CN104121216A - 一种智能型节能诱导风机系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于地下停车场的智能型节能诱导风机系统及其运行方法。本发明涉及的智能型节能诱导风机系统包括中央控制器和多组智能高速射流诱导风机，每台诱导风机上配备了检测污染气体的传感器，能够对CO、NO_x、C_mH_n等地下停车场的常见污染气体进行全面检测，通过中央控制器对检测到的污染气体数据进行智能分析、并采用相应的策略实现对诱导风机系统的分段智能控制，在节能与保证人员身体健康方面找到一个平衡点。本发明所涉及的诱导风机系统能耗低、数据分析准确，在地下停车场的排风领域具有广阔的应用前景。

Description

一种智能型节能诱导风机系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种智能型诱导风机系统，尤其涉及一种用于地下停车场的智能型诱导风机系统及其运行方法。

背景技术

在商业建筑或高层住宅建筑的地下停车场，汽车启动、停止、上下坡等过程中，产生大量的尾气，尾气中的主要成分为汽油燃烧产生的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)以及烃类化合物(C_mH_n)。其中CO易与血红蛋白结合，造成人体缺氧；NO_x会发生光化学反应等一系列变化，形成光化学烟雾，引起呼吸道疾病，同时也可能引发癌症，威胁地下停车场人员的身体健康；C_mH_n则是易燃气体。

近年来，由于诱导风机具有无需安装风管、土建造价低和安装维护方便等诸多优点，而有渐渐取代传统排风系统的趋势。现在有很多地下停车场安装有诱导风机排气系统，系统中的多组诱导风机通过诱导接力，进行空气的传递，从而起到改善空气质量的效果。但是现有诱导风机系统具有一些缺陷与不足，有些诱导风机在检测到污染物后会开启全部风机，不够节能；而有些诱导风机在检测到污染物后只开启一台风机，并不能够把污染气体全部排净，可能短时间内对人身体造成一定的伤害。现有市售诱导风机产品大多只对CO的浓度进行监控，而对在地下停车场出现较多的NO_x、C_mH_n等有害污染气体则很少或没有相应的监控方法。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，对诱导风机系统进行了改进。由中央控制器与诱导风机组成的诱导风机系统对检测到的污染气体数据进行智能分析，并采用相应的策略来实现对诱导风机系统的分段智能控制，根据实际空气污染情况选择开启一组、三组或者全部的诱导风机，从而在节能与保证人员身体健康方面找到一个平衡点。

本发明首次实现对CO、NO_x、C_mH_n等地下停车场常见污染气体的全面检测，并通过中央控制器对诱导风机进行科学地判断、精确地控制，起到了维护地下停车场的环境与保证人员健康的作用。

本发明涉及的智能型节能诱导风机系统包括中央控制器和多组智能高速射流诱导风机。每台智能高速射流诱导风机包括如图1所示的箱体1、高效球形喷口2、离心风机3、电源模块4、温度传感器模块5、CO传感器6(和/或NO_x传感器7和/或C_mH_n传感器8)模块、终端显示模块9、风机驱动模块10、信号接收与发送模块11、喷口调节器12、湿度传感器13、消防联动装置14。

箱体1尺寸为580mm×570mm×230mm。

诱导风机设置有三个可万向旋转的高效球形喷口2，并排安装在箱体同一面上，彼此最小间距不小于100mm。高效球形喷口2上可设置有喷口调节器12，用以调节喷口所喷出气体的量与射程等。

离心风机3输入电压为220V/50Hz，风量为680m³/h，输入功率是120W，全压为250pa。

电源模块4的常供电源是交流220V/50Hz，变压器输出的是直流单电源，电压为9V/1A，待机功率约1W，电源模块首先采用9V的变压器进行降压，再使用整流二极管进行整流，最后使用三端稳压管LM2576T稳压得到5V的直流电源。

