本发明涉及一种暖通控制系统，尤其是一种对流和辐射自适应供给暖通控制系统，属于暖通控制技术领域。
背景技术：
传统暖通系统的换热方式主要有辐射换热和对流换热。其中，辐射换热通过辐射面与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换完成热传递，例如顶板辐射空调、地板辐射空调等；对流换热则通过空气传递热能而完成热传递，例如风机盘管、低温散热器等末端设备。采用单一辐射或对流换热方式的暖通系统在国内已有广泛应用。单一辐射暖通系统虽然具有温度分布均匀、热感舒适、安静无声等特点，但同时具有热惰性差、空气换热速度慢、工程造价高等缺点；单一对流型暖通系统虽然具有空气换热速度快、造价适中等特点，但同时具有温度分布不均匀、体感不舒适、易产生噪声、吹风感强且供热工况下系统运行初期吹冷风等缺点。
现有技术的对流和辐射暖通系统的控制方式存在明显的缺陷，其对流和辐射控制模式较为简单：在供热工况下，对流空调末端几乎不参与供热，而更多地依赖辐射末端进行供热；单一的水箱供水温度导致过量供热以及辐射面温度过高；辐射末端存在的热惰性大使得室内温控器无法精准控制室温，导致供热工况下室内舒适性不佳和能源浪费问题。在供冷工况下，则依赖对流空调末端进行供冷，且无法更好地实现室内除湿，无法实现辐射空调末端补充供冷，导致供冷工况下舒适性不佳和能源浪费问题。此外，依赖对流空调末端供冷还导致了吹风感强和噪声大等问题。
技术实现要素：
本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种对流和辐射自适应供给暖通控制系统，包括系统主控器，以及分别与系统主控器连接的室外热泵系统、温控中心、室外温度传感器、室内温湿度传感器、对流空调末端和辐射空调末端，系统主控器采集所连接的各传感器的数据，控制室外热泵系统最佳运行状态、控制对流空调末端的运行供热（供冷）状态、控制温控中心的冷（热）媒质的调温、控制辐射空调末端的辐射强度状态，使整个暖通系统处于最佳状态；
冬季寒冷时，以对流末端来辅助辐射末端供暖，避免辐射末端表面的温度过高带来的不舒适，提高了室内高舒适供暖。夏季炎热时，以辐射末端来辅助对流末端制冷，避免对流末端的出风风速过高带来的高噪音，避免高风速的吹风感不舒适，提供除湿能力，系统大幅提高了辐射供冷的比例，带来了高舒适的供冷。
由于对流和辐射自适应供给暖通控制系统具有全动态控制辐射末端的供水温度，在冬季可以达到热需求的按需供给，减少热传导损失，在控制了舒适度的同时带来的节能。在夏季可以提供高于室内露点的水温，可彻底避免了辐射末端表面的结露发霉。
室外热泵系统包括室外热泵主机、一次侧循环泵以及缓冲水箱，室外热泵主机通过一次侧循环泵与缓冲水箱相连，一次侧循环泵由系统主控器控制驱动；
温控中心包括二次循环泵、电动调节阀、电动调节阀执行器、缓冲水箱供水温度传感器、出水温度传感器以及回水温度传感器；由水箱供水温度传感器、出水温度传感器和回水温度传感器采集温度数据，通过电动调节阀执行器驱动电动调节阀对供回水温进行混合，经二次循环泵向辐射空调末端输出符合水温要求的冷热水；
室内温湿度传感器包括微处理器芯片、操作面板、温度传感器以及湿度传感器，操作面板用于用户进行操作和交互，微处理器芯片处理温度传感器和湿度传感器采集的室内温湿度传感器所在区域的室内温度和湿度数据以及辐射末端温度数据并与系统主控器通信连接；
对流空调末端包括水力平衡分配器、风盘循环泵、风机盘管、风盘风机、风盘电动阀以及联网风机盘管控制器，风盘循环泵将来自缓冲水箱的供水送至水力平衡分配器，由水力平衡分配器将供水经风盘电动阀分配至设在各区域的风机盘管，风盘风机和风盘电动阀由联网风机盘管控制器驱动控制，联网风机盘管控制器采集对流空调末端所在区域的温湿度数据并与系统主控器通信连接；
