专利名称：智能新风控制装置的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑通风的空调技术领域，特别涉及空调系统的新风调节装置。
二背景技术：
随着经济的发展和生活水平的提高，人们对空气质量的要求越来越高。由于人们在室内度过的时间接近90%，因此室内空气质量与人体健康有着非常重要的关系，而室内新风量是决定室内空气质量的一个重要因素。但是，随着空调的使用，室内空气污染问题越来越严重，越来越受人们的关注。 另外，据不完全统计，目前我国建筑能耗已达到总能耗的27.5%，而且，这一数字还将随着我国建筑行业的迅猛发展而不断增加。因此，随着节能减排基本国策的树立，建筑节能工作的开展也显得更加的意义重大。在能源日益紧张的今天，怎样保证在人的舒适和生产正常进行的前提下，在不同的季节，不同的场合采用不同的新风运行模式，使空调系统的能耗最低，达到健康与舒适两者兼得的目的，是亟待解决的难题。 我国现阶段对空调系统新风的要求，属于康居住宅非强制性的项目。其新风量的确定主要有三方面一是新风量占总风量的最小比例，即最小新风比；二是保证每个空调房间有卫生要求的新风量；三是维持空调房间的正压值。然而，目前建筑密度比较大，人均建筑面积偏小，室内空气中有害气体如一氧化碳、二氧化碳等的含量也急剧增加。因此，在满足室内新风量要求的同时，也有必要检测这些有害气体，通过调节新风量使得室内不仅舒适，且更加健康。 现有空调系统新风调节装置，如专利号为ZL200520075161. 3的"室内新鲜空气调节系统"专利，公开的是在原有空调系统中，增设新风管、新风阀门、杂物粗滤器、新风过滤器及新风阀门联锁的远程控制器。该系统的主要缺点是比原有空调系统多一套新风系统，使得系统结构复杂，成本增加；另外建筑结构要多预留新风管道，增加建筑的复杂性及影响建筑美观，不便推广使用；此外，只能调节新风量，改善室内的舒适感，不能按照室内的温、湿度及二氧化碳联合来调节新风量，不能保证健康的要求。又如专利号为ZL200720063821. 5的"一种新风旁通装置"专利，该装置连接安装在空气净化机或空调室内机的进风口 ，新风旁通装置的壳体上开有新风入口和室内风入口 ，壳体一侧边安装有活动门，壳体内安装有可旋转的新风调节门。该装置的主要缺点是结构复杂，成本高；新风调节门安装在壳体内，只能手动调节新风量，操作不便，并增加了安装和维修的难度；另外，该装置体积较大，增加了中央空调系统的占用空间，对建筑要求更高；此外，只能保证室内舒适，不能保证室内空气健康的要求。
三
发明内容
本发明的目的是针对现有空调系统新风调节装置的不足之处，提供一种智能新风控制装置。具有使用方便、操作简单、测量准确、精度高等特点，能根据室内空气的改变而自动调节新风、回风阀门的开度，在满足建筑室内舒适和卫生要求的同时，达到节能运行的目
3的。 本发明的目的是这样实现的一种智能新风控制装置，主要包括温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、计算控制器、电动阀门等。 温湿度传感器为2个市售产品，分别装设在原空调系统的新风管入口处和回风管入口处，并分别通过数据连接线与计算控制器连接。用以实时而准确检测空调系统中新风入口和回风入口的温度和湿度，并传输给计算控制器进行计算控制。 二氧化碳浓度检测器为2个市售产品，分别装设在原空调系统的新风管入口处和
回风管入口处，并分别通过数据连接线与计算控制器连接。用以实时而准确检测空调系统
中新风入口和回风入口的二氧化碳浓度，并传输给计算控制器进行比较控制。 电动阀门为2个，分别装设于原空调系统的新风管和回风管中，并分别通过数据
连接线与计算控制器连接。2个电动阀门还分别通过导线与控制箱连接。用以按照计算控
制器的控制信号，调节阀门的开度，达到控制调节室内的新风量的目的。 计算控制器市购(厂家定制)的装载有焓值计算比较和二氧化碳浓度比较程序的
芯片或单片机。本装置的计算控制器固定在原空调系统的混风箱的下侧或上侧或室内空调
机旁。用以实时接受温湿度传感器传输来的空调系统的新风入口和回风入口的温度和湿度
参数，通过程序进行空气焓值的计算比较，并实时接受二氧化碳浓度传感器传输来的空调
系统的新风入口和回风入口的二氧化碳浓度参数，通过程序进行比较，确定空调系统的新
风量，并发出控制信号给电动阀门，调节其开度，实现空调系统新风量的控制。然后，新风通
过原空调系统的混风箱、空气处理器、风机及送风管，送入空调房间内，满足空调房间内舒