温度传感器模块5采用数字温度传感器，测温范围为-55～+125℃，测量精度为±0.5摄氏度。所采用温度传感器是一线接口，多个传感器可以在一根总线上通讯，每个温度传感器都有独特的地址码，寻址方便，且可避免多点布线的繁琐；温度传感器模块5设置在诱导风机箱体1的侧面，但是多个温度传感器探头可分布在不同的区域，并在一根总线上通讯，以达到多点监控的目的。

气体传感器模块包括CO传感器6和/或No_x传感器7和/或C_mH_n传感器8，设置在诱导风机除喷口外的其它面上，三个传感器可单独设置在一个侧面上也可以相互独立的设置在箱体1的多个侧面，根据不同的要求也可以选择安装一个或两个或三个传感器。

CO传感器6的敏感层由非常稳定的二氧化锡(SnO₂)制成，检测的CO范围是10～500ppm，在正常使用条件下，其使用寿命为3～5年；CO传感器的敏感层SnO₂半导体与被测气体(CO)接触时，SnO₂的电阻变小，根据CO浓度的大小而显示不同的电压数值，从而精确的测量出CO的浓度。

NO_x传感器7的敏感层由二氧化锆(ZiO₂)制成，NO_x在做电解质的ZiO₂高频交流电作用下，发生分解产生O^2-，通过测得的两复阻抗计算出NO_x的浓度。

C_mH_n传感器8是基于碳化硅(SiC)材料的气体传感器，氢原子中的电子被界面电荷所吸引，氢原子内的电子与原子核发生位移，形成偶极子，改变了电极的电势，直接表现就是传感器对含有氢原子的化学气体C_mH_n产生响应信号。

终端显示模块9包括液晶显示屏幕与操作面板，可以显示中央控制器发布的指令，可以查询工作状态，可以设置工作模式等；终端显示模块9设置在诱导风机喷口相对的侧面，在操作面板上可设置密码锁、设置管理员的权限，便于操作与调试、管理等。

风机驱动模块10的工作电压为交流220V/50Hz，额定功率为36W，额定电流为0.6A，驱动模块使用433HMz的通讯接口。

信号接收与发送模块11：智能诱导风机通过RS422通信，把每台诱导风机自身的工作状态和所有相关信息都传送给中央控制器。中央控制器按照预先设定的模式，形成对诱导风机的工作指令，并通过RS422通信网络发送指令给每一台诱导风机，从而达到智能控制的目的。

湿度传感器13感应精度为3.5％，可测相对湿度范围为0％～100％，灵敏度为±3％，响应时间为15s，电源采用直流5.8V，有三个针脚。

消防联动装置14采用DC24V消防联动启停控制，具有消防联动信号输入接口。

本发明所涉及系统的运行方法如下(如图2、图3所示)：

(A)、智能高速射流诱导风机初始化各类参数，进入主循环，CO传感器6检测所处空间的CO浓度，判断其是否大于24ppm，将数值发送到中央控制器；

(B)、中央控制器得到CO浓度小于或等于24ppm，进入程序Ⅰ；

(C)、中央控制器得到CO浓度大于24ppm而小于或等于100ppm，则进入程序Ⅱ；

(D)、中央控制器得到CO浓度大于100ppm，则进入程序Ⅲ；

(E)、诱导风机驱动模块10开启五分钟后，CO传感器6再次检测CO浓度，中央控制器得到的CO浓度数值超过24ppm，则默认整个地下停车场的CO浓度均已超过24ppm，这时，中央控制器控制开启全部诱导风机，直至CO浓度低于24ppm；若CO浓度低于该值，中央控制器接收到信息后，向诱导风机发出关闭风机驱动模块的指令后，返回主循环，NO_x与C_mH_n浓度二次检测后也按上述程序执行相同的操作；

(F)、程序Ⅰ：开启温度传感器检测温度是否超标或骤然升温，温度传感器会将信号传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，由中央控制器关闭所有的智能型诱导风机并报警启动消防联动装置14，防止火灾或事故进一步扩大；如果温度监测正常，则进入NO_x检测程序。

