CN110173829A - 大空间建筑空气环境分区域智能控制系统及控制方法 - Google Patents

大空间建筑空气环境分区域智能控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

大空间建筑空气环境分区域智能控制系统，包括控制器、温湿度传感器、定风量中央空调及可变风量中央空调。一种大空间建筑空气环境控制方法，步骤如下：S1，将大空间建筑内部平均划分为若干个区域，每个区域对应的顶部均布若干个普通风口和若干个动态风口；S2，在每个区域内安装温湿度传感器，控制器根据温湿度传感器的检测数据分别控制该区域内的普通风口和动态风口的运行状态。本发明针对大空间建筑内部的不同区域对负荷要求的不同，及区域负荷实时变化的情况，采用定风量中央空调系统及可调控空调系统相结合的方式，对大空间建筑内的空气环境分区域进行调控。

Description

大空间建筑空气环境分区域智能控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及室内空调控制领域，特别是一种大空间建筑空气环境分区域智能控制系统及控制方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对大空间建筑内空气环境的品质要求越来越高，一方面要求大空间建筑内的空气环境适宜办公、生活和生产，另一方面需要符合高效节能、建设绿色建筑的社会环境要求。
现有对大空间建筑内的空气环境多采用设置中央空调进行改善，通常根据大空间建筑的最大负荷来设置中央空调末端及风口的工作参数，大空间建筑的最大负荷为各区域同一时间段的最大负荷之和。举例说明：某大空间建筑内分为1号区域和2号区域，1号区域和2号区域和工作时段均为8-11点。8-9点时段内，1号区域和2号区域的最大负荷分别为1kw和2kw，该时段的叠加最大负荷即为3kw。9-10点时段内，1号区域和2号区域的最大负荷分别为2kw和3kw，该时段的叠加最大负荷即为5kw。10-11点时段内，1号区域和2号区域的最大负荷分别为9kw和3kw，该时段的叠加最大负荷即为12kw。即将12kw为该大空间建筑的最大负荷，以此来设置中央空调末端及风口的工作参数。
然而，当大空间建筑内由于室内人员变化或生产中的柔性生产等引起室内空气品质需求变化时(例如在民用大空间建筑中由于人员流动或不同类型商铺排出热量不同等，某些区域内的负荷发生实时变化，即人员较多的地方温度高或大商场内火锅店饭店区域内的温湿度高；或者在工业生产大空间建筑中由于生产线开启程度和生产线生产工艺不同引起某个区域内温湿度负荷不同或实时变化等)，现有的中央空调系统的调节方式无法满足上述大空间建筑内对不同区域负荷变化的要求，且也难以实现针对性地对某些单个区域进行精确控制，从而导致能源上的浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种大空间建筑空气环境分区域智能控制系统及控制方法，它解决了现有的中央空调系统的调节方式无法满足大空间建筑内对不同区域负荷变化的要求，且也难以实现针对性地对某些单个区域进行精确控制，从而导致能源上的浪费的问题。
本发明的技术方案是：大空间建筑空气环境分区域智能控制系统，包括控制器、温湿度传感器、定风量中央空调系统及可调控空调系统；温湿度传感器与控制器的信号输出端口电连接或通信方式连接，定风量中央空调系统与可调控空调系统分别与控制器的信号输入端口电连接或通信方式连接。
本发明进一步的技术方案是：定风量中央空调系统包括有普通风口，温度与风量可调控空调系统包括动态风口。
本发明的技术方案是：一种大空间建筑空气环境控制方法，应用于上述的大空间建筑空气环境分区域智能控制系统，步骤如下：
S1，将大空间建筑内部平均划分为若干个区域，每个区域对应的顶部均布若干个普通风口和若干个动态风口；其中，区域内的普通风口满足该区域的基本负荷，区域内的动态风口承担区域内超出基本负荷的部分或辅助承担相邻区域超出基本负荷的部分；
本步骤中，基本负荷为区域内最大负荷的50%-80%；举例说明：某区域的工作时间段为8-12点，8-9点时段的最大负荷为1kw，9-10点时段的最大负荷为2kw，10-11点时段的最大负荷为3kw，11-12点时段的最大负荷为4kw，即该区域内的最大负荷为4kw，基本负荷则设定为2-3.2kw；
本步骤中，普通风口安装在大空间建筑内人员分布固定或负荷分布固定的位置；动态风口的安装在负荷分布随机的区域；
