[發明專利]溫度調節系統和功率調節裝置

有效

• 申請號: 201780085301.0
• 申請日: 2017-02-03
• 公開（公告）號: CN110431359B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 黎俊德;陳佑宗;楊純彰;謝松輝;鐘樹鴻
• 申請（專利權）人: 香港城市大學
• 主分類號: F24F11/77
• 分類號: F24F11/77;F24F11/64;F24F11/84
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

一種用于調節密閉空間溫度的溫度調節系統(100)，所述溫度調節系統(100)包括風扇組件(150)，所述風扇組件(150)包括風扇(154)和耦接到所述風扇(154)的多速電動機(152)，且所述多速電動機(152)被配置成驅動所述風扇(154)，功率調節裝置(200)，其與所述多速電動機(152)電氣通信，所述功率調節裝置(200)包括電動機驅動器(220)和占用傳感器(302)，所述占用傳感器(302)被配置為檢測所述密閉空間內的占用并產生指示所檢測到的占用的占用信號，所述功率調節裝置(200)被配置為調整提供給所述多速電動機(152)的能量或功率，以基于所述占用信號控制所述多速電動機(152)的速度和所述風扇(154)的速度。

技術領域

本公開涉及功率調節裝置和溫度調節系統，特別地，本公開涉及一種包括功率調節裝置的溫度調節系統，其中功率調節裝置控制供應給溫度調節系統的一個或多個組件的功率或能量。

背景技術

溫度調節系統通常用于調節空間的溫度，例如房間、辦公室、房屋等。加熱、通風和冷卻(HVAC)系統是作為溫度調節系統常用的系統。恒溫器裝置用于感測空間的熱狀況并向作為HVAC系統一部分的空調單元提供必要的信號。恒溫器與HVAC系統的一個或多個組件或溫度調節系統通信。

恒溫器通常連接到并控制溫度調節系統(諸如HVAC系統)內的風扇或加熱元件或加熱器或閥的操作。通常，恒溫器感測空間的溫度，并控制HVAC系統的一個或多個組件以將空間的溫度保持盡可能接近參考溫度。參考溫度是溫度設定點，可以從用戶接收。恒溫器包括各種傳感器，其通常包括雙金屬條或熱敏電阻。典型的恒溫器是二元型控制器，其被配置為控制各種組件，諸如風扇或加熱元件，以在ON和OFF位置之間切換。這種恒溫器為溫度調節系統中的組件的控制提供了有限的操作范圍。

線電壓是溫度調節系統中常用的恒溫器的另一個例子。在線電壓恒溫器中，系統功率由恒溫器直接切換。線電壓恒溫器可用于控制在溫度調節系統中驅動風扇的電動機。在溫度調節系統中，風扇根據相對于參考溫度的空間溫度由恒溫器選擇性地打開或關閉。該風扇的速度以開關來控制。

在現有技術系統中，風扇速度以電感分壓器或電容分壓器裝置來控制。

電感分壓器廣泛用于改變風扇速度，尤其是用于驅動風扇的多速電動機。通過改變與恒溫器的連接來改變施加到驅動繞組的電壓和電流。包括電感分壓器的恒溫器包括多個輸入頭和可以連接到多個輸入頭之一的開關。每個頭連接到電感器。例如，在具有三個頭的恒溫器中，一個頭將電源連接到兩個電感器和電動機，第二個頭將電源連接到一個電感器和電動機，第三個頭將電源直接連接到電動機。通過連接其中一個頭來控制風扇速度。電感器通過用作從電源接收的AC電壓的阻抗來降低電動機接收的電壓。

僅使用電感分壓器具有許多缺點。電感分壓器布置只能以離散方式調節風扇速度，并將速度選擇限制為與頭數量相關的離散速度。在三個頭示例中，風扇速度只能是低、中或高。由于電感分壓器裝置集成在電動機殼體中，因此與電感分壓器一起使用的電動機的尺寸大且笨重。此外，電感分壓器的布置具有寄生元件，導致電能質量下降。寄生元件會導致電動機溫度升高，引入磁芯損耗，且縮短電動機的使用壽命。最后，這種布置造成了額外的損耗并且可能增加電動機設計的成本。

在現有技術的恒溫器中可以使用電容分壓器來控制驅動風扇的多速電動機以控制風扇速度。通過在一系列預定值的電容器之間連接電源來改變風扇速度，這有效地限制了提供給電動機的電功率。電容器放置在電動機殼體內或可以放置在恒溫器中。包括電容分壓器的恒溫器包括多個輸入頭，并且包括可以連接到多個輸入頭中的一個的開關。每個頭連接到電容器或通過電容器連接。例如，在具有三個頭的恒溫器中，一個頭將電源連接到兩個電容器，第二個頭將電源連接到一個電容器，第三個頭將電源直接連接到電動機。通過連接其中一個頭來控制風扇速度。電容器通過用作從電源接收的AC電壓的阻抗來降低電動機接收的電壓。