CN102777982A - 一种室内环境智能控制系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能净化室内空气，并自动调节温湿度的室内环境智能控制系统及其工作方法，该系统是在室内机的进风口和蒸发器之间增设空气净化过滤器。当室内温度高于设定值时，且室外环境温度高于设定值时，开启室内进风口，关闭室外进风口风门和安装在室内顶部的自动溢流装置，压缩机运行，回风与蒸发器进行充分热交换后，由出风口压入室内，此时为机械制冷模式。当室内温度高于设定值且室外环境温度低于设定值时，室外进风口风门完全开启，室内进风口风门关闭，并开启安装在室内顶部的自动溢流装置，同时离心风机根据房间温度与设定温度的差值按比例运行，当室内温度高于设定值，且室外环境温度低于设定值时，压缩机制冷和自然冷却交替运行。

Description

一种室内环境智能控制系统及其工作方法

 

技术领域

本发明涉及一种室内环境控制系统，具体是一种能使室内空气净化、并自动调节室内温湿度的智能控制设备及其工作方法。

技术背景

近年来随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，金融、网络、通信、广电、电力等各行业均出现了数据大集中的趋势。大规模的建设使集成度不断提高，这些设备是由易受环境条件影响的电子元器件、磁性材料、机械构件等组成，并对室内环境有严格的要求。如果环境条件不能满足，会降低设备的可靠性，加速电子元器件老化，缩短设备寿命。

目前对这些设备所处封闭空间的环境控制主要是通过空调或排风扇来对室内进行温度、湿度的控制。但是由于空调系统采用的是内循环模式，不能把室内受污染过的空气排出室外，使得室内的空气交叉污染。采用排风扇则受外界环境因素影响，不能精确控制室内温度湿度，高温高湿天气中易引发各种故障。

电子设备对空气洁净度有严格的要求，空间相对比较密闭，而室内的发热量较大，一般来说，一年四季都需要制冷。在我国大部分地区冬、春、秋三季及夏季的夜间时段的室外温度低于室内要求的温度，合理的应用室外自然冷源就可以替代常规的机械（压缩机）制冷，可以大大节约电力消耗，但是目前尚没有采用该原理的室内环境控制系统出炉。

发明内容

本发明首要解决的技术问题是提供一种即可净化室内空气，同时能保证室内恒温、恒湿的环境控制系统及其工作方法，它在保证室内温、湿度恒定的同时，可以过滤室内的灰尘、分解挥发性有机污染物、杀菌去味，提高室内环境空气的洁净度。此外，本发明还合理的应用了室外自然冷源进行循环制冷，提高室内的氧含量，大大节约了电力消耗。

本发明所述的一种室内环境智能控制系统，其包括室内机、室外机、智能调节装置、以及安装在室内外的传感器，所述室内机与室外机相连组成环境控制机组，智能调节装置分别与室外机、室内机以及室内外的传感器电连接并对它们进行控制，所述室内机中包括室内进风口和蒸发器，在室内进风口和蒸发器之间设有空气净化过滤器。

该空气净化过滤器包括了依次相连的初效过滤网、中效过滤袋、静电离尘装置、负离子增氧装置、以及光触媒装置。

所述室内机具体结构为：主体为机壳，在机壳顶部设有室内进风口、机壳背部中间设有室外进风口并连通室外，两个风口上装有可自动开闭的风门，风门背面设有执行器，该执行器与风门连接机构连接执行开闭动作并由智能调节装置控制，蒸发器倾斜安装在空气净化过滤器下方；蒸发器下依次设有离心风机、消音器和出风口，出风口安装于机壳正面下方并朝向室内，消音器同离心风机和出风口密封连接。

所述智能调节装置最好安装在控制箱中，智能调节装置分别与室外机内的压缩机、室内机内的离心风机、风门执行器、以及室内外各传感器电连接并对它们进行控制。

作为改进，在室外进风口同室外相通处有进风防雨百叶窗，在进风防雨百叶窗内有室外温、湿度传感器。

所述室内外的传感器还包括安装在室内的传感器组和安装于地面的传感器组。在室内顶部安装有与智能调节装置连接的自动溢流装置。

本发明还公开了一种室内环境智能控制系统的工作方法,其包括以下步骤：

1）当室内温度高于系统的设定值时，且室外环境温度高于设定值时，开启室内进风口，关闭室外进风口风门和安装在室内顶部的自动溢流装置，压缩机运行，回风与蒸发器进行充分热交换后，由出风口压入室内，此时为机械制冷模式（图4）。 

2）当室内温度高于系统的设定值且室外环境温度低于系统设定值时，室外自然冷源能完全消除室内热负荷时，压缩机完全停止工作，室外进风口风门完全开启，室内进风口风门关闭，并开启安装在室内顶部的自动溢流装置，同时离心风机根据房间温度与设定温度的差值，按比例运行，以置换通风方式将室外自然新风引入室内，并将热浊空气从顶部自动溢流装置中排出（图5）。

