ES2639539T3 - Sistema de muestreo de aire de múltiples puntos que tiene sensores comunes para proporcionar información de parámetros de calidad de aire mezclada para monitoreo y control de construcción - Google Patents

Abstract

Un sistema para controlar las condiciones de calidad del aire, comprendiendo, un sistema de control de aire de multi-punto (100) que comprende, una pluralidad de sensores (120) para la recogida de datos de calidad del aire a partir de una pluralidad de áreas al menos parcialmente cerradas; una o más unidades de procesamiento de datos (110) para el procesamiento de uno o más parámetros de calidad del aire en base a dichos datos de calidad del aire recogidos; y uno o más medios para comunicar dichos datos de dicho sensor a dicha unidad de procesamiento; y un controlador de procesamiento de señal (130) que genera una o más señales de parámetros de calidad del aire mezclada a través de dicho sistema de monitorización de aire de múltiples puntos en base al menos en parte en uno o más de dichos parámetros de calidad de aire procesados representativos de datos de una pluralidad de dichos sensores, caracterizados por el sistema que comprende además un sensor (1033, 1035) configurado para medir los datos de calidad del aire de aire exterior, o suministro de aire, y en el que el sistema crea una medición diferencial de dichos datos de calidad del aire en comparación con el aire exterior o el aire de suministro diferencial, en el que la medición diferencial se crea restando los datos de calidad del aire exterior o de suministro de los datos de calidad del aire en la zona al menos parcialmente cerrada, o restando los datos de calidad del aire de la zona al menos parcialmente cerrada de los datos de calidad del aire exterior o de suministro.

Description

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Sistema de muestreo de aire de multiples puntos que tiene sensores comunes para proporcionar informacion de parametros de calidad de aire mezclada para monitoreo y control de construccion

Descripcion

[0001] Esta invencion se refiere a sistemas y metodos que implican el uso de los sistemas de muestreo de aire de multiples puntos de monitoreo de aire y en algunos casos los sensores de parametros de calidad del aire local discretos para detectar una pluralidad de parametros de calidad del aire para proporcionar informacion de calidad del aire mezclado y/o senales de control que implican particularmente la deteccion de humedad y/o dioxido de carbono. Este aparato y metodos pueden aplicarse tanto para monitorear edificios como para el control de funciones de construccion generalmente relacionadas con la regulacion de un parametro ambiental o algun aspecto del funcionamiento del sistema de ventilacion de un edificio. Las realizaciones de control espedficas preferidas se refieren a un nivel de espacio o de habitacion al control de suministro de espacio o aire de retorno para el control de ventilacion por dilucion de espacios o habitaciones mas el monitoreo y control de humedad relativa en espacios. En un edificio o en un nivel de unidad de tratamiento de aire, las realizaciones preferidas se refieren al control del flujo de aire exterior en un edificio para reducir los niveles de contaminantes y las necesidades de flujo de aire exterior basadas en la ocupacion, asf como el control del funcionamiento de una unidad de tratamiento de aire para permitir el enfriamiento libre con aire exterior usando mediciones de entalpfa y de contaminacion del aire.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

[0002] Tal como se conoce en la tecnica, existen diversos medios para la vigilancia de parametros de entorno interior o de calidad de aire. Un enfoque implica el uso de sistemas de monitoreo de instalaciones o tambien se conoce como sistemas de monitoreo de aire multipunto. En el contexto de esta invencion, un sistema de monitoreo de aire multipunto se define como un sistema de monitoreo que incluye al menos un sensor de parametros de calidad ambiental o de aire que mide al menos un parametro de calidad de aire para una pluralidad de espacios, conductos de aire o entornos dentro de un edificio o las condiciones ambientales que rodean o estan adyacentes a un edificio o instalacion. Como tal, un sistema de monitorizacion de aire multipunto puede implicar el uso de uno o mas sensores individuales, locales, cableados o inalambricos situados en el espacio o area que se esta midiendo. Tambien puede utilizar sensores de parametros de calidad del aire remotos o centralizados que se multiplexan o comparten entre una pluralidad de espacios como se describe con mas detalle mas adelante. Finalmente, un sistema de monitoreo de aire multipunto puede usar una combinacion de los sensores de parametros de calidad de aire remotos y locales mencionados anteriormente.

[0003] Tfpicamente, muchas de estas instalaciones en las que se emplean los sistemas de monitoreo de aire multipunto implican el uso de unidades de tratamiento de aire que involucran aire de retorno donde un porcentaje del aire devuelto a la unidad de tratamiento de aire se mezcla con un porcentaje de aire exterior para suministrar aire a varias habitaciones o espacios dentro de un edificio. Alternativamente, el edificio puede en algunos casos contener ambientes cnticos tales como laboratorios o viveros que son entornos de un solo paso que no usan aire de retorno y en su lugar agotan todo el aire suministrado en espacios ambientales cnticos. Aunque muchas de las figuras de esta patente estan dirigidas a un edificio con aire de retorno, la invencion tambien se puede usar para entornos cnticos de un paso. Una solicitud de patente de Estados Unidos relacionada que involucra el uso de sistemas de monitoreo de aire multipunto y la mezcla de senales de sensor de parametros de calidad del aire para aplicaciones de control de ventilacion de dilucion en entornos cnticos de un paso se titula "Dynamic Control Of Dilution Ventilation In One-Pass, Critical Environments" por Sharp y Desrochers y fue presentada el 10 de marzo de 2006.

[0004] Para aquellos sistemas de monitoreo de aire multipunto donde se utilizan sensores remotos, el aire es transportado a traves de un tubo o tubena para el muestreo o propositos de medicion. Por ejemplo, un sistema de monitoreo de aire multipunto puede tener uno o mas sensores de parametro de calidad del aire situados en el centro en lugar de sensores distribuidos locales al ambiente detectado. Como tal, este sensor centralizado de parametro de calidad del aire puede utilizarse en estos sistemas para detectar varios o un gran numero de lugares. Estos sistemas centralizados de monitorizacion del aire tambien se denominan en el contexto de esta invencion como sistemas de muestreo de aire multipunto, o como sistemas de monitorizacion de instalacion basados en sensores multiplexados o compartidos.

[0005] Sistema de muestreo de aire de multiples puntos se definen para los fines de esta invencion como espedficamente un sistema de monitorizacion de instalacion que utiliza sensor(es) compartidos o multiplexados que consta de un unico sensor de distancia o un conjunto de sensores situados a distancia que se utiliza para monitorear una pluralidad de espacios, areas o habitaciones dentro de un edificio o fuera de el adyacente a una instalacion transportando muestras o paquetes de aire de los espacios a monitorear a al menos un sensor de parametros de calidad del aire.

[0006] Para una clase de estos sistemas de muestreo de aire multipunto espedficamente definidos, en el contexto de esta invencion, como sistemas de muestreo de aire de multiples puntos configurados por estrella o simplemente sistemas configurados por estrella, multiples tubos pueden usarse para llevar muestras de aire desde multiples

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ubicaciones a un sensor centralizado. Pueden usarse conmutadores de aire y/o electrovalvulas situadas en el centro para conmutar secuencialmente el aire de estos lugares a traves de los diferentes tubos al sensor para medir el aire desde multiples ubicaciones remotas. Cada ubicacion puede ser detectada durante entre 10 segundos o varios minutos. Dependiendo de cuantas localizaciones se detecten, cada espacio puede ser detectado en una base periodica que puede oscilar entre 5 y 60 minutos. Estos sistemas configurados en estrella a veces se llaman sistemas parecidos a pulpo o sistemas de funcionamiento domestico y pueden usar cantidades considerables de tubena.

[0007] Los sistemas como este, por ejemplo, se han utilizado para proporcionar funciones de monitorizacion para la deteccion de fugas de refrigerante, y otras aplicaciones de monitorizacion de gas toxico. Otros sistemas similares a este, tal como el descrito en la Patente de Estados Unidos N° 6.241.950 de Veelenturf et al., describe un sistema de muestreo de fluido que incluye un colector que tiene entradas, vfas de purga y muestreo comunes y valvulas para acoplar/desacoplar el primer y segundo conjunto de entradas para medir diferenciales de presion a traves de las ubicaciones de la muestra.

[0008] Ademas, estos tipos de sistemas configurados por estrella se han utilizado para controlar partfculas en multiples areas tales como areas de espacio limpio con un solo contador de partfculas. Un ejemplo de la tecnica anterior es un contador de partfculas multiplexado tal como el Universal Manifold System y Controlador, fabricado por Lighthouse Worldwide Solutions, Inc. acoplado con uno de sus contadores de partfculas, tales como su numero de modelo, Solair 3100, contador de partfcula basado en laser portatil o un sensor de partfculas basado en oscurecimiento.

[0009] En cuanto a la medicion de temperatura de humedad absoluta o punto de rocfo un ejemplo de sistema de muestreo de aire de multiples puntos configurado por estrella de tecnica anterior que se puede utilizar para medir la temperatura del punto de rocfo es la AIRxpert 7000 Multi-sensor, Sistema de Monitorizacion Multipunto fabricado por AIRxpert Systems de Lexington, Massachusetts,
www.airexpert.com.

[0010] Otro sistema de muestreo de aire de multiples puntos definido en el contexto de esta invencion como un sistema de muestreo de aire en red utiliza una "columna vertebral" central de tubo con ramas que se extienden a varios lugares formando un enfoque configurado porvbus o arbol como enfoque similar a la configuracion de una red de datos. Los solenoides de aire suelen estar localizados remotamente cerca de los multiples lugares de muestreo. El tiempo de muestreo para cada ubicacion, como con los sistemas configurados en estrella, puede variar de unos 10 segundos a varios minutos. Un tiempo tfpico de muestreo por localizacion sena de unos 30 segundos, de modo que con 30 localizaciones muestreadas, cada lugar podna ser muestreado cada 15 minutos. Los sistemas de muestreo de aire en red pueden utilizarse potencialmente para muestrear ubicaciones dentro de un edificio, un conducto de la unidad de tratamiento de aire, pilas de aire de escape de un edificio o fuera de un edificio. Un sistema de muestreo de aire en red ejemplar se describe en la Patente de Estados Unidos N° 6.125.710 de la Solicitud de Patente US Sharp n° 09/779.379 de Sharp et., titulado "Air Quality Monitoring Systems and Methods", hace referencia a diferentes sistemas de monitoreo de aire multipunto que incluyen sistemas de muestreo de aire multipunto, Tal como se utilizan con las capacidades de analisis de sistemas expertos.

[0011] Finalmente otra forma multiplexada de sistema de monitorizacion de instalacion que puede ser utilizada para implementar partes de esta invencion se define en el contexto de esta invencion como un sistema de muestreo fotonico en red que multiplexa paquetes de luz frente a paquetes de aire y pueden incorporar una configuracion de estrella o un tipo de trazado de red/bus. El concepto basico utiliza un emisor laser central y un detector laser central que envfa y detecta paquetes de luces laser que se conmutan a salas para ser detectadas por conmutadores opticos. Sensores de fibra optica, celulas o sensores de absorcion infrarroja y otras tecnicas de deteccion se localizan y utilizan en el area detectada para cambiar las propiedades de la luz debido al efecto del ambiente. El paquete de luz se conmuta de nuevo al detector central donde se determina el efecto del entorno sobre las propiedades de la luz. Un beneficio principal del sistema es que los sensores tales como los sensores de fibra o celula abierta son potencialmente de bajo coste. La parte mas costosa son los sistemas de laser y detector que estan centralizados. De modo similar a los sistemas de muestreo de aire multipunto anteriores, los gases y otros contaminantes, la humedad, etc., pueden realizarse simultaneamente con el equipo central y el concepto de telecomunicaciones de multiplexacion por division de longitud de onda que permite multiples longitudes de onda y, por lo tanto, multiples senales para compartir la misma fibra. Una clara ventaja de este sistema es la capacidad de tener un tiempo de ciclo muy rapido que puede consistir en diez milisegundos o menos. Este sistema de muestreo se detalla en la Patente US No. 6.252.689, titulada "Networked Photonic Distribution System for Sensing Ambient Conditions".

[0012] Los sistemas de muestreo de aire de multiples puntos y sistema de muestreo fotonico interconectado que han sido descritos hasta ahora y se denominan colectivamente como sistemas de muestreo pueden aplicarse para controlar una amplia gama de localizaciones a traves de un edificio, incluyendo cualquier tipo de habitaciones, pasillos, vestfbulos, espacios intersticiales, aticos, lugares al aire libre, y cualquier numero de ubicaciones dentro de los conductos, plenums y manipuladores de aire. Para proporcionar el control asf como el control de estos diferentes espacios, se pueden crear senales de sensor virtuales que en el contexto de esta invencion se refieren a variables

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de software o firmware o senales analogicas o digitales continuas que se pueden pasar a otros sistemas tales como un control de edificio o un sistema de control de flujo de aire de laboratorio y son representativos del estado del valor de un parametro de calidad de aire de un espacio dado. En efecto, estas senales son reflejo de lo que un sensor local leena si estuviera siendo usado en lugar del sistema de muestreo de aire multipunto o sistema de muestreo fotonico en red que de otro modo se conocena colectivamente de nuevo como sistemas de muestreo.

[0013] Los sistemas de muestreo de aire multipunto se han utilizado con una amplia variedad de sensores de parametros de calidad del aire para controlar una amplia variedad de atributos de calidad del aire o caractensticas de aire de un edificio o instalacion. En el contexto de esta invencion, un sensor de parametros de calidad del aire es un sensor que puede detectar uno o mas atributos o parametros de calidad del aire que convierten el nivel o la informacion sobre la presencia de un parametro de calidad del aire en una relacion Por otra parte, una senal neumatica, electronica, analogica o digital discontinua o bien en una variable de software o firmware que represente el nivel o informacion sobre la presencia de un parametro de calidad del aire en un espacio dado. El sensor de parametros de calidad del aire puede estar basado en cualquiera de una variedad de tecnologfas de deteccion conocidas por los expertos en la tecnica tales como por ejemplo electroqmmica, fotonica u optica, absorcion de infrarrojos, fotoacustica, polfmero, conductividad variable, foto-ionizacion, estado solido, oxido metalico mixto, movilidad ionica, onda acustica de superficie o fibra optica. El sensor de parametros de calidad del aire puede ser un tipo de sensor cableado o inalambrico y se puede implementar con diversos tipos de hardware ffsico, como por ejemplo sistemas basados en microelectronica (MEMS), basados en nanotecnologfas y basados en micro sistemas, basados en analogico o basado en digital. Ademas, un sensor de parametros de calidad del aire puede detectar mas de un parametro de calidad del aire, y puede incluir mas de un sensor de parametros de calidad del aire en un dispositivo empaquetado individualmente.

[0014] Ademas, para los fines de esta patente un parametro de calidad del aire se define como una caractenstica aire que puede consistir en un contaminante del aire, un parametro de la comodidad del aire o dioxido de carbono (CO2). Un contaminante del aire en el contexto de esta patente se refiere a ciertos elementos o propiedades del aire tales como por ejemplo CO, partfculas de varios tamanos, humos, aerosoles, COVT (compuestos organicos volatiles totales), COV espedficos de interes, formaldeddo, NO, NOX, SOX, SO2, sulfuro de hidrogeno, cloro, oxido nitroso, metano, hidrocarburos, amomaco, gases refrigerantes, radon, ozono, radiacion, agentes biologicos o qrnmicos terroristas; gases toxicos, moho, otros productos biologicos y otros contaminantes de interes a detectar. Un contaminante del aire no se refiere espedficamente a otros parametros de calidad del aire tales como temperatura, dioxido de carbono o cualquiera de las muchas formas de medir humedad en el aire como por ejemplo humedad relativa, temperatura del punto de rodo, humedad absoluta, temperatura del bulbo humedo, entalpfa, etc.

[0015] Ademas, los contaminantes del aire pueden subdividirse en dos categonas, los contaminantes a base de gas y los contaminantes a base de partfculas. Los contaminantes a base de gas se definen en el contexto de esta invencion como contaminantes atmosfericos que son a base de gas o vapor tales como CO, COVT, ozono, etc. Los contaminantes basados en particulas, por otra parte, consisten en materia de partfculas viables y no viables de cualquier tamano, pero generalmente de un tamano de partfcula desde 0,01 micrometros hasta 100 micras de diametro. Como tal, esta categona de contaminantes tambien incluye todas las particulas biologicas, tales como esporas de moho, bacterias, virus, etc.

[0016] El dioxido de carbono se refiere espedficamente al dioxido de carbono de gas que se encuentra naturalmente en la atmosfera como un constituyente componente ademas de oxfgeno y nitrogeno. Se encuentra tfpicamente en aire exterior en concentraciones entre 300 y 500 PPM y es exhalado por seres humanos a una tasa aproximada de.01 PCM por persona para una persona que hace trabajo de oficina tfpico. Las variaciones en el numero de personas en una oficina en comparacion con la cantidad de aire exterior suministrada en el edificio puede variar facilmente los niveles de CO2 en interiores entre 500 y 2500 PPM. Como tal CO2 se puede utilizar como un excelente indicador de ventilacion adecuada por persona, a veces denominado PCM de aire exterior por persona, ya que el nivel de CO2 en un espacio esta directamente relacionado con el numero de personas en un espacio dividido por la subida del CO2 de los niveles al aire libre. Aunque los altos niveles de CO2 a menudo se asocian con bajos niveles de calidad del aire interior, no es el nivel de CO2 en sf lo que crea la incomodidad y los smtomas asociados con la mala calidad del aire interior, sino el aumento asociado de contaminantes atmosfericos que no estan siendo diluidos adecuadamente. Los seres humanos no se ven afectados por niveles relativamente altos de CO2, tales como hasta 5000 PPM, lo cual sena extremadamente raro de encontrar en cualquier edificio de construccion ordinaria.

[0017] Para los fines de esta patente un parametro de comodidad de aire se refiere espedficamente a la medicion de la temperatura o una de las muchas mediciones psicrometricas relacionadas de la humedad en el aire, como la humedad relativa, la temperatura del punto de rodo, la humedad absoluta, la temperatura del bulbo humedo y la entalpfa. Un parametro de confort de aire tampoco se refiere a dioxido de carbono ni a ningun contaminante del aire. Ademas, en el contexto de esta invencion, un parametro de calidad del aire, contaminante del aire, o parametro de confort del aire espedficamente no incluyen ninguna medida del volumen, velocidad o presion del flujo de aire tal como por ejemplo mediciones de volumen de aire que pueden indicarse en unidades de pcm de aire u otras unidades, presion de velocidad, velocidad del aire, presion estatica, presion diferencial o presion absoluta.

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[0018] En el pasado, sistemas de muestreo de aire de multiples puntos de la tecnica anterior han sido utilizados de vez en cuando para proporcionar monitorizacion, registro de datos, alarmas, control, o funciones de lfmite para uno o mas parametros de calidad de aire detectados individualmente, pero no para senales de parametros de calidad de aire mezcladas o compuestas.

[0019] En el contexto de esta invencion, una senal de parametro de calidad del aire mezclado, tambien denominada senal de parametro de calidad de aire compuesto, se define como una senal analogica, senal digital, senal optica, variable de software o firmware o ubicacion de direccion u otra representacion basada en el tiempo de la informacion que esta afectada por, relacionada con, o de alguna manera, una funcion de una pluralidad de parametros de calidad del aire relativos a una o mas ubicaciones tales como habitaciones, espacios, areas, conductos de aire, o entornos cnticos dentro de un edificio o las condiciones ambientales que rodean o estan adyacentes a un edificio o instalacion. Tal senal de parametro de calidad del aire mezclada o compuesta puede usarse para obtener beneficios tales como simplicidad, exactitud, rentabilidad y fiabilidad en comparacion con los enfoques de la tecnica anterior. Las senales combinadas tambien pueden permitir unicamente aplicaciones de control de flujo de aire nuevas como se describe mas adelante, asf como ser usadas para monitoreo general de IEQ, controlando dispositivos de control de flujo de aire o utilizadas en el control de cualquier aspecto de la operacion de un edificio conjuntamente con su sistema de climatizacion y control de edificios.

[0020] En cuanto a otros aspectos de la tecnica anterior, las senales de salida de funcion de alarma o de lfmite de parametros de calidad de aire individual de los sistemas de muestreo de aire de multiples puntos en el pasado a veces se han comunicado a otros sistemas, tales como un sistema de gestion de edificios (BMS) que, en base al estado de estas funciones, puede afectar aspectos del funcionamiento de un edificio, como por ejemplo el caudal de aire a un lugar dentro de una zona monitorizada por el sistema de muestreo de aire multipunto en el que el sistema de monitorizacion ha detectado que un parametro de calidad del aire detectado individualmente ha superado un lfmite predeterminado. Por ejemplo, los sistemas de monitoreo de refrigerante basados en muestreo son ejemplos de sistemas de muestreo de aire multipunto que proporcionan funciones de alarma/lfmite para parametros individuales en los cuales uno o mas contactos de rele o senales de salida analogicas (tales como 0-10volt o 4-20 senales de milliamp) se proporcionan ya sea localmente donde se ubican los sensores o mediante modulos remotos que esten en comunicacion con el hardware del sensor a traves de una red digital. El monitor VASQN8X de refrigerante multipunto de la division Vulcain de BW Technologies, es un ejemplo de un sistema de monitoreo con capacidades similares. De esta manera, se han utilizado sistemas de muestreo de aire multipunto para proporcionar una senal discontinua, tfpicamente a traves de un contacto de rele, que a su vez proporciona una funcion de control discontinua basada en un unico parametro de calidad del aire. Observese que en el contexto de esta patente se define una senal discontinua como una con un conjunto limitado de valores o estados tales como dos o tres estados y pasos entre los valores sin valores intermedios o estados. Una funcion de control discontinua en el contexto de esta patente se define de manera similar como una con un conjunto limitado de valores de salida o estados tales como dos o tres y similarmente pasos entre estos valores sin valores intermedios o estados.

[0021] Los numeros de patente de Estados Unidos 5,292,280 y 5,267,897 describen otro sistema multipunto de aire de muestreo que controla un solo gas de traza, tfpicamente dioxido de carbono (CO2), en multiples sitios, entre ellos aire de retorno, aire exterior y aire de descarga de suministro asociado con un controlador de aire con el fin de calcular directamente el componente de flujo de aire exterior con el fin de controlar el manipulador de aire. Este metodo utiliza un sensor comun de CO2 o gas de traza y valvulas asignadas a cada una de las ubicaciones muestreadas para proporcionar una senal multiplexada del sensor de CO2 que vana en el tiempo en base a la ubicacion actual que se muestre. La senal variante de tiempo del sensor de CO2 compartido es lefda por un modulo de control separado, donde se descompone en tres senales separadas de CO2 o gas de traza, basadas en el conocimiento continuo del estado de secuencia, que representa el aire exterior, el aire de retorno y suministra concentraciones de CO2 en el aire de descarga.

[0022] Un metodo de tecnica anterior de sistema de muestreo de aire de multiples puntos similar descrito por Warden en un documento titulado "Supply air CO2 Control of minimum outside air for multiple space systems", David Warden, publicado en octubre de 2004 en el ASHRAE Journal aplica un sensor CO2 de parametro unico comun, usando una valvula de tres vfas o dos valvulas separadas de dos vfas para cambiar alternativamente las muestras de aire tomadas del aire de descarga del suministro del aireador, asf como del aire exterior. Esto crea una senal multiplexada que puede ser descompuesta por un ordenador en la forma potencialmente de un modulo de Control Digital Directo (o controlador DDC) para obtener una lectura de la concentracion de CO2 en el aire de suministro con respecto a la concentracion de CO2 de aire exterior que a su vez puede usarse para controlar la entrada de aire exterior al manipulador de aire.

