NO325063B1 - Luftkondisjoneringssystem - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen relaterer seg til et luftkondisjoneringssystem.

Moderne bygninger har generelt store arealer av glass og et bredt område av indre temperaturkrav, med både indre og eksternt genererte varmebelastninger. Etter mangfoldet nødvendiggjør sonetemperaturstyring og høye nivåer av luftrenhet for å

kunne sikre adekvate komfortnivåer selv med høye konsentrasjoner av folk og utstyr. Internt genererte varmebelastninger bidrar til en stor del av den totale avkjølings-belastningen eller den totale oppvarmingsbelastningen. De interne hovedvarmekildene er elektrisk og elektronisk utstyr og høye belysningsnivåer.

Lokalisert klimastyring blir nødvendig i store åpent-plan-arealer hvor individuelle arbeidsstasjoner eller utstyrsposisjoner kan kreve forskjellige temperaturer. Det blir mer og mer vanlig å finne folk og utstyr i det samme kontoret, hvilket krever variasjon i termisk tilveiebringelse både uttrykt ved watt pr. kvadratmeter og årstidsendringer. Høyteknologiområdet, slik som datamaskinrom og styrerom, krever normalt luftkondi-sjonering selv om vinteren, siden varmen som produseres av utstyret normalt overskrider naturlig varmetap. Det er derfor behov for et oppvarmings- og luftkondisjoneringssystem som på effektiv måte kan styre forhold i bygningen og som har fleksibilitet til å tilpasse behovene i de forskjellige områdene og ved forskjellige årstider. Uavhengige systemer blir normalt brukt til klimakontrollen til forskjellige områder, hvilket ekskluderer muligheten for synergi og intelligent styring. Det kan være samtidig behov for oppvarming og avkjøling, som hver håndteres uavhengig med betydelig energisløsing.

Enn videre må moderne bygninger være designet slik at det muliggjøres en høy fleksibilitet i romkonfigurasjon og bruk. Det følger at romkonfigurasjon og bruk kan endre seg mange ganger over bygningens levetid og det er derfor viktig å sikre at luft-kondisjoneirngssystemet lett kan tilpasses slike endringer.

EP-A-0281762 beskriver en luftkondisjonseringssystem som innbefatter et mangfold luftkondisjoneringsanordninger installert på forskjellige bygningsgulv og varmerør av gravitasjonstypen for å bevirke termisk føring. Kjølevarmerør forbinder fordampere i luftkondisjoneringsanordningene med en kondensator i et isreservoir. Varmende varmerør forbinder kondensatorer i luftkondisjoneringsanordningene med en fordamper i et varmtvannsreservoir. En varmepumpekjøler med en is og en varmtvanns-produserende anordning er forbundet mellom isreservoiret og varmtvannstanken. Dette varmtrørsairconditioningssystemet nødvendiggjør et komplisert styresystem som involverer nivådetektering av det flyktige termiske mediet i varmerørene, hvilket ganske sikkert ikke tillater en fleksibel tilpasning til endringer i romkonfigurasjon og bruk av bygningen.

Et teknisk problem som ligger til grunn for den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et fleksibelt og energibesparende luftkondisjoneringssystem for bygninger som nødvendiggjør sonetemperaturstyring og hvor det samtidig er et behov for oppvarming og avkjøling. Problemet løses med et luftkondisjoneringssystem som angitt i patentkrav 1.

Et bygningsluftkondisjoneringssystem i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen omfatter en varmtvannsfordelingskrets, en kaldtvannsfordelingskrets og et mangfold terminalluftkondisjoneringsenheter. Hver av disse terminale luftkondisjonerings-enhetene omfatter en vifte for å blåse luft i et rom av en bygning, en varmespole forbundet med varmtvannsfordelingskretsen og/eller en kjølespole forbundet med kaldtvannsfordelingskretsen. Et omgivelsestemperatur-styresystem gjør det mulig å styre varmeeffekt til varmespolene og kjøleeffekt til kjølespolene. I samsvar med et viktig aspekt ved den foreliggende oppfinnelse omfatter systemet videre et varmeproduserende energihåndteringssystem innbefattende en energileverandør med en varmepumpesyklus som er i stand til å overføre varmeproduserende energi fra kaldtvannsfordelingssystemet til varmtvannsfordelingssystemet. I en foretrukket utførelse er energileverandøren videre i stand til å overføre varmeproduserende energi: a) fra kaldtvannsfordelingssystemet til atmosfæren, og c) fra atmosfæren til kaldtvannsfordelingssystemet. Det varmeproduserende energihåndteirngssystemet er i stand til å handtere de varmeproduserende energioverføringene for å opprettholde forhåndsinnstilte temperaturnivåer i varmt og kaldt vannkretsene og til å optimalisere energiforbruk, hvor optimalisering av energiforbruk betyr for eksempel en minimalisering av globalt primærenergiforbruk eller minimalisering av globale energikostnader til luftkondi-sj oneringssystemet.

For ytterligere optimalisering av energiforbruk innbefatter systemet på fordelaktig måte en varmeveksleirnnretning som er i stand til å overføre varmeproduserende energi fra kaldtvannsfordelingssystemet til atmosfæren i en fri avkjølingsprosess.

For å optimalisere kjøleenergiproduksjonen innbefatter systemet på fordelaktig måte en kjøleenergibuffertank. Denne buffertanken gjør det mulig å lagre et momentant overskudd av kjøleenergi eller, sett fra et annet synspunkt, å produsere kjøleenergi på forhånd når forholdene for kjøleenergiproduksjon er på det mest fordelaktige, og dette er uavhengig av det momentane behovet for kjøleenergi.

For å optimalisere varmeenergiproduksjonen, innbefatter systemet på fordelaktig måte en varmeenergibuffertank. Denne buffertanken gjør det mulig å lagre et momentant overskudd av varmeenergi eller, sett fra et annet synspunkt, å produsere varmeenergi på forhånd når forholdene for varmeenergiproduksjon er de mest fordelaktige, og dette uavhengig av det momentane behovet for varmeenergi.

For å tilfredsstille toppbehov for varmeenergi, innbefatter systemet på fordelaktig måte en varmegenerator som er i stand til å produsere varmegivende energi og overføre denne varmegivende energien til varmtvannsfordelingssystemet.

Energiforbruk blir ytterligere redusert dersom det varmeproduserende energihåndteringssystemet er i stand til å overvåke kjøle/varmeenergikravene til hver av terminalluftkondisjoneringsenhetene og av innstillingspunktvariasjon til kaldt- og varmtvann-kretstemperaturene som funksjon av avkjøling/oppvarmingenergikravene til terminalluftkondisjoneringsenhetene.

Det varmegivende varmeproduserende energihåndteringssystemet er på fordelaktig måte i stand til å håndtere de varmegivende energioverføringene under hensyntaken til globale bygningsvarme/avkjølingskrav, ytre klimatiske parametere og primære energikostnader.

