CN101968247A - 一种智能保健新风系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能控制且能改善室内空气质量的通风系统。它是在电脑主控机控制下，包括至少一个变频驱动全热交换双向换气风机并构建成至少两个独立的通风分区，并包括与所述各通风分区相对应的控制各通风分区的开闭和风量大小的风量控制开关、数控调节风门，所述变频驱动全热交换双向换气风机将室外的新鲜空气送入室内各通风分区并将室内各通风分区的混浊空气排向室外。系统可采取人工控制和/或智能控制的方式。本发明采用智能控制不同的通风分区，按实际需要对不同的通风分区进行通风，实现定点、定量和定时控制，充分节省能量消耗；并且在送入室内的新鲜空气中加入丰富的负氧离子，使之具有缓解心理压力，提高人体免疫力，促进身体健康保健的作用。

Description

一种智能保健新风系统及其控制方法

技术领域

本发明属于工业控制及暖通工程技术，特别是涉及一种智能控制且能改善室内空气质量的通风系统。

背景技术

在健康环保理念走入寻常百姓家庭的时代，改善室内空气质量已经日益成为人们的普遍要求。以往的一些通风系统，大体上包括通风、空气净化功能。如CN1727785公开了一种空气净化装置一体型通风系统，其包括：供气管道、排气管道、供气扇、排气扇、全热交换器、普通通风通路、循环通路、空气净化装置。又如CN1727783公开了一种 利用通风系统的室内空气质量控制装置以及方法，其控制装置包括通风系统和空气净化器；通风系统通过吸入室外空气并排出室内空气，对室内进行通风，空气净化器进行与通风系统的工作相应的联动作业，利用过滤系统提高室内空气的质量。上述通风系统能实现室内通风同时对空气进行净化，但无法对室内不同区域实行分区域的通风控制，因此运行的能量消耗较大。另一方面，现有通风系统也无法满足人们在净化空气的同时进一步提高室内空气质量改善室内环境的需求，如在空气中加入负氧离子以使之具有缓解心理压力，提高人体免疫力，促进身体健康保健作用等等。

发明内容

本发明为解决上述现有技术的存在的缺陷，提出了一种智能保健新风系统，它能够以较少的能量消耗按需要定点、定量、定时投放富含高浓度负氧离子的新鲜空气。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种智能保健新风系统，它是在电脑主控机控制下，包括至少一个变频驱动全热交换双向换气风机并构建成至少两个独立的通风分区，并包括与所述各通风分区相对应的控制各通风分区的开闭和风量大小的风量控制开关、数控调节风门，所述变频驱动全热交换双向换气风机将室外的新鲜空气送入室内各通风分区并将室内各通风分区的混浊空气排向室外。

所述的一种智能保健新风系统，包括变频驱动全热交换双向换气风机、风速传感器、数控调节风门、负氧离子发生器、风量控制开关、电脑主控机、人体感应传感器、通风管道、风口盒；所述电脑主控机与所述变频驱动全热交换双向换气风机、风速传感器、数控调节风门、负氧离子发生器、风量控制开关及人体感应传感器之间以485总线方式或CAN总线方式进行数据通讯，通过对电脑主控机的编程，实现对各通风分区定时、自动或手动开关控制。

所述的一种智能保健新风系统，向室内的送风总量由所述变频驱动全热交换双向换气风机根据所述风速传感器的监测信息自动调节转速以予控制。

所述的一种智能保健新风系统，向各通风分区的送风量由所述数控调节风门根据控制参数调节叶片的角度得以实现。

所述数控调节风门和负氧离子发生器设置在风口盒内；当所述数控调节风门开启时，所述负氧离子发生器能同时开启。

所述数控调节风门包括步进减速电机和叶片定位传感器，所述数控调节风门之叶片由步进减速电机驱动，能在0°~ 90°间旋转。

所述风口盒由工程塑料制成，以减少对负氧离子的中和，确保有更多负氧离子释放至送入室内各通风分区的空气中。

所述控制参数的获取方法为：首先在所述电脑主控机植入各通风分区管道布置参数和数控调节风门的通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表，再根据各通风分区的送风量请求进行运算而获得，具体步骤包括，

⑴ 通过现场测试，获得系统中各通风分区管道布置参数；

⑵ 通过实验测试并经计算整理，获得数控调节风门的关于通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表；

⑶ 根据各通风分区的送风量请求及各该通风分区的管道布置参数，计算出从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力；

⑷ 根据计算所得从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力的最大数值，以及所使用的数控调节风门的通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表，选定变频驱动全热交换双向换气风机出风口处的理论工作风压，从而计算出各该通风分区送风口所使用的数控调节风门的工作压力；

⑸ 根据各通风分区的送风量请求及计算所得所使用的数控调节风门的工作压力，由其通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表选定各该通风分区送风口所使用的数控调节风门之叶片的开启角度，此叶片的开启角度即所述控制参数。

所述的一种智能保健新风系统的控制方法，是在所述电脑主控机植入经现场测试获得的系统中各通风分区的管道布置参数和经实验测试并经计算整理而获得的数控调节风门的关于通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表的基础上，由电脑主控机实施智能控制，具体控制过程为：

