用于控制建筑物中的通风的方法及系统的制作方法

用于控制建筑物中的通风的方法及系统的制作方法
【专利摘要】用于控制建筑物的室内区域的通风的方法及系统，包括下述步骤：根据选自多个通风模式的通风模式、一组可调节的控制参数(31；32；33；34；35)以及来自传感器的至少一个测量值借助于机械通风和自然通风对室内区域进行通风，其中，每个通风模式与该组可调节的控制参数(31；32；33；34；35)以及/或者一组固定的控制参数(34)相关联，每个可调节的控制参数(31；32；33；34；35)具有选自一组模式相关的可调节值的可调节值，每个固定的控制参数(34)具有模式相关的固定值；以及通过将来自传感器的测量值与通风模式的控制参数的对应值进行比较来控制机械通风和自然通风，使得获得由通风模式限定的期望的室内气候。
【专利说明】用于控制建筑物中的通风的方法及系统
[0001] 本发明涉及用于控制建筑物的室内区域的通风的方法，该方法包括下述步骤：根 据选自多个通风模式的通风模式、一组可调节的控制参数以及来自传感器的至少一个测量 值借助于机械通风和自然通风对室内区域进行通风。
[0002] 随着用于建筑物的通风系统不断地发展，来自用户的需求也一直在变化。除了舒 适的室内气候之外，其他的参数可以开始发挥作用。
[0003] 现今特别是在较大的建筑物例如学校和办公楼中使用的现代通风与气候控制系 统将对建筑物进行通风的不同的方式进行组合并且通常将建筑物划分成区，以使得可以在 考虑到应用在特定区域中的特定条件例如空气质量和温度的情况下控制较小的区域中的 通风和/或温度。例如，如果在区域中存在很多人，则更需要对房间进行通风和制冷，而区 域中有很少的人则会需要较少的通风以及可能需要增加对房间的制热。取决于外部天气和 空气质量条件，可以经由打开窗户或者通过可以在空气进入室内区域之前对空气进行调节 的机械通风装置来提供通风。
[0004] US2005/0144963中公开了供暖、通风与空气调节（HVAC)系统。公开了用于提供 建筑物结构中的受控循环和/或通风水平的控制方法及系统。该系统包括用于感测建筑物 结构中和/或建筑结构周围的一个或更多个环境条件的一个或更多个传感器，包括温度传 感器、湿度传感器、空气质量传感器。系统设置包括设定点值、系统模式（例如，热、冷或关 闭）、预计建筑物是被占用还是空闲、一天的时间、一年的时间等。基于传感器的一个或更多 个测量以及系统设置，HVAC系统可以相应地调节循环和/或通风时间。系统可以设定成自 动模式以使得根据所选择的针对例如温度和湿度的设定值来调节通风/循环。可选地，可 以使用新鲜空气通风口，通过利用附近的风扇经由管道系统提供新鲜空气。其目的是获得 自适应的循环/通风同时使设备的成本和磨损最小化。
[0005] EP 0 710 804中公开了用于针对被划分成多个区的室内区域来控制空气质量的另 一系统。该系统包括检测温度、C02、挥发性有机化合物及湿度的多个传感器以及多个区控 制器。将传感器的测量值与中心最小阈值和中心最大阈值进行比较，并且基于此比较来调 节中心风闸阀以改变外部空气到供给空气流的流动。此目的是使得能够在具有低温以及差 的空气质量的情况下高效地控制室内区域的空气质量。
[0006] 然而，当会鉴于根据用户所期望的室内气候以更优的方式控制通风以及用户以例 如在温度尺度上不可以物理地测量的其他方式做出期望时，这些解决方法确实具有一些缺 点。
[0007] 因此，本发明的目的是提供用于控制建筑物的室内区域的通风的改进的方法及系 统，其中，主动地考虑了室内气候和用户需求二者。
[0008] 鉴于此，根据本发明的方法的特征在于：
[0009] 每个通风模式与一组可调节的控制参数以及/或者一组固定的控制参数相关联， 每个可调节的控制参数具有选自一组模式相关的可调节值的可调节值，每个固定的控制参 数具有模式相关的固定值，
[0010] 通过将来自传感器的测量值与通风模式的控制参数的对应值进行比较来控制机 械通风和自然通风，使得获得由通风模式限定的期望的室内气候。
[0011] 这使得能够取决于所选择的模式来调节通风，其中，模式可以包括关于下述的某 些限制：控制参数的值可以是什么以及可以在什么限制中选择可调节值。通过不仅仅具有 其中用户只能够调节所期望的室内温度的一个"自动"模式，用户能够选择使得用户能够考 虑其他方面的模式。方面可以是接受室内温度的较低的变化程度或者可以是选择下述模 式：整体能量消耗非常低的模式或者其中模式被设定成某安全状态的模式，例如，其中由于 盗窃的风险在某些时间段保持窗户关闭而同时仍然获得期望的室内气候的模式。这些方面 或者不同的模式可以进行组合。所以，在选择期望的模式时，可以考虑环境或经济利益。
[0012] 表明的是，当人对室内气候有影响时，人更对室内气候更满意，并且鉴于各个模 式，当人知道还考虑了其他方面例如环境或经济利益时，他们更可能接受例如更低的室内 温度或者室内温度的更多变化。
[0013] 在本上下文中，术语"自然通风"涵盖了借助于在对区域进行通风时不消耗任何能 量的任何通风装置所提供的通风。这意味着在将空气移动进和/或移动出建筑物时不使用 能量，能量只用于保持控制和传感器等开启和运行。其为由于内部与外部之间的包括风差 异和温度差异的压差而引起到室内空间以及离开室内空间的空气交换。用于提供自然通风 的装置的示例是设置在围护结构中例如在墙或房顶中的或者作为管道系统的一部分的风 闸阀、通风口或打开的窗户。
[0014] 术语"机械通风"涵盖了使用电力驱动设备例如风扇和风机来将空气移动进和/ 或移动出建筑物。
