[发明专利]基于微型制冷器的加热、通风和空调系统

说明书

一种加热、通风和空调系统，其中使用初级水环路作为用于加热和冷却两者的传热储器。设置有多个微型制冷器，每个微型制冷器都连接到初级水环路。每个微型制冷器都包括自己的热机。每个微型制冷器都包括一个或多个风扇控制单元，这些风扇控制单元在微型制冷器与建筑物中的空气之间进行热交换。在第一模式下，微型制冷器将热从建筑物中的空气传递到初级水环路中循环的水。在第二模式下，微型制冷器将热从初级水环路中循环的水传递到建筑物中的空气。设置有初级水环路调整系统以控制在初级水环路中循环的水的温度。

技术领域

本发明涉及加热、通风和空调领域。更具体而言，本发明包括一种新颖的系统，其中使用局部微型制冷器代替集中式加热和冷却设备。

背景技术

本发明可以用于不同尺寸和构型的建筑物中。商业结构将是一种常见的应用，并且读者的理解将受益于对用于此类建筑物的现有系统的简要说明。读者应该记住，目前有许多不同类型的系统正在使用中。以下说明仅涉及一种示例性的现有技术系统。然而，它足以用作对现有技术的基本理解，并且将帮助读者理解本发明的优点。

图1描绘了多层建筑物10。加热、通风和空调(“HVAC”)由大型集中式单元提供。制冷机组14和热水机组16位于屋顶上，或位于地下的大型设备空间中。冷水机组冷却水，水然后在整个建筑物中循环以根据需要提供冷却。热从制冷机组经由位于屋顶上的冷却塔24排出。被冷却的水循环通过冷水环路(图1中未示出)。

热水机组16加热水，水然后在热水环路中循环通过整个建筑物。热水环路与冷水环路分开。每个楼层12都包含一个或多个空气处理器18。风管系统20从每个空气处理器18延伸。经由冷水环路向每个空气处理器18提供冷水并且经由热水环路向每个空气处理器提供热水。在一些系统中，热水和热水在空气处理器内部或附近混合。在其它系统中，每个空气处理器内都设置了单独的热水盘管和冷水盘管，并且热水供应和冷水供应保持分开。

图1的示例中的热水环路和冷水环路所需的温度取决于最大可能的冷却和加热负荷。作为一个示例，冷水环路必须足够冷，以便可以满足任何一个空气处理器所需的最大冷却。对于大型商业建筑物而言，习惯将冷水环路中的水冷却到约7摄氏度(45华氏度)。这为建筑物内任何一个空气处理器可能出现的峰值需求提供了足够的冷却能力。峰值需求很少出现，并且将冷水环路保持在如此低的温度大大降低了现有技术系统的整体效率。

热水环路中的水通常保持在约50-60摄氏度(122-140华氏度)。该温度为任何一个空气处理器的峰值加热负荷提供了足够的能力。像冷水环路一样，该峰值需求很少出现，并且将热水保持在如此高的温度会导致效率低下。

图2-4提供了关于图1所示的现有技术系统的附加细节。图2示出了制冷机组、冷却塔和冷水环路的示例性构型。冷水机组中使用了各种热机循环。在图2的示例中，使用基于压缩机的循环。制冷机组14通常是蒸汽压缩制冷系统。输入电源34向压缩机和控制电子设备供电。制冷机组内的热机冷却在冷水环路28中循环的水并且加热在冷却塔回路32中循环的水。

循环泵26使冷水环路28内的水移动通过空气处理器18。如果需要冷却，则启用通过特定空气处理器的冷水流并且该空气处理器内的风扇使空气移动通过冷水经其泵送的热交换器(“盘管”)。这种相互作用会冷却空气，然后冷却的空气循环通过连接的风管系统。流量控制阀用于控制通过任何特定空气处理器的冷水流量。这些阀在图2中未示出。

泵30将冷却塔回路32内的经加热的水向上输送到冷却塔24——在本示例中，该冷却塔24安装在屋顶上。冷却塔可以是开环蒸发型或闭环型。在任一情况下，由冷却塔回路32中的水携带的热量都被传递到被拉引通过冷却塔的空气。冷却后的水随后向下返回制冷机组14。

图3示出了一种示例性热水环路40。热水机组16通常被称为“锅炉”，但在本示例中，热水作为加热介质循环(一些系统确实使用蒸汽)。在所示的示例中，天然气经进气口36进给到该机组，而废气由烟道38带走。天然气燃烧以加热在热水环路40中循环的水。循环泵27使热水循环通过整个建筑物。