專利名稱：一種變風(fēng)量地板送風(fēng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變風(fēng)量地板送風(fēng)裝置，屬于空氣調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
置換通風(fēng)是一種新型的空調(diào)通風(fēng)方式，地板送風(fēng)末端作為其中常見的一種送風(fēng)末端形式，在國外應(yīng)用日廣。地板送風(fēng)口一般與地面平齊設(shè)置，下接風(fēng)管或?qū)⒌匕逑虏靠臻g作為靜壓室送風(fēng)，國外稱為UFAC(underfloor air conditioning system)系統(tǒng)或vertical displacementsystem。由于新型辦公室要求電纜線隨意通入計算機和發(fā)熱設(shè)備，設(shè)備位置可能隨時更動，發(fā)熱量也會變化，隔墻也會更改位置，引起辦公室劃分的變動，使內(nèi)部負荷發(fā)生變化，氣流通道必須改動，致使傳統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)處于被動狀態(tài)，不利于滿足單獨辦公室空間內(nèi)部環(huán)境要求，所以高架地板送風(fēng)的應(yīng)用是當(dāng)今發(fā)展的趨勢([1]馬仁民，地板送風(fēng)技術(shù)條件與舒適條件的研究，暖通空調(diào)，1995.645-51)。架空地板送風(fēng)方式將處理過的空氣以低速從地板均勻地直接送入工作區(qū)，送風(fēng)在上升過程中慢慢與室內(nèi)空氣混合，使熱空氣和污染空氣上升至頂部回風(fēng)口，形成溫度分層和濃度分層，室內(nèi)工作區(qū)的溫度和污染物濃度低于上部。([2]麥嵐，何焰，架空地板送風(fēng)系統(tǒng)在辦公樓中的應(yīng)用，制冷空調(diào)與電力機械，2003，2432-34)。
目前現(xiàn)有技術(shù)中地板風(fēng)口多為被動型地板風(fēng)口，末端無動力裝置。當(dāng)送風(fēng)風(fēng)道或地板中沒有足夠的靜壓時，地板風(fēng)口的散流動力持續(xù)減??；當(dāng)風(fēng)道或地板中與室內(nèi)靜壓壓差小于風(fēng)口阻力時，地板風(fēng)口沒有送風(fēng)氣流，風(fēng)口無法起到散流器作用。引起該缺陷的原因是大型的空間采用地板送風(fēng)，當(dāng)?shù)匕屣L(fēng)口位置距離送風(fēng)源較遠時，送風(fēng)輸運中壓頭損失過大，造成末端靜壓不足。目前有一定改進，如(專利公開號)200420000489.4的一種置換風(fēng)口，較傳統(tǒng)形式增加了末端動力裝置。這一專利雖然解決了置換通風(fēng)末端風(fēng)口壓力不足的問題，但在實際工程中，室內(nèi)負荷隨時間變化，且各個末端負責(zé)區(qū)域內(nèi)負荷變化規(guī)律大多不相同，如果末端送風(fēng)裝置無法實現(xiàn)變風(fēng)量，則無法保證室內(nèi)參數(shù)(濕度或二氧化碳濃度)，且末端風(fēng)機只能在滿負荷狀態(tài)運行，造成不必要的能源浪費。上述專利雖然提到了末端裝置提供風(fēng)量可變，但是并沒有給出風(fēng)量變化的依據(jù)，以及具體的實現(xiàn)過程。
在實際工程中，室內(nèi)負荷隨時間變化，且各個末端負責(zé)區(qū)域內(nèi)負荷變化規(guī)律大多不相同，使用現(xiàn)有的動力型置換風(fēng)口無法根據(jù)室內(nèi)負荷的變化來實現(xiàn)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，末端風(fēng)機只能在滿負荷狀態(tài)運行，造成不必要的能源浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變風(fēng)量地板送風(fēng)裝置，該裝置可根據(jù)各自負責(zé)區(qū)域內(nèi)負荷的變化來單獨調(diào)節(jié)風(fēng)量，在保證室內(nèi)參數(shù)(濕度、溫度或二氧化碳濃度)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)能耗最小，以解決動力型置換風(fēng)口末端風(fēng)量不能隨室內(nèi)負荷變化而調(diào)節(jié)的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種地板置換通風(fēng)裝置，含有引風(fēng)口，設(shè)置在引風(fēng)口出口處的增壓風(fēng)機，均壓箱，帶有送風(fēng)孔的地板風(fēng)口，其特征在于該裝置還包括設(shè)置在室內(nèi)工作區(qū)內(nèi)的傳感器和用于調(diào)節(jié)風(fēng)機電壓的電壓調(diào)節(jié)器，所述的傳感器采用濕度、溫度或二氧化碳濃度傳感器，所述的傳感器和電壓調(diào)節(jié)器通過控制線路分別與中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器相連；將傳感器所測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度信號傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)或現(xiàn)場控制器；所述的中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器根據(jù)傳感器測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的該參數(shù)的值之差，利用增量式PID算法或分檔調(diào)節(jié)算法計算出此刻所需要的風(fēng)機電壓，再將電信號傳輸?shù)诫妷赫{(diào)節(jié)器，通過改變電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓來改變風(fēng)機的風(fēng)量。
