本發(fā)明涉及新風(fēng)機組，具體為適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。
2、在高溫高濕地區(qū)，濕負荷在新風(fēng)系統(tǒng)中占比較大，這使得新風(fēng)機組在滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)和除濕要求的同時，面臨更大的能耗壓力，加重了系統(tǒng)的運行負擔(dān)。同時，為了避免室內(nèi)結(jié)露，經(jīng)冷卻除濕后的新風(fēng)通常需要再熱后送到室內(nèi)，傳統(tǒng)新風(fēng)機組的熱濕處理方式存在冷熱抵消現(xiàn)象，也增大了新風(fēng)機組的能耗。此外，常規(guī)新風(fēng)機組缺乏有效的智能化調(diào)控手段，不能實現(xiàn)按需供新風(fēng)，難以全面優(yōu)化系統(tǒng)運行。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)及控制方法，利用深度除濕后的冷風(fēng)對新風(fēng)進行預(yù)冷，降低表冷器的負荷，同時，利用預(yù)冷前的新風(fēng)具有的熱量，對除濕后的低溫冷風(fēng)進行再熱，既降低了表冷器的除濕負荷，又能避免冷風(fēng)直接送入房間造成結(jié)露現(xiàn)象。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明的第一個方面提供適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)，包括依次布置在風(fēng)管上的過濾器、熱交換器、表冷器和風(fēng)機；室外新風(fēng)經(jīng)過濾器進入熱交換器，熱交換器以來自表冷器的除濕冷風(fēng)為冷源為過濾后的新風(fēng)進行預(yù)冷，預(yù)冷后的新風(fēng)經(jīng)表冷器深冷除濕，并利用熱交換器再熱，最終通過風(fēng)機送入室內(nèi)；
4、過濾器和熱交換器之間設(shè)有支管，支管引出過濾后的新風(fēng)送入到表冷器之前，并通過旁通風(fēng)閥控制送入表冷器的新風(fēng)量；另一部分新風(fēng)通過預(yù)冷風(fēng)閥控制送入熱交換器的新風(fēng)量，通過旁通風(fēng)閥和預(yù)冷風(fēng)閥聯(lián)動控制新風(fēng)的流通路徑和換熱比例，實現(xiàn)送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)。
5、進一步的，熱交換器以來自表冷器的除濕冷風(fēng)為冷源，為過濾后的新風(fēng)進行預(yù)冷，除濕冷風(fēng)釋放冷量后升溫，實現(xiàn)新風(fēng)除濕后的再熱。
6、進一步的，表冷器以循環(huán)的冷水為冷源，為新風(fēng)進行深冷除濕，利用控制閥調(diào)節(jié)冷水的循環(huán)量。
7、本發(fā)明的第二個方面提供適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：
8、新風(fēng)量控制：通過獲取目標房間的二氧化碳濃度和人員數(shù)量，計算出需要增加或減少的新風(fēng)量，結(jié)合風(fēng)機的工頻頻率和額定風(fēng)量，確定風(fēng)機響應(yīng)風(fēng)量變化的控制信號；
9、送風(fēng)溫度控制：基于各目標房間的溫濕度計算露點溫度，以最大露點溫度與設(shè)定裕度的和作為送風(fēng)溫度的設(shè)定值，通過預(yù)冷風(fēng)閥與旁通風(fēng)閥的聯(lián)動開度調(diào)節(jié)，維持當前送風(fēng)溫度逼近設(shè)定值；
10、濕度控制：根據(jù)各目標房間的濕度確定最高濕度，以最高濕度與設(shè)定濕度之間的差值為反饋信號，調(diào)節(jié)表冷器冷源循環(huán)量，維持新風(fēng)濕度處于設(shè)定范圍。
11、進一步的，獲取目標房間的二氧化碳濃度，經(jīng)加權(quán)處理得到加權(quán)平均濃度值，根據(jù)與預(yù)設(shè)目標濃度的偏差，生成新風(fēng)機頻率增量控制信號uf1。
12、進一步的，獲取目標房間的人員數(shù)量，基于人員變化數(shù)量確定需增加或減少的新風(fēng)量，結(jié)合風(fēng)機的工頻頻率和額定風(fēng)量，確定風(fēng)機頻率增量控制信號uf2。
13、進一步的，新風(fēng)機頻率增量控制信號uf1與uf2求和后，作為風(fēng)機的控制信號。
14、進一步的，獲取各目標房間的溫濕度，基于近似法計算相應(yīng)房間的露點溫度并確定最大露點溫度，以最大露點溫度與裕度的和，作為送風(fēng)溫度最優(yōu)設(shè)定值。
15、進一步的，以風(fēng)機出口處的溫度作為送風(fēng)溫度，與得到的最優(yōu)送風(fēng)溫度設(shè)定值比較得到偏差信號，生成調(diào)節(jié)信號用于調(diào)節(jié)預(yù)冷風(fēng)閥和旁通風(fēng)閥的開度。
16、進一步的，獲取各目標房間的濕度確定最高濕度，以最高濕度與設(shè)定濕度之間的差值為反饋信號，調(diào)節(jié)表冷器的冷水循環(huán)量，維持新風(fēng)濕度處于設(shè)定范圍。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，以上一個或多個技術(shù)方案存在以下有益效果：
