TWM579260U - Heating and cooling air conditioning system and flow valve - Google Patents

Abstract

本創作關於一種流量閥，包含一閥體及一驅動模組。驅動模組經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動。該傳動組件包含一校準組件，其具有一對觸控開關及與該驅動模組耦接的一凸輪，該凸輪具有一凸出部且該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間。

Description

冷暖空調系統及流量閥

本創作關於一種用於中央空調系統的流量閥，尤其是關於一種具備自校準能力的流量閥。

空調系統大致上主要包含窗型冷氣機、分離式冷氣機及中央空調系統，其中窗型機及分離式冷氣機都是單一機系統，中央空調系統則主要由冰水機、空調箱、盤管風機及輸送管線所組成。中央空調系統係利用冰水或熱水來達到環境條件調整的目的，包括溫度、濕度及對流的調制，以滿足室內舒適或工作需求。一典型的中央空調系統可包含冰水或熱水主機、配置於熱負載的一或多個盤管風機（或稱送風盤管）及冷卻水塔。冰水主機具有經一壓縮機連接的一冷凝器及一蒸發器，所述冷凝器流通耦接至冷卻水塔負責熱量的散除，而所述蒸發器連通耦接至熱負載負責吸收熱量，壓縮機則負責壓縮冷媒達到冷凝器與蒸發器熱交換的目的。熱水主機則採與冰水主機相反的操作。

一或多個流量閥可連接於冰水或熱水主機與盤管風機之間的管線或盤管風機的出水端，用以控制冰水的流量，達到溫度控制的目的。傳統盤管風機或送風盤管的控制方式多以冰水或熱水的流量來維持室內的設定溫度，所述流量大多以三通電磁閥或兩通電磁閥來控制。舉例而言，當屋內溫度達到設定溫度時，兩通閥立刻關閉，三通電磁閥則將冰水或熱水直接由進水端旁路至回水端，以達到調整是內溫度的效果。然而，這些方式大量消耗冰水和熱水，亦產生相當的噪音及水錘的問題。

因此，為了進一步提升節能的效果，有必要發展一種改善的流量控制閥，尤其是能夠降低控制誤差之流量閥。

本創作目的在於提供一種流量閥，包含：一閥體，用於控制一流量；一驅動模組，經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動；一控制電路，用於驅動該驅動模組。該傳動組件包含：一校準組件，包含一對觸控開關及與該驅動模組耦接的一凸輪，該凸輪具有一凸出部且該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間。該對觸控開關因應該凸出部的觸碰而傳送一觸碰訊號至該控制電路，該控制電路基於該觸碰訊號令該驅動模組停止。

在一具體實施例中， 該傳動組件還包含一連接器，該連接器連接該校準組件的凸輪和該閥體。

在一具體實施例中， 該對觸控開關具有位在一第一位置的一第一觸控開關及位在一第二位置的一第二觸控開關，該凸輪的凸出部在該第一位置和該第二位置之間移動。

在一具體實施例中，該第一觸控開關及該第二觸控開關分別具有一彈性機構。

在一具體實施例中，該第一位置與該第二位置決定該凸輪的可轉動範圍。

在一具體實施例中，該凸輪的可轉動範圍為九十度。

在一具體實施例中，該連接器與該凸輪以一嚙合手段連接。

本創作再一目的在於提供一種冷暖空調系統，包含：一主機，提供循環冰水及溫水；一負載，與該主機流通連接以接收所述冰水及溫水；以及一流量閥，配置於該負載以調整該負載的冰水或溫水流量。該流量閥包含：一本體，具有一流道；一閥體，可轉動地容置於該流道中；一溫度偵測器，經配置以讀取關於該本體的溫度資訊；一驅動模組，經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動。該傳動組件包含一對觸控開關與一凸輪，該凸輪與該驅動模組耦接，且該凸輪具有一凸出部，該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間；及一控制電路，藉由該溫度偵測器以接收一偵測訊號，並通訊連接至該驅動模組，使該驅動模組驅動該閥體轉動，且依據該偵測訊號，調整該凸輪的凸出部相對於該對觸控開關間的一位置。該凸輪在該對觸控開關間的一位置決定閥體的一位置，而閥體的位置決定所述流量。