[0023] La patente de EE.UU. n° 6.609.967 y 6.790.136 para Sharp y Desrochers da a conocer metodos y aparatos para volver a circular de forma segura aire en un entorno ventilado controlado para minimizar la ventilacion y exigencias de carga termica para cada habitacion, y reduciendo asf la cantidad de aire exterior requerido. En particular, si uno o mas contaminantes de aire individuales son detectados en una de las habitaciones del ambiente ventilado, la cantidad de aire recirculado desde esa habitacion se reduce o potencialmente se apaga para evitar la contaminacion de otras habitaciones en el ambiente ventilado.

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[0024] Otros sistemas de la tecnica anterior, tales como el AIRxpert 7000 Multi-sensor, Sistema de Control Multipunto mencionado anteriormente o el sistema de muestreo de aire en red previamente mencionado en la Patente de Estados Unidos N° 6.125.710 al Sharp discuten la medicion de parametros de calidad de aire multiple individuo pero nuevamente no se discute como crear o emplear una senal de parametro de calidad del aire mezclado de estos sistemas.

[0025] Ademas, hasta ahora el uso de multiples sensores locales individuales para crear las senales compuestas de multiples ubicaciones habna implicado un gran numero de sensores individuales que se utilizan con un sistema de gestion de edificios (BMS) o sistema de adquisicion de datos con un primer coste grande asociado y grandes costes de calibracion en curso. Por otro lado, los sistemas de muestreo de aire multipunto pueden detectar multiples parametros de manera rentable sobre una base individual e individualizada, aunque, como se menciono anteriormente, se ha carecido de medios para combinar y mezclar adecuadamente esta informacion de forma discontinua o continua para que pueda aplicarse beneficiosamente a las aplicaciones apropiadas de monitorizacion o control.

[0026] Una aplicacion pertinente donde la informacion de parametros de calidad del aire mezclado se puede utilizar benificiosamente implica ventilacion con control de demanda basada en habitacion o area (VCD) tal como se aplica por ejemplo a una oficina, sala de clase, montaje, auditorio o unidad de espacio de ocupacion o la manipulacion de aire variable basada en la demanda, aplicada al manipulador de aire de un edificio. Tal como se describe en el documento anteriormente mencionado por Warden, titulado "Supply air CO2 Control of minimum outside air for multiple space systems", el aire exterior en una instalacion asf como la cantidad de aire de suministro en una habitacion o area dada puede ser variada basandose en la cantidad de personas en la instalacion o el area o sala dada midiendo una medida indirecta de ocupacion y ventilacion que es CO2. Tal como se describio anteriormente, cuanto mas gente haya en el espacio o edificio mas CO2 se eleva permitiendo que una medicion de CO2 conduzca y aumente el aire exterior en el edificio cuando el numero de personas aumenta o viceversa permite que la cantidad de aire exterior caiga cuando menos gente este en el espacio. De manera similar para ventilacion de control de demanda basada en sala o area cuando el nivel de CO2 de un area aumenta, el aire de suministro en el espacio puede aumentarse para aumentar la cantidad de ventilacion de dilucion en ese espacio y viceversa cuando los niveles de CO2 disminuyen debido a una reduccion en las personas en el espacio tal como una sala de conferencias, el aire de suministro en el espacio puede reducirse hasta el mmimo de aire de suministro necesario para manejar la carga termica de la habitacion para ahorrar energfa.

[0027] A pesar de que estos dos enfoques de ventilacion de control de demanda de control de ventilacion de dilucion a base de sala y control de aire exterior a base de tratamiento de aire se ha usado durante un numero de anos, un problema con estos conceptos es la posible presencia de contaminantes no humanos tales como partfculas, monoxido de carbono, COVt (Compuestos Organicos Volatiles Totales) u otros contaminantes se acumulan y aumentan de valor cuando una fuente de ellos esta presente y los niveles de ventilacion son bajos. Si por ejemplo un espacio esta escasamente poblado y se utilizan algunos compuestos de limpieza fuertes y potencialmente irritantes en el espacio, podnan surgir problemas para los ocupantes existentes, ya que el bajo nivel de ocupantes habna llevado las tasas de ventilacion a un nivel bajo cuando en realidad la presencia de los compuestos de limpieza debe necesitar una velocidad de ventilacion mucho mas alta. Como se menciono en un artfculo de la revista ASHRAE de julio de 2003 titulado "Demand Control Ventilation" por los autores, Kurt W. Roth, John Dieckmann y James Brodrick que aunque "en la practica VCD ha reducido los costos anuales de energfa en $ 0.05 a $ 1 por pie cuadrado.... En la actualidad, la mayona de los edificios no utilizan VCD debido a las preocupaciones sobre los contaminantes interiores no humanos mencionados anteriormente.

[0028] Ademas del alto costo anterior de la deteccion de estos contaminantes interiores no humanos o parametros de calidad del aire, tampoco se ha conocido por los expertos en la tecnica de control de ventilacion lo diferentemente que debenan utilizarse contaminantes de aire tales como COVT, partfculas, monoxido de carbono y otros, junto con la informacion del dioxido de carbono, que no es contaminante, controla adecuadamente el aire exterior en el edificio mezclando los elementos tanto de ventilacion de control de demanda usando CO2 mas control de ventilacion de dilucion basado en uno o mas contaminantes del aire.

[0029] Haciendo referencia a otro problema de la industria, aunque hay muchas ventajas respecto al uso unico de sistemas de muestreo de aire multipunto como se describe anteriormente para crear una senal de parametro de calidad de aire compuesto o mezclado, hay ciertos atributos de calidad del aire que no se pueden detectar correctamente con el uso de al menos algunos, si no todos estos sistemas de muestreo de aire multipunto. Lo mas notable es que la temperatura no se puede detectar remotamente con un sensor centralizado, ya que la temperatura de la muestra de aire que se extrae a traves del conducto o tubo de muestreo de aire cambiara rapidamente la temperatura para igualar la temperatura del conducto o tubo de muestreo. En muchos casos el aire no necesita viajar mas de 10 a 20 pies antes de que su temperatura haya sido afectada sustancialmente por la temperatura del tubo de muestreo. Ademas, tambien hay otros atributos de la calidad del aire como ozono o partfculas que, dependiendo del tipo de tubo utilizado o de la velocidad de transporte, pueden verse afectados por el transporte a traves del tubo. Con respecto a la temperatura, por ejemplo, la incapacidad de un sistema de muestreo de aire multipunto basado en un sensor remoto para medir la temperatura de la sala o del conducto en las posiciones de

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muestreo de aire crea un problema en la medicion de tales propiedades relacionadas con la humedad como la humedad relativa y la enta^a usando un sistema de muestreo de aire multipunto. Esto se debe a que solo la humedad absoluta, la cantidad de vapor de agua en el aire en partes por mil o la temperatura del punto de rodo se puede medir directamente mediante un sistema de muestreo de aire multipunto. Por lo tanto, la dificultad para obtener una medida de la temperatura de la muestra de aire antes de que sea afectada por el tubo de muestreo de aire y luego combinar o mezclar esa medicion de temperatura con la medicion de humedad absoluta ha impedido en el pasado el uso de estos sistemas de muestreo de aire multipunto para la monitorizacion o control en habitaciones o en conductos de aire de los parametros de calidad de aire mezclada de humedad relativa y entalpfa.

[0030] Esto es potencialmente importante ya que la humedad relativa local y sensores de entalpfa, potencialmente utilizados en el economizador de una unidad de tratamiento de aire, son diffciles de mantener precisos cuando se utilizan como sensores locales particularmente para ciertas aplicaciones que implican la medicion de aire exterior debido a la amplia temperatura de este aire y es tfpicamente una gran concentracion de partfculas y polvo. Por ejemplo, un estudio reciente del New Buildings Institute de economizadores y unidades de tratamiento de aire en el Noroeste Padfico declaro que aproximadamente dos tercios de los economizadores evaluados no funcionaban correctamente o hadan fallado completamente en muchos casos debido al fallo de los sensores.

[0031] Para explicar esta aplicacion en mas detalle, un economizador como se define en el contexto de esta patente es un sistema que existe como parte de un sistema de tratamiento de aire de construccion para la reduccion de los costes de refrigeracion mediante la introduccion de aire exterior en lugar de, o para ayudar con, enfriamiento mecanico tal como aire acondicionado basado en equipo mecanico. La eficacia de un economizador se basa en gran parte en su capacidad de detectar cuando las condiciones de aire exterior son adecuadas para que el aire exterior pueda utilizarse para el denominado "enfriamiento libre" para reducir el uso del compresor. Las Patentes de Estados Unidos N° 4.182.180 y 4.570.448 describen tecnicas ejemplares para usar aire exterior para enfriamiento. Esto incluye la temperatura del bulbo seco, la entalpfa simple y los economizadores diferenciales basados en la entalpfa. De este tipo de economizadores, los tipos basados en entalpfa (en particular los economizadores diferenciales basados en entalfa) han demostrado un mejor rendimiento, especialmente en climas mas humedos y mas calientes, donde la carga de calor latente asociada con el aire exterior de refrigeracion puede ser un factor significativo. Para esta aplicacion, los sensores de entalpia estan disponibles para su uso con economizadores tales como Honeywell N° de Pieza C7650, control de economizador de estado solido.

[0032] A pesar de que el potencial de ahorro con economizadores basados en entalpfa puede ser significativo, estos sistemas como se menciono anteriormente, a menudo realizan ahorros limitados en la practica debido en parte a problemas con la tecnologfa de sensores fiables, como es bien conocido en la tecnica. ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) ha mencionado la limitada fiabilidad de estos sensores, tal como el ASHRAE Standard 90.1 Users Manual. Sensores de entalpfa conocidos se basan en un filamento de plastico que podnan deteriorarse con el tiempo que lleva al fracaso o errores de calibracion brutos. Los sensores mas nuevos se basan en disenos de estado solido, pero todavfa estan sujetos a la deriva y los problemas de repetibilidad.

[0033] Humedad absoluta centralizada a distancia y higrometros de espejo enfriados son mucho mas precisos, fiables y se utilizan de forma rentable cuando forman parte del sistema de muestreo de aire de multiples puntos. Si el aspecto de la medicion de temperatura local podna tener un costo efectivamente resuelto entonces estos sensores podnan ser utilizados ventajosamente para las medidas utilizadas mas comunmente de humedad relativa y entalpfa.

[0034] Otro problema con economizadores es que hay momentos cuando las condiciones exteriores son peores que las condiciones interiores, tal como con un edificio situado cerca de una carretera importante durante las horas punta. Durante estos penodos, si el economizador esta reclamando una refrigeracion libre, potencialmente 100% se esta extrayendo aire del exterior al interior del edificio que puede ser el ahorro energetico, pero debido al alto trafico fuera del edificio de la calidad del aire interior de la instalacion puede en realidad empeorarse. Como resultado, sena util ser capaz de crear una senal de contaminantes del aire exterior mezclado incorporando multiples contaminantes del aire tales como COVT, CO, y potencialmente partfculas que podnan utilizarse con el controlador de aire para anular el control del economizador de aire exterior cuando el aire exterior es "sucio".

[0035] Un problema conocido con ventilacion de dilucion en los edificios que utilizan sensores de contaminantes del aire tales como, por ejemplo, sensores para partfculas, CO, COVT u otros contaminantes de aire es que si las concentraciones de aire exterior se incrementan suficientemente, aumentando el volumen de flujo de aire de aire exterior o el aire de suministro en un area controlada o espacio en realidad aumentara los niveles de contaminantes de aire detectado en un espacio, conducto o tratamiento de aire. Esto puede crear potencialmente una situacion de realimentacion negativa cuando se exceden los niveles umbral de ventilacion de dilucion interior subiendo a su nivel maximo los niveles de flujo de aire lateral ambulatorios y/o niveles de flujo de aire de suministro de espacio.

[0036] Dependiendo del nivel de la capacidad de diseno del sistema de HVAC, la capacidad del sistema de tratamiento de aire podna superarse en esta situacion de pestillo, provocando una degradacion del control del sistema HVAC.

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[0037] Un sistema de seguimiento de las condiciones de calidad de aire que incluye una unidad de sensor para un dispositivo de ventilacion o para un dispositivo de intercambio de aire que comprende al menos un sensor de concentracion de sentirse bien o CO, y/o un sensor de temperatura o un sensor de humedad, el transmisor y los sensores estan dispuestos en una carcasa de sensor comun conocida a partir del documento DE 202 18 363 U1.

RESUMEN DE LA INVENCION

[0038] Por lo tanto, un objeto principal de esta invencion consiste en proporcionar un sistema para proporcionar mediciones de parametros de calidad del aire mezclados derivados de las mediciones de parametros de calidad del aire individuales utilizando al menos en parte un sistema de muestreo de aire de multiples puntos y en algunos casos tambien sensores de parametros de calidad de aire discreto locales.

Un objeto adicional de esta invencion consiste en proporcionar un sistema para proporcionar mediciones de parametros de calidad del aire de precision demostrada y la eficacia de costes que no pueden ser alcanzables con el uso de solo sensores locales discretos o el uso de solo un sistema de muestra de aire multipunto.

[0039] Tambien un objeto de esta invencion consiste en proporcionar sistemas y metodos para proporcionar mediciones de sensor de parametro de calidad del aire mezclado rentables y precisas de un tipo no disponible comunmente en el pasado para los fines de controlar operaciones y equipamiento de HVAC incrementante (Heating, Ventilating, and Air Conditioning), incluido equipamiento de controles.

[0040] Otro objeto de esta invencion consiste en habilitar el control espedfico y aplicaciones de monitoreo que implican la creacion de mediciones de parametros de calidad del aire mezclado de humedad relativa y/o entalpfa que se puede hacer de manera mas rentable y con precision con el uso de la invencion.

[0041] Un objeto de esta invencion tambien consiste en permitir una forma mejorada y mas sana de ventilacion de control de demanda que implica la creacion y el uso de una senal de control de aire exterior mejorado y/o una senal de control de flujo de aire de suministro. Estas senales de control son conocidas tambien como senales de mando del aire exterior y/o senales de comando de ventilacion de dilucion pueden crearse por ejemplo mediante una senal de parametro de calidad de aire mezclado que tfpicamente pueden incorporar aspectos de la informacion de nivel de dioxido de carbono para poner en practica los aspectos de la ventilacion con control de la demanda, asf como informacion de al menos otra medicion de parametro de calidad del aire tales como COVT, partfculas, monoxido de carbono, o incluso humedad para ayudar a mantener buena calidad del aire en un espacio o un edificio proporcionando niveles adecuados de flujo de aire de suministro a un espacio y/o flujo de aire exterior en un edificio para diluir cualquiera de tales contaminantes del aire detectados a niveles seguros o recomendados.

[0042] La ultima forma de realizacion de la presente invencion se implementa usando las senales virtuales de un sistema de muestreo de aire de multiples puntos y/o las senales de habitacion local o sensores de parametros de calidad del aire de los conductos y las combina a traves de uno o mas de varios enfoques usando un controlador de procesamiento de senal o por otros medios tales como un sistema de control del edificio para crear una senal de orden de ventilacion de dilucion y/o una senal de comando de flujo de aire exterior. En el contexto de esta invencion, una senal de comando de ventilacion de dilucion se define como una senal de orden de flujo de aire que puede utilizarse para variar, al menos parcialmente, la tasa de flujo de aire de alimentacion en una habitacion o espacio supervisado basado en informacion de parametros de calidad de aire detectada. El proposito de esta senal de control consiste en aumentar la ventilacion adecuada cuando niveles de contaminantes de aire en un espacio o edificio son demasiado altos, por lo general para mejorar la calidad del aire interior, y para disminuir los niveles de flujo de aire, por lo general para ahorrar energfa, cuando tanto el numero de ocupantes en un espacio se reduce como cuando el aire es relativamente limpio de contaminantes.

[0043] En el contexto de esta invencion, una senal de comando de flujo de aire exterior se define como una senal de orden de flujo de aire que puede utilizarse para variar, al menos parcialmente el flujo de aire exterior en una unidad de construccion o de tratamiento de aire basado en potencialmente multiples factores. Estos factores incluyen, por ejemplo la informacion de parametros de calidad del aire detectada en el interior del edificio, la informacion de parametros de calidad de aire detectada fuera del edificio, los niveles comparativos de parametros de calidad de aire detectados interiores y exteriores, la cantidad de enfriamiento libre para optimizar la eficiencia energetica y el confort, y la cantidad de flujo de aire exterior necesario para cumplir con las directrices recomendadas especialmente en funcion del tiempo real u ocupacion de diseno de, por ejemplo, toda la zona del edificio servida por una unidad de tratamiento de aire en particular, areas espedficas cnticas servidas por la unidad de tratamiento de aire, o areas servidas por la unidad de tratamiento de aire con diferente ocupacion. El proposito de esta senal de control consiste en equilibrar el ahorro de energfa de enfriamiento libre y la demanda de ventilacion de control proporcionando calidad de aire interior mejorada a traves del aumento de la dilucion de los contaminantes internos y prevenir el uso excesivo de aire exterior cuando es "sucio" o tiene niveles excesivos de contaminantes del aire.

[0044] Para los fines de esta patente, una senal de comando de flujo de aire es cualquier senal neumatica, electronica, analogica o digital, o un software de variable de firmware que opera en un programa de firmware o software que se ejecuta en un microprocesador o computadora; y que se utiliza por el controlador de flujo de aire

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ambiente, el controlador de flujo de aire exterior, el sistema de control de edificios, por uno de los dispositivos de control de flujo de aire de retorno, de escape, o de alimentacion situados en una habitacion o espacio dentro del edificio, o por un flujo de aire exterior, el flujo de aire recirculado, o dispositivo de control de flujo de aire de salida del edificio o amortiguador asociado a menudo con la unidad de tratamiento de aire de un edificio o sistema de HVAC. Estas senales de comando sirven para al menos parcialmente variar o controlar uno o mas de los aspectos de o relaciones entre uno cualquiera de los flujos de aire en movimiento en o salen del edificio, un controlador de aire o un area, espacio, habitacion o ambiente dentro del edificio. Si la senal de comando de flujo de aire es de un caracter variable continuo, puede denominarse aqrn como una VAV o senal de comando de volumen de aire variable. De lo contrario, la senal de comando de flujo de aire puede ser una senal de comando de flujo de aire discontinua que en el contexto de esta invencion se define como una senal que puede tener solo dos niveles o estados y para los fines de esta patente se conoce como una senal de dos estados, o que puede tener tres niveles o estados y por lo tanto puede ser contemplado en el contexto de esta invencion como una senal de tres estados. Alternativamente, la senal de comando de flujo de aire discontinuo puede tener multiples niveles o estados discretos y, como tal, puede denominarse aqrn como una senal de estado multiple.

[0045] Para los fines de esta invencion, un controlador de procesamiento de senal como se ha mencionado anteriormente se refiere a circuitena electronica analoga o digital, y/o un microprocesador o equipo que ejecuta un programa de software o firmware que utiliza al menos informacion, senales y/o software o variables de firmware de cualquiera de los sensores locales individuales de parametros de calidad del aire, ademas de senales de sensor virtuales, informacion y/o variables de software o firmware de sensores remotos o centralizados de parametros de calidad del aire, y mezclas, combina o procesa esta informacion en una multitud potencial de maneras. Como resultado, el controlador de procesamiento de senales o bien crea senales de comando de flujo de aire para control de flujo de aire exterior de edificios, para la ventilacion de dilucion, volumenes de aire compensados, u otros comandos de flujo de aire para utilizarse por un controlador de flujo de aire ambiente, y/o para la creacion de senales o informacion que se pueden utilizar por otros dispositivos de control tales como un sistema de control de edificios para controlar al menos parcialmente las corrientes de aire a nivel del edificio incluyendo el flujo de aire exterior en el edificio, asf como uno o mas flujos de aire de las habitaciones de suministro, retorno, de escape o el flujo de aire de compensacion, y/o se utiliza para algun otro control o la funcion de supervision que esta de alguna manera relacionada con el control de uno de los flujos de aire de habitacion o edificio mencionados anteriormente.

[0046] En el contexto de esta invencion, un sistema de control de edificios o el sistema de gestion de edificios como se menciono anteriormente se define como un sistema de control situado en un edificio o instalacion que se utiliza para controlar una o mas funciones del sistema HVAC en un edificio tales como por ejemplo control de temperatura del espacio, el espacio de humedad relativa, los flujos de aire de la unidad de tratamiento de aire y el funcionamiento, flujo de ventilador de escape, funcionamiento en refrigeracion, la operacion del economizador, presiones estaticas de conductos, presurizacion de edificio, y flujos de aire de ambiente cntico. Estos sistemas se integran con frecuencia o incorporan otros sistemas de edificio o subsistemas, tales como incendios y de seguridad, acceso a la tarjeta, monitorizacion de television de circuito cerrado, sistemas de control de humo, supervision de la alimentacion, seguimiento de sistemas de control de flujo de aire y sistemas de control de flujo de aire de ambiente cntico. Sistemas de control de edificio pueden tener controles neumaticos, electricos, electronicos, de microprocesador, de computador, o basados en web usando entradas y salidas de senales neumaticas, analogicas y/o digitales. Estos sistemas suelen tener funciones de supervision centralizada, capacidades de control centralizadas o locales, y pueden tener acceso de internet o red. Tambien pueden ser referidos como sistemas de gestion de edificios (BMS), sistemas de control de instalaciones (FCS), o sistemas de gestion de instalaciones (FMS).

[0047] Otro objeto de esta invencion consiste en proporcionar sistemas y metodos para la prevencion de ventilacion de dilucion y el control de flujo de aire exterior de engancharse a velocidades de flujo altas debido a los altos niveles de aire libre de contaminantes de aire. Una realizacion preferida para resolver este problema para el control del aire exterior implica el uso de senales de contaminantes de aire de mezcla para el control que se crean de tomar el diferencial de niveles de contaminantes interiores a exteriores frente a los niveles interiores absolutos. El uso de un sistema de muestreo de aire de multiples puntos unicamente proporciona una alta precision para hacer esta aplicacion posible, ya que tanto mediciones interiores como exteriores se hacen con el mismo sensor reduciendo sustancialmente errores en los sensores normales que tfpicamente se magnificanan cuando se considera la diferencia entre dos sensores diferentes. Asimismo una forma de realizacion preferida para resolver este problema para el control de ventilacion de dilucion a base de habitacion implica el uso de senales de contaminantes de aire de mezcla para el control que se ha creado usando un sistema de toma de muestras de aire sensor compartido que genera una senal de contaminantes de aire diferencial utilizando la diferencia entre las mediciones de niveles de contaminantes del area o espacio en comparacion con los niveles de contaminantes en el aire de suministro que alimentan el area monitorizada o espacio.

[0048] Por ultimo, cuando varios parametros de calidad de aire han de utilizarse por un controlador de procesamiento de senales para ayudar a crear una ventilacion de dilucion o senal de comando de flujo de aire exterior, especialmente donde cada parametro de calidad de aire tiene un umbral diferente, cada parametro de calidad de aire se puede escalar a una escala relativa ese umbral. Por ejemplo 2 voltios en una escala de 0 a 10 voltios pueden representar el umbral cuyo momento el flujo de aire debe empezar a incrementarse con 10 voltios

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que representan el flujo maximo. Las senales individuals pueden seleccionarse para que la mayor de estas senales controla el flujo de dilucion. Alternativamente, las senales pueden ser sumadas juntas despues de haberse ponderado de una manera relativa basada en la gravedad de los efectos de salud de cada compuesto detectado o la ponderacion basada en el umbral anterior. Ponderacion no lineal tambien puede utilizarse cuando por ejemplo el nivel incrementado de un contaminante peligroso por encima de un umbral reclama flujos de aire mucho mas altos tales como para monoxido de carbono frente a un contaminante mas benigno pero todavfa importante, tales como partfculas.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

[0049] Otros objetos, caractensticas y ventajas se ocurriran a los expertos en la tecnica a partir de la siguiente descripcion de las realizaciones preferidas y los dibujos adjuntos en los que:

FIG. 1 es un diagrama esquematico de una realizacion preferida del sistema de la invencion en la que una pluralidad de espacios y conductos de aire estan siendo monitoreados por un sistema de muestreo de aire configurado por estrella multipunto.

