NL1044284B1 - Werkwijze voor het analyseren en interpreteren van binnenklimaat sensorinput en de keuze bepaling tussen verschillende aansturingsacties voor gekoppelde binnenklimaat beïnvloedende installaties. - Google Patents

Abstract

Binnenklimaat heeft meerdere parameters. Deze parameters hangen allemaal samen en bepalen gezamenlijk onze comfortbeleving en de kwaliteit van het binnenklimaat in een ruimte. Luchtverversing is een manier om het binnenklimaat te beïnvloeden. Bij luchtverversing wordt onderscheid gemaakt tussen ventileren en spuien. Spuien wordt nu vooral gedaan om initiatief van gebruikers. Om spuien niet langer afhankelijk te laten zijn van gebruikers en zowel ventileren als spuien beide vraag gestuurd te laten fungeren is een universele aansturingsmodule bedacht die zowel aangesloten kan worden op een spuivoorziening als op een ventilatiesysteem. De universele aansturing is uniek in de werkwijze waarop ze meerdere parameters analyseert en per unieke situatie tot een passende actie komt voor de aansturing van de aangesloten installaties. 1044284

Description

Werkwijze voor het analyseren en interpreteren van binnenklimaat sensorinput en de keuze bepaling tuszen verschilende aansturingsacties voor gekoppelde binnenklimaat beïnvloedende installaties.

VAKGEBIED VAN DE UITVINDING

De uitvinding heeft betrekking op de werking van aansturingsmodules voor binnenklimaat beïnvlosdende instaliaties.

ACHTERGROND INFORMATIE

Binnenklimaat heeft meerdere parameters, Denk aan Temperatuur, vochtigheid, luchtdruk, luchtstroming, de noeveelheld zuurstof sn de aanwezigheid van {spoorjgassen, fijnstof of andere vervuilingen. Deze paramsters hangen allemaal samen en verschillen per : situatie. Gezamenlijk bepalen deze parameters onze comfortbeleving en de kwaliteit van het binnenklimaat in een ruimie.

Naast verwarmen en koelen is luchtverversing een manier om het binnenklimaat te beïnvloeden. Bij luchtverversing wordt onderscheid gemaakt tussen ventileren en spuien.

Ventileren gaat uit van een continue luchtverversing afgestemd op de capaciteit en het gebruik van een ruimte daarbij de maximaal toegestane luchtstroomsnelheden in acht nemend.

Met als noofddoel voldoende zuurstof In een ruimte aanwezig laten zijn. Er kan geventileerd worden met ventilatieroosters, kleine opening in de gevel, ramen op een kierstand of mechanische ventilators (al dan niet verwerkt in een luchtbehandelingsinstallatie).

Bij spuien wordt voor een korts tijd veel lucht van binnen uitgewisseld met buiten, door pen tijdelijke grote opening in de schij van de ruimte, Met als hoofddoel nare geurtjes, vervuilingen of vocht naar buiten te werken, Er kan gespuid worden door deuren en ramen tegenover elkaar te openen,

Helaas is spuien minder bekend en onvoldoende terug te vinden in onze bouwtechnieken, In de praktijk wordt bij de situaties waarn spuien aanbevolen wordt vaak overgegaan tot extra ventilatie. Los van de onnodige energieverliezen die hiermee gemoeid gaan heeft het vooral impact op de kwaliteit van het binnenklimaat, Vervuilingen blijven langer hinnen dan nodig en bij koud weer wordt door de uitwisseling van warme. binnen lucht met buiten, de lucht binnen uitgedroogd tot een niveau dat onze slijmvliezen niet langer actief weerstand kunnen bieden tegen potentiële bedreigingen. Met de aandacht voor lucht overdraagbare virussen krijgt spuien west meer bekendheid maar wordt ventilatie en spuien helaas onterecht door elkaar genoemd sn nist correct uitgevoerd.

STAND DER TECHNIEK

Er zijn een tal aan apparaten ontwikkelt die één of meerdere binnenklimaat parameters kunnen meten, De gemeten waardes worden gevisualiseerd enfof geïmterpretserd tot acties op basis waarvan ventilatiesystemen die verantwoordelijk zijn voor luchtverversing worden aangestuurd. Er zijn geen geautomatiseerde spuivoorzieningen bekend waardoor hier sen menselijke factor noodzakelijk en beslissend is voor de effectiviteit.

