冷辐射空调新风控制方法及系统与流程

本发明涉及空调的技术领域，更具体地说，涉及一种冷辐射空调新风控制方法及系统。

背景技术：

在中央空调领域，终端用户的热舒适性通常是用来评估中央空调系统功能是否有效实现的重要指标之一。所谓人体热舒适，指人体对热湿环境感到满意的主客观评价。热舒适是人体自身通过热平衡和感觉到的环境状况并综合起来获得是否舒适的感觉，它是由生理和心理综合决定的，并且，更偏重于心理上的感受,影响人体热舒适性的环境参数主要有空气温度、气流速度、空气的相对湿度和平均辐射温度；人的自身参数有衣服热阻和劳动强度。人体热舒适的研究涉及建筑热物理、人体热调节机理的生理学和人的心理学等学科。人的一生中有80％以上的时间是在室内度过的，室内环境品质如声、光、热环境及室内空气品质对人的身心健康、舒适感及工作效率都会产生直接的影响。同时，大量的国内外研究表明，室内空气品质也与热环境有关：1)空气温湿度以及风速会影响室内污染物的释放；2)对污染物的感觉与温度有关，国外有关研究认为，在室内空气的化学成分保持不变的情况下，温度降低会使人感到舒服一点，对空气品质的不满意率也会降低。为了获得舒适的热环境，各国每年都要消耗大量的能源用于供热和空调。传统的空调系统通常采用空气对流换热方式进行室内热量的移除或添加，往往造成对建筑过分的加热或者过分的冷却，这样，不仅对人体造成不适，同时也浪费了大量的能量。因此，采用冷辐射空调系统对室内热环境进行调控，在满足人体舒适性的同时可以避免冷源浪费。由于冷辐射空调系统的显热负荷和潜热负荷是分开独立处理的，室内空间的显热负荷主要有冷辐射天花板处理，室内空间的全部潜热负荷和少部分的显热负荷是由冷辐射空调系统的新风子系统处理的。一般的冷辐射空调系统的新风子系统在普通房间根据经验设定大、中、小三档并通过手动进行控制，在大开间则通常利用室内安装的CO2浓度传感器自动控制所需新风量，这类控制方法并不能满足室内热舒适性(如相对湿度)要求及节能的要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种冷辐射空调新风控制方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种冷辐射空调新风控制方法，包括以下步骤：

S1、采集室内实时二氧化碳浓度和相对湿度；

S2、根据所采集的室内实时二氧化碳浓度和相对湿度，与预先设定的室内二氧化碳浓度初始值及室内相对湿度初始值进行比较运算，以获得运算结果；

S3、根据所述运算结果控制所述冷辐射空调的新风子系统开启或关闭。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，还包括：

在所述步骤S3完成后，每隔N分钟重复一次所述步骤S1至所述步骤S3,其中，N为大于0的整数。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，在所述步骤S1中，采用二氧化碳浓度传感器实时采集室内二氧化碳浓度，同时采用相对湿度传感器实时采集室内相对湿度。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，所述二氧化碳浓度传感器和所述相对湿度传感器设置在所述冷辐射空调室内回风处。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，在所述步骤S1之前还包括以下步骤：

设定所述冷辐射空调的新风子系统的二氧化碳浓度和相对湿度的初始值。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，所述室内二氧化碳浓度的初始值为800ppm，所述室内相对湿度的初始值为50％。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，在所述步骤S2中，按照如下公式进行比较运算：

ΔRH＝RH-50％；

其中，

ΔC：表示室内实时二氧化碳浓度与初始值的差值；

C_co2：表示室内实时二氧化碳浓度；

RH：表示室内实时相对湿度；

ΔRH：表示室内实时相对湿度与初始值的差值；

On：表示开状态；

Off：表示关状态；

D_fesh：表示新风阀门接受的操作指令关系式。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，在所述步骤S3中，根据运算结果判断所述实时二氧化碳浓度和相对湿度是否达标，若所述实时二氧化碳浓度和相对湿度达标，则控制所述冷辐射空调的新风子系统关闭；若所述实时二氧化碳浓度和相对湿度不达标，则控制所述冷辐射空调的新风子系统开启。

