本發(fā)明屬于風(fēng)機盤管機組，具體而言，涉及一種用直流電驅(qū)動的風(fēng)機盤管機組。

背景技術(shù)：

1、90年代開始，中央空調(diào)系統(tǒng)和設(shè)備大規(guī)模進入中國的公共建筑中，目前，第一批的建筑中央空調(diào)系統(tǒng)面臨著更新?lián)Q代的要求。隨著國家各項城市更新政策的出臺，建筑空調(diào)設(shè)備的更新也逐步提上日程。早期的空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計時僅考慮了滿足基本冷熱需求，空調(diào)設(shè)備特別是風(fēng)機盤管對空氣品質(zhì)的作用有限，而且較少考慮低碳節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的要求，設(shè)備的裝空間一般有限。因此，風(fēng)機盤管的改造面臨著較大的困難和挑戰(zhàn)：既要滿足性能提升、功能增加的要求，同時又需要考慮改造成本，不能對整個建筑結(jié)構(gòu)、空調(diào)系統(tǒng)整體做大的調(diào)整。為滿足空調(diào)設(shè)備的更新?lián)Q代的需求，需要開發(fā)新型多功能集成智能化控制的風(fēng)機盤管。風(fēng)機盤管設(shè)備的構(gòu)成已經(jīng)非常成熟，主要由電機、風(fēng)機、盤管、水盤和殼體等組成。其原理是通過風(fēng)機的運轉(zhuǎn)，讓空氣流過盤管從而實現(xiàn)熱交換，處理過的空氣進入室內(nèi)改變室內(nèi)空氣的溫濕度，達到提升人體熱舒適度的目的。風(fēng)機盤管是最簡單的空氣處理設(shè)備，現(xiàn)有的風(fēng)機盤管僅能處理空氣的溫濕度，存在系統(tǒng)集成度不高、自適應(yīng)優(yōu)化運行能力差的問題，缺少凈化、新風(fēng)等重要功能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種用直流電驅(qū)動的風(fēng)機盤管機組，能夠解決現(xiàn)有的風(fēng)機盤管存在系統(tǒng)集成度不高、自適應(yīng)優(yōu)化運行能力差的問題。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明提供一種用直流電驅(qū)動的風(fēng)機盤管機組，其中，包括：機組外殼、送風(fēng)格柵、表冷器、控制電路板、直流供電電機、風(fēng)機、回風(fēng)箱、回風(fēng)格柵和智能無線溫控器；所述機組外殼內(nèi)部從上到下依次設(shè)置有送風(fēng)格柵、表冷器、風(fēng)機和回風(fēng)箱；所述送風(fēng)格柵與機組外殼的出風(fēng)口連接，用于上下左右擺動以調(diào)節(jié)送風(fēng)方向；所述表冷器設(shè)置在送風(fēng)格柵下方，用于冷卻或加熱流過的空氣；所述風(fēng)機通過直流供電電機驅(qū)動，為空氣流動提供動力；所述回風(fēng)箱位于風(fēng)機下方，與回風(fēng)格柵連接，用于混合新風(fēng)和回風(fēng)；所述控制電路板安裝在機組外殼內(nèi)部，用于接收智能無線溫控器的信號并控制機組各部件的運行。

4、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的一種用直流電驅(qū)動的風(fēng)機盤管機組還可以做如下改進:

5、其中，還包括送風(fēng)消聲器和回風(fēng)消聲器；所述送風(fēng)消聲器設(shè)置在送風(fēng)格柵與表冷器之間，用于使送風(fēng)氣流更加平穩(wěn)并降低送風(fēng)噪聲；所述回風(fēng)消聲器設(shè)置在回風(fēng)箱與回風(fēng)格柵之間，用于降低回風(fēng)噪聲。

6、進一步的，還包括電動水閥；所述電動水閥與表冷器連接，用于根據(jù)控制電路板的指令調(diào)節(jié)進入表冷器的水流量，從而控制空調(diào)送風(fēng)溫度。

7、進一步的，還包括人員活動傳感器；所述人員活動傳感器安裝在機組外殼內(nèi)部，用于監(jiān)測室內(nèi)人員活動情況，并將信號反饋給控制電路板。

8、進一步的，所述回風(fēng)格柵上設(shè)有中效濾網(wǎng)；所述中效濾網(wǎng)用于去除80％以上的顆粒物。

9、進一步的，還包括新風(fēng)口；所述新風(fēng)口設(shè)置在回風(fēng)箱上，用于引入經(jīng)過處理的室外新鮮空氣。

10、進一步的，還包括接水盤；所述接水盤設(shè)置在表冷器下方，用于承接空調(diào)制冷時產(chǎn)生的冷凝水。

11、進一步的，還包括照明燈和負離子發(fā)生器；所述照明燈安裝在機組外殼上，用于照亮室內(nèi)空間，由控制電路板供電；所述負離子發(fā)生器安裝在機組內(nèi)部，用于產(chǎn)生大量空氣負離子。

