CN103499138A

CN103499138A - 一种大空间建筑温度控制装置及控制方法

Info

Publication number: CN103499138A
Application number: CN201310455121.0A
Authority: CN
Inventors: 李建中; 黄悦凡; 趙庆国; 刘勇利; 胡洪军; 朱杰; 杜斌; 邹挺; 胡晓永
Original assignee: In Wuchang Branch Co Of Buildings In Beijing Engineering Co Ltd Of Group Of Ferroelectric Gasification Office
Current assignee: In Wuchang Branch Co Of Buildings In Beijing Engineering Co Ltd Of Group Of Ferroelectric Gasification Office; Beijing Construction Engineering Co Ltd Wuhan Branch of China Railway Electrification Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2013-09-29
Filing date: 2013-09-29
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2033-09-29
Also published as: CN103499138B

Abstract

本发明公开了一种大空间建筑温度控制装置，包括送风主管、系统控制器、无线温度接收器、无线红外技术接收器；系统控制器连接无线温度接收器和无线红外技术接收器；大空间设有无线温度传感器和无线红外计数器；系统控制器与送风主管的阀门控制器连接；无线温度接收器与无线温度传感器无线连接；无线红外计数接收器与无线红外计数器无线连接。本发明还公开了一种大空间建筑温度控制方法，包括：一、开机；二、无线红外计数器测量就座人数；三、当就座率低时，阀门控制器关闭风量调节阀；四、当就座率高时，系统控制器调节风口送风量。该装置及方法设计合理、工艺规范，实现了大空间建筑水平方向的温度控制，可广泛应用于各种公共建筑。

Description

一种大空间建筑温度控制装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种温度控制装置及方法，特别是涉及一种大空间建筑温度控制装置及控制方法。

背景技术

随着社会的进步，人们对生活质量的追求，除物质生活之外，对精神、文化、体育方面也有了越来越高的要求，为此人们企盼着有更多的功能合理的、质量上乘的、环境舒适的公共活动空间的建设。近年来，各种规模宏大的公共建筑电影院、剧场、体育馆、展览馆、医院、高层建筑内的中庭等大空间建筑不断增加。

大空间建筑高度高,这是形成温度梯度的一个主要原因。迄今为止，大多数的大空间建筑暖通空调设计只考虑垂直方向上的温度梯度，而没有考虑水平方向上由于室内空间的使用特性而造成的温度不均匀性。对于某些大空间建筑，如火车站候车厅，由于每个候车区域（现代候车厅一般空间很大而划分为多个候车区域）及检票口候车人数不等，这势必会造成各个候车区的冷负荷不一致，从而导致温度相差较大，难以满足其热舒适性的要求，甚至有些候车区没有人候车，继续送风将造成极大的能源浪费。为此，为了满足乘客的热舒适性的要求和节能要求，这就需要我们暖通空调设计者认真的去研究大空间建筑温度控制，从而设计出满足人们热舒适要求和节能要求的大空间建筑。

此外，大空间建筑面积大，能耗大。我国建筑能源消耗占社会总能耗的比例较大，建筑节能是建筑发展的基本趋势。现代建筑的必要组成部分暖通空调领域也已经受到这种趋势的影响，暖通空调系统中的节能已引起暖通空调业者及社会与政府部门的关注。研究大空间建筑温度控制，具有很强的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，采用无线测温技术加红外探测技术，综合考虑大空间建筑各空调区域就座率和室内温度，提供一种大空间建筑温度控制装置及控制方法。

为了实现上述目的，本发明所述的控制装置和控制方法的技术方案是这样的：

本发明提供的一种大空间建筑温度控制装置，包括大空间、送风主管、系统控制器，所述的大空间内的上部设置有送风主管，大空间的外部设有系统控制器、无线温度接收器、无线红外技术接收器；所述的系统控制器分别通过导线与无线温度接收器和无线红外技术接收器的输出端电连接；所述的大空间内划分有若干空调区域，每一个空调区域的中心位置设置有无线温度传感器且在其内侧面的下部设有无线红外计数器；所述的送风主管上设有若干个与所述的若干个空调区域相匹配的风口，每一个风口处设有风量调节阀及其阀门控制器；所述的系统控制器内设有若干个与所述的空调区域相匹配的送风控制器，系统控制器的输出端通过导线分别与所述的每一个风口处的阀门控制器电连接；所述的无线温度接收器分别与每一个空调区域内的无线温度传感器无线连接；所述的无线红外计数接收器分别与每一个空调区域内的无线红外计数器无线连接。

