19.05.2005 05749820.6
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej
Polskiej
(97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono:
03.09.2008 Europejski Biuletyn Patentowy 2008/36 EP 1751472 B1
F24F11/00 G01N33/00
(2006.01) (2006.01)
(54) Tytuł wynalazku:
Układ wentylacji sterowany zależnie od zapotrzebowania z centralnym pomiarem jakości powietrza i sposób jego realizacji
(30) Pierwszeństwo:
NL20041026242 19.05.2004
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
14.02.2007 Europejski Biuletyn Patentowy 2007/07
(45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono:
27.02.2009 Wiadomości Urzędu Patentowego 02/2009
(73) Uprawniony z patentu:
Itho B.V., Schiedam, NL
(72) Twórca (y) wynalazku:
Boxhoorn Arie, Delfgauw, NL
PL/EP 1751472 T3
(74) Pełnomocnik:
Polservice Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.
rzecz. pat. Szafruga Anna 00-950 Warszawa skr. poczt. 335
Uwaga:
W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
36P22968PL00 EP 1 751 472 B1
Opis
[0001] Niniejszy wynalazek odnosi się do układu wentylacji budynku, służącego do usuwania powietrza z licznych pomieszczeń, obejmującego:
- centralny kanał wyciągowy i pewną liczbę miejscowych kanałów wyciągowych, które są połączone przepływowo z centralnym kanałem wyciągowym;
5
10
15
20
25
- urządzenie pomiarowe do pomiaru parametrów powietrza;
- pewną liczbę regulatorów przepływu, każdy dostosowany do ustalania szybkości przepływu w miejscowym kanale wyciągowym;
- centralny układ, dostosowany do sterowania urządzeniem pomiarowym i regulatorami przepływu.
[0002] Układ wentylacji budynku tego typu jest opisany w publikacji patentowej WO 02/41095. W WO 02/41095 jest opisany układ wentylacji, w którym jakość powietrza w różnych pomieszczeniach w budynku jest mierzona za pomocą jednego, centralnego układu pomiarowego. Układ pomiarowy jest połączony z oddzielnym układem kanałowym, w którym każdy kanał otwiera się do konkretnego pomieszczenia, w którym jakość powietrza musi być mierzona. Układ pomiarowy pobiera próbki powietrza w każdym pomieszczeniu i analizuje próbki. Jeśli jakość powietrza nie jest dobra, to układ kondycjonowania podejmuje odpowiednie środki. Ponieważ w takim układzie wentylacyjnym ilość powietrza jest określana na podstawie zapotrzebowania na świeże powietrze, to taki układ wentylacji jest również nazywany układem wentylacyjnym, sterowanym zależnie od zapotrzebowania.
Układ kanałów dla tego układu pomiarowego jest oddzielony
od rzeczywistego układu wentylacji. Zatem oddzielny układ rur musi być instalowany dla tego układu pomiarowego.
Technologia ta nie jest zatem bardzo korzystna dla istniejących budynków, a ponadto jest kosztowna, zatem jest odpowiednia/ekonomiczna tylko dla dużych budynków.
5
10
15
20
25
30
[0003] Publikacja patentowa US 6 425 297 ujawnia sieciowy układ pomiarowy, który zawiera sieć rur, które mogą być instalowane obok układu wentylacyjnego, w celu pomiaru właściwości próbki powietrza. Sam układ pomiarowy nie jest odpowiedni do wentylowania pomieszczeń, zatem nie może być uważany za układ wentylacyjny.
[0004] W innych znanych układach wentylacyjnych sterowanych zależnie od zapotrzebowania wykorzystywane są liczne układy pomiarowe, które są miejscowo instalowane w poszczególnych zajmowanych pomieszczeniach. Każdy układ pomiarowy wysyła informacje do centralnego układu sterowania, który reguluje natężenie przepływu powietrza dostarczanego do różnych pomieszczeń na podstawie mierzonej jakości powietrza.
Miejscowe instalowanie układów pomiarowych jest kosztowne, biorąc pod uwagę koszty instalacji i utrzymania.
[0005] Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie układu wentylacji budynku, w którym jest potrzebne tylko jedno centralne urządzenie pomiarowe, bez dodatkowego układu rur, do pomiaru jakości powietrza.
[0006] Wspomniany cel jest osiągnięty za pomocą układu wentylacji budynku, jak zastrzeżono w zastrzeżeniu 1. W przykładzie wykonania układ sterowania jest dostosowany do wykonywania następujących kroków:
(a) odpowiedniego ustawienia położenia jednego lub większej liczby regulatorów przepływu w pierwszym czasie regulacji;
(b) określenia pierwszej mierzonej wartości, mierzonej w pierwszym czasie pomiarowym, który jest późniejszy niż pierwszy czas regulacji;
(c) obliczenia zawartości procentowej CO2 w powietrzu w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych na podstawie pierwszej zmierzonej wartości.
