CN111587347B - 基于条件的能量智能空气循环*** - Google Patents

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Abstract

一种具有机动化鼓风机和污染物过滤器的建筑空气循环***的用于改进效能的方法。方法包括至少基于马达（115）的电力消耗以及操作过滤器（148）的操作成本来预测在操作持续时间内***的操作成本，基于以下中的至少一个来预测在操作持续时间内***的维护成本：过滤器（148）的条件、过滤器（148）的成本、清洁或更换过滤器（148）的人力成本以及过滤器（148）在操作持续时间内的效能，以及平衡在持续时间内循环***的操作成本与循环***的维护成本，以推荐以下中的至少一个：过滤器使用/旁通计划、过滤器维护计划以及新鲜空气输入计划，以满足操作目标和操作约束。

Description

基于条件的能量智能空气循环***
技术领域
实施例总体上涉及HVAC***中的空气流控制，并且更特别地，涉及用于管道HVAC***的空气处理单元中的改进的空气流控制算法的***和方法，该***和方法考虑到室内空气质量、颗粒物质管理和操作成本提供了在空气处理器的操作范围内较优化的空气循环和过滤***操作和维护。
背景技术
诸如办公建筑和住宅的现代结构利用具有允许用户控制这些结构内的环境条件的控制器的加热、通风和冷却（HVAC）***。这些控制器已经随着时间从简单的基于温度的控制器发展到较先进的可编程控制器，这允许用户针对固定数量的时间段对一个或多个环境控制区域中的温度设置点的计划进行编程以及控制控制区域中的湿度或其它类似的条件。典型地，这些HVAC***使用连接到管道的空气处理器，以单独地或与从建筑外部吸取的新鲜空气组合地将调节的空气输送到内部空间。在供应空气已经被加热或冷却之后，其然后由风扇排放到相关联的空气分配***中。在其它情况下，风扇将空气吹送通过加热和冷却盘管，然后到分配***中。这些管道为空气提供从调节的空间被吸取且然后返回到空气处理器的路径。这些管道***在形状、横截面和长度上变化，以服务于结构的设计约束。空气处理器包括马达和风扇，以使空气移动通过管道、调节装备和空间。这些空气处理器被设计成适应由在这些现代结构中使用的各种管道***设计表现的广泛种类的负载。
除了提供空气的温度调节之外，此类型的单元还必须在调节的空间内维持可接受水平的空气质量。污染物质（诸如在建筑内生成的挥发性有机化合物和香烟烟雾）的水平能够通过高能力过滤***来控制，该***从再循环空气去除空气中的污染物。诸如机械过滤器、电子过滤器和吸附设备的高能力过滤设备在去除许多不期望的污染物质上能够是有效的，但是也能够引起跨过滤器显著的压降，特别是当它们被较长地使用并且充满污染物时。为了补偿压力损失，必须利用较多的风扇能量，因此显著地增加了***的操作成本。高效率过滤器的更换成本高于较低效率介质的更换成本，因此延长高效率过滤器的寿命的动作将降低***操作成本。与基于过滤器条件的维护相反，计划的维护能够导致除能够潜在地优化的成本外的附加的人工成本。因此，在维持期望的空气质量条件的同时平衡***的操作成本和维护成本是高度期望的。
发明内容
本文中在实施例中描述的是用于改进建筑的空气处理单元（AHU）中的空气循环***的效率和/或使用寿命的方法，空气处理单元具有鼓风机马达和污染物过滤器。该方法包括确定以下中的至少一个：跨污染物过滤器的压差、颗粒物质浓度和通过过滤器的气流，以及获得与用以产生气流的鼓风机马达的操作相关联的电流和/或电压。方法还包括至少基于与鼓风机马达的操作相关联的电流来预测在操作持续时间内与清洁空气输送量或率相关的循环***的操作成本，基于跨过滤器的压差和颗粒物质浓度和气流中的至少一个来预测在操作持续时间内的循环***的维护成本，平衡在选择的操作持续时间内的循环***的操作成本与循环***的维护成本，以推荐由操作者设置的适合的操作目标和约束的过滤器维护计划。
本文中还在实施例中描述了用于改进具有机动化鼓风机和污染物过滤器的建筑空气循环***的效能的方法。方法包括至少基于马达的电力消耗和操作过滤器的操作成本来预测在操作持续时间内***的操作成本，基于以下中的至少一个来预测在操作持续时间内***的维护成本：过滤器的条件、过滤器的成本、清洁或更换过滤器的人力成本以及过滤器在操作持续时间内的效能，以及平衡在持续时间内的循环***的操作成本与循环***的维护成本，以推荐以下中的至少一个：过滤器使用/旁通计划、过滤器维护计划以及新鲜空气输入计划，以满足操作目标和操作约束。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：污染物过滤器的电力消耗和操作条件中的至少一个基于以下中的一个或多个：测量或计算的在***中用以产生气流的鼓风机马达的电力消耗、测量或计算的污染物过滤器的电力消耗、由鼓风机马达经历的总压力、跨污染物过滤器的压差、循环***中的空气的颗粒物质浓度和通过污染物过滤器的气流。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：与鼓风机马达的操作相关联的电力消耗是操作持续时间内的消耗的改变中的至少一个以及气流是操作持续时间内的气流改变。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：气流是由气流传感器测量的以及基于预定测量结果和***操作特征的组合确定的中的至少一个。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：空气流通过以下中的至少一个来识别：由马达提供的信号、查找表和等式或公式、以及给定空气处理器配置的先前建立的测试和经验数据；并且操作特征指示马达的速度。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：压差提供污染物过滤器的污染物水平的指示。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：颗粒浓度提供空气循环***中的颗粒浓度的指示。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：气流是由气流传感器测量的以及基于预定测量结果和至少一个***操作特征确定的中的至少一个。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：空气循环***还包括加热、通风和冷却中的至少一个。