For å muliggjøre en høy fleksibilitet i en romkonfigurasjon og bruk, innbefatter på fordelaktig måte varmtvannsfordelingskretsene og kaldtvannsfordelingskretsene hurtigkoplinger i regelmessige intervaller for å tilkople henholdsvis en varmespole og en kjølespole til disse ved hjelp av fleksible rør.

Terminalluftkondisjoneringsenhetene er på fordelaktig måte installert i et plenumrom under et hevet gulv eller over et nedhengt tak, hvor viftene til terminallutfkondisjo-neringsenhetene tar inn luft fra plenumrommet.

En slik terminalluftkondisjoneringsenhet omfatter med fordel en modulær kapsling

montert for eksempel under et gulvpanel til et hevet gulv. Denne modulære kapslingen innbefatter et mateluftutløp tilkoplet et luftinnløpsgitter i gulvpanelet og en luftinnløps-åpning i plenumrommet. En montert vifte er montert i den modulære kapslingen og tar

inn luft fra plenumrommet gjennom luftinnløpet og blåser den gjennom luftinnløps-gitteret i gulvpanelet inn i en bygningssone som befinner seg over det hevede gulvplenumet. Den innbefatter videre en varmespole forbundet med et varmtvanns-fordelingssystem og/eller en kjølespole forbundet med kaldtvannsfordelingssystemet. Varmespolen og kjølespolen er med fordel montert i den modulære kapslingen inn mellom viften og mateluftutløpet. En slik terminalluftkondisjoneringsenhet kan videre omfatte et filterelement montert i den modulære kapslingen, hvor filterelementet kan utskiftes via en inspeksjonsspalte i gulvpanelet.

I en ytterligere utførelse, omfatter en slik terminalluftkondisjoneringsenhet for eksempel en modulær kapsling som er montert under et gulvpanel til et hevet gulv og innbefatter et mateluftutløp, som er forbundet med et luftinnløpsgitter i gulvpanelet og et blandekammer med en returluftport og en friskluftport. En vifte er montert i den modulære kapslingen for å ta inn luft fra blandekammeret og blåse den gjennom luftinnløps-gitteret i gulvpanelet inn i en bygningssone som befinner seg over det hevede gulvplenumet. Denne enheten kan videre innbefatte en direkte ekspansjonskjøleenhet for kjøling og avfukting av mateluften. Montert i den modulære kapslingen kan direkte-ekspansjonskjøleenheten omfatte en vannkjølt kondensator forbundet med kaldtvannskretsen og en ettervarmespole montert i den modulære kapslingen og forbundet med varmtvannskretsen for å gjenoppvarme luften etter dens avfukting. Luftkondisjoneringssystemet kan videre omfatte en friskluftkondisjoneringsenhet som er i stand til å forbehandle frisk luft og levere den inn i plenumrommet.

Det vil forstås at et luftkondisjoneringssystem i samsvar med oppfinnelsen muliggjør:

å overføre varme fra et areal med et kjølekrav til et med et varmekrav og omvendt, under bruk av den eksterne energileveringen bare for belastninger som overskrider den interne balansen;

å integrere oppvarmings- og kjølesystemer, redusere energiforbruk og opptatt rom;

å forenkle og gjøre installasjon hurtigere, og redusere installasjonskostnader; og

å tilveiebringe et høyt nivå av systemfleksibilitet slik at eventuelle endringer i layouten av bygningen lett kan foretas og ved lav kostnad.

Den foreliggende oppfinnelsen skal nå beskrives som eksempel, med henvisning til de medfølgende tegningene, av hvilke: figur 1 er et skjematisk diagram som gir en generell oversikt over et luftkondisjoneringssystem i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen;

figur 2 er et skjematisk snitt av en første type terminalluftkondisjoneringsenhet;

figur 3 er et skjematisk snitt av en andre type terminalluftkondisjoneringsenhet;

figur 4 er et skjematisk diagram som illustrerer energiutvekslingen i systemet;

figur 5 er et skjematisk diagram som illustrerer en enkeltmodulenergileverandør;

figur 6 er et skjematisk diagram som illustrerer forskjellige styrenivåer;

figur 7 er et diagram som viser kaldtvannstemperatur og primærenergiforbrukstrender i avhengighet av termiske belastninger, i forskjellige systemdriftsmodi;

figur 8 er et diagram som viser timevis progresjon av primærenergiforbruk i januer;

figur 9 er et diagram som viser timevis progresjon av primærenergiforbruk i mars; og figur 10 er et diagram som viser timevise trender for matevanntemperatur.

Figur 1 viser et skjematisk diagram over et luftkondisjoneringssystem i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Systemet omfatter en varmtvannsfordelingskrets 10 og med en kald (eller avkjølt) vannfordelingskrets 12, et mangfold terminalluftkondisjoneringsenheter 14, som også er kaldt soneterminalenheter, og en varme/kjølegenerator 16, også kalt "energileverandør" 16.

Varmt- og kaldtvannsfordelingskretsene 10,12 er tenkt som lukkede ytre energiforde-lingssløyfer i en bygning 18. Forskjellige soner 18', 18", 18"' av bygningen 18 krever avkjøling og/eller oppvarmingsenergi i samsvar med deres spesifikke behov. Hele luftkondisjoneringssystemet er tenkt med en tilsvarende logikk som elektrisk energi-distribusjon: kaldt- og varmevannsfordelingsnett er installert i bygningen 18 og så, i samsvar med individuelle behov, trekker lokale terminalenheter 14 på primærforde-lingen for å sikre temperatur- og fuktighetsstyring i de forskjellige sonene 18', 18", 18"', samtidig som energileverandøren 16 opprettholder energinivåene i de to energi-fordelingssløyfene 10,12 og samvirker med alle systemkomponentene for å optimalisere energibruk. Alle forbindelser på energifordelingssløyfene 10,12 for soneterminalenhetene 14 er fortrinnsvis av en hurtigkoplingstype og kombinert med fleksible forhåndsisolerte rørledninger for å sikre en enkel installasjon.

Forskjellige typer terminalluftkondisjoneringsenheter 14 tilalter effektiv luftkondisjo-nering i forskjellige soner 18', 18", 18"' av bygningen. Disse soneterminalenhetene 14 tilveiebringer varmekjøling av de individuelle sonene 18', 18", 18"' hvori de er installert. De er på fordelaktig måte designet for installasjon i et hevet gulvplenum 20 for å maksimalisere fleksibilitet og forbedre bruken av rom.

Figur 2 viser en terminalluftkondisjoneringsenhet 14 som er i stand til å oppvarme og kjøle. Den har en modulær kapsling 30 som er montert under et gulvpanel 32 til et hevet gulvsystem. Denne modulære kapslingen 30 innbefatter et mateluftutløp 34, som er forbundet med et luftinnløpsgitter 36 i gulvpanelet 32, og et luftinnløp 38, som befinner seg i det hevede gulvplenumet 20. En vifte 40 er montert i den modulære kapslingen 30 for å ta inn luft fra det hevede gulvplenumet 20 gjennom luftinnløpet 38 og blåse dem gjennom luftinnløpsgitteret 36 i gulvpanelet 32 inn i bygningssonen 18', 18", 18"' som befinner seg over det hevede gulvplenumet 20. En varmespole 42 og en varmespole 44 er montert i den modulære kapslingen 30 mellom viften 40 og mateluft-utløpet 34. Et filterelement 46 er montert i den modulære kapslingen 30 mellom luftinnløpet 38 og viften 40. Dette filterelementet 46 er med fordel utskiftbart via en inspeksjonsspalte 48 i gulvpanelet 32.