Ventiiaiiesystemen worden steeds vaker CO2-gestuurd uitgevoerd. Deze systemen houden geen rekening met andere belangrijke luchtkwalfteiisparameters zoals temperatuur, dampspanning en andere vervuilingen, De werking van zulke aansturingen is te omschrijven als; één op één, Als een COZ meter namelijk sen hogere concentratie CO2-meet stuurt de aansturing (al dan nist vertraagd) één op één een opschalingsignaal naar het ventilatiesystoem welke varvolgens harder begint le ventileren. In deze werkwijze zit geen bredere analyse van het comfort of de kwaliteit van het binnenklimaat.

Op basis van de hierboven genoemde aansturingstechnieken kan er ook geen gefundserde sptiaciie worden bepaald, mocht de aan te sturen instaliatie hier sen functis/stand voor hebben, In de praktijk kan er sen concentratie van sen ander gas dan CO2 of de gekozen indicator aanwezig zijn dat schadelijk is of tot hinder lijd waardoor eerder, meer of fuchtuitwisseling met een hogere luchtsnelheid wenselijk is. Ook vanuit milieu oogpunt kan het minder energie verbruiken om de aansturing van zowel een ventilatie als spuivoorziening beter aante jalen sluiten op de praktijksiiuate en beide functies alleen te gebruiken waarvoor deze bedoeld zijn. Een goed onderscheid hieriussen maken is onmogelijk als enkel én of twee varvuilingsindicators gemeten worden gecombineerd met de òsn op aen werkwijze die geen rekening houd met de samenhang tussen de binnenklimaatparameters.

Ook vanuit gezondheidscogpunt kan bij sen klassieke installatie aansturing de toegevoerde buisniucht veel afwijken van het klimaat binnen, Er wordt bij onafgebroken uitwisssien van lucht wel voldoende CO2 afgevoerd maar de qua kwaliteit en comfort van de lucht binnen zakt dan ver onder acceptabele/ARBO nomen, Resulterend in de nodige directe en indirecte gezondheidsrisico's,

DE VINDING

Om spuien niet langer afhankelijk te [aten zijn van gebruikers en zowel ventileren als spuien beide vraag gestuurd te laten fungeren is Alrose™ sen universels aansturingsmodule bedacht die zowel aangesloten kan worden op een spuivoorziening als op een ventilatiesysteem. Maar ook op andere binnenklimaat beïnvloedende installaties.

Uniek aan deze vinding is de werkwijze 000 waarop de aansturing de verkregen sensorinput verwerkt 001 en analyseert 002-005 en interpreteert tot passende acties 008-012 voor de aangesloten installaties. De analyse houd rekening met het huidige binnenklimaat maar ook het te verwachten binnenklimaat in de toekomst, De sansturingsunit bevat hiermee logica om zowel een ventilatie 007 als spuivoorziening 012 te bedienen als ook andere kiimaat interventies 008-011. (de vinding betreft niet de hardware samenstslijng van sen aansturing device of de werkwijze om met behulp van meerdere sensors een nauwkeurigere meetwaarde ie bepalen)

Omdat de afweging om te ventileren of om te spuien afhangt van meer dan één indicator kan een gedegen afweging alleen gerealiseerd worden middels een analyse van meerdere parameters. Dit geldt ook voor afwegingen om de luchtvochtigheid te beïnvloeden of om in een ruimte te koelen/verwarmen, De aansturing neemt daarom minimaal de parameters

Temperatuur 100 en Luchtvochtigheid 200 in beschouwing, naast de parameters Viuchtig organische stoffen 300 en/of Koolstofdioxide 400 en/of Fijnstof 500. De aansturing past enkel de logariimes tos van ds aangesloten sensors.

De binnenklimaat parameters 100, 200, 300, 400, 500 worden cyclisch gemeten. Een meetcyclus voorafgaand aan een event (een event is bijvoorbeeld, spuien 012 of ventilatiestand veranderen 007), en een volgende cyclus opnieuw na de uitvoering van zo'n event. Zo kan het effect van een event worden bepaald en gekomen worden tot een passend vervolg-event.

Als de parameters 100, 200, 300, 400, 500 gemeten kunnen worden is een werkwijze nodig om na een goede analyse tof sen goede installatiesansturing/event te komen, De hiervoor bedachte werkwijze 000 gaat uit van sen situatie waarin de parameters voor de buitenlucht onbekend zijn en niet afzonderlijk van het binnen klimaat gemeten kunnen worden.