[0007] Za pomocą odpowiedniej regulacji położenia jednego lub większej liczby regulatorów przepływu i następującego potem pomiaru zawartości procentowej CO2 w powietrzu w centralnym kanale wyciągowym, można określić zawartość procentową CO2 w powietrzu w miejscowych kanałach wyciągowych na podstawie zmierzonej wartości oraz położenia różnych regulatorów przepływu w miejscowych kanałach wyciągowych.
5
10
15
20
25
30
[0008] Układ wentylacji budynku, według wynalazku, jest układem wentylacji powietrza w budynku, w którym jest ustalana zawartość procentowa CO2 w powietrzu, w konkretnych pomieszczeniach. W tym przypadku przyjmuje się, że zawartość procentowa CO2 w kanale wyciągowym połączonym z pomieszczeniem przeznaczonym do wentylowania w zasadzie odpowiada zawartości procentowej CO2 w tym pomieszczeniu.
Za pomocą centralnego pomiaru zawartości procentowej CO2 i odpowiedniej regulacji regulatorów przepływu, można określić zawartość procentową CO2 w miejscowych kanałach (czyli kanałach wyciągowych), a zatem również zawartość procentową CO2 w związanych z nimi pomieszczeniach, bez konieczności umieszczania czujnika w różnych pomieszczeniach.
[0009] W innym przykładzie wykonania układ sterujący jest dostosowany do wykonywania następujących kroków:
(d) określania drugiej mierzonej wartości, zmierzonej w drugim czasie pomiarowym, który poprzedza pierwszy czas regulacji;
(e) obliczenia wartości zawartości procentowej CO2 w powietrzu w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych na podstawie pierwszej zmierzonej wartości i drugiej zmierzonej wartości,
w którym położenie tylko jednego regulatora przepływu jest regulowane w pierwszym czasie regulacji i w którym wartość zawartości procentowej CO2 w powietrzu w jednym z miejscowych kanałów wyciągowych jest wyliczana na podstawie pierwszej i drugiej zmierzonej wartości.
5
10
15
20
25
30
W tym przykładzie wykonania tylko jeden regulator przepływu musi być zmieniany. Wentylacja w innych miejscowych kanałach wyciągowych, czyli pomieszczeniach, nie wpływa na pomiar.
[0010] Wynalazek odnosi się również do sposobu opisanego w zastrzeżeniu 16.
[0011] Inne zalety i charakterystyki niniejszego wynalazku staną się widoczne na podstawie opisu kilku przykładów wykonania, które odnoszą się do dołączonych rysunków, na których:
Fig. 1 jest schematycznym układem wentylacji, według jednego przykładu wykonania wynalazku;
Fig. 2 jest schematycznym układem wentylacji, według innego przykładu wykonania;
Fig. 3 jest schematem działania jednego przykładu wykonania procedury pomiaru i sterowania, według wynalazku;
Fig. 4 jest schematem działania przykładów wykonania procedury pomiarowej dla wartości miejscowych;
Fig. 5 przedstawia przykład zmian wartości pomiarowych w czasie.
[0012] Figura 1 pokazuje jeden przykład wykonania niniejszego wynalazku. W tym przykładzie wykonania układ wentylacyjny 1 budynku zawiera centralny kanał wyciągowy 2 i trzy miejscowe kanały wyciągowe 5, 6 i 7. Przeznaczone do wentylowania pomieszczenia 8, 9, 10, 11, 12 są również pokazane na Figurze 1. Miejscowy kanał wyciągowy 5 usuwa powietrze z pomieszczenia 8, zaś miejscowy kanał wyciągowy 6 usuwa powietrze z pomieszczenia 9. Ponadto, miejscowy kanał wyciągowy 7 usuwa powietrze z pomieszczeń 10, 11, jak
również 12. Strzałki 13, 14, 15 i 16 wskazują miejsca, w których powietrze jest dostarczane do pomieszczeń 8, 9, 15, 16. W praktyce mogą to być, na przykład, kratki wentylacyjne lub okna. Układ wentylacji 1 zawiera ponadto trzy regulatory przepływu 25, 26 i 27, na przykład, przepustnice wentylacyjne, które są usytuowane w miejscowych kanałach wyciągowych 5, 6, 7, odpowiednio.
Miejscowe kanały wyciągowe 5 i 6 łączą się w pośredni kanał 20. Pośredni kanał 20 łączy się z miejscowym kanałem wyciągowym 7. Przykład wykonania na Figurze 1 zawiera ponadto wentylator wyciągowy 24, który jest dostosowany do mechanicznego usuwania powietrza z budynku.
