CN100337068C - 具有区域通风控制的节能变风量(vav)系统 - Google Patents

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Abstract

一种通风和空气调节系统，利用第一变风量系统对新鲜的户外空气进行冷却和除湿并将其传送通过第一管道到达位于下游的混合箱。该系统还利用第二变风量系统对循环空气也进行冷却和除湿并将其传送通过第二管道到达混合箱，新鲜和循环空气在进入房间或办公室通风之前能够在所述混合箱混合。该系统使用二氧化碳传感器和温度传感器给控制系统提供反馈信号，控制系统依次调节风扇速度和风门开度以提供最优的冷却和通风，并且在冷却和通风需求低时节约能量。

Description

具有区域通风控制的节能变风量(VAV)系统
技术领域
本发明涉及采暖、通风和空气调节(HVAC)，更具体地涉及优化室内空气质量的节能系统。
背景技术
室内污染物的产生以及通风系统消除室内污染物的能力影响着室内环境的空气质量。尽管卫生和热量舒适度通常可以通过试图消除各种室内污染物来实现。但是要彻底消除它们几乎是不可能的。这样通入新鲜空气就不可避免地对室内环境的空气质量起着重要作用。在通风系统的设计中，不能充分确保空气处理设备(AHU)的新鲜空气入口处新鲜空气总量的充足供应，但是考虑有关的通风特性同样重要。新鲜空气以适当比例到达由专门的AHU工作的各种占用区域的局部“换气区域(breathing zone)”，并始终保持所需局部空气交换的效力特性。在每天AHU的运行过程中，由于室内环境的不同局部区域中占用分布能够发生显著变化，将通风系统对这种动态变化分布的响应相结合变得必要，以确保始终有足够的通风供应，而没有额外的能量消耗。这在炎热的季节中尤为实际。
传统的空调和机械通风系统的设计对集中的新鲜空气入口和返回空气在它们由冷却盘管处理并随后分配到各种占用的区域之前作为“混合空气”进行混合。所建立的这种设计的缺点，特别对使用变风量(VAV)的系统，是造成通风不足的问题，进而导致陈腐和闷热的感觉。由于总的空气流量的任何减少会导致新鲜空气量的减少，而VAV系统的这些典型设计不能对动态变化的占用情况和“其它”空间负荷分布保持充足的新鲜空气的分配，所以这种问题不可避免的。
美国专利5,673,851(Dozier等)公开一种带有进气组件的变风量扩散器。如Dozier专利中所描述的，房间内的空气用两个分离的管道系统调节和通风，来自加热器或空调设备的第一运送调节过的空气和第二运送新鲜空气(“通风空气”)。调节过的空气通过扩散器进入房间。通风空气通过空气导口排出并流经温度传感器，该传感器依次控制调节过的空气流量。调节过的空气的流速依靠位于扩散器内可移动的流量控制元件进行调整。
美国专利3,934,795(Ginn等)公开一种双管道可变容量空气调节系统。如Ginn专利中的描述，使用两个独立的管道调节房间内的空气，第一个提供冷空气，第二个(“复原管道(reset duct)”)提供热空气或冷空气。通过每个管道的流量由阀门调节，自备的系统调节器开关阀门以响应房间温度的变化。每个管道还具有压敏传感器-致动器用于检测管道内的流速并通过直接的机械连接调整阀门位置。
然而，该现有技术的设计有明显的缺点。现有技术中HVAC系统不能提供一种系统，该系统用于供应初级的户外空气(通风所需)和次级的返回空气(抵消热量负荷所需)，使得建筑物内部的各个位置的空气质量和整体能效得到优化。在炎热天气时很受欢迎的当前技术水平的变风量HVAC系统具有显著的冷却和除湿需求。这些系统典型地采用一层接一层的空气处理设备(AHUs)。设计单一VAV风扇将空气分配遍及建筑物的各个区域。由于在VAV系统中的容积流速降低到较低的负荷状态时，新鲜空气的风门被节制，所以现有技术的设计通常遭受到局部区域的不充分的新鲜空气的通风。从而需要改进现有技术中的HVAC系统以克服前述不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能HVAC系统，该系统具有区域通风控制，用于控制建筑物各个位置的室内空气质量(IAQ)。
正如此处体现和广泛描述的，本发明提供通风和空气调节系统以提供局部的冷却和通风，所述系统包括用于将空气分配到整个建筑物或结构的空气处理设备，所述空气处理设备具有用于将新鲜空气引导给能够产生调节过的新鲜空气的热交换设备的第一入口；用于推动所述调节过的新鲜空气通过新鲜空气管道的第一风扇；用于将循环空气引导给能够产生调节过的循环空气的热交换设备第二入口；以及用于推动所述调节过的循环空气通过循环空气管道的第二风扇；所述系统还包括与所述新鲜空气管道远端和所述循环空气管道远端连接的混合室，所述混合室是一个腔室，用于混合调节后的新鲜空气和调节后的循环空气，以用于接下来通入附近的空间。