De interpretatie van de gezamenlijke parameters maakt de vinding uniek, in plaats van dat er alleen geacteerd wordt op een grenswaarde of sen enkele indicator wordt bij elks meetcyclus een afweging gemaakt ten opzichten van de onderlinge parameters en de op dat moment bekende effecten van aangesloten installaties. Op basis van de verschillende effecten kan de aansturing na enkele meelcyclussen de parameters van de buitenlucht afleiden en tot een steeds nauwkeurigere aansturing komen.

De werkwijze kan als onderdeel van sen algoritme standalone op een enkels microchip werken. Dit in tegenstelling tot centrale gebouwbeheersystemen waarin berekeningen en aansturingen plaats vinden op een centrale cloudserver of computer.

De aansturing is hiermee erg geschikt om ruimtes decentraal te (najregelen zonder dat hier de nodige kabels, leidingen en werkzaamheden voor nodig zijn.

Door de analyse van meerdere parameters gelijktijdig en het adaptieve karakter van de aansturing kunnen er meerdere agnsturingen in één ruimte worden toegepast, al dan niet gekoppeld aan verschillende installaties zonder dat deze elkaar belemmeren,

BEKNOPTE OMSCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

De werkwijze 000 zal hieronder nader worden uiteengezet aan de hand van een in de figuren weergeven processtappen en fonmules.

Fig. 1 De werkwijze 000 waarin sensorsmetingen van de verschillende parameters 100, 200, 5 300, 400 en 500 worden verwerkt 001 en geanalyseerd 002-005 om tot de uiteindelijke ingang zetting van een event, zoals spuien 008 of ventileren 007 te komen.

Fig. 2 De formules om per parameter de gecorrigeerde meetwaardes, ook wel indicatiewaardes genoemd, te vergelijken met de onder en bovengrenzen.

Fig. 3 De formules om de gecorrigeerde mestwaardes van voorgaande meetcyclus te vergelijken met de gecorrigeerde metingen van de huidige meetsyclus om zo een delfawaarde ie bepalen.

Fig. 4 De formule om met behulp van de deltawaards een voorspelling te doen van het toekomstige binnenklimaat en te analyseren of het toekomstige binnenklimaat ook binnen de gestelde onder sn bovengrenzen blijven.

Fig. 5 De formules om te bepalen of een ventilatievoorziening opgeschaald moet worden.

Fig. 6 De formules om te bepalen of een ventilatievoorziening afgeschaaid moet worden.

Fig. 7 De formules om te bepalen of een bevochtigingsvoorziening ingeschakeld moet worden,

Fig. 8 De formules om te bepalen of een koeling- of ontvochtigers-voorziening ingeschakeld most worden.

Fig. 2 De fonnules om te bepalen of sen zonweringsvoorziening ingeschakeld moet worden.

Fig. 10 De formules om te bepalen of een verwamningsvoorziening ingeschakeld moet worden.

Fig. 11 De formules om te bepalen of een spuivoorziening geactiveerd moet worden.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN

In fig. 1 wordt een cyclische werkwijze 000 weergegeven, De start is het begin van een cyclus en de stop het einde van een cyclus en tevens direct weer de start van de volgende cyclus. In cycluswerkwijze wordt allereerst sen foutmarges correcties toegepast 001 op de

Metingen van de verschillende parameters om sen aantal veel voorkomende gebruikssituaties die geen interventie behoeven, uit te Nieren. (denk hierbij aan invalide metingen, sen gebruiker die incidenteel te dicht bij de sensor komt of sen hels korte fluctustie door een deur die open/dicht gaat).

De metingen worden per parameter 100, 200, 300, 400, 500 gecorrigeerd. De in de foutcorrectie gebruikte afkapwaardes, weegfactor en gevosligheidsfactor worden afgestemd op de te gebruiken sensor-hardware. De gecorrigeerde metingen worden de indicatiewaardes genoemd 1002, 200a, 3003, 400a, 5003 waarmee in de vervolgstappen 002-005 wordt 5 gerekend.