在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所述的增壓風(fēng)機采用直流無刷風(fēng)機；在所述的地板風(fēng)口采用上下兩層。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果在安裝有多個地板風(fēng)口且各個地板風(fēng)口負責(zé)區(qū)域負荷隨時刻變化規(guī)律不一致的空間內(nèi)，各空調(diào)末端可根據(jù)各自負責(zé)區(qū)域內(nèi)負荷的變化來單獨調(diào)節(jié)風(fēng)量，在保證室內(nèi)參數(shù)(溫度、濕度或二氧化碳濃度)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)能耗最??；采用電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)風(fēng)量，與常規(guī)的變頻風(fēng)機調(diào)節(jié)相比，節(jié)省了初投資，有很好的經(jīng)濟價值。同時，作為一個整體的定型產(chǎn)品，可以依需要安裝在房間的任何位置，且安裝簡便易行。


圖1為本發(fā)明提供的一種變風(fēng)量地板送風(fēng)裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為采用增量式PID算法控制風(fēng)機風(fēng)量的流程圖。
圖3為采用分檔調(diào)節(jié)算法控制風(fēng)機風(fēng)量的流程圖。
圖中1-地板風(fēng)口；2-均壓箱；3-增壓風(fēng)機；4-電壓調(diào)節(jié)器；5-傳感器；6-引風(fēng)口；7-地板風(fēng)口上層送風(fēng)孔；8-地板風(fēng)口下層均流小孔；9-中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明提供的地板置換通風(fēng)裝置，主要包括引風(fēng)口6，設(shè)置在引風(fēng)口出口處的垂直放置的增壓風(fēng)機3，在風(fēng)機上方與風(fēng)機相連的均壓箱2，與均壓箱相連的地板風(fēng)口1，設(shè)置在室內(nèi)工作區(qū)內(nèi)的傳感器5和用于調(diào)節(jié)風(fēng)機電壓的電壓調(diào)節(jié)器4，傳感器可采用濕度、溫度或二氧化碳濃度傳感器，傳感器5和電壓調(diào)節(jié)器4通過控制線路分別與中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器9相連。所述的增壓風(fēng)機一般采用效率高，噪聲小的直流無刷型風(fēng)機。所述的地板風(fēng)口設(shè)有兩層均勻密布的小孔(上層送風(fēng)孔7和下層均流小孔8)，起到兩次均流作用。送風(fēng)經(jīng)過增壓風(fēng)機加壓，動壓增加，然后經(jīng)過均壓箱和地板風(fēng)口，動壓減小，靜壓增大，氣流分布較為均勻，最后被均勻送出。地板送風(fēng)要求的送風(fēng)速度小于0.2m/s，保證了人員的舒適性，室內(nèi)人員即使在風(fēng)口前也不會有明顯的吹風(fēng)感。
本發(fā)明的具體調(diào)節(jié)手段如下首先，將布置在該地板送風(fēng)裝置負責(zé)工作區(qū)的傳感器所測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度信號傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)或現(xiàn)場控制器，所述的中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器根據(jù)傳感器測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的該參數(shù)的值之差，利用增量式PID算法或分檔調(diào)節(jié)算法計算出此刻所需要的風(fēng)機電壓，再將電信號傳輸?shù)诫妷赫{(diào)節(jié)器，通過改變電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓來改變風(fēng)機的風(fēng)量。
如果對于室內(nèi)控制參數(shù)要求比較嚴(yán)格，即參數(shù)可波動范圍較小，則可以采用增量式PID算法，即增量式比例—積分—微分算法，具體公式如下ΔGk＝Kp[ek-ek-1+ekT/Ti+(ek-2ek-1+ek-2)Td/T]其中，T為采樣周期，ek，ek-1，ek-2為第k個，第k-1個，第k-2個采樣周期里采樣的值(即所需控制參數(shù)的實測值，例如溫度，濕度或二氧化碳濃度)與預(yù)先設(shè)定的該參數(shù)值之差，ΔGk為第k個采樣周期的風(fēng)量增量，Kp為比例增益，Ti為積分時間，Td為微分時間。其中比例增益，積分時間與微分時間這三個參數(shù)的值與該裝置實際應(yīng)用的環(huán)境有關(guān)，需要在具體環(huán)境中進行整定。