在本发明所述的冷辐射空调新风控制方法，优选地，若所述ΔC小于或等于0，所述ΔRH小于或等于0，则所述实时二氧化碳浓度和相对湿度达标，所述冷辐射空调的新风子系统开启；否则，所述实时二氧化碳浓度和相对湿度不达标，所述冷辐射空调的新风子系统关闭。

本发明还提供一种冷辐射空调新风控制系统，包括：

采集单元，用于采集室内实时二氧化碳浓度和相对湿度；

比较运算单元，用于根据所采集的室内实时二氧化碳浓度和相对湿度，与预先设定的室内二氧化碳浓度初始值及室内相对湿度初始值进行比较运算，以获得运算结果；

控制单元，用于根据所述运算结果控制所述冷辐射空调的新风子系统开启或关闭。

实施本发明的冷辐射空调新风控制方法及系统，具有以下有益效果：该方法包括以下步骤：采集室内实时二氧化碳浓度和相对湿度；根据所采集的室内实时二氧化碳浓度和相对湿度，与预先设定的室内二氧化碳浓度初始值及室内相对湿度初始值进行比较运算，以获得运算结果；根据运算结果控制冷辐射空调的新风子系统开启或关闭。本发明通过同时对室内的二氧化碳浓度和相对湿度进行实时监测，根据实时监测信息与预设信息进行比较运算在判断室内的舒适度进而反馈控制室内新风的输送，使室内空气品质和热舒适性最佳，同时可以有效节约冷辐射空调新风子系统的能量、降低能耗。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明冷辐射空调新风控制方法的流程示意图；

图2是本发明冷辐射空调新风控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的冷辐射空调新风控制方法及系统适用于有冷辐射吊顶的中央空调系统的室内空气相对温度及空气品质控制。相较于现有的根据经验设定大、中、小三档并通过手动进行控制，本发明通过在室内空气回风处对室内的二氧化碳浓度和相对湿度进行实时监测，通过将实时采集的二氧化碳浓度和相对湿度与预先设置的初始值进行比较，根据比较结果动态控制冷辐射空调新风子系统的开启或关闭，从而动态的调节室内新风的输送量，从而实现在室内空气品质和热舒适性最佳的同时，实现冷辐射空调新风子系统的节能。

如图1所示，在本发明的冷辐射空调新风控制方法的流程示意图中，该方法包括以下步骤：

S1、采集室内实时二氧化碳浓度和相对湿度；

S2、根据所采集的室内实时二氧化碳浓度和相对湿度，与预先设定的室内二氧化碳浓度初始值及室内相对湿度初始值进行比较运算，以获得运算结果；

S3、根据运算结果控制冷辐射空调的新风子系统开启或关闭。

进一步地，在步骤S3完成后，每隔N分钟重复一次步骤S1至步骤S3，实现对冷辐射空调的新风子系统进行动态控制。优选地，在本发明的实施例中，N为大于0的整数，根据实际调节及节能需要，N通常可设置为10～20分钟。

在一些实施例中，优选地，在步骤S1中，可通过二氧化碳浓度传感器实时采集室内二氧化碳浓度。其中，二氧化碳浓度传感器可选择NHEY62二氧化碳传感器、NH162二氧化碳传感器或者NHEY63管道式二氧化碳传感器中的任意一种。可以理解地，本发明并不限于本具体实施例中所采用的二氧化碳传感器类型，还可以选择本领域技术人员熟知并能应用的二氧化碳传感器。进一步地，二氧化碳传感器设置在冷辐射空调室内回风处。通过将二氧化碳传感器设置在冷辐射空调室内回风处，降低了二氧化碳传感器的检测压力，同时还可以极大地提高二氧化碳传感器的检测精度及效率，使系统的运行效率得到有效提高。