在此描述的系统提供有效的空气分配，尤其是在高层(high-rise)空调建筑物中，并能够同时确保良好的通风。本发明超出现有技术系统的重要优点在于对每个局部区域新鲜空气的供应仅仅是占用密度(由它自己局部的的CO2传感器检测)的函数，并且不会受到热量负荷的任何变化的影响。这样进而确保在所有各区域一直保持充足的通风和容许的室内空气质量。这样，本发明的HVAC系统为同一个建筑内不同的房间或办公室提供最佳量的新鲜和经过调节的空气。通过在某位置的新鲜和调节后的空气的混合，即，在最终分配的位置，同一个建筑物内不同的房间能够获得依据局部热量负荷和占用分布而定制的空气供应。
可取地，HVAC系统包括一个单盘管双风扇空气处理设备。
单盘管双风扇AHU对两个分离的空气流进行相似的调节而不需在盘管部分的下游进行混合。单盘管双风扇设计便于分离地处理新鲜空气和返回空气(使用独立和分别地进行控制的分离的风扇)以实现对新鲜空气流最优的除湿性能(主要是潜在的冷却)以及对返回空气流最优的冷却性能(主要是可感的冷却)。整个系统概念的另一个关键优点是能够使用单盘管以相当独立的方式实现期望的冷却和除湿性能。单盘管可以通过对气道适当的改造安装在空气处理设备内。通常，简单的金属片隔板就足够隔离新鲜空气流和返回空气流。使用具有单一冷水供应的单盘管，新鲜空气盘管和返回空气盘管之间的中间返回和供应的歧管就不再需要了，结果减少了原件并降低了成本。这还意味着AHU在建筑物内占用较少的空间。
本发明的其他目的和特征将通过下面的说明和附图得到明确。
附图说明
现在通过实例，参考附图进一步描述本发明：
图1是本发明目标的具有局部通风控制的节能VAV系统的示意图；
图2是具有局部通风控制的节能VAV系统的示意图，其中局部通风控制将调节过的空气分配给三个分离的位置；
图3是图1所示系统的简化示意图；
图4是湿度表，用图表显示了图1所示的系统的除湿性能。
在附图中，本发明的优选实施例通过实例来描述。应该清楚理解的是，说明书文字和附图仅仅是用于说明的目的，是为了有助于理解。它们不是本发明的限定范围。
具体实施方式
参照图1，通常由参考数字2来表示的HVAC系统用于建筑物4内的通风和空气调节，该系统具有空气处理设备(AHU)5，该设备包括两个分离的变风量(VAV)系统6、8。第一VAV系统6通过新鲜空气入口10从外界引入新鲜空气。新鲜空气入口10具有扩散器11，其扩大并减慢新鲜空气以用于最大传热。新鲜空气首先经过新鲜空气过滤器14过滤，再被新鲜空气盘管18冷却和除湿。新鲜空气盘管18是具有单冷水供给的热交换盘管。新鲜空气风扇22推动调节过的新鲜空气流向下游流过新鲜空气管道26到达新鲜空气VAV箱30。新鲜空气VAV箱30连接可流入新鲜空气的混合箱38。新鲜空气风门31调节调节过的新鲜空气进入混合室39内的流量，其中混合室39是混合箱38的一部分。
第二VAV系统8通过循环空气入口12从建筑物内引入循环空气。循环空气入口12具有扩散器13，以扩大并减慢循环空气用于最大传热。循环空气首先经过循环空气过滤器16过滤，再被循环空气盘管20冷却和除湿。循环空气盘管20作为热交换器运行。循环空气盘管是具有单冷水供给的热交换盘管。循环空气风扇24推动调节过的循环空气流向下游通过循环空气管道28到达循环空气VAV箱32。循环空气VAV箱32连接可流入循环空气的混合箱38。循环空气风门33调节调节过的循环空气进入混合箱38的混合室39内的流量。
由中央处理单元(CPU)54管理的反馈控制系统，控制HVAC系统2的运行。CPU54基于来自位于建筑物4内各种位置的传感器的温度和二氧化碳(CO2)的读数计算出最优的风扇速率和风门开度。
仍参照图1，所述区域的返回空气管道46包含靠近返回空气栅44的二氧化碳和温度传感器34和36。二氧化碳传感器34和温度传感器36通过导线55(或电缆)连接到控制系统的中央处理单元(CPU)54。传感器34和36提供信号以确定最佳的风门开度和风扇速率。在这点上，二氧化碳传感器控制新鲜空气VAV箱30内新鲜空气风门，温度传感器36控制循环空气VAV箱32内循环空气风门。CPU54为新鲜空气风门31和循环空气风门33计算最优风门开度以使新鲜空气和循环空气的最优混合气流进混合箱38内的混合室39。CPU54还调节每个VAV系统的风扇速率以根据整个建筑物的需要改变整体的冷却和通风。CPU54控制第一VAV系统6和第二VAV系统8的风扇速率。CPU54还接收来自新鲜空气温度传感器56、湿度传感器57和循环空气温度传感器58的反馈信号。
从而，调节过的新鲜空气和调节过的循环空气根据局部冷却和通风的要求在混合箱38内混合。混合箱38更适宜作为一个稳流室运行。稳流室是一个密闭空间，其中的空气压力大于外部大气的压力。从而空气被压入混合箱38(稳流室)以用于通过局部扩散出口40的缓慢分配。