辐射空调末端包括辐射末端、保温分集水器和热力驱动器，保温分集水器与温控中心相连，保温分集水器将来自温控中心的出水送至辐射末端，辐射末端的工作强度由设置在保温分集水器上的热力驱动器控制，热力驱动器与系统主控器端口连接，受系统主控器控制。
本发明的进一步限定技术方案，前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，辐射末端的一端与分集水器的分水器一端连接，辐射末端的另一端与分集水器的集水器一端连接；分集水器的一端支路上连接有热力驱动器。
前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，系统主控器包括微处理器芯片、固化在芯片内的软件及其他部件；微处理器芯片采用stm32或plc通用芯片；固化在芯片内的软件包括嵌入式实时操作系统、应用程序、应用程序编程接口api、实时数据库等；系统主控器是整个对流和辐射自适应供给暖通控制系统的控制中心，用于指挥各子系统协调工作，可控制一至多个温控中心，保证整个系统按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。
前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，室内温湿度传感器内的微处理器芯片采用stm32或plc通用芯片，将采集获得的温湿度信息实时传输给系统主控器；温度传感器可接入辐射末端温度传感器。
前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，联网风盘控制器内设有实时控制模块，根据采集的温湿度信息实时控制风盘风机转速和风盘电动阀的启闭。室内温差越大则风速越高，室内温差越小则风速越低直至风盘风机关闭，最终使得所在区域达到高舒适度；其中，在供冷工况下，在达到设定的除湿温差时，风机盘管自动进入除湿模式。
前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，辐射末端通过辐射末端温度传感器实时监控辐射末端工作强度。
前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，温控中心内的电动调节阀为电动三通调节阀或电动四通调节阀；风盘电动阀为电动二通阀或电动三通阀。
前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，保温分集水器包括分水器和集水器，分水器向各个区域的地面或顶棚辐射末端管路输入来自温控中心的出水，集水器采集来自各个区域的地面或顶棚辐射末端管路的回水。
进一步的，前述的对流和辐射自适应供给暖通控制系统，系统主控器与各温湿度传感器以及阀门的执行器之间通过有线或无线方式进行通信连接。有线通信方式可采用rs485，无线通信方式可采用zigbee或wifi等，并且随着无线通信技术发展，通信方式不限定于上述几种。
为了解决传统暖通系统中存在的问题，本申请方案中对流和辐射自适应供给暖通控制系统应运而生，这类系统既充分利用了辐射空调舒适性强的优势，又采用风机盘管弥补了辐射空调调温速度慢的缺点，能够满足大部分夏热冬冷地区的室内舒适供冷和供热需求，适用于别墅、大户型住宅、酒店、办公及各类场所。
本申请的方案中对流和辐射自适应供给暖通系统主要由系统主控器，以及分别与系统主控器连接的室外热泵系统、温控中心、室外温度传感器、室内温湿度传感器、对流空调末端和辐射空调末端组成。运行时，系统主控器将探测温度与设定温度进行对比，在温差较大时运行对流空调末端来快速调节室内空气温度，在温差小于一定数值后关闭或减弱对流空调末端，以运行辐射空调末端来增加舒适性。特别是在供冷工况下，对流空调末端更多时候处于除湿模式，降低了对流空调末端的噪音，降低室内的湿度，以利于提高辐射末端的辐射换热强度，承担更多的辐射制冷负荷，提高了室内供冷的辐射占比，这些措施大大地提高夏季室内的舒适度。
