多区变风量中央空调系统新风量与空调末端风量实时控制方法

摘要

一种属于中央空调系统新风量和末端风量实时控制方法，其控制逻辑分为两个部分：一部分为空调系统层面，此部分中系统新风量最小设定值根据区域风量和CO

说明书

技术领域

一种适用于多区变风量中央空调系统新风量与空调末端风量的实时控制方法，特别是空调系统所服务的区域包括安装有二氧化碳传感器的区域、或者配备人员探测器的区域、或者没有任何传感器的区域。

背景技术

对多区域变风量(VAV)中央空调系统而言，每个区域新风需求量不同，而主风管送风的新风比却是固定的。为了保证合理的通风需求，理想情况是最不利区域刚好满足新风、送风需求，其他区域可能出现过度送风的情况，这些区域中未利用的新风在循环过程中应该考虑进去。所以，系统新风口需要不断调节以保证最不利区域新风供给量满足需求。

现有的多区风量控制逻辑中，各自存在一定局限性，因此开发出此套控制逻辑弥补现有控制逻辑中的不足。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种多区变风量中央空调系统新风量与空调末端风量的实时控制方法，根据二氧化碳(CO₂)浓度的多区变风量中央空调系统控制方法分为两个部分，其中一部分为系统层面，此部分中系统新风量最小设定值根据区域风量和CO₂浓度进行重置。另一部分为空调分区层面，它会保持系统通风效率(E_v)等于或大于通风效率最小设定值E_{v_limit}，即通过提高区域最小风量设定值来降低Z的值，提高通风效率(E_v)到最小设定值。

本发明是通过以下技术来实现的，本发明包括以下步骤：第一，输入通风效率最小设定值E_{v_limit}，空调分区送风量V_pz(i)，空调分区新风量V_oz(i)，未修正的系统新风量V_ou，室外空气干球温度T_{_oa}，室内空气干球温度T_{_ra}；第二，设置空调分区送风量V_pz的最小设定值为最小新风量V_oz(i)，计算基于最新区域送风量的系统新风需求量V_{ot_runtime}，计算实时通风效率E_{v_runtime}，计算基于economizer控制策略的系统新风需求量V_{ot_eco}；第三，对比实时通风效率E_{v_runtime}与通风效率最小值E_{v_limit}，对比基于区域送风量计算得到的系统新风量V_{ot_runtime}与基于economizer控制策略的系统新风量V_{ot_eco}；第四，当E_{v_runtime}＜E_{v_limit}且V_{ot_runtime}＞V_{ot_eco}条件不成立时，输出：V_{pz_res(i)}＝V_pz(i)，V_{ot_res}＝max(V_{ot_runtime}，V_{ot_eco})；第五，当E_{v_runtime}＜E_{v_limit}且V_{ot_runtime}＞V_{ot_eco}条件成立时，首先找到最不利空调分区，而后计算最不利空调分区需求风量V_{pz_res。c}，从而得到区域实时通风效率E_{v_runtime}并设置为通风效率最新最小值E_{v_limit}，最后根据新的最不利区域风量V_{pz_res。c}计算系统新风量V_{ot_runtime}、实时通风效率E_{v_runtime}和基于economizer控制策略的系统新风量V_{ot_eco}，直至E_{v_runtime}＜E_{v_limit}且V_{ot_runtime}＞V_{ot_eco}条件不成立。

本发明的有益效果是：重置最不利空调区域的最小风量设定值的目的是获得一个更小值的E_v而不用浪费大量能源在处理室外空气上；调节区域风量的能量节约效率取决于降低系统新风与V_pz增加带来的额外能源消耗的平衡。当E_v较低时，即区域中V_bz/E_z·V_pz远大于V_ou/V_ps时，这种调节方法的效率较高。

附图说明

图1为本发明的流程控制图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

在多区风量控制逻辑中，空调分区最小风量设定值需要使E_v接近E_{v_limit},其流程图如图1所示。此多区风量控制策略在区域控制系统层面上来说，计算得到的运行时系统通风效率E_{v_runtime}会和E_{v_limit}进行比较。如果E_{v_runtime}比E_{v_limit}小，通过设定最不利区域风量最小设定目标值，使E_{v_runtime}等于E_{v_limit}。之后最不利区域风量最小设定值以维持E_v等于E_{v_limit}来进行调节。当区域最小新风量重新设置后，最不利区域可能会变为其他区域，所以基于新区域风量最小设定值，系统通风效率E_{v_runtime}和V_{ot_eco}需要重新计算，然后计算得到的E_v再与E_{v_runtime}进行比较，直到E_{v_runtime}大于E_{v_limit}循环结束。此计算方法需要测量空调变风量末端的送风量。

因此，这个控制逻辑由两个条件组成：

(1)当前计算出的E_{v_runtime}等于或大于E_{v_limit}时，表明最不利区域的V_bz/E_z·V_pz与V_ou/V_ps接近，每个区域新风量就不需要调整；

(2)当前计算出的E_v小于E_{v_limit}时，最不利分区的最小风量设定值应该调整，以使新风供给更合理。最不利区域的风量应该增加，以使E_v更接近E_{v_limit}。为了保持E_v＝E_{v_limit}，区域最小风量计算应该根据如下公式进行计算：

由于空调分区风量不能大于分区的设计风量，因此，计算出的区域风量设定值V_{pz_reset}大于区域风量设计值时，最小风量设定值应为V_{pz_min_setpoint}＝V_{pz_design}，而不是V_{pz_min_setpoint}＝V_{pz_reset}。

在本发明中，各参数的定义如下：

E_v——系统通风效率；

E_{v_runtime}——实时通风效率，来自控制系统计算；

E_{v_limit}——通风效率最小值，来自初始设定；

E_z——空调分区气流组织效率；

V_ou——未修正室外新风量，来自控制系统计算；

V_{ot_runtime}——基于空调分区送风量计算得到的系统新风量，来自控制系统计算；

V_{ot_eco}——基于economizer控制策略的系统新风量，来自控制系统计算；

V_ps——系统风量，来自设计值；

V_bz——呼吸区新风需求量，来自控制系统计算；

V_{pz_res.c}——最不利空调分区送风量，来自控制系统计算；

V_pz——空调分区送风量，来自风量检测装置；

T_{_oa}——室外空气干球温度，来自室外温度计；

T_{_ra}——室内空气干球温度，来自室内温度计。

本发明是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明例进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。