如上面所述，混合空气通过扩散出口40通入房间42(或办公室或建筑物区域)。房间42还具有返回出口44，用于将房间内空气引入返回空气管道46。提供返回风扇48以帮助循环空气流回到第二VAV系统8的返回流动。返回空气管道46分叉进入排气出口50和循环空气入口12。可控的风门52位于返回空气管道46的分支。可以控制风门52改变返回第二VAV系统8，也就是进入循环空气入口12的循环空气流量。当大量新鲜空气通入系统时，CPU54控制风门52减缓空气压力的上升。
由于混合箱38内这个远程的“局部”混合，所以可以根据局部热量负荷和局部占用分布使冷却和通风得到最优和定制。通过将在或靠近要冷却和通风的混合箱38中的两个空气流动混合，该系统可以实现区域通风控制又不牺牲能量效率。用局部混合的空气，该系统可确保有足够的制冷来处理区域中局部热量负荷以及适当的通风，否则在该区域会认为空气是不舒适和闷热的。该系统不仅确保良好的室内空气质量(IAQ)而且能够通过单个空气处理设备5来实现其功能，尽管对于较大的建筑物需要使用多个AHU。如图2所示，HVAC系统2能够将两个分离的空气流(一个是调节过的新鲜空气，另一个是调节过的循环空气)分配给位于建筑物4内不同地点的各个混合箱38。从而，HVAC系统2能够根据局部要求对不同的房间42(或办公室或建筑物的区域)进行冷却和除湿。尽管图2显示的单个AHU5用于建筑物4的冷却和通风，应该理解的是，根据建筑物4的大小、位置和占用范围可以采用多个AHU5。
需要注意的是，到目前为止优选实施例的描述针对双VAV系统的使用，这样可导致显著的节能潜力。作为选择，还可以采用一对定风量(CAV)系统或者甚至是由VAV和CAV系统构成的混合系统。在后者的选择中，其负荷特性恒定的可以为CAV系统，而有显著变化的负荷特性的空气流可以为VAV系统。CPU54通过调节风门31、33和返回风门52的开和关来控制冷却和通风功能。
这里描述的和图2中所示的优选实施例调节并将两个空气流分配到整个空气调节建筑物的多个区域，从而在整个VAV系统6、8的运行范围确保充分的通风进而确保容许的室内空气质量(IAQ)。结合单盘管双风扇变风量系统(“SCTF-VAV”)使整个系统性能显著提高。采用SCTF-VAV可以仅使用具有单冷水流供给和两个完全隔绝的空气流的单盘管实现新鲜和返回空气流最优的冷却和除湿性能。这样，新鲜空气盘管18和循环空气盘管20合并为单热交换盘管。但是，由于分离的管道，新鲜空气和循环空气在盘管的上游、通过盘管以及盘管的下游保持为独立和分离的空气流。
如图3的简化示意图所示，HVAC系统2可以采用两个VAV系统6、8(具有两个盘管或单盘管)用于对两个分离的空气流冷却和除湿。新鲜空气由其自身的空气调节系统(第一VAV系统)调节并分配给构成空气分配网络部分的各新鲜空气VAV箱30。每个新鲜空气VAV箱30受控于CPU54，CPU54接收来自局部的二氧化碳(CO2)传感器34的输入信号以确保充分的通风。某个新鲜空气的最小供应被认为是健康的以避免由于人的呼吸以及建筑物材料和设备所释放的CO2的累积。由于新鲜空气VAV箱30的主要目的是为了基于占用密度确保充分的新鲜空气，当建筑物空闲或几乎空着时，CPU54将接收CO2传感器34的信号进而放慢新鲜空气VAV系统6，从而节省能量。来自同一个分配网络的各种区域返回的空气由分离的空气调节系统(第二VAV系统)调节并分配给分离的一套循环空气VAV箱32。CPU54控制每个循环空气VAV箱32。基于来自局部温度传感器36的信号，CPU改变第二VAV系统8内的流量。当热量负荷降低时，CPU将减慢第二VAV系统8的输出。因此，由于较低的占用和适中的天气，在局部负荷的运行条件上能够显著地节约能量。如图2所示，调节过的新鲜空气和调节过的循环空气在平行的管道26、28内运行，并且直到混合箱38中的扩散出口40之前不进行混合。
图4用图表表示了本发明的HVAC系统的除湿性能。(湿度表显示了作为空气温度的函数的湿度或蒸汽压的变化)。当潮湿外部的空气分别处理时能够显著地改进除湿性能。这样使得循环空气盘管处理主要是可感冷却负荷。除了由该调节空气的方法实现大量的节能之外，对两个空气流采用VAV系统也可节约风扇能量。图4显示了外部空气的状态曲线60，其代表在给定的温度和相对湿度条件下的外部(新鲜)空气的湿度曲线。第一VAV系统的盘管状态曲线62(新鲜空气)绘于图4的图表中。新鲜空气状态曲线由在管(on-coil)状态66以及离管(off-coil)状态64在一末端定义。第二VAV系统的盘管状态曲线70(循环空气)也绘制于图4中的曲线上。循环空气状态曲线由在管状态和离管状态76、74定义。混合箱状态80以及房间状态(或“空间状态”)85也绘制于图4的湿度图表内。本发明的HVAC系统的优越除湿性能可以从图4中得到体现。对于给定的温度，房间内的空气同户外空气相比湿度水平相当大地降低。