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：空气流通过以下中的至少一个来识别：由马达提供的信号、查找表和等式或公式、以及操作特征指示马达的速度。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：期望的气流基于对于给定空气处理器配置的先前建立的测试和经验数据。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：与马达相关联的电流是以下中的至少一个：由控制器测量、在控制器中估计的以及由马达传递的。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：预测在操作持续时间内循环***的操作成本包括以下中的至少一个：在操作持续时间内操作鼓风机马达的电流的成本。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：预测循环***的维护成本包括以下中的至少一个：更换过滤器的成本、更换过滤器的人力的成本、过滤器在操作持续时间内的效能。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：经由风门和另一鼓风机马达提供新鲜空气，其中预测在操作持续时间内循环***的操作成本还包括在操作持续时间内操作第二鼓风机马达和风门的电流的成本中的至少一个。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：平衡基于加权的室内空气质量度量。
除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施例可以包括：向建筑的用户或房产管理者提供可视化以促进修改对平衡的约束。此外，可以实时地或接近实时地提供可视化。
本文中还在实施例中公开了在加热、通风和冷却（HVAC）***中具有加热、通风和冷却（HVAC）***的建筑中的空气循环***的用于增强操作和改进效能的***。***包括空气处理器，其包括可操作地耦合到管道网络的室内鼓风机和马达，鼓风机被配置为向管道网络中的空气施加气流；污染物过滤器，其可操作地耦合到管道网络，所述污染物过滤器被配置为从管道网络中的空气去除污染物；以及以下中的至少一个：配置为测量跨污染物过滤器的压差的压差传感器、配置为在污染物过滤器之后确定管道网络中的空气中的颗粒的存在的颗粒浓度传感器、配置为测量管道网络中的气流的气流传感器。***还包括：空气处理器控制器，其与至少马达可操作地通信，空气处理器控制器被配置成提供控制命令以操作马达；以及控制器，其与空气处理器控制器和以下中的至少一个可操作地通信：压差传感器、颗粒浓度传感器和气流传感器，控制器被配置为执行建筑中的空气循环***的用于增强操作和改进效率的方法。方法包括：至少基于与鼓风机马达的操作相关联的电力消耗和操作污染物过滤器的操作成本来预测在操作持续时间内循环***的操作成本；基于以下中的至少一个来预测在操作持续时间内循环***的维护成本：污染物过滤器的操作条件、更换污染物过滤器的成本、清洁或更换污染物过滤器的人力的成本以及污染物过滤器在操作持续时间内的效能；以及平衡在选择的操作持续时间内循环***的操作成本与循环***的维护成本，以推荐以下中的至少一个：污染物过滤器使用/旁通计划、污染物过滤器维护计划以及新鲜空气输入计划，以满足由操作者设置的操作目标和操作约束。
通过本公开的技术实现了附加的特征和优点。本文中详细描述了本公开的其它实施例和方面。为了较好地理解具有优点和特征的本公开，参考了描述和附图。
附图说明
被认为是所描述的实施例的主题在说明书的结论处的权利要求中特别指出并清楚地要求保护。从以下结合附图进行的详细描述中，所描述的实施例的前述和其它特征和优点是显而易见的，在所述附图中
图1图示了用于实施和监测根据实施例的方法HVAC***的示意图，该HVAC***包括空气处理器、***控制单元、空气处理器控制单元和的用户设备；以及
图2是图示根据实施例的用于加热、通风和冷却（HVAC）***的空气循环***中用于增强能量使用优化的方法的流程图；
图3描绘了根据实施例的空气循环***的增强操作经济性和优化效能的方法的详细描述；以及
图4描绘了根据实施例的***的表征和跨颗粒污染物过滤器的气流和压降之间期望的平衡的示例。
具体实施方式
为了促进对本公开的原理的理解的目的，现在将对附图中图示的实施例进行参考，并且将使用特定语言来描述实施例。然而，将理解的是，因此不旨在限制本公开的范围。以下描述在本质上仅仅是说明性的，并且不旨在限制本公开、其应用或使用。应当理解的是，贯穿附图，对应的参考标号指示相同或对应的部分和特征。如本文中所使用的，术语控制器是指处理电路，其可以包括专用集成电路（ASIC）、电子电路、电子处理器（共享的、专用的或组）和存储器，其执行一个或多个软件或固件程序、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能性的其它合适的接口和部件。
附加地，术语“示例性”在本文中用于意指“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定要被解释为相比其它实施例或设计是优选的或有利的。术语“至少一个”和“一个或多个”被理解为包括大于或等于一的任何整数，即一、二、三、四等。术语“多个”被理解为包括大于或等于二的任何整数，即二、三、四、五等。术语“连接”能够包括间接“连接”和直接“连接”。
如本文中所示出和所描述的，将呈现本公开的各种特征。各种实施例可以具有相同或类似的特征，并且因此相同或类似的特征可以利用相同的参考标号来标记，但是前面有不同的第一数字，以指示特征被示出的图。因此，例如，在图X中示出的元件“a”可以被标记为“Xa”，并且图Z中的类似特征可以被标记为“Za”。尽管在一般意义上可以使用类似的参考标号，但将描述各种实施例，并且各种特征可以包括改变、更改、修改等。如本领域技术人员将领会的，无论是明确描述或以其它方式都会由本领域技术人员领会。
应当注意的是，在典型的HVAC***中，空气处理器是指将调节的空气直接或通过空气管道输送到调节的空间的各种部分的室内空气处理单元。在一个典型的***类型中，空气处理器也被称为风扇盘管单元，并且包括室内鼓风机和马达以及室内制冷剂盘管，以结合外部空气调节器或热泵单元提供冷却或加热。空气处理器还可以可选地包括辅助热源，诸如电带状加热器或循环加热热水盘管以及过滤器介质（无论是机械的还是电子的）。在另一典型的***中，室内空气处理器包括或直接对接到燃气炉单元，其也包括室内鼓风机和马达，其能够通过燃烧诸如天然燃气或丙烷的燃料来输送热。实施例应用于两种类型的空气处理器单元，并且涉及空气输送能力、鼓风机马达的功率消耗和由外部静态压力表示的管道限制。