5
10
15
20
25
30
[0013] Natężenie przepływu w miejscowych kanałach wyciągowych 5, 6, 7 jest ustalane przez położenie regulatorów przepływu 25, 26, 27 i przez wentylator 24, jeśli występuje. Obecność takiego kanału jak pośredni kanał 20 nie ma wpływu na działanie wynalazku. Kanał jest nazywany „miejscowym kanałem wyciągowym”, jeśli jest połączony przepływowo z centralnym kanałem wyciągowym 2, a natężenie przepływu w kanale jest określane przez miejscowy regulator przepływu. Miejscowy regulator przepływu nie musi być usytuowany w kanale. Można rozważyć umieszczenie regulatora przepływu w pomieszczeniu, które jest połączone przepływowo z miejscowym kanałem wyciągowym.
[0014] Układ wentylacyjny 1 zawiera ponadto układ sterowania 22 i urządzenie pomiarowe 23, które zgodnie z wynalazkiem jest zainstalowane w centralnym kanale wyciągowym. Urządzenie pomiarowe 23 zawiera, na przykład, czujnik CO2 lub pewną liczbę różnych czujników, służących do pomiaru kilku charakterystyk powietrza, takich jak temperatura lub wilgotność powietrza. W tym samym urządzeniu pomiarowym 23 może być również czujnik do pomiaru ilości powietrza lub natężenia przepływu. Układ sterujący 22 jest dostosowany do sterowania urządzeniem
pomiarowym 23 i regulatorami przepływu 25, 26, 27. Zgodnie z wynalazkiem, układ sterowania 22 jest dostosowany do rejestrowania wartości mierzonych przez urządzenie pomiarowe 23 w konkretnych momentach czasu. Układ sterujący 22 jest dostosowany do ustalania położenia regulatorów przepływu 25, 26, 27 i sterowania wentylatorem 24, jeśli jest zainstalowany.
5
10
15
20
25
30
[0015] Układ sterujący może być komputerem, ale może również składać się różnych, współpracujących ze sobą komputerów. Układ sterujący może być również w całości lub częściowo oparty na technikach analogowych i/lub cyfrowych.
Przesyłanie sygnałów może być realizowane przy pomocy przewodów lub bezprzewodowo.
[0016] Układ wentylacji 1 zawiera ponadto bazę danych 21, w której przechowywana jest wiedza i doświadczenie odnośnie układu wentylacji. Algorytmy, które wykorzystują wiedzę i doświadczenie są nazywane również protokołami wentylacji.
Przy pomocy różnych protokołów wentylacji układ sterowania 22 może mierzyć i sterować układem wentylacyjnym w sposób optymalny. Ewentualne protokoły wentylacji są przechowywane w bazie danych 21. Różne typy protokołów wentylacji zostaną omówione w bardziej szczegółowy sposób w dalszej części opisu.
[0017] Figura 2 pokazuje inny przykład wykonania wynalazku.
Tutaj układ wentylacji 1 z Figury 1 zawiera również układ wlotowy z pewną liczbą miejscowych kanałów wlotowych 30, 31, 32, 33. Wlotowe regulatory przepływu 34, 35, 36, 37 są zainstalowane w miejscowych kanałach wlotowych. Wlotowe regulatory przepływu 34, 35, 36, 37 określają natężenie przepływu w kanałach 30, 31, 32, 33, odpowiednio. Układ wlotowy zawiera ponadto centralny kanał wlotowy 38, w którym został zainstalowany wentylator wlotowy 39.
Wentylator wlotowy 39 jest sterowany przez układ sterujący 22. W praktyce wentylator wlotowy 39 jest wyregulowany tak,
że ilość powietrza dostarczanego do budynku jest równa ilości powietrza usuwanego przez centralny kanał wyciągowy 2.
[0018] Można zauważyć, że wynalazek może być również wykorzystany w układzie wentylacji z mechanicznym usuwaniem i naturalnym dostarczaniem powietrza. W takim przypadku miejscowy kanał wlotowy może obejmować, na przykład, jedynie kratkę wlotową lub okno. Możliwe jest zastosowanie zasad wynalazku nawet w układzie, który wykorzystuje jedynie naturalną wentylację. W tym przypadku nie ma centralnego kanału wlotowego 38 i wentylatora wlotowego 39.
Zwykle czujnik, który mierzy przepływ objętościowy, jest wówczas instalowany w centralnym kanale wyciągowym.