本发明的HVAC系统的优越性能得到新加坡国立大学建筑系室内空气质量(IAQ)室进行的各种试验的证实。下面表1所列举的七个实验代表了稳态条件下变风量风扇的不同操作点。
实验 稳态时间   新鲜空气(F/A)风扇   循环空气(R/A)风扇   热量负荷   通风负荷
  房间1  房间2   房间1   房间2
1   上午11:40-下午12:15 30％ 30％ 基数 基数 基数 基数
2a 下午12:15-12:35 30％ 30％ 基数 基数 高 基数
  2b   下午1:00-1:20   100％   30％   基数   基数   高   基数
3a 下午2:00-2:15 30％ 30％ 高 基数 基数 基数
  3b   下午2:20-2:45   30％   100％   高   基数   基数   基数
4a 下午3:15-3:40 30％ 30％ 基数 基数 高 基数
4b 下午3:40-4:10 100％ 30％ 基数 基数 高 基数
表1：两个室(房间1和房间2)模拟实验状态和模拟风扇运行特性
上面表1列出了用具有基本或高的特性的热量和通风负荷进行的各种实验。基本负荷对应于真空或接近真空状态，该条件下仅仅需要最小的冷却和通风。典型地，基本负荷要求风扇运行速率为最大速率的30％。高通风负荷通过房间1内八位居住者来模拟，而高热量负荷通过房间1内增加的发热灯光模拟。新鲜空气VAV箱和循环空气VAV箱都安装在房间1和房间2内。对于每一个房间，新鲜和循环空气流在经由供应空气扩散器进入房间通风之前在下游的稳流箱(混合箱)内混合。二氧化碳(CO2)传感器控制新鲜空气VAV风门。返回空气温度传感器控制循环空气VAV风门。两个房间都各安装一套CO2和温度传感器，它们位于靠近返回空气栅的返回空气管道。
七个实验代表不同稳态条件。本发明的HVAC系统的优越性能通过在各种通风和热量需求的组合下VAV箱风门动作中得到反映。在所有这七个实验中房间2都被用作有基础热量和通风负荷的控制房间。房间1作为实验房间，其中热量和通风负荷是可变的。实验1开始时具有基本热量负荷和通风负荷，接着(实验2和3中)是高通风负荷以及然后的高热量负荷。最后的实验(4a和4b)涉及房间1的高通风负荷(类似于实验2a和2b)，除了冷水的调节现在可以使用新鲜空气“离管”设定点温度来得到。(在前面所有实验中，使用循环空气“离管”设定点温度)。空间内二氧化碳水平与相关的风门位置的关系列于下表2中。
  考虑的参数   表2实验号
  1   2a   2b   3a   3b   4a   4b
  控制   实验   控制   实验   控制   实验   控制   实验   控制   实验   控制   实验   控制   实验
  负荷类型
  通风负荷   基本   基本   基本   高   基本   高   基本   基本   基本   基本   基本   高   基本   高
  热量负荷   基本   基本   基本   基本   基本   基本   基本   高   基本   高   基本   基本   基本   基本
  风扇速率
  新鲜空气 30％ 30％ 30％ 30％   100％   100％ 30％ 30％ 30％ 30％ 30％ 30％   100％   100％
  返回空气 30％ 30％ 30％ 30％ 30％ 30％ 30％ 30％   100％   100％ 30％ 30％ 30％ 30％
  二氧化碳水平
  设定点水平   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm   550ppm
  实际测量水平   509ppm   448ppm   558ppm   975ppm   555ppm   756ppm   480ppm   475ppm   520ppm   480ppm   567ppm   911ppm   494ppm   580ppm
  风门位置
  新鲜空气风门   99.80％   26.40％   99.80％   99.80％   99.80％   99.80％   63.10％ 0％ 0％   99.80％   99.80％   99.80％   99.80％   99.80％
  返回空气风门   99.60％   99.60％   98.40％   99.80％   99.60％   99.80％   99.60％  99.80％  99.20％   99.60％   99.60％   99.60％   99.60％   99.20％