[0015] 也可以使用其他通风装置，包括具有热量回收的机械通风或者自然脉冲式通风 (natural pulse ventilation),在具有热量回收的机械通风中，建筑物内部的热量用于对 来自外部的空气进行制热，以使得该空气不与其在没有热量回收的情况下一样冷，自然脉 冲式通风是以一定间隔启动的自然通风，例如，短暂地打开窗户例如一分钟并且然后再次 将窗户关闭。
[0016] 控制通风装置意味着经由来自传感器的测量和系统的用户设置对通风的控制以 及通风的启动或停用和水平。从而，可以取决于用户偏好或者所选择的通风模式只使用用 于对室内区域进行通风的自然通风或者只使用机械通风。
[0017] 固定的控制参数和可调节的控制参数二者的示例包括：夜间通风设定点、夜间的 机械通风（是/否）、机械夜间制冷（是/否）、脉冲式通风、制热设定点、室外温度设定点、 室内温度设定点、C0 2阈值、制冷设定点、风设定点、雨（是/否）等。控制参数是可调节的 还是固定的取决于所选择的模式。当控制参数可调节时，其是指通风装置可调节或者值可 调节，例如，室内温度设定点可以从22°C调节到23°C。例如，在夜间应当或不应当存在机械 通风。可以在一个模式中作出此选择。另一方面，可以在某一模式中停用机械通风，并且从 而，夜间的机械通风具有固定值，即否。
[0018] 室内区域可以是整个建筑物，或者室内区域可以是建筑物的一部分，以使得可以 将建筑物划分成可以单独地控制的区。也可以是在给定的模式限制内，由管理员针对整个 建筑物集中地控制各个控制参数，并且由各个房间或室内区域中的用户选择模式。这促进 了更好的室内气候，这是由于可以取决于特定室内区域中的要求和/或期望通过不同的通 风装置对不同的区进行通风。
[0019] 控制参数可以包括室外温度设定点，优选地，通风模式限定不同的室外温度设定 点。明显地，通过设定室外温度点，当在例如自然通风或机械通风之间进行选择时，可以考 虑外部空气的温度。室外温度设定点可以是固定的控制参数或可调节的控制参数二者。如 果室外温度设定点是固定的，则由模式确定该室外温度设定点，如果室外温度设定点是可 调节的，则室外温度设定点在取决于模式的某些限制内可调节。室外温度自身是不可调节 的，但是通风装置可以响应于室外温度设定点而被控制。
[0020] 此目的是提供顾及到用户的需求的更好的室内气候。当设定不同的室外温度设定 点时，例如，如果针对各个模式中的一个模式设定低的室外温度设定点，例如o°c，则系统将 会更大程度地依赖自然通风并且从而减少由空气处理单元例如风扇或风机消耗的能量的 量。如果针对各个模式中的一个模式设定较高的室外温度设定点，例如15°c，则系统将会更 大程度地依赖机械通风，这是因为至少在季节变化时的气候中温度更经常地低于室外设定 点温度。可以由包括尤其用于在空气进入室内区域之前对空气进行制热、制冷、增湿或除湿 和/或过滤的装置的空气处理系统或单元来调节空气，并且从而使空气对于建筑物的用户 来说更舒适。可以使用热交换器或制热线圈对空气进行制热。
[0021] 可调节的控制参数可以包括室内温度设定点，优选地，通风模式限定不同的室内 温度设定点。以此方式，用户可以影响系统，以使得至少可以保持期望范围的室内温度。不 同的室内温度设定点使得室内温度设定点能够与特定模式相关联。
[0022] 可调节的控制参数可以包括室内空气质量阈值，优选地，通风模式限定不同的室 内空气质量阈值，以使得如果空气质量降低，例如，co 2含量高于一定阈值，则可以设置更 多的通风。可以设置空气质量传感器来测量空气中的co2、湿度、氡气、挥发性有机化合物 (V0C)或生物废物中的一个或更多个物质的含量。
[0023] V0C由各种物质释放，各种物质包括：涂料和漆、脱漆剂、清洁用品、杀虫剂、建筑 材料及家具、办公设备例如复印机和打印机、修改液和无碳复印纸、包括胶水和粘合剂的图 像和工艺材料、永久性标记以及摄影溶液等。虽然不是所有的上述物质都是显著的，但是它 们的确影响室内气候，并且通过设定阈值，可以减少上述物质中的任何物质在空气中的含 量。
[0024] 生物废物由人排放并且包括C02、甲烷、气味等。已经表明的是，C02在空气中的含 量与生物废物在空气中的总体数量之间经常存在关系。这意味着，更简单的是，仅测量空气 中的C0 2含量并且基于对此测量来启动特定的通风装置，而不是测量由房间内的人、电脑等 导致的所有这些不同的空气质量参数。如果房间中总体上只存在少量的人，但是存在由例 如计算机设备释放的很多V0C，则也可以期望测量这些其他参数之一。
[0025] 当提到高的空气质量阈值时，其与低的空气质量相对应。例如，接受C02的高阈值， 这导致低的空气质量。
[0026] 每个通风模式可以包括替代设置，并且每个替代设置与一组可调节的控制参数和 /或一组固定的控制参数相关联，每个可调节的控制参数具有选自一组模式相关的可调节 值的可调节值，每个固定的控制参数具有模式相关的固定值。通过添加替代设置，另一维度 被添加至模式。此替代设置可以是季节设置。例如，每个模式可以与冬季设置、过渡设置 (秋季/春季）、未设置机械制冷的夏季设置以及设置了机械制冷的夏季设置中的一个或更 多个设置相关联。如果存在三个替代设置和三个通风模式，则总的来说存在九个不同的通 风选项。所以，模式相关的固定值和模式相关的可调节值也可以取决于此替代设置。优点 是，当还考虑了此替代设置时，在例如能量消耗、经济性和/或用户满意度方面获得了通风 装置的更好组合。
[0027] 每个通风模式可以与用于提供期望的室内气候的不同量的能量的消耗相关联。系 统选择最佳的通风装置，从而，用户不必须考虑怎样组合以及最合理地使用自然通风装置 和机械通风装置或者其他通风装置。