在上述技术方案中，所述的空调区域为三个，即空调Ⅰ区、空调Ⅱ区、空调Ⅲ区；所述的风口为第一风口、第二风口、第三风口；所述的风量调节阀及其阀门控制器为第一风量调节阀及第一阀门控制器、第二风量调节阀及第二阀门控制器、第三风量调节阀及第三阀门控制器；所述的无线温度传感器为第一无线温度传感器、第二无线温度传感器、第三无线温度传感器；所述的红外计数器为第一无线红外计数器、第二无线红外计数器、第三无线红外计数器；所述的送风控制器为第一送风控制器、第二送风控制器、第三送风控制器。

在上述技术方案中，所述的系统控制器中的第一送风控制器产生的控制信号从系统控制器的输出端通过导线传送给所述的第一阀门控制器；系统控制器中的第二送风控制器产生的控制信号从系统控制器的输出端通过导线传送给所述的第二阀门控制器；系统控制器中的第三送风控制器产生的控制信号从系统控制器的输出端通过导线传送给所述的第三阀门控制器；所述的无线温度接收器的输入端分别与所述的第一无线温度传感器、第二无线温度传感器、第三无线温度传感器无线连接；所述的无线红外计数接收器的输入端分别与所述的第一无线红外计数器、第二无线红外计数器、第三无线红外计数器无线连接。

在上述技术方案中，所述的每一个空调区域内的无线红外计数器设置在空调区域的内侧面的下部，距离地面高度为1.5～2.0m。

在上述技术方案中，所述的距离地面高度为1.8m。

本发明提供的一种大空间建筑温度控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步骤：

一、开机、系统工作；

二、系统工作时，系统控制器内的第一送风控制器、第二送风控制器、第三送风控制器分别通过无线红外计数接受器获取设置在大空间1内的空调Ⅰ区的第一无线红外计数器、空调Ⅱ区的第二无线红外计数器、空调Ⅲ区的第三无线红外计数器的信号；所述的无线红外计数器用于测量各空调区域内的就座人数，各个无线红外计数器测得的信号通过ZigBee无线网络传送至无线红外计数接收器，无线红外计数接收器显示各空调区域的就座人数和就座率，同时与系统控制器电连接，将数据传送给系统控制器；

三、当某个空调区域的就座率显示出小于一个限值时，通过系统控制器对所传送来数据的处理并由系统控制器中相对应的送风控制器产生控制信号，再将控制信号传送至某个空调区域所覆盖的风口处的风量调节阀上的阀门控制器，阀门控制器收到控制信号后，关闭风量调节阀；

四、当所述的某个空调区域的就座率大于一个限值时，系统控制器中与所述的某个空调区域相对应的送风控制器通过无线温度接收器获取设置在所述某个空调区域内的无线温度传感器的信号，无线温度传感器用于测量空调区域内的温度，并将温度数据通过ZigBee无线网络传送至无线温度接收器，无线温度接收器显示出某个空调区域内温度值，与室内温度设定值比较，无线温度接收器通过导线再将温度数据传送至系统控制器，数据经过处理，再由系统控制器中的相对应的送风控制器产生控制信号并传送至所述某个空调区域所覆盖的风口处的风量调节阀上的阀门控制器，阀门控制器根据信号控制风量调节阀的开度，从而调节所述风口的送风量，保证某个空调区域室内温度维持在设定值。

在上述技术方案中，所述的就座率显示出小于一个限值为5%，就座率大于一个限值为6%。

本发明所述的大空间建筑温度控制装置及控制方法，具有以下有益效果：采用上述方案的大空间建筑温度控制系统，实现了室内温度的无线监测，各空调区域人数的统计，可以根据空调区域就坐率来控制风口的开启与关闭，当风口开启时根据空调区域温度来调节各风口的送风量，控制各区域的室内温度。该系统可以充分结合变风量控制，实现大空间建筑在水平方向的温度控制，既节能又能满足舒适性要求。而且所述的无线温度传感器与无线温度接收器、无线红外计数器与无线红外计数接收器之间的无线传感网络协议采用ZigBee协议，ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。本发明构思新颖、设计合理、工艺规范、操作简便、经济实用，能尽快实现工业化批量生产。本发明可以广泛应用于各种规模宏大的公共建筑，电影院、剧场、体育馆、展览馆、医院、高层建筑内的中庭等大空间建筑等领域。