适和健康的空气要求。 本发明的使用过程 (1)控制器内焓值的计算 空气的焓是衡量冷量和热量的依据。新风口处设置的温湿度传感器将实时检测的温度和湿度的参数送至计算控制器中，进行焓值的计算和对比分析。其中焓值的计算如下h = 1. 01t+0. 001d(2501+l. 85t) (KJ/Kg) (1) 式中h——空气的焓值，单位KJ/Kg ;
t——空气温度，单位°C ;
d——空气含湿量，单位g/Kg(a) 其中."622 ， (2)
5-m 式中p——空气相对湿度，单位％
B——大气压力，单位Pa Ps——空气温度为t时对应的水蒸气的饱和分压力，单位Pa。该值通过中国建筑工业出版社出版的《工程热力学》(第四版)(1999年)附录查得。 通过式(1)和式(2)可得，在获取当地大气压力的情况下，监测空气温度和相对湿
度，即可进行焓值的计算。
(2)控制区间临界点的确定 根据当地气象台近10年的逐时实测统计资料，得到室外气候状态的全年分布变
4化范围。首先先确定冬夏季室内工作状态点，有一定的波动区间。夏季工况时，空调室内机先把空气处理到机器露点，而后沿热湿比送风；冬季工况时，空调室内机先将空气从机器露点加热到一定点，而后沿热湿比送风。全年以iwl、iu、^2和iw2等焓线将i-d图划分为5个区域来进行调节，各个临界点的确定如下 iw :当地气候资料中出现过的最高焓值点。根据当地10年的气象数据中温度、相对湿度和含湿量，计算可得空气焓值 iN2 :夏季工况中，由室内设计参数的温度和相对湿度即可得到N2点的焓值。
^:夏季工况下一次回风处理过程中的机器露点焓值。对于特定的建筑，夏季工况中的室内余热量和余湿量可通过计算获得，从而得到建筑的热湿比e 2，在焓湿图上，将热湿比线延长与湿度V = 95%的湿度线相交，交点即为露点L2。 iu :冬季工况下一次回风处理过程中的机器露点焓值，其获取的方法和夏季工况中机器露点的获取相同。
iwl :W1点的出现是在冬季工况中，新风预热与回风混合后的焓值能等于iu。即为
此时系统新风G新和回风G回的比值满足
Gfai = 4i _ d
G新';1-z'ci iw :该点为当地气象参数中，焓值最低的点。 在获取当地气象资料并结合工程中的室内参数要求，上述的临界点焓值均为已知参数。
(3)焓值比较和阀门开度确定 在系统的新风入口处装设温湿度传感器，将实时检测的信号传递到计算控制器内的芯片，按照式(1)和式(2)进行室外新风温湿度参数焓值计算，控制空调系统的新风季节性调节。在此基础上通过装设在回风入口处的二氧化碳浓度传感器对室内空气的二氧化碳浓度检测并比较，进行新风阀门的调节，以应对室内人流和空气质量的变化。
焓值比较和阀门开度判断如下 ①室外空气的焓值iw < i^属于冬季寒冷季节，新风阀门开度最小，保持为设计的最小新风比m，满足室内卫生要求的最小新风即可。在此基础上，由二氧化碳浓度检测器获得室内二氧化碳浓度参数值，与规定的临界值O. 10%进行比较，若二氧化碳浓度高于0. 10%，则将阀门开度调大；若室内空气二氧化碳浓度低于O. 10%，则将阀门的开度调小，直至室内二氧化碳浓度达到临界值0. 10%时，阀门停止动作。 ②室外空气的焓值iw《乙〈iu，新风阀在最小开度的基础上，随着室外空气焓值的增加而加大，当室外空气的焓值等于iu时，可以用100%的新风，完全关闭制冷。不管室内二氧化碳浓度如何变化，新风阀门100%打开。 ③室外焓值在冬、夏的"露点"焓值之间的区域，iu《iw < i『此时回风阀门不用调节，室内状态点随新风状态而变化。在此区间，新风阀门的开度主要以室内二氧化碳浓度作为判断的依据，若二氧化碳浓度高于O. 10%，则将阀门开度调大；若室内空气二氧化碳浓度低于O. 10%，则将阀门的开度调小，直至室内二氧化碳浓度达到临界值0. 10%时，阀门停止动作。
④室外空气的焓值k2《iw < 、，这时开始要进入夏季了，关掉回风，新风阀门全开，进入全新风运行模式。在此区间新风阀门的开度维持在100%的开度。
室外空气的焓值乙> 、，空调处于夏季运行模式当中，此时打开回风阀，新风阀开度调小，调节到系统设计最小新风比m。在此基础上，由二氧化碳浓度传感器检测的室内二氧化碳浓度参数值，与规定的临界值O. 10%进行比较，若二氧化碳浓度高于0. 10%，则将阀门开度调大；若低于O. 10%，则将阀门的开度调小，直至室内二氧化碳浓度达到临界值O. 10%时，阀门停止动作。 本发明采用上述技术方案后，主要有以下的效果
1 、使用方便、智能地控制 本发明安装于建筑原空调系统的新风和回风管道上，通过传感器实时检测室内外空气温湿度和二氧化碳，通过计算控制器自动进行计算和对比，并输出调节信号自动对电动阀门的开度进行调节，避免了人为阀门调节的滞后性，同时省去了大量的人力物力。因而实现智能化控制，使用方便，便于推广应用。