Na de foutmarge correctie 001 begint de analyse van de grenswaardes 002. De indicatiewaardes 100a, 200s, 300a, 400a, 500a worden in deze stap vergeleken met de opgegeven grenswaarden,

Voor parameters 100, 200 en 400 betreffen dit vaste bovengrenzen 1005, 200b, 400b en vaste ondergrenzen 1000, 2000, 4900. Voor de overige parameters wordt alleen een bovengrens bepaald. 3005, 5005, Deze bovengrenzen worden bepaald door de maximale gewenste afwijking op te tellen bij de laagste bekende meting van de gebruikte sensor(hardware) over de achteriiggende gebruiksperiode, Op deze wijze worden dit type sensors direct relatief gekalibreerd, De vergelijking tussen de Indicatiewaarde en de grenswaarde wordt positief beantwoord met de formuiss zoals wesrgegeven in fig. 2. Als deze formules een negatieve uitkamst hebben is er sprake van sen overschrijding van de gestelde grenzen. Er wordt dan verder gegaan met analyse stap 008 De evenikeuze. Als de uiikomst wel positief is volgt stap 003 ‘de delta bepaling

Door per parameter de gecorrigeerde metingen van voorgaande mesteycius ts delen met de gecorrigeerde metingen van de huidige meetcycits kan in stap 003 een delta worden bepaald. Fig. 3; voor parameter 100 betref dit de delta 100d, voor parameter 200 betreft dit delta 200d, voor parameter 300 betreft dit de delta 300d, voor parameter 400 betreft dit de delta 400d en voor parameter 500 betreft dit de delta 500d. Een deltawaarde kleiner dan 1 geeft aan dat er sprake ís van een daling van de beschouwde indicaliewaarde, Een deltawaarde groter dan 1 betreft een stijging van de beschouwde indicatiewaarde. Een dellawaarde gelijk aan 1 betekend geen verandering.

Om te kunnen bepalen of sen deltawaarde (lees stijging of daling van een indicalieswaards) sen positieve impact Dijf houden op het binnenklimaat wordt gen voorspellende analyse 004 berekend. In deze analysestap wordt bekeken waar de indicatiewaarde zich zal bevinden met een doorzeltende ontwikkeling gebaseerd op de delta waarde en hoe deze toekomstige indicatiewaarde zich verhoud ten opzichten van de grenswaardes, Zo wordt bepaald of de huidige verandering van het binnenklimaat bijdraagt ann het binnen deze grenswaardes blijven, De hiervoor toegepaste formules zijn terug te vinden in fig. 4. Als deze formules een positeve uitkomst hebben hoeft er geen event 808 in gang gezet te worden, het binnenklimaat blijft dan binnen de gestelde grenzen en/of is zichzelf al aan het verbeteren, Als sen van deze vergelijkingen niet positief Is wordt er verder gegaan met de eventkeuze analyse 005.

De uiteindelijk keuze 005 tussen de events 008-011 hangt af van de samenhang van de parameters 100, 200, 300, 400 en 500 en kent een prioritering. De in fig. 5 Um 11 omschreven formules dienen dan cok in de omschreven volgorde afgelopen te worden, de eerste formule waar een event 007-009 van toepassing is, is lijdend ook als lager geprioritesrds formules eveneens een event van toepassing verklaren. + Als er een ventilatie voorziening is aangesloten en ds formules in fig. 5 gezamenlijk positief zijn wordt bij het ventilatie event 007 een signaal-hoog naar de veniilatisvoorziening gestuurd. Het ventilatie signaal-hoog zal de ventilatievoorziening laten opschalen = Als er sen veriiijatie voorziening is aangesloten en de formules in fig. 6 gezamenlijk positief zijn wordt bij het ventilatie event 007 sen signaallaag naar de ventilatisvoorziening gestuurd, Een ventilatie signaal-laag zal de ventilatievoorziening laten afschalen. « Als er een voorziening is aangesloten om de luchtvochtigheid te verhogen en de formules in fig. 7 zijn positief wordt middels svent 008 deze voorziening geactiveerd. e Als ar gen voorziening is aangesloten bedoeld om de luchtvochtigheid te verlagen of te koelen en de formudes in fig. 8 gezamenlijk positief zijn wordt deze voorziening middels event 009 geactiveerd. s Als er een zonweringsvoorziening is aangesloten en de formules in fig. 8 gezamenlijk positief zijn wordt middels event 010 deze zonweringsvoorziening geactiveerd. = Als er een verwarmingsvoorziening is aangesloten en de formules in fig. 10 gezamenlijk positief zijn wordt middels event 011 deze verwarmingsvoorziening traploos verhoogd. s Als er een spuivoorziening is aangesloten en de formules in fig, 11 gezamenlijk positie? zijn wordt middels event 0012 de spuivoorziening geactiveerd. Als een spul voorziening wordt geactiveerd gebeurd dit voor een vaste tijd (afgestemd op het oppervlakte van de ruimte). Als het spuien met de zelfde installatie gebeurt als het ventileren, Krijgt het spuien sen hogere urgentie als het ventileren.

