用于管理空调系统中的空气质量和能量使用的方法和系统技术方案

本公开的实施方案包括操作用于封闭环境的HVAC系统的方法和系统。在这类实施方案中，所述HVAC系统可被配置来对空气进行加热和冷却中的至少一个并且所述HVAC系统包括被配置来使空气至少在所述封闭环境内循环的空气循环系统。所述封闭环境内的空气可至少包括室内空气。所述系统可进一步包括用于将至少一部分室外空气引入所述封闭环境中的室外空气入口，其中所述室外空气包括来自所述封闭环境外部的空气。所述系统可进一步包括洗涤系统，所述洗涤系统具有吸附材料，用来减少室内空气中的至少一种气体污染物的存在。可包括控制器系统，所述控制器系统用于控制所述循环系统和所述洗涤系统中的至少一个的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求以下专利的优先权：2012年1月10日提交并且题为“Methods and Systems for Control of Air-Conditioning Systems”的美国临时专利申请号61/585,201；和2012年5月22日提交并且题为“Air Management Systems with Integrated Ventilation and Scrubbing Functionality”的美国临时专利申请号61/650,204。以上申请的公开内容以引用的方式整体并入本文。
本申请大体上涉及向封闭环境提供空气的系统，并且更具体地说，本申请大体上涉及供暖、通风与空调系统和对此系统的控制。
技术介绍
封闭环境(如建筑物、车辆和结构)内和周围的室内空气受多种污染物影响。在这些污染物之中，经常具有最高浓度的是二氧化碳(CO2)。存在其它污染物，这些污染物可以表现为相对较低浓度，但是监测和/或减少这些污染物同样重要。一类这些污染物是广泛被称为挥发性有机化合物(VOC)的一组有机蒸气物质。污染性气体(例如，CO2)和VOC以及上述两者的相应蒸气可共同被称为“气体”。这些污染物的来源尤其包括人类占用者本身-从呼吸和排汗到衣服和化妆品-以及建筑材料、设备、食品和消费品、清洁材料、办公用品或发出VOC的任何其它材料。其它类别的污染物是无机化合物和微生物，如细菌、病毒、霉菌、真菌和气载粒子。额外的气态污染物可以是氧化硫、氧化亚氮、氡气或一氧化碳。几乎在每个现代建筑物中都使用供暖、通风与空调(“HVAC”)。HVAC系统的目标之一是在空气的温度、湿度、组成和质量方面为封闭环境占用者提供舒适和健康的环境。为了维持良好空气质量，并不使全部空气回流。从封闭环境排出一些空气并且通过从外部吸进新鲜空气来替换所述排出的空气。所述吸进的空气有时被称为“新鲜空气”、“补充空气”或通风。空气的这种替换将室内空气内的污染物稀释并且空气的这种替换有助于维持封闭环境中的良好空气质量。然而，新鲜空气通风存在许多缺点，这些缺点包括：调节室外空气(即，加热、冷却、除湿)所需要的能量，以及可能将杂质和污染物从外部引入封闭环境中。这些缺点的一个可能解决方案是从室内空气中选择性地去除污染物，并且为了这个目的已经结合HVAC系统提出某些方案。举例来说，申请人的美国专利号8157892中公开了一种用于在HVAC系统中从室内空气中去除污染物的系统，所述专利以引用的方式整体并入本文。从HVAC系统中选择性地去除污染物是通过将回流空气引导至污染物去除器系统，然后将现已经过处理的回流空气引入回到封闭环境中来完成。
技术实现思路
