TWI635243B - Heat exchange switching system and method thereof - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種熱交換切換系統及其方法，先由降溫水塔對第一流體降溫，然後得控制第一切換裝置使第一流體無法流入第二降溫管路，及控制第二切換裝置使第二流體無法流入第二熱交換管路，並令冷卻裝置作動產生低溫與該第二流體進行熱交換使其降溫，及同時冷卻裝置透過第一流體進行降溫；亦得控制第一切換裝置使第一流體流入第二降溫管路，及控制二切換裝置使第二流體流入第二熱交換管路，讓第二流體與第一流體進行熱交換以降低溫度，藉此令本發明達到能視需求切換以節省能源減少花費、及減少冷卻裝置磨損之實用進步性。

Description

熱交換切換系統及其方法

本發明為提供一種熱交換切換系統及其方法，特別是指一種能視需求切換以節省能源減少花費、及減少冷卻裝置磨損的熱交換切換系統及其方法。

按，因現今建築物大多是以混凝土等構成，且混擬土具有難以散熱之特性，所以一般來說建築物的室內溫度大多會比室外溫度高，尤其是在夏天等天氣炎熱的時候，建築物之室內溫度與室外溫度的溫差會更大(例如差六度)。

因此，許多建築物都會加裝具有冷媒之習用冷媒空調裝置，而習用冷媒空調裝置啟動時得產生冷空氣，且冷空氣得與室內環境進行熱交換以降低室內溫度；但是在冬天等天氣較冷的時候，習用冷媒空調裝置產生的冷空氣與室內溫度的差距較小(例如差三度)，導致開啟習用冷媒空調裝置的效益較差，造成能源浪費及增加花費。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種能視需求切換以節省能源減少花費的熱交換切換系統及其方法的發明專利者。

本發明之主要目的在於：透過降溫水塔降溫且選擇性啟閉冷卻裝置，來減少電力的使用，以及減少冷卻裝置的使用來減少其磨損。

為達上述目的，本發明包括有至少一降溫水塔、及至少一空調設備，降溫水塔供至少一第一流體流通及對其進行降溫，降溫水塔通連有至少一第一降溫管路，且第一降溫管路上設有至少一冷卻裝置，並第一降溫管路上通連有至少一第二降溫管路，此外第一降溫管路與第二降溫管路之間設有至少一第一切換裝置，以選擇性控制第一流體流入第二降溫管路。

空調設備供第二流體流通且與空調設備周遭進行熱交換，空調設備通連有至少一第一熱交換管路，且第一熱交換管路上通連有至少一第二熱交換管路，並第一熱交換管路與第二熱交換管路之間設有至少一第二切換裝置，以選擇性控制第二流體流入第二熱交換管路。

而使用時降溫水塔會先對第一流體降溫，且第一流體流入第一降溫管路中，並流經第一切換裝置、及冷卻裝置後流回降溫水塔內，同時第二流體流通空調設備內對空調設備周遭進行熱交換，且流入第一熱交換管路後流經冷卻裝置側處、及第二切換裝置再流回空調設備內。

當室內溫度與室外溫度差距較大時，可選擇控制第一切換裝置使第一流體無法流入第二降溫管路，以及控制第二切換裝置使第二流體無法流入第二熱交換管路，且令冷卻裝置作動產生低溫與第一熱交換管路內之第二流體進行熱交換使其降溫，讓空調設備周遭溫度得以大幅下降，冷卻裝置作動產生之熱量則由第一降溫管路內之第一流體進行散熱，並由降溫水塔使第一流體降溫以待下次使用。

當室內溫度與室外溫度差距較小時，可選擇控制第一切換裝置使第一流體流入第二降溫管路後流回第一降溫管路，以及控制第二切換裝置使第二流體流入第二熱交換管路後流回第一熱交換管路，因第二降溫管路與第二熱交換管路相鄰設置，使第二流體可與第一流體進行熱交換以降低溫度，讓空調設備周遭溫度得以下降，且與第二流體熱交換導致溫度上升之第一流體則由降溫水塔進行降溫以待下次使用，藉由上述技術，可針對習用冷媒空調裝置所存在之無法切換，且於室內外溫差較小時效益較差，造成能源浪費及增加花費的問題點加以突破，達到能視需求切換以節省能源減少花費、及減少冷卻裝置磨損之實用進步性。

11‧‧‧降溫水塔

121‧‧‧第一降溫管路

122‧‧‧第二降溫管路

13‧‧‧第一切換裝置

14‧‧‧第一泵浦

15‧‧‧冷卻裝置

16‧‧‧第二熱交換裝置

21‧‧‧空調設備

221‧‧‧第一熱交換管路

222‧‧‧第二熱交換管路

23‧‧‧第二切換裝置

24‧‧‧第二泵浦

25‧‧‧第一熱交換裝置

26‧‧‧第三熱交換裝置

3‧‧‧控制裝置

第一圖 係為本發明較佳實施例之結構示意圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之步驟示意圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之作動概念示意圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之冷卻作動示意圖。