[0028] 消耗的能量不只依赖于由每个通风装置消耗的能量的量，而是要考虑到整体情 况。例如，当使用自然通风并且打开窗户时，非常少的能量用于空气移动。然而，如果外部 冷，在进行了其中较冷的空气进入了室内区域的通风之后，将需要能量来再次加热室内区 域。这被不同的模式所考虑，并且相应地控制自然通风装置和机械通风装置或者其他通风 装置。对所有的模式而言，目的是在给定的用户选择的模式下向用户提供舒适的室内气候。
[0029] 可调节的控制参数可以包括限定室内温度范围的室内最大温度阈值和室内最小 温度阈值，其中，与最少量的能量消耗相关联的通风模式限定下述室内温度范围，该室内温 度范围宽于由具有较高量的能量消耗的通风模式限定的室内温度范围。在具有低的能量消 耗的模式中，室内温度允许更大的变化，以使得当外部冷时，在启动具有热量回收的制热或 机械通风之前，接受内部的较低的温度，从而减少了制热内部区域以达到期望的温度范围 所需要的能量的量。
[0030] 代替室内温度或者除了室内温度之外，通风模式可以与不同的室内最大空气质量 阈值相关联，以使得可调节的控制参数可以包括室内最大空气质量阈值，其中，与最低量的 能量消耗相关联的通风模式限定下述室内最大空气质量阈值，该室内最大空气质量阈值低 于由具有较高量的能量消耗的通风模式限定的室内最大空气质量阈值。因此，当决定使用 较少的能量时，接受较高含量的例如C0 2。如果外部冷并且C02水平高，则可以将机械通风 与具有热量回收的通风进行组合，以使得在内部保持温度水平并且同时也减少C0 2水平。
[0031] 根据优选的实施方式，由用户选择通风模式。这给予用户对室内气候的控制，而不 是仅由系统基于来自传感器的测量值决定要实现什么。
[0032] 根据第二方面，提供了用于控制建筑物的室内区域的通风的系统，包括：
[0033] 自然通风装置，
[0034] 机械通风装置，
[0035] 传感器，以及
[0036] 控制单元，该控制单元被配置用于通过根据选自多个通风模式的通风模式、一组 可调节的控制参数以及来自传感器的至少一个测量值来启动自然通风装置和机械通风装 置从而对室内区域进行通风，其中，每个通风模式与该组可调节的控制参数以及/或者一 组固定的控制参数相关联，每个可调节的控制参数具有选自一组模式相关的可调节值的可 调节值，每个固定的控制参数具有模式相关的固定值，
[0037] 控制单元被配置用于通过将来自传感器的测量值与通风模式的控制参数的对应 值进行比较来控制机械通风装置和自然通风装置，使得获得由通风模式限定的期望的室内 气候。
[0038] 传感器可以是温度计、时钟、日历、C02传感器、光传感器、检测房间内的存在的PIR 传感器、风向计、风速计、雨水传感器、湿度传感器、氡检测器或其他空气质量检测器。
[0039] 可以与控制单元分离地设置一个或更多个传感器，或者可以将一个或更多个传感 器设置成结合到控制单元中。
[0040] 根据第三方面，设置用于控制建筑物的室内区域的通风的控制单元，控制单元被 配置用于通过根据选自多个通风模式的通风模式、一组可调节的控制参数以及来自传感器 的至少一个测量值来启动自然通风装置和机械通风装置从而对室内区域进行通风，其中， 每个通风模式与该组可调节的控制参数以及/或者一组固定的控制参数相关联，每个可调 节的控制参数具有选自一组模式相关的可调节值的可调节值，每个固定的控制参数具有模 式相关的固定值，
[0041] 控制单元被配置用于通过将来自传感器的测量值与通风模式的控制参数的对应 值进行比较来控制机械通风装置和自然通风装置，使得获得由通风模式限定的期望的室内 气候。
[0042] 在上面的描述中已经阐述了第二方面和第三方面的优点，并且对其作出参考。
[0043] 来自第一方面的特征中的任何特征可以与来自第二方面或第三方面的特征进行 组合。
[0044] 在下面，将参考附图更详细地描述本发明，在附图中：
[0045] 图1是示出了根据本发明的系统的第一实施方式的实现的图，
[0046] 图2是示出了根据本发明的系统的进一步发展的第二实施方式的实现的图，
[0047] 图3是示出了根据本发明的实施方式的模式X、模式Y和模式Z的图，
[0048] 图4至图9是示出了在不同条件下的不同的通风模式也被称为通风方案中本发明 的功能的图，以及
[0049] 图10是示出了三个替代设置与三个通风模式之间的组合以及对通风装置和控制 参数的影响的图。
[0050] 图1示出了根据发明的系统100的基本实施方式。系统100用于提供建筑物或建 筑物的一部分中的通风。系统100包括具有用户接口例如键盘或触摸屏的控制单元101， 控制单元101在此处作用为中心控制单元。控制单元101适于取决于来自室内温度传感 器102和室外温度传感器103的测量来启动不同的通风装置。不同的通风装置包括自然通 风装置104、机械通风装置105以及具有热量回收的通风装置106,自然通风装置104为一 个或更多个窗户的形式，可替代地，自然通风装置104可以是风闸阀或通风口，机械通风装 置105为电力驱动的通风机的形式，可替代地，机械通风装置105可以是散布空气的风扇或 管道系统，并且具有热量回收的通风装置106例如与机械通风连接的热交换机或热泵。另 外的传感器或测量设备可以耦接至系统，包括：C0 2传感器、光传感器、检测房间内的存在的 PIR传感器、风向计、风速计、雨水传感器、在室内和室外二者的湿度传感器、氡检测器或其 他空气质量检测器。在控制通风时，可以考虑来自这些传感器或测量设备的测量值。由控 制单元101响应于从室外温度传感器103和室内温度传感器102接收的测量值来控制通风 装置104、通风装置105、通风装置106。如何控制系统100,即在什么条件下启动什么种类 的通风装置即机械通风装置、自然通风装置或者具有热量回收的通风装置，是基于三个不 同的模式即模式X、模式Y和模式Z而被确定的。每个模式与不同的能量消耗的量相关联。 每个模式也可以与不同的季节或室外温度相关联。另外，每个模式与十二个不同的通风方 案相关联。下面将更详细地阐述这些方案以及模式X、模式Y和模式Z。
