CN104501374A - 一种室内空气净化控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室内空气净化控制系统及其控制方法，包括出气管道、进气管道；在进气管道上从外到内依次设有气体净化模块、全热交换器、引风机和加湿器，进气管道的外端设有第一电磁阀，在出气管道上从内到外依次设有送风机和所述全热交换器，出气管道的外端设有第二电磁阀；循环管道一端与第一电磁阀和气体净化模块之间的进气管道相连通，另一端第二电磁阀和全热交换器之间的出气管道相连通，循环管道上设有第三电磁阀；控制器和气体检测模块，控制器与所述气体检测模块、送风机、引风机、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连。本发明通过将多种处理模块集成到所空气净化系统中，为气体污染问题提供了系统解决方案。

Description

一种室内空气净化控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种室内空气净化控制系统，特别是涉及一种关联空气检测及管路控制的室内空气净化控制系统。本发明还涉及一种室内空气净化控制方法。
背景技术
近年来，随着社会经济的发展，居民的物质消费水平不断得到提高，另一方面，经济的发展也给人们的生活环境带来污染，尤其是PM2.5空气污染问题，越来越受到人们的重视。传统的空气净化器只是简单的对室内气体进行循环过滤，无法补充新鲜空气。现有室内净化系统使用的普通滤网对PM2.5的去除效率低，且容易造成内部堵塞，另外甲醛等其它有害气体也无法得到去除。
中国专利CN203596141 U提出一种置换新风系统模型，但是其只在使通风口设置普通过滤网，对PM2.5过滤效果较差。中国发明专利CN102927632 A和中国专利CN202008195U分别提出了一种空气过滤系统，但它们都是室外气体净化后进入室内，再经过排风口排除，没有内外循环切换模式，能量损失较高。中国专利CN201488177 U提出一种节能新风系统，但是其控制系统并未与气体检测系统关联，无法对室内气体进行实时监控。
发明内容
本发明的旨在解决上述技术问题之一，提供一种室内空气净化系统及净化方法，尤其适用于新型高效民用及办公场所其。
为了实现上述目的，根据本发明实施例提出一种室内空气净化控制系统，包括：用于连通排气口和室内排风口的出气管道、用于连通进气口和室内进风口的进气管道；在所述进气管道上从外到内依次设有气体净化模块、全热交换器、引风机和加湿器，进气管道的外端设有第一电磁阀，在所述出气管道上从内到外依次设有送风机和所述全热交换器，出气管道的外端设有第二电磁阀；循环管道，所述循环管道一端与第一电磁阀和气体净化模块之间的进气管道相连通，另一端第二电磁阀和全热交换器之间的出气管道相连通，循环管道上设有第三电磁阀；控制器和用于安装在室内的气体检测模块，所述控制器与所述气体检测模块、送风机、引风机、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连。
本发明的室内空气净化控制系统的工作原理是室外气体在经过气体净化模块，全热交换器和加湿器后通过布置在室内的进风口进入室内。室内气体通过排风口在引风机的作用下与室外气体经过全热交换器换热后排到室外。布置在室内的气体检测模块对之内空气进行实时检测，将检测结果与管道中的电磁阀关联形成自动控制，通过管路的切换将控制系统分为室外换风、室内循环和关闭待机三种工作状态。在室内布置控制系统的控制器，通过控制器面板上的模式按键或射频遥控调节风机的启动和转速，可以根据用户的要求选择室内空气净化系统的风量。控制系统带有定时控制，可以控制净化系统的工作时间，定时控制时间范围为0~24h，定时结束后自动关闭风机。
优选的，所述气体监测模块包括PM2.5检测探头、CO2检测探头和 VOC检测探头。将高效PM2.5集成膜引入到室内空气净化系统中，提高过滤精度，覆膜结构可以实现表面过滤，代替传统的内部过滤。所述的PM2.5、CO2、VOC检测探头，其量程分别为500ug/m3、0.3%和1.5mg/m3。PM2.5、CO2、VOC检测探头组装构成一组，在室内布置时需离墙壁0.5m以上并避开进、出气口的位置。