5
10
15
20
25
30
[0019] Figura 3 pokazuje schemat działań jednego przykładu wykonania, w którym układ sterujący 22 jest dostosowany do obliczania charakterystyki powietrza, takiej jak, na przykład, zawartość procentowa CO2 w powietrzu. Układ sterujący 22 jest ponadto dostosowany do sterowania położeniami regulatorów przepływu 25, 26, 27 i wentylatorem 22, zależnie od wyliczonych wartości charakterystyki powietrza. W tym przypadku układ sterujący 22 jest zatem układem pomiarowym i sterującym. Figura 3 pokazuje procedurę pomiaru i sterowania 100, która rozpoczyna się od procedury startowej 101, po czym inicjalizowany jest licznik n, na przykład, ustawiany na wartość 1, w kroku 102. Następnie, w kroku 103 wykonywany jest pomiar mn w centralnym kanale wyciągowym 2. W kroku 104 zmierzona wartość Wn dla pomiaru mn jest przechowywana w bazie danych 21. Należy podkreślić, że zmierzone wartości mogą być również przechowywane w dowolnej pamięci w układzie sterującym. Zatem nie musi to być baza danych. W kolejnym kroku, patrz krok 105, zmierzona wartość Wn jest porównywana z parametrem, takim jak górna i dolna wartość progowa. Możliwe jest również, że zmierzona wartość Wn jest
porównywana z poprzednimi pomiarami. W kroku 106 jest następnie wykonywany test w celu ustalenia, czy zmierzona wartość Wn przekracza, na przykład, górną wartość progową, albo jest niższa od dolnej wartości progowej. Jeśli tak (jeszcze) nie jest, to następuje krok 107, w którym sprawdzane jest, czy ważny protokół wentylacji wymaga konkretnego sterowania. Jeśli nie, to w kroku 108 następuje czekanie przez konkretną liczbę sekund. W następnym kroku 109 wartość licznika n jest zwiększana o 1. Po kroku 109 następuje ponownie krok 103. W kroku 106 możliwe jest również sprawdzenie, czy można ustalić konkretny trend, na przykład, może być stwierdzony gwałtowny wzrost w mierzonych wartościach. Jeśli nie, to wówczas następuje również krok 107. Jeśli została osiągnięta konkretna wartość progowa, lub jeśli w kroku 106 został ustalony konkretny trend, następuje krok 110, w którym wykonywana jest procedura pomiarowa dla wartości miejscowych. W tej procedurze pomiarowej 110 wykonywany jest jeden lub większa liczba centralnych pomiarów, podczas gdy położenia regulatorów przepływu są, odpowiednio, ustalone. Krok ten jest przedstawiony bardziej szczegółowo na Figurze 4. Krok 110 następuje również po kroku 107, jeśli w kroku 107 okaże się, że ważny protokół wentylacji wymaga sterowania. Po ustaleniu miejscowych wartości, na przykład, zawartości procentowej CO2 w różnych rejonach budynku, następuje krok 111, w którym ustalany jest poziom wentylacji i natężenia przepływu w miejscowych kanałach wyciągowych 5, 6, 7 i/lub w kanałach wlotowych 30, 31, 32, 33. Sterowanie regulatorami przepływu jest realizowane przy pomocy wyliczonych wartości, na przykład, zawartości procentowej CO2 w kanałach wyciągowych 5, 6, 7 i ważnego protokołu wentylacji.
5
10
15
20
25
30
[0020] Przykład wykonania procedury pomiarowej 110 w celu ustalenia miejscowych wartości jest przedstawiony na
Figurze 4 przy pomocy schematu działań. Procedura pomiarowa 110 rozpoczyna się od kroku 201. Następnie w kroku 202 licznik m jest ustawiany na jeden. Następuje krok 203, w którym zmieniane jest położenie jednego lub większej liczby regulatorów przepływu. Regulatory przepływu mogą być ustawiane według konkretnego algorytmu pomiaru. Możliwe jest, na przykład, wskazanie w algorytmie pomiaru, które pomieszczenie, czyli kanał wyciągowy, muszą być mierzone najpierw. Przekroczenie, na przykład, górnej wartości progowej dla wilgotności powietrza może być powodem pierwszego pomiaru najpierw w miejscowym kanale wyciągowym, który usuwa powietrze z pomieszczenia z prysznicem. Jeśli okaże się, że przekroczenie wartości progowej jest bezpośrednią konsekwencją wzrostu wilgotności w pomieszczeniu z prysznicem, to żadne dalsze pomiary nie są potrzebne. Wymagane ustawienia wentylatora i regulatorów przepływu w celu doprowadzenia jakości i charakterystyk powietrza do żądanego poziomu w różnych pomieszczeniach mogą być już ustalone. W ten sposób możliwe jest, dzięki znajomości struktury układu wentylacji i znajomości mierzonych charakterystyk powietrza, wykonywanie pomiarów szybko i w odpowiedni sposób, bez stosowania stałej sekwencji pomiarów. Wspomniana wiedza może zostać zapisana w bazie danych 21, patrz Figury 1 i 2. Po kroku 203, następuje czekanie w kroku 204, aż będzie pewne, że powietrze, które przepływa przez zmienione regulatory przepływu , po zmianie położenia regulatorów przepływu, dotarło do centralnego urządzenia pomiarowego 23. Następnie wykonywany jest pomiar mn, patrz krok 205. Ten pomiar mn
dostarcza wartość pomiarową Wn, która jest zapisywana przez układ sterowania. W kroku decyzyjnym 206 sprawdzane jest, czy dzięki pomiarom została uzyskana odpowiednia ilość informacji. Jeśli jeszcze nie, to następuje krok 208, w którym licznik m jest zwiększany o jeden. Krok 203 jest 5
10
15
20
25
30
następnie ponownie wykonywany. Jeśli w kroku 206 okaże się, że uzyskano dość informacji, aby ustalić wartość, na przykład, zawartości procentowej CO2 we wszystkich miejscowych kanałach wyciągowych, to następuje krok 207. W kroku 207 zawartość procentowa CO2 w miejscowych kanałach wyciągowych jest ustalana na podstawie uzyskanych wartości pomiarowych. Można tutaj również wykorzystać zmierzone wartości Wn, które zostały zapisane w bazie danych w kroku 104.