如上文所描述，通过当室内空气在封闭环境中循环时对一些室内空气进行洗涤，可以较低能量消耗来维持良好空气质量。然而，洗涤室内空气与引入室外空气之间的权衡可能相当复杂。即使在将洗涤能力添加至封闭环境的空气循环时，操作所述洗涤能力也可能不总是可取的或有利的。实际上，将某些量的室外空气引入封闭环境中有时可能是可取的或极为有利的。因此，本公开的一些实施方案考虑用于管理这种权衡的一或多个参数，所述参数可尤其包括：-封闭环境的占用率，-一天中的时间或日期，-室内空气中的污染物水平，-吸附材料(用来针对气态污染物和VOC中的至少一个来对空气进行洗涤)中的污染物水平，-室内空气焓值、-温度和/或室内空气湿度水平，以及-室外空气焓值、温度和/或室外空气湿度水平。因此，根据本公开的一些实施方案，提供一种操作用于封闭环境的HVAC系统的系统和方法。在这类实施方案中，HVAC系统可被配置来对空气进行加热和冷却中的至少一个，并且HVAC系统包括被配置来使空气(例如，室内空气-封闭环境内的空气)至少在封闭环境内循环的空气循环系统。这类实施方案还可包括：洗涤系统，所述洗涤系统包括吸附材料，用来减少室内空气中的至少一种气体污染物的存在；以及控制器系统，所述控制器系统用于控制空气循环系统和洗涤系统的操作。控制器系统可被配置成包括至少以下操作模式中的两个或更多个：洗涤模式，用来从室内空气中洗涤掉至少一种气体污染物；洗涤器再生模式，用来使吸附材料再生；节能器模式，所述节能器模式包括将至少一部分室外空气引入封闭环境中(室外空气来自封闭环境外部)；洗涤绕过模式，在所述模式中循环空气(例如，室内空气)绕过洗涤系统且/或洗涤系统关闭；以及待机模式，在所述模式中室内空气和室外空气都不循环。在这类实施方案中，用于控制之方法可包括确定以下参数中的至少一个：封闭环境的占用率水平、室内空气中的至少一种污染物的水平、吸附材料中的至少一种污染物的水平、离开吸附材料的空气中的至少一种污染物的水平、室内空气温度和/或室内空气湿度水平、室外空气温度和/或室外空气湿度水平，以及HVAC系统进行操作的时间和/或日期。在一些实施方案中，所述方法可进一步包括基于至少一个参数，根据操作模式来控制空气循环系统和洗涤系统中的至少一个的启用。根据一些实施方案，可通过控制HVAC系统的以下部件中的至少一个来操作所述操作模式：(一或多个)风机、挡板、闸板、阀门和加热器，这些部件被配置来例如影响空气或其它流体在HVAC系统中的流动。举例来说，在占用率水平等于或低于预定人数和/或时间和日期在正常操作时间以外时，HVAC系统可根据待机模式或根据洗涤绕过模式来操作。根据一些实施方案，可在出现以下条件中的至少一个时启用洗涤器再生模式：一天中的预定时间、洗涤系统在洗涤模式下操作了预定持续时间之后、吸附材料中的至少一种气体污染物的水平等于或高于预定阈值，以及离开吸附材料的空气中的至少一种污染物的水平等于或高于预定阈值。根据一些实施方案，洗涤器再生模式可根据以下条件中的至少一个来操作一段时间：从开始启用再生操作模式起的一段预定时间、吸附材料中的至少一种气体污染物的水平、离开吸附材料的空气中的至少一种污染物的水平，和室内空气中的至少一种污染物的水平、吸附材料中的至少一种气体污染物的水平等于或低于预定阈值之后的一段预定时间、离开吸附材料的空气中的至少一种污染物的水平等于或低于预定阈值之后的一段预定时间，以及室内空气中的至少一种污染物的水平高于预定阈值之后的一段预定时间。所述一段预定时间可根据以下条件中的任何一个来确定：HVAC系统进行操作的时间和/或日期，以及室外空气温度和/或室外空气湿度水平。洗涤器再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作用于封闭环境的HVAC系统的方法，所述HVAC系统被配置来对空气进行加热和冷却中的至少一个并且所述HVAC系统包括：被配置来使空气至少在所述封闭环境内循环的空气循环系统，所述封闭环境内的空气包括室内空气；用于将至少一部分室外空气引入所述封闭环境中的室外空气入口，所述室外空气来自所述封闭环境外部；洗涤系统，所述洗涤系统包括吸附材料，用来减少所述室内空气中的至少一种气体污染物的存在；以及用于控制至少所述室外空气入口和所述洗涤系统的操作的控制器系统，所述控制器系统被配置成包括至少以下操作模式中的两个或更多个：洗涤模式，用来从所述室内空气中洗涤掉所述至少一种气体污染物；洗涤器再生模式，用来使所述吸附材料再生；节能器模式，所述节能器模式包括经由所述室外入口将至少一部分室外空气引入所述封闭环境中；洗涤绕过模式，在所述模式中循环空气绕过所述洗涤系统且/或所述洗涤系统关闭；以及待机模式，在所述模式中室内空气和室外空气都不循环所述方法包括：确定以下参数中的至少一个：所述封闭环境的占用率水平；所述室内空气中的所述至少一种污染物的水平；所述吸附材料中的所述至少一种污染物的水平；离开所述吸附材料的空气中的所述至少一种污染物的水平；室内空气温度和/或室内空气湿度水平；室外空气温度和/或室外空气湿度水平；以及所述HVAC系统进行操作的时间和/或日期；以及基于所述至少一个参数，根据所述操作模式来控制所述空气循环系统和所述洗涤系统的启用。