优选的，所述气体净化模块包括粉尘粗效过滤网、PM2.5收集膜、活性炭吸附剂和光触媒。
优选的，所述气体监测模块在于35m2的房间设置1～3组探头，35～60m2设置3～5组，60m2以上至少设置5组。
优选的，所述加湿器带有温度和湿度探头，量程分别为0~20℃和0~100%。
优选的，所述进风口和排风口在室内按对角线排布，保证整个室内空气的置换。
优选的，还包括连接所述控制器的控制面板。
优选的，所述控制面板上设有显示器、设定键、手动控制键、自动控制键、上翻键、下翻键、确定键及报警显示灯。所述显示器具有数显背光功能，且能显示运行模式、温度及湿度模式。通过上翻下翻显示布置在不同区域检测探头的测量值，也可以作为数字设定时的增加、减小用。报警显示灯具有闪烁功能，且当室内空气质量为优时显示绿色，当室内空气质量为良时显示黄色，当室内空气质量为差时显示为红色。
优选的，所述送风机和引风机的功率分为高、中、低三个档。在室外换风状态下室内净化系统的风量默认为高档。
本发明还提供一种室内空气净化控制方法，包括以下步骤：
（1）在引风机的作用下，室外的气体首先经过气体净化模块净化为新鲜空气，净化后的空气进入全热交换器与室内排出的空气发生热交换，然后空气经过加湿模块，在检测空气温度后，对空气进行加湿处理，处理后的新鲜空气进入室内；
（2）气体检测模块检测室内空气的PM2.5、CO2及VOC的浓度，如果检测结果低于设定指标值时，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，打开循环管道上的第三电磁阀，进行内部循环过滤；如果检索结果高于设定指标值时，打开第一电磁阀、第二电磁阀，关闭循环管道上的第三电磁阀，重新进行补风。
优选的，室外的气体首先经过高效PM2.5收集膜（PM2.5去除模块），并在PM2.5收集膜表面被截留。去除粉尘颗粒后的空气进入有害气体去除模块，该模块中带有紫外降解和活性炭吸附功能，使其中的甲醛和VOC得到去除，然后空气进入全热交换器。
优选的，布置在室内的气体检测模块对之内空气进行实时检测，将检测结果与所述第一、第二、第三电磁阀关联形成自动控制，通过管路的切换将控制系统分为室外换风、室内循环和关闭待机三种工作状态；所述室外换风状态是指室内空气质量为差时进入此状态，此状态下PM2.5、VOC浓度、CO2浓度任一浓度高于设定值即自动打开第一、第二电磁阀，关闭第三电磁阀进行室外换风；所述室内循环状态是指室内空气质量为良时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度全部处于设定范围时，自动关闭第一、第二电磁阀，打开第三电磁阀，进行室内循环过滤；所述待机关闭状态是指室内空气质量为优时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度均低于另一设定值，此时的引风机和送风机都处于关闭状态。
优选的，布置在室内的气体检测模块对之内空气进行实时检测，将检测结果与所述第一、第二、第三电磁阀关联形成自动控制，通过管路的切换将控制系统分为室外换风、室内循环和关闭待机三种工作状态；所述室外换风状态是指室内空气质量为差时进入此状态，此状态下PM2.5浓度高于115或VOC浓度高于0.6μg/m3或CO2浓度高于0.1%，任一浓度不达标即自动打开第一、第二电磁阀，关闭第三电磁阀进行室外换风；所述室内循环状态是指室内空气质量为良时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度范围分别35~115μg/m3、 0.2~0.6μg/m3和0.05~0.1%，当CO2、VOC、PM2.5浓度全部处于该范围内时，自动关闭第一、第二电磁阀，打开第三电磁阀，进行室内循环过滤；所述待机关闭状态是指室内空气质量为优时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度分别低于35μg/m3、 0.2μg/m3和0.05%，此时的引风机和送风机都处于关闭状态。