本創作又一目的在於提供一種流量閥，包含：一本體，具有一流道；一閥體，可轉動地容置於該流道中；一溫度偵測器，經配置以讀取關於該本體的溫度資訊；一驅動模組，經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動，其中該傳動組件，包含一對觸控開關與一凸輪，該凸輪與該驅動模組耦接，且該凸輪具有一凸出部，該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間；以及 一控制電路，藉由該溫度偵測器以接收一偵測訊號，並通訊連接至該驅動模組，使該驅動模組驅動該閥體轉動，且依據該偵測訊號，調整該凸輪的凸出部相對於該對觸控開關間的一位置。

本創作尚一目的在於提供一種流量閥，包含：一閥體，用於控制一流量；一驅動模組，經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動，而該傳動組件，包含一對觸控開關及與該驅動模組耦接的一凸輪，該凸輪具有一凸出部且該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間；以及一控制電路，藉由接收一偵測訊號，並通訊連接至該驅動模組，使該驅動模組驅動該閥體轉動，且依據該偵測訊號，使該凸出部觸碰該對觸控開關而傳送一觸碰訊號至該控制電路，該控制電路基於該觸碰訊號令該凸出部回到一預設起始位置後，並由該預設起始位置處，開始調整該凸輪的凸出部置於該對觸控開關的一預設位置。意即，控制電路除了令凸輪轉動至閥體校準的預設起始位置後，還可依使用者需求進一步將凸輪轉動至一預設位置，使閥體經校準後維持在一個希望的流量。

在以下多個示例具體實施例的詳細敘述中，對該等隨附圖式進行參考，該等圖式形成本創作之一部分。且係以範例說明的方式顯示，藉由該範例可實作該等所敘述之具體實施例。提供足夠的細節以使該領域技術人員能夠實作該等所述具體實施例，而要瞭解到在不背離其精神或範圍下，也可以使用其他具體實施例，並可以進行其他改變。此外，雖然可以如此，但對於「一具體實施例」的參照並不需要屬於該相同或單數的具體實施例。因此，以下詳細敘述並不具有限制的想法，而該等敘述具體實施例的範圍係僅由該等附加申請專利範圍所定義。

在整體申請書與申請專利範圍中，除非在上下文中另外明確說明，否則以下用詞係具有與此明確相關聯的意義。當在此使用時，除非另外明確說明，否則該用詞「或」係為一種包含的「或」用法，並與該用詞「及/或」等價。除非在上下文中另外明確說明，否則該用詞「根據」並非排他，並允許根據於並未敘述的多數其他因子。此外，在整體申請書中，「一」、「一個」與「該」的意義包含複數的參照。「在…中」的意義包含「在…中」與「在…上」。

以下簡短提供該等創新主題的簡要總結，以提供對某些態樣的一基本瞭解。並不預期此簡短敘述做為一完整的概述。不預期此簡短敘述用於辨識主要或關鍵元件，或用於描繪或是限縮該範圍。其目的只是以簡要形式呈現某些概念，以做為稍後呈現之該更詳細敘述的序曲。

第一圖為本創作流量閥，包含一外殼（100）及由該外殼（100）部分包覆的一本體（200）。本體（200）具有一流道，其兩端可分別與對應的連接器相接使本創作流量閥安裝至具有特定用途的管線系統，如中央空調的管線系統。本體（200）可以是單一方向延伸的結構，也可以是其他形式的結構。本體（200）為流量控制的位置。通常本體（200）內提供有一流量調整手段，藉此控制流入或流出所述流量閥的水量。