与现有技术相比，本发明有益效果是：
⑴本系统将对流传热设备纳入联网控制，系统主控器根据室内温湿度的变化情况，实时调控风机盘管和辐射空调末端运行，使得风机盘管在处理室内温度时能更好地兼顾室内除湿。
⑵本系统实现各个不同区域的舒适度独立控制，一个主控器可控制一至多个温控中心等子系统，并根据需求实时调节能源供给，实现了多温区和多种供水温度，多区域的露点温度都能实现智能控制，实现各个区域不结露的辐射制冷需求，使得室内达到最佳的舒适体感，本系统既能保证不同热（冷）舒适度独立控制，实现室内环境的高舒适度，同时也有效提高节能效果。
⑶本系统在传统的利用风机盘管对流传热基础上增加了辅助的辐射末端供冷，使得室内供冷时的辐射占比得到较大改善，尤其是夏季供冷时室内温湿度更加舒适宜人，在夏季时按供冷工况运行，温控中心出水为低于室温的动态水温；在冬季按供热工况运行，温控中心出水高于室温的动态水温；同时，通过实时监控辐射末端的工作强度，使得室内达到最佳的舒适体感。
⑷本系统利用室内温湿度传感器实时比对室内实际温度和设定温度，并将数据采集给系统主控器，向联网风盘控制器发送开机指令，联网风盘控制器开启风机盘管电动阀，风盘风机根据当前室内温度和湿度数据，采用不同的风速运行，室内温差越大则风速越高，室内温差越小则风速越低直至风盘风机关闭，最终使得所在区域达到高舒适度；其中，在供冷工况下，在达到设定的除湿温差时，风机盘管自动进入除湿模式。
⑸本系统的联网风机盘管控制器自带回风温度和供水温度传感器，可精准获取供水温度，完全规避了传统控制模式下供热前期吹冷风的现象。同时，通过检测回风温度，使室内温度采样更加全面和精准。
⑹本系统能够适时控制风机盘管退出运行，实现室外热泵机组高效运行，水箱供水实现了高低温热水制热，由辐射空调末端承担大部分或全部室内冷热负荷，从而实现了室内制冷制热低噪音和无吹风感。
因此，本系统能够在供冷供热的两种情况下都很好地实现低能耗与高舒适度的同时体验。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图。
图2为本发明分集水器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种对流和辐射自适应供给暖通控制系统，结构如图1所示，包括系统主控器13，以及分别与系统主控器13连接的室外热泵系统、温控中心9、室外温度传感器14、室内温湿度传感器15、对流空调末端和辐射空调末端。系统主控器13采集所连接的各传感器的数据，控制室外热泵系统最佳运行状态、控制对流空调末端的供热（供冷）运行状态、控制温控中心9的冷（热）媒质的调温、调整辐射空调末端的辐射强度状态，使整个暖通系统处于最佳状态。
室外热泵系统包括室外热泵主机1、一次侧循环泵2以及缓冲水箱3，室外热泵主机1通过一次侧循环泵2与缓冲水箱3相连，一次侧循环泵2由系统主控器13控制驱动；
温控中心9包括二次循环泵、电动调节阀、电动调节阀执行器21、缓冲水箱供水温度传感器20、出水温度传感器22以及回水温度传感器23；由水箱供水温度传感器20、出水温度传感器22和回水温度传感器23采集温度数据，通过电动调节阀执行器21驱动电动调节阀，对供回水温进行混合，经二次循环泵向辐射空调末端输出符合水温要求的冷热水；
室内温湿度传感器15包括微处理器芯片、操作面板、温度传感器以及湿度传感器，操作面板用于用户进行操作和交互，微处理器芯片处理温度传感器和湿度传感器采集的所在区域的室内温度和湿度数据以及辐射末端温度数据并与系统主控器13通信连接；
对流空调末端包括水力平衡分配器5、风盘循环泵4、风机盘管6、风盘风机8、风盘电动阀7以及联网风机盘管控制器17，风盘循环泵4将来自缓冲水箱3的供水送至水力平衡分配器5，由水力平衡分配器5将供水经风盘电动阀7分配至设在各区域的风机盘管6，风盘风机8和风盘电动阀7由联网风机盘管控制器17驱动控制，联网风机盘管控制器17采集对流空调末端所在区域的温湿度数据并与主控器13通信连接；
