一体化超净过滤空调方法、系统、装置及存储介质与流程

本发明涉及空气净化与空调，具体为一种一体化超净过滤空调方法、系统、装置及存储介质。

背景技术：

1、在生物制药、半导体制造、医疗手术室、精密仪器装配等对空气洁净度和温湿度有严格要求的场所，通常采用“空调机组+高效过滤送风口”的分体式设计。例如，空调设备（包括表冷器、加热器、风机等）集中设置在专用空调机房内，而高效或超高效过滤装置则分散安装在洁净室吊顶的送风末端，两者之间依靠较长的送风管和回风管连接，形成空气循环系统。

2、然而，这种传统架构在实际应用中存在以下长期未能解决的技术问题：

3、系统集成度低，占用空间大：空调机房需独立占地，且吊顶内需预留大量风管安装空间，导致建筑物层高增加、土建成本上升。

4、风机温升影响控制精度：传统方案中，风机运行产生的电机温升会持续影响送风温度，而现有控制系统未能对这一附加热干扰进行实时补偿，导致温控精度难以达到±0.5℃的高标准要求。

5、室内正压维护困难：传统分体式系统的送风量调节与室内压力控制相互耦合，调节送风量时容易导致正压失衡，造成室外未过滤空气渗入洁净室。

6、过滤器湿堵塞风险：当过滤器阻力增大或环境湿度较高时，表冷器产生的冷凝水可能附着在过滤器表面，形成湿堵塞，严重影响过滤效率和洁净度。

7、冷凝水排放依赖动力设备：传统空调系统的冷凝水排放需要依赖排水泵等动力设备，增加了能耗和故障点。

技术实现思路

1、本公开提出了一种一体化超净过滤空调方法、系统、装置及存储介质，目的在于克服现有技术中存在的至少一项缺陷。

2、为达成上述目的，本发明公开的技术方案如下：

3、根据本公开的一个方面，提供了一种一体化超净过滤空调方法，包括以下步骤：

4、步骤一：变风量输送步骤，根据洁净室当前运行状态动态确定目标送风量，依据目标送风量调节净化风机转速，以使实际送风量跟踪目标送风量；

5、步骤二：温差补偿步骤，获取室内温湿度传感器实测温度与设定温度的偏差值，结合净化风机当前转速对应的发热量，计算得到温度补偿值，将温度补偿值叠加至表冷器目标出风温度，以补偿净化风机运行产生的附加温升；

6、步骤三：压力均衡步骤，通过洁净室压差传感器获取室内实际压力值，计算实际压力值与设定正压目标的偏差，根据压力偏差调节送风管路上的电动调节阀开度，实现室内正压的精确维持；

7、步骤四：洁净度优先步骤，当过滤器压差信号超过预设洁净度阈值时，降低表冷器制冷功率以减少冷凝水生成量，同时提高净化风机转速以增加送风穿透力，防止湿堵塞发生；

8、步骤五：冷凝自驱步骤，利用送风气流在超高效过滤器上游侧形成的负压区，通过虹吸效应将表冷器产生的冷凝水主动抽吸至排水管路，实现无需外加动力的冷凝水自驱动排放。

9、更进一步地，步骤一还包括送风量自适应学习步骤：记录洁净室在不同工况下的送风量需求数据，基于数据构建送风量预测模型；根据预测模型预测下一时段的目标送风量，提前调节净化风机转速以减少响应延迟。

10、更进一步地，步骤二具体包括：实时采集净化风机的电机温度和转速信号，计算电机发热量对送风温度的影响因子；根据影响因子动态修正pid控制器的设定值，实现对表冷器出风温度的主动补偿。

11、更进一步地，步骤三还包括压差波动抑制步骤：对洁净室压差传感器信号进行滑动平均滤波，消除瞬时干扰导致的阀位抖动；当检测到压力偏差超出稳定区间时，启动快速调节模式加大阀位调节幅度，当偏差回落至稳定区间后恢复常规调节模式。

12、更进一步地，还包括协同控制步骤：当洁净室布置有多个空调单元时，获取各单元服务区域的颗粒物浓度分布数据；基于颗粒物浓度分布数据识别高浓度区域和低浓度区域，优先提升高浓度区域的空调单元净化风机转速，同时降低低浓度区域的净化风机转速以节约能耗；根据各区域压力互耦特性，计算各单元送风量的最优分配方案以维持全室压力均衡。

13、更进一步地，协同控制步骤还包括故障冗余步骤：实时监测各单元运行状态，当检测到目标单元发生故障时，获取与目标单元相邻的至少一个邻近单元的当前运行参数；根据邻近单元的剩余调节余量计算得到补偿送风量，将补偿送风量叠加至邻近单元的目标送风量。

