CN104566694B

CN104566694B - 大型商业建筑内空气品质智能调节系统及其调节方法

Info

Publication number: CN104566694B
Application number: CN201410835511.5A
Authority: CN
Inventors: 杨宾; 左德功; 王琳; 齐承英
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2034-12-29
Also published as: CN104566694A

Abstract

大型商业建筑内空气品质智能调节系统及其调节方法，其特征是所述系统包括安装在壳体内部的新风进口、新风通道、新风室、回风进口、回风通道、回风室、换热器和控制器。所述调节方法包括：1、预设值的设定；2、计算空气质量偏差值I；3、划分I值区间并建立不同区间对应的电磁阀开度。

Description

大型商业建筑内空气品质智能调节系统及其调节方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种可以改善大型商业建筑内空调品质的调节系统。

背景技术

伴着经济的发展和生活质量水平的迅速提高，人们对于空气品质的要求越来越高。因为空调技术在空气净化方面技术仍然不成熟，关于空调室内空气污染问题也越来越受到人们的关注。经过研究发现，室内新风量是决定室内空气品质的一个重要因素。

在面积大，空间高的大型商业建筑里，例如综合性商场，办公大楼等由于人流量密集，并且空间相对封闭，使得商业建筑内的空气品质恶劣，同时因为商业建筑内经营种类繁多，照明设施等设计繁杂，更使得建筑内有害物质和污染物往往得不到合理的稀释和置换。综合以上原因导致了现有大型商业建筑内的空气品质恶化。目前我国大型商业建筑内的通风的方式主要为机械通风，无法对通入新风和排出空气中的有害成分进行消除，不仅对大气环境产生污染，也无法起到提高室内空气质量的作用，通入新风品质往往不能满足大型商业的空气品质要求，且简单的机械通风会将由中央空调系统调节好温度的室内空气替换为外界空气，造成室内空气温度不稳定，增大中央空调的负荷，造成能源的浪费。因此提供一种适用于大型商业建筑的空气品质智能调节系统成为现有技术中需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明拟解决的技术问题是提供一种大型商业建筑智能空气品质调节系统。该智能系统能够高效过滤新风，提高新风空气质量。此智能系统中控制器通过比较室内外空气品质，通过调节回风阀门的开度，控制进风和出风量，在满足建筑室内舒适度的同时，也满足了卫生要求。同时，此智能系统采用余热回收方式，经过换热器装置，室内回风和室外回风进行冷量或者热量的交换，达到节能的目的。

本发明解决所述技术问题的技术方案是提供一种大型商业建筑内空气品质智能调节系统，其特征是所述系统包括安装在壳体内部的新风进口、新风通道、新风室、回风进口、回风通道、回风室、换热器和控制器，新风通道中按照进风方向依次具有新风电磁阀、粗效过滤装置、除尘装置，高效过滤器、新风电磁阀靠近新风进口，在新风通道中还安装有统称为室外无线传感器的室外无线甲醛浓度传感器，室外二氧化碳浓度传感器，室外TVOC浓度传感器，室外温度传感器和室外相对湿度传感器；

回风通道中按照回风方向依次具有回风电磁阀，回风空气过滤器，在回风通道中还安装有统称为室内无线传感器的室内无线甲醛浓度传感器，室内二氧化碳浓度传感器，室内TVOC浓度传感器，室内温度传感器和室内相对湿度传感器；回风电磁阀靠近回风进口；

所述新风通道末端与回风通道末端均接入换热器，新风与回风在换热器中进行热交换，换热器新风管路出口连接新风室，新风室末端有新风出口，新风室中安装有新风电机，换热器回风管路出口连接回风室，回风室末端有回风出口，回风室中安装有排风电机；

所述新风进口和回风进口位于壳体两端，新风出口和回风进口位于壳体同端，回风出口和新风进口也位于壳体同端，新风和回风流向相反；

新风通道截面积：回风通道截面积、新风室截面积：回风室截面积均为3-3.5∶1。

所述新风通道中安装的除尘装置能够除去经过粗效过滤器过滤的新风中99％以下的颗粒物。

所述换热器优选列管式换热器或套管式换热器。

所述控制器能够接受室内/室外无线甲醛浓度传感器，室内/室外无线二氧化碳浓度传感器，室内/室外无线TVOC浓度传感器，室内/室外无线温度传感器和室内/室外无线相对湿度传感器得到的无线信号，并能够控制调节新风电磁阀、回风电磁阀的开度。

