[发明专利]工业过程效率方法和系统

说明书

技术领域

本申请要求2006年2月23日提交的澳大利亚临时专利申请No.2006900911的优先权益，通过引用将其内容结合到本文中。

本发明涉及工业过程效率方法和系统，具体来说，涉及用于改进使用电动机驱动泵来移动液体、浆、气体和其它流体或类似流体的材料的任何工业过程的效率及性能的方法和系统。本发明特别适用于例如建筑物的舒适调节所使用的供暖、通风及空气调节系统(HVAC)的领域。更具体来说，本发明针对改进例如HVAC系统中的流体移动的整体工作性能及效率的方法和系统。

虽然本发明广泛应用于所有工业领域，例如应用于冷却室内空间、纸处理、水和/或污水处理厂或者结合流体抽运的其它任何系统等，但是为了本发明的简洁性以及为了易于理解本发明，本文将结合它在HVAC系统中的使用进行描述。但是应当理解，本发明不限于它在这类系统中的使用。

背景技术

压缩型HVAC系统和直接膨胀空气调节器是当今建筑物最常用的冷却系统。HVAC系统和直接膨胀空气调节器通过直接地(直接膨胀空气调节器)或者经由使二级的流体(例如水或空气)循环来从被冷却的空间吸收热量进行操作。几乎普遍通过将热量传递到建筑物或空间外部的环境，来实现排放已经由冷却设备吸收和产生的热量。

已知的系统通常具有电动机，它驱动压缩机吸取来自蒸发器的低压制冷气体并将它作为高压热气体排放到冷凝器。在冷凝器中，将热气体制冷剂冷凝为流经膨胀装置的高压液体制冷剂，膨胀装置调整进入蒸发器的制冷剂流量。低压制冷剂吸收来自通过蒸发器循环的冷冻水或空气的蒸发热量，而将低压制冷剂蒸汽回收到压缩机入口，并且继续重复进行循环。

这种冷却设备通常具有调整部分负荷操作的冷却容量的某种方法，例如限制通过压缩机的制冷剂量的调节蜗旋或滑片设备或者控制压缩机转速的变速设备或者这两种设备。冷冻水/热水或者冷冻空气/暖空气一般通过分配系统循环，以便在建筑物中进行舒适调节。

在典型的系统中，通过冷凝器、优选地使用冷却塔等把从蒸发器吸收的热量与压缩机添加的热量一起传递到外部空气。

在由蒸发器将水冷却到大约4.4至10°C时，则由冷冻水泵将它输送到冷却负荷，它可包括终端中的水供冷盘管，空气在其中被冷却和除湿。

在现有技术中，将若干布置用于将水制冷机组连接到冷冻水供应和分配系统。此外，若干布置用于冷凝器水冷却。但是，当负荷不同于最佳设计负荷时，先前提出的所有系统遇到低效。

例如，当冷却负荷在部分负荷操作期间下降时，机房循环环路(一级冷冻水环路)的水容积流率保持恒定流量并保持全容量，这是所有制冷机组配置指南推荐的，因为他们意识到，一级水环路中的水流率的减小可能不利地影响制冷机组的效率，并且还可能导致制冷机组的不稳定操作。在这方面，尝试按照负荷以降低的速度操作一级冷冻水泵的所有现有技术都不是制冷机组的制造商推荐的，它将降低一级冷冻水环路相对于它的原本的恒定流率布置的水流率。

对于二级冷冻水环路(又称作建筑物循环环路)，当冷却负荷在部分负荷操作期间下降时，水容积流率在建筑物循环环路中减小，因为控制阀已经部分关闭。因此，使水泵以小于全容量的负荷、因而以小于最大效率进行操作。在现有技术中，有人可使用变速驱动按照负荷以降低的速度操作二级冷冻水泵，但是也降低了二级冷冻水环路的水流率。并且与本发明相比，能量节省的程度不明显。

现有技术