附图说明

图1为本发明一种大空间建筑温度控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

实施例1

本发明所述的温度控制装置，包括大空间1、送风气管2、系统控制器21；大空间1的上部设置送风主管2，大空间1的外部设有系统控制器21、无线温度接收器22、无线红外技术接收器23；系统控制器21内设有第一送风控制器24、第二送风控制器25、第三送风控制器26；大空间1内划分为三个空调区域，即空调Ⅰ区3、空调Ⅱ区4、空调Ⅲ区5，每个空调区域的中心位置和内侧面的下部距离地面高度为1.5m处，分别设有第一无线温度传感器15和第一无线红外计数器18、第二无线温度传感器16和第二无线红外计数器19、第三无线温度传感器17和第三无线红外计数器20；送风主管之上设有三个风口，即第一风口6、第二风口7、第三风口8，每个风口处分别设有第一风量调节阀9和第一阀门控制器12、第二风量调节阀10和第二阀门控制器13、第三风量调节阀11和第三阀门控制器14。系统控制器21中的第一送风控制器24、第二送风控制器25、第三送风控制器26产生的控制信号分别从系统控制器21的输出端通过导线传送给第一阀门控制器12、第二阀门控制器13、第三阀门控制器14。系统控制器21的输入端分别通过导线与无线温度控制器22和无线红外计数接收器23的输出端电连接；无线温度接收器22的输入端分别与第一无线温度传感器15、第二无线温度传感器16、第三无线温度传感器17无线连接；无线红外计数接收器23的输入端分别与第一无线红外计数器18、第二无线红外计数器19、第三无线红外计数器20无线连接。

本发明所述的控制方法的工作步骤：系统工作时，系统控制器21内的第一送风控制器24通过无线红外计数接收器23获取设置在大空间1的空调Ⅰ区3的第一无线红外计数器18的信号，当空调Ⅰ区3的就座率小于一个限值（比如5%）时，第一风口6的风量调节阀9上的阀门控制器12收到信号后，关闭第一风量调节阀9；当空调Ⅰ区3的就座率大于一个限值（比如6%）时，第一送风控制器24通过无线温度接收器22获取设置在大空间1的空调Ⅰ区3的第一无线温度传感器15的信号，与室内温度设定值比较，产生控制信号，发送至第一风口6的风量调节阀9上的阀门控制器12，调节第一风量调节阀9的开度，从而调节第一风口6的送风量，保证空调Ⅰ区3 温度维持在设定值。

系统控制器21内的第二送风控制器25通过无线红外接收器23获取设置在大空间1的空调Ⅱ区4的第二无线红外计数器19的信号，当空调Ⅱ区4的就座率小于一个限值（比如5%）时，第二风口7的风量调节阀10上的阀门控制器13收到信号后，关闭第二风量调节阀10；当空调Ⅱ区4的就座率大于一个限值（比如6%）时，第二送风控制器25通过无线温度接收器22获取设置在大空间1的空调Ⅱ区4的第二无线温度传感器16的信号，与室内温度设定值比较，产生控制信号，发送至第二风口7的风量调节阀10上的阀门控制器13，调节第二风量调节阀10的开度，从而调节第二风口7的送风量，保证空调Ⅱ区4温度维持在设定值。

系统控制器21内的第三送风控制器26通过无线红外接收器23获取设置在大空间1的空调Ⅲ区5的第三无线红外计数器20的信号，当该空调Ⅲ区5的就座率小于一个限值（比如5%）时，第三风口8的风量调节阀11上的阀门控制器14收到信号后，关闭第三风量调节阀11；当空调Ⅲ区5的就座率大于一个限值（比如6%）时，第三送风控制器26通过无线温度接收器22获取设置在大空间1的空调Ⅲ区5的第三无线温度传感器17的信号，与室内温度设定值比较，产生控制信号，发送至第三风口8的风量调节阀11上的阀门控制器14，调节第三风量调节阀11的开度，从而调节第三风口8的送风量，保证空调Ⅲ区5温度维持在设定值。

实施例2

本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：每一个空调区域内的无线红外计数器设置在空调区域的内侧面，距离地面高度为1.8m；

