Устройство управления термотрансформаторной установкой

 

Использование: энергетика, в частности установки тепло- и хладоснабжения с применением реверсивных компрессионных термотрансформаторных установок. Сущность изобретения: устройство дополнительно содержит блоки совпадения, детектор охлаждения, детектор нагрева, детектор первой группы детекторов оттайки соединены с первыми входами третьего блока совпадений, детекторы второй группы детекторов оттайки соединены с первыми входами четвертого блока совпадения. Выходы третьего и четвертого блоков совпадений соединены попарно и подсоединены ко вторым входам первого блока совпадений и ко вторым входам блока переключающихся устройств. Детекторы первой группы детекторов обледенения соединены с первыми входами пятого блока совпадений, детекторы второй группы детекторов обледенения соединены с первыми входами шестого блока совпадений. Выходы блоков совпадений соединены попарно и подсоединены к вторым входам второго блока совпадений, первые выходы блока переключающих устройств соединены с первыми входами седьмого блока совпадений, вторые выходы блока переключающих устройств соединены с первыми входами восьмого блока совпадений. Выходы блоков совпадений соединены попарно и подсоединены к клапанам. 3 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности, к установкам тепло- и хладоснабжения с применением реверсивных компрессионных термотрансформаторных установок.

Известно устройство управления термотрансформаторной установкой, содержащее детекторы обледенения и оттайки, два блока совпадений, формирователь сдвига, сдвиговой регистр, блок переключающих устройств, соединенный с клапанами (1). Детекторы оттайки при этом соединены с первыми входами первого блока совпадений, выходы которого соединены со входами формирователя сдвига, соединенного со сдвиговым регистром, выходы которого подсоединены ко вторым входам первого блока совпадений и к первым входам второго блока совпадений, ко вторым входам которого подсоединены детекторы обледенения, и выходы которого подсоединены к блоку переключающих устройств.

Недостатком данного устройства является то, что термотрансформаторная установка работает либо в режиме нагрева, либо в режиме охлаждения, что ведет к ее недоиспользованию.

Задачей изобретения является создание устройства управления термотрансформаторной установкой, позволяющего управлять режимами работы термотрансформаторной установки, включая и режим оттаивания, как при охлаждении, так и при нагреве воздуха, подаваемого в кондиционируемое помещение. Поставленная задача решается тем, что в отличии от прототипа устройство дополнительно содержит третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой блоки совпадений, детектор охлаждения, детектор нагрева, причем детекторы первой группы детекторов оттайки соединены с первыми входами третьего блока совпадений, детекторы второй группы детекторов оттайки соединены с первыми входами четвертого блока совпадений, при этом выходы третьего и четвертого блоков совпадений соединены попарно и подсоединены ко вторым входам первого блока совпадений и ко вторым входам блока переключающих устройств, детекторы первой группы детекторов обледенения соединены с первыми входами пятого блока совпадений, детекторы второй группы детекторов обледенения соединены с первыми входами шестого блока совпадений, при этом входы пятого и шестого блоков совпадений соединены попарно и подсоединены ко вторым входам второго блока совпадений, первые выходы блока переключающих устройств соединены с первыми входами седьмого блока совпадений, вторые выходы блока переключающих устройств соединены с первыми входами восьмого блока совпадений, при этом выходы седьмого и восьмого блоков совпадений соединены попарно и подсоединены к клапанам, детектор нагрева соединен со вторыми входами третьего, пятого и седьмого блоков совпадений, детектор охлаждения соединен со вторыми входами четвертого, шестого и восьмого блоков совпадений.

На фиг. 1 представлена термотрансформаторная установка; на фиг. 2 - блок-схема устройства управления термотрансформаторной установкой; на фиг. 3 - пример выполнения устройства.

Устройство управления термотрансформаторной установкой 1, состоящей из нескольких реверсивных термотрансформаторов 2, каждый с компрессионным агрегатом 3, конденсатором 4, испарителем 5 и четырехходовым клапаном 6 (фиг. 1), содержит детекторы обледенения 7 и оттайки 8 каждого термотрансформатора 2, первый 9, второй 10, третий 11, четвертый 12, пятый 13, шестой 14, седьмой 15 и восьмой 16 блоки совпадений, формирователь сдвига, 17, сдвиговой регистр 18, блок переключающих устройств 19, клапаны 20 и детекторы нагрева 21 и охлаждения 22.