在一些实施例中，优选地，在步骤S1中，可通过相对湿度传感器实时采集室内相对湿度。其中，相对湿度传感器是一种非再生型聚合物湿度传感器。相对湿度传感器可选用型号为HIH4602的集成式相对湿度传感器。可以理解地，本发明并不限于本具体实施例中所采用的相对湿度传感器类型，还可以选择本领域技术人员熟知并能应用的相对湿度传感器。进一步地，相对湿度传感器设置在冷辐射空调室内回风处。通过将相对湿度传感器设置在冷辐射空调室内回风处，降低了相对湿度传感器的检测压力，同时还可以极大地提高相对湿度传感器的检测精度及效率，使系统的运行效率得到有效提高。

在一些实施例中，优选地，在开始采集室内二氧化碳浓度及相对湿度前，先在冷辐射空调的新风子系统中对二氧化碳浓度和相对湿度的初始值进行设定。可以理解地，在冷辐射空调开始运行前，先对相关参数进行设置，其中包括对二氧化碳浓度和相对湿度的初始值进行设置。且二氧化碳浓度的初始值与相对湿度的初始值根据行业的使用标准及常规经验进行设定。优选地，在本实施例中，室内二氧化碳浓度的初始值为800ppm，室内相对湿度的初始值为50％。可以理解地，室内二氧化碳浓度的初始值设置为800ppm，室内相对湿度的初始值设置为50％时，这个数值是室内空气品质衡量的标准，即当室内二氧化碳浓度大于800ppm或室内相对湿度大于50％时，室内的空气品质及热舒适性将使人感到不舒适，即不能满足室内空气品质及热舒适性的标准。

在一些实施例中，优选地，在步骤S2中，按照如下公式进行比较运算：

ΔRH＝RH-50％；

其中，

ΔC：表示室内实时二氧化碳浓度与初始值的差值；

C_co2：表示室内实时二氧化碳浓度；

RH：表示室内实时相对湿度；

ΔRH：表示室内实时相对湿度与初始值的差值；

On：表示开状态；

Off：表示关状态；

D_fesh：表示新风阀门接受的操作指令。

可以理解，当采集到室内实时二氧化碳浓度C_co2及室内实时相对湿度RH的时候，将所采集到的实时二氧化碳浓度C_co2的数据及室内实时相对湿度RH的数据与预先设置的初始值进行比较运算，即先将实时二氧化碳浓度C_co2的数据与预先设置的初始值800ppm进行运算，同时将室内实时相对湿度RH的数据与预先设置的初始值50％进行运算，获得室内实时二氧化碳浓度与初始值的差值ΔC及室内实时相对湿度与初始值的差值ΔRH，根据所获得的ΔC的值以及ΔRH的值代入新风阀门接受的操作指令关系式。

在步骤S3中，根据步骤S2所获得的运算结果并依据新风阀门接受的操作指令关系式将ΔC与ΔRH与0进行比较判断。换句话说，在本发明中，通过将实时采集的室内二氧化碳与初始值、室内相对湿度与初始值进行比较运算，通过所获得的运算结果判断实时的二氧化碳浓度及相对湿度是否达标，即是否达到室内空气品质及热舒适性的要求。如果实时二氧化碳浓度和相对湿度达标，则由新风阀门接受的操作指令关系式可知，冷辐射空调的新风子系统关闭，即控制器自动根据运算结果以及新风阀门接受的操作指令关系式控制冷辐射空调的新风子系统关闭，不再向室内输送新风。如果实时二氧化碳浓度和相对湿度不达标，则控制器自动控制冷辐射空调的新风子系统开启，向室内输送新风。

