CN106678991B - 一种适用于辐射空调的新风机组调控系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于辐射空调的新风机组调控系统及其控制方法，该新风机组调控系统配合室内空间的辐射空调系统使用，利用新风除湿机组承担新风负荷、湿负荷以及室内部分显热负荷，根据季节要求及室外新风状态的变化，新风机组可以实现过滤、降温除湿、辅助加热、通风等不同功能；且由于在新风机组室内机内部设计了主风道和旁通风道两个送风通道，并通过选通阀进行选通，可自由切换运行在不同的工作模式，并通过调控装置对运行模式的控制，辅助辐射系统对室内空间空气环境进行调节，能够有效提升室内环境舒适度和系统运行的能效比，解决了过渡季节新风输送能效比不足的问题、房间温湿度不合理、辐射板表面结露和能源过度消耗等问题。

Description

一种适用于辐射空调的新风机组调控系统及其控制方法

技术领域

本发明属于室内通风空调技术领域，具体涉及一种适用于辐射空调的新风机组调控系统及其控制方法。

背景技术

辐射吊顶供冷技术起源于20世纪50年代，经过几十年的研究和发展，逐步在世界各地区得到推广和应用。常规风机盘管通过空气对流方式实现室内温度调节，难以适应室内热湿比变化，有强烈的吹风感。而吊顶辐射板主要通过辐射方式供冷，室内温度分布均匀，无温度死角，室内无吹风感，是国际上公认使室内舒适程度最高的空调末端系统。

近年来，国内外许多学者对辐射吊顶供冷加独立新风技术进行了实验和模拟研究。研究表明，辐射吊顶供冷加独立新风系统比辐射吊顶供冷加置换通风系统节能10%，比单纯用辐射吊顶供冷系统节能15%；通过对房间内热湿平衡分析发现，辐射吊顶供冷加独立新风系统明显提高室内空气品质、人体舒适感。

辐射吊顶供冷加独立新风系统为温湿度独立控制系统，辐射吊顶板只承担室内部分或全部显热负荷，新风机组承担室内全部潜热负荷、其余部分显热负荷以及新风负荷。故高效、节能的新风机组对于保障整个系统的正常运行及室内舒适度尤为重要。

尽管国内很多地区设计并使用了辐射吊顶供冷加独立新风系统，但由于设计和应用中存在以下问题，使得辐射吊顶供冷系统难以充分发挥其作用，仍需改进。

（1）过渡季节室内外温差很小，新风无需被冷却除湿、加热等处理，可直接送入房间使用。但现在市场上大部分新风机没有设计通风功能，过渡季节新风仍需通过表冷器等设备，即使新风不被处理，也增加了风机的阻力，增加了能耗，使得新风机在过渡季节中使用的能效比不足。

（2）目前市场上的新风机组产品大多为单个新风机组，通风模式单一，且缺少主动的冷源或热源，而结合辐射吊顶系统的室内设计参数特殊，新风送风状态点独特，需要新风机组配合辐射系统提供辅助的热负荷处理才能达到更好的室内环境舒适度，但缺少主动的冷源或热源以及通风模式单一的弊端限制了新风机组产品的性能发挥。

（3）目前市场上部分新风机自控部分设计较差，风机不能根据室内外参数及时调整新风处理状态，使得进入房间的新风难以很好的满足人员使用的要求，舒适性不足。

因此，提供一种通风模式丰富多样、能效比较高的适合辐射系统的新风机组系统十分有必要。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种适用于辐射空调的新风机组调控系统，其用于配合室内空间的辐射空调系统使用，能够根据不同季节的实际使用需求，调节新风量及除湿量，实现对室内空间空气环境的降温除湿、通风、辅助加热等功能，同时能够提高能源利用率。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术手段：

一种适用于辐射空调的新风机组调控系统，用于配合室内空间的辐射空调系统使用，包括新风机组室外主机、新风机组室内机以及调控装置；

所述新风机组室外主机包括压缩机和室外换热器，所述室外换热器的第一制冷剂连通端通过节流阀连通至新风机组室外主机的第一制冷剂连通口，所述室外换热器的第二制冷剂连通端、新风机组室外主机的第二制冷剂连通口以及压缩机的吸气端和排气端分别通过一个四通阀的四个通路端口相连通，从而能够通过所述四通阀的选通，使得新风机组室外主机的第二制冷剂连通口与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与室外换热器的第二制冷剂连通端相连通，或者使得室外换热器的第二制冷剂连通端与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与新风机组室外主机的第二制冷剂连通口相连通；

所述新风机组室内机包括具有中空腔室的室内机壳体，所述室内机壳体设置有用于连通至室外空间的进风口和用于连通至室内空间的出风口，且所述进风口位置处设有粗效过滤器，室内机壳体的中空腔室被分隔为并行连通进风口和出风口的两个送风通道，分别为主风道和旁通风道，所述主风道内沿通道方向布置安装有室内换热器和主送风机，所述室内换热器的第一制冷剂连接端和第二制冷剂连接端分别通过保温管道与新风机组室外主机的第一制冷剂连通口和第二制冷剂连通口相连通，所述旁通风道内安装有旁通送风机，且主风道和旁通风道通过的选通阀连通至室内机壳体的出风口；

