CN209910065U - 一种温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，该系统包括气流主通道及将回风气流引向气流主通道的回风管路和旁通管路及控制模块，沿新风方向，气流主通道内设置有温湿度处理单元和净化单元；沿气流方向，回风管路连接于温湿度处理单元后端的气流主通道上；旁通管路连接气流主通道和回风管路，与气流主通道的连接处位于温湿度处理单元和净化单元间；控制模块包括信息采集单元，该单元与用于感知目标区域温度的温度传感器、用于感知目标区域湿度的湿度传感器以及用于感知目标区域既定污染物浓度的浓度传感器相连并进行信息交互；还包括依据交互信息控制气流路径和气流大小的执行单元。

Description

一种温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统
技术领域
本实用新型涉及暖通空调技术领域，具体涉及一种温湿度控制与污染物浓度净化控制相独立的通风空调净化系统。
背景技术
人们约有90％的时间会在室内度过，因此如何对以建筑为代表的室内空气质量进行有效控制则具有重大意义。而建筑室内常用温湿度控制系统之一便是以空调箱为冷热源的全空气系统(VAV系统或CAV系统)。其主要是根据送风温湿度要求进行调节新风和回风比例进行调节，其设计和调节目的是实现送风的温湿度要求。
如图1所示，为现有技术中经常接触到的一种空调箱结构形式示意图，这是一种吸入式空调箱结构，属于一次回风系统形式，相对于初效过滤器21、表冷器22、加热器23和加湿器24来说，变频风机25在后端，其主要是根据送风温湿度要求进行调节新风和回风比例以及风量大小进行调节，其目的是实现送风的温湿度要求；其工作原理如图2(赵荣义范存养薛殿华钱以明，《空气调节(第三版)》，中国建筑工业出版社，p117)，新风W和回风N混合后的空气温湿度状态点为C，经过表冷器处理后空气温湿度状态点为L，经过加热器空气温湿度状态点为O点，然后送入室内。
随着室内PM2.5、甲醛等污染物净化市场需求的不断增长，目前一些带净化功能的空调箱的结构也已出现，主要在一次回风空调箱上，增加了针对污染物净化的净化处理单元。如图3所示为一种带有空气净化功能的空调箱结构示意图，与图1相比，增加了中/高效净化装置26，并且该中/高效净化装置可以在变频风机25前也可以在变频风机25后。
此外，考虑到动力问题，在图1所示的原有空调箱结构上，增加了带变频风机35及中/高效净化装置36的净化单元300，其结构形式如图4所示。
图3和图4所示的带有空气净化功能(或空气净化单元)的空调箱系统，净化装置处理的风量等同于表冷器等单元处理的风量，控制逻辑如下：
1、从温湿度控制需求分析，当室内外温差大时采用大风量，即增加冷热负荷处理量；当室内外温差小时采用小风量，即减小冷热负荷处理量。
2、从污染物净化控制需求分析，当污染物浓度高时，采用大风量通过净化装置，即加大净化处理量；当污染物浓度低时采用小风量通过净化装置，即减小净化处理量。
其控制逻辑图如图5所示。
即，冷热负荷处理量和污染物净化量的控制均采用风机变转速使风量变化进行调节控制，但实际上温湿度处理与污染物净化的调节需求往往不同，对风机转速的需求也不同。由于现有技术中空调箱系统均采用温度信号控制风机转速，即根据冷热处理量控制风机送风量。当采用这种控制模式同时进行室内温湿度调节及污染物净化处理时，就会产生问题。如室外空气污染的温和天气，冷热处理需求风量较小、污染物净化需求风量较大，但根据冷热处理需求信号，空调箱以小风量运行，会造成污染物净化量偏小，净化效果不理想，不能有效保障室内空气质量的风险。最极端的例子是室内没有冷热需求，风机停转，但室内有污染物处理需求，但系统不提供干净的空气。
即，现有技术中的吸入式空调系统无法对冷热处理需求和污染物净化需求的风量协调控制。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术存在的不足，满足带有空气净化功能(或空气净化单元)的空调系统温湿度处理与污染物浓度净化的不同调节需求，提供一种温湿度控制与污染物浓度净化控制相独立的通风空调净化系统。其不仅可以解决冷热需求和净化需求不匹配等问题，极端情况下可以等同于一个空调箱(净化需求低于冷热需求)或一个净化器(无冷热需求，只有净化需求)。
其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。
一种温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，该系统包括：
一气流主通道，沿新风气流的气流方向，所述气流主通道内依次设置有温湿度处理单元和净化单元；以及
一将室内回风气流部分或全部引向所述气流主通道的回风管路，沿气流方向，所述回风管路连接于所述温湿度处理单元后端的气流主通道管路上；和
