[发明专利]建筑物的分区需求控制通风

说明书

一种用于操作HVAC系统的空气处理单元的方法。方法包含打开外部空气流控制设备，以在高室外空气时间段期间，使得呼吸用空气流到具有第一数量占用者的第一区域和具有少于第一数量占用者的第二数量占用者的第二区域。然后，关闭外部空气流控制设备，以在低室外空气时间段期间，使得调节空气流到第一和第二区域。此外，可变空气量(VAV)空气流控制设备分别向第一和第二区域提供适合第一和第二数量占用者的期望量的呼吸用空气。然后，VAV空气温度控制设备向具有对于第一和第二数量占用者合适的温度的第一和第二区域提供调节空气。

技术领域

本发明的各方面涉及用于具有供热、通风系统的建筑物的需求控制通风，并且更具体地涉及一种方法，用于操作空气处理单元以向第一区域提供适合于第一数量的占用者的期望量的呼吸用空气和向第二区域提供适合于第二数量的占用者的期望量的呼吸用空气，并且向具有对于第一数量的占用者合适的温度的第一区域提供调节空气，并且向具有对于第二数量的占用者合适的温度的第二区域提供调节空气，其中，以新颖的控制顺序交替操作可变空气量(VAV)、屋顶单元(RTU)和空气处理单元(AHU)温度和气流致动器。

背景技术

需求控制通风(DCV)是一种既可以响应占用者通风需求又可以实现建筑物或其它占用空间的节能的方法。在DCV中，建筑物空气中检测到的二氧化碳(CO₂)水平被用于调整或控制由供热、通风和空调(HVAC)系统的空气处理单元(AHU)供应到建筑物的新鲜空气量(即室外通风量)，以确保符合通风要求并降低CO₂水平。为了降低成本，使用位于AHU的回风管中的单个CO₂传感器，而不是为建筑物的每个热(即加热/冷却)区域提供CO₂传感器。因此，传感器测量整个建筑物的平均CO₂水平。然后基于平均的CO₂水平调整对应屋顶单元(RTU)的室外空气风门和/或HVAC系统的AHU。

传统的DCV方法不能根据相应单独区域中的占用者的数量调整建筑物中的各个区域的CO₂水平。如果一个区域具有较多的占用者，则该区域中的室外空气可能不足以满足健康要求(即该区域处于欠通风状态)。为了增加满足每个区域的最小通风要求的可能性，美国供热、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)标准62.1建议每人每分钟5立方英尺(CFM)的新鲜空气。与ASHRAE标准相比，能源和环境设计领先(LEED)标准要求额外提供30％的室外空气。在传统的DCV方法中，回流管道中的CO₂传感器测量整个建筑物的平均的新鲜空气水平。传统方法仅确保整个建筑物每人至少5CFM新鲜空气吸入量。传统的方法不能确保新鲜空气根据区域中占用者的数量分配到不同区域。在标准的单管系统中，每个区域的供应空气中的新鲜空气比率是相同的。一方面，拥有更多占用者的区域没有足够的新鲜空气。另一方面，占用者相对较少的区域可能会过度通风，从而浪费能源。此外，由于标准建筑物具有一个管道系统，所以将呼吸用空气和调节空气(即用于空调目的的空气)混合。

发明内容

调节空气和呼吸用空气在常规HVAC系统中耦合。在传统的VAV系统中，AHU室外空气风门由基于回流管道中的CO₂传感器的CO₂反馈回路控制。AHU室外风门和VAV箱风门没有协调。为了分离呼吸用空气和调节空气，因此确保在单独热力区域处的新鲜空气，使用根据本发明的各方面的脉宽调制(PWM)控制序列。该控制序列通过分离不同时隙处的呼吸用空气和调节空气，为单独的区域提供足够的室外空气要求。根据本发明各方面的PWM方法包含两个新颖特征：即“高室外空气”时间段和“低室外空气”时间段。在高室外空气时间段期间，AHU室外空气风门打开的相对较宽，这样的供气管道主要用来提供新鲜空气。在低室外空气时间段期间，AHU室外空气风门基本关闭，并且HVAC系统主要用于为了调节目的而循环空气。该方法在单个管道系统中提供虚拟双通风通道。