Детекторы обледенения 7 разделены на две группы: первая группа 7.1 - детекторы обледенения испарителей 5 (детектор 7.1.1 соответствует термотрансформатору 2.1 и т.д.) и используется при работе термотрансформаторной установки 1 в режиме нагрева; вторая группа 7.2 - детекторы обледенения конденсаторов 4 (детектор 7.2.1 соответствует термотрансформатору 2.1 и т.д.) и используются при работе термотрансформаторной установки 1 в режиме охлаждения (конденсатор 4 каждого термотрансформатора 2 работает в режиме испарителя).

Детекторы оттайки 8 так же разделены на две группы: первая группа 8.1 - детекторы оттайки испарителей 5 (детектор 8.1.1 соответствует термотрансформатору 2.1 и т.д.) и используются при работе термотрансформаторной установки 1 в режиме нагрева; вторая группа 8.2 - детекторы оттайки конденсаторов 4 (детектор 8.2.1 соответствует термотрансформатору 2.1 и т.д.) и используются при работе термотрансформаторной установки 1 в режиме охлаждения (конденсатор 4 каждого термотрансформатора работает в режиме испарителя).

Каждый из блоков совпадений 1 8 состоит из схем совпадений (1.1, 1.2, 1. n; 2.1, 2.2, 2.n и т.д.). Блок переключающих устройств 19 состоит из переключающих устройств 19.1, 19.2,19.n.

Выходы первого блока совпадений 9 соединены со входами формирования сдвига 17, соединенного со сдвиговым регистром 18. Выходы регистра 18 подсоединены к первом входам схем совпадений 9.1, 9.2,9.n первого блока совпадений 9 и к первым входам схем совпадений 10.1, 10.2,10.n второго блока совпадений 10, выходы которого подсоединены к первым входам переключающих устройств 19.1, 19.2,19.n блока переключающих устройств 19. Детекторы первой группы 8.1 детекторов оттайки 8 соединены с первыми входами третьего блока совпадений 11 (детектор 8.1.1 соединен соответственно с первым входом схемы совпадения 11.1 и т.д.).

Детекторы второй группы 8.2 детекторов оттайки 8 соединены с первыми входами четвертого блока совпадений 12 (детектор 8.2.1 соединен соответственно с первым входом схемы совпадения 12.1 и т.д.). Выходы третьего 11 и четвертого 12 блоков совпадений соединены попарно (выход схемы совпадения 11.1 соединен с выходом схем совпадения 12.1 и т.д.) и подсоединены ко вторым входам первого блока совпадений 9 (соответственно ко вторым входам схем совпадений 9.1, 9.2, 9.n) и ко вторым входам блока переключающих устройств 19 (соответственно ко вторым входам переключающих устройств 19.1, 19.2,19. n). Детекторы первой группы 7.1 детекторов обледенения 7 соединены с первыми входами пятого блока совпадений 13 (детектор 7.1.1 соединен соответственно с первым входом схемы совпадения 13.1 и т.д.).

Детекторы второй группы 7.2 детекторов обледенения соединены с первыми входами шестого блока совпадений 14 (детектор 7.2.1 соединен соответственно с первым входом схемы совпадения 14.1 и т.д.).

Выходы пятого 13 и шестого 14 блоков совпадений соединены попарно (выход схемы совпадения 13.1 соединен с выходом схемы совпадения 14.1 и т.д.) и подсоединены ко вторым входам второго блока совпадений 10 (соответственно ко вторым входам схем совпадений 10.1, 10.2,10.n). Первые прямые входы блока переключающих устройств 19 соединены с первыми входами седьмого блока совпадений 15 (выход переключающего устройства 19.1 соединен с первым входом схемы совпадения 15.1 и т.д.). Вторые инверсные выходы блока переключающих устройств 19 соединены с первыми инверсными входами восьмого блока совпадений 16 (инверсный выход переключающего устройства 19.1 соединен с первым инверсным входом схемы совпадений 16.1 и т.д.). Выходы седьмого 15 и восьмого 16 блоков совпадений соединены попарно (выход схемы совпадения 15.1 соединен с выходом схемы совпадения 16.1 и т.д.) и подсоединены к клапанам 20 (к клапанам 20.1, 20.2,20.n соответственно).