第二圖為根據第一圖的爆炸圖，其顯示包覆在外殼（100）中的其他部件，包含一驅動模組（110）、一校準組件（120）、一連接器（130）、一溫度偵測器（140）及一控制電路（150）。外殼（100）為一上殼（101）及一下殼（102）對應組合而成，且上/下殼（101、102）的內側可提供有複雜的限位結構來支撐或定位前揭部件。此外，殼內還可提供其他的支撐元件，如用於固定本體（200）的一上座（103）及一下座（104）。

驅動模組（110）配置成從控制電路（150）或其他控制端接收一驅動訊號以令驅動模組轉軸轉動。如圖示，驅動模組轉軸（未編號）的方向指向管（200）的中央。驅動模組（110）可經由一支撐手段容置於上下殼（101、102）內。如圖所示，驅動模組（110）可與一固定件（111）連接，而該固定件（111）配置成可與上下殼（101、102）中的限位結構相配合，使驅動模組（110）能夠更穩固地容置在其中。

校準組件（120）的一側（如第三圖）配置成與驅動模組（110）的轉軸耦接，使驅動力傳遞至校準結構（120）。校準組件（120）的另一側配置成與連接器（130）連接。校準組件（120）與連接器（130）構成作為傳遞驅動模組驅動力的一傳動組件。經由該傳動組件，驅動模組（110）的動力得以傳遞至容置於本體（200）中的一閥體（201）。

參閱第三圖，校準組件（120）包含一對觸控開關（301、302）、一凸輪（303）及一支撐結構（304）。該對觸控開關（301、302）由支撐結構（304）支撐，而支撐結構（304）配置成能夠穩定容置在上下殼（101、102）中，使該對觸控開關（301、302）在外殼（100）中分別處在不同的垂直位置及水平位置。當然，在其他可能的實施例中，支撐結構（304）的其他變化使該對觸控開關（301、302）可以有不同的擺放方式，或者該對觸控開關兩者的相對關係可改變。該對觸控開關（301、302）可選用大電流微動開關實現，其具體細節不在此贅述。該對觸控開關具有位在一第一位置的一第一觸控開關（301）及位在一第二位置的一第二觸控開關（302），其配置成夾持或者僅圍繞凸輪（303）的周圍。第一觸控開關（301）和第二觸控開關（302）的遠端，即與凸輪（303）的接觸端可採用一滾輪手段，使凸輪（303）與觸控開關的接觸更為順暢。第一觸控開關（301）和第二觸控開關（302）分別具有一彈性機構，如圖所示為一彈性臂（305），其將所述滾輪手段支撐在凸輪（303）的周圍。

凸輪（303）具有一凸出部（3031）和一凹槽（3032）。凸輪（303）可以是一環形結構、一圓柱結構或一板狀結構。凸出部（3031）自凸輪（303）的一周圍表面向外延伸，而凹槽（3032）配置成適當的大小及形狀以和驅動模組（110）轉軸相結合。較佳地，凸輪（303）的尺寸經適當選擇使凸出部（3031）延著一轉動路徑移動，且該轉動路徑通過位於第一位置和第二位置的該對觸控開關（301、302）。具體而言，凸出部（3031）配置成於該對觸控開關（301、302）之間移動而不越過任一觸控開關。在一實施例中，該對觸控開關（301、302）與凸輪（303）配置成使凸出部（3031）在一個由所述第一位置和第二位置及凸輪轉動軸心定義的九十度的範圍中移動。該對觸控開關（301、302）的任一者能在受到來自凸出部（3031）的一定壓力後產生觸控訊號。控制電路（150）可令驅動模組（110）運轉停止以回應所述觸控訊號。因此，前揭彈性機構與凸輪（303）的配合對於機械的靈敏性是重要的。

在其他實施例中，觸控開關的數量可以是大於或少於兩個。在一些實施例中，凸出部的數量也可以是大於一個。在可能的實施例中，更多的觸控開關及凸輪組合可包含在單一校準機構中。

