Aparato para controlar un sistema de distribución de aire.

Un aparato (10) para controlar un sistema de distribución de aire del tipo que incluye un sistema de conductos (15),

un motor (25) asociado en accionamiento con un soplador (20) y una señal de caudal de aire objetivo (95), que representa un flujo de aire objetivo para el sistema de distribución de aire, estando dispuesto el aparato (10) para proporcionar control de la velocidad del motor para mantener un caudal de aire en el sistema, sustancialmente con el caudal de aire objetivo, en donde el aparato (10) comprende:

unos medios de control (30) dispuestos para controlar la velocidad del motor para estar a una velocidad provisional y para controlar la velocidad del motor a la velocidad objetivo;

unos medios (85) dispuestos para proporcionar una señal representativa de la velocidad del motor (25); CARACTERIZADO POR

unos medios (90) dispuestos para proporcionar una señal de par de torsión representativa del par de torsión del motor (25);

un módulo (35) dispuesto para calcular una señal de caudal de aire basado en la señal de velocidad y la señal de par de torsión y para calcular una velocidad objetivo utilizando el caudal de aire y el caudal de aire objetivo.

Aparato para controlar un sistema de distribución de aire

La presente invención se refiere a sistemas para el acondicionamiento de aire, y específicamente para controlar un sistema para mantener un caudal deseado de aire acondicionado a través de al menos parte del sistema independientemente de la presión estática en el mismo.

Varias técnicas diferentes se han utilizado en un intento de flujo de aire a través de un espacio confinado de un sistema que incluye sistemas de distribución de aire para el acondicionamiento de la temperatura del aire y estando la velocidad de dicho flujo de aire en relación con la presión estática en el sistema. La velocidad del flujo de aire a través de los sistemas de distribución de aire también se ve afectada por la velocidad y el par de torsión de un motor utilizado en el sistema.

Un enfoque implica la laboriosa tarea de hacer coincidir la velocidad del motor y el par de torsión con el ventilador adecuado para aproximarse al caudal de aire deseado para un espacio contenido particular y una presión estática de un sistema de distribución de aire particular. Sin embargo, esto no acomoda variaciones en la presión estática en el sistema de distribución de aire causada por alteraciones en el sistema, tales como la apertura, cierre o ajuste de un amortiguador que conecta un espacio acondicionado en relación de flujo de aire con el sistema. Además, otros dispositivos, tales como filtros e intercambiadores de calor, pueden alterar la presión estática dentro del sistema de conductos.

Si el ventilador o el soplador utilizados en este tipo de sistemas son del tipo de ventilador o de aspas, un aumento en la presión estática que actúa en este ventilador se traducirá en una disminución del caudal de aire.

Otro enfoque ha sido para compensar la alteración en la velocidad de los ventiladores y los motores eléctricos mediante el empleo de un aparato para controlar la velocidad del motor, lo que requiere el cálculo de constantes específicas para cada combinación de un sistema de aparato y distribución de aire. Este aparato incluye un controlador, que acciona el motor a diversas velocidades, pero no se puede utilizar con un controlador de motor general.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema mejorado para el acondicionamiento de aire y para mantener un caudal de aire preseleccionado del aire acondicionado a través de al menos parte del sistema independientemente de la presión estática en el mismo.

El documento EP 0 601 150 divulga un aparato según el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento 5.736.823 divulga otro aparato de gestión de aire conocido.

Según la presente invención, se proporciona un aparato para controlar un sistema de distribución de aire del tipo que incluye un sistema de conductos, un motor asociado de manera accionada con un soplador y una señal de caudal de aire objetivo que representa un flujo de aire objetivo para el sistema de distribución de aire. El aparato está dispuesto para proporcionar control de la velocidad del motor para mantener una velocidad del flujo de aire en el sistema, sustancialmente con el caudal de aire objetivo. El aparato comprende unos medios de control dispuestos para controlar la velocidad del motor para estar a una velocidad provisional y para controlar la velocidad del motor a la velocidad objetivo y medios dispuestos para proporcionar una señal de la velocidad representativa de la velocidad del motor. El aparato comprende además medios dispuestos para proporcionar una señal representativa del par de torsión del motor, un módulo dispuesto para calcular una señal de caudal de aire basado en la señal de velocidad y la señal del par de torsión y para calcular una velocidad objetivo utilizando el caudal de aire y el caudal de aire objetivo.

Un aparato para controlar un sistema de distribución de aire para mantener una velocidad del flujo de aire en el sistema sustancialmente con el caudal de aire objetivo, en el que el microprocesador funciona de acuerdo con el siguiente algoritmo:

Qa = A + ETTa + C/Ta + (D + E*Ta + F/Ta) * Na + (G + H*Qa + 1/QaV Na,

en el que Qa es la señal de caudal real de aire, Ta es el valor actual de la señal de la velocidad del motor, Na es el valor actual de la señal del par de torsión, y A a I son constantes que representan características del soplador, el motor y el motor de velocidad variable controlado.

Según la invención, se proporciona un aparato como se indica en la reivindicación 1. Las características preferidas se indican en las reivindicaciones 2 a 7.

La Figura 1 ilustra un diagrama de bloques de un aparato para controlar el sistema de distribución de aire en una

realización de la presente invención.

La Figura 2 ilustra un diagrama de flujo del algoritmo de una realización de la presente invención.

Las Figuras 3(a) y 3(b) ilustran un caudal de aire de comparación entre el caudal de aire real y el caudal de aire

calculado.

La Figura 4 ilustra un gráfico de rendimiento que muestra la revolución respecto a velocidad del flujo de aire en

diferente una presión estática externa.

