CN104406243A - 带新风换气功能的室内微正压空气净化机 - Google Patents

带新风换气功能的室内微正压空气净化机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带新风换气功能的室内微正压空气净化机，包括主机体、显示面板，控制面板、室内回风进气口、室外新风进气口、出风口和过滤结构及PM2.5浓度传感器、CO2浓度传感器及压差传感器；室内回风进气口由回风电动风阀控制，室外新风进气口由新风电动风阀控制；新风电动风阀、回风电动风阀和风机、显示面板均与控制面板电连通；当空气净化机启动后，室外新风进气口和出风口之间形成新风通道，室内回风进气口和出风口之间形成回风通道，过滤结构位于新风通道和回风通道上。控制面板接收各传感器反馈的信号并发出开启净化机运转模式的指令。所述空气净化机解决现有的空气净化机节能性能、舒适度较差和自动化程度低的问题。

Description

带新风换气功能的室内微正压空气净化机
技术领域
 本发明涉及室内环境工程技术领域，特别是室内空气净化机。
背景技术
随着当前经济和工业的快速发展，我国大部分地区的空气污染日益严重。除了长期困扰的室内甲醛、挥发性气体污染等，雾霾已经成为人们日常谈论的焦点话题。雾霾天气时，空气充斥着大量的可吸入颗粒物——PM10、PM2.5（PM10、PM2.5指大气中直径小于或等于10、2.5微米的细颗粒物）。其中，PM2.5可直接侵入人体细支气管和肺部细胞，直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态，因此在如何净化人们长时间活动的室内空间的空气质量，成为确保全民健康的重中之重。
目前，市面上的空气净化器主要采用活性炭吸附技术、臭氧净化技术、负离子除尘技术和高压静电技术，但是，这些空气净化器只能通过室内封闭式的循环来去除室内空气中的有害物质，却无法引入新鲜空气。户式中央新风系统虽然解决了新风问题，但这种户式中央新风系统存在以下不足：
1.管道贯穿室内天花，必须在墙或梁上打洞，必须做天花吊顶来隐藏管道，安装不便，占用空间浪费材料，且增加风阻；
2.在一套住宅中，一室通风便全套通风，在无人居住的房间里造成空耗，浪费能源；
3.按国外要求全年连续开通则浪费能源，停用则容易产生管道的二次污染，不环保；
4.无过滤功能或仅有粗效过滤，不能针对我国雾霾污染比较严重的实际情况，降低雾霾对室内空气质量的影响；
5.户式中央新风系统其通风方式的负压原理即工作时室内环境处于负压状态。而人体如果长期处于负压环境中，会影响肺的功能，降低血液中氧含量，造成血液中却氧，进而影响大脑的活力。而且负压的环境，容易室外的污染空气容易倒灌。
较为先进的室内空气净化机，如公开号为CN103982949A的中国专利，公开了一种带臭氧去除装置的防PM2.5两用新风空气净化机，该净化机通过在新风通道设置预处理粗过滤组件、颗粒静电除尘器、微颗粒组合组件、细颗粒静电除尘器等实现PM2.5的去除。此空气净化机存在的缺陷是：一、没有对PM2.5颗粒实时监测的功能，使用者无法实时知晓其所处的室内环境的PM2.5情况，进而不能采取有效地防护措施；二、其仅在主机体内表面设置了CO2探测器，并未给出PM2.5浓度和CO2浓度对设备运转情况的影响，即此室内空气净化机无法根据CO2浓度情况对机器运转情况进行调整。众所周知，当人长期处于CO2浓度较高的环境中，对人大脑会有损伤；三、去除PM2.5的过滤层仅在新风通道设置，当开启内循环时，室内的PM2.5无法去除。
另外，大部分的中央空调系统也具有一定的除尘和过滤功能，但是，因中央空调系统不能经常性的清洗和消毒，其系统内部成为细菌滋生处，其带来的环境污染已日益引起人们的重视。当前我们的居住空间越来越倾向于密闭型，这种封闭空间里的空气、粉尘、甲醛等的积聚导致空气被污染，引起城市建筑物综合症、室内空调病、有机污染等，其直接影响人们的健康和生命安全。
综上所述，目前急需开发一种可根据即时监测室内PM2.5浓度和CO2浓度并根据室内PM2.5浓度和CO2浓度及时对循环状态做出调整的自动化程度较高的室内空气净化机。
发明内容
本发明的目的是提供一种带新风换气功能的室内微正压空气净化机，要解决现有的室内空气净化机节能性能较差、舒适度较差和自动化程度较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种带新风换气功能的室内微正压空气净化机，包括主机体、显示面板、控制面板、室内回风进气口、室外新风进气口、出风口、过滤结构和风机；
所述风机位于所述主机体内；
所述出风口位于所述主机体的上部；
所述室内回风进气口和室外新风进气口分别位于所述主机体的下部两侧，所述室内回风进气口的开启和关闭由回风电动风阀控制，所述室外新风进气口的开启和关闭由新风电动风阀控制；
所述新风电动风阀、回风电动风阀和所述风机、所述显示面板均与所述控制面板电连通；