[0051] 系统100可以对整个建筑物或者仅对建筑物的一部分进行通风。建筑物可以被划 分成区以使得每个区可以由控制单元在局部水平上进行控制，其中，可以进行微小的调节 例如模式的设定和室内温度设定点的设定，同时，可以由中心控制单元针对整个建筑物集 中地控制更基础的设置例如室内最大温度阈值和室内最小温度阈值、在不存在人时室内区 域的通风和其他的控制参数。图2中示出了被划分成区的系统的示例。
[0052] 图2示出了本发明的进一步发展的实施方式。系统200被划分成两个区即区120、 区130。可以存在一个或更多个区。控制单元101控制区120、区130二者，控制单元101 在此处作用为中心控制单元并且在下面针对图2的描述中将被称为中心控制单元。中心控 制单元101接收来自各种传感器的测量，各种传感器包括测量空气的温度、湿度及C0 2含量 的一个或更多个室内传感器113、光传感器112、被动式红外（PIR)传感器110以及测量温 度、风速、风向和雨水的一个或更多个室外天气传感器117。系统还包括电源118。室外天 气传感器117也可以测量室外空气质量参数。每个区包括由致动器控制器115控制的六个 窗户。致动器控制器115可以控制一个或更多个区中的自然通风104。每个区中可以存在 可变数量的窗户。
[0053] 系统200还被配备有遮光剂111。与对建筑物进行制热相比，对建筑物进行制冷要 消耗大约3倍至5倍的更多的能量，意味着屏蔽来自窗户的光的一个或更多个遮光剂可以 有助于大幅地减少能量成本。
[0054] 在每个区即区120、区130以及机械通风105中还设置有制热装置116例如散热 器。机械通风105可以仅有助于外部空气在建筑物中的散布，或者空气可以在空气进入建 筑物之前被制热或者制冷。优选地，如果外部的空气低于15°C，则在空气进入室内区域之前 将空气制热至例如大约15°C，以使得空气不会很大程度地使室内区域变冷。除了中心控制 单元101之外，每个区还设置有局部用户控制器114,局部用户控制器114可以用于选择通 风模式或者调整期望的设定点温度或期望被局部控制的其他设置。例如，各个区中的每个 区也可以反映房间，并且如果各个房间中的一个房间充满了人，则合适的是针对此房间并 且不必须针对其余的房间或区来调节通风。不管处于X模式、Y模式或Z模式都可以进行 此调节，但是所使用的通风装置和/或阈值可以针对各个模式中的每个模式而不同。另一 方面，可以将室外空气质量检测器（未示出）布置在外部，以使得例如如果空气中存在高浓 度的烟雾时保持窗户关闭，并且在空气进入室内区域之前对通过机械通风105进来的空气 进行过滤。这优选地被集中地控制。
[0055] 也可以设置集中地设定的默认模式，以使得室内区域的用户可以将系统局部地设 置到X模式，但是在一天的最后当人已经离开室内区域时，模式被自动地设定回Z模式。
[0056] 系统200适于根据一组模式即模式X、模式Y和模式Z来控制室内气候。因此，优 选地，基于三个模式和来自各种传感器即传感器110、传感器112、传感器113、传感器117的 测量来控制通风装置104、通风装置105、通风装置106 (未示出）和制热116。模式X、模式 Y、模式Z中的每个模式与十二个通风方案相关联，下面将详细描述十二个通风方案。针对 每个通风方案，确定自然通风104、机械通风105、自然脉冲式通风以及/或者制热116或制 冷的组合，自然脉冲式通风是以一定的间隔启动的自然通风。十二个方案中的每个方案中 的通风装置的组合对于所有的三个模式来说在很大程度上是相同的。基于来自各种传感器 即传感器110、传感器112、传感器113、传感器117的测量确定并执行特定通风方案。模式 X、模式Y、模式Z彼此之间的不同在于室外温度设定点及室内最大温度阈值和室内最小温 度阈值。每个模式至少与室外温度设定点以及针对室内温度设定点的室内最大温度阈值和 针对室内温度设定点的室内最小温度阈值相关联。
[0057] 针对每个模式的室外温度设定点可以分别选自以下范围之一 ：0-5°C、5-10°C和 10-15°C。在其他的气候中或者基于用户偏好或建筑规范，可以使用其他范围。
[0058] 优选地，模式X、模式Y、模式Z也与针对来自一个或更多个室内传感器113的一个 或更多个测量值的一个或更多个阈值相关联。所以，取决于来自一个或更多个各种传感器 的是什么测量值及所选择的模式来执行某通风方案。
[0059] 由中心控制单元101控制通风装置以及制热或制冷二者的优点在于，作为用户， 可能难以看到对一个参数（通风装置和制热装置或制冷装置）进行调节对其余参数的影 响。通过将所有这些参数结合在一个系统中，用户只需要决定例如期望的温度和模式，而系 统将相应地调节通风装置和制热装置或制冷装置。从而，考虑了所有的参数，并且获得制热 和通风的最优混合，同时还考虑了能量的量以及从而考虑了经济性。
[0060] 图3示出了模式的实现的图。示出了三个模式即模式X、模式Y和模式Z，可以存 在更多的模式。不同的模式即模式X、模式Y和模式Z中的每个模式与下述相关联：由用户 或管理员选择的室内温度设定点35、以及限定室内温度范围的针对室内温度设定点的一组 室内最大温度阈值31和室内最小温度阈值32、以及在这种情况下针对建筑物内部的空气 的C0 2含量的空气质量阈值33。此外，限定表示冬季的室内温度23和夏季的室内温度24的 两个温度范围。所有三个模式即模式X、模式Y和模式Z具有同一室内温度设定点35。此 图中各个模式之间的不同是室内最小温度阈值31和室内最大温度阈值32。虽然对称地围 绕室内温度设定点35布置，但是模式X比模式Y和模式Z具有更窄的温度范围，意味着在 特定通风方案1至特定通风方案12(见图4-图9)启动以使得室内温度返回至室内温度设 定点35之前，室内温度不应当偏离室内温度设定点35太多。