表2清楚地显示了在房间1内有八位居住者时新鲜空气风门全开(实验2a、2b、4a和4b)。当房间1内CO2水平超过设定点百万分之550(ppm)时，新鲜空气风门打开。在实验2b和4b中，新鲜空气风扇设成100％最大速率运行。在这两个实验中，新鲜空气风门开度清楚地表明有更多的新鲜空气实际上进入房间1以稀释升高的CO2水平。当实际的CO2水平低于550ppm时，在实验3a和3b期间改变房间1的负荷特性导致房间1的新鲜空气风门实际上关闭。同时，高热量负荷(由于增加的光照)需要更多的循环空气。因此，在这些实验中循环空气风门保持全开。在七个实验过程中的二氧化碳水平在下列位置连续地监测：(1)在房间1占用区域内1.2m高度；(2)房间1内两个返回空气栅的每个；(3)在房间2占用区域内1.2m高度；(4)房间2内每个返回空气栅；(5)新鲜空气流中(环境空气参照)。
在实验1中，所有室内位置处CO2水平对应于基本通风负荷水平，即，稍高于400ppm环境水平。在实验2a开始时，八位居住者进入房间1内，于是观察到房间1内CO2水平增加到1000ppm，与房间1两个返回空气栅内部一样。在这个期间，房间2内CO2含量几乎不变，只有循环空气造成的微小波动。
实验2a，以新鲜空气和循环空气风扇都为30％的运行速率来运行。在实验2b开始时，当循环空气风扇保持在30％时，新鲜空气风扇的速率增加到100％。实验2b期间供应的附加新鲜空气导致房间1内CO2水平显著下降到大约750ppm。在此期间，房间2内的CO2水平基本保持不变。这表明清楚地实现了的区域通风控制。
在实验3a和3b中，两个房间保持基本通风负荷，以其CO2读数大约为500ppm为证。实验4a和4b是实验2a和2b的重复，除了实验4a和4b的冷水调节通过控制新鲜空气“离管”设定点温度来实现。
由于在本发明的精神和范围内可以进行其他变化、修改和改进，所以以上优选实施例的描述不能解释为限定方式。本发明的限定范围由附加的权利要求书以及等价物确定。

Claims (15)

1.一种用于提供区域冷却和通风的通风和空气调节系统，所述系统包括：
(a)用于将空气分配到整个建筑或结构的空气处理设备，所述空气处理设备具有：
(i)用于将新鲜空气引导到能够产生调节过的新鲜空气的第一热交换盘管的第一入口；
(ii)用于推动调节过的新鲜空气的供给通过新鲜空气管道的第一风扇；
(iii)用于将循环空气引导到能够产生调节过的循环空气的第二热交换盘管的第二入口；
(iv)用于推动调节过的循环空气的供给通过循环空气管道的第二风扇；
(b)与所述新鲜空气管道远端连接，还与所述循环空气管道远端连接的混合箱，所述混合室是一个腔室，用于将调节过的新鲜空气和调节过的循环空气混合，用于随后通风进入附近的空间；
(c)用于控制调节过的新鲜空气的供给和调节过的循环空气的供给的控制系统，从而使调节过的新鲜空气和调节过的循环空气的期望混合物通入所述空间，其中
所述控制系统包括用于给中央处理单元提供反馈信号以用于独立地控制调节过的新鲜空气的供给的二氧化碳传感器，以及用于给所述中央处理单元提供反馈信号以用于独立地控制调节过的循环空气的供给的温度传感器。
2.如权利要求1所述的通风和空气调节系统，其中所述的混合箱包括连接所述新鲜空气管道下游末端的新鲜空气室和连接所述循环空气管道下游末端的循环空气室，每个室具有一个风门，用于调节进入所述混合箱混合部分的空气流量。
3.如权利要求1或2所述的通风和空气调节系统，其中空气处理设备进一步包括第一入口下游的新鲜空气过滤器和第二入口下游的循环空气过滤器。
4.如权利要求1或2所述的通风和空气调节系统，其中所述二氧化碳传感器和所述温度传感器位于返回空气管道内，返回空气管道连接到第二入口。
5.如权利要求1或2所述的通风和空气调节系统，其中所述混合箱是一个稳流室。
6.如权利要求1或2所述的通风和空气调节系统，其中所述空气处理设备包括用于推动新鲜空气通过新鲜空气管道的第一变风量系统，以及用于推动循环空气通过循环空气管道的第二变风量系统。
7.如权利要求1或2所述的通风和空气调节系统，其中所述空气处理设备包括用于推动新鲜空气通过新鲜空气管道的定风量系统，和用于推动循环空气通过循环空气管道的变风量系统。
8.如权利要求1或2所述的通风和空气调节系统，其中所述空气处理设备包括用于推动新鲜空气通过新鲜空气管道的第一定风量系统，和用于推动循环空气通过循环空气管道的第二定风量系统。
9.一种用于提供区域冷却和通风的通风和空气调节系统，所述系统包括空气处理设备，该空气处理设备具有：
(a)用于调节和推动一定量调节过的新鲜空气通过第一管道到达混合箱的第一变风量系统；
(b)用于调节和推动一定量调节过的循环空气通过第二管道到达混合箱的第二变风量系统；
(c)所述混合箱具有新鲜空气风门以允许调节过的新鲜空气的供给进入所述混合箱内的混合室；