HVAC***的实施例包括空气处理单元或（AHU）中的或与其一起的空气循环和过滤***，其装备有传感器和算法以跟踪空气过滤效率和能量消耗以用于操作成本优化，同时获得期望的室内空气质量（IAQ）。在所描述的实施例中的一些中，具有可分离的可积分算法和相关联的机械过滤器和压差和颗粒物质测量设备的模块化***被制作为在现有AHU或新装备中使用的模块。换句话说，实施为新装备或作为现有装备的分离的售后市场添加。基于压降和空气流率实时计算与输送（根据热&CO2控制要求）所需量的外部空气相关联的能量消耗。这些输入连同颗粒传感器读数被用于计算过滤的效率。由于堵塞的机械过滤器的过滤效率的任何增加与过滤器的维护成本（即，用于更换的人力和材料成本以及用于满足预设经济约束的操作的能量消耗）相权衡。可替代地，机械过滤器的更换将由组合的外部空气（OA）吸入要求、过滤器成本、更换成本和能量成本来支配。在过滤***自主操作时，能够使整体IAQ、能量消耗、过滤器效率和效能的可视化可获得。
现在参考附图，图1图示了具有大体示出为102的空气处理器的HVAC***100的示意图。特别地，HVAC***100包括***控制单元105、空气处理器102和空气处理器控制器110以及鼓风机***130（作为空气处理器102的部分），所述鼓风机***130具有固定或可变速度马达115和连接到管道***125的离心鼓风机120。虽然在实施例中示出了离心鼓风机120，但是应当容易领会的是，可以采用任何种类的鼓风机或风扇。***控制单元105可以驻留在中央控制室中，其中显示器106指示HVAC***100的***状态。***控制单元105可以包括用于控制HVAC***并且与其它HVAC***100部件通信的处理器和通信接口138。***控制单元105通过***通信总线135与空气处理器控制器110可操作地通信，该***通信总线135在***控制单元105与空气处理器控制器110之间传递信号。由于***控制单元105与空气处理器控制器110之间的双向信息流，在示例性实施例中描述的算法可以在控制单元105或控制器110中实施。而且，在一些实施例中，算法的某些方面可以在控制单元105中实施，而其它方面可以在控制器110中实施。
另外，用户设备170（除了***控制器之外）可以经由***控制单元105与***100通信，与空气处理器控制器110通信，或者直接与诸如马达115的部件和传感器通信。用户设备170可以是任何形式的移动设备（例如，智能电话、智能手表、可穿戴技术、笔记本电脑、平板电脑等）。用户设备170能够包括若干类型的设备，在一个实例中，甚至是固定设备，例如附接到建筑走廊/大厅中的壁的小键盘/触摸屏，以及诸如智能电话的用户拥有的设备170。应当领会的是，前两者（***控制单元105和空气处理器控制器110）典型地是***100基础设施的部分，而第三者典型地由服务人员、房主等拥有和使用。术语“用户设备”170用于表示可以由用户出于与***100通信的目的而采用的所有这些类型的设备。应当领会的是，在一些实例中，用户设备170接近***100，例如，恒温器或***控制单元105，在其它情况下它们是移动的。
用户设备170可以包括典型地由人携带的移动和/或个人设备，诸如电话、PDA等。根据需要，用户设备170可以包括处理器、存储器和（多个）通信模块，以促进操作和与***100的对接。如下所述，处理器能够是任何类型或组合的计算机处理器，诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路、可编程逻辑器件和/或现场可编程门阵列。存储器能够是有形地体现在用户设备170中的非暂时性计算机可读存储介质，其包括（例如，作为固件）存储在其中的可执行指令。如本文中进一步详细描述的，通信模块可以实施一个或多个通信协议，并且可以包括用以实现与与用户设备170分离的外部和/或远程设备的有线或无线通信的特征。如本领域中已知的，用户设备170还可以包括用户接口172（例如，显示屏、麦克风、扬声器、诸如键盘或触摸屏的输入元件等）。
根据本公开的实施例，例如，如图1中所示出的那样，用户设备170以及包括***控制单元105与空气处理器控制器110和马达115的***100的其它部件能够彼此通信。例如，一个或多个用户设备170和空气处理器控制器110或***控制单元105可以在彼此接近（例如，在阈值距离内）时彼此通信。用户设备170和***控制单元105与空气处理器控制器110以及马达115中的任何的或全部可以通过可以是有线或无线的一个或多个网络135（例如，通信总线135）通信。无线通信网络135能够包括但不限于Wi-Fi、短距离无线电（例如，蓝牙®）、近场红外、蜂窝网络等。在一些实施例中，***控制单元105或空气处理器控制器110可以包括一个或多个其它联网的建筑元件（未示出），或者与一个或多个其它联网的建筑元件（未示出）相关联（例如，通信地耦合至），该一个或多个其它联网的建筑元件诸如计算机、信标、其它***控制器、桥接器、路由器、网络节点等。联网元件还可以使用一个或多个通信协议或标准（例如，通过网络175）与用户设备170直接或间接通信。例如，联网元件可以使用近场通信（NFC）与用户设备170通信，并且因此实现用户设备170与***控制单元105或***100中的任何其它部件之间的通信。网络135可以是任何类型的已知通信网络，包括但不限于广域网（WAN）、局域网（LAN）、全球网络（例如，因特网）、虚拟私人网络（VPN）、云网络和内联网。网络135可以使用无线网络或本领域中已知的任何种类的物理网络实施方式来实施。用户设备170和/或联网设备可以通过多个网络135（例如，蜂窝和因特网）耦合到***控制单元105、空气处理器控制器110和/或马达115，使得并非所有用户设备170和/或联网设备通过相同的网络135耦合到任何给定的控制器或部件105、110、115。用户设备170和***控制单元105中的一个或多个可以以无线方式连接到网络135。在一个非限制性实施例中，网络135是因特网，并且用户设备170中的一个或多个执行用户接口应用（例如，网络浏览器、移动应用）以通过网络135联系包括***控制单元105、空气处理器控制器110和/或马达115。
