LV15774B - Automatizēta mikroklimata kontroles sistēma - Google Patents

Automatizēta mikroklimata kontroles sistēma Download PDF

Info

Publication number
LV15774B
LV15774B LVP-23-22A LVP2023000022A LV15774B LV 15774 B LV15774 B LV 15774B LV P2023000022 A LVP2023000022 A LV P2023000022A LV 15774 B LV15774 B LV 15774B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
air
sensor
exhaust
microcomputer
sensors
Prior art date
Application number
LVP-23-22A
Other languages
English (en)
Inventor
Jānis PEKŠA
Dmytro MAMCHUR
Original Assignee
Biznesa Augstskola Turība, Sia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biznesa Augstskola Turība, Sia filed Critical Biznesa Augstskola Turība, Sia
Priority to LVP-23-22A priority Critical patent/LV15774B/lv
Publication of LV15774A publication Critical patent/LV15774A/lv
Publication of LV15774B publication Critical patent/LV15774B/lv

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20—Humidity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/30—Velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/70—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
    • F24F2110/76—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/50—Air quality properties
    • F24F2110/80—Electric charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2120/00—Control inputs relating to users or occupants
    • F24F2120/10—Occupancy

Abstract

Izgudrojums attiecas uz iekštelpu mikroklimata kontroles sistēmām. Piedāvātā mikroklimata kontroles sistēma ietver gaisa padeves kanālu, izplūdes gaisa kanālu; gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu; vismaz vienu gaisa cauruļvadu tīklu, kas ir savienots ar gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu ar spēju pievadīt gaisu, un vienu vai vairākas telpas; turklāt gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēma ietver: pirmo produktivitātes sensoru, kas uzstādīts gaisa padeves kanālā un ir konfigurēts izvadītā gaisa daudzuma mērīšanai; otro produktivitātes sensoru, kas uzstādīts izplūdes gaisa kanālā un ir konfigurēts izvadītā gaisa daudzuma mērīšanai; izplūdes ventilatoru, kas ir konfigurēts izplūdes gaisa virzīšanai uz izplūdes gaisa kanāla izvadu; galvenā ventilatora bloku, kas ir konfigurēts gaisa virzīšanai gaisa padeves kanālā virzienā uz cauruļvada gaisa tīklu un telpām; gaisa filtrēšanas sistēmu, kas ir konfigurēta iekštelpu gaisa piesārņotāju aizvākšanai no telpām piegādātā gaisa; ģeneratora līdzekli, kas ir konfigurēts temperatūras, gaisa mitruma un svaiga gaisa padeves kontrolēšanai telpās; gaisa cirkulācijas ventilatoru, kas ir konfigurēts gaisa virzīšanai telpās; vienu vai vairākus klātbūtnes sensorus, kas ir konfigurēti personu klātbūtnes un to skaita noteikšanai telpās; kaitīgo vielu sensoru komplektu, kas ir konfigurēts vismaz CO2 līmeņa un mitruma līmeņa noteikšanai; brīdinājumu sensoru, kas ir konfigurēts izmaiņu noteikšanai savā vidē un ziņošanai par tām; vadības sistēmu, kas papildus ietver: regresijas modeļa bloku un mikrodatoru; turklāt regresijas modeļa bloks ir savienots ar klātbūtnes sensoriem, kaitīgo vielu sensoriem, brīdinājumu sensoru un mikrodatoru ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; turklāt mikrodators ir savienots ar ģeneratoru, galveno ventilatora bloku, izplūdes ventilatoru, pirmo produktivitātes sensoru un otro produktivitātes sensoru ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; regresijas modeļa bloks ir konfigurēts attiecību identificēšanai un kvantitatīvai noteikšanai starp mainīgajiem lielumiem, kas iegūti no sensoru rādījumiem, un nosūtītu tos mikrodatoram telpas mikroklimata adaptīvai kontrolei, turklāt mikrodators ir konfigurēts vadības signālu aprēķināšanai un nosūtīšanai uz ģeneratora līdzekli, galveno ventilatora bloku un izplūdes ventilatoru.