5
10
15
20
25
30
[0021] Zostanie teraz opisany przykład wspomnianej powyżej procedury pomiarowej, z odniesieniem do Figury 5. Punktem wyjścia jest układ wentylacyjny z trzema miejscowymi kanałami wyciągowymi X, Y i Z. Wentylator wyciągowy 24 może być tak sterowany przez układ sterujący 22, że ciśnienie w centralnym kanale wyciągowym 2 jest stałe. Przy takim ustawieniu, zmiana natężenia przepływu w danym miejscowym kanale wyciągowym nie wpłynie na strumień powietrza w innych kanałach. Możliwe jest również, że wentylator 24 jest tak sterowany przez układ sterujący 22, że powoduje wzrost do konkretnego strumienia wyciągowego, do którego różne regulatory przepływu są dostrajane za pomocą układu sterującego. Jeszcze inną możliwością jest to, że ustawienie regulatorów przepływu i/lub wentylatora za pomocą układu sterującego 22 jest wykonywane częściowo w zależności od przepływu powietrza zmierzonego przez centralne urządzenie pomiarowe 23 lub w różnych kanałach wyciągowych. Stopień zanieczyszczenia powietrza przepływającego przez kanały wyciągowe jest reprezentowany przez Vx, Vy i Vz, odpowiednio. Przyjmuje się, że wartość V równa 0 odpowiada całkowicie świeżemu powietrzu, zaś 100 – całkowicie zanieczyszczonemu powietrzu. W czasie pomiaru zmierzona jest wartość W(t0) 53,3. W tym czasie położenia regulatorów przepływu są takie, że 2 dm3/sek przepływa przez kanał X, 3 dm3/sek przez kanał Y i 1 dm3/sek przez
kanał Z. W czasie regulacji t1 natężenie przepływu w kanale Y jest redukowane do 2 dm3/sek. Pomiar, w szczególności wartość W(t2) równa 58, jest następnie mierzona, w późniejszym czasie t2. W czasie regulacji t3 natężenie przepływu w kanale Y jest następnie redukowane do 1 dm3/sek. Wartość W(t4) równa 65 jest następnie mierzona w czasie pomiarowym t4. Można teraz utworzyć następujące równania:
5
10
15
20
25
30
(2Vx + 3Vy + Vz)/6 = 53.3 (2Vx + 2Vy + Vz)/5 = 58 (2Vx + Vy + Vz)/4 = 65
W kroku 206 zostanie teraz ustalone, że została wykonana wystarczająca liczba pomiarów. Układ sterujący 22 może teraz wyliczyć trzy zmienne Vx, Vy i Vz, stosując trzy wspomniane powyżej równania. Uzyskuje się: Vx = 90, Vy = 30 i Vz = 50 stopni zanieczyszczenia.
[0022] W powyższym przykładzie położenia regulatorów przepływu były zmieniane w taki sposób, że żaden z miejscowych kanałów wyciągowych nie był zamykany. Pomiary nie powodują zatem przerwania wentylacji poszczególnych pomieszczeń. Jednakże możliwe jest również, na przykład, całkowite zamknięcie regulatora przepływu w kanale Y w czasie t1 i przywrócenie ponowne jego pierwotnego położenia w czasie t3, podczas gdy w tym czasie regulator przepływu dla kanału Z jest całkowicie zamknięty. Przez wykonanie teraz takich samych pomiarów jak w pierwszym przykładzie, powstają również trzy równania z trzema niewiadomymi.
Zaletą takiego wariantu jest to, że w przypadku układu ze stosunkowo dużą liczbą kanałów wciąż możliwe jest uzyskanie pożądanej rozdzielczości pomiaru bez konieczności instalowania bardzo czułych urządzeń pomiarowych.