在一个实施例中，用户设备170包括计算***，该计算***具有存储在非易失性存储器上的计算机程序，以经由微处理器执行指令，该指令与HVAC***100中的鼓风机120和马达115相关联的空气流计算的方面相关。而且，用户设备170包括用户输入元件172，用户/安装者可以通过该用户输入元件172改变HVAC***100的期望的操作特征，诸如扭矩命令、空气流要求等。用户还可以输入空气处理器102安装的某些特定方面，诸如，例如，可以用于各种算法中的空气处理器102的操作的局部高度。要领会的是，***控制单元105实施空气循环和过滤控制算法的方面，以用于确定操作参数，从而提供优化的操作，同时确保期望的IAQ被维持。***操作参数包括但不限于空气体积流率或空气质量流率、鼓风机120的功率消耗和管道静压力/管道总压力、在马达115的操作范围内的跨过滤器介质的压差、CO2浓度、VOC浓度和颗粒物质浓度。此外，虽然可以测量一些***参数，但可以计算或推断其它的。此外，应当领会的是，虽然所描述的算法的方面可以在***控制单元105中执行，但在其它实施例中，任何上述算法也可以在空气处理器控制器110中执行或在不脱离所描述的实施例的范围的情况下在其它地方执行。
HVAC***100包括空气处理器控制器110，该空气处理器控制器110可操作地连接到鼓风机***130，以用于将扭矩命令传输到鼓风机***130。空气处理器控制器110包括处理器112和存储器，其存储特定于被使用的空气处理器单元模型的鼓风机***130的操作特征。操作特征可以包括鼓风机直径和鼓风机操作扭矩。在一个实施例中，空气处理器控制器110通过马达通信总线136向可变速度马达115传输扭矩命令的形式的操作请求，并且经由马达通信总线136接收马达115的操作速度。应当领会的是，马达通信总线136可以与网络135相同。另外，如在本领域中可以理解的，用户设备170也可以直接连接到马达通信总线136。可变速度马达115从空气处理器控制器110接收操作扭矩命令，所述操作扭矩命令引导鼓风机120在命令的马达操作扭矩下操作。
在HVAC***100的操作中，***控制单元105向空气处理器控制器110传递用于期望的室内空气流的命令。期望的室内空气流取决于用户设置，诸如，例如，当前操作模式（诸如加热、冷却、除湿、加湿、循环风扇、外部新鲜空气吸入等）、加热或冷却的级的数量以及其它因素。在诸如气体加热或电加热的一些其它操作模式中，***控制单元105命令加热的级，并且空气处理器控制器110确定对应的期望的室内空气流。而且，空气处理器控制器110通过马达通信总线136与鼓风机***130直接通信，该马达通信总线136用于将扭矩命令从空气处理器控制器110传输到鼓风机***130，并且接收来自鼓风机***130的操作反馈，例如马达115的操作速度。
在操作中，对于每个空气处理器单元102模型，空气处理器控制器110可以存储由HVAC***100的各种控制算法使用的特征常数的完整集合。在一些实例中，通过表征每个模型的产品开发过程期间运行的测试，预确定对于每个空气处理器102模型的这些特征常数。而且，在制造过程期间，关于特定空气处理器单元102模型的信息也存储在空气处理器控制器单元110的存储器中。在现场更换的情况下，在一些实例中，服务技术人员可能需要将特定空气处理器单元102模型信息输入到***控制单元105中。***控制单元105然后将特定的空气处理器102模型信息传递到空气处理器控制器110。在知道特定空气处理器单元102模型的情况下，空气处理器控制器110从存储在其存储器中的所有可能模型的常数列表查找适用于模型的特定特征常数。这些特征常数然后能够在执行算法中使用，这些算法被采用来控制HVAC***100并且较接近地将一个给定部件（例如，空气处理器102）的可选择性能特征匹配到安装的HVAC***100中的其它部件。
在HVAC***100的操作中，为了满足对于加热或冷却的用户或***呼叫，空气处理器102需要操作鼓风机120。为了实现此，鼓风机马达被激活以交换调节的空间中空气。空气处理器控制器110通过马达通信总线136向鼓风机马达115发送扭矩命令。马达在命令的扭矩下操作鼓风机以实现期望的空气流。然而，一旦安装，基于给定的管道***限制，过滤器变得被污染，或者即使更换部件，有时命令的扭矩可能无法实现预期的气流。增加气流可能需要增加命令给鼓风机马达的扭矩，这继而需要附加的能量。所描述的方法提供了用于实现HVAC***100的期望操作（例如温度、湿度控制）的方案，同时通过平衡花费和期望操作参数而有效地降低总体操作成本。
以图1继续，在实施例中，诸如HVAC***100的空气循环***可以包括空气过滤子***140。空气过滤***140可以是作为***100的部分的空气处理器102的部分或与空气处理器102可操作地连接。过滤***140还与管道***125耦合，并且包括和接口以用于将外部空气带到建筑空间。外部空气典型地在建筑空间中与调节的空气混合以维持可接受的CO2水平。风门或阀142用于准许添加外部空气。风门142可操作地连接到控制器中的一个或多个，即，***控制器105或空气处理器控制器110和用户设备170。如由参考字母A所描绘的那样经由通信接口互连，无论是有线的还是无线的。该通信接口能够与较早描述为135（如所示出的那样）的通信接口相同或是除较早描述为135的通信接口以外的。在实施例中，具有风扇马达控制器146的风扇或鼓风机144可以被采用以将外部空气引入由管道***125服务的调节空间。风门142和风扇144可以可操作地通信以一致地动作。在施例中，控制器可以根据需要选择带进外部空气以维持室内空气质量。然而，带入外部空气的成本能够与这样做的影响相平衡。添加外部空气需要加热或冷却。其还可需要附加的污染物过滤。因此，在一些实施例中，还可能期望的是避免带来外部空气，或者延迟这样做以减少或最小化成本影响。空气过滤***140的实施例中还包括空气过滤器148和用于测量跨空气过滤器148的压差的压差传感器150。空气过滤器148可以是简单的被动机械设备，诸如标准过滤器、膜等，或者可以包括主动过滤设备，诸如电子、静电集尘器、离子以及红外和光电类型设备，包括前述的任何组合。在实施例中，空气过滤器148还可以也是分级的。即，具有较低效率（粗）过滤器和较高效率过滤器或电增强过滤器和高效率机械过滤器的组合。虽然本文中描述的实施例主要涉及基于与机械过滤器的使用相关联的操作和维护实践的应用和优化，但是将领会的是，它们也可以应用于具有其它过滤器类型的应用。