[0061] 经常需要能量来调节建筑物中或区中的温度。另外地，针对建筑物内部的空气的 C〇2含量的阈值33对于各个模式中的每个模式来说也不同。在Z模式中，接受比X模式和 Y模式中更多的空气中的C02含量。因为在X模式中接受了较小的C0 2含量，所以需要对室 内区域进行更多的通风。如果通过机械通风进行通风，则空气的调节和空气的流动二者均 需要能量。为了保持室内温度接近室内温度设定点温度35并且空气中的C0 2含量低，需要 比例如Y模式或Z模式中更多的能量，在Y模式或Z模式中，室内温度最小阈值31和室内 温度最大阈值32进一步远离并且针对空气中的C0 2含量的空气质量阈值33更高。
[0062] 在这些温度阈值31、温度阈值32和空气质量阈值33内或者在被设定在当前阈值 内的其他阈值内，也可以是由于室内温度和co 2含量二者均处于这些其他温度阈值和空气 质量阈值之内而不需要通风并且因此不启动通风。这些其他阈值可以设定给具体模式例如 z模式，以使得例如室内温度范围在22-23°C之间并且空气质量阈值低于900ppm时不需要 通风。
[0063] 除了 C02之外，也可以测量其他因素，并且可以在针对这些因素例如湿度、氡气、生 物废物或者易挥发性有机化合物（V0C)的空气质量阈值33被超过时启动通风方案。V0C由 各种东西释放，各种东西包括：人、涂料和漆、脱漆剂、清洁用品、杀虫剂、建筑材料及家具、 办公设备例如复印机和打印机、修改液和无碳复印纸、包括胶水和粘合剂的图像和工艺材 料、永久性标记以及摄影溶液。
[0064] 图4和图5示出了在不同的条件下应用的模式X和通风方案。按照冬天21和夏 天22来表示室内温度范围。本示例中的模式X的特征在于，关于室内气候的重点在于下述 意义：室内温度保持得非常接近于室内温度设定点35并且空气中的C0 2含量保持在最小。 仅在室外温度高于15°C时才打开自然通风通道例如窗户。X模式比Z模式和Y模式使用更 多的能量，这是因为与Y模式和Z模式相比，机械通风比自然通风更频繁地被使用。此处， 在改变通风方案之前，将室内最大温度阈值31和室内最小温度阈值32设定为仅与室内温 度设定点35偏离一度开尔文（K)，并且只允许内部空气中的C0 2含量为500ppm。这些室内 温度阈值和空气质量阈值可以根据用户或管理员的需要而不同。从1至12表示图4至图 9中的各个通风方案。在图4和图5中的模式X中，室外温度设定点34被设定为15°C。在 此温度或更高的温度（至少到某程度）下，如果启动/打开了例如为窗户形式的自然通风， 则更感觉像舒适的微风。为此，如果来自室外温度传感器的测量值高于室外温度设定点34 并且来自室内温度传感器的测量值在针对室内温度设定点的室内最大温度阈值31与室内 温度设定点35之间，则借助于通风方案中的自然通风1对该室内区域进行通风。此通风方 案也可以参见图6和图8。
[0065] 如果来自室内温度传感器的测量值在针对室内温度设定点的最小温度阈值32与 室内温度设定点35之间，则借助于机械通风和具有热量回收的通风2对室内区域进行通 风，以使得保持内部的热量。可以由耦接至通风管道系统的热量交换器进行具有热量回收 的通风。此通风方案也可以参见图4至图9。
[0066] 如果来自室内温度传感器的测量值低于针对室内温度设定点的最小温度阈值32， 则通过制热装置例如散热器进行的制热补充机械通风及具有热量回收的通风5。此通风方 案也可以参见图4至图9,不论室外温度高于或者低于室外温度设定点34。
[0067] 如果来自室外温度传感器的测量值高于针对室内温度设定点的最大温度阈值31， 则借助于自然通风7、自然通风8对室内区域进行通风。或者，如果外部特别热，并且室外温 度高于某阈值，则可以停用自然通风，而是可以启动机械通风以及制冷装置7、8,制冷装置 例如空调。除了图4之外，此通风方案也可以参见图6和图8,其中，室外温度高于室外温度 设定点34。
[0068] 另一方面，如图5中所看到的那样，如果室外温度低于室外温度设定点34,那么例 如在室内温度非常高例如比室内最大温度阈值高7K的情况下，借助于由任何制冷装置补 充的机械通风11、12来对室内区域进行通风，或者例如在打开窗户由于室内与室外的温度 差或者由于风将有助于对室内区域的制冷的情况下，借助于由自然通风补充的机械通风11 和12来对室内区域进行通风。此通风方案也可以参见图7和图9,其中，室外温度低于室外 温度设定点34。
[0069] 如图4、图6和图8中可以看到的那样，如果来自室内温度传感器的测量值在针对 室内温度设定点的最大室内温度阈值31与室内温度设定点35之间、来自室内空气质量传 感器的测量值高于所设定的空气质量阈值33并且来自室外温度传感器的测量值低于室外 温度设定点34,则借助于自然通风和机械通风对室内区域进行通风3。从而，如果空气中的 〇) 2含量高于空气质量阈值33,则由机械通风补充自然通风，以增大室内区域的空气变化。
[0070] 如图4至图9中所看到的那样，如果来自室内温度传感器的测量值在针对温度设 定点的最小温度阈值32与室内温度设定点35之间并且来自室内空气质量传感器的测量值 高于所设定的空气质量阈值33,则借助于由自然脉冲式通风补充的机械通风及具有热量回 收的通风对室内区域进行通风4。自然脉冲式通风是指当外部空气低于室外温度设定点时 仅打开自然通风例如建筑物中的窗户一小段时间。打开窗户较长的一段时间可以有助于气 流通风（draft)样的感觉。反之，如果仅启动自然通风5分钟至10分钟，则将有助于室内 区域的空气变换并且房间将不会变冷得太多。可以以间隔的形式例如每小时或在需要时进 行自然脉冲式通风。
