用于控制进入多个壳体的空气扩散的系统和方法以及采用 这种系统的设备 本发明涉及用于控制进入多个壳体中的空气扩散的系统。
本发明的领域是进入多个壳体内的空气扩散的领域， 并且更具体地是进入多个壳 体内的空气扩散的控制及管理的领域。
当前， 进入多个壳体内的空气的扩散通过包括单个空气处理站和在其内进行扩散 的壳体的水平面上设置的多个扩散系统的设备来进行。 每个壳体包含至少一个空气扩散系 统。该装置还包含将空气扩散站连接到多个空气扩散系统的空气环路。
大部分情况下， 在壳体的水平面上设置的空气扩散系统中的每个装备有热处理装 置和用于调节扩散进壳体内的空气的流速的装置。 这些装置的运行通过用于选择进入壳体 内的空气扩散的条件的装置 ( 例如允许用户选择设定温度的调温器 ) 得到控制。
这种设备的运行如下。 中心空气处理站在给定的温度下为整个壳体产生待扩散进 壳体内的空气。 产生的空气在给定压力下被该中心空气处理站吹送并通过空气环路输送到 与壳体中的每个关联的空气扩散系统。在每个壳体的水平面上， 通过该中心空气处理站吹 送的空气通过热处理装置进行热处理， 并且扩散流速由流速调节装置调节， 以便达到为每 个壳体独立选定的设定温度。
然而， 在大多数的现有设备中， 通过中心空气处理站吹送的空气的特性和吹送条 件都在安装期间被选择和固定。在某些设备中， 吹送温度能够相对于外部温度改变。
这些条件包括在壳体的水平面上设置的空气扩散系统中的每个的热处理装置的 大量使用。另外， 这些热处理装置都非常耗能。事实上， 这些装置都定位于扩散环路上并且 由于来源于该站的空气必须不停顿地实时得到处理， 因此这些装置必须在非常短的时标内 改变空气的温度。
所有这些特征导致对于总体上的壳体非常高的总能耗并使得现有的空气扩散设 备非常昂贵地运转。 由于空气扩散设备在一年中的大部分都是全天运行的事实加重了这些 缺陷。
另外， 热处理装置的频繁使用导致了高维护成本。
本发明的目的是为了克服这些缺陷。
本发明的另一目的是提出一种用于控制空气扩散的系统， 该系统允许进入多个壳 体内的空气的扩散得到优化。
本发明的又一目的是提出一种用于控制空气扩散的系统， 该系统使得有可能减少 用于进入多个壳体内的空气扩散的设备的能耗。
本发明的再一目的是提出一种用于控制空气扩散的系统， 该系统使得有可能减少 用于进入多个壳体内的空气扩散的设备的维护成本。
最后， 本发明的目的是提出了一种用于进入多个壳体内的空气扩散的设备， 该设 备比现有设备消耗更少的能量。
本发明有可能通过一种用于控制进入多个壳体内空气的扩散的系统来实现上述 目的， 所述空气扩散通过一种设备进行， 所述设备包括 ：
- 用于所述壳体中的每个的空气扩散系统， 所述系统与空气的热处理装置和空气 扩散进所述壳体中的装置关联 ；
- 中心空气处理站， 为所述空气扩散系统共有， 所述中心空气处理站通过空气环路 连接到所述系统并且在被称为吹送温度的温度下提供至少部分的、 被扩散进所述壳体的空 气；
- 用于选择温度的装置， 所述用于选择温度的装置为所述壳体中的每个独立于其 它壳体选择温度 ； 所述系统包括 ：
- 用于提供与所述壳体中的每个关联的所述空气扩散系统中的每个的所述热处 理装置的运行状态有关的信号和 / 或与在所述壳体中的每个选定的温度有关的信号的装 置， ；
- 计算模块， 其根据所述信号来确定使得整个所述热处理装置的运行有可能减少 的设定吹送温度 ； 以及
- 所述中心空气处理站的控制装置， 以用于获得所述设定吹送温度。
通过本发明， 通过所述中心空气处理站的吹送温度的确定是根据 ：
- 与所述空气扩散系统关联的所述空气热处理装置的运行状态和 / 或，
- 独立地在每个壳体中用户所需的温度。