返參第二圖，凸輪（303）的另一側與連結器（130）嚙合，即凸輪（303）與連結器（130）的接觸面可配置成具有相互配合的機械結構，如凸肋與凹槽，使凸輪（303）和連結器（130）可同步轉動。連結器（130）還以適當的手段耦接至本體（200）內的閥體（201），其可為球閥或蝶形閥等。

溫度偵測器（140）以適當的方式嵌入本體（200），例如嵌入本體壁內，並將偵測訊號傳遞至控制電路（150），藉此偵測流經本體（200）的水溫。控制電路（150）可包含處理器及記憶體等用於執行訊號處理和執行指令的電路配置。控制電路（150）可配置成與一遠端電腦通訊連接，以互相交換各種數據或控制指令。

第四A圖及第四B圖分別顯示上述流量閥的一控制流程，包含步驟S400至S402及步驟S403至S404。

第四A圖描述所述流量閥從關閉狀態啟動後的自動校準機制。在無段開關的控制中，驅動模組的轉動並沒有固定的位置，且在多次的轉動中容易累積誤差，使得控制指令所希望的位置與閥體（201）實際上的位置不一致。控制電路（150）可部分或全部執行這些步驟。步驟S400，啟動流量閥。在此步驟之前，所述流量閥可以是關閉或者待命的狀態，即不動作。所述流量閥的控制電路（150）可根據來自內部或遠端的一啟動訊號而執行內部所載的指令。結束步驟S400。

在步驟S401，根據前述啟動，控制電路（150）令驅動模組（110）轉動凸輪（303）直到凸出部（3031）觸碰該對觸控開關（301、302）的其中一者。根據初始設定，凸出部（3031）以順時針或逆時針轉動以觸碰第一觸控開關（301）或第二觸控開關（302），直到開關根據所述觸碰產生一觸碰訊號，表示凸輪（303）的凸出部（3031）已到達校準的第一位置或第二位置。結束步驟S401。

在步驟S402，根據前述觸碰，控制電路（150）令驅動模組（110）停止轉動凸輪（303），藉此將凸輪（303）的凸出部（3031）停留在第一位置或第二位置與第一觸控開關（301）或第二觸控開關（302）相鄰。此時，流量閥的閥體（201）也到達對應所述第一位置或所述第二位置的一預設起始位置，完成流量閥的校準。在一實施例中，所述起始位置表示流量閥的流量為全部關閉或打開的狀態。當然，本創作並非以此為限。因此，每當啟動或喚醒流量閥，其中的校準機制會一併執行。控制電路（150）可能不會辨識出閥體（201）的所在位置，但通過所述校準機制，可確保閥體會回到控制電路（150）可辨識的起始位置，即流量為關閉或全開。此步驟中，凸輪（303）所觸碰的開關處視為用於校準的一預設起始位置，而另一個未觸碰的開關視為凸輪（303）或閥體（201）的一極限位置，即限制從預設起始位置的一最大轉動量。結束步驟S402。

在其他實施例中，在流量閥沒有關閉的狀態下，即可動作的狀態下，仍可執行前述校準機制。歷經多次無段控制的流量閥，可能已經累積一定程度的轉動誤差。對此，控制電路（150）可根據來自內部或遠端的校準訊號來執行前述步驟S401和S402。在一些實施例中，控制電路（150）於凸輪（303）回到預設起始位置後即完成校準，控制電路（150）還可進一步自動地根據使用者需求及設定令凸輪（303）從預設起始位置轉動至所述觸碰開關（301、302）之間的一起始位置，視為閥體（201）校準後所必須停留的位置。此目的可能在於不希望校準後的閥體（201）位在流量全開或全關的位置。