可以理解地，根据新风阀门接受的操作指令关系式可知，当ΔC大于0时，说明室内二氧化碳浓度比预设的初始值高，同时，ΔRH大于0时，说明室内相对湿度RH比预设的初始值大，即室内二氧化碳含量及相对湿度均高于初始值，此时，由人体的舒适度感受可知，该种情况下的室内空气品质不达标，不能满足人体舒适度的要求，因此需要输送新风，即控制冷辐射空调新风子系统开启并输送新风以调节室内环境。当ΔC大于0，且ΔRH小于或等于0时，由于室内二氧化碳含量仍比预设的初始值高，因此，室内空气品质仍达不到要求，控制冷辐射空调新风子系统开启，给室内输送新风，调节室内空气品质。当ΔC小于或等于0，且ΔRH大于0时，此时，室内二氧化碳浓度低于预设的初始值，但由于ΔRH大于0，室内相对湿度比较大，易使人体感觉不适，室内空气品质不达标，因此，需控制冷辐射空调新风子系统开启并输送新风以调节室内环境。当ΔC小于或等于0，且ΔRH小于或等于0时，此时室内二氧化碳浓度及相对湿度均达到空气品质和热舒适性的要求，因此不再需要输送新风，此时可直接控制冷辐射空调新风子系统关闭阀门，停止对室内进行新风输送，从而可以有效地节省能量，降低能耗。实现了在满足室内空气品质和热舒适性最佳的同时，节省冷辐射空调新风子系统的能量，避免浪费，使空调系统的能耗得到有效降低。

如图2所示，为本发明冷辐射空调新风控制系统的结构示意图，该系统包括：

采集单元100，用于采集室内实时二氧化碳浓度和相对湿度；

比较运算单元200，用于根据所采集的室内实时二氧化碳浓度和相对湿度，与预先设定的室内二氧化碳浓度初始值及室内相对湿度初始值进行比较运算，以获得运算结果；

控制单元300，用于根据运算结果控制冷辐射空调的新风子系统开启或关闭。

进一步地，在控制单元300执行结束后，每隔N分钟采集单元100、比较运算单元200以及控制单元300重复执行一次，实现对冷辐射空调的新风子系统进行动态控制。优选地，在本发明的实施例中，N为大于0的整数，根据实际调节及节能需要，N通常可设置为10～20分钟。

在一些实施例中，优选地，在采集单元100进行二氧化碳浓度的数据采集时，可通过二氧化碳浓度传感器实时采集室内二氧化碳浓度。其中，二氧化碳浓度传感器可选择NHEY62二氧化碳传感器、NH162二氧化碳传感器或者NHEY63管道式二氧化碳传感器中的任意一种。可以理解地，本发明并不限于本具体实施例中所采用的二氧化碳传感器类型，还可以选择本领域技术人员熟知并能应用的二氧化碳传感器。进一步地，二氧化碳传感器设置在冷辐射空调室内回风处。通过将二氧化碳传感器设置在冷辐射空调室内回风处，降低了二氧化碳传感器的检测压力，同时还可以极大地提高二氧化碳传感器的检测精度及效率，使系统的运行效率得到有效提高。

在一些实施例中，优选地，在采集单元100进行相对湿度的数据采集时，可通过相对湿度传感器实时采集室内相对湿度。其中，相对湿度传感器是一种非再生型聚合物湿度传感器。相对湿度传感器可选用型号为HIH4602的集成式相对湿度传感器。可以理解地，本发明并不限于本具体实施例中所采用的相对湿度传感器类型，还可以选择本领域技术人员熟知并能应用的相对湿度传感器。进一步地，相对湿度传感器设置在冷辐射空调室内回风处。通过将相对湿度传感器设置在冷辐射空调室内回风处，降低了相对湿度传感器的检测压力，同时还可以极大地提高相对湿度传感器的检测精度及效率，使系统的运行效率得到有效提高。

在一些实施例中，优选地，在开始采集室内二氧化碳浓度及相对湿度前，先在冷辐射空调的新风子系统中对二氧化碳浓度和相对湿度的初始值进行设定。可以理解地，在冷辐射空调开始运行前，先对相关参数进行设置，其中包括对二氧化碳浓度和相对湿度的初始值进行设置。且二氧化碳浓度的初始值与相对湿度的初始值根据行业的使用标准及常规经验进行设定。优选地，在本实施例中，室内二氧化碳浓度的初始值为800ppm，室内相对湿度的初始值为50％。可以理解地，室内二氧化碳浓度的初始值设置为800ppm，室内相对湿度的初始值设置为50％时，这个数值是室内空气品质衡量的标准，即当室内二氧化碳浓度大于800ppm或室内相对湿度大于50％时，室内的空气品质及热舒适性将使人感到不舒适，即不能满足室内空气品质及热舒适性的标准。