所述调控装置包括用于设置在室内空间的人机操作面板、室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器，还包括用于安装在辐射空调系统中辐射板的辐射面上的辐射面温度传感器、安装于室内机壳体进风口位置处的新风温湿度传感器、安装于室内机壳体出风口位置处的送风温湿度传感器以及安装在室内机壳体上的调节控制器，所述人机操作面板、室内温湿度传感器、CO₂浓度传感器、辐射面温度传感器、新风温湿度传感器和送风温湿度传感器分别电连接至所述调节控制器的不同信号输入端，调节控制器分别通过不同的信号控制输出端与新风机组室内机中的主送风机、旁通送风机、选通阀以及新风机组室外主机中的四通阀和压缩机进行电连接。

上述适用于辐射空调的新风机组调控系统中，作为优选方案，所述新风机组室内机的室内机壳体整体呈横向布置的扁平状，所述主风道和旁通风道横向的并行布置在室内机壳体的中空腔室内。

相应地，本发明还提供了上述新风机组调控系统的控制方法，为此，本发明采用了如下的技术方案：

上述新风机组调控系统的控制方法，将所述新风机组调控系统中新风机组室内机的进风口和出风口分别连通至室外空间和室内空间，将新风机组调控系统中的人机操作面板、室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器分别安装设置在室内空间，将辐射面温度传感器安装在辐射空调系统中辐射板的辐射面上；所述新风机组调控系统实时地通过室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器对室内温湿度和室内CO₂浓度进行监测，实时地通过辐射面温度传感器对辐射板的辐射面温度进行监测，并实时地通过新风温湿度传感器和送风温湿度传感器对新风机组室内机进风口位置处的室外空气以及从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温湿度进行监测，由调节控制器对人机操作面板、室内温湿度传感器、CO₂浓度传感器、辐射面温度传感器、新风温湿度传感器和送风温湿度传感器的信号进行采集，并对新风机组室内机中的主送风机、旁通送风机、选通阀以及新风机组室外主机中的四通阀和压缩机进行控制，从而实现对新风机组调控系统运行方式的控制；

当监测到室外空气的温度高于预设定的夏季运行温度阈值Tw1时，新风机组调控系统运行在夏季工况状态下；当监测到室外空气的温度低于预设定的冬季运行温度阈值Tw2且高于预设定的新风机组运行下限温度值Tw4时，Tw4<Tw2<Tw1，新风机组调控系统运行在冬季工况状态下；当监测到室外空气的温度在夏季运行温度阈值Tw1和冬季运行温度阈值Tw2之间时，新风机组调控运行在过渡季节工况状态下；

新风机组调控系统运行在夏季工况状态下的过程中，当监测到室内空间的湿度高于设定湿度范围的上限值时，控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式；当监测到室内空间的湿度低于设定湿度范围的下限值，或者室内空间的CO₂浓度高于系统预设的CO₂浓度阈值时，控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室内空间的湿度处于设定湿度范围内、且室内空间的CO₂浓度不高于系统预设的CO₂浓度阈值时，控制新风机组调控系统运行于休眠模式；所述设定湿度范围通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定；

新风机组调控系统运行在冬季工况状态下的过程中，当监测到室外空气的温度高于设定的辅助加热温度阈值Tw3时，控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室外空气的温度等于或低于设定的辅助加热温度阈值Tw3时，控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式；所述设定的辅助加热温度阈值Tw3通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定，且Tw4<Tw3< Tw2；

新风机组调控系统运行在过渡季节工况状态下的过程中，当监测到室内空间的湿度超出设定湿度范围时，若室外空气的湿度高于设定湿度范围的上限值则控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式，若室外空气的湿度等于或低于设定湿度范围的上限值则控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室内空间的湿度处于设定湿度范围内时，控制新风机组调控系统运行于休眠模式；所述设定湿度范围通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定；

在控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的旁通风道，使得主风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的旁通送风机关闭，控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机启动，并控制新风机组室外主机的四通阀将新风机组室外主机的第二制冷剂连通口与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与室外换热器的第二制冷剂连通端相连通，使得主送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过主风道流向出风口并送入至室内空间，且由压缩机运行带动制冷剂在压缩机、室外换热器、节流阀和室内换热器之间循环流动，使得室内换热器进行制冷，由室内换热器对通过主风道流向室内空间的空气进行降温和除湿；

在控制新风机组调控系统运行于通风模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的主风道，使得旁通风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机关闭，控制新风机组室内机的旁通送风机启动，使得旁通送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过旁通风道流向出风口并送入至室内空间；

在控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的旁通风道，使得主风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的旁通送风机关闭，控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机启动，并控制新风机组室外主机的四通阀将室外换热器的第二制冷剂连通端与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与新风机组室外主机的第二制冷剂连通口相连通，使得主送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过主风道流向出风口并送入至室内空间，且由压缩机运行带动制冷剂在压缩机、室内换热器、节流阀和室外换热器之间循环流动，使得室内换热器进行制热，由室内换热器对通过主风道流向室内空间的空气进行辅助加热；