(G)、程序Ⅱ：开启温度传感器检测温度是否超标或骤然升温，温度传感器会将信号传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，智能型诱导风机自行切断电源并报警启动消防联动装置14；如果温度监测正常，证明是单纯的局部污染气体(指CO、NO_x、C_mH_n等，下同)浓度超限而非发生火灾，污染气体传感器所在区域的一组诱导风机自动开启，对污染气体在整个地下停车场内进行稀释。

(H)、程序Ⅲ：开启温度传感器检测温度是否超标或骤然升温，温度传感器会将信号传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，智能型诱导风机自行切断电源并报警启动消防联动装置14；如果温度监测正常，证明是单纯的局部CO浓度超限而非发生火灾，诱导风机将信号发送至中央控制器，由中央控制器控制开启该CO传感器所在区域及附近的三组诱导风机，对CO在整个地下停车场内进行快速稀释。

(I)、程序Ⅳ：开启温度传感器检测温度是否超标或骤然升温，温度传感器会将信号传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，由中央控制器关闭所有的智能型诱导风机并报警启动消防联动装置14，防止火灾或事故进一步扩大；如果温度监测正常，则进入C_mH_n检测程序。

(J)、NO_x检测程序：如果NO_x浓度小于2.5ppm，则进入程序Ⅳ；如果NO_x浓度大于或等于2.5ppm而小于10ppm，则进入程序Ⅱ；如果NO_x浓度大于或等于10ppm，则进入程序Ⅲ，诱导风机开启五分钟后再次到检测NO_x浓度超过2.5ppm，中央控制器控制开启全部诱导风机，直至NO_x浓度低于2.5ppm；若NO_x浓度低于该值，则关闭诱导风机，返回主循环。

(K)、C_mH_n检测程序：如果C_mH_n浓度小于2.5ppm，则开启温度传感器检测温度是否超标或骤然升温，温度传感器会将信号传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，由中央控制器关闭所有的智能型诱导风机并报警启动消防联动装置14，防止火灾或事故进一步扩大；如果温度监测正常，则返回主循环；如果C_mH_n浓度大于或等于2.5ppm而小于10ppm，则进入程序Ⅱ；如果C_mH_n浓度大于或等于10ppm，则进入程序Ⅲ，诱导风机开启五分钟后再次到检测C_mH_n浓度超过2.5ppm，中央控制器控制开启全部诱导风机，直至C_mH_n浓度低于2.5ppm；若C_mH_n浓度低于该值，则关闭诱导风机，返回主循环。

(L)、本系统有一个独立控制单元：湿度自动检测模块；当湿度传感器13检测到环境湿度超过60％或者低于35％时，湿度数值信号传送到中央控制器，中央控制器会将开启信号传递给各个诱导风机，对空间内进行通风，开启三十分钟后湿度传感器13再次检测环境湿度，如果超过60％或低于35％，中央控制器发送指令继续运行诱导风机，如果没有超过60％且没有低于35％，中央控制器则发送指令关闭诱导风机，返回主循环。

本发明涉及的智能型节能诱导风机系统，结合对CO、NO_x、C_mH_n等地下停车场常见污染气体的全面检测，更加有效地保持了地下停车场的空气质量与人员健康。

附图说明

图1是智能型节能诱导风机示意图，

其中，1为箱体，2为高效球形喷口，3为离心风机，4为电源模块，5为温度传感器模块，6为CO传感器，7为NO_x传感器，8为C_mH_n传感器，9为终端显示模块，10为风机驱动模块，11为信号接收与发送模块，12为喷口调节器，13为湿度传感器，14为消防联动装置；

图2是智能型节能诱导风机系统的运行方法流程图；

图3是图2所述的程序Ⅱ、程序Ⅲ运行流程图，其中，31表示程序Ⅱ、32表示程序Ⅲ。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细说明。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，也并非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

某商场地下停车场智能型节能诱导风机系统的工作实例。

(A)、智能高速射流诱导风机初始化各类参数，进入主循环，CO传感器6检测所处空间的CO浓度，得到CO浓度为15ppm，将数值发送到中央控制器；

(B)、中央控制器得到CO浓度数值为15ppm，对诱导风机发布指令，开启温度传感器检测温度是否超标或骤然升温，温度传感器会将信号传送到中央控制器，温度数值监测正常，中央控制器对诱导风机发布指令，开启NO_x传感器，并将数值传送至中央控制器；

(C)、中央控制器得到NO_x浓度数值为1.2ppm，立即向诱导风机传送指令，开启温度传感器，温度传感器会将信号反馈到中央控制器，中央控制器得到温度监测正常的信息，对诱导风机发布指令，开启C_mH_n传感器。

(D)、C_mH_n检测浓度为4.5ppm并传送至中央控制器，中央控制器得到C_mH_n浓度数值已超过2.5ppm，但未超过10ppm，便向诱导风机传输指令，开启温度传感器检测温度，温度传感器向中央控制器发送的信息显示温度监测正常，中央控制器向污染气体传感器所在区域的一组诱导风机发送启动诱导风机驱动模块10的指令，该诱导风机对污染气体在整个地下停车场内进行稀释。

(E)、诱导风机驱动模块10开启五分钟后，CO传感器6再次检测CO浓度，重复步骤(A)、(B)、(C)、(D)的运行模块，检测到CO、NO_x、C_mH_n的浓度分别为12ppm、1.1ppm和2.2ppm，证明C_mH_n的超标只是在局部地区，而在整个地下停车场空气扰动的情况下，C_mH_n迅速被稀释，从而达到节能并且解决局部污染的问题，中央控制器得到数值信息后，向诱导风机驱动模块发出停止工作的指令，智能高速射流诱导风机回到主循环。

(F)、湿度传感器13检测到环境湿度为65％，湿度数值信号传送到中央控制器，中央控制器会将开启信号传递给各个诱导风机，对空间内进行通风，开启三十分钟后湿度传感器再次检测环境湿度为50％，中央控制器发送指令关闭诱导风机，返回主循环。

实施例2

某高层住宅小区地下停车场智能型节能诱导风机系统的工作实例。

(A)、智能高速射流诱导风机初始化各类参数，进入主循环，CO传感器6检测所处空间的CO浓度，将数值发送到中央控制器；

(B)、中央控制器得到CO浓度数值为大于110ppm，中央控制器向诱导风机发布指令启动测温程序，温度传感器会将测得的温度信号通过诱导风机传送到中央控制器，没有温度超标也没有骤然升温，诱导风机将信号发送至中央控制器，由中央控制器控制开启该CO传感器所在区域及附近的三组诱导风机的驱动模块10，对CO在整个地下停车场内进行快速稀释。

(C)、诱导风机驱动模块10开启五分钟后，CO传感器6再次检测CO浓度，CO浓度为20ppm，中央控制器接收到CO浓度信息后，向诱导风机发出关闭风机驱动模块的指令，返回主循环。

(D)、中央控制器向诱导风机发出指令开启NO_x传感器，测得NO_x浓度为7.7ppm，中央控制器接收到信息后，按照程序向诱导风机发出开启温度传感器的指令，温度传感器将温度监测正常的信号传送到中央控制器，证明是单纯的局部NO_x浓度超限而非发生火灾，中央控制器向NO_x传感器所在区域的一组诱导风机发出开启风机驱动模块指令，对NO_x在整个地下停车场内进行稀释。

(E)、诱导风机开启五分钟后NO_x传感器再次到检测NO_x浓度为6.8ppm，证明整个空间内的NO_x几乎都在一个超限的数值上，中央控制器得到该数值信息后，向全部诱导风机发出开启指令，直至NO_x浓度低于2.5ppm，中央控制器得到反馈信息后，向全部诱导风机发出关闭指令，返回主循环。

(F)、湿度传感器13检测到环境湿度为47％，湿度数值信号传送到中央控制器，中央控制器发送指令返回主循环。

Claims (7)