所述空气扩散管理系统因此有可能优化进入多个壳体内的空气的扩散。 空气扩散 的优化有利地通过减少与空气扩散系统关联的整个热处理装置的总体运行从而减少其消 耗的能量， 使得空气扩散设备的能耗有可能减少。
此外， 通过减少用于被吹送空气的热处理装置的总体运行， 这些装置的总体维护 成本， 因而空气扩散设备的总体维护成本也会减少。
此外， 本发明使得该空气扩散设备更有效。
有利地， 当热处理装置包括终端单元时， 与所述热处理装置的运行状态有关的信 号能够包括与所述终端单元的使用比例有关的信号。因此， 通过优化在所述站的水平面上 的吹送温度， 本发明有可能减少与所述扩散系统关联的所述终端单元的总体使用比例。
在具体的实施方式中， 若干空气扩散系统能够包括加热和 / 或冷却空气的装置。 在这种情况下， 计算模块能够包括用于确定扩散系统的指令， 该扩散系统的热处理装置显 示最低运行状态， 设定温度已根据与所述扩散系统关联的所述壳体的温度确定。
例如， 在冬季， 当空气扩散系统包括加热装置时， 根据本发明的扩散控制系统有可 能确定需要最低温度 T 最小 (Tmin) 的壳体或者该加热装置显示最低运行状态 E 最小 (Emin) 的壳 体。根据这个数据， 指示中心空气处理站在温度 T 最小下吹送空气的指令被传送到中心控制 处理站。 因此， 被吹送的空气直接扩散进所考虑的具有最小化的热处理的壳体内， 并减少了 加热装置的整体运行。
在夏季， 当空气扩散系统包括冷却装置时， 根据本发明的扩散控制系统可能确定 需要最高温度 T 最大 (Tmax) 的壳体或者该冷却装置显示最低运行状态 E 最小 (Emin) 的壳体。
在进一步的实施方式中， 当每个扩散系统的空气热处理装置包括加热和 / 或冷却 空气的装置时， 计算模块能够包括用于确定设定吹送温度以使得整个所述热处理装置的运 行最小化的指令， 所述计算模块确定所述设定吹送温度是根据 ：
- 所述空气扩散系统中的每个的所述热处理装置的有效运行状态和 / 或独立地在所述壳体中的每个中用户所需的设定温度， 和/或
- 与所述空气扩散系统中的每个关联的所述热处理装置的每单位温度的消耗值。
所述热处理装置的每单位温度的消耗能取决于与这些装置关联的壳体的体积。
有利地， 当每个空气扩散系统包括用于调节扩散进所述壳体中的空气的流速的装 置时， 根据本发明的系统还能够包括 ：
- 用于提供与所述流速调节装置的运行状态和 / 或所述壳体中的每个的空气扩散 流速有关的信号的装置 ；
- 计算模块， 所述计算模块根据所述信号确定设定的吹送流速 ； 以及
- 控制装置 ：
■所述中心空气处理站的控制装置， 用于获得所述吹送的设定流速， 以及
■所述壳体中的每个的所述流速调节装置的控制装置， 用于对于所述壳体中的每 个独立地维持空气扩散流速。
因此， 根据本发明的系统有可能根据独立地扩散进每个壳体中的流速来调节由中 心空气处理站吹送的空气的流速。因此， 根据本发明的系统有可能例如减少在空气扩散站 的水平面上的吹送流速， 同时确保在每个壳体中流速调节装置的适当利用。 有利地， 每个扩散系统的调节装置能够包括空气流量控制器， 其任选地设置在空 气环路上， 与所述流体调节装置的运行状态有关的信号包括与所述空气流量控制器的开口 比例有关的信号。 在这种情况下， 吹送的流速根据每个空气流量控制器的开口比例调节。 该 系统有可能例如通过增加空气流量控制的开口比例并同时减少由中心空气处理站吹送的 空气的流速或压力来维持扩散进每个壳体中的空气流。
根据本发明的另一方面， 呈现了一种空气扩散设备， 该空气扩散设备包括至少一 个根据本发明的空气扩散控制系统。
根据本发明的又一方面， 呈现了一种用于控制进入多个壳体内的空气扩散的方 法， 所述空气扩散通过设备进行， 所述设备包括 ：
- 用于所述壳体中的每个的空气扩散系统， 所述系统包括空气的热处理装置以及 空气扩散进所述壳体中的装置 ；