14、更进一步地，还包括能耗优化步骤：获取当前制冷或制热负荷需求，判断负荷需求与系统额定能力的比值是否低于预设经济负荷点；当比值低于经济负荷点时，降低净化风机转速至维持室内正压的最低门限，同时适当降低新风引入比例以减少冷热负荷。

15、根据本公开的另一方面，提供了一种一体化超净过滤空调系统，用于实现如上的一体化超净过滤空调方法，包括：变风量调节模块，用于根据洁净室运行状态动态确定目标送风量并调节净化风机转速；温差补偿模块，用于计算净化风机发热量对送风温度的影响并输出温度补偿值；压力均衡模块，用于获取洁净室压差信号并调节送风管路电动调节阀以维持正压；洁净度优先模块，用于在过滤器压差异常时协调降低冷量与提升风机转速；冷凝自驱模块，用于利用送风负压区实现冷凝水的虹吸式自驱动排放；协同控制模块，用于多单元之间基于颗粒物浓度分布的送风量优化分配；以及能耗优化模块，用于在低负荷工况下自动降低运行能耗。

16、根据本公开的另一方面，提供了一种一体化超净过滤空调装置，包括空调内机、净化风机和控制器；空调内机内部集成有空调风机，其侧方设置有空调回风口和空调出风口；空调内机内部设置有表冷器和电加热器，表冷器位于电加热器的上游；空调内机进风侧设置有新风调节阀；净化风机设置于空调内机上方或一侧，其进风端与空调出风口直接连通或通过长度不超过0.5m的柔性连接段连通，其出风端连接超高效过滤器；排水泵设置于空调内机底部或表冷器下方；回风板设置于空调回风口对应的吊顶或墙面位置；控制器分别与空调风机、净化风机、表冷器、电加热器、新风调节阀和排水泵电连接，用于执行如权利要求1至7任一项的一体化超净过滤空调方法。

17、根据本公开的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上的一体化超净过滤空调方法。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明通过实时采集净化风机电机温度和转速信号，本发明能够计算风机发热量对送风温度的影响因子并进行主动补偿，有效解决了风机温升干扰温控精度的技术问题，实现了±0.5℃的高精度温度控制，显著提升了洁净室的温控稳定性。传统的洁净室空调系统往往忽视风机自身发热对温控精度的影响，而本发明通过温漂建模和实时补偿，将温度波动控制在极小范围内，满足了高精度生产环境的严格要求。

20、在压力控制方面，本发明通过压差波动抑制步骤消除瞬时干扰，实现了室内正压的精确维持。洁净室正压是防止室外未过滤空气渗入的关键参数，现有技术通常仅依靠简单的压力阈值控制，容易受到开关门、人员走动等因素的干扰而产生波动。本发明的压力均衡控制能够实时响应压差变化并快速调节送风量，确保正压始终稳定在设定值以上，有效保障了洁净室的密封性和过滤效果。

21、当检测到过滤器压差异常时，本发明能够自动协调降低制冷功率与提升风机转速，防止冷凝水在过滤器表面积聚形成湿堵塞。湿堵塞是夏季高湿环境下洁净室运行的常见故障，现有技术通常仅监测压差超标后报警，此时过滤效率已经下降。本发明通过预判压差变化趋势，在湿堵塞形成之前主动调节工况参数，有效保障了过滤效率的持续稳定。

22、本发明还利用送风负压区实现虹吸式冷凝水排放，无需额外动力设备，显著降低了排水泵的能耗和减少了故障点。传统洁净空调系统需要配置独立的冷凝水排水泵，不仅增加能耗，还带来了额外的故障隐患。本发明的冷凝自驱设计利用流体动力学原理，将负压区的吸力转化为冷凝水排放的动力，实现了无动力排水，运行更加节能可靠。

23、在全局优化方面，本发明基于颗粒物浓度分布识别高浓度区域并优先处理，同时优化各单元送风量分配，在保证洁净度的前提下最大限度降低总能耗。现有技术通常采用均匀送风模式，忽视了洁净室内颗粒物浓度分布的不均匀性，而本发明的协同控制策略能够将送风资源优先分配到污染最严重的区域，以最小的能耗代价实现最佳的洁净效果。

24、此外，当某一单元故障时，本发明的故障冗余机制能够使邻近单元自动补偿送风量，避免洁净室因单点故障而停机，显著提高了系统的可用性和可靠性。高度集成设计将空调内机、净化风机、表冷器、电加热器、排水泵等集成于一体，无需独立空调机房和长距离风管，大幅节省了安装空间和基建成本，特别适用于空间受限的洁净厂房改造项目。

25、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。