[0023] W innym przykładzie wykonania układ sterujący 22 ustala położenie jednego lub większej liczby regulatorów
przepływu w odpowiedni sposób w pierwszym czasie regulacji t1. Następnie ustalana jest pierwsza mierzona wartość: jest mierzona w pierwszym czasie pomiarowym t2, który nastąpi po pierwszym czasie regulacji t1. Wartość charakterystyki powietrza w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych jest następnie obliczana na podstawie pierwszej zmierzonej wartości. Taki przykład wykonania jest w sytuacji, w której układ sterujący 22 zamyka wszystkie regulatory przepływu poza jednym w pierwszym czasie regulacji t1. Następnie mierzona jest wartość w czasie pomiarowym t2. Zmierzona wartość W(t2) jest teraz bezpośrednią miarą charakterystyki powietrza, określanej dla wspomnianego jednego miejscowego kanału wyciągowego. W innym przykładzie wykonania, układ sterujący 22 ustala drugą wartość mierzoną w drugim czasie pomiarowym, który poprzedza pierwszy czas regulacji t1. Wartość charakterystyki powietrza w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych jest następnie wyliczana na podstawie pierwszej zmierzonej wartości i drugiej zmierzonej wartości.
5
10
15
20
25
30
[0024] W prostym przykładzie wykonania położenie tylko jednego regulatora przepływu jest ustalane w pierwszym czasie regulacji t1. Wartość charakterystyki powietrza w jednym z miejscowych kanałów wyciągowych, odpowiadająca, jednemu regulatorowi przepływu, jest teraz wyliczana przy pomocy pierwszej i drugiej zmierzonej wartości.
[0025] W jednym przykładzie wykonania, układ sterujący 22 jest dostosowany do sterowania położeniami jednego lub większej liczby regulatorów przepływu, zależnie od wyliczanej wartości charakterystyki powietrza w jednym z miejscowych kanałów wyciągowych i zależnie od parametrów procesu. Parametrem procesu jest, na przykład, wartość progowa dla mierzonej charakterystyki. Jeśli mierzona wartość przekracza górną wartość progową lub jest niższa od
konkretnej dolnej wartości progowej, to układ sterowania rozpocznie sterowanie regulatorami przepływu. W tym układzie regulatory przepływu są ustawiane w sposób optymalny tak, że miejscowe wartości w układzie wentylacji ponownie mieszczą się w pożądanych zakresach. Należy podkreślić, że regulatory przepływu są zatem sterowane przez układ sterujący 22 zarówno w procedurze pomiarowej jak i w procedurze sterowania.
5
10
15
20
25
30
[0026] Wspomniany powyżej parametr procesu może być również konkretnym trendem pomiarowym. W tym przypadku mierzone wartości są zapisywane i porównywane przez pewien czas.
Jeśli wartość konkretnej charakterystyki rośnie w stosunkowo dużym zakresie, na przykład, może to być przypadek, że musi zostać podjęta konkretna akcja nawet zanim konkretna wartość progowa zostanie przekroczona. Na przykład, jeśli zostanie zmierzony gwałtowny wzrost wilgotności powietrza, a jednocześnie gwałtowny wzrost temperatury w lokalu z układem wentylacyjnym według wynalazku i nie zostaje zmierzona żadna zmiana zawartości procentowej CO2, to można podjąć decyzję, na podstawie znajomości układu wentylacji (np. kanał 7 wentyluje łazienkę 10), żeby zmierzyć najpierw kanał 7. Jeśli okaże się przy pomocy pojedynczego pomiaru wartości miejscowej w kanale 7, że wzrost wilgotności powietrza i wzrost temperatury są wywołane głównie działalnością w łazience,to układ sterujący będzie mógł podjąć natychmiast działania.
Inne pomieszczenia nie muszą być teraz mierzone. Ta główna korzyść jest konsekwencją znajomości układu wentylacyjnego i bardziej ogólnej znajomości jakości powietrza. Wiedza ta może być przechowywana w bazie danych 21 w postaci algorytmu pomiaru i/lub protokołów wentylacji. Można wykorzystać również znajomość układu wentylacji i ogólnej wiedzy przy sterowaniu regulatorami przepływu (zatem podczas procedury sterowania). Dwie możliwe sytuacje
sterowania, które mogą wystąpić w układzie wentylacji, według wynalazku, zostaną opisane poniżej.
[0027] Jeśli temperatura zewnętrznego powietrza w lato jest niższa niż temperatura powietrza wewnątrz budynku,to wentylacja zostanie zwiększona, najpierw zostanie obniżona temperatura w sypialniach (do, na przykład, 16 stopni lub kilka stopni powyżej temperatury powietrza na zewnątrz), a następnie zostanie zwiększona wentylacja pokoju dziennego.
Takie sterowanie jest nazywane chłodzeniem nocnym. Możliwe jest również, że jeśli temperatura zewnętrznego powietrza jest o przynajmniej 2 0C niższa niż temperatura wewnątrz budynku, a temperatura powietrza wewnątrz budynku jest wyższa niż 23 0C, to wentylacja zostanie zwiększona.