12、進一步的，還包括消防煙感噴淋頭；所述消防煙感噴淋頭安裝在機組外殼上，用于感知室內(nèi)煙霧情況，并與消防管道連接。

13、進一步的，所述控制電路板內(nèi)設(shè)置有自適應(yīng)控制模塊，用于根據(jù)室內(nèi)環(huán)境變化和人員活動動態(tài)調(diào)整風(fēng)機盤管機組的運行參數(shù)，提高能效并優(yōu)化用戶體驗；包括以下步驟：

14、s10、設(shè)定運行參數(shù)，包括溫度、濕度、風(fēng)速，并確定初始的采樣時間間隔；

15、s20、實時采集當(dāng)前環(huán)境參數(shù)以及用戶的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，包括溫度傳感器采集的溫度、人員活動傳感器采集的人群分布數(shù)據(jù)，所述用戶的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)為用戶對智能無線溫控器的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；

16、s30、建立考慮環(huán)境參數(shù)的用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組，所述用戶調(diào)節(jié)方程組用于根據(jù)當(dāng)前環(huán)境參數(shù)映射用戶的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述自動調(diào)節(jié)方程組用于根據(jù)人員活動狀況、室內(nèi)溫度變化趨勢自動調(diào)整機組運行參數(shù)；

17、s40、采用一段時間內(nèi)連續(xù)采集的當(dāng)前環(huán)境參數(shù)以及用戶的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述用戶調(diào)節(jié)方程組進行擬合；采用歷史運行數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的舒適度指標(biāo)對自動調(diào)節(jié)方程組進行擬合；

18、s50、將用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組采用加權(quán)方式形成融合方程組，并根據(jù)用戶調(diào)節(jié)的頻率動態(tài)調(diào)整權(quán)重系數(shù)；

19、s60、基于融合方程組計算最優(yōu)運行參數(shù)，包括目標(biāo)溫度、風(fēng)速和送風(fēng)方向，并生成相應(yīng)的控制指令；

20、s70、將控制指令發(fā)送至相應(yīng)執(zhí)行部件，調(diào)整風(fēng)機盤管機組的運行狀態(tài)。

21、具體而言，步驟s10中，首先需要設(shè)定風(fēng)機盤管機組的初始運行參數(shù)，包括室內(nèi)溫度、濕度和風(fēng)速等。這些參數(shù)是控制電路板用于調(diào)節(jié)機組運行狀態(tài)的目標(biāo)值。然后，需要確定采樣時間間隔，即每隔多長時間收集一次環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)和用戶調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。

22、步驟s20中，通過溫濕度傳感器實時采集當(dāng)前室內(nèi)溫度和濕度數(shù)據(jù)。同時，利用人員活動傳感器監(jiān)測室內(nèi)人員分布情況，根據(jù)人員移動頻率計算活動指數(shù)a。此外，還需記錄用戶通過智能無線溫控器進行的溫度、風(fēng)速和送風(fēng)方向的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為后續(xù)建立用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組提供依據(jù)。

23、步驟s30中，首先建立考慮環(huán)境參數(shù)的用戶調(diào)節(jié)方程組。該方程組描述了用戶對溫度、濕度、人員活動及溫度變化率等因素的主觀感受和調(diào)節(jié)行為之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。同時，還需要建立自動調(diào)節(jié)方程組，該方程組根據(jù)人員活動狀況、室內(nèi)溫度變化趨勢等因素自動調(diào)整機組運行參數(shù)，以實現(xiàn)最佳的能效和用戶體驗。這兩類方程組為后續(xù)的參數(shù)優(yōu)化提供了基礎(chǔ)模型。

24、步驟s40中，采用足夠多的樣本數(shù)據(jù)對用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組進行擬合。對于用戶調(diào)節(jié)方程組，使用最小二乘法求解線性方程組，得到各參數(shù)的最優(yōu)值。對于自動調(diào)節(jié)方程組，則需要考慮預(yù)設(shè)的舒適度指標(biāo)，如最佳舒適溫度等，同樣采用最小二乘法進行擬合。這些擬合結(jié)果為后續(xù)的參數(shù)融合提供了必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

25、步驟s50中，將用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組采用加權(quán)方式融合成一個綜合方程組。融合時需要考慮用戶調(diào)節(jié)的頻率，動態(tài)調(diào)整兩者的權(quán)重系數(shù)。這樣做的目的是在保證用戶體驗的同時，兼顧能效優(yōu)化的需求。

