CN103090508A - 一种中央空调的换气系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种能够根据室内温度、湿度以及人员的密度来自动控制室外新风的引入比例的中央空调的换气系统及其运行方法，从而实现利用室外新风的能量来达到节能的目的。本发明中的控制器利用室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器的信息计算出室内空气和室外空气的焓值，利用CO2浓度传感器得到室内空气的CO2浓度；并根据空调机组的工作模式、室内空气和室外空气的焓值的比较关系、室内空气的温度、室外空气的温度和室内空气的CO2浓度来控制回风阀、排风阀、混风阀、新风阀、送风阀的开度，并尽可能多地利用室外的新鲜空气来协助提高人体舒适度，降低了空调机组的制冷或制暖功率消耗，达到了节能目的。

Description

一种中央空调的换气系统及其运行方法

技术领域

本发明属于中央空调技术领域，特别涉及到一种中央空调的换气系统及其运行方法。

背景技术

空气系统是中央空调系统的主要设备之一，其耗电量约占整个中央空调系统耗电量的20～40％。提高这部分机组的能效水平对节能减排有非常重要的意义。

为保证公共建筑室内空气的品质，需根据室内人员的多少来提供适量的室外新鲜空气。但由于室内人员的密度随时间而改变，所以不同时间段需要的最小新风量不一样。在制冷时：当室外空气的焓值大于室内空气的焓值时，过量室外空气的引入会增加空调的制冷负荷；当室外空气的焓值小于室内空气的焓值时，室外空气的引入会减少空调的制冷负荷。制热时：室外空气的焓值一般小于室内空气的焓值，过量室外空气的引入会增加空调的制热负荷。如何在保证室内温度、湿度的前提下，最大限度地利用室外的新鲜空气来达到节能效果，对空调制造厂家来说是一个尚未解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够根据室内温度、湿度以及人员的密度来自动控制室外新风的引入比例的中央空调的换气系统及其运行方法，从而实现利用室外新风的能量来达到节能的目的。

本发明的中央空调的换气系统包括控制器、室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器、CO2浓度传感器以及设有排风腔、送风腔的空调机组，所述排风腔内设有排风机，送风腔内设有送风机，所述排风腔和送风腔通过混风阀连通；所述排风腔通过回风阀与回风管道连接，通过排风阀与排风管道连接；所述送风腔设有与送风管道相连的送风阀和与新风管道相连的新风阀；所述室内温度传感器、室内湿度传感器、CO2浓度传感器放置在室内或回风管道内并与控制器相连，所述室外温度传感器、室外湿度传感器放置在室外或新风管道内并与控制器相连；所述回风阀、排风阀、混风阀、新风阀、送风阀、送风机、排风机与控制器相连。

上述的中央空调的换气系统的运行方法如下：所述控制器利用室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器的信息计算出室内空气和室外空气的焓值，并利用CO2浓度传感器得到室内空气的CO2浓度；所述控制器根据空调机组的工作模式、室内空气和室外空气的焓值的比较关系、室内空气的温度、室外空气的温度和室内空气的CO2浓度来控制回风阀、排风阀、混风阀、新风阀、送风阀的开度。

进一步地，所述新风阀与送风阀、回风阀、排风阀开度同步，新风阀和混风阀开度异步。这样室外的新鲜空气就不会与循环的室内空气混合，提高了换气效率。

具体来说，在空调机组制冷时，如果室内空气的焓值小于室外空气的焓值，控制器根据室内空气的CO2浓度来控制新风阀的开度，室内空气的CO2浓度越大，则新风阀的开度越大；如果室内空气的焓值大于或等于室外空气的焓值，控制器根据室内空气与室外空气的温度差来控制新风阀的开度，室内空气与室外空气的温度差越大，则新风阀的开度越大。

在空调机组制热时，控制器根据室内空气的CO2浓度来控制新风阀的开度，室内空气的CO2浓度越大，则新风阀的开度越大。

本发明的中央空调的换气系统及其运行方法充分顾及到室内空气和室外空气的焓值情况，并尽可能多地利用室外的新鲜空气来协助提高人体舒适度，降低了空调机组的制冷或制暖功率消耗，达到了节能目的。

附图说明

图1是本发明的中央空调的换气系统的原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本发明的中央空调的换气系统包括控制器1、室内温度传感器2、室内湿度传感器3、室外温度传感器4、室外湿度传感器5、CO2浓度传感器6以及设有排风腔7、送风腔8的空调机组，所述排风腔7内设有排风机10，送风腔8内设有送风机11，所述排风腔7和送风腔8通过混风阀12连通；排风腔7通过回风阀13与回风管道连接，通过排风阀14与排风管道连接；所述送风腔8设有与送风管道相连的送风阀15和与新风管道相连的新风阀9；所述室内温度传感器2、室内湿度传感器3、CO2浓度传感器6放置在室内或回风管道内并与控制器1相连，所述室外温度传感器4、室外湿度传感器5放置在室外或新风管道内并与控制器1相连；所述回风阀13、排风阀14、混风阀、新风阀9、送风阀15、送风机、排风机与控制器1相连(图中未画出回风管道、排风管道、送风管道、新风管道)。