- 中心空气处理站， 为所述空气扩散系统共有， 所述中心空气处理站通过空气环路 连接到所述系统并且在被称为吹送温度的温度下提供至少部分的、 被扩散进所述壳体的空 气；
- 用于选择温度的装置， 所述用于选择温度的装置为所述壳体中的每个独立于其 它壳体选择温度 ；
根据本发明的方法， 其特征在于， 其包括至少一个以下步骤的重复 ：
- 测量与所述壳体中的每个关联的所述空气扩散系统中的每个的水平面上进行的 热处理有关的信号和 / 或与在所述壳体中的每个中选定的温度有关的信号 ；
- 根据所述信号计算设定吹送温度， 使得整个所述热处理装置的运行可能减少 ； 和
- 控制所述站以便获得所述设定吹送温度。
该方法的步骤的重复能够以预先编程的预定频率或者在监管员的要求下进行， 例 如， 每天一次或者每天两次 ： 一次晚上和一次白天。
确定所述设定温度的步骤能够在根据本发明以上描述的系统中进行， 即， 通过寻 找具有最低运行比例的热处理装置， 或者根据 ：
- 所述空气扩散系统中的每个的所述热处理装置的有效运行状态和 / 或独立地在 所述壳体中的每个中用户所需的设定温度， 和
- 与所述空气扩散系统中的每个关联的所述热处理装置的每单位温度的消耗值。
有利地， 当每个空气扩散系统包括用于调节扩散进与所述系统关联的所述壳体的 空气流速的装置时， 根据本发明的方法还包括以下步骤 ：
- 测量与所述流速调节装置的运行状态有关的和 / 或与所述壳体中的每个的空气 扩散流速有关的信号 ；
- 根据所述信号计算吹送的设定流速 ； 和
- 控制 ：
■控制所述中心空气处理站， 从而获得所述吹送的设定流速， 和
■控制所述壳体中的每个的所述流速调节装置， 从而对于所述壳体中的每个独立 地维持所需的流速。
所述设定流速能够如以上描述被确定。 本发明的其它优势和特征在非限制性的实施方式和附图的详细描述的审查中将 变得明显， 在附图中 ：
图 1 是在根据本发明的设备中实现的空气扩散系统的实施例的图解表示 ；
图 2 是根据本发明的设备的实施例的图解表示 ； 以及
图 3 是根据本发明的设备的另一实施例的图解表示。
图 1 是在根据本发明的设备中的空气扩散系统 10 的实施例的图形表示。
空气扩散系统 10 呈现为盒的形式， 包括用于连接到环路的第一开口 11， 该环路将 来自中心空气处理 (CAT) 站的空气传送到空气扩散系统 10。 该空气扩散系统还包括至少一 个用于空气扩散进壳体内的开口 12。经过开口 12 扩散进壳体的空气在扩散之前通过在图 1 中示意性地示出且与所述空气扩散系统关联的热处理装置 13 进行热处理。 尽管在图 1 中 是在扩散系统 10 的外部示出的， 热处理装置 13 还能够设置在扩散系统的内部。热处理装 置能够例如包括终端单元， 该终端单元允许待扩散进壳体的空气被加热和 / 或冷却。热处 理装置 13 的操作状态是由壳体中所需的温度以及通过连接到系统 10 的设备的空气处理环 路输送的空气的温度决定的。
系统 10 还包括装置 14， 该装置 14 用于调节扩散进在连接到处理环路或在如图 1 中所示的空气处理环路中的开口 11 的水平面上设置的壳体内的空气的流速。这些装置能 够例如包括空气流量控制器， 该空气流量控制器的开口比例根据进入壳体内的空气扩散所 需的流速来调节。
图 2 是根据本发明实现为三个如图 1 所示的空气扩散系统 10 的设备 20 的实施例 20 的图解表示。该设备能够实现为更多数量的空气扩散系统 10。
在图 2 中示出的设备 20 进行进入三个壳体 21 ： 21a-21c 的空气扩散。空气通过与 每个壳体关联的空气扩散系统 10 扩散进壳体 21 中的每个。被扩散的空气由中心空气处理 (CAT) 站 22 产生并通过空气输送环路 23 输送至每个空气扩散系统 10。