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTS
[001] Izgudrojums attiecas uz mikroklimata kontroles sistēmu, konkrētāk, uz iekštelpu mikroklimata kontroles sistēmu, kurai tiek aprēķināts komforta koeficients, kas ir atkarīgs no temperatūras, gaisa relatīvā mitruma, gaisa plūsmas ātruma un negatīvās gaisa jonu koncentrācijas.
Zināmais tehnikas līmenis
[002] Mikroklimats ir veselīgas dzīves pamatfaktors un to nosaka temperatūra, gaisa mitrums un gaisa kustības ātrums. Attiecībā uz komforta sajūtu un termoregulācijas vajadzībām šie trīs faktori zināmā mērā ir savstarpēji aizstājami [1].
[003] Ir zināma iekārta veselīga iekštelpu mikroklimata radīšanai, kas ietver gaisa ieplūdes moduli, atdzesēta vai apsildāma un mitrināta gaisa padeves moduli, gaisa temperatūras sensoru, vismaz vienu mērierīci, kas ir konfigurēta gaisa spiediena un mitruma un tajā esošo kaitīgo piemaisījumu skaita mērīšanai un ir savienota ar vadības bloku; turklāt vadības bloks ir konfigurēts gaisa plūsmas jaudas regulēšanai; vadības bloks ir arī konfigurēts signālu saņemšanai no tālvadības pults vai caur internētu. Vienā no iemiesojumiem ir arī gaisa jonizators [2],
[004] Ir zināma gaisa kondicionēšanas un sadales sistēma datu centrā ar slēgtu gaisa dzesēšanas ciklu [3]. Sistēma, kas ietver kanālu sistēmu, mitrinātāju, apvada vārstu, kontrolieri, kas kontrolē apvada vārstu, avārijas izslēgšanas sistēmu, dalītu gaisa kondicionēšanas iekārtu, kas ietver vienu no blokiem, kas sastāv no vismaz viena ventilatora, vismaz viena iztvaicētāja, vismaz viena mitruma sensora ar kontrolieri iztvaicētāja ieplūdes plūsmā, paplātes kondensāta savākšanai ar noteci avārijas kondensāta novadīšanai, kondensāta līmeņa sensora, temperatūras sensora, ir raksturīga ar to, ka mitrinātājs, kas izgatavots no volumetriska poraina tīkla ar kapilāru ūdens padeves cauruli, kas atrodas augšējā malā, atrodas uz durvju iekšējās sienas ar sūkni no iztvaicētāja teknes uz gaisa cauruļvadu sistēmas tīklu gaisa plūsmu pārvirzīšanai uz iekārtas sānu virsmām, sastāv vismaz no viena izliekta gaisa vada ar gaisa ieplūdes atverēm, kas vērstas uz mitrinātāju un izvadu, kas vērsts uz ieplūdes atveres pusi virzienā uz atdzesēto iekārtu, kur kanāls ir piestiprināts pie vertikālās vadotnes, vismaz vienas korpusa sānu sienas, virzot gaisa plūsmas ar norādītajiem temperatūras un mitruma parametriem uz iekārtu.
[005] Ir zināma iekštelpu gaisa kondicionēšanas ierīce [4]. Zināmā ierīce ietver korpusu, kurā ir izveidota gaisa izplūdes atvere; vairākas horizontālas lāpstiņas, kas spēj mainīt vertikālā vēja virziena leņķi; cilvēka noteikšanas bloku, lai konstatētu cilvēka klātbūtni vai neesamību kondicionētā gaisa telpā; turklāt vairākas horizontālās lāpstiņas ir konfigurētas tā, lai tās varētu svārstīties atšķirīgi nekā vismaz viena no atlikušajām horizontālajām lāpstiņām, un tajā pašā laikā horizontālo lāpstiņu svārstīšanos iepriekš noteiktā laikā var īslaicīgi apturēt.
[006] Zināmās ierīces ļauj kontrolēt mikroklimatu, tomēr tās nav pietiekami efektīvas.
Izgudrojuma mērķis un būtība
[007] Šī izgudrojuma mērķis ir novērst tehnikas līmeņa risinājumu trūkumus un nodrošināt efektīvu mikroklimata kontroles sistēmu, kas spēj pielāgot telpas mikroklimatu, pamatojoties uz tādiem vides faktoriem kā temperatūra, gaisa relatīvais mitrums, gaisa plūsmas ātrums un negatīvo aerojonu koncentrācija.
[008] Nospraustais mērķis tiek sasniegts, nodrošinot mikroklimata kontroles sistēmu, kas ietver: gaisa padeves kanālu, izplūdes gaisa kanālu; gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu; vismaz vienu gaisa cauruļvadu tīklu, kas ir savienots ar gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu ar spēju pievadīt gaisu, un vienu vai vairākām telpām; turklāt gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēma ietver: pirmo produktivitātes sensoru, kas uzstādīts gaisa padeves kanālā un ir konfigurēts izvadītā gaisa daudzuma mērīšanai; otro produktivitātes sensoru, kas uzstādīts izplūdes gaisa kanālā un ir konfigurēts izplūstošā gaisa daudzuma mērīšanai; izplūdes ventilatoru, kas ir konfigurēts izplūdes gaisa virzīšanai uz izplūdes gaisa kanāla izvadu; galveno ventilatora bloku, kas ir konfigurēts gaisa virzīšanai gaisa padeves kanālā virzienā uz gaisa cauruļvadu tīklu un telpām; gaisa filtrēšanas sistēmu, kas ir konfigurēta iekštelpu gaisa piesārņotāju aizvākšanai no telpām piegādātā gaisa; ģeneratora līdzekli, kas ir konfigurēts temperatūras, gaisa mitruma un svaiga