Sterowanie takie jest nazywane również chłodzeniem letnim.
5
10
15
20
25
30
[0028] Środki, jaki muszą być podjęte przez układ sterujący 22 są zawarte w jednym przykładzie wykonania w tak zwanym protokole wentylacji. Ten protokół wentylacji może również zawierać, między innymi, następujące parametry oprócz wspomnianej już wiedzy:
- wartości progowe dla mierzonych charakterystyk;
- minimalne wartości wentylacji dla miejscowego kanału wyciągowego;
- wielkości kroku do sterowania regulatorami przepływu.
[0029] Wartości progowe mogą być zależne od czasu.
Przykładem jest sezonowe sterowanie, kiedy temperatura w budynku w lato może być wyższa niż w zimę. Protokół wentylacji może również określać, jak często muszą być wykonywane pomiary. Ponadto, możliwe jest, że protokół zawiera wiedzę o przeciętnej liczbie ludzi w danym rejonie.
[0030] W innym przykładzie wykonania układu wentylacji budynku, według wynalazku, układ sterujący 22 jest dostosowany do ustalania położenia jednego lub większej liczby regulatorów przepływu na podstawie pomiarów z przeszłości. Przez rejestrowanie pomiarów i sterowań z
przeszłości oraz analizowanie ich, układ sterujący może sterować bardziej inteligentnie (tj. w bardziej optymalny i/lub skuteczny sposób).
Itho B.V.
5
Pełnomocnik:
36P22968PL00 EP 1 751 472 B1
Zastrzeżenia
1. Układ wentylacji (1) budynku do usuwania powietrza z licznych pomieszczeń (10, 13, 14, 15, 16) w budynku, zawierający:
- centralny kanał wyciągowy (2) i pewną liczbę miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7), które są połączone przepływowo z centralnym kanałem wyciągowym (2);
- urządzenie pomiarowe (23) do pomiaru zawartości procentowej CO2 w powietrzu;
- pewną liczbę regulatorów przepływu (25, 25, 27), każdy dostosowany do ustalania natężenia przepływu w miejscowym kanale wyciągowym (5, 6, 7);
- układ sterujący (22) dostosowany do sterowania urządzeniem pomiarowym (23) i regulatorami przepływu (25, 26, 27),
znamienny tym, że urządzenie pomiarowe (23) jest zainstalowane w centralnym kanale wyciągowym (2) i że układ sterujący (22) jest dostosowany do ustalania sekwencji ustawiania położenia jednego lub większej liczby wspomnianych regulatorów przepływu (25, 26, 27) i do wyliczania wartości zawartości procentowej CO2 w powietrzu w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7) przy pomocy zmierzonych wartości wspomnianej zawartości procentowej CO2, zmierzonych w centralnym kanale wyciągowym (2) podczas wspomnianej sekwencji.
2. Układ wentylacji budynku według zastrzeżenia 1, w którym układ sterujący (22) jest dostosowany do wykonywania następujących kroków: (a) odpowiedniego ustawiania położenia jednego lub większej liczby wspomnianych
regulatorów przepływu (25, 26, 27) w pierwszym czasie regulacji (t1);
(b) ustalenia pierwszej wartości mierzonej, zmierzonej w pierwszym czasie pomiarowym (t2), który występuje później niż pierwszy czas regulacji (t1);
(c) obliczenia wartości zawartości procentowej CO2 w powietrzu w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7) na podstawie pierwszej zmierzonej wartości.
3. Układ wentylacji budynku według zastrzeżenia 2, w którym układ sterujący (22) jest dostosowany do wykonywania następujących kroków:
(d) ustalenie drugiej mierzonej wartości, zmierzonej w drugim czasie pomiarowym (t0), który poprzedza pierwszy czas regulacji (t1);
(e) obliczenie wartości zawartości procentowej CO2 w powietrzu w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7) przy pomocy zmierzonych wartości pierwszej i drugiej.
4. Układ wentylacji budynku (1) według zastrzeżenia 3, w którym położenie tylko jednego regulatora przepływu (25, 26, 27) jest ustawiane w pierwszym czasie regulacji (t1) i w którym wartość zawartości procentowej CO2 w powietrzu w jednym z miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7) jest wyliczana na podstawie pierwszej i drugiej zmierzonej wartości.
5. Układ wentylacji budynku (1) według zastrzeżenia 3, w którym układ sterujący (22) jest dostosowany do wykonywania:
- N powtórzeń kroków (a) i (b) tak, że ustalanych jest N zmierzonych wartości, gdzie N jest liczbą miejscowych kanałów wyciągowych, i
- obliczanie wartości zawartości procentowej CO2 w powietrzu w N miejscowych kanałach wyciągowych (5, 6, 7) przy pomocy N zmierzonych wartości.