上述的中央空调的换气系统的运行方法如下：控制器1利用室内温度传感器2、室内湿度传感器3、室外温度传感器4、室外湿度传感器5的信息计算出室内空气和室外空气的焓值，并利用CO2浓度传感器6得到室内空气的CO2浓度；所述控制器1根据空调机组的工作模式、室内空气和室外空气的焓值的比较关系、室内空气的温度、室外空气的温度和室内空气的CO2浓度来控制回风阀13、排风阀14、混风阀、新风阀9、送风阀15的开度，且新风阀9与送风阀15、回风阀13、排风阀14开度同步，新风阀9和混风阀开度异步。

空气的焓值是指空气所含有的全热量，通常以干空气的单位质量为基准。焓用符号i表示，单位是kj/kg干空气。湿空气焓值等于1kg干空气的焓值与dkg水蒸气焓值之和。

湿空气焓值计算公式：

i＝1.01t+(2500+1.84t)d或i＝(1.01+1.84d)t+2500d(kj/kg干空气)；

式中：t-空气温度℃；

d-空气的含湿量kg/kg干空气；

1.01-干空气的平均定压比热kj/(kg.K)；

1.84-水蒸气的平均定压比热kj/(kg.K)；

2500-0℃时水的汽化潜热kj/kg；

由上式可以看出：(1.01+1.84d)t是随温度变化的热量，即“显热”；而2500d则是0℃时dkg水的汽化潜热，它仅随含湿量而变化，与温度无关，即是“潜热”。

具体来说，在空调机组制冷时，如果室内空气的焓值小于室外空气的焓值，控制器1根据室内空气的CO2浓度来控制新风阀9的开度，室内空气的CO2浓度越大，则新风阀9的开度越大；如果室内空气的焓值大于或等于室外空气的焓值，控制器1根据室内空气与室外空气的温度差来控制新风阀9的开度，室内空气与室外空气的温度差越大，则新风阀9的开度越大。

在空调机组制热时，控制器1根据室内空气的CO2浓度来控制新风阀9的开度，室内空气的CO2浓度越大，则新风阀9的开度越大。

当然，在上述制冷或制热过程中，可以通过控制空调机组的冷热水电动水阀及加湿电磁阀的开度来控制室内温度和湿度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种中央空调的换气系统，其特征在于包括控制器、室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器、CO₂浓度传感器以及设有排风腔、送风腔的空调机组，所述排风腔内设有排风机，送风腔内设有送风机，所述排风腔和送风腔通过混风阀连通；所述排风腔通过回风阀与回风管道连接，通过排风阀与排风管道连接；所述送风腔设有与送风管道相连的送风阀和与新风管道相连的新风阀；所述室内温度传感器、室内湿度传感器、CO₂浓度传感器放置在室内或回风管道内并与控制器相连，所述室外温度传感器、室外湿度传感器放置在室外或新风管道内并与控制器相连；所述回风阀、排风阀、混风阀、新风阀、送风阀、送风机、排风机与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的中央空调的换气系统的运行方法，其特征在于所述控制器利用室内温度传感器、室内湿度传感器、室外温度传感器、室外湿度传感器的信息计算出室内空气和室外空气的焓值，并利用CO₂浓度传感器得到室内空气的CO₂浓度；所述控制器根据空调机组的工作模式、室内空气和室外空气的焓值的比较关系、室内空气的温度、室外空气的温度和室内空气的CO₂浓度来控制回风阀、排风阀、混风阀、新风阀、送风阀的开度。

3.根据权利要求2所述的中央空调的换气系统的运行方法，其特征在于所述新风阀与送风阀、回风阀、排风阀开度同步，新风阀和混风阀开度异步。

4.根据权利要求2或3所述的中央空调的换气系统的运行方法，其特征在于在空调机组制冷时，如果室内空气的焓值小于室外空气的焓值，控制器根据室内空气的CO₂浓度来控制新风阀的开度，室内空气的CO₂浓度越大，则新风阀的开度越大；如果室内空气的焓值大于或等于室外空气的焓值，控制器根据室内空气与室外空气的温度差来控制新风阀的开度，室内空气与室外空气的温度差越大，则新风阀的开度越大。

5.根据权利要求4所述的中央空调的换气系统的运行方法，其特征在于在空调机组制热时，控制器根据室内空气的CO2浓度来控制新风阀的开度，室内空气的CO2浓度越大，则新风阀的开度越大。