在实施例中，空气过滤***102还包括颗粒物质（PM）检测器160，如也可以被采用以用于检测供应到调节的空间的空气中的颗粒物质（或颗粒物质浓度）。颗粒物质传感器可以包括任何各种种类，包括电离检测器、基于LED或激光的光电传感器或一般用途的烟雾检测器等。在实施例中，一个或多个PM传感器160能够被放置在过滤器148的上游和下游，以监测过滤***功能多有效地起作用。在其它实施例中，它只需要放置在下游。在一些实施例中，也可能期望的是放置颗粒物质传感器以检测到来的空气的颗粒浓度。连同空气流传感器162或从压降导出的空气流率，能够计算和使用过滤的空气输送率以确定用于操作算法的输入，该操作算法优化空气输送和操作和维护成本。过滤的空气输送率被计算为过滤器效率和空气流率的乘积。颗粒物质（PM），特别是PM 2.5（PM尺寸<2.5微米）对建筑使用者的健康具有显著的有害影响。在发展中国家（例如，中国、印度），这些有害影响已经促进了对成本有效的空气净化技术和产品的相当大的需求。然而，许多商业建筑中的室内空气质量（IAQ）仍然滞后，因为这些房产的操作受到能量消耗和维护成本的约束。
除了颗粒物质检测器160之外，在一些实施例中，可选的空气流传感器162可以被放置在管道***125的空气流中以测量所提供的实际气流。在实施例中，气流传感器可以是热导率流传感器、光流传感器、电磁流传感器、超声波流传感器、依赖于翼型件的移动以确定流的旋转计量类型的传感器、压差类型的流传感器或任何合适的流监测设备。测量实际气流允许计算过滤***性能，以便如所期望的或如所优化的那样来操作AHU。在一些实施例中，可替代地从空气过滤***140和HVAC***100的其它操作条件推断或推导气流。例如，在一些实施例中，如上所述，对于已知的空气处理器102，能够基于已知的操作扭矩或功率消耗以及马达速度来推断气流。对于给定***部件，许多制造商采用关联扭矩、马达速度和气流的专有算法、查找表等。
如较早描述的，各种***操作参数包括但不限于空气体积流率或空气质量流率、鼓风机120功率消耗和管道静压力/管道总压力、在马达115的操作范围内的跨污染物过滤器148的压差、CO2浓度、VOC浓度以及颗粒物质浓度。此外，虽然可以测量一些***参数，但可以计算或推断其它的。例如，如果总压力和气流被测量，则污染物过滤器148中的压降以及甚至鼓风机马达120中的电力消耗可以基于这些测量的参数和一些初始信息来计算。在另一示例中，对鼓风机马达120中的电力消耗与气流信息一起的知晓准许推断关于污染物过滤器148的状态的信息。
在另一实施例中，在一些应用中，可选的CO2传感器168可以被采用以检测建筑空间中的CO2浓度。在许多***中，外部空气被带到建筑中，以确保CO2水平被维持在由法规限定的选择的阈值或限制以下。然而，添加外部空气影响操作循环***140的成本。在实施例中，可以采用常规的CO2检测器，例如它们可以包括非色散红外（NDIR）CO2传感器、电化学CO2传感器或光声CO2传感器等。
现在也转至图2，描绘了根据实施例的用于增强空气过滤***140的操作经济性并优化效率的方法200的流程图。方法200涉及以一方式来操作空气过滤***140，所述方式利用各种传感器输入以获得关于HVAC***100的空气过滤***140如何良好地操作的信息，以平衡操作和能量消耗的成本与执行维护（例如，清洁和/或更换过滤器等）的成本。在一个实施例中，方法在用户设备或***控制器105上执行。在一些实施例中，用户设备可以是被添加到HVAC***100以用于实施所描述的方法的分离的控制器。不幸的是，在许多商业应用中，房产管理者与带来室外空气相比更喜欢有限的维护以及使室内空气再循环，以节省过滤和调节外部空气的成本。然而，空气过滤器的计划维护的实践会需要日常的视觉检查，这能够限制过滤***的效能。在一些情况下，不充分的检视和维护能够导致堵塞的过滤器、脏的负担过重的清洁器，并且因此失去清洁空气输送效能，同时驱使操作成本上升，因为风扇和鼓风机消耗过量的能量以试图克服堵塞的设备。
在实施例中，如在过程步骤205处所描绘的，与操作空气过滤***102相关联的能量消耗和标准操作成本包括但不限于操作鼓风机120的成本和/或操作污染物过滤器148（静电等）的成本被有效地实时计算。成本能够通过过滤的空气输送率来归一化，使得每一量的外部空气的吸取成本能够被传递给***操作者、***控制器并且提供整个AHU的附加诊断。除了基于其中包括由压差传感器150测量的跨过滤器148的压降和由流传感器165测量的空气流率中的至少一个的维护成本以外，更换或清洁过滤器的成本、人力的成本等也被计算并且然后被比较。即，所描述的方法200基于HVAC***操作参数和约束平衡随时间的能量的增加的成本与相同操作持续时间内通过空气过滤***140的清洁空气输送的减少的效能，以提供最佳***操作点和用于执行维护的持续时间。在实施例中，做出针对带来外部空气的需求的***请求。外部空气的添加帮助维持可接受的CO2浓度，但也是用于舒适控制的整体***控制的部分。
在另一实施例中，如在205处所示出的由压差传感器150测量的跨过滤器148的压降或，可选地，如在过程步骤210处所描绘的那样，由流传感器165测量的气流率被采用。可替代地，如在可选的过程步骤215和225处所示出的那样，可以考虑或处理的附加因素是空气中的颗粒物质、温度或内部空气和外部空气之间的温度差以及CO2浓度的测量。特别地，如过程步骤215所示，来自颗粒传感器160的颗粒物质的测量结果与如从气流传感器165测量气流准许算法预测过滤器148的性能，以确定空气过滤器148和空气过滤***102的效能。能量的消耗可以至少基于风扇马达115和/或风扇马达144在其被采用以引入外部空气时的电流吸取。在实施例中，如在过程步骤220处所描绘的，利用电流传感器测量马达电流。在一些实施例中，马达电流在控制器（例如，110和/或146）处分别从到马达115、144的命令导出。在另一实施例中，马达电流经由通信接口135、136传递到控制器110和/或105。在另一实施例中，可以通过压差传感器150从跨空气过滤器148的压降的测量结果推断能量的消耗。如果压力与流风扇曲线是已知的（如可以在装备被设计或制造时通过测试方法在先地确定的），以及风扇/鼓风机的效率，归因于堵塞的过滤器的添加的功率需求连同流和压降测量结果能够被计算。