Детектор нагрева 21 соединен со вторыми входами третьего 11, пятого 13 и седьмого 15 блоков совпадений. Детектор охлаждения 22 соединен со вторыми входами четвертого 12, шестого 14 и восьмого 16 блоков совпадений.

Устройство работает следующим образом. Сигнал с выходом сдвигового регистра 18, подающейся на входы схем совпадений 10.1, 10.2,10.n второго блока совпадений 10, обеспечивает последовательное разрешение подачи выходного сигнала с детекторов обледенения 7 (7.1.1, 7.1.2,7.1.n первой группы детекторов обледенения 7.1, при работе термотрансформаторной установки 1 в режиме нагрева, или 7.2.1, 7.2.2,7.2.n второй группы детекторов обледенения 7.2, при работе термотрансформаторной установки 1 в режиме охлаждения) и далее на соответствующие входы переключающих устройств 19.1, 19.2,19.n блока переключающих устройств 19.

При работе термотрансформаторной установки 1 в режиме нагрева (детектор нагрева 21, соединенный со вторыми входами схем совпадений 15.1, 15.2, 15.n седьмого блока совпадений 15, дает разрешение на прохождение управляющего сигнала с прямых выходов переключающих устройство 19.1, 19.2,19.n на управление клапанами 20.1, 20.2.20.n) происходит последовательная оттайка испарителей 5.1, 5.2,5.n термотрансформаторной установки 1. При работе термотрансформаторной установки 1 в режиме охлаждения (детектор охлаждения 22, соединенный со вторыми (инверсными) входами схем совпадений 16.1, 16.2,16.n восьмого блока совпадений 16, дает разрешение на прохождение управляющего сигнала с инверсных выходов переключающих устройств 19.1, 19.2,19.n на управление клапанами 20.1, 20.2,20.n) происходит последовательная оттайка конденсаторов 4.1, 4.24.n, которые теперь работают в режиме испарителей, термотрансформаторной установки.

Таким образом, при размещении сигнала сдвигового регистра 15 на входах схем совпадений 9.1 и 10.1 первого 9 и второго 10 блоков совпадений соответственно (при этом на аналогичных входах 9.2,9.n и 10.2,10.n запрещающий сигнал) сигнал с выхода детектора обледенения 7.1.1 испарителя 5.1 термотрансформатора 2.1 при работе термотрансформаторной установки 1 в режиме нагрева подается на второй вход схемы совпадений 10.1 второго блока совпадений 10, на выходе которой (схемы совпадений 10.1) формируется сигнал, поступающий на вход переключающего устройства 19.1 блока переключающих устройств 19. С первого (прямого) выхода переключающего устройства 19.1, при разрешающем втором входе схемы совпадений 15.1 (разрешающий сигнал от детектора нагрева 21), сигнал управления приводит к срабатыванию клапана 20.1 и осуществляется реверсирование термотрансформатора 2.1 (испаритель работает в режиме конденсатора, т.е. осуществляется оттайка).

После окончания оттайки сигнал с выхода детектора оттайки 8.1.1. подается на вторые входы схемы совпадений 9.1 и переключающего устройства 19.1 соответственно. При этом клапан 20.1 вновь переключается и осуществляют повторное реверсирование термотрансформатора 2.1 (испаритель работает в режиме испарителя). На выходе схемы совпадений 9.1 формируется сигнал, который подается на вход формирователя сдвига 17. На выходе формирователя сдвига 17 формируется сигнал, поступающий на вход сдвигового регистра 18, который переключается и выдает разрешающий сигнал на входы следующих схем совпадений 9.2 и 10.2 первого 9 и второго 10 блоков совпадений. Таким образом осуществляется оттайка испарителей 5 (5.1, 5.2 5.п) элементарных термотрансформаторов 2 (2.1, 2.2,2.n) последовательным их реверсированием.

