用于室内空气污染物监控的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9422328阅读:来源:国知局
,所述处理器还被配置为:确定所述部分密闭的区域的所述空气污染物水平与所述回风空气处理单元的所述送风空气出口的所述空气污染物水平之间第一差分的大小,所述回风空气处理单元的所述送风空气出口馈送所述部分密闭的区域;确定所述回风空气进口或所述回风空气管道的所述空气污染物水平与所述回风空气处理单元的所述送风空气出口的所述空气污染物水平之间第二差分的大小,所述回风空气处理单元的所述送风空气出口供给所述部分密闭的区域,确定根据所述回风空气处理单元的回风空气污染物分数除以一个项所运算到的第一因子的大小,所述项等于一减去所述回风空气处理单元的所述回风空气污染物分数,以及将所述第一差分与所述第二差分乘以所述第一因子的乘积相加。
[0041]在本发明的另一个方面中,一种方法包括:通过以下方法来确定独立于室外污染物水平的室内空气污染物水平:使用具有多个项的无限几何级数近似法来计算房间中真实的室内空气污染物水平,所述多个项包括:由房间中至少一个源所产生的空气污染物水平、空气处理器单元的回风空气分数、以及过滤孔隙率。
【附图说明】
[0042]根据对附图的以下描述可以更充分理解本发明的前述特征以及本发明自身,在附图中:
[0043]图1是房间中本发明的系统的优选实施例的详细示意图,针对一种或多种室内空气污染物而对该房间进行监控,并且该房间的气流可以受到控制。
[0044]图2是本发明的系统的优选实施例的示意图,其中,回风空气处理单元受到多点空气采样系统的监控,并且其中,进入回风空气处理单元的外部空气可以受到控制。
[0045]图3是对于包括受控的房间回风气流控制设备的空间,本发明的房间气流控制逻辑的实施例的示意图。
[0046]图4是示出了用于确定独立于室外污染物水平的室内空气污染物水平的示例性步骤序列的流程图。
[0047]图5是代表可执行本文中所描述的处理中的至少部分处理的示例性计算机的示意图。
【具体实施方式】
[0048]图1示出了典型的受监控环境或房间20,其具有可进入走廊10的门,走廊10也被监控。尽管图示示出了一个房间和走廊,但能理解本发明的示例性实施例可以结合以下情况来使用:仅一个房间或空间或受监控的区域、或者包括同样受到监控的走廊或其它相邻空间的任意多个房间或空间,举例来说,例如两个或更多个房间、或一个走廊加上一个或多个空间。还应当指出,虽然所例示的环境被密闭在墙内,但受监控的环境、空间或区域还可以包括没有墙或隔离物围绕的房间的部分或区域。因此,可以在一个物理房间内存在多个受监控的环境。或者,多个物理房间还可以构成一个环境或空间。通常,环境20还将是由一个或多个送风气流控制设备51进行供给的区域。潜在地可以使用回风气流设备41,其受控于房间空气流控制器30,或者,可以不存在受控的回风气流设备。在后面的两种情况中,送风空气可以取道经由传送管道或顶棚格栅(ceiling grill)回到回风空气处理器,进入集气空间(plenum space),该集气空间通常位于顶棚空间中,其最终连接到回风空气处理单元的回风气流进口,回风空气处理单元例如为图2中的回风空气处理器单元1000,其将送风空气提供进入空间中或空间附近。能理解的是,房间气流控制器(例如房间空气流控制器30)是气流控制装置,其可以是模拟或数字电子设计,或者可以使用运行软件或固件程序的微处理器或计算机来构造,该软件或固件程序为可能使用来自其它设备、系统或控制器的信息、信号和气流命令的一个或多个送风和/或回风气流控制设备生成气流命令信号。