3）当室内温度高于系统的设定值，且室外环境温度低于设定值时，室外自然冷源不能完全消除室内热负荷时，系统处于混合制冷模式，室外进风口风门按比例开启，压缩机制冷和自然冷却交替运行（图6）。

此外，还设有去湿控制模式，即:当湿度传感器感应到的湿度大于系统设定值，则进入去湿模式，开启室内进风口，关闭室外进风口风门和安装在室内顶部的溢流口百叶窗，充分去湿后，由出风口压入室内。

本发明的有益效果：

由于室内回风难以保证室内的洁净度，为此在室内进风口和蒸发器之间设置空气净化过滤器。直接引入室外冷源通过中效过滤袋后由离心风机压入消音器，再从出风口压入室内。同时在室外可以设置室外温度传感器，在室内设有多种传感器（如温度、湿度、烟雾、灰尘、气味、氧含量等），在地面设有浸水/水位传感器。综合了空调和排风扇降温措施的优点，在精确控制室内温度湿度的同时，以置换通风的形式提高室内的空气的洁净度，并增加空气净化装置，进一步降低室内污染源，并且增加了火灾、进水监测控制和安防监控功能。本发明还合理的应用室外自然冷源进行循环制冷，提高室内的氧含量，大大节约了电力消耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

图2为本发明在室内安装示意图，

图3为空气净化过滤器结构示意图，

图4~图6为不同制冷状态下的气流组织图。

具体实施方式

如图1、2所示：本发明主要包括室内机100、室外机200；室内机100内的室内进风口1、室外进风口2、空气净化过滤器3、控制箱4、蒸发器5、离心风机6、消音器7、出风口8、中效过滤袋9、进风防雨百叶窗10，安装在进风防雨百叶窗内室外温度传感器11，安装在室内顶部的自动溢流装置12，安装在室内的传感器组13，安装于地面的传感器组14。如图3所示空气净化过滤器3中的多重净化过滤装置，包括：初效过滤网15、中效过滤袋16、静电离尘装置17、负离子增氧装置18、光触媒装置19。

参见图1、2、3，为了能够使得室内的温度能够满足相应的要求，当控制箱4接收到室外温度传感器11的数据后同系统设定值T1进行对比，室外温度低于系统设定值T1时，开启室外进风口1，压缩机不启动，离心风机6引入室外自然冷源，经中效过滤袋16净化过滤，再通过消音器7进行消音，由出风口8压入室内，以置换通风方式消除室内热负荷，由于室内正压及热浮力的的原故，热浊空气从顶部自动溢流装置12排出；当安装室内的传感器组13说明系统引入自然冷源的方式已无法消除室内显热，控制箱4内的智能调节装置进行运算后，相应的减小室外进风口２的开启的面积并增加室内进风口1的开启的面积，室内回风同蒸发器5充分热交换后，再混合部分新风由出风口8压入室内，同时相应地减小自动溢流装置12的开启角度甚至关闭，使室内时刻保持正压状态，室内进风口1、室外进风口2及自动溢流装置12开启的比例由控制箱4内的智能调节装置控制。

当室外温度高于系统设定值T1时，关闭室外进风口２和自动溢流装置12，开启室内进风口1，启动压缩机，离心风机6引入回风，在与蒸发器5进行充分热交换后，由出风口8压入室内，由此进入内循环机械制冷模式。

湿度控制由安装在室内的传感器组13检测到湿度数据值同系统设定值进行对比，通过PID运算，超过设定值时则执行去湿操作，开启室内进风口1，关闭室外进风口风门2和安装在室内顶部的自动溢流装置12，充分去湿后，由出风口8压入室内。当室内传感器组13检测到湿度数据值低于系统设定值，可通过外联加湿装置，由系统控制其工作状态。

本发明的原理：

由于直接引入室外新风并不能完全保证室内的洁净度，同时室内工业生产及人员活动时所带来尘埃，以及因恒温恒湿环境中而滋生的细菌等，为了解决这些难题，系统在蒸发器前加装了空气净化过滤装置。由多重滤网，静电集尘装置、光触媒杀菌装置和负离子增氧装置组成，并安装了微压差分计来检测净化过滤装置两端的阻力，当阻力达到设定值时，系统发出报警信号，此时，应清洗或更换空气净化过滤装置。

此外，系统配置了烟雾和浸水传感器，通过红外烟雾传感器对火灾灾害进行报警；通过浸水传感器检测室内进水状态，并可通过潜水泵等排水措施，消除室内水淹灾害，此点对低水位地区或地下设施尤为重要。

为了防止在大面积的室内或高显热环境中安装多套系统所带风力干扰及制冷模式的混乱，系统提供标准RS-485端口来进行相互通信，使其工作模式相互统一，并可通过此通信端口实现远程控制。同时还提供红外及监控接口，使其能和安防设施联动。

下面就图1、2之中的一些关键性组件进行说明：

1、室外进风口

当室外温度合适时，系统才引入室外自然冷源，因此在其内部安装了一个可以自动切换的风门。当需要室外自然冷源时，则风门打开，并根据实际需要决定打开的角度，否则风门处于关闭状态。