[0071] 如图4至图9中所看到的那样，如果来自室内温度传感器的测量值低于针对温度 设定点的最小温度阈值32并且来自室内空气质量传感器的测量值高于所设定的空气质量 阈值33,则借助于机械通风、具有热量回收的通风和自然脉冲式通风以及借助于制热装置 对室内区域进行的制热来对室内区域进行通风6。
[0072] 如图5、图7和图9中所看到的那样，如果来自室外温度传感器的测量值低于室外 温度设定点34,则借助于机械通风对室内区域进行通风9。
[0073] 如果来自室内温度传感器的测量值在针对室内温度设定点的最大温度阈值31与 室内温度设定点35之间并且来自室内空气质量传感器的测量值高于所设定的空气质量阈 值33并且来自室外温度传感器的测量值低于室外温度设定点34,则借助于自然脉冲式通 风和机械通风来对室内区域进行通风10。
[0074] 除了空气中的温度和C02含量之外，也可以考虑其他因素。例如，启动自然通风的 条件可以是风速低于某风速设定点例如8m/s。如果风速高于此设定点，则由机械通风代替 自然通风，或者如果风速高于此设定点，则自然通风的窗户或其他来源仅在建筑物的背风 面上打开。如果有风，例如风速高于8m/s或12m/s时，也可以只打开一半窗户。如果下雨， 也可以由机械通风代替自然通风。
[0075] 贯穿图4至图9,按照冬天21和夏天22,室内最大温度阈值31和室内最小温度阈 值32对于所有的模式来说不是相同的。分别对于图6、图7中的Y模式和图8、图9中的Z 模式而言，室内最大温度阈值31和室内最小温度阈值32不同。在模式Y中，室内最大温度 阈值31被设定为比室内温度设定点35高2K，而在夏季，室内最大温度阈值31被设定为比 室内温度设定点35高1. 5K。室内最大温度阈值31和室内最小温度阈值32可以由用户在 由模式限定的某范围内改变。
[0076] 图6和图7示出了针对模式Y的设置。模式Y的特征总体在于，在室内气候与能 量消耗之间获得平衡。通常在外部温度高于7. 5°C时并且在内部存在热量过剩或者空气中 的C02含量高于空气质量阈值时使用自然通风例如窗户。在针对温度的室内最大温度阈值 31和室内最小温度阈值32以及针对C0 2含量的空气质量阈值33被超过并且通风方案改变 之前，允许室内温度比模式X有更大程度的变化。
[0077] 图8和图9示出了针对模式Z的设置。模式Z的特征总体在于非常低的能量消耗； 很大程度地使用自然通风，特别是外部温度高于〇°C时。在夏天中，优选地排他地使用自然 通风并且接受比模式Y和模式X更高的空气中的C0 2含量。模式Z及其他模式还可以考虑 室内区域中的人的存在，以使得当室内区域中不存在人时，不产生通风或产生最小的通风。 此外，为了节省能量，温度可以在冬天期间在夜间下降，而在夏天期间可以停用借助于制冷 装置的制冷。这也可以应用到Y模式。同样地，也可以停用脉冲式通风，这是因为可以至少 在较短的一段时间接受较高的co2水平。
[0078] 当谈及集中地以及局部地控制系统时，可以决定的是，如果将系统集中地设置到Z 模式，则此设置及关联的设定点温度和/或针对例如C02的阈值不能够由用户局部地否决。 还可以决定的是，室内温度允许变化正负3K，但是C0 2含量不可以超过500ppm。
[0079] 图10示出了不同的通风模式即通风模式X、通风模式Y、通风模式Z可以如何与不 同的替代设置即替代设置A、替代设置B、替代设置C组合并且其怎样影响对通风装置的控 制。针对通风模式即通风模式X、通风模式Y、通风模式Z与替代设置即替代设置A、替代设 置B、替代设置C的组合中的每个组合，存在一些固定的控制参数和可调节的控制参数。本 实施方式中的替代设置即替代设置A、替代设置B和替代设置C与季节设定相关联。A与需 要对室内区域进行制热的冬季相关联，B与不需要机械制冷的夏季相关联，并且C与需要机 械制冷例如空调的夏季相关联。
[0080] 在方框51、方框52和方框53中，总体上存在更多的可调节值和较高的能量消耗， 而方框57、方框58和方框59总体上具有更多的固定值和较低的能量消耗。
[0081] 在下面，将描述不同的组合的特征。
[0082] 在方框51中，因为外部冷，所以不使用自然通风，这是模式相关的固定值，其中， 室外温度设定点与所选择的通风模式相关联。存在低的室内空气质量阈值，这是模式相关 的可调节值，其中，室内空气质量阈值可以设定得甚至更低而非更高。这应用至使用通风模 式X的所有的组合。当室内区域未被使用时可以对室内区域进行通风，并且在室外温度允 许自然脉冲式通风时存在自然脉冲式通风，这些是模式相关的可调节值。存在用于打开制 热的标准室内温度设定点并且在夜间不降低温度一这些是模式相关的固定值。
[0083] 在方框52中，如果室外温度低，则使用机械通风。否则，将使用自然通风直到达到 了某空气质量阈值为止或者直到达到了最大室内温度阈值为止。在那之后，将使用自然通 风和机械通风二者。存在低的最大室内温度阈值，这是模式相关的可调节值，并且在夜间对 室内区域进行通风，这是模式相关的固定值。室外温度设定点高，这是可以升高但是不能降 低超过某设定点的模式相关的可调节值。
[0084] 在方框53中，如果室外温度低，则使用机械通风。否则，将使用自然通风直到达到 了某空气质量阈值为止或者直到达到了最大室内温度阈值为止。在那之后，将使用自然通 风和机械通风二者直到达到了针对室内温度的另外的阈值为止。当达到另外的阈值时，关 闭自然通风和机械通风，并且仅使用在包括新鲜空气的单独的单元中的机械制冷。或者，机 械通风包括制冷单元并且机械通风未被关闭而是被设定成对空气进行制冷。室外温度设定 点相对高，这是可以升高但是不能降低超过某设定点的模式相关的可调节值。在夜间允许 机械通风或者机械制冷，这是模式相关的可调节值。