gaisa padeves kontrolēšanai telpās; gaisa cirkulācijas ventilatoru, kas ir konfigurēts gaisa kustībai telpās; vienu vai vairākus personu klātbūtnes sensorus, kas ir konfigurēti personu klātbūtnes un to skaita noteikšanai telpās; kaitīgo vielu sensoru komplektu, kas ir konfigurēts vismaz CO2 līmeņa un gaisa mitruma līmeņa noteikšanai; brīdinājumu sensoru, kas ir konfigurēts izmaiņu noteikšanai savā vidē un ziņošanai par tām; vadības sistēmu, kas papildus ietver: regresijas modeļa bloku un mikrodatoru; turklāt regresijas modeļa bloks ir savienots ar personu klātbūtnes sensoriem, kaitīgo vielu sensoriem, brīdinājumu sensoru un mikrodatoru ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; turklāt mikrodators ir savienots ar ģeneratora līdzekli, galveno ventilatora bloku, izplūdes ventilatoru, pirmo un otro produktivitātes sensoru ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; turklāt regresijas modeļa bloks ir konfigurēts, lai identificētu un kvantitatīvi noteiktu attiecības starp mainīgajiem lielumiem, kas iegūti no sensoru rādījumiem, un paziņotu tos mikrodatoram telpas mikroklimata adaptīvai kontrolei, turklāt mikrodators ir konfigurēts vadības signālu aprēķināšanai un nosūtīšanai uz ģeneratora līdzekli, galveno ventilatora bloku un izplūdes ventilatoru.
[009] Atbilstoši vēlamajam iemiesojumam brīdinājumu sensors ir konfigurēts izmaiņu noteikšanai savā vidē un ziņošanai par tām, turklāt izmaiņas vidē ir izvēlētas no grupas, kas sastāv no temperatūras, gaisa mitruma, gāzes koncentrācijas un iekštelpu gaisa piesārņotāju koncentrācijas izmaiņām.
[010] Ģeneratora līdzeklis, vēlams, ka satur vienu vai vairākus dzesētājus, sildītājus, mitrinātājus, sausinātājus un/vai jonizatorus. Kaitīgo vielu sensoru komplektā papildus var būt arī viens vai vairāki Ch sensori un termokamera.
[011] Regresijas modeļa bloks ir konfigurēts, lai identificētu un kvantitatīvi noteiktu attiecības starp mainīgajiem lielumiem, kas iegūti no klātbūtnes sensoriem, kaitīgo vielu sensoriem un brīdinājumu sensora, papildus regresijas modeļa bloks ir konfigurēts, lai aprēķinātu kombinēto komforta koeficienta k atkarību no temperatūras (T), gaisa relatīvā mitruma (rh), gaisa plūsmas ātruma (v) un negatīvo aerojonu koncentrācijas (N).
īss zīmējumu apraksts
[012] 1. zīm. - parādīta mikroklimata kontroles sistēmas iemiesojuma strukturālā diagramma;
2. zīm. - attēlota vadības procesa blokshēma, kas sastāv no divām secīgām daļām, kuras parādītas zīmējumos 2.A un 2B.
[013] Mikroklimata kontroles sistēma, kas ietver: gaisa padeves kanālu, izplūdes gaisa kanālu; gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu (1); vismaz vienu gaisa cauruļvadu tīklu (10), kas savienots ar gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu (1) ar spēju pievadīt gaisu, un vienu vai vairākas telpas; turklāt gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēma (1) ietver: pirmo produktivitātes sensoru (2), kas uzstādīts gaisa padeves kanālā un ir konfigurēts izvadītā gaisa daudzuma mērīšanai; otro produktivitātes sensoru (3), kas ir uzstādīts izplūdes gaisa kanālā un ir konfigurēts izvadītā gaisa daudzuma mērīšanai; izplūdes ventilatoru (4), kas ir konfigurēts izplūdes gaisa virzīšanai virzienā uz izplūdes gaisa kanāla izvadu; galveno ventilatora bloku (8), kas ir konfigurēts gaisa virzīšanai gaisa padeves kanālā virzienā uz gaisa cauruļvadu tīklu (10) un telpām; gaisa filtrēšanas sistēmu (9), kas ir konfigurēta iekštelpu gaisa piesārņotāju aizvākšanai no telpām piegādātā gaisa; ģeneratora līdzekli (11), kas ir konfigurēts temperatūras, gaisa mitruma un svaiga gaisa padeves kontrolei telpās; gaisa cirkulācijas ventilatoru (14), kas ir konfigurēts gaisa kustībai telpās; vienu vai vairākus klātbūtnes sensorus (15), kas ir konfigurēti personu klātbūtnes un skaita noteikšanai telpās; kaitīgo vielu sensoru komplektu (16), kas ir konfigurēts vismaz CO2 līmeņa un gaisa mitruma līmeņa noteikšanai; brīdinājumu sensoru (17), kas ir konfigurēts izmaiņu savā vidē noteikšanai un ziņošanai par tām; vadības sistēmu (12), kas papildus ietver: regresijas modeļa bloku (18) un mikrodatoru (19); turklāt regresijas modeļa bloks (18) ir savienots ar klātbūtnes sensoriem (15), kaitīgo vielu sensoriem (16), brīdinājumu sensoru (17) un mikrodatoru (19) ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; mikrodators (19) ir savienots ar ģeneratora līdzekli (11), galveno ventilatora bloku (8), izplūdes ventilatoru (4), pirmo produktivitātes sensoru (2) un otro produktivitātes sensoru (3) ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; regresijas modeļa bloks (18) ir konfigurēts, lai identificētu un kvantitatīvi noteiktu attiecības starp mainīgajiem lielumiem, kas iegūti no sensoru rādījumiem, un paziņotu tos mikrodatoram (19) telpas mikroklimata adaptīvai kontrolei, turklāt mikrodators (19) ir konfigurēts vadības signālu aprēķināšanai un nosūtīšanai uz ģeneratora līdzekli (11), galveno ventilatora bloku (8) un izplūdes ventilatoru (4).