2、控制精确、节能运行 本发明采用了远程温湿度检传感器，计算控制器为装有程序的芯片或单片机，能自动对室外气候参数的焓值进行计算和比较，测量准确、精度高，从而保证了建筑室内的空气质量要求和空调系统的节能运行。
3 、体积小，不占用建筑面积 本发明装置的各元件的体积小，又均为市售产品，成本低，并且多数元件如传感器和电动阀与稳定电路的电容和电阻串联后，通过电路控制总线装设于原空调系统的新风和回风管道内，不需要穿越墙体，不占用空调机房的建筑面积，节省了机房的空间，减少了投资。 4、更加健康化 本发明安装了二氧化碳浓度传感器，能够实时检测室内的二氧化碳浓度，并于国标规定值相比进行控制，提高室内空气质量，使人们生存空间更加健康，满足了建筑室内的舒适和健康的要求。 本发明可广泛应用于住宅、公共建筑等各种建筑的空调系统中，是一种智能控制又节能的新风装置。
四
图l为本发明原理框图。 图中1温湿度传感器，2二氧化碳浓度传感器，3电动阀门，4排风阀，5计算控制器，6混风箱，7空气处理器，8风机，9新风管，10回风管，11送风管，12排风管，13空调房间。
五具体实施例方式
下面结合具体实施方式
，进一步说明发明。
实施例1 如图1所示，一种用于大型公共建筑的智能新风控制装置，主要包括温湿度传感器1、二氧化碳浓度传感器2、电动阀门3和计算控制器5等。
2个市售的DS风管温湿度传感器1和2个市售的TT-GMT220 二氧化碳浓度传感器2，分别装设在原中央空调系统的新风管入口处和回风管入口处；2个市购的D971X电动阀门3，分别装设于原空调系统的新风管和回风管内。温湿度传感器1、二氧化碳浓度传感器2和电动阀门3均分别通过数据连接线与计算控制器5连接，电动阀门3还分别通过电路线与控制箱连接。计算控制器5市购(厂家定制)的装载有焓值计算比较和二氧化碳浓度比较程序的芯片，放置在原空调系统的混风箱6的上面，用以实时接受温湿度传感器传输来的空调系统的新风管9入口和回风管10入口的温度和湿度参数，通过程序进行空气焓值的计算比较，并实时接受二氧化碳浓度传感器传输来的空调系统的新风入口和回风入口的二氧化碳浓度参数，通过程序进行比较，确定空调系统的新风量，并发出控制信号给电动阀门3，调节其开度。然后，通过原空调系统的混风箱6、空气处理器7及风机8，通过送风管ll将处理过的空气送入空调房间13内，满足空调房间内舒适和健康的空气要求。
实施例2 如图1所示，一种用于住宅建筑的智能新风调节器，同实施例l，特征是计算控制器5为市购(厂家定制)的装载焓值计算比较和二氧化碳浓度比较程序的单片机，放置在室内空调机的旁边。
权利要求
一种智能新风控制装置，主要包括电动阀门(3)，其特征在于还有温湿度传感器(1)，二氧化碳浓度传感器(2)及计算控制器(5)，温湿度传感器(1)为2个市售产品，分别装设在原空调系统的新风管(9)入口处和回风管(10)入口处，并分别通过数据连接线与计算控制器(5)连接，二氧化碳浓度检测器(2)为2个市售产品，分别装设在原空调系统的新风管(9)入口处和回风管(10)入口处，并分别通过数据连接线与计算控制器(5)连接，电动阀门(3)为2个，分别装设于原空调系统的新风管(9)和回风管(10)中，并分别通过数据连接线与计算控制器(5)连接，2个电动阀门还分别通过导线与控制箱连接，计算控制器(5)为市购的装载有焓值计算比较和二氧化碳浓度比较程序的芯片或单片机，放置在原空调系统的混风箱(6)的下侧或上侧或室内空调机旁，确定空调系统的新风量，并发出控制信号给电动阀门(3)，调节其开度，然后，新风通过原空调系统的混风箱(6)、空气处理器(7)、风机(8)及送风管(11)送入空调房间(13)内。
全文摘要
一种智能新风控制装置，涉及空调系统的新风调节装置。本发明主要包括温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、计算控制器、电动阀门等。本发明具有智能控制、使用方便，控制精确、节能运行，体积小、成本低，提高室内的空气质量，满足人们对室内的舒适和健康要求等特点。本发明可广泛应用于住宅、酒店、公共建筑等各种建筑的空调系统中，是一种智能控制又节能的新风装置。
文档编号F24F11/02GK101769585SQ20101004204
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者丁勇, 刘猛, 刘红, 喻伟, 张立文, 李楠, 李百战, 苏莹莹 申请人:重庆大学