在控制新风机组调控系统运行于休眠模式时，是由调节控制器控制新风机组室内机的主送风机、旁通送风机和新风机组室外主机的压缩机均关闭，使其均处于休眠停运状态。

上述新风机组调控系统的控制方法中，作为一种优选方案，在控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式时，由调节控制器根据室内空间的温度计算出露点温度，且根据辐射板的辐射面温度与所述露点温度的差距来确定送风温度目标值，并根据室内空间的湿度与设定湿度范围上限值的差距来确定送风湿度目标值，再根据室外空气的温度值与所述送风温度目标值的差值以及室外空气的湿度值与所述送风湿度目标值的差值来调控新风机组室外主机中压缩机的运行频率，使得从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温度值和湿度值分别达到所述送风温度目标值和送风湿度目标值。

上述新风机组调控系统的控制方法中，作为一种优选方案，在控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式时，由调节控制器根据室内空间的温度与辅助加热温度阈值Tw3的差距来确定送风温度目标值，再根据室外空气的温度值与所述送风温度目标值的差值来调控新风机组室外主机中压缩机的运行频率，使得从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温度值达到所述送风温度目标值。

上述新风机组调控系统的控制方法中，作为进一步的改进方案，还能够通过新风机组调控系统中的人机操作面板向调节控制器发送运行模式控制指令，以指定新风机组调控系统运行于降温除湿模式、辅助加热模式、通风模式或休眠模式。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的新风机组调控系统配合室内空间的辐射空调系统使用，利用新风除湿机组承担新风负荷、湿负荷以及室内部分显热负荷，根据季节要求及室外新风状态的变化，新风机组可以实现过滤、降温除湿、辅助加热、通风等不同功能；例如，在初夏、夏末以及初冬、冬末，机组主要承担新风负荷及部分室内负荷；过渡季节主要实现通风功能，且能够在室外新风湿度较大时进行适当的除湿处理；在冬季主要承担新风负荷或仅实现通风功能。

2、本发明的新风机组调控系统中，在新风机组室内机内部设计了主风道和旁通风道两个送风通道，并通过选通阀进行选通，可自由切换运行在不同的工作模式，并通过调控装置对运行模式的控制，辅助辐射系统对室内空间空气环境进行调节，能够有效提升室内环境舒适度和系统运行的能效比，解决了过渡季节新风输送能效比不足的问题。

3、本发明的新风机组调控系统借助新风机组室内机内部设计的主风道和旁通风道，结合其控制方法，可以实现不同的送风模式；例如，室外新风在主送风机的引导下通过主风道进入室内，但通过室内换热器时的阻力较大，风机所需要的压头也较大；而在过渡季节，室外新风无需经过室内换热器进行换热处理，因此室外新风可以在方通送风机的带动下通过旁通风道进入室内，新风阻力减小，旁通风机的压头降低，即可以使得过渡季节使用小压头风机，减小了能源的浪费。

4、本发明新风机组调控系统的控制方法，能够根据房间内的温湿度，实时调控新风机组室外机的压缩机频率，及时处理不同情况下的新风状态点，解决房间温湿度不合理以及能源过度消耗等问题。

5、本发明的新风机组调控系统还能够与辐射板结合，在降温除湿模式下，能够根据辐射板的温度情况，实时调控新风机组的压缩机频率，调节新风除湿量，且单位送风量的除湿量大，可改变室内露点温度，有效解决辐射板表面结露问题。

6、本发明的新风机组调控系统还能够在冬季用于新风送风，并具备对新风的辅助加热功能，其配合辐射空调系统使用，能够有效提高整体的能效比。

7、本发明的新风机组调控系统由于是与辐射系统配合使用，新风机组风量范围及除湿量范围可根据需要设计，因此既能够设计于适用于小型户式住宅，也能够设计于适合大中型建筑区域，具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明新风机组调控系统的结构组成及控制示意图。

图2为本发明新风机组调控系统中新风机组室内机的内部结构示意图。

图3为本发明新风机组调控系统中调控装置的控制方式示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种适用于辐射空调的新风机组调控系统，用于配合室内空间的辐射空调系统使用。该新风机组调控系统的系统结构如图1所示，包括新风机组室外主机1、新风机组室内机2以及调控装置。其中，新风机组室外主机1包括压缩机25和室外换热器23，室外换热器23的第一制冷剂连通端通过节流阀24连通至新风机组室外主机的第一制冷剂连通口4，室外换热器23的第二制冷剂连通端、新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5以及压缩机25的吸气端和排气端分别通过一个四通阀27的四个通路端口相连通，从而能够通过所述四通阀的选通，使得新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5与压缩机25的吸气端相连通、压缩机25的排气端与室外换热器23的第二制冷剂连通端相连通，或者使得室外换热器23的第二制冷剂连通端与压缩机25的吸气端相连通、压缩机25的排气端与新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5相连通。新风机组室内机2包括具有中空腔室的室内机壳体11，室内机壳体11设置有用于连通至室外空间的进风口6和用于连通至室内空间的出风口14，且所述进风口6位置处设有粗效过滤器7，室内机壳体11的中空腔室被分隔为并行连通进风口6和出风口14的两个送风通道，分别为主风道和旁通风道，主风道内沿通道方向布置安装有室内换热器8和主送风机9，室内换热器2的第一制冷剂连接端和第二制冷剂连接端分别通过保温管道与新风机组室外主机的第一制冷剂连通口4和第二制冷剂连通口5相连通，旁通风道内安装有旁通送风机10，且主风道和旁通风道通过的选通阀12连通至室内机壳体的出风口14。调控装置包括用于设置在室内空间的人机操作面板28、室内温湿度传感器15和CO₂浓度传感器26，还包括用于安装在辐射空调系统中辐射板3的辐射面上的辐射面温度传感器29、安装于室内机壳体进风口7位置处的新风温湿度传感器20、安装于室内机壳体出风口14位置处的送风温湿度传感器16以及安装在室内机壳体上的调节控制器13，人机操作面板、室内温湿度传感器、CO₂浓度传感器、辐射面温度传感器、新风温湿度传感器和送风温湿度传感器分别电连接至所述调节控制器的不同信号输入端，调节控制器分别通过不同的信号控制输出端与新风机组室内机中的主送风机、旁通送风机、选通阀以及新风机组室外主机中的四通阀和压缩机进行电连接。