[014] Brīdinājumu sensors (17) ir konfigurēts izmaiņu noteikšanai savā vidē un ziņošanai par tām, turklāt izmaiņas vidē ir izvēlētas no grupas, kas sastāv no temperatūras, gaisa mitruma, gāzes koncentrācijas un iekštelpu gaisa piesārņotāju koncentrācijas izmaiņām. Kaitīgo vielu sensoru komplekts (16) papildus ietver vienu vai vairākus O2 sensorus un termokameru.
[015] Regresijas modeļa bloks (18) ir konfigurēts, lai identificētu un kvantitatīvi noteiktu saistību starp mainīgajiem lielumiem, kas iegūti no klātbūtnes sensoriem (15), kaitīgo vielu sensoriem (16) un brīdinājumu sensora (17), un kombinētā komforta faktoru k atkarībā no temperatūras (T), gaisa relatīvā mitruma (rh), gaisa plūsmas ātruma (v) un negatīvās aerojonu koncentrācijas (N): k=f(T, rh, v, N), aprēķina pēc formulas I:k = a + b- T + crh + d- v + e- N+ f-T2+g-T-rh + h- T- v + i- T- N+j- rh2 + l-rh-v + mrh-N + m-v2+p-v-N + q-N2 (I) kur a, b, c, d, e,f g, h, i,j, l, m, n,punq ir regresijas modeļa faktori. Regresijas vienādojumā iekļautie faktori ir parādīti 1. tabulā.
[016] Mikroklimata kontroles sistēmas parauga strukturālā shēma ar divām telpām parādīta 1. zīmējumā. Sistēmā izmantoti šādi elementi: PKR1, PKR2 - telpas ar paaugstinātu komforta regulēšanu; B - kopne; gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēma (1); produktivitātes sensors (2) (gaisa daudzums) padeves kanālā; produktivitātes sensors (3) (gaisa daudzums) izplūdes kanālā; izplūdes ventilators (4); kontrolēta izplūdes ventilatora elektriskā piedziņa (5); frekvences pārveidotājs (6); galvenā ventilatora bloka kontrolēta elektriskā piedziņa (7); galvenais ventilatora bloks (8); gaisa filtrēšanas sistēma (9); gaisa cauruļvadu tīkls (10); ģeneratori (11), ko izmanto, lai radītu komfortablus apstākļus (kas ietver dzesētājus un sildītājus, mitrinātājus un sausinātājus un jonizatorus); vadības sistēma (12); kontrolēta cirkulācijas ventilatora elektriskā piedziņa (13); gaisa cirkulācijas ventilators (14); klātbūtnes sensori (15), kas tiek izmantoti arī cilvēku skaita noteikšanai telpā; kaitīgo vielu sensori (16), tostarp CO2, jonomēru, O2 sensori un termokamera; brīdinājumu sensors (17); regresijas modeļu bloks (18), mikrodators (19).
[017] Šis modelis attiecas uz mikroklimata kontroles un pārvaldības paņēmienu telpās, un tā mērķis ir nodrošināt ērtu un drošu gaisa telpu, uzturot tādus parametrus kā temperatūra, gaisa relatīvais mitrums, gaisa tīrība, gāzes sastāvs u.c.
[018] Piedāvātā modeļa būtība ir uzdevums pilnveidot mikroklimata kontroles sistēmu, kur, pateicoties regresijas modeļa bloka ieviešanai, ir iespējams ātri un atbilstoši sanitārajiem un higiēnas standartiem reaģēt uz izmaiņām gaisa vidē un nodrošināt dažādu faktoru, piemēram, temperatūras, gaisa relatīvā mitruma, skābekļa satura, oglekļa dioksīda gāzes, gaisa plūsmas u.c. kontroli, lai iegūtu optimālu komforta zonu.
[019] Sistēma darbojas šādi. Ārējais gaiss no gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmas (1) plūst uz galveno ventilatora bloku (8), kas nodrošina gaisa plūsmu, pēc tam uz gaisa filtrēšanas sistēmu (9), kur gaiss tiek attīrīts no putekļiem. Tad gaiss pa cauruļvadu tīklu (10) nonāk secīgi katrā no telpām ar paaugstinātu komforta regulēšanu (PKR). Uz cirkulācijas ventilatora vadāmās elektriskās piedziņas (13) tiek pievadīts vadības signāls, saskaņā ar kuru gaisa cirkulācijas ventilators (14) sāk savu darbību noteiktā rotācijas ātrumā, ko nosaka vadības algoritms, nodrošinot nepieciešamo gaisa plūsmu. Pēc nepieciešamā gaisa daudzuma sasniegšanas PKR, kas atbilst telpas tilpumam, tiek nosūtīts signāls vadības sistēmai (12), kas, vadot sazarotā gaisa tīkla regulēšanas līdzekļu piedziņu, to iestātā atbilstošā pozīcijā (aizvērtā stāvoklī).
