CN103712307B - 一种室内空气质量调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种室内空气质量调节系统及方法，包括室外部分和室内部分，其中，室外部分用来在室外空气污染指数未超过第一预设值时、将室外空气储存于储气容器内；室内部分用来在室内空气污染指数达到第二预设值时、将储气容器内空气释放至室内。本发明可用来改善室内空气质量，在室外空气质量良好时，通过空气压缩机和储气容器储存室温空气；在空气质量较差时，通过释放储气容器内空气来改善室内空气质量。本发明无需使用空气净化药剂，避免了二次污染，而且在空气严重污染时也可保证净化效果，且具有结构简单、安全、稳定、环保的优点。

Description

一种室内空气质量调节系统及方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种可改善室内空气质量的室内空气质量调节系统及方法。

背景技术

随着我国经济迅速发展，环境问题日趋严重，特别是空气污染问题，最近两年越来越得到关注。空气污染问题直接威胁和影响着人们的生产生活和身体健康，在空气污染严重时如何保证室内空气质量成为当前面临的一大难题。目前对于室内空气污染治理主要有基于物理方法和基于化学方法的空气净化方式，此类净化方式一般需要净化剂，净化剂可能带来二次污染。并且在空气污染严重时，该空气净化方式难以保证室内空气质量。

发明内容

针对现有室内空气净化方法可能导致二次污染、且在空气严重污染时难以保证净化效果的问题，本发明提供了一种安全有效的、可改善室内空气质量的室内空气质量调节系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一、室内空气质量调节系统，包括室外部分和室内部分，其中，室外部分用来在室外空气污染指数未超过第一预设值时、将室外空气储存于储气容器内；室内部分用来在室内空气污染指数达到第二预设值时、将储气容器内空气释放至室内。

上述室外部分包括第一空气质量检测仪（1）、第一单片机（2）、气压检测仪（3）、储气容器（4）、交流接触器（5）、第一电磁阀（6）和空气压缩机（7），气压检测仪（3）置于储气容器（4）口，第一单片机（2）与第一空气质量检测仪（1）、气压检测仪（3）、交流接触器（5）、第一电磁阀（6）均相连，交流接触器（5）还与空气压缩机（7）相连；空气压缩机（7）通过气管连接储气容器（4），第一电磁阀（6）设置在连接空气压缩机（7）和储气容器（4）的气管上。

上述室内部分包括依次相连的第二空气质量检测仪（8）、第二单片机（9）、上位机（10），上位机（10）还连接第一单片机（2）；储气容器（4）通过气管与室内连通，连通储气容器（4）与室内的气管上设有第二电磁阀（11），第二电磁阀（11）连接第二单片机（9）。

空气质量检测仪用来检测空气污染指数，气压检测仪用来检测储气容器压强，电磁阀控制气管的通和断，交流接触器控制空气压缩机的启动和停止。

作为优选，空气质量检测仪为PM2.5传感器。

二、室内空气质量调节方法，该方法为：

当室外空气污染指数未超过第一预设值、且储气容器压强未达到其额定压强时，对储气容器进行充气直至储气容器压强达到其额定压强，停止充气；当室外空气污染指数达到或超过第一预设值、且室内空气污染指数达到或超过第二预设值、且储气容器存储有空气，将储气容器内空气释放至室内，直至室内空气污染指数达到第三预设值，停止放气。

上述空气污染指数为空气PM2.5浓度。

上述方法中，采用空气质量检测仪实时检测室内空气污染指数和室外空气污染指数；采用气压检测仪实时检测储气容器压强。

本发明可用来改善室内空气质量，在室外空气质量良好时，通过空气压缩机和储气容器储存室温空气；在空气质量较差时，通过释放储气容器内空气来改善室内空气质量。

和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、思想创新，通过存储室温质量良好的空气，在室内被污染时释放存储空气，以达到改善室内空气质量的目的，具有结构简单、安全、稳定、环保的优点。

2、无需使用空气净化药剂，避免了二次污染；而且在空气严重污染时也可保证净化效果。

3、提供了改善室内空气质量的控制策略，可以智能地控制系统工作。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明方法具体流程图。

1-第一空气质量检测仪，2-第一单片机，3-气压检测仪，4-储气容器，5-交流接触器，6-第一电磁阀，7-空气压缩机，8-第二空气质量检测仪，9-第二单片机，10-上位机，11-第二电磁阀。