由此以来，使得本发明的新风机组调控系统中构成了新风降温除湿/辅助加热子系统、新风旁通子系统、制冷剂循环子系统以及调节控制子系统。

新风降温除湿/辅助加热子系统位于新风机组室内机中的主风道一侧，包括室内换热器8、主送风机9和选通阀12。当启用新风降温除湿功能时，主送风机9开启、旁通送风机10关闭、选通阀12遮挡室内机壳体内的旁通风道。在夏季，通过新风机组室外主机的运行使得室内换热器8进行制冷，室外高温高湿的新风从新风机组进风口6进入，经粗效过滤器7过滤后，在主送风机9的作用下，在室内换热器8内与吸热的制冷剂进行热交换，使得新风空气被冷却除湿至符合室内温湿度要求的状态点，然后降温、除湿干燥的新风空气经室内机壳体的出风口14被送入至室内空间。在冬季，通过新风机组室外主机的运行使得室内换热器8进行制热，室外低温高湿的新风从新风机组进风口6进入，经粗效过滤器7过滤后，在主送风机9的作用下，在室内空气换热器8内与放热的制冷剂进行热交换，使得新风空气被加热至符合室内温湿度要求的状态点，然后加热升温的新风空气经室内机壳体的出风口14被送入至室内空间。在不同季节，根据要求，新风承担全部湿负荷及部分室内显热负荷。

新风旁通子系统位于机组另一侧，包括旁通送风机10和选通阀12。当启用通风功能时，旁通送风机10开启、主送风机9关闭、选通阀12遮挡室内机壳体内的主风道。在过渡季节，新风从机组进风口6进入，通过粗效过滤器7后，在旁通送风机10的作用下，通过室内机壳体的出风口14进入室内空间，实现通风功能。

作为优选的设计方式，新风机组室内机的室内机壳体最好设计为整体呈横向布置的扁平状，而主风道和旁通风道则横向的并行布置在室内机壳体的中空腔室内；这样的设计可减小新风机组室内机的整体高度，以减少新风机组室内机安装时对吊顶高度空间的占用，便于安装，也便于运输。

参阅图1和图2，制冷剂循环子系统包括压缩机25、四通阀27、节流阀24、室外换热器23以及室内换热器8。在对室内换热器8进行制冷时，通过调整四通阀，将新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5与压缩机25的吸气端相连通、压缩机的排气端与室外换热器23的第二制冷剂连通端相连通，此时室外换热器23作为冷凝器、室内换热器8作为蒸发器，从而在压缩机运行的驱动下，来自室外换热器23（作为冷凝器）的高温高压制冷剂液体经节流装置节流成低压低温液体后，通过新风机组室外主机的第一制冷剂连通口4和室内换热器的第一制冷剂连接端被送入室内换热器8（作为蒸发器），与室外新风进行热量交换，变成低温低压制冷剂气体，再依次通过室内换热器的第二制冷剂连接端、新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5和压缩机的吸气端送回压缩机25内，压缩为高温高压的气体，从压缩机的排气端排入室外换热器23，如此循环。在整个过程中，通过制冷剂与新风的热量交换，实现对新风的降温除湿和制冷剂的正常工作循环。

而在对室内换热器8进行制热时，通过调整四通阀，将室外换热器23的第二制冷剂连通端与压缩机25的吸气端相连通、压缩机25的排气端与新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5相连通，此时室内换热器8作为冷凝器、室外换热器23作为蒸发器，从而在压缩机运行的驱动下，室外换热器23（作为蒸发器）内低压低温压制冷剂液体（温度低于室外空气温度）与室外空气换热后，受热形成低温低压制冷剂气体，通过压缩机的吸气端送回压缩机25内，压缩为高温高压的气体，从压缩机的排气端排出，依次通过新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5和室内换热器的第二制冷剂连接端被送入至室内换热器8（作为冷凝器），与室外新风进行热量交换，受冷转化为高温高压制冷剂液体，然后依次通过室内换热器的第一制冷剂连接端和新风机组室外主机的第二制冷剂连通口5后进入节流装置，经节流装置节流成低压低温液体后，再被送入室外换热器23（作为蒸发器），如此循环。在整个过程中，通过制冷剂与新风的热量交换，实现对新风的加热和制冷剂的正常工作循环。