本发明还提供了所述的大型商业建筑内空气品质智能调节系统的调节方法如下：

1、预设值的设定：

将系统启动时新风/回风电磁阀的开度设定为维持最小新风量/回风量的开度(即初始开度)，并设置甲醛浓度，二氧化碳浓度，TVOC浓度的下限预设值以及温度和湿度的预设值；

2、计算空气质量偏差值I

室内无线传感器和室外无线传感器将检测得到的室内外甲醛浓度、二氧化碳浓度、TVOC浓度、温度、相对湿度，通过无线信号传输到控制器，以室内甲醛浓度为A1，室内二氧化碳浓度为A2，室内TVOC浓度为A3，室内温度为A4，室内相对湿度为A5，室外甲醛浓度为A11，室外二氧化碳浓度为A12，室外TVOC浓度为A13，室外温度A14，室外相对湿度A15，按下述公式计算空气质量偏差值I

D 1 = \frac{| A 1 - Q 1 |}{Q 1} \times \frac{| A 2 - Q 1 |}{Q 2} \times \frac{| A 3 - Q 3 |}{Q 3} \times \frac{| A 4 - Q 4 |}{Q 4} \times \frac{| A 5 - Q 5 |}{Q 5};

D 2 = \frac{| A 11 - Q 1 |}{Q 1} \times \frac{| A 12 - Q 1 |}{Q 2} \times \frac{| A 13 - Q 3 |}{Q 3} \times \frac{| A 14 - Q 4 |}{Q 4} \times \frac{| A 15 - Q 5 |}{Q 5};

I＝|D1-D2|；

3、划分I值区间并建立不同区间对应的电磁阀开度，

将I值从0至∞划分为n(n≥2)个区间，每个区间对应一种新风/回风电磁阀的开度，开度随着I值增大而逐步增大，控制器通过计算I的值并判定其所在区间来控制新风/回风电磁阀开度。

所述的调节方法，其特征是所述新风/回风电磁阀初始开度为10-20％，所述n＝3-8，且所述I值的最小区间为[0，A)，最大区间为[E，∞)，0.05≤A≤0.2，0.3≤E≤0.5，当I值位于最小区间时，保持新风/回风电磁阀在初始开度，当I值位于最大区间时，保持新风/回风电磁阀开度为100％。优选n＝5。优选新风/回风电磁阀的初始开度均为15％。

所述的大型商业建筑内空气品质智能调节系统，其特征是按照前述调节方法进行调节控制。

本发明提供的空气品质智能调节系统具有以下优点及突出性效果：①本发明的空气品质智能调节系统对于室外送入的新风采用低效过滤，静压除尘，高效过滤，三层过滤技术，可以将无限小的尘埃高效过滤，不断向室内提供高品质的新鲜空气，同时优选了新风与回风通道的截面积比例范围，可以用较小的新/回风量在室内形成对流，实现空气质量的迅速改善；②根据大型商业建筑空气品质特点，选用恰当的无线探头传感器，通过探头比较室内外空气质量，通过智能控制，调节新风量，减少了人为控制的滞后性，使用方便；③采用余热回收方式，新风和室内回风通过热交换器交换热量，达到节能环保的目的。本发明提供的空气品质智能调节系统的控制方法，能够根据室内实时空气质量控制新风/回风电磁阀的开度，实现智能调节。对于大型商业建筑，采用本发明提供的控制方法，通过控制电磁阀阀门开度来改变新/回风的风量，在合理设计建筑内部送风/回风管路和送风口与回风口的位置基础上，维持建筑内部空气品质良好，并能降低送入新风引起室内温度波动的影响。