1.一种智能型节能诱导风机系统的运行方法，其步骤如下：

(A)、智能高速射流诱导风机初始化各类参数，进入主循环，CO传感器(6)检测所处空间的CO浓度，将数值发送到中央控制器；

(B)、中央控制器得到CO浓度数值小于或等于24ppm，进入程序Ⅰ；

(C)、中央控制器得到CO浓度数值大于24ppm而小于或等于100ppm，则进入程序Ⅱ；

(D)、中央控制器得到CO浓度数值大于100ppm，则进入程序Ⅲ；

(E)、诱导风机驱动模块(10)开启五分钟后，CO传感器(6)再次检测CO浓度，中央控制器得到的CO浓度数值超过24ppm，则默认整个地下停车场的CO浓度均已超过24ppm，这时，中央控制器控制开启全部诱导风机，直至CO浓度低于24ppm；若CO浓度低于该值，中央控制器接收到信息后，向诱导风机发出关闭风机驱动模块的指令后，返回主循环，NO_x与C_mH_n浓度二次检测后也按上述程序执行相同的操作；

(F)、程序Ⅰ：中央控制器向诱导风机发送指令，开启温度传感器，温度传感器将检测到的温度数据传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，中央控制器向所有的智能型诱导风机发出关闭的指令并报警；如果温度监测正常，则进入NO_x检测程序；

(G)、程序Ⅱ：中央控制器向诱导风机发送指令，开启温度传感器，温度传感器将检测到的温度数据传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，中央控制器向所有的智能型诱导风机发出关闭的指令并报警；如果温度监测正常，中央控制器向污染气体传感器所在区域的一组诱导风机发送自动开启的指令；

(H)、程序Ⅲ：中央控制器向诱导风机发送指令，开启温度传感器，温度传感器将检测到的温度数据传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，中央控制器向所有的智能型诱导风机发出关闭的指令并报警；如果温度监测正常，由中央控制器控制开启该CO传感器所在区域及附近的三组诱导风机；

(I)、程序Ⅳ：中央控制器向诱导风机发送指令，开启温度传感器，温度传感器将检测到的温度数据传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，中央控制器向所有的智能型诱导风机发出关闭的指令并报警；如果温度监测正常，则进入C_mH_n检测程序；

(J)、NO_x检测程序：如果NO_x传感器通过诱导风机向中央控制器发送的浓度数据小于2.5ppm，则进入程序Ⅳ；如果NO_x浓度大于或等于2.5ppm而小于10ppm，则进入程序Ⅱ；如果NO_x浓度大于或等于10ppm，则进入程序Ⅲ；

诱导风机开启五分钟后，中央控制器对NO_x传感器发出再次检测浓度的指令，若检测NO_x浓度超过2.5ppm，中央控制器控制开启全部诱导风机，直至NO_x浓度低于2.5ppm；若NO_x浓度低于该值，则关闭诱导风机，返回主循环；

(K)、C_mH_n检测程序：如果C_mH_n浓度小于2.5ppm，开启温度传感器，温度传感器将检测到的温度数据传送到中央控制器，如果温度超标或骤然升温，中央控制器向所有的智能型诱导风机发出关闭的指令并报警；如果温度监测正常，则返回主循环；如果C_mH_n浓度大于或等于2.5ppm而小于10ppm，则进入程序Ⅱ；如果C_mH_n浓度大于或等于10ppm，则进入程序Ⅲ；

诱导风机开启五分钟后，中央控制器对C_mH_n传感器发出再次检测浓度的指令，若再次检测到C_mH_n浓度超过2.5ppm，中央控制器控制开启全部诱导风机，直至C_mH_n浓度低于2.5ppm；若C_mH_n浓度低于该值，则关闭诱导风机，返回主循环；

(L)、本系统有一个独立控制单元：湿度自动检测模块；当湿度传感器(13)检测到环境湿度超过60％或者低于35％时，湿度数值信号传送到中央控制器，中央控制器会将开启信号传递给各个诱导风机，对空间内进行通风，开启三十分钟后湿度传感器(13)再次检测环境湿度，如果超过60％或低于35％，中央控制器发送指令继续运行诱导风机，如果没有超过60％且没有低于35％，中央控制器则发送指令关闭诱导风机，返回主循环。