電壓調(diào)節(jié)器將上一時刻的電壓值Uk-1輸送到中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器，根據(jù)風(fēng)機電壓和送風(fēng)量的關(guān)系(與風(fēng)機性能以及末端設(shè)備阻力特性有關(guān)，可以通過實際測量得到)計算出上一時刻的風(fēng)量Gk-1，與采用增量式PID算法計算出的風(fēng)量增量ΔGk相加，得到此時所需的送風(fēng)量Gk，再根據(jù)風(fēng)機電壓和送風(fēng)量的關(guān)系計算出此時所需的風(fēng)機電壓Uk，將信號傳輸?shù)诫妷赫{(diào)節(jié)器，改變電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓從而改變風(fēng)量，整個控制系統(tǒng)的流程如圖2所示。
如果參數(shù)可波動范圍較大，則可以采用分檔調(diào)節(jié)方法，該方法將電壓分為n檔，每檔的電壓分別為U1，U2......Un，將所需控制參數(shù)實測值與設(shè)定值的差分為n-1檔，每檔的偏差分別為e1，e2......en-1，控制規(guī)則如下Uk=Un(en-1<ek)Uk=Um(em-1<ek<em,m=2,3L,n)Uk=U1(ek<e1)]]>其中Uk為第k個采樣周期的風(fēng)機電壓，ek為第k個采樣周期的所需控制參數(shù)實測值與預(yù)先設(shè)定的該差數(shù)的值之差。整個控制系統(tǒng)的流程如圖3所示，中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器根據(jù)傳感器測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的該參數(shù)的值之差ek，利用分檔調(diào)節(jié)算法計算出此刻所需要的風(fēng)機電壓Uk，再將電信號傳輸?shù)诫妷赫{(diào)節(jié)器，通過改變電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓來改變風(fēng)機的風(fēng)量。
權(quán)利要求
1.一種地板置換通風(fēng)裝置，含有引風(fēng)口，設(shè)置在引風(fēng)口出口處的增壓風(fēng)機，均壓箱，帶有送風(fēng)孔的地板風(fēng)口，其特征在于該裝置還包括設(shè)置在室內(nèi)工作區(qū)內(nèi)的傳感器和用于調(diào)節(jié)風(fēng)機電壓的電壓調(diào)節(jié)器(4)，所述的傳感器采用濕度、溫度或二氧化碳濃度傳感器(5)，所述的傳感器和電壓調(diào)節(jié)器通過控制線路分別與中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器(9)相連；將傳感器所測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度信號傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)或現(xiàn)場控制器；所述的中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器根據(jù)傳感器測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的該參數(shù)的值之差，利用增量式PID算法或分檔調(diào)節(jié)算法計算出此刻所需要的風(fēng)機電壓，再將電信號傳輸?shù)诫妷赫{(diào)節(jié)器(4)，通過改變電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓來改變風(fēng)機的風(fēng)量。
2.按照權(quán)利要求1所述的地板置換通風(fēng)裝置，其特征在于所述的增壓風(fēng)機采用直流無刷風(fēng)機。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的地板置換通風(fēng)裝置，其特征在于在所述的地板風(fēng)口采用上下兩層。
全文摘要
一種變風(fēng)量地板送風(fēng)裝置，涉及一種置換通風(fēng)地板送風(fēng)末端裝置。該裝置在傳統(tǒng)地板送風(fēng)的基礎(chǔ)上于末端增加了增壓風(fēng)機、電壓調(diào)節(jié)器以及布置在該地板送風(fēng)裝置所負責(zé)工作區(qū)的傳感器，傳感器和電壓調(diào)節(jié)器通過控制線路分別與中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器相連。該中央控制系統(tǒng)或現(xiàn)場控制器根據(jù)傳感器測得的室內(nèi)當(dāng)前狀態(tài)時的濕度、溫度或二氧化碳濃度參數(shù)值與預(yù)先設(shè)定的該參數(shù)值之差，利用增量式PID算法或分檔調(diào)節(jié)算法計算出此刻所需要的風(fēng)機電壓，再將電信號傳輸?shù)诫妷赫{(diào)節(jié)器，通過改變電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓來改變風(fēng)機的風(fēng)量，以維持室內(nèi)的設(shè)計參數(shù)。本發(fā)明解決了動力型置換風(fēng)口末端風(fēng)量不能隨室內(nèi)負荷變化而調(diào)節(jié)以及不必要的能源浪費等問題。
文檔編號F24F11/02GK1687657SQ20051001165
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者趙彬, 趙恒 , 吳俊 申請人:清華大學(xué)