La Figura 1 es un diagrama de bloques ilustrativo de un aparato para controlar el sistema de distribución de aire 10 de una realización de la presente invención. El aparato para controlar el sistema de distribución de aire 10 comprende un sistema de conductos 15, un soplador 20, un motor 25, un controlador de motor de velocidad variable 30, un módulo de control del flujo de aire 35, y un sistema de control 40. El sistema de conductos 15 es un conducto utilizado para la distribución de aire a la zona deseada. Por ejemplo, el sistema de conductos 15 puede instalarse en un edificio para proporcionar aire acondicionado a las habitaciones deseadas en el mismo. Como se mencionó anteriormente, las presiones estáticas formadas dentro del sistema de conductos 15 se ven afectadas por amortiguadores 45, filtro 50, e intercambiadores de calor 55 que se incorporan en el sistema de conductos 15.

El soplador 20 es un dispositivo, tal como un ventilador, para hacer que el aire fluya en el sistema de conductos 15 y normalmente está instalado en el mismo. En una realización preferida, el soplador 20 comprende un ventilador centrífugo curvado hacia delante. Sin embargo, el soplador 20 puede ser cualquier tipo de aspa, ventilador, u otro dispositivo para mover aire en un sistema de distribución de aire.

El motor 25 es un dispositivo para proporcionar la potencia mecánica necesaria para accionar el soplador 20. En una realización preferida, el motor 25 incluye un conjunto estacionario 60 con una pluralidad de etapas de bobinado para llevar la corriente del motor e incluye además un conjunto de rotación 65 en relación de accionamiento con el soplador 20. El motor 25 puede ser cualquier dispositivo capaz de accionar el soplador 20, tal como un motor de CC sin escobillas. El motor 25 está conectado de manera accionada al soplador 20 mediante un sistema de polea 70. Alternativamente, el motor 25 y el soplador 20 puede ser un dispositivo integrado, de tal manera que el motor 25 se inserta en el soplador 20, fijado con un tornillo de fijación y eléctricamente conectado en el mismo (no mostrado).

El controlador de motor de velocidad variable 30 es unos medios para controlar la velocidad del motor en respuesta a una señal de velocidad objetivo 80 generada por el módulo de control de flujo de aire 35, unos medios para proporcionar una señal de velocidad 85 representativa de la velocidad del motor 25 y unos medios para proporcionar una señal de par de torsión 90 relativamente representativos del par de torsión del motor. La señal de velocidad 85 puede proporcionarse mediante un dispositivo para contar pulsos enviados desde el motor de CC sin escobillas. La señal del par de torsión 90 puede proporcionarse mediante un dispositivo para representar una tensión a suministrar al motor 25 o un dispositivo para representar una corriente a suministrar al motor 25. El controlador 30 del motor de velocidad variable es un tipo de control de tensión de armadura, es sensible a una señal de velocidad objetivo 80 y controla una velocidad del motor 25 mediante comparación entre una señal de velocidad objetivo 80 y una señal de velocidad 85.

El controlador 30 del motor de velocidad variable está conectado eléctricamente al módulo de control de flujo de aire 35 para recibir la señal de velocidad objetivo 80 y para enviar la señal de velocidad 85 y la señal del par de torsión 90. El controlador de motor de velocidad variable 30 también está conectado eléctricamente al motor 25 para aplicar una tensión a una o más de las etapas de bobinado en un momento y por conmutación... [Seguir leyendo]

1. Un aparato (10) para controlar un sistema de distribución de aire del tipo que incluye un sistema de conductos (15), un motor (25) asociado en accionamiento con un soplador (20) y una señal de caudal de aire objetivo (95), que representa un flujo de aire objetivo para el sistema de distribución de aire, estando dispuesto el aparato (10) para proporcionar control de la velocidad del motor para mantener un caudal de aire en el sistema, sustancialmente con el caudal de aire objetivo, en donde el aparato (10) comprende:

unos medios de control (30) dispuestos para controlar la velocidad del motor para estar a una velocidad provisional y para controlar la velocidad del motor a la velocidad objetivo;

unos medios (85) dispuestos para proporcionar una señal representativa de la velocidad del motor (25); CARACTERIZADO POR

unos medios (90) dispuestos para proporcionar una señal de par de torsión representativa del par de torsión del motor (25);

un módulo (35) dispuesto para calcular una señal de caudal de aire basado en la señal de velocidad y la señal de par de torsión y para calcular una velocidad objetivo utilizando el caudal de aire y el caudal de aire objetivo.

2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la velocidad provisional corresponde a una velocidad de funcionamiento actual del motor.

3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la velocidad provisional corresponde a la velocidad a la que el motor funcionaba en una ocasión anterior.

4. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la ocasión anterior es la última vez que se utilizó el motor (25).

5. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la señal de par de torsión corresponde a una entrada de corriente eléctrica al motor (25).

6. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la señal de par de torsión corresponde a una entrada de tensión al motor (25).

7. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la señal de par de torsión corresponde a un deslizamiento que es una diferencia entre la frecuencia de una señal eléctrica suministrada al motor (25) y la velocidad del motor.

8. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dichos medios para calcular un caudal de aire funcionan de acuerdo con el siguiente algoritmo;

Qa=A+B * Ta+C/Ta+(D+E * Ta+F/Ta) *Na+(G+H * Qa+l/QayNa,

en el que Qa es igual al caudal de aire real; Ta es igual al valor actual de la señal de par de torsión; Na es igual al valor actual de la señal de la velocidad del motor y A a I equivalen a constantes.

9. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dichos medios para calcular una velocidad objetivo funcionan de acuerdo con el siguiente algoritmo:

Nt = Qt/Qa*Na

donde Nt es igual a la velocidad objetivo; Qt es igual al caudal de aire objetivo; Qa es igual al caudal de aire real que se calcula mediante el cálculo de un caudal de aire y Na es igual al valor actual de la señal de velocidad del motor.