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.10 US 61/585,201;2012.05.22 US 61/650,2041.一种操作用于封闭环境的HVAC系统的方法，所述HVAC系统被配置来
对空气进行加热和冷却中的至少一个并且所述HVAC系统包括：
被配置来使空气至少在所述封闭环境内循环的空气循环系统，所述封闭环
境内的空气包括室内空气；
用于将至少一部分室外空气引入所述封闭环境中的室外空气入口，所述室
外空气来自所述封闭环境外部；
洗涤系统，所述洗涤系统包括吸附材料，用来减少所述室内空气中的至少
一种气体污染物的存在；以及
用于控制至少所述室外空气入口和所述洗涤系统的操作的控制器系统，所
述控制器系统被配置成包括至少以下操作模式中的两个或更多个：
洗涤模式，用来从所述室内空气中洗涤掉所述至少一种气体污染物；
洗涤器再生模式，用来使所述吸附材料再生；
节能器模式，所述节能器模式包括经由所述室外入口将至少一部分室外空
气引入所述封闭环境中；
洗涤绕过模式，在所述模式中循环空气绕过所述洗涤系统且/或所述洗涤系
统关闭；以及
待机模式，在所述模式中室内空气和室外空气都不循环
所述方法包括：
确定以下参数中的至少一个：
所述封闭环境的占用率水平；
所述室内空气中的所述至少一种污染物的水平；
所述吸附材料中的所述至少一种污染物的水平；
离开所述吸附材料的空气中的所述至少一种污染物的水平；
室内空气温度和/或室内空气湿度水平；
室外空气温度和/或室外空气湿度水平；以及
所述HVAC系统进行操作的时间和/或日期；以及
基于所述至少一个参数，根据所述操作模式来控制所述空气循环系统和所
述洗涤系统的启用。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过控制所述空气循环系统的以下部件
中的至少一个来操作所述操作模式：风机、挡板、闸板、阀门和加热器，这些
部件被配置来影响空气或其它流体在所述HVAC系统中的流动。
3.如权利要求1所述的方法，其中当所述占用率水平等于或低于预定人数
时，或所述时间和日期在正常操作时间以外时，根据所述待机模式或根据所述
洗涤绕过模式来操作所述HVAC系统。
4.如权利要求1所述的方法，其中在出现以下条件中的至少一个时启用所
述洗涤器再生模式：
一天中的预定时间；
所述洗涤系统在所述洗涤模式下操作了预定持续时间之后；
所述吸附材料中的所述至少一种气体污染物的水平等于或高于预定阈值；
以及
离开所述吸附材料的空气中的所述至少一种污染物的水平等于或高于预定
阈值。
5.如权利要求1所述的方法，其中根据以下条件中的至少一个来操作所述
洗涤器再生模式一段时间：
从开始启用所述再生操作模式起的一段预定时间；
所述吸附材料中的所述至少一种气体污染物的水平；
离开所述吸附材料的空气中的所述至少一种污染物的水平；
所述室内空气中的所述至少一种污染物的水平；
所述吸附材料中的所述至少一种气体污染物的水平等于或低于预定阈值之
后的一段预定时间；
离开所述吸附材料的空气中的所述至少一种污染物的水平等于或低于预定
阈值之后的一段预定时间；以及
所述室内空气中的所述至少一种污染物的水平高于预定阈值之后的一段预
定时间。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述一段预定时间是根据以下条件中的