[0049]图1中的房间还被描述为具有来自送风空气管道50的送风空气源,其来源于图2中的空气处理器单元1000,可以经由房间回风格栅或通风口 42通过集气空间或从受控的回风管道40、非受控的回风管道或集气空间(未示出)作为回风空气而退出房间。尽管在图中未示出,但走廊10也常常具有送风空气源。送风管道50还包含气流控制设备51,其通过送风流格栅或散流器52把送风空气提供到房间或空间中,并且,其受命令于送风气流控制信号57并提供作为输出的送风气流反馈信号58。此外,房间回风管道40可以包含或不包含回风气流控制设备41,其将对吸入回风管道中的房间或空间空气的量进行控制(如果使用)。如果存在,回风气流控制设备41受命令于回风气流控制信号47并提供作为输出的房间回风气流反馈信号48。
[0050]如本文中所使用的,气流控制设备(例如送风气流控制设备51和回风气流控制设备41)分别被定义为气流控制领域的技术人员公知的任何设备,用于对通过管道或开口的气流量和速率进行控制。例如,它们可以是恒定量、两状态、多状态、或可变空气量(VAV)箱体或终端,例如由Titus、Metal Aire、Enviro-Tec或其它公司制造。这些设备使用某种类型的调节风门或节流设备,例如单个圆形、方形、或矩形叶片调节风门、多叶片调节风门、可用于封锁开口的一组气囊(pneumatic bladder)、或可以用于封锁管道的任何其它类型的节流设备,调节风门或节流设备连接到由基于气动、电子、数字或微处理器的控制器控制的气动、电力或电子致动器,该控制器还通常依赖于来自流量传感器的流量反馈,用于对管道的空气量进行闭环控制。这些流量传感器可以是本领域技术人员公知的各种类型,例如基于单个或多个速率的压力传感器、热丝流量传感器、热的热敏电阻流量传感器、微电子流量传感器等等。
[0051]或者,常用的另一种类型的流量控制设备是气流控制阀,其通常具有文丘里管状的主体,该主体具有装载了弹簧的圆锥体,该圆锥体移动通过该设备的文丘里管状的喉部,以提供对量的内在的、与压力无关的控制,该气流控制阀例如由Phoenix Controls或其它公司制造。这些阀通常具有气动、电力或电子致动,以提供恒定量、两状态、多状态、或可变空气量控制。这些设备常常具有大的下降范围或流量范围,使得它们非常适合于对稀释通风进行控制,这种控制可以具有宽的流量范围,以实现最佳节能性和安全性。
[0052]最后,气流控制设备的另一示例可以简单地是某种形式的单叶片调节风门或多叶片调节风门或其它类型的节流设备,其位于空气处理单元中(例如图2中的空气处理单元1000中的调节风门1003、1006和1067)、外部空气管道中、或作用于一个或多个区域的管道中。这些节流设备或调节风门设备还可以或可以不结合上述气流测量设备或类似的气流测量设备的其中之一来使用,上述气流测量设备或类似的气流测量设备被适配为使用传感器网格或感测孔,例如以便跨越大横截面的管道区域精确测量气流。作为示例,提供气流进入空气处理单元的外部气流调节风门常常不结合气流测量设备来使用。或者,可以使用感测外部气流的其它非直接方法来提供对外部气流控制设备的更好控制。
[0053]在图1中,本地温度传感器91通过线缆92与温度控制器90进行通信,温度控制器90具有温度设定点控制信号781或者是手动设置。该温度控制器可以是建筑物控制系统的部分、单机系统、房间气流控制器30的部分、或者使用回风气流控制设备对空间或房间中的气流进行控制的单独系统的部分。这样的后者控制系统被称为追踪气流控制系统,该后者控制系统包括图1中分别为房间回风气流控制器设备41和房间送风气流控制器设备51、以及房间气流控制器30,并通过对给定的房间压力或房间与相邻空间之间给定量的偏移进行维持来至少控制房间加压,追踪气流控制系统还可以例如在关键环境、实验室、医院、生态动物园、和各种类型的洁净室中使用。在该后者情况下,房间气流控制器30也可以被称为追踪气流控制器。
[0054]温度控制块90的目的在于提供对房间温度的调节,这种调节可以涉及向房间气流控制器30发送热负荷或温度命令93,以便增大或减少进入空间20的被调节的送风气流量。温度控制90还可以控制再加热盘管来提高供给到空间20中的送风空气的温度,或者控制空间20中的周边加热盘管的温度,用于另外的温度控制方法。