[020] Signāli, kas nosaka cilvēku skaitu telpā, gaisa temperatūru un gaisa mitrumu telpu iekšpusē, kā arī āra temperatūru, jonu skaitu uz gaisa tilpuma vienību (jonomēru) un objektu termisko starojumu, tiek saņemti, attiecīgi, no klātbūtnes sensora (15) un kaitīgo vielu sensoru (16) izejas uz regresijas modeļa bloka (18) ieejas atveri. Arī gaisa ātrums tiek aprēķināts, pamatojoties uz starpību starp produktivitātes sensoru vērtībām ieplūdes un izplūdes gaisa kanālos. Pamatojoties uz šiem datiem, mikrodatorā (19) tiek aprēķināta komforta koeficienta k pašreizējā vērtība. Gadījumā, ja pašreizējā komforta faktora vērtība atšķiras no optimālās, kas aprēķināta, pamatojoties uz regresijas modeli, ņemot vērā vēlamos iestatījumus, vadības algoritms analizē iespēju pielāgot regresijas modeļa parametrus, ņemot vērā izpildmehānismu iespējas regulēt temperatūru, gaisa mitrumu, gaisa plūsmas ātrumu un jonu skaitu tilpuma vienībā, un katrai telpai atsevišķi aprēķina vadības signālus ģeneratora līdzeklim (11).
[021] Pamatblokshēma, kas attēlo vadības procesu, ir parādīta 2. zīmējumā.
Izgudrojuma īstenošanas piemēri
[022] Piemērs vienai istabai. Ja gaisa temperatūra telpā pārsniedz regresijas modeļa blokā (18) noteikto sliekšņa vērtību, tad gada aukstajā periodā galvenā ventilatora bloka (8) produktivitāte un cirkulācijas ventilatora griešanās ātrums (14) palielinās, līdz parametrs izlīdzinās; gada siltajā periodā ģeneratora līdzeklī (11) tiek ieslēgts kanāla dzesētājs (gaisa kondicionieris), lai radītu komfortablus mikroklimata apstākļus, un cirkulācijas ventilatora (14) griešanās ātrums palielinās, savukārt galvenā ventilatora veiktspēja vienība (8) nemainās. Ja gaisa temperatūra telpā ir noslīdējusi zem regresijas modeļa blokā (18) iestatītās sliekšņa vērtības, tad gada aukstajā periodā ģeneratora līdzeklī (11) tiek ieslēgts kanālu sildītājs, lai radītu komfortablus apstākļus, gaisa cirkulācijas ventilatora (14) griešanās ātrums tiek samazināts, bet galvenā ventilatora bloka (8) darbība nemainās. Regresijas vienādojumu, kombinētā komforta faktora k atkarību no temperatūras (T), relatīvā mitruma (rh), gaisa plūsmas ātruma (v) un negatīvo aerojonu koncentrācijas (N): k=f(T, rh, v, N), kas ir daļa no regresijas modeļa bloka (18), var izteikt šādi:
k = a + b- T + c-rh + d- v + e- N + f-T2+g-T-rh. + h- T-v+ +i T N + j rh2 + l-rh-v + m-rh-N + m-v2+p-v-N + q-N2 kur a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, l, m, n, p, and q ir regresijas modeļa faktori. Regresijas vienādojumā iekļautie faktori ir parādīti 1. tabulā.
1. tabula
Regresijas vienādojuma faktori
Regresijas modeļa faktors minimāla vērtība maksimāla vērtība
a -3,910826 -4,545014
b 0,320509725 0,372484275
c 0,03088538 0,03589382
d -0,4254038 -0,4943882
e 0,000279524 0,000324852
f -0,007063966 -0,008209474
g 0,000491406 0,000571094
h 0,039023438 0,045351563
i -8,671875-10-7 -10,078125-10-7
j -0,000195638 -0,000227363
1 -0,00023125 -0,00026875
m 3,2375-10’7 3,7625-10'7
n -1,47421875 -1,71328125
P 1,15625-10'5 1,34375-10-5
q -3,121875-10'8 -3,628125-10’8
[023] Pieplūdes gaisa temperatūra tiek regulēta, ņemot vērā āra gaisa temperatūras rādījumu, kas tiek saņemts no temperatūras sensora ieplūdes kanālā. Vienādojuma apstrāde ļauj iegūt optimālos parametrus (sk. 2. tabulu) kombinētā komforta koeficienta nepieciešamās vērtības iegūšanai.
2. tabula
Regresijas vienādojuma faktoru optimālās vērtības
k T, °C rh, %
1 20-21 40-60
0.9 19-22 40-60
0.8 18-23 40-70
0.7 17-24 30-80
0.6 17-25 20-80
0.5 16-26 20-90
[024] Pēc vajadzīgā gaisa daudzuma paņemšanas gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmā (1) sajaukšanas vārsti tiek pārslēgti uz recirkulācijas režīmu, un tiek ieslēgts izplūdes ventilators (4).
Ja kāda iemesla dēļ gaisa mitruma vērtība pārsniedz regresijas modeļa blokā (18) iestatīto slieksni, tiek ieslēgts ģeneratora līdzeklī (11) ietvertais sausinātāja kanāls komfortablu apstākļu radīšanai. Ja mitrums ir nokrities zem iestatītās vērtības, tiek ieslēgts ģeneratora līdzeklī (11) ietvertais gaisa mitrinātājs. Regulējot gaisa mitrumu, palielinās galvenā ventilatora bloka (8) un izplūdes ventilatora (4) veiktspēja, lai ātri izlīdzinātu parametru.
[025] Ja CO2 koncentrācija gaisā pārsniedz noteikto normu, kaitīgo vielu sensoros (16) tiek aktivizēts CO2 sensors, un atbilstoši tā signālam regresijas modeļa bloks (18) rada kontroles signālu CO2 aizvadīšanas sistēmai (vai CO2H2 krāsnij), kas ir daļa no ģeneratora līdzekļa (11).
[026] Jonomērs, kas ir daļa no kaitīgo vielu sensoriem (16), analizē negatīvo jonu skaitu tilpuma vienībā. Ja negatīvo jonu skaits ir mazāks par lietotāja iestatīto vērtību, regresijas modeļa bloks (18) nosūta signālu jonizatoram, kas ir daļa no ģeneratora līdzekļa (11), lai palielinātu spriegumu uz elektrodiem, kā rezultātā uz tiem negatīvo jonu skaits tilpuma vienībā palielinās.