一旁通管路，所述旁通管路连接所述气流主通道和所述回风管路，其与所述气流主通道的连接处位于所述温湿度处理单元和净化单元之间；还包括
一控制模块，所述控制模块包括一信息采集单元，所述信息采集单元与至少一个用于感知目标区域温度或温度变化的温度传感器、至少一个用于感知目标区域湿度或湿度变化的湿度传感器以及至少一个用于感知目标区域既定污染物浓度或浓度变化的浓度传感器相连并进行信息交互；还包括依据交互信息控制气流路径和气流大小的执行单元。
作为本技术方案的进一步改进，所述旁通管路上设有风量调节阀。
作为本实用新型的优选实施例之一，所述旁通管路上设有风量调节阀和第一变频风机。
也作为本实用新型的优选实施例之一，所述温湿度处理单元包括初效过滤器、表冷器、加热器和加湿器，沿气流流经顺序，所述初效过滤器、表冷器、加热器和加湿器依次设置。
还作为本技术方案的进一步改进，所述净化单元包括第二变频风机和中/高效净化装置；沿气流方向，所述中/高效净化装置位于所述第二变频风机的前端或后端。
同样作为本技术方案的进一步改进，所述回风管路还连接一将维持室内风平衡所需的排风量气流排到室外的排风管路。
作为本实用新型的又一优选实施例，所述浓度传感器为PM2.5传感器。
采用上述技术方案的空调系统，满足了带有空气净化组件的空调系统温湿度处理与污染物净化的不同调节需求。其控制方式可以采用挡位控制或连续控制，控制输入参数包括温湿度和污染物浓度，其系统形式通过在温湿度处理单元和净化组件之间设置旁通管路，并在旁通管路内设置风量调节阀(或风量调节阀和变频风机)调节引入风量。根据满足室内温湿度所需处理风量和满足室内污染物净化所需处理风量之间的不同，采用不同的控制方式实现室内温湿度和污染物净化的独立控制。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作一详细说明。
图1为现有技术中的一款一次回风系统吸入式空调箱的结构示意图；
图2为图1中一次回风系统空气处理过程原理图，其中图2a为处理过程，图2b为i-d图状态点；
图3为现有技术中另一款具有净化功能的一次回风净化空调箱的结构示意图；
图4为现有技术中另一款具有净化功能的一次回风净化空调箱的结构示意图；
图5为图3和图4所示净化空调箱的控制逻辑图；
图6为本实用新型空调净化系统的控制逻辑图；
图7为本实用新型温湿度控制与污染物浓度净化控制相独立的通风空调净化系统实施例1的系统结构示意图；
图8为本实用新型温湿度控制与污染物浓度净化控制相独立的通风空调净化系统实施例1的系统结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细说明。
参照图6所示的空调净化系统的控制逻辑图；本实用新型公开了一种温湿度控制与污染物浓度净化控制相独立的控制方法及通风空调净化系统，控制系统包括至少一个温湿度传感器13、一个目标污染物浓度传感器14(如PM2.5传感器)和一个控制器12。控制器通过温度、湿度传感器(可以集成为一个传感器，也可以分开)及目标污染物浓度传感器反馈的信号控制控制变频风机5的转速和风阀7的开度(或变频风机11的转速)，从而控制处理风量同时满足温湿度及净化需求。控制模式分为两种，一种是挡位控制模式，一种是连续式控制模式，输入参数包括温湿度和污染物浓度。系统形式包括一气流主通道，沿新风气流的气流方向，所述气流主通道内依次设置有温湿度处理单元和净化单元；以及一将室内回风气流部分或全部引向所述气流主通道的回风管路，沿气流方向，所述回风管路连接于所述温湿度处理单元后端的气流主通道管路上；所述回风管路还经一旁通管路与所述气流主通道相连接，其连接处位于所述温湿度处理单元和净化单元之间。
以下将通过具体的实施例进行进一步的说明。
实施例1：
如图7所示，提供了一种温湿度控制与污染物浓度净化控制相独立的控制方法及通风空调净化系统。
其系统包括由初效过滤器1、表冷器2、加热器3、加湿器4组成的温湿度处理单元，变频风机5、中/高效净化装置6形成净化单元；其控制系统包括至少一个温湿度传感器13、一个目标污染物浓度传感器14(如PM2.5传感器)和一个控制器12。回风管路8的右端为室内回风气流F，左端管路分叉，分别为通过排风管路9排到室外的排风量气流E和连接主管的气流C的气流通道；温湿度处理单元和净化单元中间的主管经旁通管路10与回风管路8相连，旁通管路10的通路上设置有风量调节阀7(即图中的阀门7，也指图6中的风阀7，文本中其它各处雷同)；新风气流A经主管左侧入口进入主管，分别经温湿度处理单元和净化单元形成主管右侧送风段的气流B；其中，可以根据需要在经由温湿度处理单元前补充来自回风管路8的气流C(或气流A与气流C混合后再经由温湿度处理单元)，或与经旁通管路10进入的气流D混合后再通过净化单元，进而根据满足室内温湿度和污染物浓度控制需求所需要的风量不同灵活控制。