FIG. 2 es un diagrama esquematico de una realizacion preferida del sistema de la invencion en la que una pluralidad de espacios y conductos de aire estan siendo monitoreados por un sistema de muestreo de aire de multiples puntos interconectados.

FIG. 3 es un diagrama esquematico detallado de una forma de realizacion preferida del sistema de la invencion en una habitacion.

FIG. 4 es un diagrama esquematico de una parte de una forma de realizacion preferencial de la logica de procesamiento de senal de la invencion que se puede utilizar para crear las senales de comando de ventilacion de dilucion.

FIG. 5 es un diagrama esquematico de una realizacion de la sala de controles de flujo de aire logica de la invencion para un espacio que incluye un dispositivo de control de flujo de aire de retorno de sala controlada.

FIG. 6 es un diagrama esquematico de una realizacion preferida del sistema de la invencion en la que una unidad de tratamiento de aire de edificio que incorpora aire de retorno esta siendo monitoreada por un sistema de muestreo de aire de multiples puntos.

FIG. 7A y 7B son diagramas esquematicos de diferentes niveles de estado estacionario asociados con secuencias de control de la tasa de cambio de aire.

FIGS. 8A y 8B son estrategias diagramadas para controlar la velocidad de cambio de aire en un entorno de espacio o un edificio utilizando un sistema de circuito cerrado para proporcionar una ventilacion de dilucion o control del aire exterior mediante la variacion de la velocidad de flujo del aire de suministro dentro del medio ambiente o el aire exterior en el edificio.

FIG. 9 es un diagrama esquematico de una parte de una forma de realizacion nerales pre- de la logica del controlador de flujo de aire fuera de la invencion que se puede utilizar para crear las senales de comando de flujo de aire del exterior.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES Y METODOS PREFERIDOS

[0050] FIG. 1 y 2 muestran un conjunto tfpico de entornos controlados o habitaciones 20A, 20B, y 20C que tienen puertas que entran en un pasillo 10 que tambien esta siendo monitoreado. Aunque los diagramas muestran tres habitaciones y un pasillo, la presente invencion se puede usar con una sola habitacion o espacio o zona supervisada o cualquier pluralidad de habitaciones o espacios incluyendo pasillos u otros espacios adyacentes que tambien estan siendo monitorizados, tales como por ejemplo, dos o mas habitaciones, o un pasillo mas uno o mas espacios. Tenga en cuenta tambien que, aunque los entornos que se muestran en las figuras estan encerrados dentro de las paredes, los entornos controlados, espacios o areas en el contexto de esta invencion tambien pueden ser una seccion o area de una habitacion que no tiene paredes o particiones que lo rodean. Por lo tanto, puede haber multiples entornos monitorizados dentro de una habitacion ffsica. Alternativamente, salas ffsicas multiples tambien pueden constituir un entorno o espacio. Tfpicamente, el entorno 20 tambien sera un area que es alimentada por uno o mas dispositivos de control de flujo de aire de suministro 51. Potencialmente un dispositivo de flujo de aire de retorno 41A puede utilizarse que es controlado por el controlador de flujo de aire de espacio 30 o puede no haber dispositivos de flujo de aire de retorno controlado tales como en salas 20B y C. En los dos ultimos casos, el aire de alimentacion puede volver al controlador de aire a traves de conductos de transferencia 40B o el techo de la parrilla 42C en un espacio pleno que es tfpicamente en un espacio del techo que con el tiempo se conecta a la entrada de flujo de air de retorno de una unidad de tratamiento de aire tal como la unidad de tratamiento de aire 1000 en la FIG. 6 que esta proporcionando el aire de alimentacion en o cerca del espacio. Para los fines de esta invencion un controlador de flujo de aire de sala como controlador de flujo de aire de sala 30 es un aparato de control de flujo de aire que puede ser de diseno electronico analogico o digital o puede construirse utilizando un microprocesador o equipo que ejecuta un programa de software o firmware que crea las senales de comando de flujo de aire para uno o mas dispositivos de control de flujo de aire de suministro y/o de retorno usando posiblemente informacion, senales y comandos de flujo de aire desde otros dispositivos, sistemas o controladores.

[0051] Estos conjuntos de habitaciones en la FIG. 1 y 2 se describen adicionalmente por tener una fuente de suministro de aire de los conductos de aire de suministro 50a, 50b, y 50C, procedentes de la unidad de tratamiento

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de aire 1000 en la FIG. 6, que pueden salir de la habitacion como aire de retorno a traves de un espacio de camara de sobrepresion o de conducto de retorno controlado 40 A, conducto de retorno no controlado 40B, o espacio plenum 40C. Aunque no se muestra en las figuras, el pasillo 10 tiene a menudo tambien una fuente de suministro de aire. Los conductos de suministro 50A, B y C tambien contienen dispositivos de control de flujo de aire 51A, B, y C, que suministran aire a la habitacion o espacio a traves de la rejilla de flujo de suministro o difusor 52A, B, y C, respectivamente. Adicionalmente, el conducto de retorno de habitacion 40A contiene dispositivos de control de retorno del flujo de aire 41A que controla la cantidad de aire de habitacion o espacio en el conducto de retorno. El conducto de retorno 40A, conducto de transferencia de retorno 40B, y espacio plenum 40C conectan a las habitaciones 20A, B, y C a traves de una rejilla de retorno de habitacion o apertura de ventilacion 42A, B, y C, respectivamente.

[0052] FIG. 1 y 2 muestran tambien la presencia de una toma de aire exterior 62 en el edificio a traves del conducto de aire exterior 60. Este conducto podna estar conectado a o parte de algun tipo de una unidad de tratamiento de aire, tal como la unidad de tratamiento de aire 1000 en la Fig. 6, para dejar entrar aire exterior al interior del edificio, puede ser una fuente de aire dedicado exterior en el edificio no esta asociado con la unidad de tratamiento de aire 1000, o puede ser una ubicacion de recogida de aire exterior utilizada espedficamente para o compartida por los sistemas de muestreo de aire 100 y 200 de la FIG. 1 y 2 respectivamente. Un dispositivo de control de flujo de aire exterior 67 se muestra tambien como un medio para variar y controlar la cantidad de aire exterior que entra en el edificio.

[0053] Un dispositivo de control de flujo de aire tal como se utiliza en el contexto de esta invencion, tales como el suministro, el retorno, y dispositivos de control de flujo de aire exterior 51A, 41A, y 67, respectivamente, se definen como cualquier dispositivo conocido por los expertos en la tecnica de flujo de aire de control para controlar el volumen de flujo de aire y velocidad a traves de un conducto o abertura. Por ejemplo, pueden ser cajas o terminales de volumen constante, volumen de aire de dos estados, de estado multiple, o variable (VAV) como los fabricados por Titus, Metal Aire, Enviro-Tec, u otros. Estos dispositivos utilizan un amortiguador o dispositivo de estrangulamiento de algun tipo tal como una unica lama redonda, cuadrada, o rectangular, un amortiguador de hoja multiple, un conjunto de vejigas neumaticas que se pueden utilizar para sellar una abertura, o cualquier otro tipo de dispositivo de estrangulacion que puede utilizarse para sellar un conducto, que esta conectado a un actuador neumatico, electrico, o electronico que esta controlado por un controlador neumatico, electronico, digital, o basado en microprocesador que tfpicamente tambien se basa en la retroalimentacion de flujo de un sensor de flujo para el control de bucle cerrado de volumen de aire del conducto. Estos sensores de flujo pueden ser de varios tipos conocidos para los expertos en la tecnica, tales como los basados en sensores individuales o multiples de presion de velocidad, hilo caliente, termistor calentado, sensor de flujo de microelectronica, etc.

[0054] Alternativamente, otro tipo de dispositivo de control de flujo que se utiliza comunmente es una valvula de control de flujo de aire que tiene tfpicamente un cuerpo en forma de venturi con un cono cargado por resorte que se mueve a traves de la garganta eb forma de venturi del dispositivo para proporcionar inherente control, independiente de la presion de volumen, fabricado por Phoenix Controls u otros. Estas valvulas tienen tfpicamente accionamiento neumatico, electrico, o electronico para proporcionar volumen constante, de dos estados, estado multiple, o el control de volumen de aire variable. Estos dispositivos a menudo tienen grandes rangos de reduccion o de flujo que los hacen muy adecuados para el control de ventilacion de dilucion que puede tener rangos de flujo anchos para lograr ahorros optimos de energfa y seguridad.

[0055] Finalmente, otro ejemplo de un dispositivo de control de flujo de aire puede ser simplemente una cierta forma de una lama unica o multiple u otro tipo de dispositivo de estrangulamiento que se encuentra o bien en una unidad de tratamiento de aire, tales como los amortiguadores de 1003, 1006, y 1067 en la unidad de tratamiento de aire 1000 en la FIG. 6, un conducto de aire exterior, o un conducto que sirve una o mas areas. Estos dispositivos de estrangulacion o de amortiguacion pueden o pueden no usarse con uno de los antes mencionados dispositivos de medicion de flujo de aire o dispositivos de medicion de flujo de aire similares que estan adaptados utilizando una cuadncula de sensores o de agujeros de deteccion, por ejemplo, para medir el flujo de aire con precision a traves de una gran area del conducto de seccion transversal. Como ejemplo, amortiguadores de flujo de aire exteriores que proporcionan un flujo de aire en una unidad de tratamiento de aire a menudo no se utilizan en combinacion con un dispositivo de medicion de flujo de aire. Alternativamente, otros medios indirectos de deteccion de la corriente de aire exterior se pueden usar para proporcionar un mejor control del dispositivo de control de flujo de aire exterior.

[0056] Con referencia a la FIG. 1, este diagrama se refiere a una forma de realizacion preferida de la presente invencion dirigida al control de las habitaciones o areas utilizando senales de parametros de mezcla de calidad del aire de un sistema de muestreo de aire configurado por estrella multipunto 100. El sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100 podna ser un sistema de muestreo de aire de multiples puntos configurado por estrella con una estructura como la descrita en la Patente de Estados Unidos N° 6.241.950; Patente de Estados Unidos N° 5.292.280; Patente de Estados Unidos N° 5.293.771 o en la Patente de Estados Unidos N° 5.246.668. Tambien podna ser un monitor de refrigerante y gas toxico adaptado para este proposito, tal como la muestra multipunto de Vulcain Inc. dibujan el numero de modelo de monitor de gas VASQN8X como puede verse en su sitio web en
www.vulcaininc.com o un contador de partfculas multiplexado tal como el Universal Manifold System y el Controlador hecho por el Lighthouse Worldwide Solutions, Inc., como puede verse en su sitio web en
www.golighthouse.com,

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junto con uno de sus contadores de partfculas, tales como su numero de modelo Solair 3100 contador de partfculas basado en laser portatil o un sensor de partfculas basado en oscurecimiento. Tambien podna ser un sistema de muestreo de aire multipunto configurado por estrella como el del sensor AIRxpert 7000 Multisensor, Sistema de Monitorizacion Multipunto fabricado por AIRxpert Systems de Lexington, Massachusetts, como puede verse en su sitio web en
www.airexpert.com.

[0057] En la FIG. 1, un conjunto de valvulas de solenoide 161 a traves de 167 es parte de un sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100. Equivalentemente, estos solenoides 161 a traves de 167 se podnan reemplazar con otros medios de conmutacion tales como SSS-48C Single Scanivalve System fabricado por la Scanivalve Corporation de Liberty Lake, Washington, como puede verse en su pagina web,
www.scanivalve.com, que utiliza un selector neumatico y el motor paso a paso para conectar uno de los muchos puertos de entrada a un puerto de salida que se puede conectar a un sensor de este tipo como un sensor de presion. Las valvulas de solenoide 161 a traves de 167 son controladas para conmutar en una secuencia por la logica de control 110. Esta secuencia puede ser un patron secuencial sencillo de un solenoide despues de otro, o variado por ejemplo a traves de la programacion para ser uno de potencialmente muchos patrones predefinidos, o que puede tener un patron que puede interrumpirse y cambiarse a una nueva secuencia de comando manual o remoto o por un evento de disparo basado en los valores o senal de patron de uno o varios parametros de calidad de aire detectada. Este evento de disparo podna ser generado desde fuera del sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100 o podna ser creado a partir de la informacion del sensor procesada por el procesamiento de senales de bloqueo de controlador 130.

[0058] Las valvulas de solenoide 161 a traves de 167 se conectan a ubicaciones de muestreo 13, 23A y 23C en los espacios, asf como lugares de deteccion de conducto 43a, 43b, 53b, y 63 a traves del tubo 14, 24A, 44A, 44B, 54B, 24C, y 64. En la FIG. 1 por ejemplo, la ubicacion de muestreo 13 en el pasillo 10 esta conectado a traves del tubo 14 al solenoide 161. Ubicaciones de deteccion de area 23A y C en las habitaciones 20A y C estan conectadas a traves de tubos 24A y C a los solenoides 162 y 166 respectivamente. Ubicacion de muestreo de conducto de retorno 43A y ubicacion de muestreo de conducto de transferencia 43B se conectan a traves del tubo 44A y B a los solenoides 163 y 164 respectivamente. La ubicacion de muestreo de conducto de alimentacion 53B esta conectada a traves del tubo 54B al solenoide 165. Por ultimo la ubicacion de muestreo de conducto de aire 63 esta conectada a traves del tubo 64 al solenoide 167. Alternativamente, el tubo 64 puede estar conectado a algun otro lugar adecuado que no sea el conducto 60 para obtener muestras de aire exterior.

[0059] El tubo mencionado anteriormente transporta la muestra de aire desde la ubicacion de deteccion para el solenoide del sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100. El tubo tendra tfpicamente un diametro interior de un octavo a un medio de una pulgada de diametro con un diametro interior preferido de alrededor de una cuarta pulgada. Este tubo puede estar hecho de tubo estandar neumatico plastico tal como polietileno de baja densidad Dekoron TM (LDPE) de plastico, teflon, acero inoxidable, tubena "Bev-A-Line XX" hecha por Thermoplastic Processes, Inc. de Stirling, NJ, u otros materiales de tubo adecuado conocido por los expertos en la tecnica. Para rendimiento superior en el transporte tanto de COVT como partfculas, se prefiere un material que es a la vez inerte para COV con muy poca adsorcion y desorcion, asf como electricamente conductivo para evitar la acumulacion estatica, tal como un tubo flexible de acero inoxidable. Otros materiales preferidos y construcciones se describen en la Solicitud de Patente de Estados Unidos N° de serie 10/948.767, presentada el 23 de septiembre de 2004, titulada, "TUBING FOR TRANSPORTING AIR SAMPLES IN AN AIR MONITORING SYSTEM", asf como la Solicitud de Patente de Estados Unidos N° de Serie 11/149.941 presentada el 10 de junio de 2005, titulada "AIR MONITORING SYSTEM HAVING TUBING WITH AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE INNER SUR- FACE FOR TRANSPORTING AIR SAMPLES".

[0060] Ademas, en la FIG. 1, una bomba de vacfo 140 extrae el aire de los lugares de deteccion a traves de la tubena en los solenoides 161 a traves de 167 y en un colector 190 conectando todos los puertos de salida de los solenoides juntos y a la entrada de los sensores compartidos 120. La salida de los sensores compartidos 120 esta conectado a la bomba de vacfo mediante un tubo 141, cuya construccion no es critica y puede ser un tubo de plastico barato tal como el Dekoron TM mencionado anteriormente o de otro tipo. El diametro interior de este tubo puede hacerse similar al tamano de la tubena que se conecta a las entradas de las valvulas de solenoide o posiblemente mas grande por menos cafda de presion. Los sensores compartidos 120 pueden consistir de uno o mas sensores para medir tales parametros de confort de aire como la humedad absoluta o temperatura de punto de rocfo, dioxido de carbono, los parametros de calidad no aereos tales como diferencial de presion estatica, o contaminantes del aire tales como, por ejemplo, CO, partfculas, humo, COVT, COV espedfico de interes, formaldehudo, NO, NOX, SOX, oxido nitroso, amomaco, gases refrigerantes, radon, ozono, agentes terroristas qrnmicos y/o biologicos, moho, otros biologicos, y otros contaminantes del aire de interes para ser detectados. Estos sensores pueden estar conectados en serie, en paralelo o una combinacion de ambos.

[0061] Las salidas de senal de los sensores compartidos 120 se pasan al bloque de controlador de procesamiento de senal 130 del sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100. Este bloque 130 se lleva tambien en otra informacion de sensor del bloque de entradas del sensor 150. Este bloque de entrada 150 acepta senales de sensor o informacion de sensores de habitacion local o conductos si se requiere o se desea en lugar de sensores remotos. Por ejemplo, la temperatura no puede ser detectada de forma remota, dado que la temperatura del aire va a cambiar

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rapidamente a la temperature de la tubena de medida que se mueve a traves del tubo. Ademas, algunas areas pueden necesitar deteccion instantanea de un parametro de calidad del aire. Esto se muestra en la Sala 20A donde el sensor de sala 25A, que podna ser por ejemplo un sensor de temperature, esta conectado al bloque de entrada de sensor 150 a traves del cable electrico 26a. Si se utiliza un sensor de temperature para 25A y esta situado cerca de la entrada de toma de muestras 23A, a continuacion, una medicion de humedad absoluta de sensor compartido o temperature de punto de rodo se puede combinar o mezclar con la medicion de temperatura de sensor 25A para crear una medicion eficaz muy precisa y rentable de la humedad relativa, la entalpfa o una de las otras mediciones psicrometricos relacionados. Del mismo modo si el sensor de conducto de aire exterior 65 se utiliza para medir la temperatura, la combinacion de una medicion de la humedad de temperatura absoluta de sensor compartido o del punto de rodo del lugar de muestreo 63 que puede situarse cerca del sensor de localizacion 65 permitira el calculo de una medicion de aire exterior de humedad relativa, o entalpfa.

[0062] Los sensores y el bloque de entradas de sensor pueden funcionar con muchas formas de senal tales como tension analogica, corriente analogica o digital. Alternativamente, el sensor puede tener su propio microprocesador a bordo y comunicarse con el bloque de entradas del sensor 150 a traves de un protocolo de comunicaciones de datos tales como, por ejemplo, LonTalk por Echelon Corporation, o un protocolo adecuado se describe por las normas de comunicaciones BACnet de ASHRAE, o virtualmente cualquier otro protocolo apropiado, incluyendo diversos protocolos propietarios y otros protocolos estandar de la industria comunmente utilizados para proporcionar comunicaciones de datos entre dispositivos dentro de un entorno de edificio. Tfpicamente, sin embargo, cuando se utilizan las comunicaciones de datos digitales para conectarse a dispositivos discretos tales como 25A, esto se logra utilizando un protocolo que opera sobre una capa ffsica tal como una capa ffsica EIA485, en la parte superior de la cual se emplea un protocolo de nivel superior apropiado. En tales casos, por ejemplo, el cable 26A se puede especificar como un par de conductores blindados torcidos. Sin embargo, las conexiones entre el sensor 25A y el bloque de entrada l5o pueden lograrse utilizando cualquier numero de tipos de cable comunes en la industria de control de edificios. Ademas, el cable 26A puede omitirse y el sensor 25A puede comunicarse de modo inalambrico a bloques de entrada 150 utilizando tales protocolos y enfoques como IEEE 802.11a/b/g, Zigbee, Bluetooth, redes de malla u otros metodos inalambricos utilizados en el edificio y la industria de TI (Tecnologfa de la Informacion).

[0063] El bloque controlador de procesamiento de senal 130 se utiliza para procesar la informacion del sensor de los sensores compartidos para crear senales de sensor virtuales reflectantes de las condiciones ambientales en las ubicaciones detectadas. Esta informacion se anade a la informacion de los sensores de las habitaciones locales, tales como 25A o sensor de conducto 65, y puede procesarse adicionalmente para crear senales de parametros de calidad del aire mezcladas o de material compuesto y luego se utiliza en una variedad de maneras posibles. Por ejemplo, esta informacion puede ser enviada a la construccion de sistema de control 180 para fines de seguimiento y de control o a traves de una conexion de red digital 181. El intercambio de informacion se podna hacer utilizando, por ejemplo, un protocolo BACnet, LonWorks, OPC, intercambio de datos XML u otra conversion de informacion de interfaz adecuada. La conexion ffsica 181 podna ser una conexion de internet, conexion de EIA485 (tambien conocido como RS485) u otro tipo de conexion de comunicaciones de datos digitales. Otro uso de los datos puede consistir en enviarlos a traves de un area local interna y/o externa o red de area amplia para el seguimiento en una ubicacion remota. Ademas, los datos pueden pasar directamente, o a traves de una red de area local, red telefonica u otros medios de conexion adecuados 171 para conectarse al Internet o una red especializada de la que un sitio web u otro medio adecuado se pueden utilizar para el acceso remoto, pantalla y analizar los datos del sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100.

[0064] Lo mas importante, el bloque controlador de procesamiento de senal 130 tambien puede proporcionar las senales de control 31 utilizadas por el controlador de flujo de aire de sala 30, que en la FIG. 1 se muestra como bloques 30A, B, y C y senales de mando de ventilacion de dilucion 31A, B, y C. La senal control 31 se utiliza para variar de manera dinamica la tasa de flujo de aire de alimentacion minima de los espacios que tambien controla de manera equivalente la cantidad de ventilacion de dilucion para salas 20A, 20B, y 20C. Dado que uno de los parametros de calidad del aire que pueden ser detectados por los sensores compartidos es el dioxido de carbono, una senal de comando de ventilacion de dilucion mezclado tambien puede incluir informacion relativa a los niveles de dioxido de carbono en un espacio dado para implementar un enfoque de ventilacion de control de demanda de nivel de sala local que responde a la variacion de la ocupacion. Tambien, dada la naturaleza flexible de la electronica asociada con el controlador de flujo de aire ambiente 30, parte o la totalidad de las funciones realizadas por el controlador de procesamiento de senal 130 puede realizarse dentro del controlador de flujo de aire ambiente 30, que puede ser un dispositivo programable. En este caso, la senal 31 puede al menos en parte ser creada dentro del controlador 30.

[0065] Haciendo referencia a las senales de comando de ventilacion de dilucion 31 A, B, y C, el bloque controlador de procesamiento de senal 130 puede producir estas senales, las partes de las senales, o todas o una parte de las funciones de control pueden ser producidas por el sistema de control de edificio 180. Esto se muestra por ejemplo en la FIG. 2 con senal de comando de ventilacion de dilucion 31C usando la informacion del sensor, particularmente la informacion del sensor de parametros de calidad del aire de los sensores compartidos 220 en la FIG. 2, y/o los sensores de las habitaciones locales, tales como 28C. Ademas, debe quedar claro que el controlador de procesamiento de senal 130 de la FIG. 1, el controlador de procesamiento de senal 210 de la FIG. 2, o el controlador de procesamiento de senal 1130 de la FIG. 6 no necesitan empaquetarse ffsicamente dentro de los bloques 100,

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200, o 1100, respectivamente, y que es posible implementar controladores de procesamiento de senal 130, 210, o 1130, ya sea como modulos independientes, o integrarlos con alguna otra parte o sistema que se muestra, por ejemplo, dentro de las Figuras 1,2, o 6.