Innenfor tekniske soner, slik som sone 18"', er som regel ikke friskluftinnløp og avfukting av luften påkrevd. For slike applikasjoner må terminalluftkondisjoneringsenhetene 14 hovedsakelig tilveiebringe følsom av kjøling. Følgelig må terminalluft-behandlingsenhetene ha en svært høy SHR (sensible heat ratio). I områder hvor personer er til stede, slik som sine 18", kan det imidlertid videre være nødvendig å sikre avfukting av rommet og innføre friskluft. For å utføre denne funksjonen, blir en dedikert enhet brukt for å tilveiebringe fuktighetsstyring i arealet det gjelder. Avfuktingsmodulen kan være installert under gulvet. Avfuktingsenheten kan for eksempel være av den direkte ekspansjonsluftkjølte typen med fordamper og konden-satorspoler i serie. I denne måten behøver ikke temperaturen til kaldsløyfen være begrenset til det som kreves for latent avkjøling, en fraksjon av den totale termiske belastningen. I tilfellet at de latente belastningene er høye, er det nødvendig å fordampe kondensatorvarme eksternt. Der det er styrt ventilasjon av arealet, kan utslippsluft-strømmen bli brukt til formålet.

Figur 3 viser en terminalluftkondisjoneringsenhet 14' som er i stand til avfukting og friskluftforsyning. Den modulære kapslingen innbefatter et mateluftutløp 52, som er forbundet med et luftinnløpsgitter 54 i et gulvpanel 56, og et blandekammer 58 med en returluftport 60 og en friskluftport 62. En vifte 64 er montert i den modulære kapslingen 50 for å ta inn luft fra blandekammeret 58 og blåse den gjennom luftinn-løpsgitteret 54 i et gulvpanel 56 inn i bygningssonen 18', 18", 18"' som befinner seg over det hevede gulvplenumet 20. Terminalluftkondisjoneringsenheten 14" innbefatter videre en direkteekspansjonsavkjølingsenhet 66 for avkjøling og avfukting av mateluften. Montert i den modulære kapslingen omfatter direkteekspansjonsavkjølings-enheten med fordel en avfuktingsfordamperspole 68 og en vannkjølt kondensator (ikke vist) som er forbundet med kaldtvannskretsen 12. En etteroppvarmingsspole 68 er montert nedstrøms for avfuktingsfordamperspolen 68 og forbundet med varmtvannskretsen 10 for gjenoppvarming av luften etter dens avfukting i den direkte eksepan-sjonsspolen 168. Det er å merke seg at med en slik terminalluftkondisjoneringsenhet 14", er ikke kondensasjonsvarme bortkastet, men den blir overført inn i varmtvannskretsen 10 og brukt i bygningssonen 18', 18", 18"' som krever oppvarming.

Under henvisning igjen til figur 1, er det å merke seg at luftkondisjoneringssystemet

videre kan omfatte en friskluftkondisjoneringsenhet 78 (også kalt luftfornyelsesenhet 78), som er i stand til å forbehandle frisk luft og å levere den inn i plenumrommet.

Energileverandøren 16 og energinettverket 10,12 (varm- og kaldsløyfer) blir styrt av et termisk håndteringssystem 80 som opprettholder temperaturnivået i de to sløyfene 10, 12 med det minimale forbruk av energi under alle driftsforhold. Energileverandøren 16 arbeider på basis av varmeoverføring mellom varm- og kaldsløyfene 10,12 som en funksjon av de termiske kravene til de termiske enhetene 14. På denne måten opprettholdes temperaturnivået til de to sløyfene 10,12 med det minimale nivået av energiforbruk siden det bare er nødvendig å ta topper.

For å kunne redusere mengden energiforbruk til et minimum, baserer systemet seg for eksempel på de følgende resurser: 1. varmvannsfordelingssløyfe 10; 2. kaldtvannsfordelingssløyfe 12; 3. eksterne omgivelser 82; 4. en varmepumpesyklus; 5. et fritt kjølesystem; 6. en eller flere varmtvannsbeholdere 84 (dersom toppoppvarming er nødvendig under vinterperioden)

Dersom bare følsomme kjøleterminalenheter blir brukt og dersom fuktstyring besørges av en dedikert enhet, er det mulig å ha en relativt høy temperatur i kaldsløyfen 12 med den konsekvens at ytelseskoeffisienten (COP) ved produksjon v avkjøling med en kjøle-dampkompresjonssyklus øker, eller å utvide bruken av fri avkjøling.

Den grunnleggende virkemåten til energileverandøren skal nå beskrives med henvisning til figur 4. Varmepumpesyklusen til energileverandøren 16 er i stand til å overføre varmen uttrukket fra kaldsløyfen 12 og effekten absorbert i varmepumpesyklusen til varmesløyfen 10. Dersom den ønskede temperaturen er nådd i varmesløyfen 10, blir overskuddsvarmen fra kondensasjonen fjernet eksternt (kaldtavløp med uendelig kapasitet 82'). I tilfellet at avkjøling kreves under vintersesongen (for eksempel i teknisk sone 18"'), kan energileverandøren 16 benytte ekstern luft til fri avkjøling av vannet i kaldsløyfen 12. Dersom belastningene under kjølefunksjonen er mindre enn den maksimale, er det mulig å øke temperaturen i kaldsløyfen 12, og derved øke system COP uten å tape temperaturstyring i rommet.

Energileverandøren 16 opprettholder også temperaturen i varmesløyfen 10 ved å bruke varmepumpesyklusen. Varmeenergien tilveiebringes fra kaldsløyfen 12 eller, dersom den allerede har nådd den ønskede temperaturen, fra de ytre omgivelsene (varmekilde med uendelig kapasitet 82"). I det tilfellet at varmen produsert av varmepumpesyklusen ikke er tilstrekkelig til å dekke de termiske kravene til bygningen 18, er det mulig å bruke en tradisjonell varmtvannsbeholder 84 til å ta toppen.

Styresystemet 80 kan evaluere termisk oppførsel i de individuelle sonene og behandle dataene for å identifisere trendlinjer for temperatur og fuktighetsparametere, som er nødvendige for å forutse handlingene til energileverandøren 16. Enn videre kan innlemmelsen av energilagring innenfor systemet hjelpe til å bringe samtidige varme-og kjølekrav mer på linje med de åpenbare fordelene til den totale systemeffektiviteten. Temperaturnivåene i de to sløyfene 10,12 varierer i samsvar med de termiske belastningene i de forskjellige arealene eller områdene.