Als de sventkeuze analyse 005 als uitkomst heeft om niet over te gaan tot een event 006 bijft het signaal dat naar de aan te sturen installaties verzonden wordt gelijk, Als bijvoorbeeld sen ventilatievoorziening actief is en geen nieuw signaal ontvang! (dus geen event 006) dan blijit deze installatievoorziening actief in de laatst bekende stand, Situaties waarin geen event gewenst is, zijn situaties waarin er geen spraken is van sen (toekomstige) overschrijding van grenswaardes, er reeds sen verbetering gemeten wordt of situaties waarbij alle aangesloten voorzieningen geen of een negatieve bijdragen zullen leveren op het binnenklimaat.

NUMERIEKE REFERENTIES

D00 Werkwijze om input van sensormetingen te analyseren en om te zetle naar passende output voor gekoppelde installaties. 001 Fouimarge correctie 002 Grenswaarde analyss 003 Delta bepaling 004 Voorspellende analyse 005 Eventkeuzs analyse 008 Geen event 007 Ventileren 008 Bevochiigen 208 Ontvachtigen 010 Zonwering 011 Verwammen

O12 Spuen 100 Tempersiuur (parameter) 1004 Temperatuur Indicatiewaarde 1000 Temperatuur bovengrens 1000 Tempermiuur ondergrens 100d Temperatuur Deltawaarde 290 Luchtvoohiigheid (parameter) 200a Luchtvochtigheid Indicatiswaards 2000 Luchtvochtigheid bovengrens 2000 Luchtvochtigheid ondergrens 200d Luchtvochtigheid Deltawaarde 300 Viuchiig organische stoffen (parameter) 3003 Viuchiig organische stoffen indicatiewaarde

300 Viuchiig organische stoffen bovengrens 3005 Vluchtig organische stoffen ondergrens 300d Viuchiig organische stoffen Deliswaarde 400 Koolstofdioxide (parameter) 400a Koolstofdioxide Indicatiewaards 4000 Koolstofdioxide bovengrens 3000 Koolstofdioxids ondergrens 400d Koolstofdioxide Deltawaarde 500 Fiinstof (parameter) 5008 Fijnstof indicatiswaarde

S00b Fijnstof bovengrens 5000 Fijnstof ondergrens 500d Fijnstof Deltowaarde

Claims (4)

CONCLUSIES

1. Een universele werkwijze 000 om de standalone aansturing van gebouwinstallaties correct onderscheid te laten maken in een noodzaak tof ventileren 007 dan wel sen noodzaak om fe spuien 012, Waarbij de temperatuur 100 en luchtvochtigheid 200 in ogenschouw worden genomen naast één of meerders vervuilingsindicator zoals COR 300, fijnstof 500 of vluchtig organische stoffen 400. De aansturing van ventilatie 007 of spuivoarzieringen 012 fungeert dus niet op basis van alleen één of meerdere vervuilingsindicstors maar werkt op basis van sen algehele beoordeling van de gezamenlijke binnenklimaat parameters en hun samenhang.

2, De onder 1 genoemde werkwijze 000 waarbij fouimarges en verschillende sensortypes/hardwars worden gecorrigeerd 001 waardoor de aansturing beter aansluit op de praktijk waarbij niet alleen een momentopname beoordeeld maar door metingen te vergelijking met serders meting ook afgeleid kan worden of er spraken is van een toe- of afname van de gemeten parameters 003, Waardoor de aansturing niet enkel stuurt op de huidige situatie maar ook op de te verwachten situatie in de toekomst G04. Zodat onnodige ventilesr of spul-acties voorkomen worden.

3. De onder 1 genoemde werkwijze 000 ook kan beoordelen welke andere interventies 008-011 er gewenst zijn als één van de volgende installaties zijn aangesicten: sen luchibevochtiger, zonwering, verwammingstoesisl, luchifilter of kosling.

4. De onder 1 genoemde werkwijze ook correct fungeert nadat er door sen gebruiker éán of meerdere gebouwinstaliaties handmatig bediend zijn, En de automatisch aansturing tijdelijk wordt overruled.