[0066] Con referencia a la FIG. 2, este diagrama se refiere a otra forma de realizacion preferida de la presente invencion dirigida a la creacion de la calidad del aire mezclado o mediciones de parametros de calidad de aire compuesto y senales de comando de dilucion de ventilacion de flujo de aire usando un sistema de muestreo de aire en red tal como uno similar al descrito en la Patente de Estados Unidos N° 6.125.710. Este sistema de muestreo tiene muchas de las funciones y es similar al sistema indicado en la FIG. 1 siendo la diferencia principal que los interruptores de solenoide y algunos de los controles se distribuyen por todo el edificio frente a situarse en una unidad central. Como resultado, la unidad de muestreo central 100 mostrada en la FIG. 1 se sustituye efectivamente por la unidad de sensor y de control 200, junto con aire distribuido y routers de datos 300A, 300B, 300C, y 300D. El control de la secuenciacion del sistema y las funciones de procesamiento de senal se manejan por el procesamiento de senales de bloqueo de controlador 210. Este bloque 210 realiza las funciones de los bloques 510 y 530 en la FIG. 4, que se describira mas tarde. El bloque de sensor compartido 220 lleva a cabo la misma funcion que el bloque 520 de la FIG. 4 o bloque 120 de la FIG. 1.

[0067] Los bloques 300A, B, C y D son enrutadores de aire y de datos que albergan las valvulas de solenoide 361A, 362A, 363A, 361b, 362B, 361C y 361d, asf como potencialmente algunas capacidades de entrada analogica o digital y de salida que estan contenidas en bloques de entrada/salida 320A y 320B. Como ejemplo, la ubicacion de muestreo de aire 23A esta conectada mediante un tubo o el conducto de transporte de aire 24A al solenoide 362A que es parte del aire y enrutador de datos 300A. Este tubo o medios de transporte de aire 24A junto con 44A, 14, 44B, 54B, 24C y 64 se describen anteriormente, excepto que el conducto de transporte de aire tambien puede tener asociados conductores electricos adicionales para el proposito de la adicion de la comunicacion de datos en red, energfa de baja tension, cables de senal y otras funciones potenciales como se describe en la patente de EE.UU. N° de serie aplicacion 10/948.767, presentada el 23 de septiembre de 2004, titulada, "TUBING FOR TRANSPORTING AIR SAMpLES IN AN AIR MONITORING SYSTEM", asf como solicitud de patente estadounidense N° de serie 11/149.941 presentada el 10 de junio de 2005, titulada "AIR MONITORING SYSTEM HAVING TUBING WITH AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE INNER SURFACE FOR TRANSPORTING AIR SAMPLES". La incorporacion de estos conductores permite que estos sensores locales se anadan mas convenientemente y rentablemente al sistema.

[0068] Por ejemplo, la ubicacion de muestreo 23A, asf como los demas lugares de muestreo 43A, 43B, 53B, 24C y 63, podnan tambien contener un sensor de temperatura local similar al de sensor local 25A integrado en el lugar de muestreo para detectar la temperatura de habitacion o conducto. La senal de este sensor de temperatura o de otros sensores locales, tales como la humedad, ozono, u otras caractensticas de parametros de calidad del aire local puede enviarse al enrutador de datos de aire 300 como una senal de comunicaciones de datos digitales a traves de un cable de comunicacion de datos tal como un par trenzado, par blindado trenzado, cable de fibra optica u otros medios de comunicacion de datos digitales. Alternativamente, la informacion del sensor podna ser enviada al enrutador 300 a traves de una senal analogica a traves de uno o mas conductores de senal como un voltaje analogico o senal de corriente. Esta senal analogica se puede convertir entonces en una senal digital por el bloque I/O 320A o 320B en el enrutador 300A o 300B respectivamente.

[0069] Estos bloques I/O 320A y 320B tambien pueden controlar otros parametros de calidad de aire o entradas de senal que pueden o pueden no asociarse directamente con una entrada de muestreo de aire todavfa tendna un cable de comunicaciones de datos, cable de senal analogica, u otra conexion al bloque I/O. Un ejemplo de uno de estos sensores es sensor de sala 27A que podna ser un sensor de temperatura, sensor de parametro de calidad del aire u otro tipo de sensor tal como una luz, presion diferencial, velocidad del aire u otro sensor de construccion tales como un sensor de ocupacion o interruptor de ocupacion, o incluso otro tipo de conmutador de algun tipo, tal como interruptor de habitacion local 81. De los ultimos sensores o interruptores de habitacion, un sensor de ocupacion se define en el contexto de esta intervencion como un sensor que puede detectar la presencia de personas en un espacio a traves de energfa infra roja, movimiento, acceso de tarjeta, u otros medios, mientras que un interruptor de ocupacion se define en el contexto de esta invencion como un interruptor de habitacion, tal como un interruptor de la luz de operacion manual o de otro tipo de interruptor de habitacion operado por el ocupante cuando entran o salen del espacio. Un interruptor de habitacion en el contexto de esta invencion se define como algun tipo de interruptor que puede ser por ejemplo electrico, mecanico, fotonico, o neumatico que se encuentra en o cerca de la habitacion que puede ser operado manualmente para indicar un cambio de estado a un sistema conectado a el. Un interruptor de habitacion puede ubicarse, por conveniencia de cableado de intercambio en la misma ubicacion de habitacion y posiblemente en el mismo recinto que la recogida de toma de muestras de aire. Otros tipos de interruptores de habitacion o sensores tambien podnan estar conectados a los bloques de E/S 320 de los enrutadors de aire y de datos 300.

[0070] Dentro de los enrutadors de datos de aire 300, la salida de multiples valvulas de solenoide pueden juntarse con colector 390A y B. Estos colectores mas las salidas de las valvulas de solenoide individuales tales como 361C en enrutador de aire y datos 300C y/o solenoide 361d en enrutador 300D estan conectados con la tubena o el conducto de transporte de aire 202 para el transporte de muestras de aire a los sensores compartidos 220 en la

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unidad de muestreo de aire de multiples puntos 200 movido por la fuente de vado 140. El control de los enrutadores de aire y de datos, as^ como la comunicacion de informacion digital detectada y datos de parametros de calidad del aire de los bloques de I/O dentro de los enrutadores o de los sensores locales en los espacios a la unidad de muestreo de aire de multiples puntos 200 es a traves de cable de comunicaciones de datos 201. Los medios de comunicacion de transporte de aire 202 se pueden construir utilizando los mismos materiales mencionados anteriormente para tubos 24A y otras conexiones de los espacios 20 para los enrutadores 300. El cable de comunicacion de datos 201 se puede hacer con cualquier medio de comunicacion de datos utilizado medios de comunicacion de datos tales como par trenzado, par trenzado, cable de fibra optica o de otro tipo. Ademas, en una realizacion preferida los medios de transporte de aire 202 y los medios de comunicacion de datos 201 se pueden combinar en un solo cable estructurado como se ha descrito para las conexiones entre las habitaciones 20 y los enrutadores 300.

[0071] Tal como en la FIG. 1 la unidad de muestreo de aire de multiples puntos 200 tambien se conecta a Internet 170 para enviar informacion sobre los entornos a un sitio web protegido por contrasena para su revision por los ocupantes y personal de la instalacion. De nuevo, como en la FlG. 1 la unidad de muestreo multipunto 200 tambien puede interactuar con y enviar datos a traves de medios de comunicacion de datos 181 con el sistema de control o gestion de edificios de la instalacion 180. Esto se puede hacer directamente o a traves de uno de los muchos protocolos de interfaz tales como BacNet, OPC, Lon por Echelon, XML u otros.

[0072] Ademas de los enrutadores de aire y de datos 300 que pueden aceptar senales de entrada detectadas de los espacios 20 y proporcionar una salida de senal 31 para ayudar a controlar las habitaciones 20, el sistema de control del edificio 180 tambien se puede utilizar para aceptar diferentes senales de entrada del sensor tales como 29C de sensor de ambiente local 28c y la senal 82 de interruptor de habitacion 81. Esta informacion puede utilizarse por el sistema de control del edificio directamente para el control y/o se comunica al sistema de muestreo de aire de multiples puntos 200. por ejemplo, si el sensor de habitacion 28C era una senal de temperatura, esta informacion podria ser detectada por el sistema de control del edificio 180 y se combina con informacion absoluta de humedad o punto de rodo de temperatura para habitacion 20C, derivada de los sensores compartidos 220 del sistema de muestreo de aire de multiples puntos, ya sea por el sistema de control del edificio o el sistema de muestreo de aire de multiples puntos para crear una humedad relativa o la medicion de la entalpfa o la senal de habitacion 20C. El sistema de control del edificio 180 tambien puede proporcionar senales de control para ayudar a controlar el flujo de aire en habitaciones 20 como se muestra por la senal de 31C al bloque de controlador de flujo de aire ambiente 30C usando la informacion del sensor compartido desde el sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100 o 200 y, potencialmente, senales detectadas a nivel local, informacion del interruptor de habitacion, asf como otra informacion de edificios.

[0073] FIG. 3 ilustra un diagrama mas detallado de una de las areas monitorizadas que esta controlado por un controlador de flujo de aire ambiente y algunos dispositivos y senales del control de flujo de aire y de realimentacion utilizados en el mismo. Ademas, este diagrama tambien incluye un dispositivo de sensor y de control de flujo de aire de retorno de habitacion 41 y senal de control de retorno de flujo de aire 47, asf como senal de realimentacion de retorno de habitacion 48. El dispositivo o dispositivos de deteccion y control de flujo de aire 51 y senal de control de flujo de aire de suministro 57 y senal de realimentacion de flujo de aire de alimentacion 58 tambien se indican.

[0074] Aunque se indica un dispositivo de control de flujo de aire de retorno la mayoria de los edificios solo tendra un dispositivo de control de flujo de aire de suministro controlado por el controlador de flujo de aire ambiente. En estos casos, el aire de retorno no esta controlado y por lo general vuelve a la unidad de tratamiento de aire de la habitacion o zona a traves del techo o de otros espacios de camara a traves de rejillas de retorno de reticula u otra rejilla en el techo o la transferencia de conductos de aire de la habitacion al espacio plenum o un conducto de aire de retorno. Dispositivos de control de flujo de aire de retorno se utilizan a menudo en esas habitaciones donde se desea una cierta diferencia de presion o el volumen de flujo de aire de desplazamiento entre la habitacion y las habitaciones circundantes tal como en una sala de aislamiento o sala de operaciones en un hospital, o una habitacion limpia. En otras palabras, un flujo de aire del desplazamiento se establece entre el flujo de retorno y suministro para que la sala siempre es ligeramente negativa, neutra o positiva en el flujo de aire vs. areas en base a la aplicacion de los alrededores. Adicionalmente, en algunos casos si la habitacion puede contener contaminantes peligrosos o por otras razones, puede ser deseable agotar completamente el flujo de aire desde la habitacion hacia fuera. En este caso, el retorno de habitacion puede ser canalizado a los ventiladores de escape agotando completamente el aire de la habitacion y haciendo lo que se muestra como un dispositivo de control de flujo de aire de retorno de habitacion eficazmente un dispositivo de control de flujo de aire de escape de habitacion siendo los algoritmos de control para controlar el dispositivo del controlador de flujo de aire ambiente 30 similares a los indicados en la FIG. 5 para un dispositivo de control de flujo de aire de retorno de habitacion, al menos con respecto a esta situacion simple.

[0075] Si ningun dispositivo de control de flujo de aire de retorno esta presente en la habitacion o area que es controlada por el controlador de flujo de aire ambiente 30, a continuacion, la FIG. 3 y el diagrama de control correspondiente FIG. 5 todavfa son aplicables excepto en que el dispositivo de retorno de la sala de control de flujo de aire 41 y sus senales 47 y 48, ademas de comando de compensacion de habitacion 32 y el flujo de suministro de senal de realimentacion 58, debe omitirse de los diagramas en los que se indican.

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[0076] En la FIG. 3, el sensor de temperature local 91 se comunica a traves del cable 92 a un controlador de temperature 90. Este controlador de temperature podna ser parte de la construccion de sistema de control 180, un sistema autonomo, parte del controlador de flujo de aire ambiente 30, o parte de una sistema separado que controla el flujo de aire en un espacio o habitacion con un dispositivo de retorno o de control de flujo de aire de escape. Tal sistema de ultimo control que incluye dispositivos controladores de retorno de habitacion o de escape de habitacion y flujo de aire de suministro 41 y 51 respectivamente de la FIG. 3, asf como el controlador de flujo de aire ambiente 30, y controla al menos presurizacion de habitacion mediante el mantenimiento, ya sea de una presion ambiente o volumen de desplazamiento entre la habitacion y espacios adyacentes se hace referencia en el contexto de esta invencion como un sistema de control de seguimiento del flujo de aire que puede tambien utilizarse por ejemplo en entornos cnticos, laboratorios, hospitales, viveros, y varios tipos de habitaciones limpias. En este ultimo caso, el controlador de flujo de aire ambiente 30 tambien puede ser denominado en el contexto de esta invencion como un controlador de seguimiento de flujo de aire.

[0077] El proposito de bloque de control de temperatura 90 consiste en proporcionar la regulacion de la temperatura ambiente que puede implicar el envre de una carga termica o un comando de temperatura 93 al controlador de flujo de aire ambiente 30 para aumentar o disminuir el volumen de flujo de aire de suministro acondicionado al espacio 20. El control de temperatura 90 tambien puede controlar un serpentm de recalentamiento para aumentar la temperatura del aire de suministro alimentado en el espacio 20 o bobinas de calefaccion de penmetro en el espacio 20 para otros medios de control de temperatura.

[0078] FIG. 5 es un ejemplo de realizacion del diagrama de control para el controlador de flujo de aire ambiente 30. El flujo de aire de suministro se establece por el mayor de cualquiera de 1) senal de control de la temperatura de la habitacion que representa el requisito de flujo de aire de suministro de la habitacion para mantener la temperatura ambiente adecuada o 2) la senal de comando de ventilacion de dilucion que sea considerada como los requisitos de flujo de aire de suministro para la ventilacion de dilucion sobre la base de los niveles de contaminantes en el espacio mas, en algunos casos, el volumen de suministro de aire requerido para satisfacer la ocupacion del espacio en base a la medicion de los niveles de dioxido de carbono en el espacio. El dispositivo de accionamiento mrnimo o alta funcion de seleccion para estas dos senales se implementa del modo mostrado en la FIG. 5 por bloque comparador de alta seleccion 34 que actua para tomar la mayor de las dos senales proporcionadas a la misma, pasando cualquiera de las dos senales sea mas alta en cualquier momento dado. La primera entrada en bloque de alta seleccion 34 es el comando de temperatura ajustada a escala 93 para variar el caudal de alimentacion. Esta senal se escala y potencialmente se compensa segun sea necesario en el bloque de escala 38 para ponerla en el mismo factor de escala como la otra entrada de senal de comando de flujo de aire en comparador de alta seleccion 34, tal como para un cierto numero de pcm por voltio para una senal de tension analogica o reducida directamente en un conjunto dado de unidades tales como pcm o litros por segundo para una variable de software o firmware que representa el flujo de aire. La segunda senal en el bloque 34 es la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 que se genera con la ayuda del sistema de muestreo de aire de multiples puntos, o el sistema de control de edificio 180 y se escala de nuevo y se compensa, segun sea necesario mediante el escalado del bloque 39 para poner este comando en el mismo factor de escala que la otra senal.

[0079] El comando 57 para el dispositivo de control de flujo de aire de suministro 51 se muestra ademas creado mediante la adopcion de la salida del bloque de comparador de alta seleccion 34 y restando la senal de compensacion 32 por el bloque de sustraccion 37. El comando de flujo de aire de compensacion de sala 32 podna ser un punto de ajuste de compensacion fijo tal como 10% de la pcm de alimentacion maxima o de escape, o podna ser una senal del sistema de control del edificio, el sistema de muestreo de aire de multiples puntos o el sistema de control de seguimiento del flujo de aire que vana en un modo de dos estados, multi-estado o VAV. El proposito de esta senal de flujo de aire de compensacion o variable 32, si se utiliza, consiste en crear una presion negativa, positiva o neutra tipicamente ligera para habitaciones que emplean un dispositivo de retorno de habitacion o de control de flujo de aire de escape de habitacion. Una aplicacion ejemplar del comando de flujo de aire de compensacion de habitacion 32 siendo una senal de control de dos estados es para la senal 32 a ser un valor tal como 10% del volumen de suministro maximo para el funcionamiento normal de la habitacion. Sin embargo, cuando un compuesto de limpieza u otro derrame, u otra condicion de emergencia se detecta como una liberacion de fuego o humo a traves de algun sensor, sistema de alarma, o manualmente con el interruptor de habitacion 81, el flujo de aire de compensacion de habitacion se puede aumentar a partir de su valor normal por uno de los controladores del sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100 o 200, o el sistema de control del edificio 180. El incremento del flujo de aire de desplazamiento a un valor potencialmente mucho mayor, por ejemplo, reducira el volumen de flujo de aire de suministro a fin de crear un gran flujo de aire de compensacion negativo para la habitacion para proporcionar una medida de la contencion incrementada para prevenir la propagacion de potenciales vapores de derrames o humo en otros espacios.

[0080] Por ultimo, la FIG. 5 muestra una realizacion de como el comando 47 para el dispositivo de retorno de habitacion o control de flujo de aire de escape de sala se crea primero por comenzar con la senal de realimentacion de flujo de suministro 58. Esta senal 58 se anade a continuacion al comando de flujo de aire de compensacion de habitacion 32 por bloque de suma 36. La senal resultante es la senal de retorno de habitacion o comando de escape 47 que se utiliza para configurar y controlar el flujo del dispositivo de retorno de habitacion o de control de flujo de

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aire de escape 41.

[0081] Si el espacio o ambiente controlado por el controlador de flujo de aire ambiente 30 no tiene dispositivo de control de retorno o de escape 41, entonces no hay comando de compensacion de habitacion 32 o comando de retorno de habitacion 47. Ademas, el comando de flujo de suministro 57 simplemente se iguala a la salida requerida del comparador de alta seleccion 34 sin bloque de sustraccion 37.

[0082] FIG. 6 muestra una forma de realizacion preferida de un sistema de muestreo de aire de multiples puntos tal como se aplica a una unidad de tratamiento de aire para fines de seguimiento y/o de control. Tal como se muestra en la FIG. 6, el aire de retorno 1001 para la unidad de tratamiento de aire 1000 viene por ejemplo de habitaciones 20 u otras areas. Tal como se muestra, el aire de retorno 1001 proviene del conducto de retorno 40A de habitacion 20A, asf como del espacio de plenum 40C que recibe aire de retorno por conducto de transferencia 40B de habitacion 20B y rejilla de techo 42C de la habitacion 20C. El aire de retorno tambien puede provenir de otros lugares o zonas en el edificio, como se muestra por el conducto de retorno o espacio de plenum 40D. El aire de suministro 1014 proporcionado por la unidad de tratamiento de aire 1000 se proporciona a los espacios en el edificio, tales como salas 20A, 20B, y 20C a traves de conductos de suministro 50a, 50b y 50C respectivamente. Aunque no se muestra, otras zonas o habitaciones del edificio, tales como por ejemplo pasillo 10 tambien pueden ser suministrados a la unidad de tratamiento de aire 1000. Ventilador de aire de retorno 1002 y ventilador de aire de alimentacion 1011 se utilizan para mover el aire a traves del edificio. El prefiltro 1016 se utiliza tfpicamente en la ubicacion que se muestra y es a menudo un filtro grueso que se utiliza en el flujo de aire exterior. Esto es seguido por un filtro tfpicamente mas eficaz y el grado superior se muestra como filtro 1008. El control de la temperatura y contenido de humedad del aire de suministro puede, por ejemplo, ser controlado a traves de la bobina de refrigeracion 1012 y bobina de calentamiento 1013. Otras combinaciones de filtros y bobinas de calefaccion y refrigeracion utilizadas con respecto a una unidad de tratamiento de aire o unidades de techo similares para diversas aplicaciones se conocen bien por expertos en la tecnica de disenar unidades de tratamiento de aire.

[0083] Ademas, el control de la cantidad de aire de retorno de recirculacion 1005, aire de retorno de escape 1004, y aire exterior 1007 es a traves del control de compuerta de aire de escape 1003, compuerta de aire recirculado 1006, y compuerta de aire exterior 1067. Estas compuertas tambien pueden ser dispositivos de control de flujo de aire tal como se definen anteriormente para los dispositivos tales como 41A en la Fig. 1 o 2, aunque las compuertas o dispositivos de control de flujo de aire en la FIG. 6 seran tfpicamente dispositivos mas grandes debido a los volumenes de aire mas grandes implicados. Las senales de control para controlar estas compuertas se muestran en la FIG. 6 como compuerta de aire exterior de senal de control 1068, senal de control de compuerta de aire de escape 1070, y senal de control de compuerta de aire recirculado 1072. Hay muchos metodos y algoritmos conocidos por los expertos en la tecnica para controlar las posiciones relativas de estas compuertas. Tfpicamente, el sistema de control de edificio 180 o una unidad de control de tratamiento de aire 1015 controlara estas compuertas para satisfacer los distintos requisitos del edificio con respecto a la cantidad requerida de aire exterior, cuestiones de eficiencia energetica en relacion con la calefaccion y la refrigeracion del edificio, y la presurizacion del edificio.

[0084] Para controlar la operacion de la unidad de tratamiento de aire 1000 y/o para ayudar a controlarla de la forma mas precisa, mas fiable y mas rentable ha sido posible con los sistemas de la tecnica anterior en particular con respecto al control de la cantidad de aire exterior requerido, varios lugares de tratamiento de aire pueden ser controlados con el uso de un sistema de muestreo de aire de multiples puntos tal como el mostrado en la FIG. 6 como bloque 1000. El sistema de muestreo de aire multipunto 1000 para los fines de la ilustracion en la FIG. 6 como un sistema de muestreo de aire de multiples puntos configurado por estrella similar al del sistema de muestreo de aire de multiples puntos 100 en la FIG. 1. Sin embargo, la invencion es igualmente aplicable a un sistema de muestreo de aire en red tal como el mostrado como bloques 200 y 300 en la FIG 2. Similarmente, la invencion podna ser utilizada con un sistema de muestreo fotonico en red.

[0085] Para controlar la mayona de los aspectos de la operacion del manipulador de aire y para controlarlo mejor, una de las ubicaciones de sentidos preferidas como se muestra en la FIG. 6 implica la deteccion del aire de retorno 1002, ya sea antes o despues del ventilador de retorno con la ubicacion de muestreo de aire 1031 y el sensor de conducto local 1021, que es tfpicamente un sensor de temperatura para la mayona de las aplicaciones. Otra localizacion de deteccion preferida implica la deteccion del aire de suministro tfpicamente despues de que el ventilador y varias bobinas de calefaccion y enfriamiento aseguran una mejor distribucion mas homogenea de la temperatura y contaminantes de aire dentro del conducto de suministro. Esto se muestra en la FIG. 6 con la ubicacion de muestreo 1037 y el sensor de conducto local 1027 que tambien es tfpicamente un sensor de temperatura. Una localizacion de deteccion mencionada anteriormente implica la deteccion de aire exterior. En la FIG. 1 y 2 esto se realiza con la ubicacion de muestreo 63 y el sensor de conducto local 65. En la FIG. 6 aire exterior 1007 se detecta por ejemplo en el conducto de aire exterior antes de que la compuerta de aire exterior 1067 y prefiltro 1016 por ubicacion de muestreo de aire 1023 y el sensor de conducto local 1033 que es tfpicamente un sensor de temperatura. Finalmente un lugar que tambien puede ayudar para la deteccion esta en la camara de aire mixto del controlador de aire donde esta presente el aire mezclado 1009 del controlador de aire. Este aire es similar al aire de suministro, pero no se ha filtrado, calentado o enfriado por el controlador de aire por lo que refleja mas estrechamente las caractensticas de los parametros de calidad de aire mixto del aire de retorno 1005 y aire exterior 1007. El aire mezclado 1009 se detecta por lugar de muestreo de aire 1035 y el sensor de conducto local 1025, que es tfpicamente un sensor de temperatura para la mayona de aplicaciones. Es util senalar que se debe tener cuidado

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con la seleccion de los lugares de toma de muestras de aire y del sensor de conducto en la camara de aire mixto. En muchas unidades de tratamiento de aire de retorno y el aire exterior pueden mezclarse de un modo peor en la camara de distribucion de aire de mezcla antes del filtro 1008 que resulta en una distribucion no homogenea de contaminantes del aire y de temperatura debido a los diferentes valores presentes en el retorno y de aire exterior.