S2，在每个区域内安装温湿度传感器，温湿度传感器实时检测区域内的温湿度，并将检测数据传输至控制器，控制器根据温湿度传感器的检测数据分别控制该区域内的普通风口和动态风口的运行状态；
普通风口的运行规则如下：
a，当某区域的温湿度达标时，则该区域内的普通风口为最小能耗工作状态；
b，若某区域内的温湿度未达标，则该区域内的普通风口以正常设定的工作模式运行；
动态风口的运行规则如下：
a，当某区域的温湿度达标，且相邻区域的温湿度也达标时，该区域内的动态风口为关闭状态；
b，若某区域内的温湿度未达标，则该区域内的动态风口以正常设定的工作模式运行，且出风方向竖直朝向下方；
c，当某区域内的温湿度达标，且相邻区域的温湿度未达标时，则该区域内的动态风口调整出风方向朝向未达标的区域，并以正常设定的工作模式运行。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、针对大空间建筑内部的不同区域对负荷要求的不同，及区域负荷实时变化的情况，采用定风量中央空调系统及可调控空调系统相结合的方式，对大空间建筑内的空气环境分区域进行调控；其中，可调控空调系统的动态风口的送风方向、新风量、出风温度及出风湿度均可根据当下实际符合情况自动调节，既能承担所在区域内的负荷，也能通过自动调节出风方向的方式辅助承担相邻区域的负荷。
2、相比现有的仅采用定风量中央空调调控大空间建筑空气环境的方式更节约能耗，能做到对大空间建筑内特定区域的空气环境精确控制，从而能更大程度上抵消大空间建筑内部空间的局部负荷变化，使人员在大空间建筑内部空间的各处均具有更好的热舒适性。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为普通风口和可变风量风口在大空间建筑内天花板上的布置方式示意图；
图3为普通风口的运行流程图；
图4为动态风口的运行流程图。
具体实施方式
实施例1：
如图1-2所示，大空间建筑空气环境分区域智能控制系统，包括控制器1、温湿度传感器2、定风量中央空调系统3及可调控空调系统4。
温湿度传感器2与控制器1的信号输出端口电连接或通信方式连接，定风量中央空调系统3及可调控空调系统4分别与控制器1的信号输入端口电连接或通信方式连接。定风量中央空调系统3包括有普通风口31，可调控空调系统4包括有动态风口41。
优选，控制器1为STM32系列单片机。
优选，可调控空调系统4为VRV空调系统。
大空间建筑空气环境分区域智能控制系统中，定风量中央空调系统3承担大空间建筑基本负荷(基本负荷的定义参见下文）。可调控空调系统4承担超出基本负荷的部分，其通过控制某区域的动态风口41的运行状态，从而调节该区域或相邻区域的空气环境。
简述使用本发明控制大空间建筑空气环境的方法：
S1，将大空间建筑内部平均划分为若干个区域，每个区域对应的顶部均布若干个普通风口31和若干个动态风口41；其中，区域内的普通风口31满足该区域的基本负荷，区域内的动态风口41承担区域内超出基本负荷的部分或辅助承担相邻区域超出基本负荷的部分；
本步骤中，基本负荷为区域内最大负荷的50%-80%；举例说明：某区域的工作时间段为8-12点，8-9点时段的最大负荷为1kw，9-10点时段的最大负荷为2kw，10-11点时段的最大负荷为3kw，11-12点时段的最大负荷为4kw，即该区域内的最大负荷为4kw，基本负荷则设定为2-3.2kw；
本步骤中，普通风口31安装在大空间建筑内人员分布固定或负荷分布固定的位置(例如商场前台接待区、柜台服务区或车间固定操作平台)；动态风口41的安装在负荷分布随机的区域(例如商场大厅、走廊或餐厅用餐区)。
S2，在每个区域内安装温湿度传感器2，温湿度传感器2实时检测区域内的温湿度，并将检测数据传输至控制器1，控制器1根据温湿度传感器2的检测数据分别控制该区域内的普通风口31和动态风口41的运行状态。
普通风口31的运行规则如下：
a，当某区域的温湿度达标时，则该区域内的普通风口31为最小能耗工作状态；
b，若某区域内的温湿度未达标，则该区域内的普通风口31以正常设定的工作模式(其具体参数根据建筑类型和区域要求按规范设定)运行。
动态风口41的运行规则如下：
a，当某区域的温湿度达标，且相邻区域的温湿度也达标时，该区域内的动态风口41为关闭状态；
b，若某区域内的温湿度未达标，则该区域内的动态风口41以正常设定的工作模式(其具体参数根据建筑类型和区域要求按规范设定)运行，且出风方向竖直朝向下方；
c，当某区域内的温湿度达标，且相邻区域的温湿度未达标时，则该区域内的动态风口41调整出风方向朝向未达标的区域，并以正常设定的工作模式运行。