En foretrukket utførelse av energileverandøren er vist på figur 5. Den er fordelaktig tenkt som en modulær enhet for å sikre maksimal fleksibilitet i forskjellige applikasjoner. Hver grunnmodul har for eksempel en kjølekapasitet på 150 kW. Opptil et maksimum på seksten enheter kan benyttes i parallell. På denne måten er energi-leverandøren 16 ekstremt allsidig og egnet for nøyaktig styring selv med ekstremt variable termiske belastninger. Grunnmodulen er med fordel utstyrt med fire kompressorer 90 som gir muligheten for ytterligere kapasitetsstyretrinn. "Rulle"-teknologi er på fordelaktig måte valgt for dens fordeler uttrykt ved støynivåer og effektivitet. Kjølemidlet som benyttes er med fordel HKC R407C, i samsvar med bestemmelse CEE 2037/2000 for beskyttelse av miljøet. Kondensatorsystemet 92 benytter på fordelaktig måte to varmevekslere i parallell: dersom varming kreves (varmepumpe eller varmegjenvinningsfunksjon) blir det brukt en vannkjølt kondensator 92' av platevarmevekslertypen (belastningskondensator). Ellers blir varmen fra kondensasjonen spredd inn i atmosfæren ved hjelp av en reversibel varmeveksler av finnet spoletypen 92" (svinne/fjemekondensator). Fordampingssystemet er sammensatt av en loddet plate for kjølevarmeveksleren 94, som ble brukt når systemet arbeider som en vannkjøler (lastfordamper), pluss den ovenfor nevnte reversible finnede spolevarme-veksleren (svinnende fordamper), brukt i varmepumpemodus. Hver modul er utstyrt med vannforbindelser, pumper, ekspansjonstank og frikjølespoler 96 som returvannet strømmer gjennom, ved hjelp av en resirkulasjonspumpe, bare når temperaturen i uteluften er lav nok til i bidra til en direkte kjøleeffekt. Fordelen med det flytende kald-sløyfeinnstillingspunktet vil forstås. Styring av strømmene i bygningens termiske sløyfer er overlatt til det sentraliserte styresystemet 80.

Et luftkondisjoneringssystem i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er av spesiell interesse i bygninger hvori: (1) kjølebelastningen generelt har mye større størrelse enn varmebelastningen; (2) drift i kjølemodus kreves året rundt, i lys av størrelsen til de interne varmebelastningene og kvaliteten på bygningsisolasjonen.

Det vil forstås at styring av luftkondisjoneringssystemet finner sted på tre nivåer (se figur 6) : 1. Mikroklimanivå 100: lufttemperatur og fuktighetsinnstillingspunktsporing i hver sone (lokal styring). 2. Anleggsnivå 102: vedlikehold av sløyfetemperaturene på innstillingspunkt-verdier. 3. Systemnivå 104: optimalisering av drift for minst energi og økonomisk kostnad under hensyntagen til bygningsanleggsamvirke og bruk av adaptiv styring og termisk belastningsforutsigelsesteknikker.

Mikroklimanivået 100 vedrører styring innenfor hver individuell sone. Brukeren innstiller rommets innstillingspunkt som styremodulen 106 opprettholder ved å styre treveisventilen til varme eller kjølespolen.

Anleggsnivået 102 vedrører driften av energileverandøren 16. Det overvåker temperaturen i kaldsløyfen 12, måler avviket fra innstillingspunktet og tilveiebringer følgelig den nødvendige kjølingen. Med hensyn på produksjon av kaldt vann, overvåker energileverandøren 16 også temperaturen i uteluften for å vurdere muligheten for å benytte frikjølingsfunksjonen.

Systemnivået 104 vedrører optimalisering av strategien over tid for lavest energi/pengekostnad. Denne styring er basert på trendanalyse av driftsforholdene, kapasitetstrinn og grenseparametere, og bruker en algoritme til å heve innstillings-punkttemperaturen til kaldsløyfen 12 så høyt som mulig for å kunne maksimalisere den totale energieffektiviteten. Måling av returvanntemperaturen i varmesløyfen 10 gjør det mulig å bestemme varmekravet, og klargjør for å bestemme kondensatorsidens arbeids-forhold (vann kjølt eller luft kjølt). Kondenseringstemperaturen, i tilfellet med varmegjenvinning, bestemmes av behovet for å produsere vann med en temperatur som er tilstrekkelig til å mate varmespolen. Blir typen av bygning analysert, er den positive varmen som er tilgjengelig fra syklusen alltid tilstrekkelig til å tilfredsstille det termiske kravet. Systemet er også i stand til å utøve noen spesifikke styrehandlinger for å oppnå maksimal energibesparelse over en signifikant periode, for eksempel lagringen av varmt eller kaldt vann, styring av frikjøling og generelle handlinger som endrer parametrene til styrealgoritmen for å utøve energilagring på basisen av en analyse av trendene av termiske parametere til bygningen eller ved å justere systemstyrehandlinger og overvåke reaksjonen til systemet.

På mikroklimanivået 100 følger de forskjellige sonene (med en eller flere termiske moduler 14) rominnstillingspunktet til termostaten, og modulerer ventilene til varme og kjølespolene. Fuktighet blir styrt uavhengig av avfuktingsmodulene.

På anleggsnivået måler energileverandøren returtemperaturen i kaldsløyfen 12 og estimerer kjølingskapasitetskravet (hvortil beregnet kjølekapasitet må tilføyes de "fiktive" kjølebelastningene bestemt av energilagringsalgoritmen som virker på det tredje styringsnivået). Prosentdel åpning av 3-veis ventilene 110,112 til terminal-modulene (se figur 2) tillater at den maksimale økningen i temperatur i kaldsløyfen er konsistent med varmebelastningen som skal evalueres.

På basisen av disse data øker en algoritme på styrenivå 3 temperaturinnstillingspunktet til vannleveringen, med begrensninger som tar hensyn til trenden til forholdene innenfor det luftkondisjonerte rommet, og maksimaliserer energieffektiviteten. Algoritmen evaluerer de termiske belastningene i sonene under hensyntagen til den nominelle kapasiteten og toleransen på sonetemperaturinnstillingspunktet. Den samme algoritmen vurderer også muligheten for å bruke frikjøling med de virkelige anleggsarbeids-forholdene. Alle disse vurderingene blir korrelert til økning av vanntemperaturinnstil-lingspunktet for å bedre energibesparelsesytelsen. Algoritmen vurderer også verdien av å bruke frikjøling i relasjon til behovene til varmesløyfen ved å sammenlikne kostnaden for ellers å produsere kjølingen ved kjølemiddelkompresjon med kostnaden for oppvarming ved bruk av toppbelastningsvarmebeholderen. Når driftstilstanden til kjølebelastningen har blir definert, blir mengden tilgjengelig varme for gjenvinning beregnet. Varmesløyfekravet blir vurdert og ved dette punktet blir de følgende mulighetene evaluert av nivå 3 styringen. Dersom behovet er umiddelbart og mindre enn den tilgjengelige varmeenergien, blir varmegjenvinning brukt og balansen fjernet ved hjelp av den luftkjølte kondensatoren. Varmegjenvinning straffer kondenseringstemperaturen. Dersom behovet er umiddelbart og høyere enn den tilgjengelige varmeenergien, avgjør systemet, på basis av en økonomisk sammenlikning hvori evalueringen av PER (primært energiforhold) til varmepumpesyklusen og varmtvannsbeholdereffektiviteten har en primær rolle, hvilke foranstaltninger som skal benyttes for å generere den nødvendige tilleggsvarmen. Dersom varmebehovet ikke er umiddelbart, blir noe varmeenergi lagret i varmesløyfebuffertanken.