每一个空调区域内的中心位置设置的无线温度传感器安装在柱子上或座椅上。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：每个无线红外计数器距离地面高度为2m。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种大空间建筑温度控制装置，包括大空间（1）、送风主管（2）、系统控制器（21），其特征在于：所述的大空间（1）内的上部设置有送风主管（2），大空间（1）的外部设有系统控制器（21）、无线温度接收器（22）、无线红外技术接收器（23）；所述的系统控制器（21）分别通过导线与无线温度接收器（22）和无线红外技术接收器（23）的输出端电连接；所述的大空间（1）内划分有若干空调区域，每一个空调区域的中心位置设置有无线温度传感器且在其内侧面的下部设有无线红外计数器；所述的送风主管（2）上设有若干个与所述的若干个空调区域相匹配的风口，每一个风口处设有风量调节阀及其阀门控制器；所述的系统控制器（21）内设有若干个与所述的空调区域相匹配的送风控制器，系统控制器（21）的输出端通过导线分别与所述的每一个风口处的阀门控制器电连接；所述的无线温度接收器（22）分别与每一个空调区域内的无线温度传感器无线连接；所述的无线红外计数接收器（23）分别与每一个空调区域内的无线红外计数器无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种大空间建筑温度控制装置，其特征在于：所述的空调区域为三个，即空调Ⅰ区、空调Ⅱ区、空调Ⅲ区；所述的风口为第一风口（6）、第二风口（7）、第三风口（8）；所述的风量调节阀及其阀门控制器为第一风量调节阀（9）及第一阀门控制器（12）、第二风量调节阀（10）及第二阀门控制器（13）、第三风量调节阀（11）及第三阀门控制器（14）；所述的无线温度传感器为第一无线温度传感器（15）、第二无线温度传感器（16）、第三无线温度传感器（17）；所述的红外计数器为第一无线红外计数器（18）、第二无线红外计数器（19）、第三无线红外计数器（20）；所述的送风控制器为第一送风控制器（24）、第二送风控制器（25）、第三送风控制器（26）。

3.根据权利要求1或2所述的一种大空间建筑温度控制装置，其特征在于：所述的系统控制器（21）中的第一送风控制器（24）产生的控制信号从系统控制器（21）的输出端通过导线传送给所述的第一阀门控制器（12）；系统控制器（21）中的第二送风控制器（25）产生的控制信号从系统控制器（21）的输出端通过导线传送给所述的第二阀门控制器（13）；系统控制器（21）中的第三送风控制器（26）产生的控制信号从系统控制器（21）的输出端通过导线传送给所述的第三阀门控制器（14）；所述的无线温度接收器（22）的输入端分别与所述的第一无线温度传感器（15）、第二无线温度传感器（16）、第三无线温度传感器（17）无线连接；所述的无线红外计数接收器（23）的输入端分别与所述的第一无线红外计数器（18）、第二无线红外计数器（19）、第三无线红外计数器（20）无线连接。

4.根据权利要求1所述的一种大空间建筑温度控制装置，其特征在于：所述的每一个空调区域内的无线红外计数器设置在空调区域的内侧面的下部，距离地面高度为1.5～2.0m。

5.根据权利要求4所述的一种大空间建筑温度控制装置，其特征在于：所述的距离地面高度为1.8m。

6.一种大空间建筑温度控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步骤：

一、开机、系统工作；

二、系统工作时，系统控制器（21）内的第一送风控制器（24）、第二送风控制器（25）、第三送风控制器（26）分别通过无线红外计数接受器（23）获取设置在大空间1内的空调Ⅰ区（3）的第一无线红外计数器（18）、空调Ⅱ区（4）的第二无线红外计数器（19）、空调Ⅲ区（5）的第三无线红外计数器（20）的信号；所述的无线红外计数器用于测量各空调区域内的就座人数，各个无线红外计数器测得的信号通过ZigBee无线网络传送至无线红外计数接收器（23），无线红外计数接收器（23）显示各空调区域的就座人数和就座率，同时与系统控制器（21）电连接，将数据传送给系统控制器（21）；

三、当某个空调区域的就座率显示出小于一个限值时，通过系统控制器（21）对所传送来数据的处理并由系统控制器（21）中相对应的送风控制器产生控制信号，再将控制信号传送至某个空调区域所覆盖的风口处的风量调节阀上的阀门控制器，阀门控制器收到控制信号后，关闭风量调节阀；

四、当所述的某个空调区域的就座率大于一个限值时，系统控制器（21）中与所述的某个空调区域相对应的送风控制器通过无线温度接收器（22）获取设置在所述某个空调区域内的无线温度传感器的信号，无线温度传感器用于测量空调区域内的温度，并将温度数据通过ZigBee无线网络传送至无线温度接收器（22），无线温度接收器（22）显示出某个空调区域内温度值，与室内温度设定值比较，无线温度接收器（22）通过导线再将温度数据传送至系统控制器（21），数据经过处理，再由系统控制器（21）中的相对应的送风控制器产生控制信号并传送至所述某个空调区域所覆盖的风口处的风量调节阀上的阀门控制器，阀门控制器根据信号控制风量调节阀的开度，从而调节所述风口的送风量，保证某个空调区域室内温度维持在设定值。

7.根据权利要求6所述的一种大空间建筑温度控制方法，其特征在于：所述的就座率显示出小于一个限值为5%，就座率大于一个限值为6%。