2室内进风口

当室内温度较高时，系统才引入室内回风，因此在其内部安装了一个可以自动切换的风门。当需要引入室内回风时，则风门打开，并根据实际需要决定打开的角度，否则风门处于关闭状态。

3控制箱

控制箱内安装有智能调节装置，智能调节装置分别与室外机内的压缩机、机壳内的离心风机、两个风门、室内、外各传感器组相连，还包括溢流口装置，对它们进行控制。

4空气净化过滤器

为了保障室内空气的洁净度，本系统采用了多种净化过滤装置，由初效过滤网15、中效过滤袋16、静电离尘装置17、负离子增氧装置18、光触媒装置19构成，见图3。不管引入的是室外自然冷源还是室内回风，空气中都含有灰尘和各种污染物，故让空气强制通过空气净化过滤器，过滤灰尘、分解挥发性有机污染物、杀菌去味，保证出风口压入室内的新风是洁净的空气。

5、自动溢流装置

自动溢流装置安装于室内房间顶部，其内部安装了一个可以自动切换的风门。当系统引入室外自然冷源，在室内则处于正压状态，其风门自动打开，并根据系统引入室外新风风量决定打开的角度；当系统不引入室外自然冷源，而采用室内回风，系统处于内循环机械制冷状态时，风门处于关闭状态。

    本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种室内环境智能控制系统，其特征在于包括室内机（100）、室外机（200）、智能调节装置、以及安装在室内外的传感器，所述室内机（100）与室外机（200）相连组成环境控制机组，智能调节装置分别与室外机、室内机以及室内外的传感器相连接并对它们进行控制，其特征在于；所述室内机（100）中包括室内进风口和蒸发器，在室内进风口和蒸发器之间设有空气净化过滤器（3）。

2.根据权利要求1所述的室内环境智能控制系统，其特征在于，该空气净化过滤器（3）包括了依次相连的初效过滤网（15）、中效过滤袋（16）、静电离尘装置（17）、负离子增氧装置（18）以及光触媒装置（19）。

3.根据权利要求1或2所述的室内环境智能控制系统，其特征在于，所述室内机具体结构为：主体为机壳，在机壳顶部设有室内进风口（1）、机壳背部中间设有室外进风口（2）并连通室外，两个风口上装有可自动开闭的风门，风门背面设有执行器，该执行器与风门连接机构连接执行开闭动作并由智能调节装置控制，蒸发器（5）倾斜安装在空气净化过滤器（3）下方；蒸发器（5）下依次设有离心风机（6）、消音器（7）和出风口（8），出风口（8）安装于机壳正面下方并朝向室内，消音器（7）同离心风机（7）和出风口（8）密封连接。

4.根据权利要求1或2所述的室内环境智能控制系统，其特征在于，所述智能调节装置安装在控制箱（4）中，智能调节装置分别与室外机（200）内的压缩机、室内机（100）内的离心风机（6）、风门执行器、以及室内外各传感器电连接并对它们进行控制。

5.根据权利要求1或2所述的室内环境智能控制系统，其特征在于，在室外进风口（2）同室外相通处有进风防雨百叶窗（10），在进风防雨百叶窗（10）内有室外温、湿度传感器（11）。

6.根据权利要求1或2所述的室内环境智能控制系统，其特征在于，室内外的传感器还包括安装在室内的传感器组（13）和安装于地面的传感器组（14）。

7.根据权利要求1或2所述的室内环境智能控制系统，其特征在于，在室内顶部安装有与智能调节装置连接的自动溢流装置（12）。

8.一种权利要求1所述室内环境智能控制系统的工作方法,其特征在于包括以下步骤：

1）当室内温度高于系统的设定值时，且室外环境温度高于设定值时，开启室内进风口，关闭室外进风口风门和安装在室内顶部的自动溢流装置，压缩机运行，回风与蒸发器进行充分热交换后，由出风口压入室内，此时为机械制冷模式； 

2）当室内温度高于系统的设定值且室外环境温度低于系统设定值时，室外自然冷源能完全消除室内热负荷时，压缩机完全停止工作，室外进风口风门完全开启，室内进风口风门关闭，并开启安装在室内顶部的自动溢流装置，同时离心风机根据房间温度与设定温度的差值，按比例运行，以置换通风方式将室外自然新风引入室内，并将热浊空气从顶部自动溢流装置中排出； 

3）当室内温度高于系统的设定值，且室外环境温度低于设定值时，室外自然冷源不能完全消除室内热负荷时，系统处于混合制冷模式，室外进风口风门按比例开启，压缩机制冷和自然冷却交替运行。

9.根据权利要求8所述的室内环境智能控制系统的工作方法,其特征在于，还设有去湿控制模式，即:当湿度传感器感应到的湿度大于系统设定值，则进入去湿模式，开启室内进风口，关闭室外进风口风门和安装在室内顶部的溢流口百叶窗，充分去湿后，由出风口压入室内。

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