26、步驟s60中，基于融合后的方程組計算出最優(yōu)的溫度、風(fēng)速和送風(fēng)方向參數(shù)。這些參數(shù)值是在綜合考慮用戶需求和自動優(yōu)化規(guī)則的基礎(chǔ)上得到的。接下來，控制電路板會生成相應(yīng)的控制指令，為后續(xù)步驟的執(zhí)行做好準(zhǔn)備。

27、步驟s70中，控制電路板將優(yōu)化后的參數(shù)指令發(fā)送至相應(yīng)的執(zhí)行部件，如電動水閥、風(fēng)機等，從而調(diào)整風(fēng)機盤管機組的運行狀態(tài)。這一步驟確保了機組能夠按照計算出的最優(yōu)參數(shù)進行實際運行。

28、其中，用戶調(diào)節(jié)方程組具體表示如下：

29、

30、式中，tu為用戶調(diào)節(jié)的目標(biāo)溫度(℃)；vu為用戶調(diào)節(jié)的風(fēng)速(m/s)；du為用戶調(diào)節(jié)的送風(fēng)方向(°)；tc為當(dāng)前室內(nèi)溫度(℃)；h為當(dāng)前室內(nèi)濕度(％)；a為人員活動指數(shù)(無量綱，范圍0-10)；為室內(nèi)溫度變化率(℃/h)；t為時間(h)；ω為日周期頻率(2π/24rad/h)；a1,a2,…,c5為待定系數(shù)；εt,εv,εd為各自的誤差項。

31、參數(shù)獲取方法為：

32、tc、h通過溫濕度傳感器直接測量獲得。a通過人員活動傳感器采集的數(shù)據(jù)計算得出，具體步驟如下：

33、步驟1：統(tǒng)計單位時間內(nèi)人員移動次數(shù)n；

34、步驟2：計算活動指數(shù)其中nmax為預(yù)設(shè)的最大移動次數(shù)。

35、的計算步驟如下：

36、步驟1：在時間間隔δt內(nèi)測量初始溫度t1和終止溫度t2；

37、步驟2：計算溫度變化率

38、自動調(diào)節(jié)方程組具體表示如下：

39、

40、式中，ta為自動調(diào)節(jié)的目標(biāo)溫度(℃)；va為自動調(diào)節(jié)的風(fēng)速(m/s)；da為自動調(diào)節(jié)的送風(fēng)方向(°)；topt為最佳舒適溫度(℃，默認值為24℃)；k1,k2,…,n5為待定系數(shù)；δt,δv,δd為各自的誤差項。

41、參數(shù)topt的獲取方法為：

42、步驟1：收集用戶在不同溫度下的滿意度評分數(shù)據(jù)；

43、步驟2：使用二次函數(shù)擬合滿意度評分與溫度的關(guān)系：s＝p(t-topt)2+q，其中s為滿意度評分；

44、步驟3：求解滿意度最大值對應(yīng)的溫度，即為topt。

45、待定系數(shù)(a1,…,c5)和(k1,…,n5)的獲取方法為：

46、步驟1：收集足夠多的樣本數(shù)據(jù)，包括環(huán)境參數(shù)和對應(yīng)的調(diào)節(jié)結(jié)果；

47、步驟2：使用最小二乘法求解線性方程組：xβ＝y(tǒng)，其中x為自變量矩陣，y為因變量向量，β為待定系數(shù)向量；

48、步驟3：計算最優(yōu)解：β＝(xtx)-1xty。

49、具體而言，所述控制電路板內(nèi)設(shè)置有自適應(yīng)控制模塊，用于根據(jù)室內(nèi)環(huán)境變化和人員活動動態(tài)調(diào)整風(fēng)機盤管機組的運行參數(shù)，提高能效并優(yōu)化用戶體驗；所述自適應(yīng)控制模塊具體包括以下步驟：

50、步驟s10，設(shè)定初始運行參數(shù)和采樣時間間隔。首先，控制電路板設(shè)定風(fēng)機盤管機組的初始溫度、濕度和風(fēng)速等運行參數(shù)。同時，確定每隔多長時間收集一次環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)和用戶調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。這些參數(shù)為后續(xù)的動態(tài)調(diào)整提供基準(zhǔn)。

51、步驟s20，實時采集當(dāng)前環(huán)境參數(shù)和用戶調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。通過溫濕度傳感器實時采集室內(nèi)溫度和濕度數(shù)據(jù)。利用人員活動傳感器監(jiān)測室內(nèi)人員活動情況，計算出人員活動指數(shù)。此外，記錄用戶通過智能無線溫控器進行的溫度、風(fēng)速和送風(fēng)方向的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)為建立用戶調(diào)節(jié)模型和自動調(diào)節(jié)模型提供依據(jù)。