[0085] 在方框54中，因为外部冷，所以不使用自然通风，这是模式相关的固定值，其中， 室外温度设定点与所选择的通风模式相关联。空气质量阈值以及室内热量温度设定点根据 标准被设定并且在夜间降低温度，这些是模式相关的固定值。可以取决于室外温度设定点 和用户的期望使用自然脉冲式通风，这是模式相关的可调节值。
[0086] 在方框55中，如果室外温度低，则使用机械通风。否则，将使用自然通风直到达到 了某空气质量阈值为止或者直到达到了最大室内温度阈值为止。在那之后，将使用自然通 风和机械通风二者。空气质量阈值以及室外温度设定点根据标准被设定并且停用夜间的通 风，这些是模式相关的固定值。
[0087] 在方框56中，如果室外温度低，则使用机械通风。否则，将使用自然通风直到达到 了某空气质量阈值为止或者直到达到了最大室内温度阈值为止。在那之后，将使用自然通 风和机械通风二者直到达到了针对室内温度的另外的阈值为止。当达到另外的阈值时，关 闭自然通风和机械通风，并且仅使用在包括新鲜空气的单独的单元中的机械制冷。或者，机 械通风包括制冷单元并且机械通风未被关闭而是被设定成对空气进行制冷。空气质量阈值 以及室外温度设定点根据标准被设定并且停用夜间的通风和机械制冷，这些是模式相关的 固定值。
[0088] 在方框57中，因为外部冷，所以不使用自然通风，这是模式相关的固定值，其中， 室外温度设定点与所选择的通风模式相关联。空气质量阈值设定得高，这是下述模式相关 的可调节值，该模式相关的可调节值可以设定得更高，至少最高达某界限。当室内区域未被 使用时不存在通风，并且没有自然脉冲式通风，这些是模式相关的固定值。存在用于打开制 热的较低的室内温度设定点，例如，比Y模式中的标准设定点低1K，并且在夜间降低温度， 这些是模式相关的固定值。
[0089] 在方框58中，如果室外温度低，则使用机械通风。否则，将使用自然通风直到达到 了某空气质量阈值为止或者直到达到了最大室内温度阈值为止。在那之后，将使用自然通 风和机械通风二者。空气质量阈值被设定成高于标准设定点，并且室外温度设定点被设定 成低于标准室内温度设定点，这些是模式相关的可调节值。在夜间不存在通风，这是模式相 关的固定值。
[0090] 在方框59中，如果室外温度低，则使用机械通风。否则，将使用自然通风直到达到 了某空气质量阈值为止或者直到达到了最大室内温度阈值为止。在那之后，将使用自然通 风和机械通风二者。不允许机械制冷，这是模式相关的固定值。空气质量阈值被设定成高 于标准设定点，并且室外温度设定点被设定成低于标准室内温度设定点，这些是模式相关 的可调节值。
[0091] 可以通过具有固定值或可调节值的另外的控制参数补充上面的示例。
[0092] 本发明的各种实现可以被设想并且不限于上面的实施方式。
【权利要求】
1. 一种用于控制建筑物的室内区域（120 ;130)的通风的方法，包括下述步骤： 根据选自多个通风模式（X ;Y ;Z)的通风模式（X ;Y ;Z)、一组可调节的控制参数以及来 自传感器（102 ; 103 ; 110 ; 113 ; 117)的至少一个测量值，借助于机械通风（105)和自然通风 (104)对所述室内区域（120 ; 130)进行通风，其特征在于： 每个通风模式（X ;Y ;Z)与所述一组可调节的控制参数（31 ;32 ;33 ;34 ;35)以及/或者 一组固定的控制参数（34)相关联，每个可调节的控制参数（31 ;32 ;33 ;34 ;35)具有选自一 组模式相关的可调节值的可调节值，每个固定的控制参数（34)具有模式相关的固定值， 通过将来自所述传感器（102 ;103 ;110 ;113 ;117)的所述测量值与所述通风模式 (X;Y;Z)的所述控制参数的对应值进行比较来控制所述机械通风（105)和所述自然通风 (104)，使得获得由所述通风模式（Χ;Υ;Ζ)限定的期望的室内气候。
2. 根据权利要求1所述的用于控制通风的方法，其中，在每个通风模式中，能够存储该 通风模式的每个控制参数的值，不管所述控制参数是固定的还是可调节的，以使得当从第 一通风模式切换至不同的第二通风模式并且再次切换回所述第一通风模式时，所述第一通 风模式的所述控制参数被恢复，优选地，所述参数能够存储在电子存储装置例如硬盘驱动 器或固态驱动器上并且从所述电子存储装置恢复。
3. 根据权利要求2所述的用于控制通风的方法，其中，所述第一模式的至少两个控制 参数在所述第二模式中被各自设定为不同的参数。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，能够通过用户启动 单个按钮、图标等来实现从一个通风模式切换至另一通风模式，从而在所述用户不启动另 外的按钮、图标等的情况下至少两个控制参数从一个模式改变至其他模式。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，对所述通风的控制 被自动地实现。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，在所述通风模式中 的至少两个通风模式中，能够取决于来自所述传感器的所述值来启动机械通风和自然通风 二者。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，所述一组可调节的 控制参数和/或所述一组固定的控制参数各自包括至少两个控制参数，优选地，至少三个 控制参数。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，所述控制参数包括 室外温度设定点（34)，优选地，所述通风模式（Χ;Υ;Ζ)限定不同的室外温度设定点（34)。