[0086] Con respecto a los lugares de conducto detectados, cuando se utilizan sistemas de muestreo de aire de multiples puntos a conductos de muestra, plenum, manipuladores de aire o cualesquiera otras aplicaciones en las que fluye el aire en una zona parcialmente contenida tales como un conducto o tubena es para muestrearse y medirse con un sensor remoto, un tubo o sonda de conducto hueco pueden ser insertados en el conducto o espacio parcialmente contenido para extraer una muestra o puede hacerse un agujero en el conducto y una muestra extrafda desde el conducto de un tubo conectado a la apertura en la pared del conducto. Ademas, no obstante, como se indica anteriormente una temperatura independiente u otro parametro o sonda de deteccion contaminante o sondas tambien son necesarias para cualesquiera mediciones de los sensores locales deseados de estos conductos o areas parcialmente cerradas. Multiples sondas separadas tanto para la deteccion del flujo de aire y para la extraccion de las muestras de aire se pueden emplear en estos lugares o una sonda de muestreo integrada unica que utiliza una sonda para ambas mediciones caractensticas del aire local y para el muestreo de aire se pueden usar como se describe en la solicitud de patente de EE.UU. n° de serie 11/312.164, titulada "DUCT PROBE ASSEMBLY SYSTEM FOR MULTIPOINT AIR SAMPLING". Este tipo de sonda de conducto integrada u otras sondas de conducto no integradas se pueden usar para detectar cualquiera de los lugares de conducto referidos en la FIG. 1, 2 o 3. Ademas, esta solicitud de patente tambien se refiere al uso de sondas de conducto de muestreo de aire que utilizan multiples orificios de deteccion repartidos a lo largo de una seccion transversal del conducto para obtener un mejor promedio de las condiciones del conducto. Este tipo de sonda de muestreo de recogida multiple ademas de un sensor de temperatura del conducto de promediacion que tambien se describe en esta ultima solicitud de patente puede usarse ventajosamente por ejemplo para medir el aire mezclado 1009 del controlador de aire.

[0087] Tal como se muestra en la FIG. 6, el sistema de muestreo de aire multipunto 1100 acepta los cuatro lugares de muestreo de aire anteriormente mencionados que estan conectados a las valvulas de solenoide 1163, 1164, 1162, y 1161 por tubos de muestreo de aire 1032, 1034, 1036, y 1038 a partir de lugares de muestreo 1031, 1033, 1035, y 1037, respectivamente. Este tubo es similar al tubo 24A descrito previamente con referencia a la FIG. 1 y 2. Los parametros de calidad del aire en estos lugares de tratamiento de aire son detectados por los sensores compartidos 1120 y procesados por el controlador de procesamiento de senales 1130 que puede implementar todas las funciones de la Fig. 4 mostradas para el controlador de procesamiento de senal 530. Los solenoides 161 a traves de 164 tambien estan controlados por bloque de logica de control 1110. El sistema de muestreo de aire multipunto 1100 finalmente puede aceptar senales de habitacion local o sensores de conducto o informacion a traves de bloques de entradas de sensor 1150. Este bloque detecta sensores de conductos locales 1031, 1033, 1035, y 1037 a traves de cables 1032, 1034, 10356 y 1038, respectivamente. Estos cables son similares al cable 26A descrito previamente con respecto a la FIG. 1 y 2. Alternativamente, sensores de conductos locales 1031, 1033, 1035, o 1037 pueden comunicar su informacion de parametros de calidad del aire al bloque de entradas de sensor 1150 a traves de la red de forma inalambrica o inalambrica, tal como una red de malla inalambrica.

[0088] Las salidas de control o senal de control de controlador de procesamiento de senales 1130 pueden proporcionarse por ejemplo al sistema de control de edificio 180 como se muestra, para el control de la compuerta de aire exterior 1067 o a otros sistemas de edificio o controladores, tales como el bloque de controles de tratamiento de aire 1015 o mas espedficamente a la parte exterior del bloque de controlador de flujo de aire 1200 que puede utilizarse para generar la senal de comando fuera del flujo de aire 1075 y se describe en mas detalle a traves de la FIG. 9. Aunque no se muestra en la FIG. 6, el sistema de control del edificio 180, el bloque de controles de tratamiento de aire 1015, u otro controlador puede utilizarse para controlar el flujo de aire exterior al interior del edificio utilizando compuerta de aire exterior 1067 mas, ademas, las otras compuertas de tratamiento de aire 1003 y 1005 con la ayuda de la senal de comando fuera del flujo de aire 1075 desde el controlador de flujo de aire exterior 1200.

[0089] Ademas cualquiera de los enfoques de control o deteccion, o entradas de control o salidas mencionadas en FIG. 1, 2, y 6 se pueden aplicar al sistema o enfoque de las otras figuras. Del mismo modo estos mismos enfoques o sistemas pueden aplicarse a una forma de realizacion del sistema de monitorizacion de instalacion similar a la de cualquiera de la FIG. 1, 2, o 6 que se implementan no con un sistema de muestreo de aire de multiples puntos sino utilizando en cambio una muestra de paquetes de luz de fibra optica y de deteccion de sistema tal como el descrito en la Patente de Estados Unidos N° 6.252.689 y se hace referencia en esta patente como un sistema de muestreo fotonico en red.

[0090] La creacion de senales de parametros de calidad del aire mezclado que implica el uso de aire multipunto o sistemas de toma de muestras fotonicas comienza con la creacion de una senal de parametro de calidad de aire virtual que se crea por de-multiplexacion de las senales de transmision en sensor de los bloques de sensores de compartida 120, 220, 520, o 1120 de la FIG. 1, 2, 4, o 6 que se realiza por el bloque controlador de procesamiento de senal 130, 210, 530, o 1100 en la FIG. 1, 2, 4, o 6, respectivamente. Una implementacion de una parte de la logica de procesamiento de senal del bloque de controlador de procesamiento de senal que hace esta de- multiplexacion ademas de otras funciones se muestra en el bloqueo de controlador de procesamiento de senales

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530 en la FIG. 4. En este diagrama las funciones de control pueden implementarse en la logica analogica o digital o implementarse con software de ordenador o un programa de firmware o cualquier combinacion de estos. En la FIG. 4, sensores compartidos 520 crean una o mas senales de salida o variables mostradas por ejemplo en el diagrama como senales de los sensores 525, 526, y 527 que representa las salidas de sensores individuales CO2, la humedad (tal como por ejemplo medida como temperatura del punto de rodo, humedad absoluta, o la concentracion de vapor de agua), y COVT, respectivamente. Aunque la FIG. 4 ilustra el uso de estos tres sensores, cualquier numero o tipo de sensores se pueden utilizar. Dado que los sensores estan siendo multiplexados con las muestras de aire de multiples habitaciones, tres en este ejemplo, las senales de sensores individuales o "virtuales" para una habitacion dada correspondiente a, como se menciono anteriormente, una senal de sensor variable de software representado para un determinado parametro de la calidad del aire en esa habitacion o area debe de-multiplexarse de la corriente de senal de ese parametro de calidad del aire. Esto se realiza dentro del controlador de procesamiento de senal 530 por los de-multiplexores 531, 532 y 533 que de-multiplexan CO2, humedad y senales del sensor COVT utilizando respectivamente las senales de control 511 desde el bloque de logica de control 510. El bloque 510 corresponde al bloque de logica de control 110 y 1100 en la FIG. 1 y 6, respectivamente, asf como parte del bloqueo de controlador de procesamiento de senal 210 y parte del bloque de logica de control 310A, B, y C en la FIG. 2. La salida de los bloques de de-multiplexacion 531, 532, y 533 son senales de sensor individuales o "virtuales" o variables de software que representan los parametros de calidad de aire detectados para habitaciones 20A, B y C. Por ejemplo, las senales 522A, B y C representan las senales o variables para los niveles de CO2 detectados en habitaciones 20A, 20B y 20C, respectivamente.

[0091] Estas senales de sensor virtuales tendran tipicamente un valor que representa el ultimo valor de-multiplexado que se mantiene constante a ese nivel hasta el siguiente instante de muestreo de la ubicacion correspondiente para esa senal que puede producirse cada pocos minutos o mas probablemente cada 10 a 30 minutos en base a las necesidades de la aplicacion. En este punto, la senal cambiara el valor para igualar el nuevo valor de-multiplexado. Esta transicion de estado de un valor de-multiplexado al siguiente valor de-multiplexado puede ocurrir ya sea como un cambio de paso rapido o aproximado en la senal o puede ocurrir gradualmente de una manera en rampa durando varios segundos en el tiempo hasta muchos minutos dependiendo de las propiedades deseadas de la senal virtual, lo que puede controlarse con esa senal, y la frecuencia con la que se muestrea la ubicacion. Un enfoque preferido para senales utilizadas para aplicaciones de control consistina en tener un cambio gradual del valor que ocurre durante entre 5 y 60 segundos.

[0092] Si nos centramos de nuevo en las variables de la Habitacion 20A, a continuacion, las senales de CO2, humedad y COVT son 522A, 523A, y 524A respectivamente. Tal como se menciono anteriormente estas senales de sensores individuales o virtuales 522A, 523A, y 524A pueden entonces modificarse con un bloque de factor de compensacion y escala 535A, 534A, y 536A, respectivamente, segun sea necesario o alguna otra funcion de control se puede aplicar. Adicionalmente, el bloque de entradas de sensor 550 tiene como entradas los sensores de habitacion local o conductos que, por ejemplo en la FIG. 1 y 2 se muestran como 25A, 27A y 27B. Las senales de estos sensores, 26A, 28A, y 28b se aplican al bloque de entradas de sensores 550 que puede amortiguarlos y luego proporcionar estas senales al controlador de procesamiento de senal 530. En particular, para habitacion 20A, senales 551A representa la senal de sensor de temperatura local 25A y la senal 552A representa la senal del sensor de ambiente local 27A. Al igual que con las senales virtuales las senales de los sensores locales 551a y 552a se pueden modificar por los bloques de factor de compensacion y escala 561A y 562A, respectivamente, segun sea necesario o por alguna otra funcion aparte de o ademas de una funcion de desplazamiento y la ampliacion que tfpicamente proporciona la funcion de Y = AX + B donde Y es la salida y X es la entrada. Las senales modificadas de los bloques 534A, 535A, 536A, 561A, y 562A son entonces accionados por bloque de funcion de entrada multiple 537A que en este ejemplo implica generalmente senales asociadas con habitacion 20A. Alternativamente, senales de parametros de calidad del aire de otras areas o lugares de conductos podnan usarse por bloque de funcion de entrada multiple 537A tal como para la creacion de versiones de senal diferencial de algunas de las senales de parametros de calidad del aire. Ademas, aunque no se muestra en la FIG. 4 el controlador de procesamiento de senal puede contener muchos bloques de funcion de entrada multiple implementados con hardware o con firmware, software, o una combinacion de los mismos para crear diversas senales de parametros de calidad del aire de mezcla para otros espacios o habitaciones. Las senales de salida de varios bloques de funcion de entrada 537A, como senal de realimentacion de ventilacion de dilucion 538A pueden procesarse adicionalmente o modificarse por el bloque de control de salida 540A para generar, por ejemplo, una senal de comando de salida como senal de comando de ventilacion de dilucion 31. Por ejemplo funcionalidad de bucle de control tal como se muestra en la FIG. 8 o un comparador de nivel de umbral con o sin histeresis tal como se muestra en la FIG. 7 puede utilizarse en el bloque de control de salida 540A vs. en bloque de funcion 537A para convertir una senal de retroalimentacion de parametros de calidad del aire producida por el bloque de funcion de entrada multiple 537A en una salida de senal de comando que se puede utilizar para controlar un nivel de flujo de aire de suministro mmimo para ventilacion por dilucion u otros propositos.

[0093] El bloque de funcion de entrada multiple 537A tambien puede tener varias salidas como se muestra en la FIG. 4 donde se muestra una segunda salida 571A que es una senal de supervision combinada o control de realimentacion para la humedad relativa. La salida absoluta de humedad o punto de rodo 523A se puede combinar con salida del sensor de temperatura local 551A usando ecuaciones psicrometricas comunmente conocidas para crear la senal de humedad relativa 571A o si otras senales relacionadas de humedad deseadas tal como la

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temperature de bulbo humedo o enta^a. Esta senal de humedad mezclada relativa 571A se puede utilizar para la monitorizacion o como una senal de realimentacion que puede utilizarse por otro controlador para controlar los niveles de humedad relativa en el espacio 20A o por otro bloque de control de salida similar a 540a para crear una senal de comando de humedad relativa desde dentro del controlador de procesamiento de senal 530.

[0094] Describiendo bloque de funcion de entrada multiple 537A con mas detalle, este bloque puede por ejemplo anadir entradas de senal; tomar la diferencia entre las diferentes senales, tales como para crear senales diferenciales; seleccionar altamente o tomar la mayor de varias senales; seleccionar a la baja o anular varias senales; aplicar el valor umbral o funciones de activacion de patron de senal a las senales ya sea individualmente, como un grupo o como subgrupos para modificar o crear nuevas senales; aplicar la funcionalidad de bucle de control similar al bloque de control de salida 540A como se muestra en la FIG. 8; aplicar funciones de histeresis tal como se muestra en la FIG. 7; aplicar cualquier funcion logica booleana, lineal, o no lineal; o aplicar cualquier otra funcion o enfoque de beneficio para mezclar o usar estas senales para crear senales de seguimiento o control de mezcla. El resultado del bloque 537A consiste en crear una o mas senales de parametros de calidad del aire mezclado de dos estados, tres estados o estados multiples, o continuamente variables que se pueden utilizar como la base para la retroalimentacion de ventilacion de dilucion, comando de ventilacion de dilucion, comando de aire exterior, y otras senales de retroalimentacion de seguimiento o control. Finalmente, esta senal de comando o de realimentacion o variable de control pueden entonces emitir un sistema de control de edificios o a otro sistema, ya sea como una senal digital o variable como senal de realimentacion de ventilacion de dilucion 538A o como una senal de comando de flujo de aire o variable de software tal como la senal de comando de flujo de aire de ventilacion de dilucion 31A creado por el bloque de control de salida 540A y se utiliza como una entrada al bloque de control 30A de flujo de aire de habitacion 20A.

[0095] Otra funcion que puede implementarse dentro del bloque de funcion de entrada multiple 537A o potencialmente en la produccion de bloques de control 540A es una funcion de retardo de tiempo o rampa que es mas aplicable cuando se crea una senal de salida discontinua tal como senal de dos estados, tres estados o multiples estados que se va a utilizar en un sistema de control. Ya que muchos sistemas de control pueden no responder de una manera estable a senales rapidamente cambiantes, puede ser util en algunas situaciones para crear efectivamente una senal de variacion continua de una senal de estado multiple. Por ejemplo, cuando se supera un valor umbral para una senal de parametro de calidad de aire dada o parametro de calidad de aire mezclado, la salida del bloque de funcion 537A o 540A podna aumentarse a su valor maximo o de purga que pudiera corresponder por ejemplo a un nivel de cambio de aire de habitacion de entre 5 a 15 ACH. Este aumento en el valor puede ocurrir instantaneamente o puede ser designado para que sea una rampa gradual por bloque de funcion 537A o 540A. Tal rampa o senal de aumentando lento podnan ocurrir en el lapso de un minuto o mas. Esta accion tambien puede ser util para evitar problemas con el sistema de control o dispositivos de control de flujo de aire tratando infructuosamente de mantenerse al dfa con una senal que cambia rapidamente que podna causar un problema de presurizacion en el caso de un espacio con un dispositivo de retorno o de control de flujo de aire de escape tales como en habitacion 20A, si los dispositivos de control de flujo de aire de suministro y retorno no siguen correctamente las senales de comando de flujo de aire cambiantes. Del mismo modo, cuando la senal de comando de ventilacion de dilucion esta destinada a caer de un nivel mas alto tal como 10 ACH a un nivel mas bajo o mmimo, tal como 2 ACH, el bloque de funcion 537A podna crear una rampa lenta que disminuye gradualmente la senal de salida 31A durante algun penodo de tiempo tal como un minuto o mas.

[0096] Del mismo modo estas rampas crecientes o decrecientes o cambios graduales en el nivel podnan hacerse lineales, con el constante aumento o disminucion de las tasas o hacerse no lineales como con una tasa exponencialmente cambiantes por lo que la rampa podna empezar mas rapidamente y poco a poco reducir la velocidad o conversamente empezar lentamente y aumentar gradualmente su tasa de cambio en el valor hasta que la senal alcence su valor final. Estas rampas tambien podnan ser a un ritmo diferente en funcion de si la senal esta aumentando o disminuyendo. Por ejemplo, puede ser ventajoso aumentar rapidamente la ventilacion de una sala mediante el incremento rapido del comando de ventilacion de dilucion 31 si se detecta un gran aumento en el nivel de parametro de calidad del aire en la habitacion. Por ejemplo, un derrame puede haber ocurrido con un compuesto de limpieza. Sin embargo, tambien puede ser util tener una rampa lenta hacia abajo; tal vez requiriendo 5 a 15 minutos para llegar gradualmente hacia abajo en el flujo de ventilacion de dilucion para asegurarse de que el parametro de calidad del aire se elimina incluso a un nivel por debajo del umbral de deteccion.

[0097] En una alternativa al aumento gradual del flujo cambiante sobre un gran rango de senal, que puede, por las mismas razones mencionadas anteriormente, ser deseable cambiar no solo la tasa de cambio de la salida del bloque 537A o 540A tal como para la senal de comando de ventilacion de dilucion 31, sino tambien la cantidad del cambio de paso posible sobre la base de un cambio en los parametros detectados de calidad del aire tales como a partir de las senales de los sensores de-multiplexados compartidos 522A, 523A, y/o 524A. En otras palabras, en lugar de permitir una serie completa de la tasa de dilucion minima a la tasa de dilucion maxima de medicion de muestra de un aire, puede ser deseable limitar el cambio de paso maximo en flujo de aire de ventilacion de dilucion o efectivamente imponer un lfmite de tasa en la rapidez con que puede cambiar la salida de la senal del bloque 537A o 540A. La ventaja de limitar el tamano del paso o la velocidad de subida de la senal de salida es que para variaciones normales en la amplitud de senal, se crea muy poco retardo por este enfoque conduciendo a un control mas estable. Como un ejemplo de este enfoque, un tamano maximo de cambio de paso se podna establecer para un aumento en

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el flujo de aire que representa dos ACH en un intervalo posible desde un mmimo de dos ACH a un maximo de ocho ACH. Con el tamano de paso maximo establecido, por ejemplo, para dos ACH, se necesitanan tres muestras de aire sucesivas para tener valores de parametros de calidad del aire en exceso de los valores de referencia para aumentar la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 desde el mmimo hasta su valor maximo. Del mismo modo, si la reduccion maxima tambien se limito a una velocidad de flujo igual a dos AC se necesitanan tres mediciones sucesivas de parametros de calidad del aire del ambiente para estar por debajo del valor de activacion para el nivel de comando de dilucion para caer desde un nivel correspondiente a ocho ACH hasta dos ACH.

[0098] De una manera similar al enfoque de rampa mencionado anteriormente, las alturas de paso crecientes y decrecientes pueden ser de diferentes tamanos. Por ejemplo, para responder rapidamente a un derrame de productos qmmicos de limpieza puede que no haya lfmite o un lfmite mas grande para un cambio hacia arriba o el aumento en la senal de comando de ventilacion de dilucion 31. Sin embargo, para asegurar una gran cantidad de dilucion a niveles muy bajos y reducir la posibilidad de una oscilacion si la fuente no es un derrame, pero una emision continua, puede ser ventajoso tener un tamano de cambio de paso decreciente mas pequeno para mantener la ventilacion de dilucion en un nivel superior durante penodos mas largos por lo que toma varios ciclos de muestreo de aire para reducir totalmente el nivel de ventilacion a su nivel mmimo.

[0099] Otro medio para ajustar las alturas de paso o posiblemente las tasas de rampa se basan en el nivel de los parametros de calidad de aire detectada o su tasa de cambio. Si se detecta un gran valor de un parametro de calidad del aire y/o un rapido aumento de su nivel desde la ultima muestra o muestras recientes, puede ser ventajoso el uso de diferentes alturas de cambio de paso o las tasas de rampa. Por ejemplo, en un derrame, donde hay un aumento repentino a un valor de parametro de gran calidad del aire, puede ser prudente indexar inmediatamente la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 a su valor maximo. Incrementos de valor mas pequenos o mas graduales podnan utilizarse cuando el parametro de calidad de aire detectada se mueve con pasos mas pequenos o cambios mas graduales. Por otro lado un cambio brusco descendente del parametro de calidad del aire detectada o la senal combinada podna no cambiar el nivel de paso hacia abajo con el fin de mantener la ventilacion mas alta durante un periodo de tiempo para limpiar mejor el aire por mas tiempo. Por otra parte, por razones de ahorro de energfa y/o si hay muchas breves excursiones al alza de los niveles de los parametros de calidad del aire que pueden no ser peligrosas, puede ser mas beneficioso si el nivel de parametros de calidad del aire solo acaba de bajar rapidamente por debajo del nivel gatillo para bajar rapidamente la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 a su nivel mmimo. De este modo, tambien puede ser beneficioso tener diferentes caractensticas de paso o de salida asociados con cada parametro de calidad del aire. Como resultado, las caractensticas de control de salida senan diferentes en funcion de que parametros de calidad de aire provocaron la necesidad de una mayor ventilacion de dilucion.

[0100] Las senales de salida del bloque controlador de procesamiento de senal 530 tambien pueden usarse para cambiar la secuencia de muestreo basado en la deteccion de un derrame, rapido aumento en uno de los contaminantes del aire, o un nivel de un parametro de calidad del aire que es de interes para observarse mas de cerca. En este enfoque alternativo la secuenciacion de muestras de aire en los sensores compartidos de los entornos 20 puede ser alterada a traves de la senal de salida de bloque de controlador de procesamiento 512 que se utiliza por el bloque de logica de control 510 para modificar la secuencia de muestreo sobre una base potencialmente temporal durante el penodo de un evento detectado de interes en un determinado espacio 20. Con base en el aumento de la senal de control o variable de software 512 en el valor a un nivel de disparo superior o exhibir un patron de senal tal como un rapido aumento de la amplitud, el bloque de logica de control 510 puede aumentar la frecuencia de la toma de muestras de aire del espacio en la que se detecta el evento. Alternativamente o adicionalmente, las areas alrededor del espacio afectado pueden ser muestreadas con rapidez a continuacion o muestreadas a una frecuencia mas alta, asf como para buscar una propagacion de los contaminantes del aire a otros espacios. En el contexto de esta invencion, un rapido aumento de la amplitud puede ser definido como un aumento repentino en el valor a un nivel mucho mas grande que el nivel de disparo normal, en menos de 5 minutos, como el que se observo debido a un derrame de un compuesto organico volatil tal como un compuesto de limpieza.

[0101] Este cambio en la secuencia de muestreo o control puede implementarse con el sistema de muestreo de cualquiera de FIG. 1, FIG. 2, o FIG. 6. Si el sistema de la FIG. 2 estaba siendo utilizado por ejemplo, la deteccion del evento se realizana mas probablemente por el bloque controlador de procesamiento de senal 210 y el cambio en la secuenciacion llevada a cabo por los bloques logicos de control 310A, 310B, 310C y 310D.