本发明利用可以实现表面过滤的高精度PM2.5收集膜代替传统的普通滤网，可提高PM2.5的去除效果，且不会发生内部堵塞问题，避免普通滤网在使用过程中压力逐渐上升和部分粉尘颗粒在长时间的过滤后穿过滤网内部，重新被带入到室内气体中的问题。利用有害气体去除模块和气体加湿模块可进一步提升进入室内气体的质量。气体检测模块不仅可以实时反馈室内空气质量，还可以作为外部换气和内部循环过滤的控制依据。既可以保障室内气体的质量又可以利用内部循环过滤减少因换气带来的能量损失，达到节能环保的目的。
综上所述，本发明将高效PM2.5收集膜及智能换风系统应用到室内空气净化中，一方面提高了空气质量，一方面通过智能切换节约能耗。本发明的优点是空气净化效率高，具有丰富的微结构孔道的膜层覆在具有高孔隙率的基材上，形成非对称复合结构，实现粉尘颗粒的表面截留，同时只有20um左右的膜层厚度及高孔隙率的支撑层有利于减小压力损失，减小能耗。智能控制系统的管路切换可在保证室内空气质量良好的情况下，进行内部循环，从而减小热量损失，从而达到节能环保的目的。
本发明中针对目前气体污染的主要成分，系统解决室外气体净化及室内空气污染问题，可以为室内空气质量提供系统保障，而且安装智能控制系统，充分利用能量。
本发明通过将多种处理模块集成到所空气净化系统中，为气体污染问题提供了系统解决方案。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明室内空气净化控制系统的结构示意图；
图2为本发明室内空气净化控制系统室外换风状态示意图；
图3为本发明室内空气净化控制系统室内循环状态示意图；
图4为本发明室内空气净化控制系统不同控制状态下面板示意图。
附图标记说明：
第一电磁阀1；第二电磁阀2；第三电磁阀3；气体净化模块4；全热交换器5；引风机6；加湿器7；气体检测模块8；控制器9；送风机10；进气口11；排气口12。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面根据附图1-4详细说明本发明实施例的室内空气净化控制系统，包括进气管道、出气管道、进气口11、排气口12、第一电磁阀1、第二电磁阀2、第三电磁阀3、气体净化模块4、全热交换器5、引风机6、加湿器7、气体检测模块8、控制器9和送风机10。
该室内空气净化控制系统用于连接室内、室内的空气，室内设有进风口和排风口，进风口和排风口在室内按对角线排布，保证整个室内空气的置换，其中气体检测模块8和控制器9安装在室内。
在使用状态下，出气管道连通排气口12和排风口，进气管道连通进气口11和进风口，排气口12为室内空气排向室外的出口，进气口11为室外空气送入室内的进口。
在进气管道上从外到内依次设有第一电磁阀1、气体净化模块4、全热交换器5、引风机6和加湿器7，在出气管道上从内到外依次设有送风机10、所述全热交换器5和第二电磁阀2，该全热交换器5对排出室内的气体和送入室内的气体进行换热。气体净化模块4包括粉尘粗效过滤网、PM2.5收集膜、活性炭吸附剂和光触媒，粉尘粗效过滤网用于过滤大颗粒粉尘，PM2.5收集膜用于过滤小颗粒粉尘。室外气体在经过PM2.5收集膜表面时，PM2.5粉尘颗粒被表面的膜层截留，实现表面过滤，代替传统的内部过滤。活性炭吸附剂和光触媒去除气体中的有害成分，也可以带有紫外降解功能。湿模器带有湿度和温度探头，量程分别为0~20℃和0~100%。，在检测空气的湿度后，对空气进行相应的加湿处理。最后，将经过处理后的室外新鲜空气引入室内。
循环管道一端与第一电磁阀1和气体净化模块4之间的进气管道相连通，另一端第二电磁阀2和全热交换器5之间的出气管道相连通，第三电磁阀3设在循环管道上；
控制器9和用于安装在室内的气体检测模块8，控制器9与气体检测模块8、送风机10、引风机6、第一电磁阀1、第二电磁阀2和第三电磁阀3相连。气体监测模块包括PM2.5检测探头、CO2检测探头和 VOC检测探头。还可以有甲醛检测探头。所述PM2.5、CO2、VOC检测探头，其量程分别为500ug/m3、0.3%和1.5mg/m3。PM2.5、CO2、VOC检测探头组装构成一组，在室内布置时需离墙壁0.5m以上并避开进、出气口的位置。气体监测模块在于35m2的房间设置1～3组探头，35～60m2设置3～5组，60m2以上至少设置5组。送风机10和引风机6的功率分为高、中、低三个档。在室外换风状态下室内净化系统的风量默认为高档。