具体实施方式

下面将结合附图具体进一步说明本发明。

见图1，本发明系统包括室外部分和室内部分，室外部分包括第一空气质量检测仪（1）、第一单片机（2）、气压检测仪（3）、储气容器（4）、交流接触器（5）、第一电磁阀（6）和空气压缩机（7），气压检测仪（3）置于储气容器（4）内用来检测储气容器（4）内气压；第一单片机（2）与第一空气质量检测仪（1）、气压检测仪（3）、交流接触器（5）、第一电磁阀（6）均相连；交流接触器（5）还与空气压缩机（7）相连，空气压缩机（7）通过气管连接储气容器（4），第一电磁阀（6）设置在连接空气压缩机（7）和储气容器（4）的气管上，用来控制该气管的通和断。第一单片机（2）采集第一空气质量检测仪（1）和气压检测仪（3）的检测数据并传递给上位机（10），并根据上位机（10）指令控制第一电磁阀（6）和交流接触器（5）的开和关，第一电磁阀（6）用来控制连接空气压缩机（7）和储气容器（4）的气管的通和断，交流接触器（5）用来控制空气压缩机（7）的启动和停止。

室内部分包括依次相连的第二空气质量检测仪（8）、第二单片机（9）、上位机（10），上位机（10）还与第一单片机（2）相连。储气容器（4）通过气管与室内连通，该连通储气容器（4）与室内的气管上设有第二电磁阀（11），第二单片机（9）连接第二电磁阀（11）。第二单片机（9）采集第二空气质量检测仪（8）的检测数据并传递给上位机（10），并根据上位机（10）指令控制第二电磁阀（11）开和关。

本具体实施中，第一空气质量检测仪和第二空气质量检测仪均为PM2.5传感器，第一单片机和第二单片机均为DSPIC30F6012型号单片机，空气压缩机为GX环球0025型号的空气压缩机，交流接触器为上德CJX2-1801型号交流接触器，储气容器为上海申江压力容器有限公司制造的低合金钢储气罐，气压检测仪为PTZ502型号气压传感器。

本发明系统的工作原理如下：

第一单片机（2）采集第一空气质量检测仪（1）和气压检测仪（3）检测的数据，并传输至上位机（10），第二单片机（9）采集第二空气质量检测仪（8）检测的数据，并传输至上位机（10）。上位机（10）接收并处理数据，并根据处理结果向第一单片机（2）和第二单片机（9）发送指令，第一单片机（2）根据上位机（10）指令控制第一电磁阀（6）和交流接触器（5）动作，第二单片机（9）根据上位机（10）的指令控制第二电磁阀（11）动作。

图2为本发明室内空气质量调节系统的控制方法，具体为：

（1）启动系统，通过上位机（10）输入充气设定值、放气设定值和停止放气设定值a1、a2、a3，充气设定值a1表示允许充气的最高室外空气污染指数，放气设定值a2表示需要更新室内空气的最低室内空气污染指数，停止放气设定值a3表示室内空气所需达到的最低室内空气污染指数。

（2）上位机（10）接收第一单片机（2）和第二单片机（9）传输的数据，这些数据包括室外空气污染指数x1、室内空气污染指数x2以及储气容器压强P。

（3）上位机（10）判断接收数据，并根据判断结果向第一单片机（2）和第二单片机（9）发送指令：

当室外空气污染指数x1≤a1且储气容器压强P≤90%Pmax时，上位机（10）发送充气指令，第一单片机（2）打开第一电磁阀（6）和交流接触器（5），第二单片机（9）关闭第二电磁阀（11），空气压缩机（7）开始给储气容器（4）充气，直至储气容器（4）充满，即储气容器压强P=100%Pmax，此时，上位机（10）发送停止充气指令，接收到指令的第一单片机（2）关闭第一电磁阀（6）和交流接触器（5），空气压缩机（7）停止工作；上述Pmax表示储气容器的额定压强；

当室外空气污染指数x1>a1，且室内空气污染指数x2>a2，且储气容器压强>10%Pmax时，上位机（10）发送放气指令，第一单片机（2）关闭第一电磁阀（6），第二单片机（9）打开第二电磁阀（11），储气容器（4）内气体开始放入室内；当室内空气污染指数x2达到设定值a3时，表示室内空气达标，此时，上位机（10）发送停止放气指令，第二单片机（9）关闭第二电磁阀（11），停止放气；

