CN107525235A - 中庭及周边区域空调末端智能控制方法 - Google Patents

中庭及周边区域空调末端智能控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中庭及周边区域空调末端智能控制方法，根据不同楼层所需要的新风量建立新风控制目标和排风控制目标，从而根据新风控制目标和排风控制目标协同控制中庭及周边区域的空调设备，对新风量与排风量重新进行匹配，从而控制整体气流，利用新风和排风的压力流抵消原本空气的重力流的影响，从而能够打乱不同楼层间的温度分层，减小不同楼层间的温度差异，从而减少中庭及周边区域的空调能耗。

Description

中庭及周边区域空调末端智能控制方法
技术领域
本发明涉及空调末端控制领域，尤其是一种中庭及周边区域空调末端智能控制方法。
背景技术
中庭是在大型建筑中常见的一种形式，有着或光彩夺目、或身处自然的建筑效果，也能给身处其中的人们带来明朗舒适的感受；但中庭高大复杂的空间却给周边空调环境带来了不小的麻烦。
空气对流是基本的热传导方式，较热的空气由于密度较低，会经由中庭上升到上方楼层，造成上方楼层温度较高，而下方的楼层则会因为较冷空气的下沉而温度较低；与中庭相通的周边区域都存在这个问题。
目前舒适性空调末端设备的自动控制一般采用单个设备根据其使用环境进行闭环控制，从设备的选择到控制方案都是根据设备供应的固定区域设计的；区域的温度仅通过水阀控制，新风量和排风量采用最大、最小或人工控制；有的用户使用中庭顶部排风来解决夏季上方楼层过热的问题。但在实际项目中并没有将整个中庭及周边区域的空调进行协同控制的先例。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种中庭及周边区域空调末端智能控制方法，通过协同控制中庭及周边区域的空调设备，减小中庭不同楼层间的温度差异，从而减少中庭及周边区域的空调能耗。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
中庭及周边区域空调末端智能控制方法，包括以下步骤：
A、核算及调试顶层、底层的最大新风量以及中间楼层需要的最小新风量，建立新风控制目标和排风控制目标；
B、对中庭及周边区域的空调设备进行协同控制，根据新风控制目标和排风控制目标调试新风量与排风量的匹配关系；
C、锁定新风系统与排风系统的风阀及变频器的调节范围；
D、调试季节模式下的设备运行状态、正压和负压情况，以及测量中庭和周边区域的风量；
E、根据新风的温度，进行新风量的控温以及水阀的控制；
F、联合调试，实现整体控制。
进一步，步骤C中，新风系统与排风系统的风阀及变频器的调节范围，分别以变频功率和风阀开度的上、下限作为调节范围的初始值。
进一步，步骤D中的季节模式为夏季制冷模式时，底层的新风系统在变频功率和风阀开度的上限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的下限运行；顶层的新风系统在变频功率和风阀开度的下限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的上限运行；中间楼层使用制冷状态下限运行。
进一步，步骤D中的季节模式为冬季采暖模式时，底层的新风系统在变频功率和风阀开度的下限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的上限运行；顶层的新风系统在变频功率和风阀开度的上限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的下限运行；中间楼层使用采暖状态下限运行。
进一步，步骤E中进行新风量的控温以及水阀的控制，水阀保持最大开度，通过PID或差值法调整控制输出值来控制新风的温度。
进一步，步骤F中联合调试，实现整体控制，包括楼层间的协调控制，包括以下步骤：
A1、进行新风量的控温；
B1、将当前楼层的实际风量与需求风量之间的差值进行集算，把得到的风量差值分时传给上一个楼层；
C2、收到相邻楼层传来的风量差值后，在基本控制风量中加上风量差值，并折算为最终控制值。
本发明的有益效果是：中庭及周边区域空调末端智能控制方法，根据不同楼层所需要的新风量建立新风控制目标和排风控制目标，从而根据新风控制目标和排风控制目标协同控制中庭及周边区域的空调设备，对新风量与排风量重新进行匹配，从而控制整体气流，利用新风和排风的压力流抵消原本空气的重力流的影响，从而能够打乱不同楼层间的温度分层，减小不同楼层间的温度差异，从而减少中庭及周边区域的空调能耗。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的智能控制方法的流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明的中庭及周边区域空调末端智能控制方法，包括以下步骤：