[027] Ja O2 koncentrācija gaisā samazinās, kaitīgo vielu sensoros (16) iekļautais O2 sensors nosūta signālu uz regresijas modeļa bloku (18), ar šo signālu un ārkārtīgi zemās O2 koncentrācijas vērtību, ko lietotājs iestatījis, regresijas modeļa bloks (18) rada vadības signālu skābekļa ģeneratoram (skābekļa instalācijai), kas iekļauts ģeneratora līdzeklī (11) un vadības sistēmā (12) parametru izlīdzināšanai.
[028] Objektu termiskā starojuma izmaiņu gadījumā, kas var būt paaugstinātas aktivitātes vai emocionāla stresa sekas, kaitīgo vielu sensoros (16) iekļautā termokamera to nosaka, un regresijas modeļa bloks (18), izmantojot iebūvēto kontroles un vadības programmatūru, aprēķina telpās papildus piegādājamo gaisa daudzumu. Sajaukšanas vārsts atveras līdz noteiktai iestatītājai vērtībai, nodrošinot svaiga gaisa pieplūdi un sajaucot to ar recirkulācijas gaisu. Pareiza gaisa plūsmas kustība tiek nodrošināta ar nedaudz augstāku galvenā ventilatora bloka (8) veiktspēju, nekā tā ir izplūdes ventilatoram (4).
[029] Ja atkārtoti mainās kāds no parametriem, piemēram, cilvēku skaits kontrolējamajā zonā vai termiskais starojums no objektiem paaugstinātas aktivitātes, temperatūras vai gaisa mitruma dēļ, sistēma, pamatojoties uz programmatūru un ņemot vērā regresijas modeļa bloku (18), nosaka nepieciešamo gaisa daudzumu un veic noteiktas darbības, lai parametrus izlīdzinātu.
[030] Pievadītā un no telpas izvadītā gaisa daudzumu mēra ar pirmo produktivitātes sensoru (2) un otro produktivitātes sensoru (3), attiecīgi, ieplūdes un izplūdes kanālos. Šie sensori nolasa caur kanālu plūstošā gaisa plūsmas daudzumu. Tos izmanto, lai analizētu ārējā gaisa plūsmas daudzumu padeves kanālā un izplūdes gaisa daudzumu, kas plūst no sistēmas izplūdes kanālā. Atkarībā no mikroklimata parametriem (temperatūras, gaisa mitruma, CO2 un O2 līmeņiem, objekta termiskais starojuma, telpā esošo objektu skaita u.c.) sistēma regulē gaisa plūsmas kustību telpā. Būtībā, lai telpā nodrošinātu pareizu gaisa plūsmu, sistēmai ir jānodrošina nedaudz augstāka galvenā ventilatora bloka (8) veiktspēja, kas ir virs izplūdes ventilatora (4) veiktspējas.
[031] Avārijas gadījumos, piemēram, ja ir paaugstināts dūmu saturs, tiek aktivizēti brīdinājuma sensori (17), un, pamatojoties uz to datiem, vadības sistēma (12) rada signālu, saskaņā ar kuru gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmā (1) maisīšanas vārsti tiek iestatīti pilnībā atvērtā stāvoklī, galvenā ventilatora bloka (8) motors tiek pagriezts virzienā, kurā ir notikusi avārija, ieņem pilnībā atvērtu stāvokli, bet vārsti citās telpās tiek aizvērti, gaisa cirkulācijas ventilators (14) apstājas, komfortablu apstākļu radīšanai izmantotā ģeneratora līdzekļa (11) darbība, ja tā ir bijusi aktivizēta, apstājas. Tādējādi galvenais ventilatora bloks (8) kopā ar izplūdes ventilatoru (4) nodrošina sadegšanas produktu un piesārņotā gaisa paātrinātu izvadīšanu, sakarā ar ko avārijas situācija tiek ātri novērsta (tā saucamais dūmu aizvākšanas paņēmiens).
[032] Pateicoties vadības sistēmā (12) iekļautajam mikrodatoram (19), sistēmu iespējams vadīt caur globālo tīklu vai GSM profilu. Šī opcija ir ļoti ērta, jo ļauj attālināti mainīt parametrus vai sliekšņa vērtības, vadības režīmus (gada siltajā vai aukstajā periodā), iestatīt vadības scenāriju vai pārbaudīt iekārtas stāvokli un saņemt atskaiti.
[033] Tehnisko rezultātu nodrošina vides parametru sensoru datu apstrāde (vismaz temperatūras un gaisa mitruma sensoru, termokameras, gaisa plūsmas produktivitātes sensoru, CO2 un O2 sensoru, jonomēra), automatizētā vadības iekārta - mikrodators (19), atkarībā no komforta faktora vērtība, kas aprēķināta, pamatojoties uz vides parametru pašreizējām vērtībām, vadības signāli iedarbināšanas ierīcēm (vismaz apkures/dzesēšanas ierīcei, mitrinātājam/sausinātājam, skābekļa ģeneratoram, galvenā gaisa plūsmas ventilatora un izplūdes gaisa ventilatora ātrumiem) tiek aprēķināti un nosūtīti uz atbilstošajiem ģeneratoriem. Šādas sistēmas var izmantot produktivitātes paaugstināšanai biroja telpās, nodrošinot ērtu darba telpas vidi, kā arī veselīgas vides nodrošināšanai industriālajās telpās.
Informācijas avoti
1. Kostarev et al. Microclimate Control System Development, 2018 https://iopscience.iop.Org/article/10.1088/1757-899X/450/6/062013.
2. WO2021010929Al.
3. RU2433447C1.
4. W02011099608A1.