其余情况下，仅第一单片机和第二单片机实时采集数据，上位机处理采集的数据，第一电磁阀和第二电磁阀均关闭，交流接触器不通电，系统不动作。

上述空气污染指数具体为空气PM2.5浓度。

下面将结合具体实施例对本发明控制方法进行清楚、完整地描述：

开机后，系统初始化，即关闭第一电磁阀（6）和第二电磁阀（11），断开交流接触器（5），通过上位机（10）输入充气设定值、放气设定值及停止放气设定值。第一单片机（2）实时采集第一空气质量检测仪（1）和气压检测仪（3）检测的数据，第二单片机（9）实时采集第二空气质量检测仪（8）检测的数据，第一单片机（2）和第二单片机（9）将采集的数据信号传输到上位机（10）。上位机（10）对采集数据进行逻辑判断后，给第一单片机（2）和第二单片机（9）发送指令，第一单片机（2）和第二单片机（9）根据指令控制交流接触器（5）、第一电磁阀（6）和第二电磁阀（11）动作。本具体实施中，空气质量检测仪为PM2.5传感器，用来检测空气PM2.5浓度。

本具体实施中，设置充气设定值为80、放气设定值为120、停止放气设定值为50；若室外PM2.5浓度为40，此时室外空气质量属于“优”，若室内PM2.5浓度为350，此时室内空气严重污染。

第一单片机（2）实时采集室外PM2.5浓度和储气容器压强信息传输至上位机（10），第二单片机（9）实时采集室内PM2.5浓度信息传输至上位机（10）。当上位机（10）判断室外PM2.5浓度不大于80，且储气容器压强低于储气容器额定压强的90%，则发送充气指令，打开第一电磁阀（6），交流接触器（5）通电，空气压缩机（5）开始给储气容器（4）充气。而此时，单片机与上位机并未停止工作，单片机继续实时采集数据，上位机根据单片机的采集数据继续进行逻辑判断。当储气容器压强达到储气容器额定压强时，上位机（10）发送停止充气指令，第一单片机（2）控制第一电磁阀（6）关闭、交流接触器（5）断电，空气压缩机（5）停止工作。

当上位机（10）判断室外PM2.5浓度大于80、室内PM2.5浓度达到120，且储气容器压强大于储气容器额定压强的10%，此时表示储气容器中还存储有新鲜空气，上位机（10）发送放气指令。第二单片机（9）控制第二电磁阀（11）打开，储气容器（4）开始向室内放气，随着时间推移慢慢改善室内空气。当检测到室内PM2.5浓度达到停止放气设定值50时，上位机（10）发送停止放气指令，第二单片机（9）控制第二电磁阀（11）关闭。一段时间后室内PM2.5浓度可能又升至120，此时上位机（10）又发送放气指令以改善室内空气，直至室内PM2.5浓度达到50时停止放气，就这样室内PM2.5浓度可被控制在50～120间。

充气设定值、放气设定值、停止放气设定值均人为设定，可根据实际需要进行调整。

Claims (2)

1.室内空气质量调节系统，其特征在于：

包括室外部分和室内部分，其中，室外部分用来在室外空气污染指数未超过第一预设值时、将室外空气储存于储气容器内；室内部分用来在室内空气污染指数达到第二预设值时、将储气容器内空气释放至室内；

所述的室外部分包括第一空气质量检测仪(1)、第一单片机(2)、气压检测仪(3)、储气容器(4)、交流接触器(5)、第一电磁阀(6)和空气压缩机(7)，气压检测仪(3)置于储气容器(4)口，第一单片机(2)与第一空气质量检测仪(1)、气压检测仪(3)、交流接触器(5)、第一电磁阀(6)均相连，交流接触器(5)还与空气压缩机(7)相连；空气压缩机(7)通过气管连接储气容器(4)，第一电磁阀(6)设置在连接空气压缩机(7)和储气容器(4)的气管上；

所述的室内部分包括依次相连的第二空气质量检测仪(8)、第二单片机(9)、上位机(10)，上位机(10)还连接第一单片机(2)；储气容器(4)通过气管与室内连通，连通储气容器(4)与室内的气管上设有第二电磁阀(11)，第二电磁阀(11)连接第二单片机(9)。

2.如权利要求1所述的室内空气质量调节系统，其特征在于：

所述的空气质量检测仪为PM2.5传感器。