A、核算及调试顶层、底层的最大新风量以及中间楼层需要的最小新风量，建立新风控制目标和排风控制目标；
B、对中庭及周边区域的空调设备进行协同控制，根据新风控制目标和排风控制目标调试新风量与排风量的匹配关系；
C、锁定新风系统与排风系统的风阀及变频器的调节范围；
D、调试季节模式下的设备运行状态、正压和负压情况，以及测量中庭和周边区域的风量；
E、根据新风的温度，进行新风量的控温以及水阀的控制；
F、联合调试，实现整体控制。
本发明的中庭及周边区域空调末端智能控制方法中，根据不同楼层所需要的新风量建立新风控制目标和排风控制目标，从而根据新风控制目标和排风控制目标协同控制中庭及周边区域的空调设备，对新风量与排风量重新进行匹配，从而控制整体气流，利用新风和排风的压力流抵消原本空气的重力流的影响，从而能够打乱不同楼层间的温度分层，减小不同楼层间的温度差异，从而减少中庭及周边区域的空调能耗。
根据不同楼层所需要的新风量建立新风控制目标和排风控制目标，从而协同控制中庭及周边区域的空调设备，对新风量与排风量重新进行匹配，获得优化后的新风楼层分布和排风楼层分布，利用本发明的智能控制方法得到的优化后的新风楼层分布和排风楼层分布，与传统新风楼层分布和排风楼层分布的对比示例如下表1和表2所示：
表1制冷新、排风对比示例
传统新风分布 传统排风分布 优化新风分布 优化排风分布
6层 占全楼28％ 占全楼35％ 占全楼13％ 占全楼51％
5层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％
4层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％
3层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％
2层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼20％ 占全楼5％
1层 占全楼20％ 占全楼13％ 占全楼28％ 占全楼5％
表1采暖新、排风对比示例
传统新风分布 传统排风分布 优化新风分布 优化排风分布
6层 占全楼28％ 占全楼35％ 占全楼28％ 占全楼15％
5层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼20％ 占全楼15％
4层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼10％
3层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼10％
2层 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼10％
1层 占全楼20％ 占全楼13％ 占全楼13％ 占全楼40％
其中，步骤C中，新风系统与排风系统的风阀及变频器的调节范围，分别以变频功率和风阀开度的上、下限作为调节范围的初始值。具体地，除了以变频功率和风阀开度的上、下限作为初始值对中庭及周边区域空调末端进行调试之外，还需要对每台设备的风量的风速进行检测，并用之作为调试依据。在建立新风控制目标和排风控制目标后，调查核算空调新风设备及排风设备的参数，核算每台设备相应检测点的风量，并检测对应检测点的风量的风速，接着根据核算后的风量查询变频器的变频功率和风阀的阀门开度曲线，用以作为初始的控制目标。
其中，步骤D中的季节模式为夏季制冷模式时，底层的新风系统在变频功率和风阀开度的上限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的下限运行；顶层的新风系统在变频功率和风阀开度的下限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的上限运行；中间楼层使用制冷状态下限运行。具体地，新风系统和排风系统在进行工作时，根据检测点的风量的风速监测值，对设定的变频功率和风阀开度的下限值进行修正。如果底层新风量已经达到设备正常运行的最大值时，在中间楼层由下至上增加制冷状态下的新风系统运行下限。同理，由顶层向下逐渐减小制冷状态下的排风系统运行下限。为避免新风温度过高，调试完成后的新风量需要比空调设计的最小要求量大一定的比例。如果上限参数接近设备的最大值，则需要通过增加中间楼层的最大新风量来增加整体的新风量；如果设备的冗余很充分，则可以按空调设计的最小要求量。