在一个实施例中，如在过程步骤230处所示出的那样，确定消耗和操作效率的降低，其然后与预测的维护成本和因素（包括但不限于过滤器的维护成本，即，用于过滤器更换的人力和材料成本，以及满足预设经济约束的能量消耗）相权衡。如步骤235处所示的那样，然后平衡这些成本以确定***的有效操作点和目标维护间隔（如果可实现的话）。在一些实例中，可能不可能实现维护间隔和操作成本的最佳或实践上的平衡。在此实例中，可选地可以采用可替代的选择和约束。可替代地，机械过滤器148的更换可以通过组合的OA吸入需求、过滤器成本和在一段时间内规划的能量成本来支配。在一个实施例中，如在可选的过程步骤245处所示的那样，在过滤***自主地操作时，能够实现在***控制器105和/或在用户设备170上的显示器105上查看总体IAQ、能量消耗、过滤器效率等的可视化。在实施例中，用户/建筑所有者能够调整与优化相关联的参数和约束，以及观察对成本、HVAC***操作、能量消耗等的影响。例如，当外部空气吸入的需求相对低时，用户/建筑所有者可以选择延长空气过滤器148更换之间的持续时间，尽管过滤器已经变得具有较低能量效能。虽然这样的选择降低了为材料花费的成本，并且降低了人力成本，但是诸如由马达所需的电力之类的其它操作成本增加，因为马达115、144花费附加的能量，以维持通过具有较大的污染物积累的过滤器的气流。因此，当预期到增加的OA吸入时，能够提前计划过滤器更换或清洁。在另一示例中，建筑所有者可以选择放弃对IAQ（例如，CO2浓度）的限制以限制与外部空气的交换。建筑所有者可能能够通过在建筑不被占用（诸如夜晚或周末）时超过准许的CO2浓度来节省花费。通过限制对调节新添加到空间的空气的需要，该方法能够通过限制马达144的操作来节省成本。
现在转向图3，其中描绘了根据实施例的空气过滤***140的增强操作经济性和优化效率的方法300的详细描绘和示例。在描绘和示出的该示例中大体上为300，提供了另外的细节以用于理解方法。在实施例中，在过程步骤305处，评估外部空气的条件。在此实例中，该条件对应于低于2.5微米的颗粒物质的浓度。如在过程步骤310处所描绘的那样，可以完成过滤***的当前状态的表征或评估。在此示例中，如312处所示，基于其它***参数对过滤器介质148的当前状态的评估，诸如基于当前的气流、压降、操作中的时间、当前过滤的空气中的颗粒物质以及到来的外部空气中的颗粒物质的污染物过滤器148的效力。将领会的是，随着***操作并且随着气流和颗粒物质浓度增加，污染物物过滤器148介质将积聚碎屑并堵塞。随着过滤器148变得越来越堵塞，鼓风机130的工作负载和电流吸取增加以维持期望的气流。
图4描绘了***的表征和跨污染物过滤器148的气流和压降之间的关系的示例。如图中所描绘的，***操作能够表征为在较高气流而由污染物过滤器148的较少过滤与较低气流和较好过滤之间的选择或折衷。不同效率的不同过滤器展现不同的压降，其中较低效率（MERV）过滤器典型地具有较低的压降。机械空气过滤器典型地不会在性能上改进较低的速度。驻极体过滤器（即，电增强空气过滤器）和静电集尘器能够在较低气流下展现改进的收集效率，但是该效果典型地是相当有限的。因此，过滤器介质的选择、其效率和操作持续时间都是在操作***的成本中考虑的因素。在实施例中，所公开的方法在所选择的时间的持续时间内提供期望的气流、压降、过滤、维护和操作成本之间的优化，同时维持期望的室内空气质量。首字母缩略词MERV代表“最小效率报告值”，并且由ASHRAE标准52.2来限定。MERV评级是在北美用于比较空气过滤器的效率的标准方法。MERV评级越高，过滤器从空气去除颗粒越好。MERV标度在1（最不高效）至16（最高效）的范围内，并且测量去除尺寸上从3至10微米颗粒的过滤器的能力。具有较高评级的过滤器不仅从空气去除较多的颗粒，而且它们还去除较小的颗粒。例如，典型的玻璃纤维炉过滤器可以在MERV标度上评级为从1到4，而高度高效HVAC过滤器会被评级为16。然而，如较早所描述的，随着过滤的改进，鼓风机上的工作负载也会以维持期望的气流。
如前所述，操作者可以针对HVAC***建立成本约束和操作成本目标。例如，针对***的计划预算、计划的能量花费，同时还基于介质成本、人力等建立对于维护成本所期望的约束。如过程步骤315和320所描绘的。使用这些约束，方法在过程步骤325处继续，其中控制器确定操作要求/约束。例如，在满足操作加热和冷却要求的条件下，所需的室外空气吸入然后其对室内空气质量的影响被评估。
例如，在实施例中，室内环境质量度量：
Figure 616497DEST_PATH_IMAGE002
可以被建立为影响室内空气质量的归一化贡献项的加权平均，其能够如等式1中所示出的那样计算：
Figure 845222DEST_PATH_IMAGE004
其中：室内CO2浓度为
Figure 156118DEST_PATH_IMAGE006
并且
Figure 82485DEST_PATH_IMAGE008
是室内CO2浓度的归一化参数；而
Figure 428016DEST_PATH_IMAGE010
是室内颗粒物质浓度，以及
Figure 516058DEST_PATH_IMAGE012
是室内颗粒物质浓度的归一化参数；而
Figure 799403DEST_PATH_IMAGE014
是室内总挥发性有机化合物浓度以及
Figure 263882DEST_PATH_IMAGE016
是室内VOC浓度的归一化参数，以及
Figure 198340DEST_PATH_IMAGE018
是对总体室内空气质量确定有贡献的每项空气污染物质的加权因子。归一化参数操作以使项无单位以及相对于所选择的水平或操作规范成比例。
此外，在实施例中，时段t内的操作成本
Figure 457283DEST_PATH_IMAGE020
能够被计算为在持续时间内影响***的各种成本的总和。例如，如在过程步骤330处所描绘的那样计算与***维护相关联的成本，而在过程步骤335处计算用于操作***（包括操作风扇）的操作成本、用于引入外部空气的成本等。其它示例性成本可以包括带入外部空气的成本，包括但不限于：通过管道***、过滤器和任何热/能量回收设备输送外部空气的风扇能量；将外部空气加热或冷却到期望的室内温度的成本；以及将空气加湿或除湿至期望湿度的成本。另一示例成本可以包括与过滤器更替和维护相关联的成本以及维护热/能量回收设备（ERV或HRV核）的成本。例如：
Figure 477192DEST_PATH_IMAGE022
其中
Figure 479783DEST_PATH_IMAGE024
是由AHU中央控制器所要求的外部气流，并且
Figure 268747DEST_PATH_IMAGE026
是每单位空气量的电力成本。
在为t的时段内的过滤器维护成本能够基于可能与季节性污染加重相关的历史数据根据分摊的人力成本和过滤器材料成本来估计。
Figure 964171DEST_PATH_IMAGE028
其中
Figure 205796DEST_PATH_IMAGE030
是与更换过滤器的人力相关联的成本，而
Figure 261346DEST_PATH_IMAGE032
