CN112361560A - 一种地下空间防结露控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种地下空间防结露控制系统及其控制方法，涉及空调通风技术领域。本发明系统包括依次连接的数据采集和处理模块、模式选择模块以及模式执行模块，模式库模块连接到模式选择模块。数据采集和处理模块，采集和处理当前数据，或者从历史数据库获得历史数据。模式选择模块，根据当前数据和历史数据，分析计算确定当前应采用的运行模式。所述模式是指同一时段，多个设备分别执行不同动作的组合。模式库模块，存储供选择的模式及模式动作表。模式执行模块，根据选择的模式及模式动作表，向各控制设备发出动作指令。本发明能够充分利用现有空调通风系统，减轻或防止地下空间壁面结露，即节省了重新购置设备的成本，还能减小能源消耗。

Description

一种地下空间防结露控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调通风技术领域，特别是能够防止地下空间壁面结露的控制系统及控制方法。

背景技术

因为地铁、地下室、地下商业街等地下建筑被地层所包围，其壁面（包括墙面、地面、设备表面等）温度变化比较缓慢。每年冬季过后，随着室外气温整体上不断升高，地下壁面温度也会升高，但比较缓慢。而春季到夏季期间时常会出现室外气温和湿度急剧上升的情况，此时高温潮湿的室外空气通过出入口及通风空调系统大量进入室内，导致室内空气露点高于壁面温度，从而出现壁面结露现象。壁面结露对人员和设备的安全均有一定的威胁，因此应尽量避免。

现有技术中，防止结露的方法，通常是采用专用除湿机，或启动制冷机产生低温冷冻水，通过空调系统表冷器实现冷凝除湿。但一方面购置专用除湿机成本较高，另一方面除湿机和制冷机的运行能耗较大，还有些地下建筑没有制冷机，或者夏季之前制冷系统尚未做好运行准备。因此在很多情况下，事实上并未采取任何措施，只能放任结露的发生。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种地下空间防结露控制系统及其控制方法。它能够充分利用现有空调通风系统，减轻或防止地下空间壁面结露，即节省了重新购置设备的成本，还能减小能源消耗。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种地下空间防结露控制系统，其结构特点是，它包括依次连接的数据采集和处理模块、模式选择模块以及模式执行模块，模式库模块连接到模式选择模块。

数据采集和处理模块，采集和处理当前数据，或者从历史数据库获得历史数据。

模式选择模块，根据当前数据和历史数据，分析计算确定当前应采用的运行模式。所述模式是指同一时段，多个设备分别执行不同动作的组合。

模式库模块，存储供选择的模式及模式动作表。

模式执行模块，根据选择的模式及模式动作表，向各控制设备发出动作指令。

在上述地下空间防结露控制系统中，模式库模块中的模式包括：

S1、除湿模式，启动除湿设备，对地下空间的室内空气进行除湿；

S2、封闭模式，关闭室内与室外各种通道，减少与室外的空气交换；

S3、升温模式，将室外空气引入室内，使室内温度升高。

在上述地下空间防结露控制系统中，所述模式选择模块输入的当前数据包括下列数据的一种或者多种：当前室内壁面温度，当前室内壁面是否结露，当前室内空气温湿度、露点温度，当前外部空气温湿度、露点温度，当前制冷机是否可以使用。