第四B圖描述關於流量閥的溫控流程，包含步驟S403和S404。在步驟S403中，以一溫度偵測手段讀取流經所述流量閥的水溫。如以前述溫度偵測器（140）嵌入本體（200）的方式進行偵測。一般而言，所述流量閥安裝於盤管風機的一出水口，故主要偵測的是出水口的水溫。溫度偵測器（140）根據當前水溫或一溫差值產生一偵測訊號。結束步驟S403。

在步驟S404中，根據前述溫度偵測及一預定的溫度臨界值，控制電路（150）令驅動模組（110）轉動或不轉動，其中所述轉動為順時針或逆時針方向，而轉動範圍與驅動模組的一轉動時間有關。在一實施例中，控制電路（150）配置成以給予一時間參數來驅動驅動模組（110），其依據該參數以等速轉動。時間參數的單位可以是秒或毫秒，使驅動模組（110）的動作如同無段改變。

前述流量閥可被包含在一冷暖系統中。具體而言，本創作流量閥可安置在所述系統中的盤管風機的出水端，實現水溫監測及流量控制。冷暖系統可選擇地提供一冷氣模式或一暖氣模式，其取決於系統所提供的水溫高低，而流量閥可組態成基於冷氣模式或暖氣模式執行流量控制。例如，本創作流量閥的控制電路可配置成（150）根據來自該溫度偵測器（140）的一偵測訊號識別所述系統正執行冷卻模式或暖氣模式。在一實施例中，控制電路（150）可進一步根據一或多個預設臨界值來識別所述模式。控制電路（150）解析與該偵測訊號有關的一溫度數值並與所述臨界值比較以決定所述系統所執行的是冷氣模式或暖氣模式。例如，當出水端溫度小於攝氏十五度為冷水模式，當出水端溫度大於攝氏四十度為暖氣模式。

第五A圖及第五B圖顯示習知二通閥的測試數據。第六A圖及第六B圖顯示本創作流量閥的測試數據。第五A圖和第六A圖為關於時間上進水量和出水量的統計。第五B圖和第六B圖為關於時間上進水溫度和出水溫度的統計。這些數據是基於相同的測試，包含室溫一旦到達攝氏30度啟動冰水主機，溫控為攝氏23度，加熱負載為45%以及泵浦頻率為60赫茲。圖中的實線數據為在出水處或回水處的偵測，虛線為在進水處的偵測，鏈線為即時室內溫度，剖面線為進出水溫差。

比較第五A圖和第六A圖可得知進水量的差異，採習知二通閥的進水量在該測試中平均為6.5GPM，而採本創作流量閥在該測試中平均為4GPM。顯然本創作流量閥的用水量較為節省。比較第五B圖和第六B圖可得知進出水溫差的不同，採習知二通閥的進出水溫差在該測試中平均為攝氏3度，而採本創作流量閥的進出水溫差在該測試中平均約為攝氏5度。顯然採本創作流量閥的水可吸收相對多的熱量，冷卻效率更好。應可理解所顯示的數據僅為本創作測試例，非限制本創作的各種實施例。

綜上所述，本創作相對於先前技術可具有以下優點，具備自我校準閥體位置的能力；無段驅動模組可獲得更精確的溫控。

據此，該等描述支援執行該等具體動作之手段的組合、支援執行該等具體動作之多數的組合，以及支援執行該等具體動作之程式指令方式。也將可瞭解，該流程圖描繪中的每一區塊以及該流程圖描繪中區塊的組合可由模組實作，像是以特殊目的硬體為基礎的系統，該系統執行該等具體動作步驟，或是特殊目的硬體與電腦指令的組合。

以上內容提供該等敘述具體實施例之組合的製造與使用的完整描述。因為在不背離此敘述精神與範圍下可以產生許多具體實施例，因此這些具體實施例將存在於以下所附加之該等申請專利範圍之中。