På det tredje styrenivået 104 blir ytelsen til systemet bedømt over et lenger tidsbånd sammenliknet med de tidligere nivåene. Resultatet er å modifisere parametrene til styre-algoritmen, slik som temperaturinnstillingspunktene til sløyfene og å aktivere "fiktive" termiske belastninger for å tilgodese varmegjenvinning når de virkelige belastningene er ute av fase, og innstille dem for å oppnå maksimal effektivitet.

Nivå 3 styring bestemmer også driftsforholdet til energileverandøren (kaldtvannstemperatur, prosentdel deling av kondensering mellom vann og luft, prosentdel deling av fordamping mellom vann og luft).

Beskrivelse av et simuleringsprogram

For å simulere hele luftkondisjoneringssystemet ble det skrevet et datamaskinprogram. Dette innbefatter en hel serie av subrutiner som hver karakteriserer en enkelt enhets-komponent innenfor hovedprogrammet.

System INPUT parametrene er profilene til: varme- og kjølebelastningene, den eksterne lufttemperaturen og de påkrevde vanntemperaturene i varme- og kaldsløyfene. System OUTPUT-parametrene er driftsparametrene til kjølekretsen (temperaturer og trykk ved forskjellige punkter), varmeoverføirngsstrømmer, de elektriske parametrene til motoren og kjøle- og varmepumpekoeffisientene for ytelser (COP).

Simuleringsmodellen innbefatter også en finnet spolevarmeveksler for frikjøling, når driftsforholdene tillater dette.

Simuleringsprogrammet fremhever energibesparelsene som kan oppnås ved omhyggelig håndtering av det totale systemet. Optimaliseirngslogikken er å drive med den høyest mulige returvanntemperaturen i kaldsløyfen og den lavest mulige i varmsløyfen som fremdeles vil tillate at kjøle- og varmebelastningene tilfredsstilles. Disse valgene behøver ikke alltid å være enkle under tilstedeværelsen av termiske belastninger som varierer både i amplitude og frekvens mellom soner. Noen få terminalenheter i spesielt ufordelaktige situasjoner kunne innføre et temperaturnivå som er altfor tungt for systemet. I dette tilfellet er det nødvendig å evaluere hvorvidt temperaturen til fluidet i de to kretsene kunne baseres mer på gjennomsnittsbehovene til sonene og ikke bare til de fa tilfellene for mer krevende tilstander. Styresystemet må håndtere tilstedeværelsen av termisk lagring og være i stand til å utjevne belastninger over tid, eller ta toppbelast-ninger ved hjelp av varmtvannsbeholdere, eller luft-vannvarmevekslere for fri avkjøling.

Noen få eksempler på den potensielle energibesparelsen som ligger inne i denne styre-filosofien skal bli gitt i det etterfølgende, og det vil bli foreslått noen få grunnleggende planer for praktisk utførelse.

Simuleringsprogrammet tillater at balansepunktet mellom de forskjellige komponentene kan etableres. Som grunnlag identifiserer den kondenserings- og fordampningstempe-raturene som utjevner de tre verdiene til den avkjølte massestrømshastigheten som håndteres av kompressoren, kondensatoren og fordamperen, ved bruk av forhånds-definerte verdier for dampsupervarmen ved utløpet av fordamperen (en funksjon av kalibreringen av den termostatiske ekspansjonsventilen) og væskesubkjølingen på utløpet av kondensatoren (generelt innstilt av operatøren med en spylekondensator, eller lik null dersom det er en væskemottaker). Det antas at ekspansjonsanordningen, for eksempel en termostatisk ventil, ikke innvirker på driften til kretsen ved at den tilpasser seg selv til balanseforholdene innstilt av de tre hovedkomponentene. Konvergensen til variablene mot systembalanseforholdene oppnås ved bruk av sekantfremgangsmåten for å annullere de to feilene definert av absoluttverdiene til forskjellen mellom to av verdiene til kjølemiddelmassestrømningshastighet sammenliknet med den tredje.

For å bestemme kjølemiddelegenskapene som kreves av beregningsrutiner innbefattet i simuleringsmodellen, benyttes en interpolasjon subrutine (REFPINT), basert på datatabellen generert ved bruk av beregningskoden REFPRP til NIST. Selv om alle de vanlige kjølemidlene har blitt innført i subrutinen det gjelder, refererer denne studien eksklusivt til den zeotropiske blandingen R407C. I dette tilfellet har utviklingen av temperaturen under de isobariske faseendringsprosessene blitt antatt å være en lineær funksjon av entalpi.

Som beskrevet ovenfor, har luftkondisjoneringssystemet blitt tenkt som et modulært system som er i stand til multitrinnstyring. For å sikre høy styrefleksibilitet og økt energieffektivitet, under tilstedeværelsen av termiske belastninger som varierer vesentlig både i rom og tid, omfatter systemet "n" identiske moduler, som hver er utstyrt med et antall kompressorer 90 som drives i parallell, en platetype-kondensator 92', en platetype for dampen 94, en reversibel finnet spole 92" (dvs. for å drives enten som kondensator eller fordamper) og sluttelig en luftkjølt spole for frikjøling 96. Kapasitsstyringen opptrer ikke på nivået til hver enkelt kompressor 90, som derfor alltid vil drive med dens designforhold, men er flertrinn, switchemoduler på og av i samsvar med belastningen.

Programmet bestemmer antallet moduler som skal drives på basis av varme/kjøle-kravene med et spesifikt tidspunkt. Dersom belastningen ikke dekkes av et nøyaktig antall fullstendige moduler, bestemmer programmet antallet moduler "n" som er i stand til nettopp å overskride den ønskede kapasiteten slik at "n-1" moduler ligger like under kravet. Prosentdelen kjøretid for modulen som derfor må sirkulere på og av blir evaluert på basis av den gjennomsnittlige kapasitet som den må tilveiebringe.