如上所述地下空间防结露控制系统的控制方法，包括下列步骤：

1）判断是否已经结露；

2.1）如果已经结露，则判断制冷机是否可以使用。如果制冷机可以使用，则选择除湿模式，否则选择封闭模式；

2.2）如果尚未结露，则判断当前是否处于易结露时期；

2.2.1）如果不处于易结露时期，由正常的控制流程执行其他正常模式；

2.2.2）如果处于易结露时期，则对室内外气温、壁面温度和露点温度进行判断；如果室外露点>室内壁面温度，或室外温度<室内温度，则执行封闭模式，否则执行升温模式。

在上述控制方法中，所述判断是否已经结露，根据结露传感器提供的数据，或者根据壁面温度及室内空气露点温度的高低进行判断。

在上述控制方法中，所述判断是否处于易结露时期，根据设定日期或季节，或者根据历史数据进行机器学习。

在上述控制方法中，所述易结露时期是指同时满足以下条件的时期：月份在3-7月，室外日平均温度大于10摄氏度，制冷机组不能运行。

在上述控制方法中，所述判断冷机不可以使用的原因包括，未设冷机，或冷机损坏，或制冷及空调系统其他设备故障导致无法制冷，或制冷系统的运行条件尚未完全具备。

本发明由于采用了上述结构和方法，充分利用现有空调通风系统，避免了购置新设备的成本，而且节省了能源消耗。使用本发明能有效减轻或防止地下空间壁面结露的问题，保证设备和人员的安全。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1为本发明系统的结构及流程示意图；

图2为本发明模式选择方法流程图；

图3为本发明实施例中的典型一次回风空调系统图。

具体实施方式

参见图1，本发明地下空间防结露控制系统，包括依次连接的数据采集和处理模块1、模式选择模块2以及模式执行模块3，模式库4连接到模式选择模块2。

数据采集和处理模块1，采集和处理当前数据，或者从历史数据库获得历史数据。

模式选择模块2，根据当前数据和历史数据，分析计算确定当前应采用的运行模式。模式是指同一时段，多个设备分别执行不同动作的组合。模式选择模块输入的当前数据包括下列数据的一种或者多种：当前室内壁面温度，当前室内壁面是否结露，当前室内空气温湿度、露点温度，当前外部空气温湿度、露点温度，当前制冷机是否可以使用等等。

模式库模块4，存储供选择的模式及模式动作表。模式包括：

S1、除湿模式，启动除湿设备，对地下空间的室内空气进行除湿；

S2、封闭模式，关闭室内与室外各种通道，减少与室外的空气交换；

S3、升温模式，将室外空气引入室内，使室内温度升高。还可以包括打开其他室内设备，以提升室内的发热量，使得室内升温效果更好。其他室内设备包括空调通风设备和非空调通风设备，比如照明设备、电扶梯设备等。

模式执行模块3，根据选择的模式及模式动作表，向各控制设备发出动作指令，使各控制设备按模式预定的动作运行。

参见图2，本发明系统的控制方法包括：

1）首先判断是否已经结露。可以根据结露传感器提供的数据，也可以根据壁面温度及室内空气露点温度的高低进行判断，或者其他判断结露的方法。如果没有结露传感器或壁面温度传感器，还可以根据经验或者用人工智能算法对壁面温度进行估算。只要壁面温度低于室内空气的露点温度，就可以判断为已经结露。

2.1）如果已经结露，则判断制冷机是否可以使用。如果制冷机可以使用，则选择除湿模式，否则选择封闭模式。冷机不可以使用的原因，可以是未设冷机，或冷机损坏，或制冷及空调系统其他设备故障导致无法制冷，或制冷系统的运行条件尚未完全具备，或其他导致无法进行制冷的原因。

2.2）如果尚未结露，则判断当前是否处于易结露时期。采用的方法为，设定日期或季节，或根据历史数据用人工智能算法进行计算，或其他方法。易结露时期是同时满足以下条件：月份在3-7月，室外日平均温度大于10摄氏度，没有制冷机或制冷机组不能运行。

2.2.1）如果不处于易结露时期，则无需防结露运行，由正常的控制流程执行其他正常模式。

2.2.2）如果处于易结露时期，则对室内外气温、壁面温度和露点温度进行判断。如果室外露点>室内壁面温度，或室外温度<室内温度，则执行封闭模式。否则执行升温模式。

参见图3，一次回风空调系统，地铁、办公建筑、地下室等常见的地下空间所设置的中央空调系统一般均采用这种形式。

本发明所述的模式是指在同一时间，空调系统的多个设备分别执行不同动作的组合。这些动作组合可以用表格的形式来表示，以图3所示空调系统为例，一种典型的模式动作方案如下表：