是过滤器在一段时间内的成本。目标操作成本和过滤***维护成本分别由
Figure 170396DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 771142DEST_PATH_IMAGE036
表示。这些值由用户或***操作者建立为***和优化的目标。
现在转到如在过程框340处所描绘的用于平衡和优化成本的算法的操作，污染物过滤器148的效率能够计算为室内过滤的空气中的颗粒物质浓度与室外空气的颗粒物质浓度的比。虽然能够以许多方式测量和报告颗粒浓度，但是PM2.5的值（表示每立方米的2.5μm和更小的颗粒的质量）将用于例如此文本的其余部分中。在以下实施例中对PM2.5的使用不排除在要求保护的技术的实践中对其它浓度测量的使用。因此，污染物过滤器的效率能够表达为：
Figure 765642DEST_PATH_IMAGE038
其中
Figure 110036DEST_PATH_IMAGE040
是室外颗粒物质浓度，而
Figure 873593DEST_PATH_IMAGE042
是室内颗粒物质浓度。而用于室内空气的颗粒物质浓度可以被计算为：
Figure 910819DEST_PATH_IMAGE044
其中，
Figure 877769DEST_PATH_IMAGE046
是再循环的室内空气体积流率（例如，以立方英尺每分钟或立方米每秒为单位），
Figure 25854DEST_PATH_IMAGE048
是室内空气颗粒浓度，而
Figure 643917DEST_PATH_IMAGE050
是室外空气吸入体积流率，而过滤的室外空气中的颗粒物质浓度被表示为
Figure 117623DEST_PATH_IMAGE052
。
类似地，室内空气CO2浓度可以计算为：
Figure 555558DEST_PATH_IMAGE054
其中，
Figure 507334DEST_PATH_IMAGE056
是再循环室内空气体积流率，室内CO2浓度为
Figure 979903DEST_PATH_IMAGE058
，以及室外空气CO2浓度为
Figure 358932DEST_PATH_IMAGE060
以及
Figure 799009DEST_PATH_IMAGE062
为室外空气吸入体积流率，以及室外空气CO2浓度为
Figure 288897DEST_PATH_IMAGE064
。
此外，是室内总挥发性有机化合物浓度
Figure 881552DEST_PATH_IMAGE066
可以计算为
Figure 431482DEST_PATH_IMAGE068
其中再一次
Figure 109588DEST_PATH_IMAGE070
是再循环的室内空气体积流率，室内挥发性有机化合物浓度是
Figure 668745DEST_PATH_IMAGE072
以及
Figure 866640DEST_PATH_IMAGE074
是室外空气吸入体积流率。应当注意的是，由于大部分VOC在室内空间中生成，所以为简单起见省略来自外部空气的贡献。在一些环境中，如果不是这种情况，则可以考虑室外空气对室内空气浓度的贡献。
现在继续图3，作为方法300的一部分，控制器在过程框340处执行优化程序。基于等式（1）-（7）中的一个示例的优化寻求根据过程框330和335提供平衡维护成本与操作的成本的解决方案，同时遵守根据过程框315和320由操作者设置的约束，以实现满足冷却/加热负载并实现期望的室内空气质量。如过程框345处所示，如果优化成功，则算法将在解决方案上收敛，该解决方案平衡所有成本和约束以产生最有成本效益的解决方案，其包括操作者已经设置的持续时间的提出的维护水平/例程。如在过程框350处所示出所描绘的那样，所提出的解决方案然后可以被呈现给操作者以在操作者选择时进行计划和修改。否则，可能有可能的是，解决方案不可实现（例如，约束太紧、提出的能量预算被选择为太低等等），该过程针对操作者重申以输入修订的约束和***操作要求。应当领会的是，应当预期过程可能需要许多重复来完成。操作者可能总是最后选择太紧的约束以便使操作和维护成本最小化。如过程框315和320中所描绘的，为了促进操作者设置这样的约束和要求，算法还可以显示对约束（诸如操作成本范围和维护成本范围）的提出的调整。此外，***还可以提出可以协助优化收敛的附加可替代方案。例如，放松用于室内空气质量的一些因素、对操作模式的修改等。
实施例的技术效果和益处涉及包括空气处理器控制单元的HVAC***，以用于实施内部补偿算法以确定空气处理器***102的操作参数。算法用于确定空气处理器***102的室内空气流率体积、室内空气质量流、跨过滤器的压差、颗粒物质和鼓风机马达功率消耗（包括在高度处的消耗）的操作参数，以确定***的期望操作点。智能过滤***允许能量消耗优化同时维持高质量IAQ。它还减少了由人工检视所导致的维护负担，以及延长了颗粒过滤器的使用寿命。另外，它使能够优化空气侧产品的整体操作，并且向用户/房产管理者提供可视化。通过算法实现悬浮在用户设备上的所描述的实施例被制作为模块，以待在现有AHU或新装备中使用。
本文中所使用的术语仅出于描述特别实施例的目的，而不旨在限制权利要求的范围及广度。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。还将理解的是，术语“包括”和/或“包括”（当在本说明书中使用时）指定所陈述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件部件和/或其组的存在或添加。
以下权利要求中的所有手段或步骤加上功能元件的对应结构、材料、动作和等同物旨在包括用于与如具体要求保护的其它要求保护的元件组合来执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的呈现了实施例的描述，但不旨在是穷尽的或将所描述的实施例限制为所公开的形式。在不脱离权利要求的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。已经选择和描述了实施例以便最好地解释本发明构思的原理和实践应用，并且以使本领域普通技术人员中的其他人能够理解权利要求的范围和广度以及具有适合于设想的特别用途的各种修改的各种实施例。

Claims (18)

1.一种用于增强建筑空气循环***中的空气过滤***的操作和改进其效能的方法，所述建筑空气循环***具有机动化鼓风机马达和污染物过滤器，所述方法包括：
至少基于与所述鼓风机马达的操作相关联的电力消耗和操作所述污染物过滤器的操作成本来预测在操作持续时间内所述循环***的操作成本；