当所述空气净化机启动后，所述室外新风进气口和出风口之间形成新风通道，所述室内回风进气口和出风口之间形成回风通道，所述过滤结构位于所述新风通道和所述回风通道上。
还包括：PM2.5浓度传感器，其位于所述主机体内，检测PM2.5浓度值并传送检测到的PM2.5浓度信号；
CO2浓度传感器，其位于所述主机体内，检测CO2浓度值并传送检测到的CO2浓度信号；
压差传感器, 其位于所述主机体内；其检测所述过滤结构两侧的压力差值并传送检测到的压差信号；
所述控制面板接收所述PM2.5浓度传感器传递的PM2.5浓度信号、所述CO2浓度传感器传递的CO2浓度信号以及所述压差传感器传递的压差信号；并分别将PM2.5浓度信号、CO2浓度信号、压差信号与预先设定的阈值进行比较，并根据比较情况发出所述室内回风进气口、和所述室外新风进气口启动或关闭的信号、风机启动或关闭的信号以及转速运转信号以及过滤结构是否该更换的信号，并将所述空气净化机的当前运转状态信号发送给所述显示面板。
所述控制面板根据比较情况发出控制所述回风口、进风口和新风口启动或关闭的方式为：
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度高值，且CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板同时发送控制所述室外新风进气口开启的所述新风电动风阀启动信号、控制所述室内回风进气口关闭的回风电动风阀关闭信号以及控制所述风机开启并高速运转信号；
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板同时发送控制所述室内回风进气口开启的回风电动风阀启动信号、所述室外新风进气口关闭的新风电动风阀关闭信号以及控制所述风机开启并高速运转信号；
当PM2.5浓度值小于等于预先设定的PM2.5浓度低值，且CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板同时发送控制所述室外新风进气口开启的新风电动风阀开启信号、所述室内回风进气口关闭的回风电动风阀关闭信号以及控制所述风机开启并低速运转信号；
当PM2.5浓度值小于等于预先设定的PM2.5浓度低值，且CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板同时发送控制所述室内回风进气口关闭的回风电动风阀开启信号、所述室外新风进气口关闭的新风电动风阀关闭信号以及控制所述风机关闭信号；
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度低值且小于等于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板同时发送控制所述室外新风进气口开启的新风电动风阀开启信号、所述室内回风进气口关闭的回风电动风阀关闭信号以及控制所述风机开启并中速运转信号；
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度低值且小于等于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板同时发送控制所述室内回风进气口开启的回风电动风阀开启信号、所述室外新风进气口关闭的新风电动风阀关闭信号以及控制所述风机开启并低速运转信号。
所述预先设定的PM2.5浓度高值、低值分别为75μg/m3、35μg/m3；所述预先设定的CO2浓度值为800ppm。
所述控制面板发出所述新风电动风阀关闭信号及所述回风电动风阀关闭信号延时。
所述延时时长为3S。
所述过滤结构为可过滤不同粒径颗粒的两级滤网。
当所述压差传感器检测到的压差信号大于预先设定的压力的阈值时，所述控制面板发出过滤结构更换信号。
所述预先设定的压力的阈值为过滤结构可正常工作的最大阻力值。
还包括无线遥控器，所述无线遥控器与所述控制面板配合，手动调节控制所述控制面板发出指令。
相比本发明具有以下特点和有益效果：
通过同时检测室内CO2浓度值和PM2.5浓度值并根据浓度情况对循环方式做出即时调整，提高室内净化机的节能功效和室内的舒适度，并在室内CO2浓度、PM2.5均达到设定要求时，设备就停止运转，节能环保。
本申请提供的空气净化机，可以实现对独立密闭空间空气的净化，同时引进室外新鲜的空气，且使确保空气净化机工作时，室内空气处于微正压，克服了现有的室内空气净化机仅通过内循环进行对室内净化，无法引进新鲜空气的问题，而户式新风系统，虽然可以引进新风，也可以在新风引进时对空气做初步过滤，但其工作时室内空气处于负压状态，长期负压对人体有损害。
本申请提供的空气净化机，其控制系统具有延时功能。当处于内循环时，新风电动风阀处于关闭状态，回风电动风阀处于开启状态；当转换到外循环时，此时新风电动风阀开启，延时3S回风电动风阀开始关闭；当再次转换到内循环时，此时回风电动风阀开启，延时3S新风电动风阀开始关闭。
本申请的空气净化机的主机体腔室内设置有两个不同等级过滤网，使得其可对室内和室外空气中的污染颗粒物进行有效过滤，达到良好的降低PM2.5浓度的效果。