(d)所述混合箱具有循环空气风门以允许调节过的循环空气的供给进入所述混合箱的所述混合室，从而调节过的新鲜空气和循环空气的期望混合物通入建筑物的空间内；
(e)用于提供用于独立地控制第一变风量系统和新鲜空气风门的反馈信号的二氧化碳传感器；
(f)用于提供用于独立地控制第二变风量系统和循环空气风门的反馈信号的温度传感器。
10.如权利要求9所述的通风和空气调节系统，其中所述空气处理设备包括用于第一管道的第一风扇和用于第二管道的第二风扇，以及用于对第一管道内的新鲜空气和第二管道内的循环空气进行冷却和除湿的单热交换盘管。
11.如权利要求9或10所述的通风和空气调节系统，其中第一变风量系统包括新鲜空气过滤器，第二变风量系统包括循环空气过滤器。
12.如权利要求9或10所述的通风和空气调节系统，其中所述混合箱是一个稳流室。
13.一种用于对建筑或其它结构进行冷却和通风的采暖、通风和空气调节系统，所述系统包括：
(a)用于引入一定量新鲜空气的第一入口；
(b)用于对该量的新鲜空气进行冷却和除湿，由此产生调节过的新鲜空气供给的第一热交换盘管；
(c)用于吹动调节过的新鲜空气的供给通过第一管道到达混合箱的第一风扇，所述混合箱具有第一风门，用于调节进入位于所述混合箱内的混合室的空气流量；
(d)用于从建筑或其它结构内引入一定量循环空气的第二空气入口：
(e)用于对该量的循环空气进行冷却和除湿，由此产生调节过的循环空气供给的第二热交换盘管；
(f)用于吹动调节过的循环空气通过第二管道到达所述混合箱的第二风扇，所述混合箱具有第二风门，用于调节进入所述混合室内的空气流量，调节过的新鲜空气与调节过的循环空气在所述混合室进行混合，再通入房间或建筑物或结构的区域；
(g)用于将第一反馈信号提供给控制系统以独立地控制第一风扇和第一风门的二氧化碳传感器；和
(h)用于将第二反馈信号提供给所述控制系统以独立地控制第二风扇和第二风门的温度传感器。
14.如权利要求13所述的采暖、通风和空气调节系统，还包括位于第一空气入口下游的第一过滤器和位于第二空气入口下游的第二过滤器。
15.如权利要求13或14所述的采暖、通风和空气调节系统，其中第一热交换盘管和第二热交换盘管构成单一的整体的热交换盘管，所述单一的整体的热交换盘管中流动着单一冷却剂，由此该量的新鲜空气在第一管道内运行，且循环空气在第二管道内运行，直到混合箱之前不会相互混合。
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Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8463441B2 (en) 2002-12-09 2013-06-11 Hudson Technologies, Inc. Method and apparatus for optimizing refrigeration systems
US7177776B2 (en) * 2003-05-27 2007-02-13 Siemens Building Technologies, Inc. System and method for developing and processing building system control solutions
US7222494B2 (en) * 2004-01-07 2007-05-29 Honeywell International Inc. Adaptive intelligent circulation control methods and systems
US7044397B2 (en) * 2004-01-16 2006-05-16 Honeywell Int Inc Fresh air ventilation control methods and systems
US20060004492A1 (en) 2004-07-01 2006-01-05 Terlson Brad A Devices and methods for providing configuration information to a controller
US7628026B1 (en) 2005-04-22 2009-12-08 Walter Kritsky Package terminal air conditioner system and associated methods
CN1325851C (zh) * 2005-11-17 2007-07-11 上海交通大学 工业厂房安全节能混合通风控制系统
NL1030827C2 (nl) * 2006-01-03 2007-07-04 Brink Climate Systems B V Ventilatie-inrichting.