即，实现气流A到气流B、气流C到气流B、气流D到气流B然后进入送风段(室内回风气流F的一部分气流C与新风气流A混合并经过温湿度处理单元处理，另一部分经旁通管路10气流D与经温湿度处理后的气流A气流C混合再经净化处理单元净化处理后到气流B进入送风段)，以及为维持室内风平衡所需的排风量气流E通过排风管路9排到室外等不同的气流控制形式。
还参照图7所示，本实施控制方法可采用档位控制或连续控制。挡位控制方法如下：
1)温湿度单元需要的风量为0(关)，1(低档)，2(中档)，3(高档)；
2)净化单元需要的风量分为0(关)，A(低档)，B(中档)，C(高档)；
3)如果净化需求风量小于等于冷热处理风量，其控制方式组合共10种，即00、0A、0B、0C、10、1A、1B、20、2A、30；
4)如果净化需求风量大于冷热处理风量，其控制方式组合共16种，即00、0A、0B、0C、10、1A、1B、1C、20、2A、2B、2C、30、3A、3B、3C；
连续控制方法如下：
1)室内温度(T)与设定值(Tset),室内湿度(RH)与设定值(RHset)，室内污染物浓度(C)与设定值(Cset)；湿度调节主要通过加湿器调节。
2)如果T与Tset偏离，调节变频风机5调大或调小，使T逼近Tset；
3)如果C小于Cset，调节结束；
4)如果C大于Cset，开启执行机构阀门7；
5)调大变频风机5；
6)按照2)到5)进行调节。
其特点为，系统风量的大小、温湿度状态的调节由室内温湿度要求和室内污染物要求共同决定，分为挡位控制和连续控制；系统的回风管路还经一旁通管路与所述气流主通道相连接，其连接处位于所述温湿度处理单元和净化单元之间。控制模式分为两种，一种是挡位控制模式，一种是连续式控制模式。其中挡位控制面对两种对象，一种是16种组合状态，另一种是10种组合状态；连续式控制逻辑根据室内温度、室内污染物浓度调节；
实施例2：
如图8所示，提供了另一种形式的温湿度控制与室内污染物浓度净化控制相独立的吸入式空调系统结构。与实施例1不同的是，在旁通管路10处增加了变频风机11。
例如，在满足室内冷热负荷处理所需风量和满足室内污染物净化处理所需风量相等时，关闭风阀7(指图中的阀门7)和变频风机11，空气按照气流A到气流B运行。
在满足室内冷热负荷所需处理风量大于满足室内污染物净化所需处理风量时，关闭风阀7和变频风机11，空气按照气流A到气流B运行；
在满足室内冷热负荷处理所需风量小于满足室内污染物净化处理所需风量时，打开风阀7和变频风机11，空气按照气流A到气流B、气流C到气流B、气流D到气流B运行。

Claims (7)

1.一种温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，其特征在于，该系统包括：
一气流主通道，沿新风气流的气流方向，所述气流主通道内依次设置有温湿度处理单元和净化单元；以及
一将室内回风气流部分或全部引向所述气流主通道的回风管路，沿气流方向，所述回风管路连接于所述温湿度处理单元后端的气流主通道管路上；和
一旁通管路，所述旁通管路连接所述气流主通道和所述回风管路，其与所述气流主通道的连接处位于所述温湿度处理单元和净化单元之间；还包括
一控制模块，所述控制模块包括一信息采集单元，所述信息采集单元与至少一个用于感知目标区域温度或温度变化的温度传感器、至少一个用于感知目标区域湿度或湿度变化的湿度传感器以及至少一个用于感知目标区域既定污染物浓度或浓度变化的浓度传感器相连并进行信息交互；还包括依据交互信息控制气流路径和气流大小的执行单元。
2.根据权利要求1所述的温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，其特征在于，所述旁通管路上设有风量调节阀。
3.根据权利要求1所述的温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，其特征在于，所述旁通管路上设有风量调节阀和第一变频风机。
4.根据权利要求1所述的温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，其特征在于，所述温湿度处理单元包括初效过滤器、表冷器、加热器和加湿器，沿气流流经顺序，所述初效过滤器、表冷器、加热器和加湿器依次设置。
5.根据权利要求1所述的温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，其特征在于，所述净化单元包括第二变频风机和中/高效净化装置；沿气流方向，所述中/高效净化装置位于所述第二变频风机的前端或后端。
6.根据权利要求1所述的温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，其特征在于，所述回风管路还连接一将维持室内风平衡所需的排风量气流排到室外的排风管路。
7.根据权利要求1所述的温湿度及污染物浓度净化控制相独立的空调净化系统，其特征在于，所述浓度传感器为PM2.5传感器。
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