空调机组

回排风机

新风阀

回风阀

排风阀

送风阀

冷冻水阀

除湿模式

O

O

O

O

X

O

O

封闭模式

--

--

X

O

X

O

X

升温模式

O

O

O

X

O

O

X

注：O表示设备运行，阀门开启；X表示设备停止，阀门关闭；--表示运行、停止均可

除湿模式时，开启冷冻水阀，利用空调机组的表冷器进行除湿。

封闭模式时，不用关闭新风阀和排风阀，减少外部空气进入。

升温模式时，关闭回风阀，尽量多的引入外部的热空气。

本领域技术人员可以根据系统情况和实际使用效果，对模式动作进行调整，以获得更好的效果。

其他形式的空调系统，其相关模式也与此模式表类似，本领域技术人员可以根据具体的系统形式对模式动作略作修改即可。

如果条件较好，例如空调机组和回排风机配置了变频器，风阀配置了可开度调节的执行器，那么还可以在模式的基础上，对风机频率和阀门开度进行调节，以获得更好的效果。例如在除湿模式下，风机采用较低的运行频率，新风阀的开度较小，冷冻水阀开到最大，可以获得更好的除湿效果。

Claims (8)

1.一种地下空间防结露控制系统，其特征在于，它包括依次连接的数据采集和处理模块（1）、模式选择模块（2）以及模式执行模块（3），模式库模块（4）连接到模式选择模块（2）；

数据采集和处理模块（1），采集和处理当前数据，或者从历史数据库获得历史数据；

模式选择模块（2），根据当前数据和历史数据，分析计算确定当前应采用的运行模式；所述模式是指同一时段，多个设备分别执行不同动作的组合；

模式库模块（4），存储供选择的模式及模式动作表；

模式执行模块（3），根据选择的模式及模式动作表，向各控制设备发出动作指令。

2.根据权利要求1所述地下空间防结露控制系统，其特征在于，模式库模块中的模式包括：

S1、除湿模式，启动除湿设备，对地下空间的室内空气进行除湿；

S2、封闭模式，关闭室内与室外各种通道，减少与室外的空气交换；

S3、升温模式，将室外空气引入室内，使室内温度升高。

3.根据权利要求1或2所述地下空间防结露控制系统，其特征在于，所述模式选择模块输入的当前数据包括下列数据的一种或者多种：当前室内壁面温度，当前室内壁面是否结露，当前室内空气温湿度、露点温度，当前外部空气温湿度、露点温度，当前制冷机是否可以使用。

4.如权利要求3所述地下空间防结露控制系统的控制方法，包括下列步骤：

1）判断是否已经结露；

2.1）如果已经结露，则判断制冷机是否可以使用；

如果制冷机可以使用，则选择除湿模式，否则选择封闭模式；

2.2）如果尚未结露，则判断当前是否处于易结露时期；

2.2.1）如果不处于易结露时期，由正常的控制流程执行其他正常模式；

2.2.2）如果处于易结露时期，则对室内外气温、壁面温度和露点温度进行判断；如果室外露点>室内壁面温度，或室外温度<室内温度，则执行封闭模式，否则执行升温模式。

5.根据权利要求4所述地下空间防结露控制系统的控制方法，其特征在于，所述判断是否已经结露，根据结露传感器提供的数据，或者根据壁面温度及室内空气露点温度的高低进行判断。

6.根据权利要求4或5所述地下空间防结露控制系统的控制方法，其特征在于，所述判断是否处于易结露时期，根据设定日期或季节，或者根据历史数据进行机器学习。

7.根据权利要求6所述地下空间防结露控制系统的控制方法，其特征在于，所述易结露时期是指同时满足以下条件的时期：月份在3-7月，室外日平均温度大于10摄氏度，制冷机组不能运行。

8.根据权利要求7所述地下空间防结露控制系统的控制方法，其特征在于，所述判断冷机不可以使用的原因包括，未设冷机，或冷机损坏，或制冷及空调系统其他设备故障导致无法制冷，或制冷系统的运行条件尚未完全具备。

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