При работе термотрансформаторной установки 1 в режиме охлаждения схема работает аналогично. При этом клапаны 20 реверсируются, конденсаторы 4 работают в режиме испарителей и происходит их последовательная оттайка по сигналам второй группы детекторов обледенения 7.2 и второй группы детекторной оттайки 8.2.

Устройство управления термотрансформаторной установкой 1 может быть выполнено, например, как показано на фиг. 3.

Схемы совпадений 9.1, 9.2,9.n первого блока совпадений 9 могут быть выполнены в виде элементов 2И, количество которых n, равно количеству элементарных термотрансформаторов 2. Аналогично выполнены другие блоки совпадений 10 16.

Формирователь сдвига 17 выполнен из последовательно соединенных логических элементов, 4ИЛИ 14, для термотрансформаторной установки 1, состоящей из 4-х элементарных термотрансформаторов 2, инверсии НЕ 22, 2И 23 и линии задержки в виде R-C-цепочки резистора 24 и конденсатора 25. Сдвиговой регистр 18 для указанного примера может быть выполнен в виде четырехразрядного сдвигового регистра 26 (например, К 155ИР1). Для инвертирования управляющего сигнала по вторым входам схем совпадений 16.1, 16.2,16.n восьмого блока совпадений 16 может использоваться один общий инвертор 27.

Переключающее устройство 19.1, 19.2,19.n блока переключающих устройств 19 представляет собой группу R-S-триггеров 20.

Управление клапанами 20.1, 20.2,20.n осуществляется с помощью полностью управляемых тиристоров 28.1, 28.2,28.n.

Попарное соединение выходов третьего 11 и четвертого 12 блоков совпадений осуществляют с помощью элементов 2ИЛИ 29.1, 29.2,29.n.

Аналогично осуществляется попарное соединение выходов пятого 13 и шестого 14 блоков совпадений (элементы 30.1, 30.2,30.n), а также седьмого 15 и восьмого 16 блоков совпадений (элементы 31.1, 31.2,31.n).

Устройство повышает эффективность работы термотрансформаторной установки за счет использования ее в режиме охлаждения (холодильная машина) и нагрева (тепловой насос) воздуха без остановки на технологический перерыв на оттайку и переключение режима работы (с охлаждения на нагрев и наоборот).

Устройство управления термотрансформаторной установкой легко технически реализуется (как показано выше), т.е. не вызывает сомнение ее промышленное изготовление для управления режимами установки кондиционирования воздуха в помещениях.

Формула изобретения

Устройство управления термотрансформаторной установкой, содержащее детекторы обледенения и детекторы оттайки, соединенные с управляющим блоком, и блок переключающих устройств, соединенный с клапанами, отличающееся тем, что оно содержит восемь блоков совпадений, формирователь сдвига, сдвиговой регистр, детектор охлаждения и детектор нагрева, при этом выходы первого блока совпадений соединены с входами формирователя сдвига, соединенного со сдвиговым регистром, выходы которого подсоединены к первым входам первого блока совпадения и первым входам второго блока совпадений, выходы которого подсоединены к первым входам блока переключающих устройств, детекторы первой группы детекторов оттайки соединены с первыми входами третьего блока совпадений, детекторы второй группы детекторов оттайки соединены с первыми входами четвертого блока совпадений, выходы третьего и четвертого блоков совпадений соединены попарно и подсоединены к вторым входам первого блока совпадений и к вторым входам блока переключающих устройств, детекторы первой группы детекторов обледенения соединены с первыми входами пятого блока совпадений, детекторы второй группы детекторов обледенения соединены с первыми входами шестого блока совпадений, выходы пятого и шестого блоков совпадений соединены попарно и подсоединены к вторым входам второго блока совпадений, первые выходы блока переключающих устройств соединены с первыми входами седьмого блока совпадений, вторые выходы блока переключающих устройств соединены с первыми входами восьмого блока совпадений, выходы седьмого и восьмого блоков совпадений соединены попарно и подсоединены к клапанам, детектор нагрева соединен с вторыми входами третьего, пятого и седьмого блоков совпадений, детектор охлаждения соединен с вторыми входами четвертого, шестого и восьмого блоков совпадений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3