Det følger en kort beskrivelse av en enkelt modul som omfatter multiple kompressorer 90, dobbel kondensatorer 92', 92", ekspansjonsventil og dobbelt fordampere 92", 94. Den multiple kompressoren omfatter fire termiske rulletypeenheter med en total nominell kjølekapasitet på 150 kW. I programmet blir denne komponenten beskrevet ved hjelp av en subrutine som representerer driftskurvene til kompressoren. Det er to subrutiner som simulerer fordamperne: en representerer et vann til kjølemiddelvarme-veksleren, mens den andre representerer luft til kjølemiddelvarmeveksleren. Den først-nevnte er en loddet rustfri stålplatetype og portretteres ved dens ytelseskurver. Den sistnevnte simulerer en finnet spole hvori de to fluidene er antatt å være i perfekt motstrømning. Simuleringsmodellen er analytisk og deler varmeveksleren i diskrete elementer, innenfor hvilke egenskapene til fluidene og varmeoverføringskoeffisientene er ensartet. I avhengighet av den gjennomsnittlige eksterne overflatetemperaturen kan et element anses tørt (utsatt bare for følsom varmeoverføring dersom duggpunkttemperaturen overskrider denne på overflaten), eller vått (utsatt for en kombinasjon av varmeoverføring og faseendring, dersom duggpunkttemperaturen er under den på overflaten). I det sistnevnte tilfellet er varmeoverføringspotensialene entalpien til den fuktige luften mellom luft og metall og temperaturforskjellen mellom metallet og det indre fluidet. Variasjonen i effektiviteten til finnene, på grunn av de forskjellige varmeoverføirngsregimene mellom tørr finne og fuktig finne, må også tas hensyn til. Liksom for fordamperne har det blitt brukt to forskjellige kondensatorer: en for vannet (platetype) og den andre (finnet spole) for luften. Førstnevnte benytter ytelseskurvene tilveiebrakt av produsenten, mens den andre benytter en analytisk simuleringsmodell av en finnet spole som er antatt å være motstrøms. Ekspansjonsventilen er ganske enkelt representert av en isentalpisk ekspansjon mellom kondensatorutløpet og fordampeirnnløpet.

Simuleringstester

Figur 7 illustrerer luftkondisjoneirngssystemets oppførsel i en fullstendig serie av tester med en ekstern temperatur på 10°C. En slik hypotese er ikke obligatorisk, men ble valgt for å illustrere potensialet til systemet. Kurven viser langs abscissen forholdet mellom kjølekravet og kapasiteten, for å kunne observere variasjonen i forskjellige parametere ettersom kjølebelastningen varierer fra maksimalverdien til minimumsverdien. Ordinatskalaen på den annen side viser verdiene til mate- og returvanntemperaturene fra sonene og på den andre vises verdien av effekten som kreves av kompressoren. Denne effekten blir evaluert uttrykt ved primærenergi, med siktemålet å tillate en rettlinjet sammenligning mellom et konvensjonelt system og et som benytter delvis eller fullstendig kondensatorvarmegjenvinning under vintersesongoppvarming.

Primæreffekten ("Pep" på figurene) ble beregnet med henvisning til et konvensjonelt termoelektrisk system med en global termisk effektivitet, innbefattende distribusjonstap, lik 0,33. Når systemet fungerer under vintersesongen, er det mulig at det for å tilfredsstille den termiske belastningen må bli benyttet en varmtvannsbeholder for å ta toppbelastning. I dette tilfellet må forbruket til varmtvannsbeholderen tas i betraktning ved beregning av primærenergien og det antas at varmtvannsbeholdereffektiviteten er lik 0,9.

Den interne designlufttemperaturen er 24°C. Vanntemperaturen ble beregnet i samsvar med to forskjellige styrehypoteser. I den første hypotesen blir systemet trinnstyrt og mater kaldt vann til kaldsløyfen ved en temperatur på 7°C mindre enn styredifferensi-alet. Ved delbelastninger oppnås kjølekapasitetsstyring i sonene ved hjelp av en kald-fluidforbikopling av terminalvarmevekslerne. Denne typen styring vil i det etterfølgende bli referert til som konstant innstillingspunkt. Den andre arbeidshypotesen tillater at matetemperaturen til sonene blir øket sammenliknet med den tradisjonelle verdien på 7°C, når kjølebelastningen er mindre enn den nominelle. Styrestrategien antisiperer at en slik økning blir skjøvet opp til den maksimale verdien hvorved kjølebelastningen fremdeles vil bli tilfredsstilt på konsistent måte med den effektive driften til varmevekslerne. Dette resulterer i en økning av COP under delebelastningsdrift siden fordampingstrykket stiger som følge av økningen av temperaturen til kaldtvannet. Denne typen styring vil i det etterfølgende bli referert til som variabelt innstillingspunkt.

Diagrammet illustrerer tydelig fordelen med det variable innstillingspunktregimet når systemet arbeider ved en delebelastning. Ettersom kjølingskravet avtar, øker temperaturene til vannforsyningen til sonene, og med dette fordampningstemperaturen inntil, ved null belastning, den er lik lufttemperaturen. Dette opptrer selvfølgelig ikke i det konstante innstillingspunktregimet hvori matetemperaturen forblir ved 7°C uten hensyn til noe fall i belastningen.

Økningen i COP knyttet til økningen i fordampningstemperaturen forårsaker som konsekvens en reduksjon av primærenergien som forbrukes over dagen. Dette kan ses på figur 7 hvor tilfellet med konstantinnstillingspunktet, det varierer lineært med kjøle-kapasiteten, mens det reduseres i variabelinnstillingspunkthypotesen. Den maksimale energibesparelsen er grovt regnet 50% av den termiske belastningen, som åpenbart idet mengden for brukt energi er den samme med 100% belastning og med en 0% belastning.

På figur 7 er det vist en kurve over primærenergiforbruket som tar hensyn til muligheten for en frikjølingsdrift. Dette kan finne sted når temperaturen til uteluften er tilstrekkelig lav til å brukes som en kaldkilde for å erstatte den mekaniske kjøleprosessen. Det er åpenbart hvor mye mer enkelt frikjøling kan oppnås ved bruk av variabel innstillings-punktstyring, siden en betydelig økning av temperaturen til returvannet fra kaldsløyfen ved delebelastninger betyr mye større varmeoverføring i frikjølingsspolen.

Aktivering av frikjølingsprosessen er synlig på diagrammet i samsvar med det hurtige fallet i primærenergiforbruket som faller til null for delebelastninger mindre enn 40%. Det er å merke seg at linjene på diagrammet på figur 7 er kontinuerlige, selv om kjøle-systemet drives trinnvis, siden de er basert på de gjennomsnittlige verdiene når systemet arbeider i sykluser. Enn videre er det viktig å observere at systemet kan arbeide, så vel som i samsvar med styrelogikken til konstant eller variabel innstillingspunkt i tilknytning til frikjøling hvor dette er mulig, ved å ta fordel av kondensatorvarmen når varme- og kjølekravene er samtidige. Dette kan være tilfellet under vinter og midtsesongene. For å vurdere effekten av dette, ble det antatt to ytterligere driftsmodi. Begge kombinerer kondensatorvarmegjenvinning med muligheten for å variere matevanntemperatur. Den første styrestrategien antar at en systemmodul arbeider med to kondensatorer 92, 92' i parallell. I platekondensatoren 92' blir den nødvendige varmen gjenopprettet for å tilfredsstille den termiske belastningen ved å benytte en vannforsyningstemperatur på 45°C til soneterminalene, mens i den finnede spolekondensatoren 92' blir overskuddskondensatorvarmen avledet. I det tilfellet at modulen ikke er tilstrekkelig til å tilfredsstille varmekravet, vil den benytte platekondensatoren 92', med total gjenoppretting, og en ytterligere modul vil starte å arbeide med delgjenvinning. I belastningsprofilene brukt i eksemplene som følger oppstår ikke denne eventualiteten. Denne fremgangsmåten er i det etterfølgende reflektert til som "kontinuerlig gjenopprettelse".