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，所述可调节的控制 参数（31 ;32 ;33 ;34 ;35)包括室内温度设定点（35)，优选地，所述通风模式（X ;Υ ;Ζ)限定 不同的室内温度设定点（35)。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，所述可调节的控制 参数（31 ;32 ;33 ;34 ;35)包括室内空气质量阈值（33)，优选地，所述通风模式（X ;Υ ;Ζ)限 定不同的室内空气质量阈值（33)。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，每个通风模式（X; Υ ;Ζ)包括替代设置（A ;B ;C)，并且每个替代设置与所述一组可调节的控制参数（31 ;32 ; 33 ;34 ;35)以及/或者一组固定的控制参数（34)相关联，每个可调节的控制参数（31 ;32 ; 33 ;34 ;35)具有选自一组模式相关的可调节值的可调节值，每个固定的控制参数（34)具有 模式相关的固定值。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，每个通风模式（X; Y ;Z)与用于提供所述期望的室内气候的不同量的能量的消耗相关联。
13. 根据权利要求12所述的用于控制通风的方法，其中，所述可调节的控制参数（31 ; 32 ;33 ;34 ;35)包括限定室内温度范围的室内最大温度阈值（31)和室内最小温度阈值 (32) ，其中，与最低量的能量消耗相关联的所述通风模式（X;Y;Z)限定下述室内温度范围， 所述室内温度范围宽于由具有较高量的能量消耗的通风模式（Χ;Υ;Ζ)限定的室内温度范 围。
14. 根据权利要求12所述的用于控制通风的方法，其中，所述可调节的控制参数（31 ; 32 ;33 ;34 ;35)包括室内最大空气质量阈值（33)，其中，与最低量的能量消耗相关联的所 述通风模式（Χ;Υ;Ζ)限定下述室内最大空气质量阈值（33)，所述室内最大空气质量阈值 (33) 低于由具有较高量的能量消耗的通风模式（Χ;Υ;Ζ)限定的室内最大空气质量阈值 (33)。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的用于控制通风的方法，其中，所述通风模式（X; Υ;Ζ)由用户选择。
16. -种用于控制建筑物的室内区域（120 ;130)的通风的系统，包括： 自然通风装置（104)， 机械通风装置（105)， 传感器（102 ;103 ;110 ;113 ;117)，以及 控制单元（101，114)，所述控制单元（101，114)被配置用于通过根据选自多个通风模 式（X ;Υ ;Ζ)的通风模式（X ;Υ ;Ζ)、一组可调节的控制参数（31 ;32 ;33 ;34 ;35)以及来自所 述传感器（102 ; 103 ; 110 ; 113 ; 117)的至少一个测量值来启动所述自然通风装置（104)和 所述机械通风装置（105)，从而对所述室内区域（120 ;130)进行通风，其特征在于： 每个通风模式（X ;Υ ;Ζ)与所述一组可调节的控制参数（31 ;32 ;33 ;34 ;35)以及/或者 一组固定的控制参数（34)相关联，每个可调节的控制参数（31 ;32 ;33 ;34 ;35)具有选自一 组模式相关的可调节值的可调节值，每个固定的控制参数（34)具有模式相关的固定值， 所述控制单元（1〇1，114)被配置用于通过将来自所述传感器（102 ;103 ;110 ;113 ; 117)的所述测量值与所述通风模式（Χ;Υ;Ζ)的所述控制参数的对应值进行比较来控制所 述机械通风装置和所述自然通风装置，使得获得由所述通风模式（Χ;Υ;Ζ)限定的期望的室 内气候。
17. 根据权利要求16所述的用于控制通风的系统，被配置成使得在每个通风模式中， 能够存储该通风模式的每个控制参数的值，不管所述控制参数是固定的还是可调节的，以 使得当从第一通风模式切换至不同的第二通风模式并且再次切换回所述第一通风模式时， 所述第一通风模式的所述控制参数被恢复，优选地，所述参数能够存储在电子存储装置例 如硬盘驱动器或固态驱动器上并且从所述电子存储装置恢复。
18. 根据权利要求17所述的用于控制通风的系统，被配置成使得所述第一模式的至少 两个控制参数能够在所述第二模式中被各自设定为不同的参数。
19. 根据前述权利要求16至18中任一项所述的用于控制通风的系统，被配置成使得 能够通过用户启动单个按钮、图标等来实现从一个通风模式切换至另一通风模式，从而在 所述用户不启动另外的按钮、图标等的情况下至少两个控制参数从一个模式改变至其他模 式。
20. 根据前述权利要求16至19中任一项所述的用于控制通风的系统，其中，所述控制 单元被配置成自动地控制所述通风。
21. 根据前述权利要求16至20中任一项所述的用于控制通风的系统，被配置成使得在 所述通风模式中的至少两个通风模式中，能够取决于来自所述传感器的所述值来启动机械 通风和自然通风二者。
22. 根据前述权利要求16至21中任一项所述的用于控制通风的系统，其中，所述一组 可调节的控制参数和/或所述一组固定的控制参数各自包括至少两个控制参数，优选地， 至少三个控制参数。
【文档编号】F24F11/00GK104067062SQ201380006029
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】耶斯·魏因赖希·霍尔姆, 杰斯珀·达鲁姆, 伦纳特·厄斯特高, 奥勒·本特森·汉森, 卡雷·斯林布姆·约恩森, 亨宁·格伦贝克 申请人:Vkr控股公司