52、步驟s30，建立用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組。用戶調(diào)節(jié)方程組描述了用戶對溫度、濕度、人員活動及溫度變化率等因素的主觀感受和調(diào)節(jié)行為之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。自動調(diào)節(jié)方程組則根據(jù)人員活動狀況、室內(nèi)溫度變化趨勢等因素自動調(diào)整機組運行參數(shù)。兩類模型為后續(xù)的參數(shù)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。

53、步驟s40，對用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組進行擬合。對于用戶調(diào)節(jié)方程組，采用最小二乘法求解線性方程組，確定各參數(shù)的最優(yōu)值。對于自動調(diào)節(jié)方程組，則需要考慮預(yù)設(shè)的舒適度指標(biāo)，如最佳舒適溫度等，同樣采用最小二乘法進行擬合。這些擬合結(jié)果為參數(shù)融合提供數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

54、步驟s50，融合用戶調(diào)節(jié)方程組和自動調(diào)節(jié)方程組。將兩類方程組采用加權(quán)方式融合成一個綜合方程組。融合時需要考慮用戶調(diào)節(jié)的頻率，動態(tài)調(diào)整兩者的權(quán)重系數(shù)。這樣做是為了在保證用戶體驗的同時兼顧能效優(yōu)化。

55、步驟s60，基于融合方程組計算出最優(yōu)運行參數(shù)?？刂齐娐钒甯鶕?jù)融合方程組計算出最優(yōu)的溫度、風(fēng)速和送風(fēng)方向參數(shù)，并生成相應(yīng)的控制指令。這些參數(shù)值是在綜合考慮用戶需求和自動優(yōu)化規(guī)則的基礎(chǔ)上得到的。

56、步驟s70，執(zhí)行優(yōu)化后的控制指令。控制電路板將優(yōu)化后的參數(shù)指令發(fā)送至相應(yīng)的執(zhí)行部件，如電動水閥、風(fēng)機等，從而調(diào)整風(fēng)機盤管機組的運行狀態(tài)。這一步驟確保了機組能夠按照計算出的最優(yōu)參數(shù)進行實際運行。

57、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的一種用直流電驅(qū)動的風(fēng)機盤管機組通過在機組內(nèi)集成溫濕度傳感器、人員活動傳感器等多種檢測元件,結(jié)合智能無線溫控器,建立考慮用戶偏好的自適應(yīng)控制算法,實現(xiàn)對機組運行參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化調(diào)整。這一技術(shù)方案能夠顯著提升風(fēng)機盤管機組的智能化水平和能源利用效率,并顯著改善用戶的使用體驗。

58、具體而言,本發(fā)明的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

59、1.精準(zhǔn)控制送風(fēng)參數(shù)。采用直流電機驅(qū)動風(fēng)機,配合智能控制算法,可實現(xiàn)對溫度、風(fēng)速和送風(fēng)方向等參數(shù)的精確調(diào)節(jié),滿足不同環(huán)境條件和用戶需求下的個性化空調(diào)服務(wù)。

60、2.自適應(yīng)優(yōu)化運行狀態(tài)?？刂齐娐钒鍍?nèi)置自適應(yīng)控制模塊,能夠動態(tài)分析環(huán)境變化和用戶偏好,持續(xù)優(yōu)化機組的溫度、濕度和風(fēng)量目標(biāo)值,提高能源利用效率。

61、3.智能感知環(huán)境因素。機組集成了溫濕度傳感器、人員活動傳感器等,能夠全面感知室內(nèi)環(huán)境狀況,為自適應(yīng)控制提供依據(jù),滿足多樣化的使用需求。

62、4.提升用戶使用體驗。針對用戶的溫度、風(fēng)速和送風(fēng)方向調(diào)節(jié)需求進行建模和融合優(yōu)化,既尊重用戶個性化喜好,又能夠自動調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài),大幅提高用戶使用滿意度。

63、5.增強節(jié)能環(huán)保性能。智能優(yōu)化算法能夠在滿足用戶需求的前提下,動態(tài)調(diào)整機組運行參數(shù),最大限度降低能耗,并配合新風(fēng)系統(tǒng)提高室內(nèi)空氣質(zhì)量,實現(xiàn)更加綠色環(huán)保的空調(diào)服務(wù)。

64、綜上所述，本發(fā)明解決了現(xiàn)有的風(fēng)機盤管存在系統(tǒng)集成度不高、自動化能力差的問題。