I den andre fremgangsmåten for varmegjenopprettelse arbeider modulen eller modulene som er i drift i gjenopprettelsesmodusen alltid ved full kapasitet, dvs. at de tar full fordel av kondensatorvarmen i platevarmeveksleren 92', selv når den gjenopprettede varmen er mindre enn den til kondensasjonen. Denne gjenopprettelsesfremgangsmåten krever derfor at modulen arbeider intermitterende. I simuleringen er dette assimilert med forholdene ved stabil drift, siden systemets termiske treghet antas å være tilstrekkelig høy og derved neglisjerbart overfor temperaturvariasjonene på grunn av syklusene. Når modulen ikke kreves for å levere varme, arbeider den normalt med den luftkjølte kondensatoren. Denne fremgangsmåten er i det etterfølgende referert til som "intermitterende gjenvinning". Det er åpenbart at denne fremgangsmåten medfører en energibesparelse sammenliknet med kontinuerlig gjenvinning, ved at den unngår energi-sløsing på grunn av økningen i kondenseringstemperaturen i den luftkjølte kondensatoren for å utjevne temperaturen i den vannkjølte kondensatoren.

Oppførselen til luftkondisjoneringssystemet skal nå studeres i driftsmodiene beskrevet ovenfor, med henvisning til en belastningsprofil som er typisk for teknologiske bygninger.

For å utføre en fullstendig analyse var det nødvendig å studere systemoppførselen under de forskjellige årstidene eller sesongene. De valgte karakteristiske belastningsprofilene er vist i tabell 1.

Disse skiller seg bare ved de termiske belastningene til kontorene, som antas å være konstante verdier under den normale arbeidsdagen og fravær under den gjenværende delen av dagen. Belastningen kan være kjøling eller oppvarming i avhengighet av årstiden. I juli er det bare nødvendig med kjøling både i det teknologiske arealet og i kontorene. Januar og mars viser på den annen side en reduksjon i kjøling ved at kontorene da krever oppvarming. For en analyse av driftsregimet i de forskjellige månedene blir det brukt temperatur og fuktighetsprofiler for Padua-området i en typisk dag [x].

Simuleringsresultater

Januar

På figur 1 er timeforbruket til primærenergiforbruket vist for de fire driftsfremgangsmåtene beskrevet ovenfor. Til å gå fra konstant til variabel innstillingspunktdrift, er det en energibesparelse på 50%. Som tidligere vist, skyldes dette det faktum at det er mulig å benytte en økt vannforsyningstemperatur til sonene, hvilket i betydelig grad øker forskjellen mellom denne og den eksterne lufttemperaturen og således mengden varme som kan utvekles av frikjølespolen. Drift med varmegjenvinning forbedrer energieffektiviteten ytterligere. Spesielt er det å merke seg at med variabelt innstillingspunkt øker kontinuerlig gjenvinning på ytelsen bare litt. Dette forklares med den lave oppvarmingen sammenliknet med kjølekravene siden energivinningen i varmegjen-vinningen blir delvis forskjøvet av effektivitetstapet forårsaket av det høyere kondenseringstrykket hvormed enheten blir tvunget til å arbeide for å produsere varmt vann med 45°C. Denne energistraffen blir redusert til et minimum i tilfellet med intermitterende gjenvinning siden systemet benytter kondensatorvarmen mer effektivt og følgelig blir systemeffektiviteten merkbart større. For en umiddelbar sammenlikning mellom energiimpulsene til de forskjellige styrefremgangsmåtene er det daglige energi-forbruket for hver av de tre undersøkte månedene vist på tabell 2 i det etterfølgende. Det kan observeres at ved å ikke gjenvinne kondensatorvarme er besparelsen på 50,7% i primæreffekt absorbert i variabelt innstillingspunktdrift med en besparelse som kun vedrører elektrisk energi og kan derfor overføres til en økonomisk besparelse med den samme prosentdelen. I varmegjenvinningsdriftsmodiene relaterer imidlertid primærenergibesparelsen seg til forskjellige typer energi (elektrisk og termisk energi) som, selv om de er sammenlignbare med konseptet med primærenergi, ikke på utvetydig måte kan overføres til økonomiske besparelser siden de vil avhenge av forskjellige gjeldende tariffer.

Mars

Liksom for måneden januar, viser figur 9 timeforbruket av primærenergiforbruk for de fire driftsfremgangsmåtene beskrevet ovenfor. I dette tilfellet kan en se at besparelsen som kan oppnås ved å gå fra konstant innstillingspunkt til variabelt innstillingspunktdrift er mindre enn i det forutgående tilfellet, idet muligheten til å benytte fri kjøling er redusert på grunn av en økning i utetemperaturen. Når det gjelder varmegjenvinnings-drift, er det åpenbart at kontinuerlig gjenvinning reduserer ytelsen i noen få timer av dagen, sammenliknet med de andre driftsmodiene. I dette tilfellet er i virkeligheten oppvarmingskravene lavere enn i vintermånedene slik at fordelen med varmegjenvinning ikke kompenserer for effektivitetsstraffen for enheten på grunn av økningen i kondenseringstrykket. Med intermitterende gjenvinningsdrift, opptrer ikke denne straffen, som forklart ovenfor, idet kondenseringsvarme blir brukt med den maksimale effektiviteten.

Juli

Fra analysene av timeforbrukes eller timetrendene i primærenergiforbruket i konstant innstillingspunkt og variabelt innstillingspunkt-driftsmodiene, er det åpenbart at den energibesparelsen øker dess lenger forholdene beveger seg bort fra forholdene med maksimal belastning som bare passer under midttimene av dagen, dvs. jo større delbelastningsdrift, dess større besparelse.

Dette forklares av matevanntemperaturprofilene i de to driftsmodiene, vist på figur 10, hvor stigningen i vanntemperaturen ettersom belastningen avtar, i den variable innstillingspunkt-styrefremgangsmåten er åpenbar. Sluttelig viser tabell 2 det daglige primærenergiforbruket. Prosentdelen energibesparelse er ikke spesielt høy siden under timene ved maksimal belastning er oppførselen til systemet den samme i begge styre-regimene. Absolutt verdien til besparelsen har imidlertid vært oppmerksomhet. Det er å merke seg at i månedene januar og mars tillater utélufttemperaturen bruk av frikjølingsfunksjonen i noen få timer av dagen i avhengighet av styrestrategien.