[0102] Otro cambio en la secuencia de control que podna implementarse si se detecta un evento de algun tipo en un espacio o varios espacios consistina en cambiar la secuencia de muestreo mediante la adicion de muestreo de aire de varios espacios a la vez para medir una muestra mixta de varias habitaciones. Esto podna lograrse, por ejemplo, mediante la activacion de uno o mas solenoides a la vez para recoger una muestra mixta de areas afectadas o de multiples areas cerca de la zona afectada para buscar rapidamente el derrame potencial en otras areas. Esto se llevana a cabo en la misma manera que se ha mencionado anteriormente, pero implicana encender multiples valvulas solenoides tales como por ejemplo solenoides 161, 162, 263, y 164 en la FIG. 1 o solenoides 361A, 362A, 363A, y 361B en la FIG. 2.

[0103] Existen varios enfoques diferentes que pueden ser utilizados para la creacion de senales de parametros de

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calidad del aire mezcladas o compuestas que se pueden utilizar solamente para la supervision o para fines de control tal como por ejemplo la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 o la senal de comando de aire exterior 1075. Estas senales mezcladas se pueden implementar al menos en parte por los bloques del controlador de procesamiento de senal 130, 210, 530 o 1130 de la FIG. 1 2, 4, o 6, respectivamente, el sistema de control de edificio 180, o el bloque de control de salida 540A de la FIG. 4 y controlador de flujo de aire exterior 1200 de FIG. 6 y 9. Estas senales mezcladas, en particular las senales utilizadas para control, tienen dos aspectos importantes. Uno de los componentes se refiere al tipo de senal, que tambien afecta el enfoque de control, tales como dos estados, tres estados o multiples estados, continuamente variables, o enfoques de senal o de control que involucran una combinacion de ambas funciones discontinuas y continuas. El otro aspecto se refiere a la composicion de la senal o multiples senales de los sensores se combinan o mezclan para generar una retroalimentacion de parametros de calidad del aire o senales de seguimiento, asf como la ventilacion, el aire exterior u otras senales de control y de comando.

[0104] Una forma de realizacion de una senal de parametros de calidad del aire mezclado que se puede utilizar por ejemplo para la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 es una senal de control de dos estados en la que la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 se mantiene en su nivel mmimo, por ejemplo a un valor de ventilacion de dilucion correspondiente a, por ejemplo, 2 o 4 ACH (o algun otro valor inferior apropiado dependiendo de lo que es adecuado para el entorno que se esta supervisado), a menos que se produce un evento de disparo que podnan consistir en un valor de umbral o gatillo que se sobrepase por la senal del sensor, en particular de un sensor de contaminantes del aire tales como, por ejemplo COVT, CO, o partfculas. Si la senal de sensor consistiera en un solo parametro de calidad del aire, un valor umbral o simple del disparador (que corresponde al valor del parametro de calidad del aire detectada en la que alguna accion debe ser tomada) puede definirse. Alternativamente, el gatillo podna consistir en la coincidencia de senal de alguna manera un patron de senal especificado, tal como un aumento rapido en el nivel a pesar de un nivel de umbral especificado no se logro. El evento de disparo tambien podna consistir en una combinacion de uno o mas conjuntos de valores de umbral y los pares de patrones de senal, cualquiera de los cuales podnan constituir un evento de disparo.

[0105] Si mas tfpicamente, parametros de calidad de aire de sensores multiples se estan empleando como los sensores compartidos 120 y/o sensores de habitacion locales 25A, el evento de disparo se podna definir como una de las senales de sensores empleadas que exceden al valor de umbral, coincidiendo con un patron de senal, o satisfaciendo las condiciones de uno de potencialmente multiples conjuntos de nivel de umbral y pares de patron de senal. Cada senal de sensor mas probablemente tendna un nivel de valor de umbral diferente y/o patron de senal que corresponde a un valor adecuado para el parametro de calidad de aire detectada basado en los niveles aceptados de esa senal relacionada con uno o una combinacion de criterios de salud, comodidad u otros de importancia para ese parametro de calidad del aire detectado. Por ejemplo, un sensor PID COVT probablemente tendna un nivel de edad umbral de aproximadamente 0,5 a 2 ppm. Un nivel en este rango detecta muchos materiales por debajo de su OSHA TLV (valor de lfmite umbral), mientras que todavfa no se generan muchas falsas alarmas por permanecer por encima de los niveles normales de materiales menos nocivos, tales como vapores de alcohol. Si se utiliza un contador de partfculas que mide el rango de 0,3 a 2,5 micras, se puede ajustar un nivel que normalmente no se superana tal como en el intervalo de 1,0 a 5 millones de partfculas por pie cubico, y aun asf recoger la evolucion de humo o algun tipo de aerosol generado por algun evento en un espacio supervisado. El nivel espedfico se podna establecer en base al nivel de filtracion al espacio, es decir, cuanto mas filtracion haya, menor sera el nivel que podna utilizarse. Otros sensores, tales como un monoxido de carbono, amomaco, oxido nitroso, ozono, u otro sensor de gas toxico se pueden configurar directamente para el TLV del compuesto o para un nivel mas bajo que normalmente no se alcanzana en una operacion tfpica.

[0106] Aunque la ventilacion de control de demanda basada en CO2 se realiza normalmente con una senal de actuacion continua o variable de una forma mas simple de control tambien se puede lograr mediante el aumento de la ventilacion cuando los niveles de CO2 en una habitacion exceden algun nivel umbral tal como 1000 PPM, o un valor en el intervalo de 800 PPM a 1500 PPM de CO2, o un valor de 400 a 1000 ppm por encima de la concentracion al aire libre ambiente de CO2. Estos valores umbral de CO2 no se refieren en modo alguno a los lfmites de salud de CO2 ya que el CO2 se encuentra en casi todas las situaciones que no se consideran un contaminante de aire perjudicial, sino que es un indicador de tasas adecuadas de aire exterior por persona ya que el valor diferencial de las CO2 en un espacio al aire libre frente a los niveles tambien se refiere a la cantidad de ventilacion de aire exterior en un espacio dividido por el numero de personas que, a veces referido como pcm de aire exterior por persona. La organizacion de ingeniena ASHRAE (Association of Heating, Refrigeration, and Air Conditioning Engineers) ha establecido diversas directrices para valores de ventilacion de aire exterior que vanan para diferentes tipos de instalaciones, pero en general se desea que esten en el rango de 12 a 25 pcm por persona que corresponde a entre aproximadamente 425 PPM a aproximadamente 875 PPM por encima de los niveles ambientales fuera del edificio que puede estartfpicamente entre 300 y 500 PPM.

[0107] Alternativamente, una condicion de activacion podna consistir de una combinacion de dos o mas parametros detectados de calidad del aire alcanzando o superando cada uno un nivel dado para ese compuesto o satisfaciendo alguna condicion de patron de senal. Por ejemplo, individualmente, un nivel moderado de partfculas finas tales como 1,5 millones de partfculas por pie cubico, un nivel moderado de 0,5 PPM tal como COVT, o un nivel moderado de excursion temperatura por encima de 85 grados podna no activar una necesidad de aumentar la ventilacion de

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dilucion. Sin embargo, la combinacion de los tres parametros de calidad de aire que cumpla las condiciones anteriores podna indicar un incendio o una explosion que definitivamente requieren un mayor nivel de ventilacion.

[0108] Una aplicacion adicional de una condicion de activacion que implica multiples parametros de calidad de aire detectada podna consistir en una condicion de activacion aditiva. Un buen ejemplo de esto se relaciona con la exposicion a las materias peligrosas. OSHA indica que el TLV eficaz de una mezcla de gases se puede calcular mediante la adicion de las fracciones de nivel de cada compuesto individual vs. su TLV para obtener la fraccion de la mezcla combinada contra el TLV combinado. Por ejemplo, si el sistema detecta que el monoxido de carbono es al 65% del valor lfmite de umbral y que el dioxido de azufre se detecta para estar en 70% de su valor TLV a continuacion, aunque individualmente ningun compuesto activana el sistema, la combinacion de los dos sena a 135% del TLV combinado y, como tal, constituina una condicion de activacion. Para aplicar este enfoque cada parametro de calidad del aire detectada de interes se ajustana individualmente a escala en base a su valor de umbral y luego anadirse juntos y un disparador umbral establecido para el resultado sumado.

[0109] Por ejemplo, esto podna ser implementado primero mediante la eleccion de un parametro que conduce a realizar un control de ventilacion (CO2, por ejemplo) y luego escalar los otros parametros (partfculas, COVT, etc.) para incluirse en la senal de realimentacion compuesta basandose en la relacion del nivel de activacion del parametro que conduce a la del parametro adicional. Por ejemplo, si el CO2 es el parametro principal con un nivel de disparo (punto de ajuste) de 1o0o PPM y COVT es un parametro secundario con un nivel de disparo de 30 PPM el multiplicador que "normaliza" o escala COVT a CO2 en este caso es:

Con estas condiciones, la lectura de COVT es multiplicada por 33,33 y despues se anade a la senal de CO2, de modo que un controlador con un punto de ajuste o punto de activacion de 1000 PPM para el CO2 puede utilizarse para limitar COVT a 30 ppm. Alternativamente, las dos senales pueden seleccionarse altamente entre sf para crear una senal de parametro de calidad de aire mezclada que luego puede ser comparada con un nivel de umbral de la senal o punto de ajuste de control para la operacion mas simple.

[0110] Otra variacion en la forma en que una condicion de activacion se puede configurar consiste en hacer que vane la condicion de disparo para uno de los parametros de calidad de aire mas detectados o hacer que cambie en base a algun otro parametro de calidad del aire o alguna otra condicion del espacio. Por ejemplo, una condicion de disparo se podna variar en base a la ocupacion, si no hay nadie en el espacio, las condiciones de activacion para algunos de los parametros de calidad del aire que podnan plantearse ligeramente para ahorrar mas energfa al permitir una tasa de ventilacion inferior y niveles de contaminantes mas altos durante penodos no ocupados. El nivel de activacion podna entonces bajarse cuando se detecte o se determine que alguien de alguna manera esta en el espacio a traves de, por ejemplo, un sensor de ocupacion o interruptor de luz, un sistema de acceso de tarjeta, o por otros medios, tales como la deteccion de los cambios en el CO2 en el espacio. Tambien podna haber cambios manuales locales o remotos de anulacion a los niveles de activacion, sobre la base de, por ejemplo, una preocupacion mayor o menor sobre los parametros de calidad del aire en la habitacion o el espacio. Alternativamente, los niveles podnan ser cambiados automaticamente por el controlador de procesamiento de senal 130, 210, 530, o 1130 de la FIG. 1, 2, 4, o 6, respectivamente, algun otro sistema, tal como la automatizacion de edificios o sistema de control de edificios 180, o un sistema de control de flujo de aire de seguimiento.

[0111] Finalmente, cualquier numero de diferentes combinaciones logicas o booleanas de valores de parametros de calidad de aire detectada o condiciones de patron de senal de sensor que actuan en cualquier numero de parametros de calidad de aire detectada afectados por cualquier otro conjunto de condiciones o actuado por otros sistemas se pueden utilizar para crear una senal de parametro de calidad de aire mezclado que se puede utilizar con condiciones de activacion apropiadas para crear una senal de realimentacion mezclada de dos estados que pueden conducir a mayor ventilacion de dilucion mediante el aumento de comando de ventilacion de dilucion 31.

[0112] Hay un gran numero de tecnicas de control que se pueden utilizar para generar comando 31 usando, por ejemplo el bloque de control de salida 540A con el fin de variar la cantidad de ventilacion dentro del entorno monitorizado 20 con el fin de diluir el parametro de calidad de aire detectada suficientemente para evitar que la concentracion del parametro de calidad del aire exceda de un nivel espedfico. Cualquier metodo que se puede utilizar, desde un punto de vista de la logica de control o algoritmo, ya sea una estrategia de bucle abierto o cerrado que implica funciones continuas o discontinuas de control, logica difusa, funciones proporcionales-integrales- derivadas, funciones de alimentacion directa, control adaptativo, u otras tecnicas conocidas para los expertos en la tecnica del diseno de sistemas de control, se consideran aspectos de esta invencion.

[0113] FIG. 7A ilustra un posible escenario de niveles de estado estacionario asociados con el comando 31 cuando el controlador de procesamiento de senal 130 esta configurado para proporcionar una funcion de control de dos estados de tal manera que la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 se incrementa a un nivel de modo de dilucion mejorada desde un nivel normal o valor ACH (cambios de aire por hora) cuando una senal o senales de parametros de calidad del aire mezcladas o compuestas creadas por el bloque de funcion 537A por ejemplo relativas a la transicion de entorno 20 por encima de un valor o valores de activacion establecidos. A la inversa, cuando el valor de la senal o senales de parametro de calidad del aire mezclada transiciona desde un nivel que esta por encima del valor de activacion apropiado a uno por debajo de ese valor, comando 31 se reducira de nuevo a su flujo

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de aire en estado estacionario normal o valor ACH. FIG. 7A no hace referencia a la respuesta temporal de comando 31 al transicionar desde el valor ACH normal al modo de dilucion mejorada y viceversa, al ser esto una funcion de la tecnica de control particular utilizada para hacer tal transicion mientras que se garantiza al mismo tiempo que la estabilidad se mantenga dentro del sistema. Como una realizacion de esta invencion, el enfoque de dos estados de FIG. 7A puede ser aceptable para su uso en muchas aplicaciones. Sin embargo, en algunos casos la estabilidad del sistema realizada con el mecanismo de interruptor simple representado en la FIG. 7A se beneficiara mediante la inclusion de las disposiciones para evitar que oscilen el comando 31 u otros comandos como senal de comando de aire exterior 1075.

[0114] Como una forma de realizacion de esta invencion, cuando el comando 31 se transiciona desde el valor ACH normal (1-4 ACH, por ejemplo) al modo mejorado de dilucion (10-15 ACH, por ejemplo), comando 31 se enganchara o se fijara en ese valor superior mediante, por ejemplo, bloque de control de salida 540A, de modo que despues de la transicion si el parametro de calidad del aire medida cae por debajo del valor activado la tasa de cambio de aire se mantendra alta. Tal enfoque puede ir acompanado de una cierta forma de mecanismo de notificacion desde el sistema de control del edificio 180, o el sistema de muestreo 100, 300, 400, 1100 o por medio de la conexion a Internet 171, o desde el controlador de flujo de aire 30 o algun otro componente del sistema al que el controlador de flujo de aire 30 se conecta, que alertara al personal de mantenimiento u otro personal que el valor de activacion se ha superado de manera que el controlador de procesamiento de senal se puede restablecer manualmente.

[0115] Como una realizacion alternativa, en lugar del comando 31 cuando el valor del parametro de calidad del aire detectada o mezclada excede de un valor de activacion establecido de enganche, se puede aplicar una funcion de histeresis tal como se muestra en la FIG. 7B que muestra otro escenario de estado de los niveles asociados con, por ejemplo, comando 31, en el que se proporcionan dos activadores diferentes o puntos de transicion (disparador de entrada baja y disparador de entrada alta). Aqu el disparador de entrada alta se utiliza cuando el comando 31 esta a un nivel correspondiente con el valor ACH normal, mientras que el disparador de entrada baja se utiliza cuando el comando 31 esta en un nivel correspondiente al modo de dilucion mejorada.

[0116] Un tipo de senal preferida y enfoque de control resultante de senales de comando de ventilacion de dilucion 31 u otras senales de supervision mezclada o de control derivadas de senales de parametros de calidad del aire implica el uso de senales de tres estados para poner en practica un enfoque de control de tres estados. A diferencia del tipo de senal anteriormente mencionado y enfoque de control, que tema dos niveles de salida, tales como un alto nivel, tfpicamente para una purga, y un nivel de funcionamiento normal bajo, este enfoque tiene tres niveles de salida. Una aplicacion tfpica para estos tres niveles senan los mismos dos niveles mencionados anteriormente con un nivel intermedio anadido que no es para derrames (una transgresion extrema en los niveles de un parametro de calidad de aire detectada) sino para controlar los niveles mas moderados de parametros de calidad aire detectada que se desea que se bajen. Por ejemplo, si un nivel de entre 1 PPM y 10 PPM del detector COVT es detectado, el sistema se incremental hasta un nivel moderado, por ejemplo a partir de un nivel mmimo de 3 ACH a un nivel de 6 ACH. Sin embargo, si el detector de COVT detecta niveles por encima de 10 PPM, entonces el sistema entra en un modo de purga con quizas de 10 a 15 ACH de ventilacion de dilucion. Este enfoque limita el consumo de energfa para los niveles de los parametros de calidad del aire moderada y reduce la posibilidad de que si varias habitaciones estan en este nivel moderado, que la capacidad de flujo de aire de sistema total del edificio, se superara al comandar demasiadas habitaciones a la tasa maxima de valor de cambio de aire (ACH). Otro beneficio de un enfoque de tres u otro niveles multiples (o de un enfoque VAV tambien) es que disminuye la posibilidad de realizar una condicion inestable en la que el flujo de aire ambiente puede variar hacia arriba y hacia abajo debido a una liberacion constante de los parametros de calidad del aire que alternativamente se purga a un valor bajo y luego, lentamente construye una copia de seguridad cuando el sistema aumenta alternativamente y sobreimpulsa y luego disminuye y no alcanza el nivel de comando de flujo de aire de dilucion deseada por una cantidad que excede lo que se requiere para una condicion de funcionamiento estable.

[0117] Los metodos de control de tres estados se pueden extender mas alla de tres estados de salida a cualquier numero de estados de salida para senales de comando de ventilacion de dilucion 31 para proporcionar diferentes niveles de ventilacion de dilucion para un espacio. Finalmente cualquiera de los enfoques para el uso de senales detectadas multiple tales como de los sensores compartidos 120 y/o sensores de habitacion locales 25A pueden, como se ha mencionado anteriormente para el enfoque de dos estados, tambien utilizarse para los enfoques de control de tres u otros estados multiples con la adicion de otro conjunto o conjuntos adicionales de niveles de activacion y comparadores para los estados de senal de salida intermedios u otros. Ademas, la salida de los comparadores de varios parametros se puede anadir de modo que por ejemplo, si el primer umbral o umbral intermedio para dos parametros de calidad de aire se cruzan y, a continuacion, la senal de salida esta indexada al flujo maximo o estado de senal para una senal de tres estados o al tercer nivel de flujo o estado de senal en una senal de parametro de calidad de aire de flujo multiple o estado multiple vs. solo el segundo nivel o nivel intermedio. Adicionalmente puede haber algunos parametros de calidad del aire debido a sus niveles de peligro que incluso cruzan el "primer" nivel umbral requiere el uso de estado de flujo o senal mucho mas alto o potencialmente maximo sin o con menos otros niveles de umbral intermedio o de activacion necesarios. Alternativamente, en una realizacion preferida los parametros de calidad de aire se pueden escalar entre sf y despues se anadieron como se menciono anteriormente para crear una senal de parametro de calidad de aire mezclado que puede compararse a un solo conjunto de dos o mas niveles de umbral. Este ultimo enfoque es conveniente para multiples estados de salida o

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cuando se desea cambiar los niveles de umbral, lo que requiere que se modifiquen solo un conjunto de umbrales.

[0118] Otro tipo preferido de senal y de control correspondiente para la creacion y el uso de senales de parametros de calidad de aire mezclada tales como senales de comando de dilucion de ventilacion 31 consiste en utilizar senales continuamente variables que pueden ser utilizadas para implementar un volumen de aire variable o enfoque de control VAV. Con este enfoque de tipo de senal y de control, una vez que las senales de parametros de calidad del aire detectados alcanzan un cierto nivel de disparo o coinciden con algun patron de senal, la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 o la senal de realimentacion de ventilacion de dilucion correspondiente 538A puede aumentar de una manera continua desde un mmimo nivel que coincida con la salida de estado mmimo del enfoque de dos o multiples estados, hasta un nivel maximo que corresponded al nivel maximo del enfoque de dos estados o multiples estados. Este enfoque efectivamente de "estado infinito" puede ser implementado como se ha mencionado con los metodos de control anteriores mediante la creacion de una senal de parametro de calidad del aire mezclada a partir de una pluralidad de senales de calidad de aire detectada como la de los sensores compartidos 120 y/o los sensores de las habitaciones locales tales como 25A que pueden mezclarse o combinarse de cualquier manera. Al igual que anteriormente, las senales de parametros individuales de calidad del aire se pueden actuar de forma individual y despues anadirse o seleccionarse altamente para formar la senal resultante mezclada. Sin embargo, con las senales de variacion continua por lo general es preferible anadir primero o seleccionar altamente las senales de parametros de calidad del aire escaladas, compensadas o de otro modo modificadas tales como las salidas de escala y bloques de compensacion 561A, 562A, 534A, 535A, o 536A de la FIG. 4 con, por ejemplo, el bloque de funcion de entrada multiple 537A antes de aplicar el bucle de control, histeresis u otras funciones a por ejemplo la senal de realimentacion mezclada 538A con el bloque de control de salida 540A de la FIG. 4. Ademas, el bloque de funcion de entrada multiple 537A tambien se puede aplicar funciones de anulacion bajas seleccion a la baja entre las senales de parametro de calidad de aire introducidas o aplicar otras funciones logicas lineales, no lineales o booleanas a las senales escaladas individualmente antes o despues de combinarse estas senales.

[0119] El bloque de control de salida 540A tambien puede aplicar funciones lineales o no lineales a las senales de parametros de calidad del aire mezclada, tales como 538a. Por ejemplo, con una relacion lineal una compenscion y simple factor de escala o ganancia se pueden utilizar, asf como una abrazadera minima y maxima de modo que a medida que la senal de retroalimentacion de ventilacion de dilucion 538A se incrementa por encima de la senal de comando de valor mmimo, la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 se aumentara tambien hasta que llegue al valor de la senal de comando maximo permitido. Otra de las razones para utilizar un estado de senal variable continuo consiste en crear un control de bucle cerrado de la calidad ambiental interior dentro del espacio controlado o edificio con el fin de evitar que un patron de control de oscilacion que podnan generarse en algunas situaciones por un enfoque de dos estados o incluso de estados multiples. Con un estado de senal de variacion continua, un enfoque de control de volumen de aire variable (VAV) puede ser implementado de modo que un nivel de ventilacion incrementado se puede mantener de una manera estable entre los niveles de senal de comando mmimos y maximos, particularmente cuando haya un nivel mas o menos constante de emision de parametro de calidad de aire. Este enfoque podna ser utilizado para regular el nivel de un parametro de calidad del aire tal como un COVT, partmulas, o de otro tipo en un determinado punto de ajuste en lugar de conducir a un nivel mmimo que podna llegar a ser costoso en terminos de los gastos de energfa de funcionamiento ventilacion alta durante penodos prolongados. Este enfoque tambien es apropiado cuando el parametro de calidad del aire no es particularmente peligroso y se puede configurar para mantenerse a un nivel que no creana un impacto en la salud tal como con partmulas. Mas particularmente, mediante el uso de una senal de parametros de calidad del aire mezclada que consiste en una pluralidad de parametros de calidad del aire, la calidad en un espacio puede mantenerse a un "nivel de limpieza" que incorpora el control de muchos parametros de calidad del aire dentro de un sistema o incluso un bucle de control. En este enfoque en el que la senal de realimentacion de calidad del aire mezclada puede ser controlada a un valor nominal que representa una medida del estado combinado o la limpieza del aire en un espacio.