在一些实施例中，优选地，在计算单元200执行比较运算时，按照如下公式进行比较运算：

ΔRH＝RH-50％；

其中，

ΔC：表示室内实时二氧化碳浓度与初始值的差值；

C_co2：表示室内实时二氧化碳浓度；

RH：表示室内实时相对湿度；

ΔRH：表示室内实时相对湿度与初始值的差值；

On：表示开状态；

Off：表示关状态；

D_fesh：表示新风阀门接受的操作指令。

可以理解，当采集到室内实时二氧化碳浓度C_co2及室内实时相对湿度RH的时候，将所采集到的实时二氧化碳浓度C_co2的数据及室内实时相对湿度RH的数据与预先设置的初始值进行比较运算，即先将实时二氧化碳浓度C_co2的数据与预先设置的初始值800ppm进行运算，同时将室内实时相对湿度RH的数据与预先设置的初始值50％进行运算，获得室内实时二氧化碳浓度与初始值的差值ΔC及室内实时相对湿度与初始值的差值ΔRH，根据所获得的ΔC的值以及ΔRH的值代入新风阀门接受的操作指令关系式。

在控制单元300执行过程中，根据比较运算单元200所获得的运算结果并依据新风阀门接受的操作指令关系式将ΔC与ΔRH与0进行比较判断。换句话说，在本发明中，通过将实时采集的室内二氧化碳与初始值、室内相对湿度与初始值进行比较运算，通过所获得的运算结果判断实时的二氧化碳浓度及相对湿度是否达标，即是否达到室内空气品质及热舒适性的要求。如果实时二氧化碳浓度和相对湿度达标，则由新风阀门接受的操作指令关系式可知，冷辐射空调的新风子系统关闭，即控制器自动根据运算结果以及新风阀门接受的操作指令关系式控制冷辐射空调的新风子系统关闭，不再向室内输送新风。如果实时二氧化碳浓度和相对湿度不达标，则控制器自动控制冷辐射空调的新风子系统开启，向室内输送新风。

可以理解地，根据新风阀门接受的操作指令关系式可知，当ΔC大于0时，说明室内二氧化碳浓度比预设的初始值高，同时，ΔRH大于0时，说明室内相对湿度RH比预设的初始值大，即室内二氧化碳含量及相对湿度均高于初始值，此时，由人体的舒适度感受可知，该种情况下的室内空气品质不达标，不能满足人体舒适度的要求，因此需要输送新风，即控制冷辐射空调新风子系统开启并输送新风以调节室内环境。当ΔC大于0，且ΔRH小于或等于0时，由于室内二氧化碳含量仍比预设的初始值高，因此，室内空气品质仍达不到要求，控制冷辐射空调新风子系统开启，给室内输送新风，调节室内空气品质。当ΔC小于或等于0，且ΔRH大于0时，此时，室内二氧化碳浓度低于预设的初始值，但由于ΔRH大于0，室内相对湿度比较大，易使人体感觉不适，室内空气品质不达标，因此，需控制冷辐射空调新风子系统开启并输送新风以调节室内环境。当ΔC小于或等于0，且ΔRH小于或等于0时，此时室内二氧化碳浓度及相对湿度均达到空气品质和热舒适性的要求，因此不再需要输送新风，此时可直接控制冷辐射空调新风子系统关闭阀门，停止对室内进行新风输送，从而可以有效地节省能量，降低能耗。实现了在满足室内空气品质和热舒适性最佳的同时，节省冷辐射空调新风子系统的能量，避免浪费，使空调系统的能耗得到有效降低。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。