第五圖 係為本發明較佳實施例之節能作動示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖所示，係為本發明較佳實施例之結構示意圖，由圖中可清楚看出本發明包括至少一降溫水塔11、至少一第一降溫管路121、至少一第二降溫管路122、至少一第一切換裝置13、至少一第一泵浦14、至少一冷卻裝置15、至少一第二熱交換裝置16、至少一空調設備21、至少一第一熱交換管路221、至少一第二熱交換管路222、至少一第二切換裝置23、至少一第二泵浦24、至少一第一熱交換裝置25、至少一第三熱交換裝置26、及至少一控制裝置3。

降溫水塔11供至少一第一流體流通及對其進行降溫，第一降溫管路121設於降溫水塔11側處並與其通連以供第一流體流通，第一泵浦14設於第一降溫管路121上以供控制第一流體流動，冷卻裝置15設於第一降溫管路121上，且得作動產生低溫並利用第一流體進行散熱，於本實施例中以冷卻裝置15包含有至少一冷媒作為實施。

第二降溫管路122設於第一降溫管路121上且與其通連，並位於降溫水塔11與冷卻裝置15之間，第一切換裝置13設於第一降溫管路121與第二降溫管路122之間，以選擇性控制第一流體流入第二降溫管路122，第二降溫管路122鄰近第二熱交換管路222處設有至少一第二熱交換裝置16。

空調設備21供至少一第二流體流通且與空調設備21周遭進行熱交換，於本實施例中以空調設備21包含有至少一扇葉作為實施，第一熱交換管路2 21設於空調設備21側處且與其通連，並第一熱交換管路221位於冷卻裝置15側處，以供第二流體流通、及與冷卻裝置15產生之低溫進行熱交換，第一熱交換管路221上設有至少一供控制第二流體流動之第二泵浦24，第一熱交換管路221鄰近冷卻裝置15處，設有至少一與冷卻裝置15位置對應之第一熱交換裝置25。

第二熱交換管路222設於第一熱交換管路221上且與其通連，並位於第二降溫管路122側處，以供第二流體流通、及與流通於第二降溫管路122之第一流體進行熱交換，第二切換裝置23設於第一熱交換管路221與第二熱交換管路222之間，以選擇性控制第二流體流入第二熱交換管路222，第二熱交換管路222鄰近第二熱交換裝置16處設有至少一第三熱交換裝置26以進行熱交換。

此外，於本實施例中以第一切換裝置13、及第二切換裝置23包含有至少一多向閥體作為實施，且冷卻裝置15、第一切換裝置13、及第二切換裝置23係與控制裝置3資訊連結以配合作動，另，上述僅為本發明其中之一實施態樣，其態樣不設限於此。

請同時配合參閱第一圖至第五圖所示，係為本發明較佳實施例之結構示意圖、步驟示意圖、作動概念示意圖、冷卻作動示意圖、及節能作動示意圖，由圖中可清楚看出，本發明之步驟為(a)啟動、(b)冷卻降溫、(c)節能降溫。

同參第三圖所示，本發明於使用時會進行步驟(a)啟動：使用者啟動控制裝置3，令降溫水塔11作動使第一流體與降溫水塔11周遭進行熱交換以降低第一流體溫度，且控制裝置3令第一泵浦14作動使第一流體流入第一降溫管路121，並流經第一切換裝置13、及冷卻裝置15後流回降溫水塔11；同時控制裝置3令空調設備21作動使第二流體與空調設備21周遭進行熱交換，造成第二流體的溫度上升、及空調設備21周遭溫度下降，且控制裝置3令第二泵浦24作動使第二流體流入第一熱交換管路221，並流經冷卻裝置15側處、及第二切換裝置23後流回空調設備21。

此外，當室內溫度與室外溫度差距較大時，則同參第四圖所示，進行步驟(b)冷卻降溫：使用者經控制裝置3控制第一切換裝置13使第一流體無法流入第二降溫管路122，以及控制第二切換裝置23使第二流體無法流入第二熱交 換管路222，且令冷卻裝置15作動產生低溫與第二流體進行熱交換使其降溫，更透過第一熱交換裝置25提升熱交換效率，故經降溫之第二流體透過第一熱交換管路221流回空調設備21後，可經熱交換大幅降低空調設備21周遭溫度；同時冷卻裝置15作動產生的高溫則透過與第一流體熱交換進行散熱，與冷卻裝置15熱交換而升溫之第一流體熱則經第一降溫管路121流回降溫水塔11降溫，不斷循環。

另當室內溫度與室外溫度差距較小時，則同參第五圖所示，進行步驟(c)節能降溫：使用者經控制裝置3控制第一切換裝置13使第一降溫管路121內之第一流體可流入第二降溫管路122，以及控制第二切換裝置23使第一熱交換管路221內之第二流體可流入第二熱交換管路222，但控制冷卻裝置15不作動，且因第二降溫管路122與第二熱交換管路222相鄰設置，所以第二流體能與第一流體進行熱交換以降低溫度，更透過第二熱交換裝置16和第三熱交換裝置26提升熱交換效益，經降溫之第二流體則流回空調設備21與其周遭進行熱交換，使空調設備21周遭溫度得以降低；同時與第二流體熱交換而溫度上升之第一流體係流回降溫水塔11降溫，不斷循環，故可省下冷卻裝置15作動所需之能源及花費。