[0120] Las FIGS. 8A y 8B muestran una forma de realizacion potencial de la logica de control y la funcionalidad del bloque de control de salida 540A que incorpora un sistema de bucle cerrado 900 para proporcionar el control de ventilacion de dilucion variando la tasa de cambio de aire o efectivamente la tasa de flujo de aire de suministro dentro de un entorno, tales como 20, de una manera continua (o VAV) dentro de lfmites prescritos, a fin de evitar que el nivel de un parametro de calidad del aire detectada, tales como COVT por ejemplo o una senal de parametro de calidad de aire mezclada como se describe anteriormente, exceda un valor prescrito. Aqrn, la retroalimentacion de sensor 908, que podna ser la senal de retroalimentacion de ventilacion de dilucion 538A de la FIG. 4 se resta del punto nominal de parametros de calidad del aire 901, que representa el nivel del parametro de calidad del aire detectada o conjunto mezclado de parametros al que el sistema 900 ha de controlarse, con el fin de (por error etapa 902) crear senal de error 914. La senal de error 914 recibe la accion del bloque de control 903 con el fin de crear un termino que esta delimitado por bloque de abrazadera Min ACH 904 y abrazadera Max ACH 905 a fin de producir la senal de comando 920. La senal de comando 920 puede representar la senal de comando de ventilacion de dilucion 31 de la FIG. 4 o cualquier otra senal de comando de flujo de aire o control pertinente, tal como la senal de comando del flujo de aire exterior 1075 en funcion de la naturaleza y la fuente de la senal de parametro de calidad de aire detectada 908 y punto de ajuste 901, la senal de comando 920 en la FIG. 8 es tambien el comando a bloque de flujo de aire 906, que puede estar compuesto de controlador de flujo de aire 30 en la FIG. 1, 2, y 3 y el flujo de retorno y suministro (42 y 52) que controla. Alternativamente, el bloque de flujo de aire 906 podna ser otro bloque de control tal como el controlador de compuertas de tratamiento de aire 1213 en la FIG. 9 y las compuertas asociadas o dispositivos de control de flujo de aire 1068, 1070, y 1072 para FIG. 6 representa los dispositivos de control de flujos

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de aire asociados de tratamiento de aire 1000 de aire exterior 1007, aire de escape 1004, y aire recirculado 1005. Tambien se representa en la FIG. 8A un bloque 907, que representa las caractensticas de dilucion del entorno. Para aquellos que estan familiarizados con la tecnica del diseno de sistema de control, 907 representa las caractensticas de transferencia del entorno que en este caso define como la tasa de flujo de aire del entorno bajo control se refiere al valor del parametro de calidad del aire detectada 908. Aqm, la etapa de error 902, bloque de control de accion inversa 903, abrazadera Min ACH 904, y abrazadera Max ACH 905 puede implementarse dentro del bloque de control de salida 540A o bloque controlador de flujo de aire exterior 1200 de la FlG. 6 y 9, o potencialmente dentro o parcialmente dentro de los bloques controladores de procesamiento de senal 130, 210, 530, o 1130 de la FIG. 1, 2, 4, o 6, respectivamente, o dentro del sistema de control del edificio 180.

[0121] El bloque de control 903 puede implementarse usando cualquiera de un gran numero de estrategias de control conocidas para aquellos que son expertos en la tecnica del diseno de sistemas de control y puede como un ejemplo incluir cualquier combinacion de control proporcional, control proporcional-integral, control proporcional- integral-derivado, tecnicas de avance de alimentacion, control de adaptacion y predictivo, y estrategias logicas difusas. Uno de los elementos esenciales de bloque de control 903 consiste en proporcionar la accion inversa necesaria y funciones de desplazamiento, de modo que puede actuar correctamente sobre la senal de error 914 (dada la logica sustractiva mostrada para la etapa de error 902) con el fin de crear una senal de comando 920 que puede producir un aumento de la velocidad de flujo de aire del entorno al menos para la condicion donde el sensor de retroalimentacion 908 supera el punto de ajuste de parametro de calidad de aire 901. (Alternativamente, la logica de 902 podna ser alterada para que 901 se reste de 908). Como un ejemplo, el parametro de calidad de punto de ajuste 901 puede ser ajustado a 1,5 PPM y el parametro de calidad de aire detectada puede ser, por ejemplo, una senal mezclada creada a partir de la deteccion de COVT (usando, por ejemplo, un detector de foto-ionizacion -o sensor PID-) y dioxido de carbono. El bloque de control 903 estara configurado de manera que cuando la retroalimentacion del sensor 908 es inferior al punto establecido 901 de la salida de 903 sera menor que o igual al valor de abrazadera mmimo establecido por bloque de abrazadera mmimo ACH 904. 904 es un bloque de "seleccion alta" en que va a comparar el valor de la salida de 903 a algun valor de abrazadera mmimo (4 ACH, por ejemplo) y presentar el mayor de los dos valores en el siguiente bloque 905. Por ejemplo, si la salida de 903 es 2 ACH y el conjunto de valor de abrazaderas mmimo de 904 es 4 ACH, la salida de 904 sera 4 ACH. La salida de 904 se presenta a abrazadera Max ACH 905 que proporciona una funcion de "seleccion baja" en que va a comparar el valor de la salida de 904 a un valor prescrito "abrazadera max" (12 ACH, por ejemplo) y hacer salr el menor de los dos para bloquear el flujo de aire 906. La forma en que el sistema 900 funciona es que si hay algun aumento repentino en el nivel del parametro de calidad del aire detectada (debido a un derrame de compuestos de limpieza, por ejemplo) por encima del punto nominal de parametro de calidad de aire 901 (por ejemplo, a 1,5 PPM COVT) el bloque de control aumentara (dentro de las limitaciones de la abrazadera max 905 a 12 ACH, por ejemplo) la senal de comando 920 al valor necesario para limitar una concentracion COVT en el ambiente controlado a 1,5 PPM. En la practica, el punto nominal 901 fijado se puede ajustar a un valor menor que el TLV para el parametro de la calidad del aire o mezcla de parametros a detectarse para asegurar que las concentraciones sostenidas se limitan a un valor de estado estacionario seguro. Alternativamente, el punto nominal de parametro de calidad del aire 901 puede tener un valor dinamico que se ajusta en base a la persistencia del parametro de calidad del aire monitoreado por 908.

[0122] FIG. 8B ilustra una realizacion alternativa del sistema 900 que proporciona las mismas funciones de control que la FIG. 8A, pero para cualquier numero "n" de los parametros de calidad del aire utilizando senales de realimentacion de parametros individuales de calidad del aire tales como las salidas de 561A, 562A, 534A, 535A, o 536A de la FIG. 4 vs. el enfoque de la Fig. 8A que utiliza una senal de retroalimentacion de parametros de calidad del aire mezclada tales como 538A de la FIG. 4. Con este enfoque, una etapa de error dedicado 902 y el control de bloque de funcion 903 se proporcionan para cada parametro de calidad de aire detectada (1 a "n"), con el punto nominal n-esimo del parametro de calidad del aire detectada mostrado como senal 909 a la etapa de error 910 que tiene una salida 915 que se procesa por el bloque de funcion 912. Las salidas de cada bloque de control, tales como a partir de bloques de control 903 a 912, se presentan a bloque de alta seleccion 913, que pasa el mayor de los terminos de control de los bloques de control para bloque de flujo de aire 906 como senal de comando 920. Mediante el uso de este enfoque, se puede proporcionar un control de ventilacion de dilucion a un entorno tal como 20 basado sobre la base de una senal de comando mezclado 920 que se crea a partir de una pluralidad de parametros de calidad del aire, tales como COVT, partmulas, y una serie de otros parametros de calidad del aire utilizando puntos de ajuste individuales, tales como 901 a 909 para cada parametro de calidad de aire monitorizada asf como senales de retroalimentacion de parametros de calidad de aire detectada individuales 908 o 911. Efectivamente FIG. 8B permite que los bloques de funciones de control individuales 912 se individualicen para cada parametro de calidad de aire que pueden ser ventajosos en algunas situaciones debido a ciertas senales de retroalimentacion de calidad del aire potencialmente requiriendo diferentes ajustes de ganancia de control y estabilidad que se manejan mejor en una base de bucles de control individuales vs. utilizando un bucle de control y ajustes de ganancia y una senal de realimentacion mezclada. Con la puesta en practica de la FIG. 8B la integracion de los bucles de control en el bloque de alta seleccion 913 crea una senal de comando mezclado 920. Ademas, para algunas situaciones bloque 913 puede ser implementado como una suma frente a un bloque de alta seleccion, donde cada una de las entradas al bloque 913se escalan como sea necesario para permitir que las senales sean debidamente ponderadas y sumadas entre sf.

[0123] El uso de los sistemas de la FIG. 1, 2, 6, o el sistema de muestreo fotonico en red, hay varias

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implementaciones de control beneficiosas y metodos que se pueden implementar para resolver los problemas que se producen cuando se trata de crear y utilizar senales basadas en parametros de la calidad del aire combinadas o compuestas para su uso en la vigilancia y control de los sistemas de construccion, tales como los sistemas de climatizacion. Una aplicacion de estas senales esta en el control de aire del exterior en un edificio o controlar de manera similar la cantidad de ventilacion de dilucion o aire exterior suministrado en un espacio. Por ejemplo, el aire exterior que esta siendo introducido en el edificio puede ser ligeramente o significativamente contaminado por uno o mas contaminantes de aire. Tales contaminantes de aire podnan incluir monoxido de carbono de escape de auto o camion o de re-arrastre de horno o de escape de la caldera, altos niveles de partfculas al aire libre, COVT que podnan ser re-arrastrarse de chimeneas de escape cercanas, u otras fuentes de aire libre de contaminantes del aire. Si estos contaminantes de aire no se filtran y pasan al aire de alimentacion que esta siendo alimentado en las habitaciones que podna desencadenar los controles de ventilacion de dilucion para aumentar los flujos de aire de suministro y/o el flujo de aire exterior de las tomas de aire exterior inapropiadamente. Del mismo modo, el aumento de contaminantes de aire de suministro no puede ser suficiente para desencadenar un mayor aire de suministro o comandos de flujo de aire exterior por sf, sino anadido a los niveles de contaminantes de aire existentes en la habitacion o edificio puede hacer que el sistema sea demasiado sensible a niveles de contaminantes de aire bajos o moderados procedentes de dentro de la habitacion o edificio. Ambos de estos problemas pueden producir resultados potencialmente extremos ya que la accion de control del suministro creciente o aire exterior que contiene contaminantes del aire solo sirve para aumentar el nivel del contaminante de aire en particular dentro de la habitacion o edificio. Esto puede incrementar aun mas el suministro o niveles de flujo de aire exteriores hasta que no importe si se utiliza un enfoque de dos estados, tres estados, o VAV, el flujo de aire de alimentacion en la habitacion o el flujo de aire exterior al interior del edificio con el tiempo se llevara a su nivel maximo si la contaminacion de aire exterior o sistema de suministro es lo suficientemente alta. Dado que el flujo de aire de sistema de suministro potencialmente alimenta muchas habitaciones, potencialmente todas estas habitaciones podna llevarse a sus flujos maximos o de lo contrario la cantidad de aire exterior que se introduce en el edificio podna potencialmente llegar hasta el 100%. Esto podna resultar en que se exceda la capacidad de flujo de aire y/o la capacidad de calefaccion y enfriamiento del sistema de suministro con posibles reducciones resultantes de flujo en los espacios de habitaciones y tambien la posible perdida de control de la temperatura de estos espacios si la temperatura del aire de suministro acondicionado no puede controlarse adecuadamente debido a una cantidad excesiva de aire exterior que se introduce en el edificio.

[0124] Alternativamente, en un edificio que utiliza aire de retorno tal como se muestra y se aplica con la unidad de tratamiento de aire 1000 en la FIG. 6, un alto nivel de contaminantes en un espacio puede ser recirculado en otros espacios a traves del aire de retoro y luego de suministro. La accion correcta en este caso no consistina en aumentar el suministro de aire ambiente en habitaciones individuales, sino en incrementar adecuadamente el aire exterior para diluir todo el edificio incluyendo el espacio que es la fuente de los contaminantes.

[0125] Un enfoque de control ejemplar para resolver estos problemas consist een usar una tecnica de medicion diferencial. En este enfoque una medicion de aire exterior o aire de suministro se resta de las mediciones del aire ambiente para crear mediciones diferenciales de los diversos contaminantes del aire de interes vs. aire exterior o aire de suministro. Por lo tanto, si el aire exterior o aire de suministro tiene un aumento de partfculas, CO, COVT, etc., la calidad del aire del aire de habitacion sera evaluada contra fuentes de contaminantes de aire en la habitacion solo al restarse el efecto de las fuentes de suministro de aire. Efectivamente, nos ocupamos aqrn no de la calidad del aire absoluta del aire de habitacion, sino de si se esta agravando por fuentes en la habitacion o espacio, ya que al aumentar el suministro o aire exterior no hara que la habitacion sea mas limpia si el suministro o aire exterior es la fuente del contaminante del aire.

[0126] Por ejemplo, como se ha mencionado anteriormente, primero empezamos con las mediciones de contaminantes de aire en por ejemplo espacio 20A utilizando por ejemplo lugar de muestreo de habitacion 23A, lugar de muestreo de conducto de retorno de aire 43A, y/o sensor de sala 27A en la FIG. 1 y 2. Alternativamente, como se muestra en la FIG. 6 mediciones del nivel de edificio, tales como el lugar de muestreo de conducto de aire de retorno 1031 de unidad de tratamiento de aire 1000, y/o el sensor de conducto de retorno 1021 seleccionado para detectar un contaminante del aire frente a la temperatura, tambien se pueden utilizar. En este enfoque ejemplar una medicion de referencia de los contaminantes del aire se realiza en base a las siguientes circunstancias mencionadas en cualquiera de 1) el aire del exterior utilizando por ejemplo la localizacion de muestreo de aire 63 en la FIG. 1 o 2, o la toma de muestras de aire de ubicacion 1033 en la FIG. 6, o 2) el aire de suministro usando, por ejemplo la ubicacion de muestreo de aire de conducto de suministro 53B en la FIG. 1 o 2, o la ubicacion de muestreo de aire de conducto de suministro 1037 de tratamiento de aire 1000 en la FIG. 6. La ubicacion espedfica a detectarse, ya sea una midiendo el aire exterior o midiendo el aire de suministro, vana en funcion del tipo de sistema de tratamiento de aire y los parametros de interes. Por ejemplo, si los espacios estan recibiendo 100% de aire exterior directamente desde el exterior sin aire de retorno, a continuacion, una medida de aire de suministro o aire exterior desde dentro del conducto de aire exterior 60 de la FIG. 1 o desde lugar de muestreo de conducto de aire exterior 1033 de la FIG. 6 proporcionara resultados precisos para al menos mediciones de gas o COV. Sin embargo, cuando al menos las mediciones de partfculas son un contaminante de aire detectado de interes, es importante que la medicion de referencia de los contaminantes de aire se tome en una ubicacion aguas abajo de todos los filtros de aire y sistemas de ventilador de la unidad de tratamiento de aire tal como en los lugares de toma de muestras de conductos de aire de suministro 1037 o 53B mencionados anteriormente. Este requisito se debe al impacto de los filtros de la unidad

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de tratamiento de aire de suministro, tales como prefiltro 1016 y el filtro 1008 en la FIG. 6 que cambia las lecturas de partfcula entre una medicion directa de aire exterior y una de aire de suministro despues de los filtros. En consecuencia, para esta ultima situacion y estas razones, la medicion de referencia no debe tomarse directamente de una medicion del aire exterior.

[0127] Por otra parte, si el aire de retorno de otras areas se mezcla con el aire exterior para producir el aire de suministro como se muestra con la unidad de tratamiento de aire 1000 en la FIG. 6, entonces el uso de una medicion de referencia de flujo de aire de conducto de suministro aguas abajo en lugar de una medicion de referencia directa del aire exterior como referencia para mediciones de contaminantes de espacio o area tambien es necesario con una ubicacion al menos despues de que el aire exterior y aire de regreso se mezclan bien. Este el caso de cualquier medicion de contaminante del aire que involucra sistemas de aire de retorno incluso los gases ya que la mezcla del aire exterior y aire de retorno potencialmente producira un nivel diferente de contaminante en el conducto de suministro vs lo que se observana directamente al exterior. El uso de solo un suministro o medicion de conducto de aire exterior debe ser suficiente para todos los espacios alimentados desde un solo controlador de aire o conducto principal de suministro ya que todo el aire de suministro que fluye en estos espacios desde el mismo sistema de aire debena tener caractensticas similares y valores de contaminantes de aire.

[0128] Si, por otra parte, mediciones de contaminantes de aire de aire de suministro de edificio o aire de retorno de edificio estan siendo utilizadas para ayudar a controlar la cantidad de aire exterior introducido en el edificio, entonces la medicion de referencia adecuada debe tomarse a partir de mediciones del aire exterior y no a partir de mediciones de suministro de aire.

[0129] El siguiente paso en este enfoque ejemplar implica tomar cada par de mediciones de contaminantes de aire (aire de espacio o edificio y aire exterior o de suministro) y convertirlos en un conjunto de mediciones diferenciales restando la referencia fuera o medicion de contaminantes de suministro de aire de la medicion de contaminantes de aire del espacio, o viceversa si es mas conveniente hacerlo. Un ejemplo de una realizacion para llevar a cabo esto es el bloque de sustraccion 37 de la FIG. 5 cuando una medicion de suministro o del aire exterior, por ejemplo, de COVT se aplicana a la entrada menos (-) del bloque de sustraccion y la medicion de contaminante del aire de conducto de espacio o retorno de COVT se aplicana a la entrada positiva (+). La salida sena entonces la medicion de la diferencia de COVT para ese espacio. Otros metodos de restar estas mediciones de contaminantes del aire para variables de software en un sistema de control informatizado por ejemplo, o para otras implementaciones se conocenan por expertos en la tecnica.

[0130] Las mediciones de contaminantes de aire diferencial individuales entonces se tratanan de la misma manera

descrita previamente para las mediciones del aire ambiente no diferenciales y de este modo se pueden utilizar, por ejemplo, de forma individual o combinarse y luego compararse o analizarse por el bloque controlador de procesamiento de senal 130, 210, 530 o 1130 de la FIG 1, 2, 4 o 6, respectivamente, para crear las senales de retroalimentacion de parametros de calidad del aire 538 o 1075 que pueden ser operadas, por ejemplo, por bloque de comando de salida 540A o controlador de flujo de aire exterior 1200, respectivamente, a senales de comando de

rendimiento 31 para variar el flujo de aire de suministro en el espacio 20 y la senal de comando 1075 que se

utilizana o el flujo de aire exterior al interior del edificio.

[0131] Las realizaciones de sistema de muestreo de aire multipunto sensor compartido de la FIG. 1, 2, o 6 son

realizaciones preferidas para este concepto de control de medicion diferencial ya que la medicion del aire de

suministro o exterior y la medicion de aire de espacio se puede realizar con el mismo sensor en un penodo de

tiempo razonablemente corto tal como de 5 a 30 minutos. Como resultado, se eliminan muchos errores en los

sensores, ya que se cancelan al restar las dos mediciones. En consecuencia, las mediciones diferenciales muy exactas pueden ser hechas incluso cuando el aumento en los contaminantes del aire en la habitacion aunque importante es relativamente pequeno en comparacion con un nivel de fuente potencialmente alto de aire exterior o contaminantes de aire de suministro. Como resultado, estos niveles altos exterior de fondo exteriores no disminuyen sustancialmente la resolucion o precision de la medicion de cualesquiera fuentes de contaminacion del aire dentro de los espacios de entorno.

[0132] Otro enfoque de control preferido que se puede utilizar con la implementacion de la FIG. 1, 2 o 6 se refiere a

una situacion en la que un alto nivel de suministro o contaminante del aire exterior puede estar presente, sin

embargo, la senal de aire de habitacion diferencial mencionada anteriormente indica que no son fuentes

sustanciales de contaminantes de aire en el espacio. En esta situacion el nivel absoluto de los contaminantes del aire en el espacio puede ser lo suficientemente alto como para desencadenar un nivel de dilucion aumentado, pero la senal diferencial indica correctamente que el aumento del aire de suministro no es apropiado. En esta situacion, ya que la fuente del contaminante del aire es el aire de suministro, puede ser ventajoso reducir el suministro de aire a traves del dispositivo de control de aire de suministro 51 y/o el aire exterior a traves de la compuerta de control de aire exterior 1067 hasta que el aire exterior o de fuente contenga un nivel mas bajo de contaminantes del aire.

[0133] Una realizacion de este enfoque de control consiste en hacer una o mas mediciones de contaminantes del aire en el conducto de suministro 50B, conducto de admision de aire exterior 60, o lugar de muestreo del conducto de aire de tratamiento de aire exterior 1033 como se menciono anteriormente. Estas una o mas mediciones de

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contaminante de aire pueden entonces ser combinadas o usadas individualmente y luego comparadas o analizadas por el bloque controlador de procesamiento de senal 130, 210, 530 o 1130 de la FIG 1, 2, 4 o 6, respectivamente, para determinar si estas senales exceden de los niveles de activacion adecuados tales como los utilizados para los espacios de entorno 20. Si se cumplen estos niveles de activacion o condiciones de activacion adecuadas, a continuacion, los bloques 130, 210 o 1130 pueden utilizarse para reducir el suministro y/o el flujo de aire exterior por uno de varios enfoques. Por ejemplo, para reducir el flujo de suministro de habitacion, la salida de control de temperatura 93 en la FIG. 3 del bloque de control de temperatura 90 puede ser completamente reemplazado y desactivado de manera efectiva por una salida de comando a partir de bloques del controlador de procesamiento de senal 130 o 210 de manera que el flujo de suministro se controlaran unicamente por el flujo mandado por el comando de ventilacion de dilucion 31 que se reduce a un nivel bajo. Por ejemplo, para reducir el flujo de aire exterior de edificio, la compuerta de aire exterior 1067 de la unidad de tratamiento de aire 1000 podna comandarse por el controlador procesador de senales 1130 a una velocidad de flujo inferior que representa el flujo mmimo requerido para la ocupacion, frente a una tasa potencialmente mayor para el enfriamiento libre con un economizador.

[0134] Una medicion de parametros de calidad de aire mezclada particularmente util que se puede realizar con esta invencion se refiere a mediciones de entalpfa. Con referencia a esto, un higrometro es un dispositivo utilizado para realizar mediciones de la humedad, y tipicamente proporciona una salida de tension, corriente, o digital que es representativa del contenido de humedad del aire u otro gas que se muestrea. La medicion fundamental hecha por un higrometro es tfpicamente temperatura de punto de rodo (o condensacion) o pueden presentarse en terminos de concentracion, tales como partes por millon -ppm- o partes por mil -ppt-, o algun otro sistema adecuado de unidades. Ademas, es bastante comun que higrometros comercialmente disponibles para calcular otras propiedades psicrometricas que pueden requerir una medicion simultanea de una segunda propiedad del gas detectado, tales como la temperatura, a fin de obtener la propiedad deseada, tal como entalpfa y humedad relativa, asf como otras propiedades. Tambien, si se conoce la presion absoluta, la medicion de humedad de higrometro se puede utilizar para derivar la relacion de humedad, que tambien es proporcionada por algunos higrometros comercialmente disponibles. Para fines de esta invencion, un higrometro puede basarse en cualquiera de las diversas tecnologfas conocidas por los expertos en la tecnica de medicion de humedad. Estas tecnologfas incluyen pero no se limitan a: higrometros de espejo enfriado, analizadores de humedad basados en infrarrojos, tecnologfa de onda acustica superficial (SAW), sensores de oxido de aluminio, y sensores que combinan un dispositivo de deteccion de humedad relativa con un sensor de temperatura con el fin de derivar una temperatura del punto de rodo, concentracion de humedad, u otra medicion adecuada del contenido de la humedad del aire detectado u otro gas que se esta detectando. Por ejemplo, las fuentes de algunos de estos tipos de instrumentos incluyen, por ejemplo un higrometro de espejo enfriado que puede ser proporcionado por EdgeTech Moisture and Humidity Systems de Marlborough, MA o analizadores de humedad a base de infrarrojos tales como unidad de LICOR 840 que pueden obtenerse de ka empresa LICOR Biosciences.