基于以下中的至少一个来预测在所述操作持续时间内所述循环***的维护成本：所述污染物过滤器的操作条件、更换污染物过滤器的成本、清洁或更换所述污染物过滤器的人力的成本以及所述污染物过滤器在所述操作持续时间内的效能；以及
平衡在选择的操作持续时间内所述循环***的所述操作成本与所述循环***的所述维护成本，以推荐以下中的至少一个：污染物过滤器使用/旁通计划、污染物过滤器维护计划以及新鲜空气输入计划，以满足由操作者设置的操作目标和操作约束，其中所述污染物过滤器的所述电力消耗和所述操作条件中的至少一个基于以下中的一个或多个：测量或计算的在所述***中产生气流的所述鼓风机马达的电力消耗、测量或计算的所述污染物过滤器的所述电力消耗、由所述鼓风机马达经历的总压力、跨所述污染物过滤器的压差、所述循环***中的所述空气的颗粒物质浓度和通过所述污染物过滤器的气流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中与所述鼓风机马达的操作相关联的所述电力消耗是所述操作持续时间内的消耗的改变中的至少一个以及所述气流是所述操作持续时间内的气流改变。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述气流是由气流传感器测量的以及基于预定测量结果和***操作特征的组合确定的中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述空气流通过以下中的至少一个来识别：由所述马达提供的信号、查找表和等式或公式、给定空气处理器配置的先前建立的测试和经验数据，以及所述操作特征指示所述马达的速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中与所述马达相关联的所述电力消耗是以下中的至少一个：由控制器测量、由传感器测量、在所述控制器中估计以及由所述马达传递。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括
经由风门和另一鼓风机马达来提供新鲜空气，以添加室外空气，其中在所述操作持续时间内预测所述循环***的操作成本还包括以下中的至少一个：操作第二鼓风机马达的电流的成本、在所述操作持续时间内操作风门的所述成本、以及调节所述室外空气的成本。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述平衡基于室内空气质量度量。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述建筑的用户或房产管理者提供可视化以促进修改对所述平衡的约束。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述空气循环***还包括加热、通风和冷却（HVAC）中的至少一个。
10.一种用于增强建筑中的空气循环***的操作和改进其效能的***，包括：
空气处理器，其包括可操作地耦合到管道网络的室内鼓风机和马达，所述鼓风机被配置为向所述管道网络中的所述空气施加气流；
污染物过滤器，其可操作地耦合到所述管道网络，所述污染物过滤器被配置为从所述管道网络中的空气去除污染物；
以下中的至少一个：配置为测量跨所述污染物过滤器的压差的压差传感器、配置为测量所述管道网络中的压力的压力传感器、在所述污染物过滤器之后配置为确定所述管道网络中的所述空气中的颗粒的存在的颗粒浓度传感器、配置为测量所述管道网络中的气流的气流传感器；
空气处理器控制器，其至少与所述马达可操作地通信，所述空气处理器控制器被配置成提供控制命令以操作所述马达；
控制器，其与所述空气处理器控制器和以下中的至少一个可操作地通信：所述压差传感器、所述压力传感器、所述颗粒浓度传感器和气流传感器，所述控制器被配置为执行用于增强建筑中的空气循环***的操作和改进其效率的方法，包括：
至少基于与所述鼓风机马达的操作相关联的电力消耗和操作所述污染物过滤器的操作成本来预测在操作持续时间内所述循环***的操作成本；
基于以下中的至少一个来预测在所述操作持续时间内所述循环***的维护成本：所述污染物过滤器的操作条件、更换污染物过滤器的成本、清洁或更换所述污染物过滤器的人力的成本以及所述污染物过滤器在所述操作持续时间内的效能；以及
平衡在选择的操作持续时间内所述循环***的所述操作成本与所述循环***的所述维护成本，以推荐以下中的至少一个：污染物过滤器使用/旁通计划、污染物过滤器维护计划以及新鲜空气输入计划，以满足由操作者设置的操作目标和操作约束，其中所述污染物过滤器的所述电力消耗和所述操作条件中的至少一个基于以下中的一个或多个：测量或计算的在所述***中产生气流的所述鼓风机马达的电力消耗、测量或计算的所述污染物过滤器的电力消耗、由所述鼓风机马达经历的总压力、跨所述污染物过滤器的压差、所述循环***中的所述空气的颗粒物质浓度和通过所述污染物过滤器的所述气流。
11.根据权利要求10所述的***，其中与所述鼓风机马达的操作相关联的所述电力消耗是所述操作持续时间内的消耗的改变中的至少一个以及所述气流是所述操作持续时间内的气流改变。
12.根据权利要求10所述的***，其中所述气流是由气流传感器测量的以及基于预定测量结果和***操作特征的组合确定的中的至少一个。
13.根据权利要求12所述的***，其中所述气流通过以下中的至少一个来识别：由所述马达提供的信号、查找表和等式或公式、以及给定空气处理器配置的先前建立的测试和经验数据；并且所述操作特征指示所述马达的速度。
14.根据权利要求10所述的***，其中与所述马达相关联的电流是以下中的至少一个：由控制器测量、由传感器测量、在所述控制器中估计以及由所述马达传递。
15.根据权利要求10所述的***，还包括配置成向所述管道网络提供室外新鲜空气的风门和另一鼓风机马达，其中所述预测在所述操作持续时间内所述循环***的操作成本还包括以下中的至少一个：操作第二鼓风机马达的电流的成本、在所述操作持续时间内操作所述风门的所述电流的成本、以及调节所述室外新鲜空气的成本。
16.根据权利要求10所述的***，其中所述平衡基于加权的室内空气质量度量。
17.根据权利要求10所述的***，还包括具有显示器的用户设备，所述用户设备被配置成向所述建筑的用户或房产所有者提供可视化以促进修改对所述平衡的约束。
18.根据权利要求10所述的***，其中所述空气循环***还包括加热、通风和冷却中的至少一个。
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