参阅图1、图2、图3，调节控制子系统包括用于设置在室内空间的人机操作面板28、室内温湿度传感器15和CO₂浓度传感器26，还包括用于安装在辐射空调系统中辐射板3的辐射面上的辐射面温度传感器29、安装于室内机壳体进风口6位置处的新风温湿度传感器20、安装于室内机壳体出风口14位置处的送风温湿度传感器16以及安装在室内机壳体11上的调节控制器13，还联合了选通阀12、主送风机9、旁通送风机10、压缩机25和四通阀27。人机操作面板28、室内温湿度传感器15、CO₂浓度传感器26、辐射面温度传感器29、新风温湿度传感器20和送风温湿度传感器16分别电连接至调节控制器13的不同信号输入端，调节控制器13分别通过不同的信号控制输出端与新风机组室内机中的主送风机9、旁通送风机10、选通阀12以及新风机组室外主机中的四通阀27和压缩机25进行电连接。人机操作面板可以设计提供开关机、模式选择、参数设置、参数显示和新风机工作状态显示等功能，安装在室内空间中方便用户操作和浏览的地方；各传感器用于检测室内外各类空气参数，主要包括设置在室内空间室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器、安装在辐射空调系统中辐射板的辐射面上的辐射面温度传感器、安装于室内机壳体进风口位置处的新风温湿度传感器以及安装于室内机壳体出风口位置处的送风温湿度传感器；调节控制器用于控制系统内各部件的工作。该新风机组调控系统的控制方式可以设计为手动控制模式和自动控制模式：手动控制模式是用户在人机操作面板上直接选择不同的新风机工作方式（通风模式、降温除湿模式、辅助加热模式、休眠模式等），该信号输送到调节控制器后，由调节控制器直接控制风机和压缩机工作；而自动控制模式下，调节控制器接收到的信号是来自不同的传感器，调节控制器根据各传感器反馈信号判断运行的工况和工作模式，进而控制不同部件工作。调节控制子系统主要控制的内容包括主送风机和旁通送风机的工作状态、旁通阀位置、四通阀的选通以及压缩机的工作频率等，确保新风机组调控系统能实现高效工作以及不同工作模式的有效切换。

本发明适用于辐射空调的新风机组调控系统，能够与室内空间内的辐射系统配合使用，对室内空间的空气湿环境进行处理。其系统使用和控制方法是，将所述新风机组调控系统中新风机组室内机的进风口和出风口分别连通至室外空间和室内空间，将新风机组调控系统中的人机操作面板、室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器分别安装设置在室内空间，将辐射面温度传感器安装在辐射空调系统中辐射板的辐射面上；所述新风机组调控系统实时地通过室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器对室内温湿度和室内CO₂浓度进行监测，实时地通过辐射面温度传感器对辐射板的辐射面温度进行监测，并实时地通过新风温湿度传感器和送风温湿度传感器对新风机组室内机进风口位置处的室外空气以及从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温湿度进行监测，由调节控制器对人机操作面板、室内温湿度传感器、CO₂浓度传感器、辐射面温度传感器、新风温湿度传感器和送风温湿度传感器的信号进行采集，并对新风机组室内机中的主送风机、旁通送风机、选通阀以及新风机组室外主机中的四通阀和压缩机进行控制，从而实现对新风机组调控系统运行方式的控制。当监测到室外空气的温度高于预设定的夏季运行温度阈值Tw1时，新风机组调控系统运行在夏季工况状态下；当监测到室外空气的温度低于预设定的冬季运行温度阈值Tw2且高于预设定的新风机组运行下限温度值Tw4时，Tw4<Tw2<Tw1，新风机组调控系统运行在冬季工况状态下；当监测到室外空气的温度在夏季运行温度阈值Tw1和冬季运行温度阈值Tw2之间时，新风机组调控运行在过渡季节工况状态下。其中：

新风机组调控系统运行在夏季工况状态下的过程中，当监测到室内空间的湿度高于设定湿度范围的上限值时，控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式；当监测到室内空间的湿度低于设定湿度范围的下限值，或者室内空间的CO₂浓度高于系统预设的CO₂浓度阈值时，控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室内空间的湿度处于设定湿度范围内、且室内空间的CO₂浓度不高于系统预设的CO₂浓度阈值时，控制新风机组调控系统运行于休眠模式；这里，设定湿度范围可以通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定；而系统预设的CO₂浓度阈值，则可以由系统控制程序加以预先设定。这样以来，新风机组调控系统就能够在夏季工况状态下自动调整室内空间的空气湿度和CO₂浓度，直至达到室内空间达到舒适的湿度和CO₂浓度状态后，新风机组调控系统则会自动进入休眠模式，以减少系统能耗。

新风机组调控系统运行在冬季工况状态下的过程中，当监测到室外空气的温度高于设定的辅助加热温度阈值Tw3时，控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室外空气的温度等于或低于设定的辅助加热温度阈值Tw3时，控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式；所述设定的辅助加热温度阈值Tw3通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定，且Tw4<Tw3< Tw2。这样以来，新风机组调控系统能够在冬季工况状态下通过通风或辅助加热而辅助辐射空调系统进行室内空间的温度调节，从而帮助减少辐射空调系统的供热能耗。