Claims (3)

1.大空间建筑空气环境分区域智能控制系统，其特征是：包括控制器、温湿度传感器、定风量中央空调及可变风量中央空调；温湿度传感器与控制器的信号输出端口电连接或通信方式连接，定风量中央空调及可变风量中央空调分别与控制器的信号输入端口电连接或通信方式连接。
2.如权利要求1所述的大空间建筑空气环境分区域智能控制系统，其特征是：定风量中央空调包括有定分量风口，可变风量中央空调包括动态风口。
3.一种大空间建筑空气环境控制方法，应用于权利要求1或2所述的大空间建筑空气环境分区域智能控制系统，其特征是，步骤如下：
S1，将大空间建筑内部平均划分为若干个区域，每个区域对应的顶部均布若干个普通风口和若干个动态风口；其中，区域内的普通风口满足该区域的基本负荷，区域内的动态风口承担区域内超出基本负荷的部分或辅助承担相邻区域超出基本负荷的部分；
本步骤中，基本负荷为区域内最大负荷的50%-80%；举例说明：某区域的工作时间段为8-12点，8-9点时段的最大负荷为1kw，9-10点时段的最大负荷为2kw，10-11点时段的最大负荷为3kw，11-12点时段的最大负荷为4kw，即该区域内的最大负荷为4kw，基本负荷则设定为2-3.2kw；
本步骤中，普通风口安装在大空间建筑内人员分布固定或负荷分布固定的位置；动态风口的安装在负荷分布随机的区域；
S2，在每个区域内安装温湿度传感器，温湿度传感器实时检测区域内的温湿度，并将检测数据传输至控制器，控制器根据温湿度传感器的检测数据分别控制该区域内的普通风口和动态风口的运行状态；
普通风口的运行规则如下：
a，当某区域的温湿度达标时，则该区域内的普通风口为最小能耗工作状态；
b，若某区域内的温湿度未达标，则该区域内的普通风口以正常设定的工作模式运行；
动态风口的运行规则如下：
a，当某区域的温湿度达标，且相邻区域的温湿度也达标时，该区域内的动态风口为关闭状态；
b，若某区域内的温湿度未达标，则该区域内的动态风口以正常设定的工作模式运行，且出风方向竖直朝向下方；
c，当某区域内的温湿度达标，且相邻区域的温湿度未达标时，则该区域内的动态风口调整出风方向朝向未达标的区域，并以正常设定的工作模式运行。
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