[0135] Cuando una propiedad psicrometrica derivada tal como entalpfa, HR, y otras propiedades dependientes de temperatura o presion se mide por tales dispositivos de higrometros, la exactitud de los parametros derivados (HR, entalpfa, etc...) depende de la exactitud de la medicion local de la temperatura o de la presion que se hace simultaneamente por el dispositivo. Por lo tanto, cuando se aplican tales dispositivos de higrometro a sistemas de muestreo multipunto, solo la temperatura del punto de rodo o la humedad medida de la concentracion fundamental que proporciona es utilizable como la mayor parte de las propiedades psicrometricas derivadas (tales como HR y entalpfa) en realidad se modificaran cuando una muestra de aire se transporta desde una ubicacion muestreada a la ubicacion de sensor compartida 220 (FIG. 2) del sistema de toma de muestras multipunto, debido a (por ejemplo) la diferencia de temperatura entre la ubicacion muestreada y la ubicacion del sensor compartido 220.

[0136] La formulacion de una entalpfa u otra senal de propiedad psicrometrica puede tambien derivarse de tablas psicrometricas que son bien conocidas en la tecnica. Como ejemplo, la Patente de Estados Unidos N° 4.672.560, describe una calculadora de entalpfa ejemplar.

[0137] Una forma comun para calcular HR desde la temperatura del punto de rodo y la temperatura ambiente implica, por ejemplo, una interpretacion de la ecuacion de Clausius-Clapeyron para la presion de vapor como se establece en la ecuacion (1) siguiente:

Eq. 1

donde, E = Presion de Vapor, ES = Presion de Vapor de Saturacion, TA = Temperatura Ambiente en Grados Kelvin, y TD = Saturacion o Temperatura de Punto de Rodo en Grados Kelvin. Adicionalmente, como se conoce por aquellos familiarizados con la tecnica de la psicrometricas, hay numerosas otras aproximaciones que pueden ser utilizadas para calcular la presion de vapor y la presion de vapor de saturacion cuando se conocen la temperatura y la temperatura del punto de rodo, de la que Hr y otras propiedades psicrometricas, tales como la entalpfa, se pueden calcular.

[0138] Por inspeccion de la ecuacion (1), se puede ver que la humedad relativa no solo depende de la temperatura de punto de rodo TD, sino que tambien depende de la temperatura ambiente TA. Por ejemplo, usando esta

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ecuacion, se puede ver que para una temperatura de punto de rodo determinada 51 degF (por ejemplo) si una muestra de aire se toma desde una ubicacion a 70 grados F por un sistema de muestreo de aire, y en el proceso de transporte a los sensores compartidos 220 (FIG. 2) que contienen el higrometro, la temperatura de la muestra se aumenta a 75 grados F, el HR de esa muestra cambiara de aproximadamente 51% de HR a aproximadamente 43% de HR, lo que es significativo al hacer tales mediciones. Un problema similar existe cuando se hacen mediciones remotas de otras propiedades psicrometricas.

[0139] En un aspecto de esta invencion, un sistema de muestreo de aire de multiples puntos incluye un higrometro incluido como uno de sus sensores compartidos 220 (FIG. 2) en un conjunto de sensores comun, siendo la medicion de humedad de su sensor para cada ubicacion de la muestra (por ejemplo, 20A, 20B, y 20C) combinada con una medicion de la temperatura local (como 25A) a partir de cada espacio muestreado para generar una senal (tal como 181 que se conecta a un BAS, o la senal 571A), lo que representa una propiedad psicrometrica dependiente de temperatura tal como por ejemplo entalpfa o la humedad relativa para cada espacio muestreado 20A, 20b, 20C.

[0140] Un sistema de muestreo de aire de multiples puntos puede incluir un higrometro en el conjunto de sensor que se puede utilizar en combinacion con la temperatura discreta local y sensores de presion en ubicaciones detectadas para determinar tanto humedad absoluta como temperatura para las ubicaciones detectadas para calcular una senal de parametro de calidad de aire mezclada representando humedad relativa, entalpfa, relacion de humedad, y otras propiedades psicromentricas. Una ventaja importante de esta disposicion cuando se aplica a la deteccion de humedad relativa, es que proporciona una mejora significativa sobre los sistemas convencionales que utilizan sensores HR distribuidos, que tienden a derivarse significativamente con el tiempo. Esto es particularmente el caso cuando se realizan mediciones de humedad relativa dentro de un plenum o conducto utilizado en el sistema de ventilacion de un edificio. Por ejemplo, si un higrometro se incorpora con los sensores compartidos 220 (FIG. 2), el sensor de temperatura de salida 27B (FIG. 2) ubicado en conducto 50B puede combinarse con mediciones de humedad obtenidas de ubicacion detectada 53B con el fin de probar una medicion de alta precision y de deriva estable de HR y propiedades psicrometricas dependientes de otra temperatura de conducto 50B. Esto tiene grandes ventajas sobre los sensores Hr montados en conducto disponibles comercialmente que tienden a ser poco fiables debido a, entre otras cosas, contaminacion relacionada con la exposicion de partfculas de estos sensores cuando se colocan en una corriente de flujo de aire. Tambien estos sensores discretos tienden a ser caros debido al coste del elemento sensor y la fuente de alimentacion y la carcasa mecanica requerida.

[0141] De manera similar, las mediciones de entalpfa altamente precisas y estables se pueden hacer de acuerdo con las ensenanzas de esta invencion que proporciona una mejona sustancial sobre los medios convencionales de fabricacion de tales mediciones. Esto es particularmente importante para aplicaciones que se refieren al control de aire exterior (como las aplicaciones del economizador), y otras aplicaciones de control de tratamiento de aire.

[0142] Un ejemplo de la creacion y el uso de estas mediciones de entalpfa de mezcla ademas de otras mediciones de parametros de calidad del aire mezclada con fines de control de aire exterior se muestra en la FIG. 9 que muestra una implementacion potencial para la logica y las funciones del bloque de controlador de flujo de aire exterior 1200 de la FIG. 6. En este diagrama un calculo de la entalpfa de aire de retorno 1001 se lleva a cabo por el bloque de entalpfa de retorno 1205 utilizando algunas de las relaciones psicrometricas discutidas previamente y las mediciones de parametros de calidad del aire de punto de rodo del aire de retorno o humedad absoluta 1201 mas la temperatura del aire de retorno 1202. Estas mediciones se toman de la ubicacion de muestreo 1031 y el sensor de conducto 1021, respectivamente, y se procesan por el procesamiento de senal de bloqueo de controlador 1130 de la FIG. 6. Similarmente una medicion de entalpfa del aire exterior se realiza mediante el bloque de entalpfa del aire exterior 1026 usando punto de rodo del aire exterior o senal de humedad absoluta 1203 y la senal de temperatura del aire exterior 1204. Estas mediciones se toman respectivamente desde la ubicacion de muestreo de aire 1033 y el sensor de conducto 1023. Las dos senales de entalpfa emitidas a partir de bloques 1025 y 1026 se restan una de otra por el bloque de sustraccion 1207, ya sea como se muestra o con la entalpfa del aire de retorno se resta de la senal de entalpfa del aire exterior. La senal de entalpfa diferencial resultante se utiliza en un controlador de economizador 1208 como estan disponibles comercialmente y se conocen por los expertos en el aire que pueden generar un comando de flujo de aire exterior para que entre mas aire exterior cuando sena menos costoso de hacer eso vs. aire de retorno de enfriamiento. Una fabricacion de controladores de economizador comerciales es Honeywell.

[0143] El comando de flujo de aire exterior de enfriamiento libre fura desde el controlador economizador 1208 se puede escalar mas y compensar por bloque de funcion 1209 y luego ser actuado por el comparador de baja seleccion o bloque de anulacion 1210. El proposito de este bloque consiste en anular y reducir el comando de aire exterior de enfriamiento libre del economizador 1208 cuando el aire exterior esta contaminado a un nivel en que sena mejor no aumentar aire exterior si es posible. Para implementar esta funcion mediciones de contaminante del aire se pueden hacer y combinar y utilizar por el comparador de baja seleccion. Esto se muestra por ejemplo, con senales de parametros de calidad del aire exterior 1221, 1223 y 1225 que representan los niveles de aire libre de partfculas, monoxido de carbono, y COVT, respectivamente. Estas senales se comparan entonces con sus respectivas senales de umbral o puntos de ajuste 1220, 1222, y 1224. Comparadores 1231, 1233, y 1235 comparan individualmente estas senales de contaminantes del aire exterior y producen una senal de salida que llegan alto ya sea en dos estados, estados multiples o de manera variable continua en funcion de la diferencia de ese umbral a la

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senal de parametro de calidad del aire. Estas senales de comparacion se proporcionan entonces a los bloques de funcion 1232, 1234, y 1236 que pueden escalar y compensar o aplicar cualquier otro proceso apropiado de estas senales de manera que puedan utilizarse por comparador de baja seleccion 1210 para anular completamente o parcialmente la salida escalada del economizador. Equivalentemente las senales de parametros de calidad del aire exterior podnan combinarse y mezclarse en una senal de parametro de calidad del aire exterior mezclada y un comparador se podna utilizar para crear la senal de anulacion. De otro modo el comparador de baja seleccion 1210 combina y utiliza las senales individuales. La salida del bloque comparador 1210 entonces se escala o se modifica por otro bloque de funcion asf que puede ser en la misma escala o apropiada para seleccionarse altamente con una senal que representa la cantidad de aire exterior necesario para proporcionar la cantidad de ocupacion en el edificio basado en las mediciones de CO2, asf como suficiente aire exterior para diluir adecuadamente cualquier contaminante del aire que se genere en el edificio.

[0144] La creacion de esta senal de comando de aire exterior en base a dilucion y ocupacion combinada comienza con mediciones de parametros de calidad del aire desde el controlador de procesamiento de senales 1130 que puede basarse en las mediciones del sensor compartido de-multiplexadas o lecturas de los sensores locales. Por ejemplo, el diagrama indica una configuracion de potencial usando las mediciones de dos habitaciones, 20A y 20 B, y dos mediciones de parametros de calidad del aire para cada habitacion, a saber CO2 que se utiliza para determinar los requisitos de volumen de aire exterior para ocupacion y COVT que es representativa de una medicion de contaminante de aire exterior para determinar la cantidad de aire exterior requerido para diluir estos contaminantes del aire. Alternativamente, otros contaminantes del aire podnan ser utilizados, asf como multiples contaminantes de aire que podnan ser utilizados para crear una senal de contaminantes del aire mezclado. Ademas, como se ha mencionado anteriormente, se prefiere utilizar las mediciones diferenciales de los contaminantes del aire vs la referencia adecuada. Cuando se utilizan mediciones del aire ambiente para el control de aire exterior en el edificio, la referencia adecuada es mediciones de aire exterior. Por lo tanto la senal de COVT al aire libre 1225 se resta de la habitacion 20A senal COVT 1227 por el bloque de sustraccion 1237. Del mismo modo referencia COVT exterior 1225 se resta de la senal COVT 1229 de habitacion 20B mediante el bloque de sustraccion 1239. Tal como se ha mencionado antes que cualquiera de estas sustracciones o las de CO2 se pueden realizar a la inversa, restando una senal de la otra o viceversa. Estas mediciones de diferencias producen senales de contaminantes de aire diferenciales 1241 para habitacion 20A y 1243 de habitacion 20B se procesan adicionalmente por bloques de escala y compensacion 1245 y 1247 respectivamente. Estas habitaciones u otras habitaciones seleccionadas para mediciones de contaminantes de aire o mediciones de ocupacion de CO2 se eligen tipicamente porque se consideran "zonas cnticas" teniendo el potencial para la alta ocupacion o altos niveles de contaminantes de aire.

[0145] Para obtener informacion sobre los requisitos de ocupacion para el aire exterior de CO2 se utiliza como un medio para medir la ocupacion y la cantidad de aire exterior suministrado a un espacio como se ha mencionado anteriormente. Para realizar la medicion apropiada tambien se desea una medicion diferencial de CO2 desde esta diferencia vs. el nivel absoluto de CO2 en un espacio es la ocupacion que es basada directamente. Por lo tanto la senal de CO2 del aire exterior 1226 se resta de la senal de CO2 1228 de habitacion 20A en el bloque de sustraccion 1238 para generar la senal CO2 diferencial 1242 que se escala y se compensa por bloque de escalado 1246. Del mismo modo, la senal de CO2 del aire exterior 1226 se resta de la senal de CO2 1230 de habitacion 20B en el bloque de sustraccion 1240 para generar la senal de CO2 diferencial 1244 que se escala y compensa por bloque de escalado 1248. Las respectivas senales de contaminantes de aire diferenciales escalados ahora pueden combinarse o mezclarse en numerosas maneras en base a las exigencias de control deseado. Por ejemplo estas senales pueden ser altamente seleccionadas lo cual se prefiere, o de lo contrario se pueden anadir juntas. Un ejemplo se muestra con la habitacion 20B en la que CO2 diferencial y la senal de COVT se combinan mediante el bloque de funcion de mezcla 1249 para generar la senal de un parametro de calidad del aire mezclada para esa habitacion, la senal de habitacion 20A se muestran utilizadas individualmente pero entonces se seleccionan altamente o se combinan en el control de funcion especial 1250 junto con la senal mezclada a partir de la habitacion 20B. La salida del control de funcion especial 1250 es una senal de comando de flujo que se selecciona altamente contra la senal de refrigeracion libre modificada para generar la senal de comando final para aire exterior 1075. Adicionalmente, el bloque de controlador de compuertas de tratamiento de aire 1213 se puede utilizar para crear las senales de control de compuertas reales 1068, 1070 y 1072 correspondientes a aire exterior, aire de escape, y aire recirculado, respectivamente, para el tratamiento de aire 1000 potencialmente mediante realimentacion del volumen de flujo de aire fuera de la senal de medicion de flujo de aire exterior 1080.

Claims (25)

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   Reivindicaciones

   1. Un sistema para controlar las condiciones de calidad del aire, comprendiendo,

   un sistema de control de aire de multi-punto (100) que comprende, una pluralidad de sensores (120) para la recogida de datos de calidad del aire a partir de una pluralidad de areas al menos parcialmente cerradas; una o mas unidades de procesamiento de datos (110) para el procesamiento de uno o mas parametros de calidad del aire en base a dichos datos de calidad del aire recogidos; y

   uno o mas medios para comunicar dichos datos de dicho sensor a dicha unidad de procesamiento; y un controlador de procesamiento de senal (130) que genera una o mas senales de parametros de calidad del aire mezclada a traves de dicho sistema de monitorizacion de aire de multiples puntos en base al menos en parte en uno o mas de dichos parametros de calidad de aire procesados representativos de datos de una pluralidad de dichos sensores, caracterizados por el sistema que comprende ademas

   un sensor (1033, 1035) configurado para medir los datos de calidad del aire de aire exterior, o suministro de aire, y en el que el sistema crea una medicion diferencial de dichos datos de calidad del aire en comparacion con el aire exterior o el aire de suministro diferencial, en el que la medicion diferencial se crea

   restando los datos de calidad del aire exterior o de suministro de los datos de calidad del aire en la zona al menos parcialmente cerrada, o

   restando los datos de calidad del aire de la zona al menos parcialmente cerrada de los datos de calidad del aire exterior o de suministro.
2. 2. El sistema de la reivindicacion 1, en el que dichas areas estan alejadas de dicho sensores.
3. 3. El sistema de la reivindicacion 2, en el que dicho sistema de monitorizacion de aire de multiples puntos comprende ademas un sistema de muestreo de aire de multiples puntos que comprende,

   uno o mas solenoides de aire (161, 162, 163, 164, 165, 166, 167) proximos a dicho area de recogida de muestras de aire de dicha zona, y

   uno o mas tubos (14, 24A, 44A, 44B, 54B, 24C, 64) para transportar dichas muestras de aire desde dichas areas a dichos sensores.
4. 4. El sistema de la reivindicacion 3, en el que dicho sistema de monitorizacion de aire de multiples puntos se selecciona de un grupo de sistemas que consisten en un sistema configurado por estrella y un sistema de muestreo de aire en red.
5. 5. El sistema de la reivindicacion 2, en el que dicho sistema de monitorizacion de aire de multiples puntos comprende, ademas, un sistema de muestreo fotonico que comprende,

   un detector de luz,

   un emisor de luz para emitir paquetes de luz, un sensor optico situado proximo a dicha area,

   un medio para transmitir dichos paquetes de luz de dicho emisor a dicho sensor optico,

   dicho detector de luz para la deteccion de paquetes de luz de dicho sensor optico y generacion de datos basados en dichos paquetes de luz detectada,

   un medio para transmitir dichos paquetes de luz de dicho sensor optico a dicho detector, y un medio para comunicar dichos datos de dicho detector a dicha unidad de procesamiento.
6. 6. El sistema de la reivindicacion 5, en el que sistema de toma de muestras fotonico se selecciona de un grupo de sistemas que comprenden un sistema configurado por estrella y un sistema de refuerzo.
7. 7. El sistema de la reivindicacion 1, en el que uno o mas de dichos sensores se selecciona de un grupo de sensores que consiste de absorcion electroqmmica, optica, infrarrojo, foto-acustica, polfmero, conductividad variable, ionizacion de llama, fotoionizacion, estado solido, oxido de metal mixto, movilidad de iones, onda acustica de superficie, y fibra optica.
8. 8. El sistema de la reivindicacion 1, en el que dicho sensor esta seleccionado de un grupo de sensores que consisten en alambrico e inalambrico.
9. 9. El sistema de la reivindicacion 1, en el que uno o mas de dichos parametros de calidad del aire se seleccionan de un grupo que consiste de contaminantes de aire, parametros de comodidad de aire y dioxido de carbono.
10. 10. El sistema de la reivindicacion 9, en el que dichos contaminantes del aire comprenden uno o mas contaminantes seleccionados de un grupo que consiste en: elementos de composicion qmmica, biologica, y radiologica; partfculas que tienen un diametro entre aproximadamente 0,01 micrometros a aproximadamente 100 micrometres; monoxido de carbono; humo; aerosoles; COVTs que consta de formaldetudo, NO, NOX, SOX, SO2, sulfuro de hidrogeno, cloro, oxido nitroso, metano, hidrocarburos, amoniaco, gases refrigerantes, radon, ozono, radiacion, agentes terroristas biologicos y agentes terroristas qmmicos; gases toxicos; molde; y bacterias.

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11. 11. El sistema de la reivindicacion 9, en el que dichos parametros de confort de aire comprenden uno o mas parametros seleccionados de un grupo que consiste en: temperatura; y parametros psicrometricos que constan de humedad, humedad relativa, temperatura del punto de rodo, humedad absoluta, temperatura de bulbo humedo, y entalpfa.
12. 12. El sistema de la reivindicacion 1, en el que una o mas de dichas senales de parametros de calidad del aire mezclada se selecciona de un grupo que consiste en: analogico, digital, y optico.
13. 13. El sistema de la reivindicacion 1, que comprende ademas, al menos un dispositivo de control de flujo de aire a volumen de flujo de aire hacia y desde una o mas de dichas zonas; y un flujo de aire controlador (1200) que utiliza dicha senal de parametros de calidad del aire mezclada para controlar al menos parcialmente volumenes de flujo de aire hacia y desde una o mas de dichas zonas.
14. 14. El sistema de la reivindicacion 1, en el que al menos dos de dichas areas se encuentran en dos edificios separados.
15. 15. El sistema de la reivindicacion 1, en el que uno de dichos sensores es un sensor compartido y uno de dichos sensores es un sensor de ambiente local.
16. 16. Un metodo para el seguimiento de las condiciones de calidad de aire, comprendiendo las etapas de proporcionar un sistema de control de aire de multiples puntos;

    la recogida de datos de calidad del aire a partir de una pluralidad de areas al menos parcialmente cerradas a traves de una pluralidad de sensores;

    la comunicacion de dichos datos desde dicho sensor a dicha unidad de procesamiento;

    el procesamiento de dichos datos de calidad de aire recogidos usando una o mas unidades de datos de procesamiento para procesar uno o mas parametros de calidad del aire en base a dichos datos de calidad del aire recogidos; y

    la generacion de una senal de parametro de calidad del aire mezclada a traves de dicho sistema de monitorizacion de aire de multiples puntos utilizando un controlador de procesamiento de senal que genera dichas senales de parametros de calidad del aire mezclada en base al menos en parte en uno o mas de dichos parametros de calidad de aire procesados representativos de datos desde una pluralidad de dichos sensores, y se caracterizan por la recogida de datos de calidad del aire o aire exterior o de suministro, y

    la creacion de una medicion diferencial de dichos datos de calidad del aire en comparacion con el aire exterior o el aire de suministro, en el que la medicion diferencial se crea restando los datos de calidad del aire exterior o de suministro de datos de calidad del aire de area al menos parcialmente cerrada, o

    restando los datos de calidad del aire de area al menos parcialmente cerrada de los datos de calidad del aire exterior o de suministro.
17. 17. El metodo de la reivindicacion 16, en el que uno o mas de dichos sensores se selecciona de un grupo de sensores que consisten de absorcion electroqmmica, optica, infrarroja, foto-acustica, de polfmero, conductividad variable, ionizacion de llama, fotoionizacion, de estado solido, oxido de metal mixto, movilidad de iones, onda acustica de superficie, y fibra optica.
18. 18. El metodo de la reivindicacion 16, en el que dicho sensor esta seleccionado de un grupo de sensores que consisten en alambrica e inalambrica.
19. 19. El metodo de la reivindicacion 16, en el que uno o mas de dichos parametros de calidad de aire se seleccionan de un grupo que consiste de contaminantes del aire, parametros de comodidad del aire y dioxido de carbono.
20. 20. El metodo de la reivindicacion 19, en el que dichos contaminantes de aire comprenden uno o mas contaminantes seleccionados de un grupo que consiste en: elementos de composicion qmmicos, biologicos, y radiologicos; partfculas que tienen un diametro entre aproximadamente 0,01 micrometros a aproximadamente 100 micrometros; monoxido de carbono; humo; aerosoles; COVTs que constan de formaldeddo, NO, NOX, SOX, SO2, sulfuro de hidrogeno, cloro, oxido nitroso, metano, hidrocarburos, amoniaco, gases refrigerantes, radon, ozono, radiacion, agentes terroristas biologicos y agentes terroristas qmmicos; gases toxicos; molde; y bacterias.
21. 21. El metodo de la reivindicacion 19, en el que dichos parametros de confort de aire comprende uno o mas parametros seleccionado de un grupo que consiste en: la temperatura; y los parametros psicrometricos que consiste en humedad, la humedad relativa, la temperatura del punto de rodo, humedad absoluta, la temperatura de bulbo humedo, y la entalpfa.
22. 22. El metodo de la reivindicacion 16, en el que una o mas de dichas senales de parametros de calidad del aire mezclada se selecciona de un grupo que consiste en: analogico, digital, y optico.
23. 23. El metodo de la reivindicacion 16, que comprende ademas las etapas de,

    proporcionar dispositivo de control de al menos un flujo de aire para controlar el volumen de flujo de aire hacia y

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    desde una o mas de dichas zonas; y

    proporcionar un controlador de flujo de aire que utiliza dicha senal de parametro de calidad de aire mezclada para controlar al menos parcialmente los volumenes de flujo de aire hacia y desde uno o mas de dichas areas, y ajustar dicho volumen de flujo de aire en una o mas de dichas zonas en base a dicha senal de parametro de calidad de aire mezclada.
24. 24. El metodo de la reivindicacion 16, en el que al menos dos de dichas areas se encuentran en dos edificios separados.
25. 25. El metodo de la reivindicacion 16, en el que uno de dichos sensores es un sensor comun y uno de dichos sensores es un sensor de ambiente local.