多臺風扇中的每一臺風扇。
文檔編號F28B11/00GK101115964SQ200680004263
公開日2008年1月30日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月10日
發(fā)明者安東尼·J·里爾登, 柯蒂斯·W·卡斯基, 道格拉斯·A·凱斯特 申請人:約克國際公司