[0055]图3是针对房间气流控制器30的控制图示的示例性实施例。送风气流由下面两项中的较高者来设置:1)代表用于维持适当房间温度的房间送风气流需求的房间温度控制信号或者2)代表用于稀释通风的送风气流需求的稀释通风命令信号,用于稀释通风的送风需求基于运算到的空间中室内空气污染物水平加上一些情况中基于对空间二氧化碳水平的测量结果的满足空间占用者所需要的送风空气量。如图3中示出的,针对这两个信号的最小覆盖(override)或高选择功能通过高选择比较器块34来实现,高选择比较器块34用于取得向其提供的两个信号中较高的一个,在任何给定时间,通过这两个信号中较高的信号。进入高选择模块34的第一输入是用于改变送风流量的经缩放的温度命令93。该信号在缩放模块38中根据需要被缩放并可能被偏置,对于模拟电压信号,使其具有与输入到高选择比较器34的其它气流命令信号相同的缩放因子(例如每伏特某个数量的cfm),或者对于代表气流的软件变量或固件变量,温度命令93被直接缩放为给定的一组单位(例如每秒cfm或公升)。进入模块34的第二信号是稀释通风命令信号31,该信号由多点空气监控系统的数据或信号处理单元产生,或者如之后讨论的由建筑物控制系统根据房间中或空气处理器中感测到的值来进行运算。该稀释通风命令信号31同样根据需要由缩放块39进行缩放和偏置,以使得该命令具有与另一信号相同的缩放因子。
[0056]还示出了通过取得高选择比较器模块34的输出并由减法模块37从该输出中减去偏置信号32来生成用于送风空气流控制设备51的命令57。房间偏置气流命令32可以是固定的偏置设定点,例如最大送风或排风cfm的10%,或其可以是来自建筑物控制系统、多点空气采样系统、数据或信号处理单元1130(图2)、或者追踪气流控制系统的信号,其按照两状态、多状态或VAV方式改变。如果使用这种偏置气流信号或变量32,则该偏置气流信号或变量32的目的在于为采用房间回风或房间排风气流控制设备的房间生成通常轻微的负压力、正压力、或中性压力。如果不存在与房间一起使用的回风气流控制设备,则将不会采用这种控制信号。
[0057]例如当经由某种传感器、报警系统而检测到洗涤剂或其它溢出、或其它紧急情况(例如着火或烟雾释放),或手动地使用房间开关时,可以使用这种房间偏置控制信号32。在这些情况下,可以通过多点空气采样系统1100(图2)或建筑物控制系统180 (图2)的控制器的其中之一来将房间偏置气流从其正常值增大。例如将偏置气流增大到潜在地高得多的值将减小送风气流量,以便针对房间生成大的负偏置气流,以提供对增多的污染物的测量来防止潜在的溢出蒸汽或烟雾扩散进入其它空间。
[0058]图3示出了如何通过首先从送风流量反馈信号58开始来生成用于房间回风气流控制设备的房间回风命令47。然后由加法模块36将该信号58增加到房间偏置气流命令32。所得到的信号是房间回风命令信号47,其用于对房间回风气流控制设备41的流量进行设置和控制。
[0059]此外,尽管在图1中指示了回风气流控制设备,但大部分建筑物将只具备受房间气流控制器控制的送风气流控制设备。如果受房间气流控制器30控制的房间或区域中不存在回风气流控制设备,则房间气流控制器30的控制逻辑仍然适用,除非房间回风气流控制设备41和其信号47和48加上房间偏置命令32和送风流量反馈信号58可以被省略。此夕卜,送风流量命令57等于高选择比较器34的输出,而不需要减法块37。
[0060]图2示出了针对使用多点空气监控系统对室内空气污染物进行监控或者对房间或区域进行控制,以及对回风空气处理单元中空气质量参数进行监控的本发明的示例性实施例,多点空气监控系统具有个体的、分立的传感器以及星形配置的多点空气采样系统中的一个或两者,多点空气采样系统具有类似在美国专利第6,241,950号;美国专利第5,292,280号;美国专利第5,293,771号或美国专利第5,246,668号中所描述的结构。在其它实施例中,监控系统包括制冷气体或有毒气体监控器。