是以，本發明之熱交換切換系統及其方法為可改善習用之技術關鍵在於：透過降溫水塔11、第一降溫管路121、第二降溫管路122、第一切換裝置13、冷卻裝置15、空調設備21、第一熱交換管路221、第二熱交換管路222、及第二切換裝置23相配合，令本發明達到能視需求切換以節省能源減少花費、及減少冷卻裝置15磨損之實用進步性。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之熱交換切換系統及其方法於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感公便。

Claims (10)

1. 一種熱交換切換系統，其包括：至少一降溫水塔，該降溫水塔供至少一第一流體流通及對其進行降溫；至少一第一降溫管路，該第一降溫管路設於該降溫水塔側處且與其通連，以供該第一流體流通；至少一冷卻裝置，該冷卻裝置設於該第一降溫管路上，且得作動產生低溫並利用該第一流體進行散熱；至少一第二降溫管路，該第二降溫管路設於該第一降溫管路上且與其通連，並位於該降溫水塔與該冷卻裝置之間；至少一第一切換裝置，該第一切換裝置設於該第一降溫管路與該第二降溫管路之間，以選擇性控制該第一流體流入該第二降溫管路；至少一空調設備，該空調設備供至少一第二流體流通且與該空調設備周遭進行熱交換；至少一第一熱交換管路，該第一熱交換管路設於該空調設備側處且與其通連，並該第一熱交換管路位於該冷卻裝置側處，以供該第二流體流通、及與該冷卻裝置產生之低溫進行熱交換；至少一第二熱交換管路，該第二熱交換管路設於該第一熱交換管路上且與其通連，並位於該第二降溫管路側處，以供該第二流體流通、及與流通於該第二降溫管路之該第一流體進行熱交換；及至少一第二切換裝置，該第二切換裝置設於該第一熱交換管路與該第二熱交換管路之間，以選擇性控制該第二流體流入該第二熱交換管路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之熱交換切換系統，其中該第一降溫管路上設有至少一供控制該第一流體流動之第一泵浦，且該第一熱交換管路上設有至少一供控制該第二流體流動之第二泵浦。
3. 如申請專利範圍第1項所述之熱交換切換系統，其中該第一熱交換管路鄰近該冷卻裝置處，設有至少一與該冷卻裝置位置對應之第一熱交換裝置，且該第二降溫管路鄰近該第二熱交換管路處設有至少一第二熱交換裝置，並該第二熱交換管路鄰近該第二熱交換裝置處設有至少一第三熱交換裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之熱交換切換系統，其中該冷卻裝置、該第一切換裝置、及該第二切換裝置係與至少一控制裝置資訊連結。
5. 如申請專利範圍第1項所述之熱交換切換系統，其中該第一切換裝置、及該第二切換裝置包含有至少一多向閥體。
6. 一種熱交換切換方法，其步驟為：(a)由至少一降溫水塔對至少一第一流體降溫，且該第一流體流入至少一與該降溫水塔通連之第一降溫管路，並流經設於該第一降溫管路上之至少一第一切換裝置、及至少一冷卻裝置後流回該降溫水塔，而至少一空調設備供至少一第二流體流通且與該空調設備周遭進行熱交換，該第二流體係流入至少一與該空調設備通連之第一熱交換管路，並流經該冷卻裝置側處、及設於該第一熱交換管路上之至少一第二切換裝置後流回該空調設備；(b)控制該第一切換裝置使該第一流體無法流入至少一與該第一降溫管路通連之第二降溫管路，以及控制該第二切換裝置使該第二流體無法流入至少一與該第一熱交換管路通連之第二熱交換管路，且令該冷卻裝置作動產生低溫與該第二流體進行熱交換使其降溫，並該冷卻裝置係透過該第一流體進行散熱；及(c)控制該第一切換裝置使該第一流體流入該第二降溫管路，以及控制該第二切換裝置使該第二流體流入該第二熱交換管路，使該第二流體與該第一流體進行熱交換以降低溫度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之熱交換切換方法，其中該步驟(a)所述之該第一降溫管路上設有至少一供控制該第一流體流動之第一泵浦，且該第一熱交換管路上設有至少一供控制該第二流體流動之第二泵浦。
8. 如申請專利範圍第6項所述之熱交換切換方法，其中該步驟(b)所述之該第一熱交換管路鄰近該冷卻裝置處，設有至少一供與該冷卻裝置進行熱交換之第一熱交換裝置，且該步驟(c)所述之該第二降溫管路上設有至少一第二熱交換裝置，並第二熱交換管上設有至少一與供該第二熱交換裝置進行熱交換之第三熱交換裝置。
9. 如申請專利範圍第6項所述之熱交換切換方法，其中該步驟(a)所述之該冷卻裝置、該第一切換裝置、及該第二切換裝置係與至少一控制裝置資訊連結以相配合作動。
10. 如申請專利範圍第6項所述之熱交換切換方法，其中該步驟(a)所述之該第一切換裝置、及該第二切換裝置包含有至少一供控制該第一流體、及該第二流體之多向閥體。