6. Układ wentylacji budynku (1) według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, w którym położenia regulatorów przepływu są zmieniane w taki sposób, że żaden z miejscowych kanałów wyciągowych nie jest zamykany.
7. Układ wentylacji budynku (1) według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, w którym układ sterujący (22) jest dostosowany do ustalania wspomnianej sekwencji ustawiania położenia jednego lub większej liczby wspomnianych regulatorów przepływu (25, 26, 27) przy pomocy algorytmu pomiaru i znajomości układu wentylacyjnego (1).
8. Układ wentylacji budynku (1) według dowolnego z poprzednich zastrzeżeń, w którym układ sterujący (22) jest dostosowany do sterowania położeniami jednego lub większej liczby wspomnianych regulatorów przepływu (25, 26, 27) zależnie od wyliczonych wartości zawartości procentowej CO2
w powietrzu w jednym z miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7) i zależnie od parametrów procesu.
9. Układ wentylacji budynku według zastrzeżenia 8, w którym parametr procesu jest wartością progową dla mierzonej charakterystyki.
10. Układ wentylacji budynku (1) według jednego z zastrzeżeń od 8 do 9, w którym parametr procesu jest trendem pomiarowym.
11. Układ wentylacji budynku (1) według jednego z zastrzeżeń od 8 do 10, zawierający układ wlotowy, zawierający:
- pewną liczbę miejscowych kanałów wlotowych (30, 31, 32, 33), służących do doprowadzania powietrza do pomieszczeń;
- pewną liczbę wlotowych regulatorów przepływu (34, 35, 36, 37), każdy dostosowany do ustalania natężenia przepływu w miejscowym kanale wejściowym (30, 31, 32, 33),
w którym układ sterujący (22) jest dostosowany do sterowania wlotowymi regulatorami przepływu (34, 35, 36, 37).
12. Układ wentylacji budynku (1) według zastrzeżenia 11, w którym układ wlotowy zawiera centralny kanał wlotowy (38) i wentylator (39) usytuowany w centralnym kanale wlotowym (38).
13. Układ wentylacji budynku (1) według jednego z zastrzeżeń od 8 do 12, w którym układ sterujący (22) jest dostosowany do sterowania położeniami regulatorów przepływu (25, 26, 27) na podstawie protokołu wentylacji, w którym protokół wentylacji zawiera przynajmniej jeden z następujących parametrów:
- wartości progowe dla mierzonej zawartości procentowej CO2;
- minimalne wartości wentylacji dla miejscowego kanału wyciągowego (5, 6, 7);
- wielkości kroku do sterowania regulatorami przepływu (25, 26, 27).
-
14. Układ wentylacji budynku (1) według zastrzeżenia 9 lub 13, w którym wartości progowe są zależne od czasu.
15. Układ wentylacji budynku (1) według jednego z zastrzeżeń od 8 do 14, w którym układ sterowania (22) jest dostosowany do ustalania położenia jednego lub większej liczby regulatorów przepływu (25, 26, 27) przy pomocy wyników pomiarów z przeszłości.
16. Sposób ustalania zawartości procentowej CO2 w przepływającym powietrzu, przynajmniej w użyciu, w układzie wentylacyjnym budynku (1), w którym układ wentylacyjny (1) budynku zawiera centralny kanał wyciągowy (2) i pewną liczbę miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7), które są połączone przepływowo z centralnym kanałem wyciągowym (2) i pewną liczbę regulatorów przepływu (25, 26, 27), każdy odnoszący się do miejscowego kanału wyciągowego (5, 6, 7), znamienny przez:
- określanie sekwencji ustalania położenia jednego lub większej liczby wspomnianych regulatorów przepływu;
- pomiar zawartości procentowej CO2 w powietrzu w centralnym kanale wyciągowym (2);
- obliczanie wartości zawartości procentowej CO2 w powietrzu przynajmniej w jednym z miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7) na podstawie zmierzonych wartości wspomnianej zawartości procentowej CO2, zmierzonej w centralnym kanale wyciągowym (2) podczas wspomnianej sekwencji.
17. Sposób według zastrzeżenia 16, w którym wspomniany sposób obejmuje następujące kroki:
- odpowiednie ustalanie położenia jednego lub większej liczby wspomnianych regulatorów przepływu (25, 26, 27) w pierwszym czasie regulacji (t1);
- pomiar zawartości procentowej CO2 w powietrzu w centralnym kanale wyciągowym (2) w pierwszym czasie pomiarowym (t2), który występuje później niż pierwszy czas regulacji (t1);
- obliczanie wartości zawartości procentowej CO2 w powietrzu w przynajmniej jednym z miejscowych kanałów wyciągowych (5, 6, 7) przy pomocy wartości zmierzonych w centralnym kanale wyciągowym (2).
Itho B.V.
Pełnomocnik:
