CN103776134A - 室内空气质量智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种室内空气质量智能控制系统，包括新风单元、循环单元和混合单元，新风单元设置有第一新风机、辅助加热器、新风过滤器和第二新风机，循环单元设置有循环风过滤器和循环风机，混合单元用于实现室外新风和室内循环风的气流混合，新风过滤器和循环风过滤器中均设置有磁电净化模块，各模块均连接在驱动电路上，该驱动电路与主控器相连，在主控器上还连接有空气质量传感器、温湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、按键输入电路和LCD显示电路。其效果是，综合了室外新风和室内循环风的调控，系统结构简单，新颖，布置紧凑，安装方便，能够实现对室内空气的处理，也能够根据需求保证空气质量，减少室外污染对人体的伤害，减少能耗。

Description

室内空气质量智能控制系统

技术领域

本发明属于空气质量控制技术领域，尤其是涉及一种室内空气质量智能控制系统。

背景技术

空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业企业生产排放、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。

根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012），达标城市比例仅为40.9%；113个环境保护重点城市环境空气质量达标城市比例仅为23.9%。根据《中国环保行业深度评估》报告显示，地级以上城市中，4个城市二氧化硫年均浓度超标，占1.2%；43个城市二氧化氮年均浓度超标，占13.2%；186个城市PM10年均浓度超标，占57.2%。环保重点城市中，2个城市二氧化硫年均浓度超标，占1.8%；31个城市二氧化氮年均浓度超标，占27.4%；83个城市PM10年均浓度超标，占73.4%。尤其是最近几年以来，雾霾天气常见于各种媒体，受到了极为广泛的关注，中国不少地区将“霾”并入“雾”一起作为灾害性天气现象进行预警预报，由于空气质量恶化，雾霾现象出现增多且危害加重，人们的健康

基于以上叙述，在室外环境空气有不可控状态，而室内空间相对封闭，在一定条件下可控，但室内空间有内源性污染和外源性污染，内源性的可以空气净化，而外源性无法净化，只能隔离封闭住居空间，时间长了，会缺氧。而目前的通风或者空气处理设备都只有比较单一的功能，如空调基本上就只有温度调节功能，空气净化器基本上就只有空气净化功能，加湿器基本上就只有加湿功能，都难以解决室内的空气质量问题，也难以解决室内的缺氧问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种结构简单新颖，能够对室内空气进行综合处理的室内空气质量智能控制系统。

技术方案如下：

一种室内空气质量智能控制系统，其关键在于：包括新风单元、循环单元和混合单元，所述新风单元按照进风风道依次设置有第一新风机、辅助加热器、新风过滤器和第二新风机，所述循环单元按照进风风道依次设置有循环风过滤器和循环风机，所述混合单元用于实现室外新风和室内循环风的气流混合，所述新风过滤器和循环风过滤器中均设置有磁电净化模块，所述第一新风机、辅助加热器、第二新风机、循环风机以及磁电净化模块均连接在驱动电路上，该驱动电路与主控器相连，在所述主控器上还连接有空气质量传感器、温湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、按键输入电路和LCD显示电路，系统中的各个功能模块通过电源模块实现电源供应。

采用以上系统，设置的新风单元在第一新风机的作用下能够使室外的空气源源不断地进入室内，新风经过新风过滤器后进入混合单元中，同时，室内的空气通过循环风机进入循环单元，经过循环风过滤器处理后，在循环风机的作用下进入混合单元，如此室外的新风和室内的循环风在混合单元中混合排入室内，既能够保证室内的空气含氧量，同时可以在新风过滤器的处理下保证进入室内的空气质量，同时利用循环过滤器进一步净化，结合相应的传感器设备进行智能监控，最终对室内的空气进行综合处理，保证室内能够得到较高的空气质量。

为了进一步提高空气质量，用户可以根据自身需求在所述混合单元中设置负离子发生器或/和加湿器或/和温度调节器，所述负离子发生器、加湿器以及温度调节器的控制接口均连接在所述驱动电路上。

为了实现远程监控，所述主控器上还连接有无线收发模块，主控器通过所述无线收发模块实现远程监控。

作为进一步描述，所述新风单元、循环单元和混合单元依次对应设置有新风室、循环风室和混合风室，所述新风室、循环风室和混合风室分布在同一箱体上，其中新风室和循环风室并排设置，混合风室位于新风室和循环风室的同一侧，所述混合风室和新风室通过新风出口相通，在该新风出口处设置所述第二新风机，该第二新风机的机身位于新风室内，所述混合风室和循环风室通过循环风出口相通，在该循环风出口处设置所述循环风机，该循环风机的机身位于所述循环风室内，在所述箱体上设置有新风进口、循环风进口和混合风出口，所述新风室通过新风进口吸入室外空气，在该新风进口处设置所述第一新风机，该第一新风机的机身位于所述新风室内，所述循环风室通过循环风进口吸入室内空气，所述混合风室通过混合风出口向室内排出净化后的新鲜空气；

所述新风过滤器安装在新风室内并处于新风进口和新风出口之间，所述循环风过滤器安装在循环风室内并处于循环风进口和循环风出口之间。

再进一步描述，所述新风室包括进风室、预处理风室和后处理风室，所述进风室通过所述新风进口与外界相通，所述进风室与预处理风室之间设置有第一通风口，在该第一通风口设置所述辅助加热器，所述预处理风室和后处理风室之间设置有第二通风口，所述后处理风室通过新风出口与所述混合风室相通，所述新风过滤器设置在所述后处理风室内，该新风过滤器位于所述第二通风口和新风出口之间。

采用以上结构，将新风室分隔成进风室、预处理风室和后处理风室，从而可以在进风室安装风机，便于室外空气的进入，由于辅助加热设备的存在，故而能够调节室内的空气温度，保证进入混合风室的空气状况合符需求。

为了保证室内空气循环，靠近所述箱体左右侧板的内侧均设置有循环风风道，所述箱体前后侧板上均设置有所述循环风进口，该循环风进口与所述循环风风道相通，所述循环风风道通过蜂窝进孔与所述循环风室相通，所述循环风过滤器位于所述蜂窝进孔和循环风出口之间。

为了便于安装，所述新风室和循环风室沿长度方向分布在所述箱体内，所述新风室、循环风室和混合风室与所述箱体左右侧板之间均形成所述循环风风道。采用以上结构，使得结构紧凑，便于家庭的使用和安装，同时能够保证各种风道的合理布置。

所述进风室和预处理风室左右并排设置，该进风室和预处理风室与后处理风室并排设置，采用以上结构，结构简单紧凑、新颖。

为了便于系统控制，所述主控器采用ATMETGA168控制芯片，所述LCD显示电路包括背光板电路、LCD控制器电路和LCD显示屏，其中，LCD控制电路采用HT1621B控制芯片，所述按键输入电路包括电源开关按键、新风加氧按键、循环净化按键、加热按键、加湿按键、磁电净化按键、上调按键和下调按键。

有益效果：采用以上技术方案的室内空气质量智能控制系统，综合了室外新风和室内循环风的调控，系统结构简单，新颖，步骤紧凑，安装方便，能够实现对室内空气的处理，也能够根据需求保证室内的空气质量，减少室外污染对人体的伤害，同时也最大程度减少能耗，如中央空调换空气能耗损失大于50%，而发明的能耗小于5%。

附图说明

图1为本发明的空气流向示意图；

图2为本发明的控制系统原理框图；

图3为图2中主控器的电路原理图；

图4为系统控制面板的示意图；

图5为图2中LCD控制器的电路原理图；

图6为图2中驱动电路的电路原理图；

图7为本发明未安装盖板时的结构示意图；

图8为本发明内部结构的全剖立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示的一种室内空气质量智能控制系统，包括新风单元、循环单元和混合单元，所述新风单元按照进风风道依次设置有第一新风机、辅助加热器、新风过滤器和第二新风机，所述循环单元按照进风风道依次设置有循环风过滤器和循环风机，所述混合单元用于实现室外新风和室内循环风的气流混合，所述新风过滤器和循环风过滤器中均设置有磁电净化模块，所述第一新风机、辅助加热器、第二新风机、循环风机以及磁电净化模块均连接在驱动电路上，该驱动电路与主控器相连，在所述主控器上还连接有空气质量传感器、温湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、按键输入电路和LCD显示电路，系统中的各个功能模块通过电源模块实现电源供应。

根据用户需求，所述混合单元中中可以设置负离子发生器、加湿器或温度调节器等功能器件，所述负离子发生器、加湿器以及温度调节器等功能器件的控制接口均连接在所述驱动电路上。

为了实现远程控制，所述主控器上还连接有无线收发模块，主控器可以利用通信网络、物联网后台进行组网通信，与装有专业软件的智能终端实现远程实时监控装室内空气质量，具有远程预警与报警功能。

具体的控制电路如图3至图6所示，从图3可以看出，实施过程中，主控器采用ATMETGA168控制芯片，主要用于实现各种传感器数据的处理以及系统的协调控制；从图4可以看出，键输入电路包括电源开关按键、新风加氧按键、循环净化按键、加热按键、加湿按键、磁电净化按键、上调按键和下调按键，通过按动各个功能按键，系统即可实现相应的控制和操作；从图1和图5可以看出，所述LCD显示电路包括背光板电路、LCD控制器电路和LCD显示屏，其中，LCD控制电路采用HT1621B控制芯片，从图6可以看出，驱动电路采用HT46F48E作为独立的控制器，通过两块ULN2003驱动模块控制系统中的各个电机工作。

从图7、图8可以看出，系统在具体设计和组装过程中，新风单元、循环单元和混合单元依次对应设置有新风室2、循环风室3和混合风室4，所述新风室2、循环风室3和混合风室4分布在同一箱体1上，其中新风室2和循环风室3并排设置，混合风室4位于新风室2和循环风室3的同一侧，所述混合风室4和新风室2通过新风出口2a相通，在该新风出口2a处设置所述第二新风机5，该第二新风机5的机身位于新风室2内，所述混合风室3和循环风室4通过循环风出口3a相通，在该循环风出口3a处设置所述循环风机6，该循环风机6的机身位于所述循环风室3内，在所述箱体1上设置有新风进口2b、循环风进口3b和混合风出口4a，所述新风室2通过新风进口2b吸入室外空气，在该新风进口2b处设置所述第一新风机7，该第一新风机7的机身位于所述新风室2内，所述循环风室3通过循环风进口3b吸入室内空气，所述混合风室4通过混合风4a向室内排出净化后的新鲜空气；

所述新风过滤器8安装在新风室2内并处于新风进口2b和新风出口2a之间，所述循环风过滤器9安装在循环风室3内并处于循环风进口3b和循环风出口3a之间。

从图7、图8还可以看出，所述新风室2包括进风室21、预处理风室22和后处理风室23，所述进风室21通过所述新风进口2b与外界相通，所述进风室21与预处理风室22之间设置有第一通风口2c，在该第一通风口2c设置所述辅助加热器11，所述预处理风室22和后处理风室23之间设置有第二通风口2d，所述后处理风室23通过新风出口2a与所述混合风室4相通，所述新风过滤器8设置在所述后处理风室23内，该新风过滤器8位于所述第二通风口2d和新风出口2a之间。

从图7、图8还可以看出，靠近所述箱体1左右侧板的内侧均设置有循环风风道3c，所述箱体1前后侧板上均设置有所述循环风进口3b，该循环风3b与所述循环风风道3c相通，所述循环风风道3c通过蜂窝进孔3d与所述循环风室3相通，所述循环风过滤器9位于所述蜂窝进孔3d和循环风出口3a之间。

为了使得布局紧凑，所述新风室2和循环风室3沿长度方向分布在所述箱体1内，所述新风室2、循环风室3和混合风室4与所述箱体1左右侧板之间均形成所述循环风风道3c。

所述进风室21和预处理风室22左右并排设置，该进风室21和预处理风室22与后处理风室23并排设置。

为了便于各种电路元件的安装，在箱体1上还设置有控制室，主要用于安装主控器、驱动电路和LCD显示电路，在箱体1上还安装所述按键电路和各种传感器，便于控制并实现室内空气质量检测。

综上所述，本系统由三个单元构成：

（一）新风单元即新风室

为了补充室内氧气消耗，经过（初效过滤，活性炭吸附，催化反应，静电吸附，高效过滤器）净化，经由混合单元向室内输入新风，根据人体生理要求，通过二氧化碳传感器的监控，可以将室内二氧化碳含量调节在1000ppm以下，在门窗关闭情况下，同时在室内形成主动正风压，阻止外面污染气体从缝隙向室内渗透。

（二）循环单元即循环风室

室内空气被抽或压入密闭的处理室（初效过滤，活性炭吸附，催化反应，静电吸附，高效过滤等）净化处理，经由混合单元排到室内，这样空气净化，同时在不耗能情况下也保证室内能量不丢失，节能，低碳。

（三）混合单元即混合风室

循环风和新风排到混合结构单元，进行热交换，再根据需要，经由调温模组（根据用户要求选配）调节温度，负离子发生器增加含氧量，通过加湿器调节空气湿度，最终提升室内空气质量。

三个单元相互整合与协调，调节了室内空气状态，降低和消除了对人体的有害气体，相对于现有的空气调节系统而言，大大降低了能源消耗。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明技术方案进行的修改或者等同替换，不能脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种室内空气质量智能控制系统，其特征在于：包括新风单元、循环单元和混合单元，所述新风单元按照进风风道依次设置有第一新风机、辅助加热器、新风过滤器和第二新风机，所述循环单元按照进风风道依次设置有循环风过滤器和循环风机，所述混合单元用于实现室外新风和室内循环风的气流混合，所述新风过滤器和循环风过滤器中均设置有磁电净化模块，所述第一新风机、辅助加热器、第二新风机、循环风机以及磁电净化模块均连接在驱动电路上，该驱动电路与主控器相连，在所述主控器上还连接有空气质量传感器、温湿度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳传感器、按键输入电路和LCD显示电路，系统中的各个功能模块通过电源模块实现电源供应。

2.根据权利要求1所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：所述混合单元中设置有负离子发生器或/和加湿器或/和温度调节器，所述负离子发生器、加湿器以及温度调节器的控制接口均连接在所述驱动电路上。

3.根据权利要求1或2所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：所述主控器上还连接有无线收发模块，主控器通过所述无线收发模块实现远程监控。

4.根据权利要求1所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：所述新风单元、循环单元和混合单元依次对应设置有新风室、循环风室和混合风室，所述新风室、循环风室和混合风室分布在同一箱体上，其中新风室和循环风室并排设置，混合风室位于新风室和循环风室的同一侧，所述混合风室和新风室通过新风出口相通，在该新风出口处设置所述第二新风机，该第二新风机的机身位于新风室内，所述混合风室和循环风室通过循环风出口相通，在该循环风出口处设置所述循环风机，该循环风机的机身位于所述循环风室内，在所述箱体上设置有新风进口、循环风进口和混合风出口，所述新风室通过新风进口吸入室外空气，在该新风进口处设置所述第一新风机，该第一新风机的机身位于所述新风室内，所述循环风室通过循环风进口吸入室内空气，所述混合风室通过混合风出口向室内排出净化后的新鲜空气；

所述新风过滤器安装在新风室内并处于新风进口和新风出口之间，所述循环风过滤器安装在循环风室内并处于循环风进口和循环风出口之间。

5.根据权利要求4所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：所述新风室包括进风室、预处理风室和后处理风室，所述进风室通过所述新风进口与外界相通，所述进风室与预处理风室之间设置有第一通风口，在该第一通风口设置所述辅助加热器，所述预处理风室和后处理风室之间设置有第二通风口，所述后处理风室通过新风出口与所述混合风室相通，所述新风过滤器设置在所述后处理风室内，该新风过滤器位于所述第二通风口和新风出口之间。

6.根据权利要求5所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：靠近所述箱体左右侧板的内侧均设置有循环风风道，所述箱体前后侧板上均设置有所述循环风进口，该循环风进口与所述循环风风道相通，所述循环风风道通过蜂窝进孔与所述循环风室相通，所述循环风过滤器位于所述蜂窝进孔和循环风出口之间。

7.根据权利要求6所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：所述新风室和循环风室沿长度方向分布在所述箱体内，所述新风室、循环风室和混合风室与所述箱体左右侧板之间均形成所述循环风风道。

8.根据权利要求5所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：所述进风室和预处理风室左右并排设置，该进风室和预处理风室与后处理风室并排设置。

9.根据权利要求1所述的室内空气质量智能控制系统，其特征在于：所述主控器采用ATMETGA168控制芯片，所述LCD显示电路包括背光板电路、LCD控制器电路和LCD显示屏，其中，LCD控制电路采用HT1621B控制芯片，所述按键输入电路包括电源开关按键、新风加氧按键、循环净化按键、加热按键、加湿按键、磁电净化按键、上调按键和下调按键。

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