其中，步骤D中的季节模式为冬季采暖模式时，底层的新风系统在变频功率和风阀开度的下限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的上限运行；顶层的新风系统在变频功率和风阀开度的上限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的下限运行；中间楼层使用采暖状态下限运行。具体地，新风系统和排风系统在进行工作时，根据检测点的风量的风速监测值，对设定的变频功率和风阀开度的下限值进行修正。如果顶层新风量已经达到设备正常运行的最大值时，在中间楼层由上至下增加采暖状态下的新风系统运行下限。同理，由顶层向下逐渐增加采暖状态下的排风系统运行下限。
其中，对检测点的风量进行测定时，首先，在系统中填入设备在上限运行时的检测点风速以及对应的风量，检测点风速以及对应的风量可通过查表、测量或计算等方式获得，再将设备在下限运行时的风速填入系统，在进入调试模式时，依次填入相应的风速，这样就建立好了一个设备的风量模型。
其中，步骤E中进行新风量的控温以及水阀的控制，水阀保持最大开度，通过PID或差值法调整控制输出值来控制新风的温度。具体地，在最热的时候可能会出现上限风量的新风温度过高的情况，因此需要对新风量进行控温及调整水阀从而对温度进行控制。在水阀全开的前提下，当排风温度高于设定温度并且维持一定时间时，就会触发新风量的控温；而当排风温度不高于设定温度并且排风量达到上限时，就退出新风量控温状态。
其中，步骤F中联合调试，实现整体控制，包括楼层间的协调控制，包括以下步骤：
A1、进行新风量的控温；
B1、将当前楼层的实际风量与需求风量之间的差值进行集算，把得到的风量差值分时传给上一个楼层；
C1、收到相邻楼层传来的风量差值后，在基本控制风量中加上风量差值，并折算为最终控制值；
具体地，在新风量控温状态下，将当前楼层的实际风量与需求风量之间的差值进行集算，把得到的风量差值分时传给上一个楼层，比如把2分钟内的集算值从当前楼层传给上一个楼层，经过2分钟后再传一次集算值，如此循环，当收到相邻楼层传来的风量差值后，在基本控制风量中加上风量差值，即可折算为最终控制值。当实际输出的风量不满足最终控制值时，再次按照之前的方向传递风量差值，从而得到最新的最终控制值，并再次与实际的输出风量进行比较。当退出新风量控温状态时，不管实际是否存在风量差值，该风量差值的参数都会变为0。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.中庭及周边区域空调末端智能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、核算及调试顶层、底层的最大新风量以及中间楼层需要的最小新风量，建立新风控制目标和排风控制目标；
B、对中庭及周边区域的空调设备进行协同控制，根据新风控制目标和排风控制目标调试新风量与排风量的匹配关系；
C、锁定新风系统与排风系统的风阀及变频器的调节范围；
D、调试季节模式下的设备运行状态、正压和负压情况，以及测量中庭和周边区域的风量；
E、根据新风的温度，进行新风量的控温以及水阀的控制；
F、联合调试，实现整体控制。
2.根据权利要求1所述的中庭及周边区域空调末端智能控制方法，其特征在于：所述步骤C中，新风系统与排风系统的风阀及变频器的调节范围，分别以变频功率和风阀开度的上、下限作为调节范围的初始值。
3.根据权利要求2所述的中庭及周边区域空调末端智能控制方法，其特征在于：所述步骤D中的季节模式为夏季制冷模式时，底层的新风系统在变频功率和风阀开度的上限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的下限运行；顶层的新风系统在变频功率和风阀开度的下限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的上限运行；中间楼层使用制冷状态下限运行。
4.根据权利要求2所述的中庭及周边区域空调末端智能控制方法，其特征在于：所述步骤D中的季节模式为冬季采暖模式时，底层的新风系统在变频功率和风阀开度的下限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的上限运行；顶层的新风系统在变频功率和风阀开度的上限运行，排风系统在变频功率和风阀开度的下限运行；中间楼层使用采暖状态下限运行。
5.根据权利要求1所述的中庭及周边区域空调末端智能控制方法，其特征在于：所述步骤E中进行新风量的控温以及水阀的控制，水阀保持最大开度，通过PID或差值法调整控制输出值来控制新风的温度。
6.根据权利要求5所述的中庭及周边区域空调末端智能控制方法，其特征在于：所述步骤F中联合调试，实现整体控制，包括楼层间的协调控制，包括以下步骤：
A1、进行新风量的控温；
B1、将当前楼层的实际风量与需求风量之间的差值进行集算，把得到的风量差值分时传给上一个楼层；
C1、收到相邻楼层传来的风量差值后，在基本控制风量中加上风量差值，并折算为最终控制值。
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