CN1472481A - 基于室内人数检测的新风控制器 - Google Patents

Abstract

基于室内人数检测的新风控制器，主要包括输入，存储，在线人数检测，新风通风量设定值确定，PID运算和输出模块。根据测量新风和回风CO₂浓度以及新风通风量，在线检测室内的实际人数及其变化，按照ASHRAE新标准要求的最小新风量，确定新风通风量的设定值，根据此设定值与当前新风通风量实测值的偏差，利用PID运算确定新风风阀的开度，从而对新风的通风量进行实时的控制，不仅能够保持良好的室内空气品质，又能够达到节能的目的。

Description

基于室内人数检测的新风控制器

技术领域：

本发明涉及的是一种新风控制器，特别是一种采用基于室内人数检测的新风控制器，属于建筑环境设备及控制技术领域。

背景技术：

在商业建筑物中，空调系统是调节室内空气品质的最主要的途径，它利用经过处理的新风来稀释(或清除)室内空气中的污染物浓度，从而达到保持健康室内空气品质的目的。利用新风来提高室内空气品质的方法在很多情况下是以消耗能源为代价的，因而从节能的角度考虑，在保证一定室内空气品质的前提下，应将新风量控制在最小。在这种要求下，以CO₂浓度为指标的DCV(Demanded-Control Ventilation)通风控制方案应运而生。这种控制方案的应用结果表明，在当人作为室内空气主要污染源的情况下，它可以在保证室内空气品质的同时具有一定的节能效果。但是，近年来的研究表明，非人产生的污染物，即由建筑材料产生的污染物，由室内装潢和家具产生的污染物，甚至由空调系统本身产生的污染物，这些污染物浓度较高时不仅使人感到不舒服，而且还可能直接影响到人的健康。针对室内这些非人产生的污染物，简单的以CO₂为指标的DCV控制方案很难去除它们对室内空气健康性和舒适性的影响。因此，在考虑到非人产生的污染物对身体健康的影响，ASHRAE在1999公布了一个新的通风标准-ASHRAE Standard 62-1999。在这个标准中，最小新风量的要求不仅和室内人数有关，而且还和建筑物中所需通风的面积有关，即：

            V_fh，min＝V_P×P+V_B×A                  (1)其中V_p是每人所需的新风量，P是室内人数，V_B每平方米建筑面积所需的新风量，A为所需通风(空调区域)的面积。

新标准不再以人作为新风量的唯一要求，即使在室内无人的情况下，它也要求有一个基本的新风量，希望使室内由建筑材料，家具或其它非人产生的污染物的能够保持较低的浓度，以保证健康舒适的室内空气质量。针对这种要求，以CO₂浓度为指标的DCV控制方案难以满足，应设计合适的控制方法以适应和满足新标准的要求。

发明内容：

为克服已有技术的不足和缺陷，本发明采用基于室内外CO₂浓度的测量，在线检测室内的实际人数及其变化，然后根据室内实际的人数及通风面积，确定符合ASHRAE新标准62-1999的最小新风通风量。

本发明“基于室内人数检测的新风控制器”主要包括存储，在线人数检测，新风通风量设定值确定和PID运算等模块。如图1所示。

输入模块采集当前时刻的新风和回风CO₂浓度以及新风通风量的测量值，并将其送入存储模块保存，存储模块将当前时刻和上一时刻的新风和回风CO₂浓度以及新风通风量的测量值送入在线人数检测模块，在线人数检测模块根据当前时刻和上一时刻的新风通风量ν_fh ⁱ和ν_fh ^i-1，当前时刻和上一时刻的回风CO₂浓度C_rtn ⁱ和C_rtn ^i-1，以及当前时刻的新风CO₂浓度C_fh ⁱ计算当前时刻的室内人数Pⁱ： $P^i=\frac{(v_{\mathrm{fh}}^i+v_{\mathrm{fh}}^{i-1})}{2S}\×(C_{\mathrm{rtn}}^i-C_{\mathrm{fh}}^i)+V\×\frac{C_{\mathrm{rtn}}^i-C_{\mathrm{rtn}}^{i-1}}{\mathrm{S\Δt}}---\left(2\right)$ 式中V为空调区域的体积，S为每个人的CO₂排放率，Δt为两次采样之间的时间。

在线人数检测模块将计算出的当前的室内人数送入新风通风量设定值确定模块，新风通风量设定值确定模块根据当前的室内人数和通风面积A，按照ASHRAE新标准的要求(方程1)，确定新风通风量的设定值ν_fh，set。

确定后的新风通风量设定值被送入PID运算模块，PID运算模块根据这个设定值及当前新风通风量的测量值计算控制指令，并将其送入输出模块，输出模块再将控制指令输出给执行器，以控制新风风阀。

采用基于室内人数检测的新风控制器对空调系统的新风进行控制，可以满足ASHRAE新标准的要求，它不仅能够保持良好的室内空气品质，又能够达到节能的目的。

附图说明：

图1是本发明控制器的逻辑结构示意图。

图中，1-输入模块，2-存储模块，3-在线人数检测模块，4-新风通风量设定值确定模块，5-PID运算模块，6-输出模块。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。

如图1所示，本发明主要包括输入模块1，存储模块2，在线人数检测模块3，新风通风量设定值确定模块4，PID运算模块5和输出模块6。

输入模块1与存储模块2电连接，存储模块2分别与在线人数检测模块3、新风通风量设定值确定模块4以及PID运算模块5电连接，在线人数检测模块3与新风通风量设定值确定模块4电连接，新风通风量设定值确定模块4与PID运算模块5电连接，PID运算模块5与输出模块6电连接。

输入模块1采集当前时刻的新风和回风CO₂浓度以及新风通风量的测量值，并将其送入存储模块2保存，存储模块2将当前时刻和上一时刻的新风和回风CO₂浓度以及新风通风量的测量值送入在线人数检测模块3，在线人数检测模块3根据当前时刻和上一时刻的新风通风量、当前时刻和上一时刻的回风CO₂浓度、以及当前时刻的新风CO₂浓度，计算当前时刻的室内人数，在线人数检测模块3将计算出的当前的室内人数送入新风通风量设定值确定模块4，新风通风量设定值确定模块4根据当前的室内人数和存储模块2中保存的通风面积，按照ASHRAE新标准的要求，确定新风通风量的设定值，确定后的新风通风量设定值被送入PID运算模块5，PID运算模块5根据这个设定值及存储模块2中保存的当前新风通风量的测量值计算出控制指令，并将其送入输出模块6，输出模块6再将控制指令输出给执行器，以控制新风风阀。

Claims (1)

1.一种基于室内人数检测的新风控制器，主要包括输入模块(1)，存储模块(2)，在线人数检测模块(3)，新风通风量设定值确定模块(4)，PID运算模块(5)和输出模块(6)，其特征在于，输入模块(1)与存储模块(2)电连接，存储模块(2)分别与在线人数检测模块(3)、新风通风量设定值确定模块(4)以及PID运算模块(5)电连接，在线人数检测模块(3)与新风通风量设定值确定模块(4)电连接，新风通风量设定值确定模块(4)与PID运算模块(5)电连接，PID运算模块(5)与输出模块(6)电连接。