附图说明

图1为本发明实施例1中空气品质智能调节系统的结构示意图；

图2本发明实施例1中空气品质智能调节系统控制原理示意图；

图3本发明实施例1中空气品质智能调节系统应用的大型商业建筑示意图

图中，1-粗效过滤装置，2-壳体，3-除尘装置，4-高效过滤器，5-回风空气过滤器，6-换热器，7-控制器，8-室内无线甲醛浓度传感器，9-室内无线二氧化碳浓度传感器，10-室内无线TVOC浓度传感器，11-室内无线温度传感器，12-室内无线相对湿度传感器，13-回风通道，14-回风进口，15-新风室，16-新风出口，17-新风电机，18-新风通道，19-回风室，20-排风电机，21-回风出口，22-新风进口，23-室外无线甲醛浓度传感器，24-室外无线二氧化碳浓度传感器，25-室外无线TVOC浓度传感器，26-室外无线温度传感器，27-室外无线相对湿度传感器，28-新风电磁阀，29-回风电磁阀，30-室内送风管路、31-室内回风管路。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本实施例提供的空气品质智能调节系统的结构示意图及控制原理示意图分别如图1、图2所示，本发明提供的空气品质调节系统，包括安装在壳体2内部的新风进口22、新风通道18、新风室15、回风进口14、回风通道13、回风室19、换热器6和控制器7，新风通道中按照进风方向依次具有新风电磁阀28、粗效过滤装置1、除尘装置3，高效过滤器4、新风电磁阀28靠近新风进口22，在新风通道中还安装有室外无线甲醛浓度传感器23，室外无线二氧化碳浓度传感器24，室外无线TVOC浓度传感器25，室外无线温度传感器26和室外无线相对湿度传感器27(统称为室外无线传感器23-27)；

回风通道中按照回风方向依次具有回风电磁阀29，回风空气过滤器5，在回风通道中还安装有室内无线甲醛浓度传感器8，室内无线二氧化碳浓度传感器9，室内无线TVOC浓度传感器10，室内无线温度传感器11和室内无线相对湿度传感器12(统称为室内无线传感器8-12)；回风电磁阀29靠近回风进口21；

所述新风通道末端与回风通道末端均接入换热器6，新风与回风在换热器6中进行热交换，换热器新风管路出口连接新风室15，新风室末端有新风出口16，新风室中安装有新风电机17，换热器回风管路出口连接回风室19，回风室末端有回风出口21，回风室中安装有排风电机20；

所述新风进口22和回风进口14位于壳体2两端，新风出口16和回风进口14位于壳体2同端，回风出口21和新风进口22也位于壳体2同端，新风和回风流向相反；

新风通道截面积：回风通道截面积、新风室截面积：回风室截面积均为3.3∶1。

所述控制器7能够接受室内/室外无线甲醛浓度传感器8/23，室内/室外无线二氧化碳浓度传感器9/24，室内/室外无线TVOC浓度传感器10/25，室内/室外无线温度传感器11/26和室内/室外无线相对湿度传感器12/27得到无线信号，并能够控制调节新风电磁阀、回风电磁阀的开度。

控制器用于将室内/室外无线甲醛浓度传感器8/23，室内/室外无线二氧化碳浓度传感器9/24，室内/室外无线TVOC浓度传感器10/25，室内/室外无线温度传感器11/26和室内/室外无线相对湿度传感器12/27得到的室内/室外的甲醛浓度，二氧化碳浓度，TVOC浓度，温度值和相对湿度值与预设的甲醛浓度，二氧化碳浓度，TVOC浓度，温度值和相对湿度值进行比较，并根据比较结果调节新风电磁阀、回风电磁阀的开度。既避免了人工操作的滞后性，又省去了大量的人力和物力资源。

所述的换热器6是采用管壳式换热器，新风经过管程，回风经过壳程。

在使用过程中，室外新鲜空气在新风电机的作用下，在新风进口22处不断通入，依次经过粗效过滤装置1，除尘装置3，高效过滤器4三层过滤装置和换热器6，在新风电机17作用下通过室内新风出口16进入室内送风管路30，并通过送风管路加入室内空气循环。室内回风在回风电机17的作用下，经室内回风管路31由回风进口14进入回风通道13，在回风通道中经过回风空气过滤器5和换热器6进入回风室19，在排风电机20的作用下通过回风出口21，排出室外。新风从新风进口22进入新风管道18时，经过放置在近风口附近的室外无线传感器23-27，室外无线传感器将感应到的甲醛浓度，二氧化碳浓度，TVOC浓度，温度值和相对湿度值信号经过无线传输传送给控制器7。室内回风流过回风进口14时，经过放置在回风近口室内无线传感器8-12，室内无线传感器将回风中的甲醛浓度，二氧化碳浓度，TVOC浓度，温度值和相对湿度值信号传送到控制器7，控制器7对室内/室外无线传感器传送来的信号进行分析和比较，结合用户预设的甲醛浓度，二氧化碳浓度，TVOC浓度，温度值和相对湿度值做出智能判断，并将控制命令传送给新风/回风电磁阀28/29，使其调节开度，进而控制新风进风量和室内空气回风量。新风和室内回风在换热器进行换热，可以使新风的温度解决室内温度，避免引入新风使室内温度发生波动从而造成中央空调系统频繁启动，达到节能的作用。