Claims (17)

1, Luftkondisjoneringssystem for en bygning omfattende: en varmtvannsfordelingskrets; en kaldtvannsfordelingskrets; og et mangfold terminalluftkondisjoneringsenheter, hvor hver av de nevnte enhetene omfatter en vifte for å blåse luft i et rom av bygningen, en varmespole forbundet med varmtvannsfordelingskretsen og/eller med en kjølespole forbundet med kaldvanns-fordelingskretsen; og minst ett omgivende temperaturstyresystem for å styre varmeeffekt til varmespolene og kjøleeffekt til kjølespolene,karakterisert ved et varmeproduksjonshåndterings— system innbefattende en energileverandør med en varmepumpesyklus som er i stand til å overføre varmeenergi fra kaldtvannsfordelingssystemet til varmtvannsfordelingssystemet.

2. Luftkondisjoneringssystem ifølge krav 1, karakterisert v e d at energileverandøren med nevnte varmepumpesyklus er i stand til å overføre varmeenergi: a) fra kaldtvannsfordelingssystemet til atmosfæren, og b) fra atmosfæren til varmtvannsfordelingssystemet; hvor varmeenergihåndteringssystemet er i stand til å håndtere varmeenergioverføringer for å optimalisere energiforbruk.

3. Luftkondisjoneringssystem ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at optimalisering av energiforbruk innbefatter en minimalisering av globalt primærenergiforbruk eller en minimalisering av globale energikostnader til luftkondi sj oneirngssystemet.

4. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at varmeenergihåndteringssystemet videre innbefatter: en luft/vannvarmeveksler som er i stand til å overføre varmeenergi fra kaldtvannsfordelingssystemet til atmosfæren.

5. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at det videre innbefatter: en varmegenerator som er i stand til å produsere varmeenergi og å overføre denne varmeenergien til varmtvannsfordelingssystemet.

6. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det videre innbefatter: en kjøleenergibuffertank, hvor varmeenergihåndteringssystemet er i stand til å fjerne varmeenergi fra kjøleenergibuffertanken for å belaste den sistnevnte og å overføre varmeenergi fra kaldtvannsfordelingssystemet til kjøleenergibuffertanken.

7. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det videre innbefatter: en varmeenergibuffertank, hvor varmeenergihåndteringssystemet er i stand til å levere varmeenergi til varmeenergibuffertanken for å belaste den sistnevnte og å overføre varmeenergi fra varmeenergibuffertanken til varmtvannsfordelingssystemet.

8. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at varmeenergihåndteringssystemet er i stand til: å overvåke kjøle/varmeenergikravene til hver av terminalluftkondisjoneringsenhetene; og irmstillingspunktvariasjon til kald- og varmtvannskretstemperaturene som funksjon av kjøle/varmeenergikravene til terminalluftkondisjoneringsenhetene.

9. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at varmeenergihåndteringssystemet er i stand til å håndtere varmeenergioverføringer under hensyntaken til globale bygninge-varme/kjølekrav, ytre klimatiske parametere og primærenergikostnader.

10. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at varmtvannsfordelingskretsen og kaldtvannsfordelingskretsen innbefatter: hurtigkoplingsforbindelser med regelmessige intervaller for tilkopling av en varmespole, henholdsvis en kjølespole, ved hjelp av fleksible rør.

11. Luftkondisjoneringssystem ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, karakterisert ved at terminalluftkondisjoneringsenhetene er installert i et plenumrom enten under et hevet gulv eller over et nedhengt tak, hvor viftene til terminalluftkondisjoneringsenhetene tar inn luft fra plenumrommet.

12. Luftkondisjoneringssystem ifølge krav 11, karakterisert ved at en terminalluftkondisjoneringsenhet omfatter: en modulær kapsling montert under et gulvpanel til et hevet gulv, hvilken modulære kapsling innbefatter en mateluftutløp forbundet med et luftinnløpsgitter i gulvpanelet og en luftinnløpsåpning i plenumrommet; en vifte montert i den modulære kapslingen for å ta inn luft fra plenumrommet gjennom luftinnløpet og blåse denne gjennom luftutløpsgitteret i en gulvpanelet inn i bygningssonen som befinner seg over det hevede gulvplenumet; og en varmespole forbundet med varmtvannsfordelingssystemet og/eller en kjølespole forbundet med kaldtvannsfordelingssystemet, hvilken varmespole og kjølespole er montert i den modulære kapslingen inn mellom den nevnte viften og det nevnte mate-luftutløpet.

13. Luftkondisjoneringssystem ifølge krav 12, karakterisert v e d at terminalluftkondisjoneringsenheten videre omfatter: et filterelement montert i den modulære kapslingen, hvor filterelementet kan utskiftes via en inspeksjonsspalte i gulvpanelet.

14. Luftkondisjoneringssystem ifølge krav 12, karakterisert v e d en terminalluftkondisjoneringsenhet som omfatter: en modulær kapsling montert under et gulvpanel til et hevet gulv, hvilken modulære kapsling innbefatter et mateluftutløp, som er forbundet med et luftinnløpsgitter i gulvpanalet, og et blandekammer med en returluftport og en friskluftport; en vifte montert i den modulære kapslingen for å ta inn luft fra blandekammeret og blåse denne gjennom luftutløpsgitteret i gulvpanelet inn i en bygningssone som befinner seg over det hevede gulvplenumet; en direkte ekspansjonskjøleenhet for å kjøle og avfukte mateluften, hvilken direkte-ekspansjonskjøleenhet er montert i den modulære kapslingen og omfatter en vannkjølt kondensator forbundet med kaldtvannskretsen; og en etteroppvarmingsspole montert i den modulære kapslingen og forbundet med varmtvannskretsen for å gjenoppvarme luften etter dens avfukting.

15. Luftkondisjoneringssystem ifølge krav 9, karakterisert ved en friskluftkondisjoneringsenhet som er i stand til å forbehandle frisk luft og mate denne inn i plenumrommet.

16. Luftkondisjoneringssystem som angitt i et hvilket som helst av de forutgående kravene, karakterisert ved at energileverandøren innbefatter: minst en kompressor for et kjølemidden; en vannkjølt kondensator for kjølemidlet, hvilken vannkjølte kondensator er forbundet til varmtvannsfordelingskretsen for å overføre kondensasjonsenergien til varmtvannskretsen; en fordamper for kjølemidlet, hvilken fordamper er forbundet til kaldtvannsfordelingskretsen for å ta fordampningsenergien fra kaldtvannskretsen; en luftkjølt kondensator for kjølemidlet som er forbundet i parallell med den vannkjølte kondensatoren, hvilken vannkjølte kondensator er i stand til å overføre et overskudd av kondensasjonsenergi til atmosfæren; og en frikjølingsspole forbundet i kaldtvannsfordelingskretsen i serie med den vannkjølte fordamperen.

17. Luftkondisjoneringssystem ifølge krav 16, karakterisert v e d at den luftkjølte kondensatoren er en luft/kjølemiddelvarmeveksler som også er i stand til å arbeide som en fordamper for kjølemidlet som tar fordampningsenergi fra atmosfæren.