任何一个来确定：
所述HVAC系统进行操作的所述时间和/或日期；以及
所述室外空气温度和/或所述室外空气湿度水平。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述洗涤器再生模式包括使吹扫空气流
在所述吸附材料上方流动，以便消除所述吸附材料所留存的所述至少一种气体
污染物的至少一部分。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述吹扫空气流包括温度和/或流速等于
或大于相应阈值的室外空气。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述洗涤器再生模式包括在多个不同阶
段的操作，其中单个阶段可被选择来在以下条件中的任何一个下操作：
吹扫空气的温度；
所述吸附材料上方的所述吹扫空气流的持续时间；以及
所述吸附材料上方的所述吹扫空气流的流速。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述节能器模式包括将至少一部分室外
空气引入所述封闭环境中，以减少需要调节或处理的再循环室内空气的量。
11.如权利要求1所述的方法，其中基于所述室外空气温度和/或湿度水平
相对于室内空气或回流空气的所述温度和/或湿度水平之间的比较来选择所述节
能器模式，其中所述回流空气是离开所述封闭环境的所述室内空气。
12.如权利要求1所述的方法，其中在所述室内空气中存在的所述至少一种
气体污染物的水平等于或低于预定水平时，启用所述洗涤绕过模式。
13.如权利要求1所述的方法，其中在所述室内空气中的所述至少一种气体

\t污染物的水平等于或大于预定水平时，启用所述洗涤模式。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述参数进一步包括以下参数中的至少
一个：HVAC操作进度表、温度、湿度、压力、流速，以及HVAC制冷剂、冷
却器、压缩机和热泵的能量消耗。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述吸附材料中的所述至少一种气体污
染物的水平可通过对离开所述洗涤系统的空气中的所述至少一种气体污染物的
水平与进入所述洗涤系统的空气中的所述至少一种气体污染物的水平进行比较
来确定。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述再生模式可操作以消除已经吸附于
所述吸附材料中的所述至少一种气体污染物的至少约35％。
17.如权利要求1所述的方法，其中当离开所述洗涤系统的空气的所述至少
一种气体污染物的水平大于进入所述洗涤系统的空气的所述至少一种气体污染
物的水平时，启用所述洗涤绕过模式。
18.如权利要求1所述的方法，其中当所述洗涤系统出故障时，将预定量的
室外空气引入所述封闭环境中。
19.如权利要求1所述的方法，其中当所述洗涤系统出故障时，所述系统提
供警示。
20.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种气体污染物是选自由以下
各者组成的组：二氧化碳、挥发性有机化合物、氧化硫、氡气、氧化亚氮和一
氧化碳。
21.如权利要求1所述的方法，其中经由入口将所述室外空气引入所述封闭
环境中，所述入口是所述封闭环境中预先存在的入口，或所述入口被安装于所

\t述HVAC系统内以便引入所述室外空气。
22.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
传感器，所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌迪·梅拉夫，伊斯拉埃尔·比兰，阿撒耳·梅鲁哈姆，
申请(专利权)人：恩弗里德系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US