空调机能量自动调节控制系统.pdf

以下配合图式详细介绍本发明的各实施例：

请参阅图1所示，是本发明的系统图，系统中配置有一中央控制单元C，一台
或一台以上的空调机分别为A/C1、A/C2，以及分别对应配置于每一台空调机的控
制盒M1、M2，具有设定单元的操作面板B1、B2及属感测单元部分的各感测器D1、
D2其中尚包括用以侦测空调区间内标准感测区的感测器D及侦测室外温度或温度
与湿度的感测器D_O。

本发明其控制系统为了解决一般使用者因环境改变时，欲追求空调环境的“舒
适感”，而做不当的操作设定或因误判的设定，所造成的能源过度浪费的缺点，而
有以下各个具体实施例：

第一实施例如图2所示，主要是利用专人管理的方式，将系统中的标准温度或
温度与湿度设定值TSC设定于一理想值，而各空调区(即各空调机A/C1、A/C2所
对应的空调区间)其设定值以TSO表示(TSO值因各空调区内使用者的不同需求，
其每一空调区的设定值TSO值并非一定相同)；因此，本发明为了达到节能又兼
顾“舒适”要求，通过专人管理将温度或温度与湿度的标准设定值TSC设定于一
理想值，并输入该中央控制单元C，而该中央控制单元C实际上可为一中央传讯器，
而各空调区其设定值TSO因各使用者的需求不同，而有不相同的TSO设定值，当
TSC≥TSO时，本发明的系统控制将强迫选取TSC值做为温度或温度与湿度的执
行设定值TS，即以TSC值与感测单元中各空调区内所配置的感应器D1或D2所
测得的感测值TAO进行比对后，由各控制盒M1或M2根据比对结果以控制各区
所配置的空调机A/C1或A/C2的运转；而当TSC＜TSO，则选取TSO做为执行设定
值TS；上述利用TSC与TSO值的比对管制，选定适当执行设定值TS即能有效防止
人员不当设定或误判操作，以达节能的目的。

第二实施例如图3所示，当TSC≥TSO时，其差值过大时，控制盒M1或M2如
以TSC做为执行的设定值TS，将会造成空调机A/C1或A/C2的能量变化过于激烈，
故当TSC≥TSO时，且其差值大于或等于K值时，本发明先以TSO+X做为执行设定
值TS，再经T1时间后取TS0+2X做为执行设定值TS，依序分别经T2，TN等时间
间隔，其间执行设定值TS亦对应依序取TSO+2X、TSO+3X，直到TSC≤TSO+NX
时，则取TSC为其执行设定值TS，以控制空调区温度变化不致过于激烈，而当TSC
-TSO＜K时，表示TSC与TSO间的温度差值K较小，则选取TSC为执行设定值TS；
另当TSC＜TSO时，则选取TSO做为其执行设定值TS。以上控制方式，除可使空调
区的温度变化控制在一柔和状态，同时亦因执行设定值TS的选取适当，可有效避
免空调机的能量变化过于激烈，进而达到节能、舒适的目的。

请参阅图4所示，为本发明的第三实施例，此实施例主要在满足使用者于短时
间内，能依自己特定需求强制设定其所需的设定值TSO，但又可于适当时间后回归
正常的控制状态，即当TSC≥TSO时，使用者可依自己的需求，强制将空调区的设
定值设定为TSO，并以此设定值TSO做为系统的执行设定值TS，然在每经过适当的
时间间隔T1、T2、T3，TN，该执行设定值TS即逐次依序调整为TSO+X、TSO+2X、
TSO+3X，直至经过TN的时间间隔后，当TSC≤TSO+NX时，则选定TSC做为其执
行设定值TS；另当TSC＜TSO时，则选定TSO为其执行设定值TS。

至于各控制盒M1、M2对系统中的空调机A/C1、A/C2的控制，由图9所示的控
制方块图及图10的控制流程图，可以了解到各控制盒同M1、M2是根据各空调区其
操作面板B1、B2所输入空调区的设定值TSO与中央控制单元C所输入标准设定值
TSC，按前述各实施例所设定的控制流程，选取其执行设定值TS的值后，由控制盒
M1、M2中的中央处理单元11根据感测器D1、D2所测得的感测值TAO与该TS值进
行比对运算后，再由输出单元12输出一对应的控制讯号，以控制空调机组A/C1、
A/C2使其风量做变能量的运转，并且控制空调主机的开、关ON-OFF动作(或控
制室内空调机水阀或室内直膨空调机冷媒阀的开、关动作)。