⑴ 根据各通风分区的送风量请求及各该通风分区的管道布置参数，计算出从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力；

⑵ 根据计算所得从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力的最大数值，以及所使用的数控调节风门的通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表，选定变频驱动全热交换双向换气风机出风口处的理论工作风压，从而计算出各该通风分区送风口所使用的数控调节风门的工作压力；

⑶ 根据各通风分区的送风量请求及计算所得所使用的数控调节风门的工作压力，由其通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表选定各该通风分区送风口所使用的数控调节风门之叶片的开启角度；

⑷ 指令各该通风分区送风口的数控调节风门的步进减速电机调节所述数控调节风门之叶片至选定角度； 

⑸ 指令所述变频驱动全热交换双向换气风机调节转速，使变频驱动全热交换双向换气风机的实际送风总量符合各通风分区送风量请求之和；

⑹ 根据风速传感器监测并反馈的送风总量信息，指令所述变频驱动全热交换双向换气风机进一步调节转速。

本发明的工作原理为，电脑主控机根据各通风分区的送风量请求，按已知的管道布置参数计算出在所请求的送风量下，从变频驱动全热交换双向换气风机至相应通风分区送风口的阻力；根据计算所得阻力数值以及数控调节风门的特性参数表，选定变频驱动全热交换双向换气风机出风口的风压，从而计算出相应通风分区送风口数控调节风门的工作压力；再根据各通风分区的送风量请求及计算所得所使用的数控调节风门的工作压力，由数控调节风门的特性参数表，选定其叶片的开启角度。电脑主控机指令相应的通风分区送风口的数控调节风门的步进减速电机调节数控调节风门之叶片至选定角度，并调节变频驱动全热交换双向换气风机转速，使各通风分区的实际送风量符合送风量请求；在此过程中，风速传感器通过监测向室内的送风总量，并将监测信息反馈至电脑主控机，由电脑主控机指令变频驱动全热交换双向换气风机进一步调节转速。对于风机的控制，有一个“调节—监测—再调节”的过程。在电脑主控机控制下，一方面，变频驱动全热交换双向换气风机根据各通风分区的送风量请求将新风（新鲜空气）送入，另一方面，变频驱动全热交换双向换气风机将等量的污风（污浊空气）排出。

所述数控调节风门特性参数表是已知数控调节风门通风量、叶片角度和工作压力的对应关系数据表，由已知的数控调节风门进行实验精密测试并经计算整理后获得的；同样，管道布置参数则是对实际管道通过实验精密测试并经计算整理而获得。管道布置参数和数控调节风门特性参数表等数据均植入电脑主控机，以备系统实际运行时调用。

在本发明中，对系统的控制可采取人工控制和/或智能控制的方式。智能控制有自动或程控两种模式。自动模式下，当人体感应传感器侦察到人员进入的信息时，电脑主控机指令数控调节风门打开，当人员离开一定时间时，电脑主控机指令数控调节风门关闭；程控模式下，电脑主控机根据预先设定的时间开启和关闭数控调节风门。在自动或程控模式下，各通风分区的送风量均可在电脑主控机预先设定；同时，在上述两种模式下均可通过风量控制开关对各相应的通风分区的关闭、开启及送风量的大小实现人工干预。送风量请求由风量控制开关发出。

本发明采用智能控制不同的通风分区，按实际需要对不同的通风分区进行通风，实现定点、定量和定时控制，充分节省能量消耗；并且在送入室内的新鲜空气中加入丰富的负氧离子，使之具有缓解心理压力，提高人体免疫力，促进身体健康保健的作用。

附图说明

附图为本发明一种实施方式示意图。

具体实施方式

如附图所示，它包括变频驱动全热交换双向换气风机5、风速传感器4、数控调节风门9、负氧离子发生器8、风量控制开关6、电脑主控机1、人体感应传感器7、通风管道、风口盒；电脑主控机1与变频驱动全热交换双向换气风机5、风速传感器4、数控调节风门9、负氧离子发生器8、风量控制开关6及人体感应传感器7之间以485总线2方式进行数据通讯；通风管道有两类，一类是送风管道3，另一类是回风管道11，风口盒也有两类，一类是送风风口盒10，另一类是回风风口盒12。本系统包括1个变频驱动全热交换双向换气风机5，并构建成了3个通风分区，即通风分区A、通风分区B和通风分区C。

本系统运行时空气的流动方式为：室外吸入的新鲜空气与室内排出的污浊空气经变频驱动全热交换双向换气风机5进行能量交换后，顺着室内送风管道3，经送风风口盒10内的数控调节风门9后，再与送风风口盒10内的负氧离子发生器8发出的高浓度负氧离子混合，然后进入室内。室内的污浊空气经回风风口盒12，沿着回风管道11，经变频驱动全热交换双向换气风机5排出室外。