US9759442B2 (en) 2005-12-27 2017-09-12 American Aldes Ventilation Corporation Method and apparatus for passively controlling airflow
US7766734B2 (en) * 2005-12-27 2010-08-03 American Aldes Ventilation Corporation Method and apparatus for passively controlling airflow
FR2899319B1 (fr) * 2006-03-28 2008-05-23 Aldes Aeraulique Sa Dispositif de ventilation et de chauffage aeraulique de locaux
US7758407B2 (en) * 2006-09-26 2010-07-20 Siemens Industry, Inc. Ventilation control based on occupancy
CA2606878A1 (en) * 2006-10-16 2008-04-16 Ross Sinclaire Ventilation system for high-rise structures
US8439277B2 (en) * 2006-11-20 2013-05-14 Smac Technologies Pty Ltd Air conditioning system
US20080182506A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Mark Jackson Method for controlling multiple indoor air quality parameters
DE102008010656B3 (de) * 2008-02-22 2010-02-25 Albert Bauer Zweikanal-Klimaanlage zur Klimatisierung einer Anzahl von Räumen
US8955761B2 (en) * 2008-03-19 2015-02-17 Rockwell Automation Technologies, Inc. Retrofitting a constant volume air handling unit with a variable frequency drive
US8382565B2 (en) * 2008-06-09 2013-02-26 International Business Machines Corporation System and method to redirect and/or reduce airflow using actuators
DE102008057787B3 (de) 2008-11-17 2010-03-04 Albert Bauer Regelvorrichtung für raumlufttechnische Anlagen
WO2010104427A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-16 Camfil Ab Air cleaning and heating system
EP2246634B1 (de) * 2009-04-27 2014-09-10 STULZ GmbH Direkte freie Kühlung
KR101633793B1 (ko) * 2009-05-01 2016-06-27 엘지전자 주식회사 공기조화기의 제어방법
BE1018550A3 (nl) * 2009-05-25 2011-03-01 Qbus Nv Nv Verbeterde werkwijze voor het conditioneren van een ruimte en een daarbij toegepaste inrichting.
US8515584B2 (en) 2009-08-20 2013-08-20 Transformative Wave Technologies Llc Energy reducing retrofit method for a constant volume HVAC system
SE535032C2 (sv) * 2010-03-23 2012-03-20 Rikard Bergsten System och förfarande för att nedbringa mätfel hos en fuktsensor vid luftväxling eller luftcirkulering av ett utrymme
WO2012048184A1 (en) 2010-10-07 2012-04-12 Field Controls, Llc Whole house ventilation system
JP2012154596A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Azbil Corp 空調制御装置および方法
CN103477299B (zh) * 2011-02-07 2017-10-17 戴尔产品有限公司 用一定的模式在模块化数据中心中模块化流体处理系统的系统和方法
CH704831A1 (de) * 2011-04-14 2012-10-15 Belimo Holding Ag Verfahren sowie System zur automatisierten Funktionskontrolle in einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage.
AT511470B1 (de) * 2011-05-23 2012-12-15 Ses Spar Europ Shopping Ct S Gmbh Vorrichtung und verfahren zur regelung einer frischluftzufuhr bei einer vorrichtung zum kühlen, heizen und/oder lüften eines gebäudes
WO2013116197A1 (en) 2012-02-02 2013-08-08 Carrier Corporation Energy recovery ventilator and method of recovering energy
US9810441B2 (en) 2012-02-23 2017-11-07 Honeywell International Inc. HVAC controller with indoor air quality scheduling
US9002532B2 (en) 2012-06-26 2015-04-07 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for controlling a chiller plant for a building
FR2992712B1 (fr) * 2012-07-02 2018-07-13 Centre Scientifique Et Technique Du Batiment Procede de regulation et de controle du niveau de confinement de l'air interieur, dispositif et station d'ambiance associes
DE102013100330A1 (de) * 2013-01-14 2014-07-17 Robert Bosch Gmbh Mehrkanal-Klimaanlage
US9494334B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 Transformative Wave Technologies Llc Method of advanced digital economization
US9298197B2 (en) 2013-04-19 2016-03-29 Google Inc. Automated adjustment of an HVAC schedule for resource conservation
US9958168B2 (en) 2014-01-28 2018-05-01 Illinois Tool Works Inc. Cooking exhaust hood ventilation system and related methods
US11598556B2 (en) 2014-06-16 2023-03-07 Cambridge Engineering, Inc. Blow through direct fired heating, A/C and ERV
US10001295B2 (en) 2014-06-16 2018-06-19 Cambridge Enginnering, Inc. Blow through direct fired heating, A/C and ERV
US11209177B2 (en) * 2014-11-21 2021-12-28 Mitsubishi Electric Corporation System and method for controlling the operation of an outdoor air conditioner
US10088178B2 (en) 2015-05-05 2018-10-02 MJC, Inc. Multi-zone variable refrigerant flow heating/cooling unit
US11079149B2 (en) * 2015-06-09 2021-08-03 Carrier Corporation System and method of diluting a leaked refrigerant in an HVAC/R system
US10309668B2 (en) * 2015-11-13 2019-06-04 Siemens Industry, Inc. Zonal demand control ventilation for a building