本发明的特征乃在于适时根据空调环境条件与负载的变化或使用需求的不同，
自动调整系统中其执行设定值TS的值，做为系统控制的比对基准；同时，空调机
组其风量是与温度的变化完全设控在一定范围内呈一变化能量的运转，如图11所
示，是本发明第一实施例的温控变风量特性线图，其中风量的变化完全设控在最小
风量min至全速100％间，随着TS值的变化呈一曲线变能量的运转；而图12所示，
则为第二、三实施例的温控变风量特性线图，TS值分别为TSO、TSO+X、TSO+2X
时，风量均能随温度变化，于最小风量min至全速100％间呈一曲线变能运转关系，
本发明的控制标的主要是在如何将执行设定值TS或环境温度值TA、TAO与风量变
化，设控在min～100％间呈一变能量的曲线特性下，达到将空调系统控管在节能、
舒适及更人性化的管理目标，乃本发明创作特色的所在。

当用电需求量达固有容量的一定额QS时，中央控制单元C将标准设定值TSC
强制送出，即当TSC≥TSO时，控制系统取TSC值做为其执行设定值TS，执行自
动卸载的操作，然当负载第二次达到QS≤QO(QO是为电力耗用量)时，则取TSC
+X做为其执行设定值TS，如是情况，只要在预设时间内，经过不断的比对固有容
量的一定额QS与电力耗用量QO的值，即负载情况持续发生QS≤QO时，其执行设
定值TS即逐次由TSC、TSC+、TSC+2X、直至取TSC+NX值，且TSC+NX≥TSC(MAX)，
即TSC+NX大于或等于TSC的最大值则取TSC(MAX)做为其执行设定值TS的极限；
反之，TSC＜TSO时，则取TSO为其执行设定值TS。

第四实施例以TSC(MAX)做为系统空调机执行的执行设定值TS的极限，此值
亦为维持建筑物内最基本的空调品质的条件，故此实施例可有效防止建筑物因电力
超载而受罚，如负载一再达此TSC(MAX)的限值，表示建筑物的电力固有容量不
足，应依需要向电力公司申请加大固有容量。空调系统无论是负载的需求面，或是
主机能量的供应面，其多变的特性，是一般使用者所难以控制达到最佳运转状态(舒
适、省能、效率高的状态)。因此空调尖峰负载随着生活品质的改善不断的急剧窜
升，已造成全球各地电力供应不足，加以近年来捉摸不定的气候导致空调负荷增加，
更使电力供应单位无从预测，而环保意识的抬头，电力开发愈形困难，是以供电者
也从单纯卖电者的角色，转变为教导使用者善用电力的角色，因此负载管理遂为先
进国家所普遍采行的电力管理的重点。本发明为配合供电管理单位的负载管理，可
使该中央控制单元C接受外部供电管理单位F所发出的讯号(该讯号可为无线电波
或涟波、或通讯网等)，以管制建筑物内的空调机组整体运转的管理(如图6所示)。

此外，以人员健康着想的空调环境与进出外界的温差应在5℃～8℃为佳，如室
内与室外的环境温差过大时，易造成人体因冷、热的冲击降低了抵抗力。再者，无
论是人为的疏忽或不当的操作习惯，过低的空调环境温度，不但有损人体健康，更
浪费宝贵资源。本发明为防止此弊端，特提以下实施例，以达省能管理：

如图7所示，为本发明第五实施例的控制流程图，该中央控制单元C不断由感
测器D₀擢取外界环境温度值TO，并按下列控制流程进行：

(1)TSC＝TO-X，且TSC＞TSC(min)时(TSCmin代表标准设定温度的最低值)，
则以TSC做为控制盒M1或M2对空调机A/C1或A/C2的运转执行设定值TS。

(2)TSC＝TO-X，而TSC≤TSC(min)，则以TSC(min)做为运转的执行设定
值(X值的大小，管理人员可由中央控制单元进行设定)。

请再参阅图8所示，本发明可经由专人管理达省能的目的，同时亦可经由电脑
管理，运算出各户的耗电量，即利用中央控制单元与电脑的连线，精确计算出总耗
电量，并以此计算结果做为主机运转的控制，以达到最佳化的运转管理。

综上所述，本发明利用设定值的适度调整，以使空调系统的运转达到最佳化及
省能、舒适目标，并可通过专人管理、电脑及外部负载管理，以杜绝不当操作与误
判设定，有效节约能源，解决超载问题；同时，又能满足使用者可依自己特定需求，
不致造成能源过度浪费的设定控制，以使本发明于空调系统的使用效益，更具显著
进步性。