100‧‧‧外殼

200‧‧‧本體

101‧‧‧上殼

201‧‧‧閥體

102‧‧‧下殼

301‧‧‧第一觸控開關

103‧‧‧上座

302‧‧‧第二觸控開關

104‧‧‧下座

303‧‧‧凸輪

110‧‧‧驅動模組

3031‧‧‧凸出部

120‧‧‧校準組件

3032‧‧‧凹槽

130‧‧‧連接器

304‧‧‧支撐結構

140‧‧‧溫度偵測器

305‧‧‧彈性臂

150‧‧‧控制電路

S400-S404‧‧‧步驟

第一圖顯示本創作流量閥的立體圖。

第二圖顯示本創作流量閥的爆炸圖。

第三圖顯示本創作校準組件的平面圖。

第四A至四B圖顯示本創作流量閥的控制流程。

第五A至五B圖為習知二通閥的測試曲線。

第六A至六B圖為本創作流量閥的測試曲線。

Claims (10)

1. 一種冷暖空調系統，包含： 一主機，提供循環冰水及溫水； 一負載，與該主機流通連接以接收所述冰水及溫水；以及 一流量閥，配置於該負載以調整該負載的冰水或溫水流量，該流量閥包含： 一本體，具有一流道； 一閥體，可轉動地容置於該流道中； 一溫度偵測器，經配置以讀取關於該本體的溫度資訊； 一驅動模組，經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動，其中該傳動組件，包含一對觸控開關及一凸輪，該凸輪與該驅動模組耦接，且該凸輪具有一凸出部，該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間；及 一控制電路，藉由該溫度偵測器以接收一偵測訊號，並通訊連接至該驅動模組，使該驅動模組驅動該閥體轉動，且依據該偵測訊號，調整該凸輪的凸出部相對於該對觸控開關間的一位置。
2. 一種流量閥，包含： 一本體，具有一流道； 一閥體，可轉動地容置於該流道中； 一溫度偵測器，經配置以讀取關於該本體的溫度資訊； 一驅動模組，經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動，其中該傳動組件，包含一對觸控開關與一凸輪，該凸輪與該驅動模組耦接，且該凸輪具有一凸出部，該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間；以及 一控制電路，藉由該溫度偵測器以接收一偵測訊號，並通訊連接至該驅動模組，使該驅動模組驅動該閥體轉動，且依據該偵測訊號，調整該凸輪的凸出部相對於該對觸控開關間的一位置。
3. 一種流量閥，包含： 一閥體，用於控制一流量； 一驅動模組，經由一傳動組件與該閥體機械地耦接以驅動該閥體轉動，而該傳動組件，包含一對觸控開關及與該驅動模組耦接的一凸輪，該凸輪具有一凸出部且該凸出部配置成可動於該對觸控開關之間；以及 一控制電路，藉由接收一偵測訊號，並通訊連接至該驅動模組，使該驅動模組驅動該閥體轉動，且依據該偵測訊號，使該凸出部觸碰該對觸控開關而傳送一觸碰訊號至該控制電路，該控制電路基於該觸碰訊號令該凸出部回到一預設起始位置後，並由該預設起始位置處，開始調整該凸輪的凸出部置於該對觸控開關的一預設位置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之流量閥，其中該閥體為依一球閥或一蝶閥。
5. 如申請專利範圍第3項所述之流量閥，其中該傳動組件還包含一連接器，該連接器連接該校準組件的凸輪和該閥體。
6. 如申請專利範圍第3項所述之流量閥，其中該對觸控開關具有位在一第一位置的一第一觸控開關及位在一第二位置的一第二觸控開關，該凸輪的凸出部在該第一位置和該第二位置之間移動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之流量閥，其中該第一觸控開關及該第二觸控開關分別具有一彈性機構。
8. 如申請專利範圍第6項所述之流量閥，其中該第一位置與該第二位置決定該凸輪的可轉動範圍。
9. 如申請專利範圍第8項所述之流量閥，其中該凸輪的可轉動範圍為九十度。
10. 如申請專利範圍第5項所述之流量閥，其中該連接器與該凸輪以一嚙合手段連接。