WO2017127431A1 (en) 2016-01-18 2017-07-27 Tempo, Inc. Fresh air building and home ventilation apparatus and methodologies
US11188037B2 (en) * 2016-03-24 2021-11-30 Siemens Aktiengesellschaft Controlling methods, control systems, and plants using semantic models for quality criteria or adaptation of control rules
US10086927B2 (en) * 2016-04-18 2018-10-02 The Boeing Company Thermally controlled active flow control system
CN105953615B (zh) * 2016-05-11 2019-07-16 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 双通道换热系统及其空气温度调节方法
US9988841B2 (en) * 2016-07-13 2018-06-05 David R. Hall Window covering and sensors to reduce convection
US10253994B2 (en) 2016-07-22 2019-04-09 Ademco Inc. HVAC controller with ventilation review mode
EP3610203A4 (en) * 2017-04-14 2021-01-06 Johnson Controls Technology Company MULTIFUNCTIONAL THERMOSTAT WITH INTELLIGENT FAN CONTROL FOR FREEZE / MOLD PROTECTION AND AIR QUALITY CONTROL
WO2018191703A1 (en) 2017-04-14 2018-10-18 Johnson Controls Technology Company Thermostat with preemptive heating, cooling, and ventilation in response to elevated occupancy detection via proxy
CN109028361A (zh) 2017-06-08 2018-12-18 开利公司 空气过滤系统以及hvac系统
WO2019010603A1 (en) 2017-07-10 2019-01-17 Carrier Corporation ENERGY SAVING AIR CIRCULATION SYSTEM BASED ON STATE
US10989439B2 (en) 2017-07-13 2021-04-27 Air Distribution Technologies Ip, Llc Damper assembly
US10760804B2 (en) 2017-11-21 2020-09-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Humidifier control systems and methods
US10838440B2 (en) 2017-11-28 2020-11-17 Johnson Controls Technology Company Multistage HVAC system with discrete device selection prioritization
US10838441B2 (en) 2017-11-28 2020-11-17 Johnson Controls Technology Company Multistage HVAC system with modulating device demand control
US11371726B2 (en) 2018-04-20 2022-06-28 Emerson Climate Technologies, Inc. Particulate-matter-size-based fan control system
WO2019204779A1 (en) 2018-04-20 2019-10-24 Emerson Climate Technologies, Inc. Indoor air quality and occupant monitoring systems and methods
US11994313B2 (en) 2018-04-20 2024-05-28 Copeland Lp Indoor air quality sensor calibration systems and methods
US11486593B2 (en) 2018-04-20 2022-11-01 Emerson Climate Technologies, Inc. Systems and methods with variable mitigation thresholds
EP3781879A4 (en) 2018-04-20 2022-01-19 Emerson Climate Technologies, Inc. SYSTEMS AND METHODS WITH VARIABLE ATTENUATION THRESHOLDS
US11421901B2 (en) 2018-04-20 2022-08-23 Emerson Climate Technologies, Inc. Coordinated control of standalone and building indoor air quality devices and systems
EP3591302B1 (en) * 2018-07-06 2021-02-17 Koja Oy Ventilation system
MX2021003652A (es) 2018-09-27 2021-08-19 Albireo Energy Llc Sistema, aparato y dispositivo vav hibrido con multiples bobinas de calefaccion.
US10876756B2 (en) * 2018-12-27 2020-12-29 Trane International Inc. Discharge air reset for a constant volume air changeover bypass
CN110057014A (zh) * 2019-04-25 2019-07-26 珠海格力电器股份有限公司 新风装置及具有其的空调室内机
US11307132B2 (en) * 2019-06-26 2022-04-19 Life Technologies Corporation Integrated biocontainment cell sorter
US20210116140A1 (en) * 2019-08-13 2021-04-22 Eric V Dickinson Method and system for configuring hvac systems
DE102022111136A1 (de) 2022-05-05 2023-11-09 Eq-3 Holding Gmbh Lüftungsanlage für Gebäude

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3509621A1 (de) * 1985-03-16 1986-09-18 Turbon-Tunzini Klimatechnik GmbH, 5060 Bergisch Gladbach Raumlufttechnische anlage mit einem zweikanalsystem

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3934795A (en) 1974-02-01 1976-01-27 Universal Pneumatic Controls, Inc. Dual duct variable volume air conditioning system
US4437608A (en) * 1982-05-17 1984-03-20 Smith Robert B Variable air volume building ventilation system
US5346127A (en) * 1993-10-14 1994-09-13 Creighton And Associates, Inc. Air conditioning system with enhanced dehumidification feature
US5673851A (en) 1995-12-11 1997-10-07 Acutherm L.P. Variable-air-volume diffuser with induction air assembly and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3509621A1 (de) * 1985-03-16 1986-09-18 Turbon-Tunzini Klimatechnik GmbH, 5060 Bergisch Gladbach Raumlufttechnische anlage mit einem zweikanalsystem

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Publication number Publication date
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AU2002365546A1 (en) 2003-06-10
US6698219B2 (en) 2004-03-02
WO2003046445A1 (en) 2003-06-05
BR0214803A (pt) 2004-09-14
US20030146289A1 (en) 2003-08-07

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