新风机组调控系统运行在过渡季节工况状态下的过程中，当监测到室内空间的湿度超出设定湿度范围时，若室外空气的湿度高于设定湿度范围的上限值则控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式，若室外空气的湿度等于或低于设定湿度范围的上限值则控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室内空间的湿度处于设定湿度范围内时，控制新风机组调控系统运行于休眠模式；这里，设定湿度范围可以设定湿度范围通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定；系统预设的CO₂浓度阈值，也可以由系统控制程序加以预先设定。这样以来，新风机组调控系统能够在过渡季节工况状态下直接利用室外空间的新风空气对室内湿度进行辅助调节，且在达到室内空间的舒适湿度状态后，新风机组调控系统则会自动进入休眠模式，以减少系统能耗。

在控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的旁通风道，使得主风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的旁通送风机关闭，控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机启动，并控制新风机组室外主机的四通阀将新风机组室外主机的第二制冷剂连通口与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与室外换热器的第二制冷剂连通端相连通，使得主送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过主风道流向出风口并送入至室内空间，且由压缩机运行带动制冷剂在压缩机、室外换热器、节流阀和室内换热器之间循环流动，使得室内换热器进行制冷，由室内换热器对通过主风道流向室内空间的空气进行降温和除湿。

在控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式时，调节控制器的优选控制方式是，由调节控制器根据室内空间的温度计算出露点温度，且根据辐射板的辐射面温度与所述露点温度的差距来确定送风温度目标值，并根据室内空间的湿度与设定湿度范围上限值的差距来确定送风湿度目标值，再根据室外空气的温度值与所述送风温度目标值的差值以及室外空气的湿度值与所述送风湿度目标值的差值来调控新风机组室外主机中压缩机的运行频率，使得从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温度值和湿度值分别达到所述送风温度目标值和送风湿度目标值。具体实施时，可以直接以辐射板的辐射面温度与所述露点温度的差距值和室内空间的湿度与设定湿度范围上限值的差距值来分别作为送风温度目标值和送风湿度目标值，也可以基于辐射板的辐射面温度与所述露点温度的差距值以及室内空间的湿度与设定湿度范围上限值的差距值进行换算之后来分别确定送风温度目标值和送风湿度目标值。

在控制新风机组调控系统运行于通风模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的主风道，使得旁通风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机关闭，控制新风机组室内机的旁通送风机启动，使得旁通送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过旁通风道流向出风口并送入至室内空间。

在控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的旁通风道，使得主风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的旁通送风机关闭，控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机启动，并控制新风机组室外主机的四通阀将室外换热器的第二制冷剂连通端与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与新风机组室外主机的第二制冷剂连通口相连通，使得主送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过主风道流向出风口并送入至室内空间，且由压缩机运行带动制冷剂在压缩机、室内换热器、节流阀和室外换热器之间循环流动，使得室内换热器进行制热，由室内换热器对通过主风道流向室内空间的空气进行辅助加热。

在控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式时，调节控制器的优选控制方式是，由调节控制器根据室内空间的温度与辅助加热温度阈值Tw3的差距来确定送风温度目标值，再根据室外空气的温度值与所述送风温度目标值的差值来调控新风机组室外主机中压缩机的运行频率，使得从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温度值达到所述送风温度目标值。具体实施时，可以直接以室内空间的温度与辅助加热温度阈值Tw3的差距值来作为送风温度目标值，也可以基于室内空间的温度与辅助加热温度阈值Tw3的差距值进行换算之后来确定送风温度目标值。

在控制新风机组调控系统运行于休眠模式时，是由调节控制器控制新风机组室内机的主送风机、旁通送风机和新风机组室外主机的压缩机均关闭，使其均处于休眠停运状态。

本发明的新风机组调控系统还在室外新风进风口设置有粗效过滤器，去除新风中的颗粒及粉尘，使其尽可能少地残留在风道或进入室内。

此外，由于本发明的新风机组调控系统可以设计有手动控制模式，例如能够通过新风机组调控系统中的人机操作面板向调节控制器发送运行模式控制指令，以指定新风机组调控系统运行于降温除湿模式、辅助加热模式、通风模式或休眠模式，用于满足用户的实际使用需求。

在过渡性季节，则可以使用本发明新风机组调控系统运行在通风模式，使得室外新风无需经过室内换热器制冷或者辅助加热，可直接通过旁通风道进入室内，新风阻力减小，从而可以避免能源的浪费。

此外，本发明的新风机组调控系统由于是与辐射系统配合使用，新风机组风量范围及除湿量范围可根据需要设计，因此既能够设计于适用于小型户式住宅，也能够设计于适合大中型建筑区域。