18、1、傳統(tǒng)的新風(fēng)機組在利用表冷器除濕后，一般通過電加熱實現(xiàn)再熱處理后再送到室內(nèi)，避免除濕后的空氣因溫度過低引起室內(nèi)結(jié)露，而這種方式中，降溫除濕和除濕后的再熱之間存在冷熱抵消，使得機組的能耗過高。本系統(tǒng)則進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，利用深度除濕后的冷風(fēng)對新風(fēng)進行預(yù)冷，降低表冷器的負荷，同時，利用預(yù)冷前的新風(fēng)具有的熱量，對除濕后的低溫冷風(fēng)進行再熱，既降低了表冷器的除濕負荷，又能避免冷風(fēng)直接送入房間造成結(jié)露現(xiàn)象，同時更好了利用高溫高濕地區(qū)環(huán)境空氣中的既有熱量，減少了系統(tǒng)能耗，形成節(jié)能型機組。
19、2、本系統(tǒng)將過濾后的新風(fēng)通過旁通支管引入到用于除濕的表冷器之前，通過預(yù)冷風(fēng)閥和旁通風(fēng)閥的聯(lián)動控制，改變冷風(fēng)的流通路徑和換熱比例，從而實現(xiàn)精確的送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)。
20、3、實現(xiàn)了多策略控制。系統(tǒng)基于室內(nèi)環(huán)境參數(shù)實現(xiàn)新風(fēng)量控制、送風(fēng)溫度控制和濕度控制三重控制策略，在滿足空氣品質(zhì)需求的同時，精確調(diào)節(jié)新風(fēng)量、送風(fēng)溫度和室內(nèi)濕度，避免能源浪費。
21、4、風(fēng)機變頻運行優(yōu)化。通過新風(fēng)負荷預(yù)測結(jié)果動態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)機頻率。相比傳統(tǒng)定頻運行模式，變頻控制根據(jù)實時需求進行優(yōu)化調(diào)速，確保風(fēng)量供給與實際使用相匹配，減少無效運行能耗。
22、5、廣泛適應(yīng)性。不僅適用于高溫高濕地區(qū)的集中式新風(fēng)系統(tǒng)，還具備良好的模塊化、可擴展特性，適應(yīng)多種商業(yè)樓宇、辦公建筑、地鐵、醫(yī)院等對空氣質(zhì)量與節(jié)能要求較高的場景。
1.適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次布置在風(fēng)管上的過濾器、熱交換器、表冷器和風(fēng)機；室外新風(fēng)經(jīng)過濾器進入熱交換器，熱交換器以來自表冷器的除濕冷風(fēng)為冷源為過濾后的新風(fēng)進行預(yù)冷，預(yù)冷后的新風(fēng)經(jīng)表冷器深冷除濕，并利用熱交換器再熱，最終通過風(fēng)機送入室內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器和所述熱交換器之間設(shè)有支管，所述支管引出過濾后的新風(fēng)送入到表冷器之前，并通過旁通風(fēng)閥控制送入表冷器的新風(fēng)量；另一部分新風(fēng)通過預(yù)冷風(fēng)閥控制送入熱交換器的新風(fēng)量，通過旁通風(fēng)閥和預(yù)冷風(fēng)閥聯(lián)動控制新風(fēng)的流通路徑和換熱比例，實現(xiàn)送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求1的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述表冷器以循環(huán)的冷水為冷源，為新風(fēng)進行深冷除濕，利用控制閥調(diào)節(jié)冷水的循環(huán)量。
4.適用于權(quán)利要求1-3所述高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.如權(quán)利要求4的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，獲取目標房間的二氧化碳濃度，經(jīng)加權(quán)處理得到加權(quán)平均濃度值，根據(jù)與預(yù)設(shè)目標濃度的偏差，生成新風(fēng)機頻率增量控制信號uf1。
6.如權(quán)利要求5的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，獲取目標房間的人員數(shù)量，基于人員變化數(shù)量確定需增加或減少的新風(fēng)量，結(jié)合風(fēng)機的工頻頻率和額定風(fēng)量，確定風(fēng)機頻率增量控制信號uf2。
7.如權(quán)利要求6的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述新風(fēng)機頻率增量控制信號uf1與所述風(fēng)機控制信號uf2求和后，作為風(fēng)機的控制信號。
8.如權(quán)利要求4的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，獲取各目標房間的溫濕度，基于近似法計算相應(yīng)房間的露點溫度并確定最大露點溫度，以最大露點溫度與裕度的和，作為送風(fēng)溫度最優(yōu)設(shè)定值。
9.如權(quán)利要求4的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，以風(fēng)機出口處的溫度作為送風(fēng)溫度，與得到的最優(yōu)送風(fēng)溫度設(shè)定值比較得到偏差信號，生成調(diào)節(jié)信號用于調(diào)節(jié)預(yù)冷風(fēng)閥和旁通風(fēng)閥的開度。
10.如權(quán)利要求4的適用于高溫高濕地區(qū)的節(jié)能型新風(fēng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，獲取各目標房間的濕度確定最高濕度，以最高濕度與設(shè)定濕度之間的差值為反饋信號，調(diào)節(jié)表冷器的冷水循環(huán)量，維持新風(fēng)濕度處于設(shè)定范圍。