每个壳体 21 包括调温器 24， 该调温器 24 允许每个室的温度以及任选地进入壳体
21 中的空气扩散的流速得到调节。
此外， 根据本发明在图 1 中示出的设备包括用于每个壳体的第一模块 25， 该第一 模块 25 连接到每个空气扩散系统 10 的调温器和 / 或连接到热处理装置 13。该模块 25 具 有三个主要功能 ：
- 调节被吹送空气的流速 ；
- 调节终端单元 13 ；
- 提供关于以下各项的信号 ：
- 独立地在每个壳体 21 中所需的温度， 和/或
- 每个空气扩散系统 10 的热处理装置 13 的运行状态， 和/或
- 壳体中所需的流速。
设备 20 还包括用于壳体 21a-21c 中的每个的致动器模块 26， 该致动器模块 26 允 许每个空气扩散系统 10 的空气流量控制器 14 的位置得到调节， 并向模块 25 提供与用于空 气扩散系统 10 中的每个的每一空气流量控制器 14 的开口比例有关的信号。
模块 25 将所描述的信号提供给形成根据本发明的设备的一部分的计算模块 27。
该计算模块 27 根据从与每个壳体 21a-21d 关联的模块 25 中的每个接收的信号来 确定设定吹送温度并根据空气流量控制器 14 的开口比例来确定优化风速， 设定吹送温度 减少用于三个壳体 21 的空气扩散系统 10 组的热处理装置 13 的总体操作。 吹送的设定温度和流速被传送到用于控制 CAT 站 22 的模块 28。为了获得这些设 定值， 该控制模块 28 在 CAT 站的水平面上调试吹送空气的温度和流速。
设定温度的确定能够根据一个或多个预先确定的关系通过模块 27 来进行。
在第一实施方式中， 当热处理装置进行待扩散进壳体 21 中的空气的加热或冷却 时， 模块 27 确定显示最低运行状态的热处理装置 13 或者对于热处理装置 13 壳体所需的温 度：
- 当热处理装置在加热模式下运行时， 为最低， 或者
- 当热处理装置在冷却模式下运行时， 为最高。
例如， 与壳体 21c 关联的热处理装置 13 具有最低的运行状态 ： 在 19℃的所需温度 下电单元使用 20％。 在这种情况下， 模块 27 根据这个运行状态和 / 或所需的温度计算设定 吹送温度。这个设定温度能够例如等于壳体中所需的温度， 即， 19℃。这个设定温度然后被 传送到 CAT 站 22 的控制模块 28， 该控制模块 28 控制 CAT 站 22 使得通过 CAT 站 22 吹送的 空气在 19℃的温度下被吹送。在这种情况下， 由于待扩散的空气在所需的温度下到达扩散 系统 10， 与壳体 21c 关联的热处理装置 13 停止运行。另外， 因为通过 CAT 站 22 所吹送的 空气与壳体 21a 和 21b 中的每个所需的温度之间的温度差异减少， 所以与其它壳体 21a 和 21b 关联的热处理装置 13 的操作得到缩减。
在第二实施方式中， 当热处理装置 13 对用于一部分的壳体 21 的空气进行加热和 对用于另一部分的壳体 21 的空气进行冷却时， 模块 27 确定使用于整个壳体 21 的热处理装 置 13 的总体运行最小化的设定吹送温度， 是根据 ：
- 空气扩散系统 10 中的每个的热处理装置的有效运行状态和 / 或在壳体 21 中的 每个中用户所需的设定温度， 以及
- 与空气扩散系统 10 中的每个关联的热处理装置 13 的每单位温度的消耗值， 这个
每单位时间的消耗量取决于每个壳体的体积。
吹送温度从而根据每个热处理装置的消耗量来确定， 为了减少设备的总体消耗， 这个消耗量被加权。
模块 27 还根据进入壳体中的每个的空气扩散流速和 / 或用于调节进入壳体中的 空气扩散流速的装置 ( 包括本实施例中的空气流量控制器 14) 的开口比例确定优化的吹送 流速。设定流速的确定能够根据一个或多个预先确定的比率进行。