Claims (5)

1. Mikroklimata kontroles sistēma, kas ietver: gaisa padeves kanālu, izplūdes gaisa kanālu; gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu (1); vismaz vienu gaisa cauruļvadu tīklu (10), kas ir savienots ar gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēmu (1) ar spēju pievadīt gaisu, un vienu vai vairākas telpas; turklāt gaisa sagatavošanas un recirkulācijas sistēma (1) ietver: pirmo produktivitātes sensoru (2), kas uzstādīts gaisa padeves kanālā un ir konfigurēts izvadītā gaisa daudzuma mērīšanai; otro produktivitātes sensoru (3), kas ir uzstādīts izplūdes gaisa kanālā un ir konfigurēts izvadītā gaisa daudzuma mērīšanai; izplūdes ventilatoru (4), kas ir konfigurēts izplūdes gaisa virzīšanai virzienā uz izplūdes gaisa kanāla izvadu; galveno ventilatora bloku (8), kas ir konfigurēts gaisa virzīšanai gaisa padeves kanālā virzienā uz cauruļvada gaisa tīklu (10) un telpām; gaisa filtrēšanas sistēmu (9), kas ir konfigurēta iekštelpu gaisa piesārņotāju aizvākšanai no telpām piegādātā gaisa; ģeneratoru (11), kas ir konfigurēts temperatūras, gaisa mitruma un svaiga gaisa padeves kontrolēšanai telpās; gaisa cirkulācijas ventilatoru (14), kas ir konfigurēts gaisa kustībai telpās; vienu vai vairākus klātbūtnes sensorus (15), kas ir konfigurēti personu klātbūtnes un to skaita noteikšanai telpās; kaitīgo vielu sensoru komplektu (16), kas ir konfigurēts vismaz CCh līmeņa un gaisa mitruma līmeņa noteikšanai; brīdinājumu sensoru (17), kas ir konfigurēts izmaiņu noteikšanai savā vidē un ziņošanai par tām; vadības sistēmu (12), kas papildus ietver: regresijas modeļa bloku (18) un mikrodatoru (19); turklāt regresijas modeļa bloks (18) ir savienots ar klātbūtnes sensoriem (15), kaitīgo vielu sensoriem (16), brīdinājumu sensoru (17) un mikrodatoru (19) ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; turklāt mikrodators (19) ir savienots ar ģeneratoru (11), galveno ventilatora bloku (8), izplūdes ventilatoru (4), pirmo produktivitātes sensoru (2) un otro produktivitātes sensoru (3) ar iespēju komunicēt un apmainīties ar signāliem vai datiem; turklāt regresijas modeļa bloks (18) ir konfigurēts, lai identificētu un kvantitatīvi noteiktu attiecības starp mainīgajiem lielumiem, kas iegūti no sensoru rādījumiem, un paziņotu tos mikrodatoram (19) telpas mikroklimata adaptīvai kontrolei, turklāt mikrodators (19) ir konfigurēts vadības signālu aprēķināšanai un nosūtīšanai uz ģeneratora līdzekli (11), galveno ventilatora bloku (8) un izplūdes ventilatoru (4).
2. Mikroklimata kontroles sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas raksturīga ar to, ka brīdinājumu sensors (17) ir konfigurēts izmaiņu savā vidē noteikšanai un ziņošanai par tām, turklāt izmaiņas vidē ir izvēlētas no grupas, kas sastāv no temperatūras, gaisa mitruma, gāzes koncentrācijas un iekštelpu gaisa piesārņotāju koncentrācijas izmaiņām.
3. Mikroklimata kontroles sistēma saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kas raksturīga ar to, ka ģeneratora līdzeklis (11) ietver vienu vai vairākus dzesētājus, sildītājus, mitrinātājus, sausinātājus un/vai jonizatorus.
4. Mikroklimata kontroles sistēma saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kas raksturīga ar to, ka kaitīgo vielu sensoru komplekts (16) papildus satur vienu vai vairākus O2 sensorus un termokameru.
5. Mikroklimata kontroles sistēma saskaņā ar jebkuru no iepriekšējām pretenzijām, kas raksturīga ar to, ka regresijas modeļa bloks (18) ir konfigurēts, lai identificētu un kvantitatīvi noteiktu attiecības starp mainīgajiem lielumiem, kas iegūti no klātbūtnes sensoriem (15), kaitīgo vielu sensoriem (16) un brīdinājuma sensora (17), un kombinētā komforta faktora k atkarību no temperatūras (7), gaisa relatīvā mitruma (rh), gaisa plūsmas ātruma (v) un negatīvās aerojonu koncentrācijas (N): k=f(T, rh, v, N) aprēķina pēc formulas I:
k = a + b- T + c-rh + d- v + e- N + f-T2 + g- T-rh + h- T-v+ +i T N + j rh2 + l rh · v + m rh · N + m v2 + p · v · N + q · N2 (ΐ) kur a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, 1, m, n, p un q ir regresijas modeļa faktori, kas ir atlasīti šādos diapazonos:
Regresijas modeļa faktors minimālā vērtība maksimāla vērtība a -3,910826 .4,545014 b 0,320509725 0,372484275 c 0,03088538 0,03589382 d -0,4254038 -0,4943882 e 0,000279524 0,000324852 f -0,007063966 -0,008209474 g 0,000491406 0,000571094 h 0,039023438 0,045351563 i -8,671875-10'7 -10,078125-10-7 j -0,000195638 -0,000227363
1 -0,00023125 -0,00026875 m 3,2375-10'7 3,7625-10'7 n -1,47421875 -1,71328125
P 1,15625-10-5 1,34375-10-5 q -3,121875 10-8 -3,628125-10-8
LVP-23-22A 2023-03-07 2023-03-07 Automatizēta mikroklimata kontroles sistēma LV15774B (lv)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-23-22A LV15774B (lv) 2023-03-07 2023-03-07 Automatizēta mikroklimata kontroles sistēma