本发明实施例1中空气品质智能调节系统应用的大型商业建筑示意图如图3所示，从图中可以看出，本实施例提供的空气品质智能调节系统，通过室内送风管路31和室内回风管路30在大型商业建筑的各个区域内均能形成空气对流，使各个区域的空气品质均能得到智能调节。

实施例2

实施例1提供的空气品质智能调节系统的调节方法

1、预设值的设定：

将系统启动时新风/回风电磁阀28/29的开度设定为维持最小新风量/回风量的开度(即初始开度)，并设置甲醛浓度，二氧化碳浓度，TVOC浓度的下限预设值以及温度和湿度的预设值

本实施例中预设值设定如下

新风/回风电磁阀初始开度均为15％

甲醛浓度下限Q1＝0.1mg/m3，TVOC浓度下限Q2＝0.5mg/m3，二氧化碳浓度下限Q3＝0.24mg/m3；

温度Q4＝27℃，相对湿度为Q5＝45％。

2、计算空气质量偏差值I

室内无线传感器8-12和室外无线传感器23-27将检测得到的室内外甲醛浓度、二氧化碳浓度、TVOC浓度、温度、相对湿度，通过无线信号传输到控制器7，以室内甲醛浓度为A1，室内二氧化碳浓度为A2，室内TVOC浓度为A3，室内温度为A4，室内相对湿度为A5，室外甲醛浓度为A11，室外二氧化碳浓度为A12，室外TVOC浓度为A13，室外温度A14，室外相对湿度A15，按下述公式计算空气质量偏差值I

D 1 = \frac{| A 1 - Q 1 |}{Q 1} \times \frac{| A 2 - Q 1 |}{Q 2} \times \frac{| A 3 - Q 3 |}{Q 3} \times \frac{| A 4 - Q 4 |}{Q 4} \times \frac{| A 5 - Q 5 |}{Q 5};

D 2 = \frac{| A 11 - Q 1 |}{Q 1} \times \frac{| A 12 - Q 1 |}{Q 2} \times \frac{| A 13 - Q 3 |}{Q 3} \times \frac{| A 14 - Q 4 |}{Q 4} \times \frac{| A 15 - Q 5 |}{Q 5};

I＝|D1-D2|。

3、划分I值区间并建立不同区间对应的室内/室外电磁阀开度，

I值为表征空气品质与预设值差距的相对信号值，将I值分为5个区间，分为[0，0.007)，[0.007，0.020)，[0.020，0.028)，[0.028，0.039)，[0.039，∞)，分别以“非常好”、“好”、“正常”、“差”、“很差”来指代，每个区间对应一种室内/室外电磁阀开度，开度随着I值增大而逐步增大，控制器通过计算I的值并判定其所在区间来控制新风/回风电磁阀开度。当I值位于“非常好”区间时，新风/回风电磁阀保持初始开度；当I值位于“好”区间时，控制新风/回风电磁阀开度均为30％，为当I值位于“一般”区间时，控制新风/回风电磁阀开度均为70％，当I值位于“差”区间时，控制新风/回风电磁阀开度均为100％，控制器对于室内/室外外传感器传输的数据进行实时监控，并根据实时计算I值随时调节阀门开度，进行空气质量调节。

Claims

1.一种大型商业建筑内空气品质智能调节系统，其特征是所述系统包括安装在壳体内部的新风进口、新风通道、新风室、回风进口、回风通道、回风室、换热器和控制器，新风通道中按照进风方向依次具有新风电磁阀、粗效过滤装置、除尘装置，高效过滤器、新风电磁阀靠近新风进口，在新风通道中还安装有统称为室外无线传感器的室外无线甲醛浓度传感器，室外二氧化碳浓度传感器，室外TVOC浓度传感器，室外温度传感器和室外相对湿度传感器；

所述控制器能够接受室内室外无线甲醛浓度传感器,室内室外无线二氧化碳浓度传感器，室内室外无线TVOC浓度传感器，室内室外无线温度传感器和室内室外无线相对湿度传感器得到的无线信号，并能够控制调节新风电磁阀、回风电磁阀的开度。

2.如权利要求1所述的空气品质调节系统，其特征是新风通道截面积：回风通道截面积、新风室截面积：回风室截面积均为3-3.5：1。

3.如权利要求1所述的空气品质调节系统，其特征是所述新风通道中安装的除尘装置能够除去经过粗效过滤器过滤的新风中99％以下的颗粒物。