综上所述可以看到，本发明的新风机组调控系统配合室内空间的辐射空调系统使用，利用新风除湿机组承担新风负荷、湿负荷以及室内部分显热负荷，根据季节要求及室外新风状态的变化，新风机组可以实现过滤、降温除湿、辅助加热、通风等不同功能；例如，在初夏、夏末以及初冬、冬末，机组主要承担新风负荷及部分室内负荷；过渡季节主要实现通风功能，且能够在室外新风湿度较大时进行适当的除湿处理；在冬季主要承担新风负荷或仅实现通风功能。由于在新风机组室内机内部设计了主风道和旁通风道两个送风通道，并通过选通阀进行选通，可自由切换运行在不同的工作模式，并通过调控装置对运行模式的控制，辅助辐射系统对室内空间空气环境进行调节，能够有效提升室内环境舒适度和系统运行的能效比，解决了过渡季节新风输送能效比不足的问题。同时，正是借助新风机组室内机内部设计的主风道和旁通风道，结合其控制方法，可以实现不同的送风模式；例如，室外新风在主送风机的引导下通过主风道进入室内，但通过室内换热器时的阻力较大，风机所需要的压头也较大；而在过渡季节，室外新风无需经过室内换热器进行换热处理，因此室外新风可以在旁通送风机的带动下通过旁通风道进入室内，新风阻力减小，旁通风机的压头降低，即可以使得过渡季节使用小压头风机，减小了能源的浪费。此外，本发明的新风机组调控系统的控制方法，能够根据房间内的温湿度，实时调控新风机组室外机的压缩机频率，及时处理不同情况下的新风状态点，解决房间温湿度不合理以及能源过度消耗等问题；并且，在降温除湿模式下，能够根据辐射板的温度情况，实时调控新风机组的压缩机频率，调节新风除湿量，且单位送风量的除湿量大，可改变室内露点温度，有效解决辐射板表面结露问题。该新风机组调控系统还能够在冬季用于新风送风，并具备对新风的辅助加热功能，其配合辐射空调系统使用，能够有效提高整体的能效比。本发明的新风机组调控系统由于是与辐射系统配合使用，新风机组风量范围及除湿量范围可根据需要设计，因此既能够设计于适用于小型户式住宅，也能够设计于适合大中型建筑区域，具有广阔的市场应用前景。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种适用于辐射空调的新风机组调控系统，用于配合室内空间的辐射空调系统使用，其特征在于，包括新风机组室外主机、新风机组室内机以及调控装置；

所述新风机组室外主机包括压缩机和室外换热器，所述室外换热器的第一制冷剂连通端通过节流阀连通至新风机组室外主机的第一制冷剂连通口，所述室外换热器的第二制冷剂连通端、新风机组室外主机的第二制冷剂连通口以及压缩机的吸气端和排气端分别通过一个四通阀的四个通路端口相连通，从而能够通过所述四通阀的选通，使得新风机组室外主机的第二制冷剂连通口与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与室外换热器的第二制冷剂连通端相连通，或者使得室外换热器的第二制冷剂连通端与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与新风机组室外主机的第二制冷剂连通口相连通；

所述新风机组室内机包括具有中空腔室的室内机壳体，所述室内机壳体设置有用于连通至室外空间的进风口和用于连通至室内空间的出风口，且所述进风口位置处设有粗效过滤器，室内机壳体的中空腔室被分隔为并行连通进风口和出风口的两个送风通道，分别为主风道和旁通风道，所述主风道内沿通道方向布置安装有室内换热器和主送风机，所述室内换热器的第一制冷剂连接端和第二制冷剂连接端分别通过保温管道与新风机组室外主机的第一制冷剂连通口和第二制冷剂连通口相连通，所述旁通风道内安装有旁通送风机，且主风道和旁通风道通过的选通阀连通至室内机壳体的出风口；

所述调控装置包括用于设置在室内空间的人机操作面板、室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器，还包括用于安装在辐射空调系统中辐射板的辐射面上的辐射面温度传感器、安装于室内机壳体进风口位置处的新风温湿度传感器、安装于室内机壳体出风口位置处的送风温湿度传感器以及安装在室内机壳体上的调节控制器，所述人机操作面板、室内温湿度传感器、CO₂浓度传感器、辐射面温度传感器、新风温湿度传感器和送风温湿度传感器分别电连接至所述调节控制器的不同信号输入端，调节控制器分别通过不同的信号控制输出端与新风机组室内机中的主送风机、旁通送风机、选通阀以及新风机组室外主机中的四通阀和压缩机进行电连接。

2.根据权利要求1所述适用于辐射空调的新风机组调控系统，其特征在于，所述新风机组室内机的室内机壳体整体呈横向布置的扁平状，所述主风道和旁通风道横向的并行布置在室内机壳体的中空腔室内。

3.如权利要求1所述新风机组调控系统的控制方法，其特征在于，将所述新风机组调控系统中新风机组室内机的进风口和出风口分别连通至室外空间和室内空间，将新风机组调控系统中的人机操作面板、室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器分别安装设置在室内空间，将辐射面温度传感器安装在辐射空调系统中辐射板的辐射面上；所述新风机组调控系统实时地通过室内温湿度传感器和CO₂浓度传感器对室内温湿度和室内CO₂浓度进行监测，实时地通过辐射面温度传感器对辐射板的辐射面温度进行监测，并实时地通过新风温湿度传感器和送风温湿度传感器对新风机组室内机进风口位置处的室外空气以及从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温湿度进行监测，由调节控制器对人机操作面板、室内温湿度传感器、CO₂浓度传感器、辐射面温度传感器、新风温湿度传感器和送风温湿度传感器的信号进行采集，并对新风机组室内机中的主送风机、旁通送风机、选通阀以及新风机组室外主机中的四通阀和压缩机进行控制，从而实现对新风机组调控系统运行方式的控制；