2.根据权利要求1所述的智能型节能诱导风机系统运行方法，其特征在于：步骤(E)所述NO_x与C_mH_n浓度二次检测限值均为2.5ppm。

3.根据权利要求1所述的智能型节能诱导风机系统运行方法，其特征在于：步骤(G)所述污染气体为CO、NO_x、C_mH_n中的一种。

4.权利要求1所述运行方法的智能型节能诱导风机系统，包括中央控制器和多组智能高速射流诱导风机，其特征在于：智能高速射流诱导风机具有箱体(1)、高效球形喷口(2)、离心风机(3)、电源模块(4)、温度传感器模块(5)、CO传感器(6)和/或NO_x传感器(7)和/或C_mH_n传感器(8)模块、终端显示模块(9)、风机驱动模块(10)、信号接收与发送模块(11)、喷口调节器(12)、湿度传感器(13)、消防联动装置(14)；

所述箱体(1)尺寸为580mm×570mm×230mm；

诱导风机设置有三个高效球形喷口(2)，所述喷口可万向旋转，并排安装在箱体同一面上，彼此最小间距不小于100mm；

离心风机(3)输入电压为220V/50Hz，风量为680m³/h，输入功率是120W，全压为250pa；

电源模块(4)的常供电源是交流220V/50Hz，变压器输出的是直流单电源，电压为9V/1A，待机功率为1W，电源模块首先采用9V的变压器进行降压，再使用整流二极管进行整流，最后使用三端稳压管LM2576T稳压得到5V的直流电源；

温度传感器模块(5)采用数字温度传感器，测温范围为-55～+125℃，测量精度为±0.5摄氏度；温度传感器模块(5)设置在诱导风机箱体(1)的侧面，多个温度传感器探头分布在不同的区域，合并在一根总线上通讯；

气体传感器模块包括CO传感器(6)和/或NO_x传感器(7)和/或C_mH_n传感器(8)，设置在诱导风机除喷口外的其它面上；

CO传感器(6)的敏感层由非常稳定的二氧化锡制成，检测的CO范围是10～500ppm，在正常使用条件下，其使用寿命为3～5年；

NO_x传感器(7)的敏感层由二氧化锆制成；

C_mH_n传感器(8)是基于碳化硅材料的气体传感器；

终端显示模块(9)包括液晶显示屏幕与操作面板，可以显示中央控制器发布的指令，可以查询工作状态，可以设置工作模式等；终端显示模块(9)设置在诱导风机喷口相对的侧面，在操作面板上可设置密码锁、设置管理员的权限；

风机驱动模块(10)的工作电压为交流220V/50Hz，额定功率为36W额定电流为0.6A，驱动模块使用433HMz的通讯接口；

信号接收与发送模块(11)：智能诱导风机通过RS422通信，把每台诱导风机自身的工作状态和所有相关信息都传送给中央控制器；中央控制器按照预先设定的模式，形成对诱导风机的工作指令，并通过RS422通信网络发送指令给每一台诱导风机；

湿度传感器(13)感应精度为3.5％，可测相对湿度范围为0％～100％，灵敏度为±3％，响应时间为15s，电源采用直流5.8V，有三个针脚；

消防联动装置(14)采用DC24V消防联动启停控制，具有消防联动信号输入接口。

5.根据权利要求4所述的智能型节能诱导风机系统，其特征在于：所述喷口调节器(12)设置在高效球形喷口(2)上。

6.根据权利要求4所述的智能型节能诱导风机系统，其特征在于：所述传感器模块的三个传感器(6)(7)(8)单独设置在一个侧面上或者相互独立的设置在箱体(1)的多个侧面，所述诱导风机上安装传感器模块(6)(7)(8)中的一个或两个或三个传感器。

7.权利要求1所述智能型节能诱导风机系统的运行方法及权利要求4所述的智能型节能诱导风机系统的用途，其特征在于：所述智能型节能诱导风机系统与运行方法，应用于地下停车场。