在具体的实施方式中， 吹送的设定流速被确定以便将空气流量控制器 14 的开口 比例最大化。为此， 计算模块 27 根据从模块 25 中的每个接收的信号确定具有最大开口比 例的空气流量控制器 14。接下来， 计算模块 27 确定这个比例是否能够增加。如果是这样， 计算模块 27 就确定能够为这个空气流量控制器获得的最大开口比例。根据考虑的关于该 空气流量控制器的最大开口比例， 计算模块 27 确定 CAT 站 22 的水平面上的吹送的设定流 速和其它空气流量控制器的开口比例， 以便获得每个壳体中各自所需的流速。
用于控制 CAT 站 22 的模块 28 被告知设定的流速值并且吹送的流速被调整以达到 该设定值。同时， 为了达到由计算模块 27 计算的值， 调整每个空气流量控制器 14 的开口比 例， 即， 在本实施例中增加每个空气流量控制器 14 的开口比例。每个空气流量控制器 14 的 开口比例的调整能够使用为了调节其开口比例而设置的每个致动器 26 来进行。
因此， 通过增加空气流量控制器 14 的开口比例， 从而增加流速调节装置的开口比 例， 本发明使得 CAT 站 22 的水平面上的吹送流速有可能减少。这减少了由 CAT 站 22 消耗 的能量。
该设备还可以包括用于由用户或操作者监管和任选地验证这些作为整体的操作 的装置。
该设备还包括环路 29， 环路 29 的作用是从壳体 21a-21c 中的每个抽取空气。 在图 2 示出的实施例中， 所抽取的空气被排入大气。
不同的模块之间的通信当规则允许时能够通过无线连接装置进行， 或者能够通过 利用专用母线由有线连接装置进行。
不同的模块之间的通信还可以通过利用现有网络， 例如现有电话网络或者实现 TCP/IP 协议的现有数据网络进行。因此， 能够简化根据本发明的系统中的设备并减少设备 成本。
图 3 是根据本发明的另一设备 30 的图解表示。设备 30 使得扩散空气进入三个壳 体 21a-21c 变得可能并且具有与在图 2 中示出的设备 20 相同的模块且实现相同的功能。
然而， 设备 30 与设备 20 之间的主要差异在于设备 30 中的空气抽取环路 29 进行 ：
■从每个壳体 21 回收空气， 以及
■将回收的空气输送给 CAT 站 22。
由回收环路 29 输送给 CAT 站 22 的空气经历与将扩散进壳体 21a-21c 的、 通过空 气处理环路 23 中的 CAT 站吹送的空气的温度交换。因此， 根据本发明的设备可能从通过将 从壳体 21 回收的空气中储存的卡或千卡转移到将被扩散进壳体 21 的空气中得到益处。这 种交换可能总体上显著减少设备 30 的能耗。
将来自从壳体通过回收环路 29 回收的空气的卡 / 千卡传输给扩散进壳体的空气 不需要直接接触就可进行， 例如通过热交换器 ( 未示出 )。这些热交换器能够位于 CAT 站22 中或者 CAT 站 22 的下游。一旦卡 / 千卡被回收， 在壳体 21 中回收的空气就被排放至外 部。
此外， 热交换器由计算模块 27 控制， 计算模块 27 由此确定从壳体 21 回收的空气 传输至将扩散进壳体的空气的卡 / 千卡的数量， 这可能控制吹送进空气处理环路 23 中的空 气的温度。
当然， 本发明不限于以上详细描述的实施例并且本领域的技术人员能够进行修改 而不超出本发明的范围。例如， 单个模块 25 能够被用于作为整体的壳体 21。此外， 这个模 块 25 能够与计算模块 27 集成。
最后， 能够利用与计算模块任选地集成的单个模块， 以便执行以下一组操作 ： 测量 与流速和 / 或用于整个壳体 21 的流速调节装置有关的信号 ； 测量与温度和 / 或用于整个壳 体 21 的热处理装置有关的信号 ； 不同装置以及中心空气处理站 22 的控制。