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-23-22A LV15774B (lv) 2023-03-07 2023-03-07 Automatizēta mikroklimata kontroles sistēma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV15774A LV15774A (lv) 2023-09-20
LV15774B true LV15774B (lv) 2023-11-20

Family

ID=85795390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-23-22A LV15774B (lv) 2023-03-07 2023-03-07 Automatizēta mikroklimata kontroles sistēma

Country Status (1)

Country Link
LV (1) LV15774B (lv)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5292280A (en) * 1992-02-14 1994-03-08 Johnson Service Co. Method and apparatus for controlling ventilation rates and indoor air quality in an HVAC system
US9109981B2 (en) * 2013-03-15 2015-08-18 Aircuity, Inc. Methods and apparatus for indoor air contaminant monitoring
KR101717836B1 (ko) * 2015-03-04 2017-03-17 서울과학기술대학교 산학협력단 온도변화율 정보를 활용한 자동제어시스템
US11224673B1 (en) * 2016-08-15 2022-01-18 Synergy Med Global Design Solutions, Llc Operating room intelligent platform and sterilization system
WO2021011464A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-21 Johnson Controls Technology Company Heat mapping, air quality control, and disinfection system
US11747037B2 (en) * 2020-10-09 2023-09-05 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Building system with an in-zone plume control system

Also Published As

Publication number Publication date
LV15774A (lv) 2023-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11187429B2 (en) Integrated heat and energy recovery ventilator system
US10184684B2 (en) Heat recovery and demand ventilation system
US6916239B2 (en) Air quality control system based on occupancy
JP4165496B2 (ja) 空調システム
US20120064818A1 (en) Heat recovery and demand ventilationsystem
US7891573B2 (en) Methods and apparatuses for controlling air to a building
US20120052791A1 (en) Heat recovery and demand ventiliation system
JP2021517233A (ja) スマート換気システム
WO2017002245A1 (ja) 空調システム制御装置及び空調システム
JP6253459B2 (ja) 空調用換気装置
CN208012003U (zh) 一种通过无线信号改变风量的风量控制系统
CN113803864A (zh) 一种建筑用空调新风供给系统
JP5554431B2 (ja) 空調機能付外調機
KR20180014122A (ko) 환기장치
KR102089060B1 (ko) 항온항습기
JP2014173826A (ja) 全熱交換型の換気装置
KR20030063856A (ko) 환기장치 및 이를 이용한 자동 환기방법
CN107687694B (zh) 一种具有净化、除湿、室内压力调节功能的通风器
KR100556066B1 (ko) 수요 대응 제어형 공조 시스템
KR102173029B1 (ko) 미세먼지 제거 및 산소발생 기능을 갖는 공기조화기
LV15774B (lv) Automatizēta mikroklimata kontroles sistēma
JP2011007354A (ja) 換気装置
KR102265507B1 (ko) 헤파 필터 사용 절감 및 에너지 절감이 가능한 이중 댐퍼 구조의 공기 순환 제어 시스템
KR100585238B1 (ko) 수요 대응 능동환기를 통한 ｉａｑ 제어 시스템
JP2692257B2 (ja) 空気調和機