常规制冷气体和有毒气体监控器由以下设备提供=Vulcain有限公司的多点采样抽取气体监控器,型号VASQN8X(在他们的网站WWW.vulcaininc.com上可以看到),或者复用的颗粒计数器,例如LighthouseWorldwide Solut1n有限公司制造的通用集气管系统和控制器(在它们的网站www.golighthouse.com上可以看到),与它们的颗粒计数器(例如他们型号Solair 3100的基于激光的便携式颗粒计数器或基于遮蔽的颗粒传感器)的其中之一进行耦合。它还可以是星形配置的多点空气采样系统,例如AIRxpert 7000多传感器,由Lexington,Massachusetts的AIRxpert Systems公司制造的多点监控系统,可以在他们的网站www.airexpert.eom 上看到。
[0061]如图2所示出的,空气处理单元1000的回风空气1001例如经由回风管道40A-40C来自三个房间(其可以与图1中的房间20类似)或其它区域。如所示出的,回风空气1001来自于回风管道40A(回风管道40A来自第一房间),以及潜在地来自回风空气集气空间40B (如果回风空气集气空间40B由来自第二房间的顶棚格栅42B(图1)供给),并且最后潜在地来自运送管道40C的回风空气(运送管道40C来自第三房间)。回风空气还可以来自建筑物中的其它位置或区域。由空气处理单元1000所提供的送风空气1014分别通过送风管道50A、50B和50C被提供给建筑物中的空间,例如该三个房间。虽然未示出,但也可以由空气处理器单元1000对建筑物的其他区域或房间(举例来说,例如走廊10)进行送风。回风空气风扇1002和送风风扇1011用于将空气移动通过建筑物。预过滤器1016通常在所示出的位置中使用,并常常是用于外部空气流的粗过滤器。在这之后是通常较有效和较高等级的过滤器,示出为过滤器1008。例如可以通过制冷盘管1012和加热盘管1013来控制送风空气的温度和湿度含量的控制。用于满足各种应用的关于回风空气处理单元或类似的屋顶机所使用的过滤器以及加热盘管和制冷盘管的其他组合对于设计空气处理单元的领域的技术人员来说是公知的。
[0062]此外,再循环的回风空气1005、排出的回风空气1004、以及外部空气1007的量的控制是通过排气调节风门1003、再循环空气调节风门1006、以及外部空气调节风门1067的控制来进行的。尽管图2中的调节风门或气流控制设备将通常是由于涉及较大空气量而导致的较大设备,但这些调节风门还可以是先前针对诸如图1中的设备41之类所定义的气流控制设备。用于控制这些调节风门的控制信号在图2中被示出为外部空气调节风门控制信号1068、排出空气调节风门控制信号1070、以及再循环空气调节风门控制信号1072。存在许多对本领域技术人员来说是公知、用于控制这些调节风门的相对位置的技术。通常,建筑物控制系统180或空气处理器控制单元1015将控制这些调节风门,以满足建筑物的各种需求,例如关于所需要的外部空气的量、与建筑物的加热和制冷有关的能量效率的问题、以及建筑物加压。
[0063]为了对空气处理单元1000的操作进行监控,以有助于对由回风空气处理单元1000所供应的房间20中的室内空气污染物水平进行运算,并潜在地对用于稀释建筑物中的室内空气污染物所需要的外部空气的量进行控制,可以通过使用诸如图2中示出为块1100的多点空气采样系统之类的多点空气采样系统来监控若干空气处理器的位置。多点空气采样系统1000可以被提供为星形配置的多点空气采样系统。在其它实施例中,提供了网络化的空气采样系统。
[0064]在图2中,作为多点空气采样系统的一部分,一组螺线管阀1161至1165是多点空气采样系统1100的部分。相同地,这些螺线管1161至1165可以使用其它开关单元来代替,例如由Washington的Liberty Lake的Scanivalve公司制造的型号为SSS-48C的单个Scanivalve系
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