另本申请中，两个不同等级过滤网贯通于新风通道和回风通道设置，在进行内循环时，可以对室内空气进行二次过滤，提高室内空气质量。
本发明可广泛应用于室内的空气净化。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是空气净化机剖视图。
图2是控制面板与各个元件之间的连接示意图。
附图标记：1－主机体、2－过滤结构、3－室外新风进气口、4－室内回风进气口、5－出风口、6－CO2浓度传感器、7－PM2.5传感器、8－压差传感器、9－风机、10－控制面板、11－显示面板、12－新风电动风阀、13－回风电动风阀、14－电源总开关、15－控制面板电路板、16－风机电源、17－新风电动风阀电源、18－回风电动风阀电源、19－压差传感器通讯接口、20－压差探头。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例参见图1和图2，图1为空气净化机剖视图。图中空心箭头表示回风流动，实心箭头表示新风流动。图2是控制面板与各个元件之间的连接示意图。
如图1所示，一种带新风换气功能的室内微正压空气净化机，包括主机体1、显示面板11，控制面板10、室内回风进气口4、室外新风进气口3、出风口5、过滤结构2、风机9、PM2.5浓度传感器7、CO2浓度传感器6和压差传感器8；风机9设置在主机体1内；所述出风口5位于所述主机体1的上部；所述室内回风进气口4和室外新风进气口3分别位于所述主机体1的下部两侧，所述室内回风进气口4的开启和关闭由回风电动风阀13控制，所述室外新风进气口3的开启和关闭由新风电动风阀12控制；新风电动风阀12设置在室外新风进气口3之后，所述新风电动风阀12、回风电动风阀13和所述风机9、所述显示面板11均与所述控制面板10电连通；当所述空气净化机启动后，所述室外新风进气口3与出风口5之间形成新风通道，所述室内回风进气口4和出风口5之间形成回风通道，所述过滤结构2位于所述新风通道和所述回风通道上，本实施例中，所述过滤结构2为可过滤不同粒径颗粒的两级滤网。
如图2所示，PM2.5浓度传感器7，其位于所述主机体1内，检测的PM2.5浓度值并传送检测到的PM2.5浓度信号；CO2浓度传感器6，其位于所述主机体1内，检测的CO2浓度值并传送检测到的CO2浓度信号；压差传感器8, 其位于所述主机体1内，其检测的过滤结构两侧的压力差值并传送检测到的压差信号；所述控制面板10接收所述PM2.5浓度传感器7传递的PM2.5浓度信号、所述CO2浓度传感器6传递的CO2浓度信号以及所述压差传感器8传递的压差信号；并分别将PM2.5浓度信号、CO2浓度信号、压差信号与预先设定的阈值进行比较，并根据比较情况发出所述室内回风进气口4、所述室外新风进气口3启动或关闭的信号、风机启动或关闭的信号以及转速运转信号以及过滤结构2是否该更换的信号，并将所述空气净化机的当前运转状态信号发送给所述显示面板11。
控制面板10控制所述回风口、进风口和新风口启动或关闭的具体过程为：
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度高值，且CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板10同时发送控制所述室外新风进气口3开启的所述新风电动风阀12启动信号、控制所述室内回风进气口4关闭的回风电动风阀13关闭信号以及控制所述风机9开启并高速运转信号；此处所述高速运转信号指风机9的转速为900r/min。
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板10同时发送控制所述室内回风进气口4开启的回风电动风阀13启动信号、所述室外新风进气口3关闭的新风电动风阀12关闭信号以及控制所述风机9开启并高速运转信号；此处所述高速运转信号指风机9的转速为900r/min。
当PM2.5浓度值小于等于预先设定的PM2.5浓度低值，且CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板10同时发送控制所述室外新风进气口3开启的新风电动风阀12开启信号、所述室内回风进气口4关闭的回风电动风阀13关闭信号以及控制所述风机9开启并低速运转信号；此处所述低速运转信号指风机9的转速为785r/min。
当PM2.5浓度值小于等于预先设定的PM2.5浓度低值，且CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板10同时发送控制所述室内回风进气口4关闭的回风电动风阀13开启信号、所述室外新风进气口3关闭的新风电动风阀12关闭信号以及控制所述风机9关闭信号；
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度低值且小于等于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板10同时发送控制所述室外新风进气口3开启的新风电动风阀12开启信号、所述室内回风进气口4关闭的回风电动风阀13关闭信号以及控制所述风机9开启并中速运转信号；此处所述中速运转信号指风机9的转速为835r/min。
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度低值且小于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板10同时发送控制所述室内回风进气口4开启的回风电动风阀13开启信号、所述室外新风进气口3关闭的新风电动风阀12关闭信号以及控制所述风机9开启并低速运转信号，此处所述低速运转信号指风机9的转速为785r/min。
当室内压力值稍高于室外压力值时，室内处于微正压状态。所述CO2浓度传感器6控制内、外循环，使内、外循环交替运转。外循环时，所述控制面板10同时发出控制所述室外新风进气口3开启的新风电动风阀12启动信号及控制所述室内回风进气口4关闭的回风电动风阀13关闭信号，引进新风，室内压力值高于室外压力值，通过门窗缝隙渗透使室内处于微正压状态；内循环时，所述控制面板9同时发出控制所述室外回风进气口4开启的回风电动风阀13启动信号及控制所述室内新风进气口4关闭的新风电动风阀12关闭信号，室内外压差不断减小，渗透量逐渐减小，始终使室内保持微正压状态。微正压的好处是防止室外雾霾通过门窗缝隙侵入室内，避免厨房、卫生间等污浊空气进入居住空间。
本实施例中，所述预先设定的PM2.5浓度高值、低值分别为75μg/m3、35μg/m3，所述预先设定的CO2浓度值为800ppm，所述预先设定的压差的阈值为过滤结构可正常工作的最大阻力值，过滤结构可正常工作的最大阻力值为120Pa。上述数值是通过反复试验得到的较为人感觉较为舒适的数值范围，在具体制造和使用本发明时，可根据具体情况自行设定一个较为合理的范围。
所述控制面板9发出所述新风电动风阀11关闭信号及所述回风电动风阀12关闭信号延时，本实施例中所述延时时长为3S。
作为一种可实施的方式，空气净化机还可包括无线遥控器，所述无线遥控器与所述控制面板配合，手动调节控制所述控制面板发出指令。
另外，所述控制面板10同时还可控制所述风机9的转速，对风机转速的控制可根据室内CO2浓度值、PM2.5浓度值自动做出调整或通过无线遥控器手动做出调整。
作为一种可实施的方式，当压力传热器检测到的压差信号大于过滤结构可正常工作的最大阻力值时，控制面板10发出报警信号，将过滤结构2更换信号显示在显示面板上，用户可根据显示面板提示对过滤结构2进行更换。
图2是控制面板与各个元件之间的具体电路连接示意图。总电源进线WL1连接至电源总开关14；电源总开关14由线路WL2至控制面板电路板电源；控制面板电路板15通过线路WL3至风机电源16连接；控制面板电路板15通过线路WL4（5）与新风电动风阀电源17、回风电动风阀电源18连接；控制面板电路板15由线路WL6至压差传感器通讯接口19；控制面板电路板15分别由线路WL7（8、9）至二氧化碳传感器、PM2.5传感器、显示面板、红外接收器的通讯接口；压差传感器由WL10通过透明软管至压差探头20处。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：包括主机体（1）、显示面板（11），控制面板（10）、室内回风进气口（4）、室外新风进气口（3）、出风口（5）、过滤结构（2）和风机（9）；
所述风机（9）位于所述主机体（1）内；
所述出风口（5）位于所述主机体（1）的上部；
所述室内回风进气口（4）和室外新风进气口（3）分别位于所述主机体（1）的下部两侧，所述室内回风进气口（4）的开启和关闭由回风电动风阀（13）控制，所述室外新风进气口（3）的开启和关闭由新风电动风阀（12）控制；
所述新风电动风阀（12）、回风电动风阀（13）和所述风机（9）、所述显示面板（11）均与所述控制面板（10）电连通；
当所述空气净化机启动后，所述室外新风进气口（3）和出风口（5）之间形成新风通道，所述室内回风进气口（4）和出风口（5）之间形成回风通道，所述过滤结构（2）位于所述新风通道和所述回风通道上。
2.根据权利要求1所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于，还包括：
PM2.5浓度传感器（7），其位于所述主机体（1）内，检测PM2.5浓度值并传送检测到的PM2.5浓度信号；
CO2浓度传感器（6），其位于所述主机体（1）内，检测CO2浓度值并传送检测到的CO2浓度信号；
压差传感器（8）, 其位于所述主机体（1）内；其检测所述过滤结构（2）两侧的压力差值并传送检测到的压差信号；
所述控制面板（10）接收所述PM2.5浓度传感器（7）传递的PM2.5浓度信号、所述CO2浓度传感器（6）传递的CO2浓度信号以及所述压差传感器（8）传递的压差信号；并分别将PM2.5浓度信号、CO2浓度信号、压差信号与预先设定的阈值进行比较，并根据比较情况发出所述室内回风进气口（4）和所述室外新风进气口（3）启动或关闭的信号、风机（9）启动或关闭的信号以及转速运转信号以及过滤结构（2）是否该更换的信号，并将所述空气净化机的当前运转状态信号发送给所述显示面板（11）。
3.根据权利要求2所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：所述控制面板（10）根据比较情况发出控制所述回风口、进风口和新风口启动或关闭的方式为：
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度高值，且CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板（10）同时发送控制所述室外新风进气口（3）开启的所述新风电动风阀（12）启动信号、控制所述室内回风进气口（4）关闭的回风电动风阀（13）关闭信号以及控制所述风机（9）开启并高速运转信号；
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板（10）同时发送控制所述室内回风进气口（4）开启的回风电动风阀（13）启动信号、所述室外新风进气口（3）关闭的新风电动风阀（12）关闭信号以及控制所述风机（9）开启并高速运转信号；
当PM2.5浓度值小于等于预先设定的PM2.5浓度低值，且CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板（10）同时发送控制所述室外新风进气口（3）开启的新风电动风阀（12）开启信号、所述室内回风进气口（4）关闭的回风电动风阀（13）关闭信号以及控制所述风机（9）开启并低速运转信号；
当PM2.5浓度值小于等于预先设定的PM2.5浓度低值，且CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板（10）同时发送控制所述室内回风进气口（4）开启的回风电动风阀（13）开启信号、所述室外新风进气口（3）关闭的新风电动风阀（12）关闭信号、以及控制所述风机（9）关闭信号；
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度低值且小于等于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值大于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板（10）同时发送控制所述室外新风进气口（3）开启的新风电动风阀（12）开启信号、所述室内回风进气口（4）关闭的回风电动风阀（13）关闭信号以及控制所述风机（9）开启并中速运转信号；
当PM2.5浓度值大于预先设定的PM2.5浓度低值且小于等于预先设定的PM2.5浓度高值，而CO2浓度值小于等于预先设定的CO2浓度值时，所述控制面板（10）同时发送控制所述室内回风进气口（4）开启的回风电动风阀（13）开启信号、所述室外新风进气口（3）关闭的新风电动风阀（12）关闭信号、以及控制所述风机（9）开启并低速运转信号。
4.根据权利要求3所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：所述预先设定的PM2.5浓度高值、低值分别为75μg/m3、35μg/m3；所述预先设定的CO2浓度值为800ppm。
5.根据权利要求3所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：所述控制面板（10）发出所述新风电动风阀（12）关闭信号及所述回风电动风阀（13）关闭信号延时。
6.所述根据权利要求5所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：所述延时时长为3S。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：所述过滤结构（2）为可过滤不同粒径颗粒的两级滤网。
8.根据权利要求2所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：当所述压差传感器（8）检测到的压差信号大于预先设定的压力的阈值时，所述控制面板（10）发出过滤结构（2）更换信号。
9.所述根据权利要求8所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：所述预先设定的压力的阈值为过滤结构可正常工作的最大阻力值。
10.根据权利要求1所述的带新风换气功能的室内微正压空气净化机，其特征在于：还包括无线遥控器，所述无线遥控器与所述控制面板配合，手动调节控制所述控制面板发出指令。
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