辐射空调末端包括辐射末端12、保温分集水器10和热力驱动器11，保温分集水器10与温控中心9相连，保温分集水器10将来自温控中心9的出水送至辐射末端12，辐射末端12的工作强度由设置在保温分集水器10上的热力驱动器11控制，热力驱动器11与系统主控器13端口连接。
本实施例中辐射末端12的一端与分集水器10的分水器一端连接，辐射末端12的另一端与分集水器10的集水器一端连接；分集水器10的一端支路上连接有热力驱动器11。系统主控器13包括微处理器芯片、固化在芯片内的软件及其他部件，微处理器芯片采用stm32或plc通用芯片，固化在芯片内的软件包括嵌入式实时操作系统、应用程序、应用程序编程接口api、实时数据库等；系统主控器13与各温度湿度传感器、各阀门执行器、其他主要设备以及常用外设（新风、除湿、加湿设备等）之间采用rs485有线连接，与云端服务器之间采用wifi通信连接；系统主控器13是整个对流和辐射自适应供给暖通控制系统的控制中心，用于指挥各子系统协调工作，可控制一至多个温控中心，保证整个系统按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理；室内温湿度传感器15内的微处理器芯片采用stm32或plc通用芯片，将采集获得的温湿度信息实时传输给系统主控器13，温度传感器可接入辐射末端温度传感器；联网风盘控制器17内设有实时控制模块，根据采集的温湿度信息实时控制风盘风机8转速和风盘电动阀7的启闭，温控中心9内的电动调节阀为电动三通调节阀或电动四通调节阀；风盘电动阀7通常为电动二通阀或电动三通阀。
本实施例的具体工作过程如下：
室内温湿度传感器15通过操作面板向系统主控器13发出开机指令，系统主控器13接收指令后，向热泵主机1发出开机信号并设定缓冲水箱的供水温度；热泵主机1启动一次侧循环泵2，不断将热水（冷水）传输至缓冲水箱3储存。同时，系统主控器13获取缓冲水箱传感器20采集的水箱的当前回水温度，并和设定温度进行比对，判断温差是否达到设定的关机温差，若是则热泵主机1自动关机；在后续运行过程中，热泵主机1继续实时比对实际水温和设定水温，根据两者的温差数据自动切换启闭状态。
室外热泵系统开机达到设定时间后，室内温湿度传感器15采集当前室内温度和湿度数据，将获取的当前室内温度和设定温度的差值作为室内温差。根据当前室内温差和湿度数据，风盘风机8采用不同的风速运行，室内温差越大则风速越高，室内温差越小则风速越低直至风盘风机关闭，最终使得所在区域达到高舒适度；其中，在供冷工况下，在达到设定的除湿温差时，风机盘管自动进入除湿模式。
温控中心9的调节阀接收来自缓冲水箱3的供水和来自辐射末端12汇集的回水，系统主控器13实时地驱动调节阀执行器21控制调节阀的开度，使得抽取的不同温度的水箱供水和辐射末端回水进行一定比例混合，最终得到具有适合温度的温控中心出水，多余回水通过循环管路重新回到水箱3。调节阀当前开度的数值由系统主控器13通过pid模糊控制算法计算。
温控中心9输出的出水22进入分集水器10，分集水器10为每个区域分配一到多路供水支路，热水（冷水）进入各个区域的辐射末端12各支路。根据当前室内温度和湿度数据，系统主控器13自动切换分集水器10支路上的分水器控制阀的启闭状态，最终使得所有区域的室内温度达到设定温度。
需要说明的是，相较于供热工况，在供冷工况下，系统主控器13会实时计算室内的露点温度，使得温控中心9和分集水器10始终给辐射末端提供高于露点温度的出水，使得各个区域的辐射面没有结露的风险。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。