当监测到室外空气的温度高于预设定的夏季运行温度阈值Tw1时，新风机组调控系统运行在夏季工况状态下；当监测到室外空气的温度低于预设定的冬季运行温度阈值Tw2且高于预设定的新风机组运行下限温度值Tw4时，Tw4<Tw2<Tw1，新风机组调控系统运行在冬季工况状态下；当监测到室外空气的温度在夏季运行温度阈值Tw1和冬季运行温度阈值Tw2之间时，新风机组调控运行在过渡季节工况状态下；

新风机组调控系统运行在夏季工况状态下的过程中，当监测到室内空间的湿度高于设定湿度范围的上限值时，控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式；当监测到室内空间的湿度低于设定湿度范围的下限值，或者室内空间的CO₂浓度高于系统预设的CO₂浓度阈值时，控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室内空间的湿度处于设定湿度范围内、且室内空间的CO₂浓度不高于系统预设的CO₂浓度阈值时，控制新风机组调控系统运行于休眠模式；所述设定湿度范围通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定；

新风机组调控系统运行在冬季工况状态下的过程中，当监测到室外空气的温度高于设定的辅助加热温度阈值Tw3时，控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室外空气的温度等于或低于设定的辅助加热温度阈值Tw3时，控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式；所述设定的辅助加热温度阈值Tw3通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定，且Tw4<Tw3< Tw2；

新风机组调控系统运行在过渡季节工况状态下的过程中，当监测到室内空间的湿度超出设定湿度范围时，若室外空气的湿度高于设定湿度范围的上限值则控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式，若室外空气的湿度等于或低于设定湿度范围的上限值则控制新风机组调控系统运行于通风模式；当监测到室内空间的湿度处于设定湿度范围内时，控制新风机组调控系统运行于休眠模式；所述设定湿度范围通过人机操作面板进行系统运行参数的设定输入后传输至调节控制器而得以确定；

在控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的旁通风道，使得主风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的旁通送风机关闭，控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机启动，并控制新风机组室外主机的四通阀将新风机组室外主机的第二制冷剂连通口与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与室外换热器的第二制冷剂连通端相连通，使得主送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过主风道流向出风口并送入至室内空间，且由压缩机运行带动制冷剂在压缩机、室外换热器、节流阀和室内换热器之间循环流动，使得室内换热器进行制冷，由室内换热器对通过主风道流向室内空间的空气进行降温和除湿；

在控制新风机组调控系统运行于通风模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的主风道，使得旁通风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机关闭，控制新风机组室内机的旁通送风机启动，使得旁通送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过旁通风道流向出风口并送入至室内空间；

在控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式时，是由调节控制器控制选通阀阻断室内机壳体内的旁通风道，使得主风道连通至室内机壳体的出风口，并控制新风机组室内机的旁通送风机关闭，控制新风机组室内机的主送风机和新风机组室外主机的压缩机启动，并控制新风机组室外主机的四通阀将室外换热器的第二制冷剂连通端与压缩机的吸气端相连通、压缩机的排气端与新风机组室外主机的第二制冷剂连通口相连通，使得主送风机带动从新风机组室内机的进风口进入的室外空气通过主风道流向出风口并送入至室内空间，且由压缩机运行带动制冷剂在压缩机、室内换热器、节流阀和室外换热器之间循环流动，使得室内换热器进行制热，由室内换热器对通过主风道流向室内空间的空气进行辅助加热；

在控制新风机组调控系统运行于休眠模式时，是由调节控制器控制新风机组室内机的主送风机、旁通送风机和新风机组室外主机的压缩机均关闭，使其均处于休眠停运状态。

4.根据权利要求3所述新风机组调控系统的控制方法，其特征在于，在控制新风机组调控系统运行于降温除湿模式时，由调节控制器根据室内空间的温度计算出露点温度，且根据辐射板的辐射面温度与所述露点温度的差距来确定送风温度目标值，并根据室内空间的湿度与设定湿度范围上限值的差距来确定送风湿度目标值，再根据室外空气的温度值与所述送风温度目标值的差值以及室外空气的湿度值与所述送风湿度目标值的差值来调控新风机组室外主机中压缩机的运行频率，使得从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温度值和湿度值分别达到所述送风温度目标值和送风湿度目标值。

5.根据权利要求3所述新风机组调控系统的控制方法，其特征在于，在控制新风机组调控系统运行于辅助加热模式时，由调节控制器根据室内空间的温度与辅助加热温度阈值Tw3的差距来确定送风温度目标值，再根据室外空气的温度值与所述送风温度目标值的差值来调控新风机组室外主机中压缩机的运行频率，使得从新风机组室内机的出风口通向室内空间的送风气流的温度值达到所述送风温度目标值。

6.根据权利要求3所述新风机组调控系统的控制方法，其特征在于，还能够通过新风机组调控系统中的人机操作面板向调节控制器发送运行模式控制指令，以指定新风机组调控系统运行于降温除湿模式、辅助加热模式、通风模式或休眠模式。

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