其智能控制部分工作方式为：人体感应传感器7及风量控制开关6设置于对应的通风分区内，数控调节风门9、负氧离子发生器8设置于相应的送风风口盒10内，风速传感器4设置于送风管道3总管靠近变频驱动全热交换双向换气风机5处，各控制单元（包括变频驱动全热交换双向换气风机5、风速传感器4、数控调节风门9、负氧离子发生器8、风量控制开关6及人体感应传感器7）与电脑主控机1之间由485总线2相连。系统运行时，电脑主控机1设置为自动或程控。自动模式下，当人体感应传感器7侦察到人员进入的信息，电脑主控机1指令数控调节风门9打开。程控模式下，电脑主控机1根据预设的时间开启数控调节风门9。在自动或程控模式下，各通风分区的送风量由电脑主控机1预先设定。同时，在上述两种模式下均可由风量控制开关6实现人工干预，关闭、开启对应的通风分区或调节对应的通风分区送风量的大小。

Claims (9)

1.一种智能保健新风系统，其特征在于，在电脑主控机控制下，包括至少一个变频驱动全热交换双向换气风机并构建成至少两个独立的通风分区，并包括与所述各通风分区相对应的控制各通风分区的开闭和风量大小的风量控制开关、数控调节风门，所述变频驱动全热交换双向换气风机将室外的新鲜空气送入室内各通风分区并将室内各通风分区的混浊空气排向室外。

2.根据权利要求1所述的一种智能保健新风系统，其特征在于，包括变频驱动全热交换双向换气风机、风速传感器、数控调节风门、负氧离子发生器、风量控制开关、电脑主控机、人体感应传感器、通风管道、风口盒；所述电脑主控机与所述变频驱动全热交换双向换气风机、风速传感器、数控调节风门、负氧离子发生器、风量控制开关及人体感应传感器之间以485总线方式或CAN总线方式进行数据通讯，通过对电脑主控机的编程，实现对各通风分区定时、自动或手动开关控制。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能保健新风系统，其特征在于，向室内的送风总量由所述变频驱动全热交换双向换气风机根据所述风速传感器的监测信息自动调节转速予以控制。

4.根据权利要求1或2所述的一种智能保健新风系统，其特征在于，向各通风分区的送风量由所述数控调节风门根据控制参数调节叶片的角度得以实现。

5.根据权利要求2所述的一种智能保健新风系统，其特征在于，所述数控调节风门和负氧离子发生器设置在风口盒内；当所述数控调节风门开启时，所述负氧离子发生器能同时开启。

6.根据权利要求2或5所述的一种智能保健新风系统，其特征在于，所述数控调节风门包括步进减速电机和叶片定位传感器，所述数控调节风门之叶片由步进减速电机驱动，能在0°～90°间旋转。

7.根据权利要求2或5所述的一种智能保健新风系统，其特征在于，所述风口盒由工程塑料制成，以减少对负氧离子的中和，确保有更多负氧离子释放至送入室内各通风分区的空气中。

8.根据权利要求4所述的一种智能保健新风系统，其特征在于，所述控制参数的获取方法为：首先在所述电脑主控机植入各通风分区管道布置参数和数控调节风门的通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表，再根据各通风分区的送风量请求进行运算而获得，具体过程为：

⑴ 通过现场测试，获得系统中各通风分区管道布置参数；

⑵ 通过实验测试并经计算整理，获得数控调节风门的关于通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表；

⑶ 根据各通风分区的送风量请求及各该通风分区的管道布置参数，计算出从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力；

⑷ 根据计算所得从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力的最大数值，以及所使用的数控调节风门的通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表，选定变频驱动全热交换双向换气风机出风口处的理论工作风压，从而计算出各该通风分区送风口所使用的数控调节风门的工作压力；

⑸ 根据各通风分区的送风量请求及计算所得所使用的数控调节风门的工作压力，由其通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表选定各该通风分区送风口所使用的数控调节风门之叶片的开启角度，此叶片的开启角度即所述控制参数。

9.根据权利要求1至7之任意一项所述的一种智能保健新风系统的控制方法，其特征在于，在所述电脑主控机植入经现场测试获得的系统中各通风分区的管道布置参数和经实验测试并经计算整理而获得的数控调节风门的关于通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表的基础上，由电脑主控机实施智能控制，具体控制过程为：

⑴ 根据各通风分区的送风量请求及各该通风分区的管道布置参数，计算出从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力；

⑵ 根据计算所得从变频驱动全热交换双向换气风机至相应的通风分区送风口端的管道阻力的最大数值，以及所使用的数控调节风门的通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表，选定变频驱动全热交换双向换气风机出风口处的理论工作风压，从而计算出各该通风分区送风口所使用的数控调节风门的工作压力；

⑶ 根据各通风分区的送风量请求及计算所得所使用的数控调节风门的工作压力，由其通风量、叶片角度和工作压力的关联特性参数表选定各该通风分区送风口所使用的数控调节风门之叶片的开启角度；

⑷ 指令各该通风分区送风口的数控调节风门的步进减速电机调节所述数控调节风门之叶片至选定角度； 

⑸ 指令所述变频驱动全热交换双向换气风机调节转速，使变频驱动全热交换双向换气风机的实际送风总量符合各通风分区送风量请求之和；

⑹ 根据风速传感器监测并反馈的送风总量信息，指令所述变频驱动全热交换双向换气风机进一步调节转速。

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