控制器9还设有控制面板。控制面板上设有显示器、设定键、手动控制键、自动控制键、上翻键、下翻键、确定键及报警显示灯。所述显示器具有数显背光功能，且能显示运行模式、温度及湿度模式。通过上翻下翻显示布置在不同区域检测探头的测量值，也可以作为数字设定时的增加、减小用。报警显示灯具有闪烁功能，且当室内空气质量为优时显示绿色，当室内空气质量为良时显示黄色，当室内空气质量为差时显示为红色。
本发明还提供一种室内空气净化控制方法，包括以下步骤：
（1）在引风机6的作用下，室外的气体首先经过气体净化模块4净化为新鲜空气，净化后的空气进入全热交换器5与室内排出的空气发生热交换，然后空气经过加湿模块，在检测空气温度后，对空气进行加湿处理，处理后的新鲜空气进入室内；具体而言，室外的气体首先经过高效PM2.5收集膜（PM2.5去除模块），并在PM2.5收集膜表面被截留。去除粉尘颗粒后的空气进入有害气体去除模块，该模块中带有紫外降解和活性炭吸附功能，使其中的甲醛和VOC得到去除，然后空气进入全热交换器5。
（2）气体检测模块8检测室内空气的PM2.5、CO2及VOC的浓度，如果检测结果低于设定指标值时，关闭第一电磁阀1和第二电磁阀2，打开循环管道上的第三电磁阀3，进行内部循环过滤；如果检索结果高于设定指标值时，打开第一电磁阀1、第二电磁阀2，关闭循环管道上的第三电磁阀3，重新进行补风。具体而言，布置在室内的气体检测模块8对之内空气进行实时检测，将检测结果与所述第一、第二、第三电磁阀1、2、3关联形成自动控制，通过管路的切换将控制系统分为室外换风、室内循环和关闭待机三种工作状态；所述室外换风状态是指室内空气质量为差时进入此状态，此状态下PM2.5浓度高于115或VOC浓度高于0.6μg/m3或CO2浓度高于0.1%，任一浓度不达标即自动打开第一、第二电磁阀1、2，关闭第三电磁阀3进行室外换风；所述室内循环状态是指室内空气质量为良时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度范围分别35~115μg/m3、 0.2~0.6μg/m3和0.05~0.1%，当CO2、VOC、PM2.5浓度全部处于该范围内时，自动关闭第一、第二电磁阀1、2，打开第三电磁阀3，进行室内循环过滤；所述待机关闭状态是指室内空气质量为优时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度分别低于35μg/m3、 0.2μg/m3和0.05%，此时的引风机6和送风机10都处于关闭状态。
室外换风状态：
打开第一电磁阀1、第二电磁阀2，关闭第三电磁阀3，室外气体首先经过PM2.5去除模块4，由高效PM2.5收集膜去除空气中的PM2.5。后经过有害气体去除模块5，通过光触媒和活性炭吸附剂去除室外气体中的有害成分，再经过全热交换器5与室内排除的气体进行换热，最后经过带有湿度和温度探头的空气加湿器7后进入室内，在室内循环后的气体经过排气口12回到室外。
室内循环状态：
打开第三电磁阀3，关闭第一电磁阀1、第二电磁阀2，室内气体进入排气口12管道后重新进行循环，依次经过PM2.5去除模块、害气体去除模块、全热交换器5和空气加湿器7，对室内气体中的PM2.5、有害气体进行内部循环处理并调节室内气体的湿度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种室内空气净化控制系统，其特征在于，包括：
用于连通排气口和室内排风口的出气管道、用于连通进气口和室内进风口的进气管道；在所述进气管道上从外到内依次设有气体净化模块、全热交换器、引风机和加湿器，进气管道的外端设有第一电磁阀，在所述出气管道上从内到外依次设有送风机和所述全热交换器，出气管道的外端设有第二电磁阀；
循环管道，所述循环管道一端与第一电磁阀和气体净化模块之间的进气管道相连通，另一端第二电磁阀和全热交换器之间的出气管道相连通，循环管道上设有第三电磁阀；
控制器和用于安装在室内的气体检测模块，所述控制器与所述气体检测模块、送风机、引风机、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀相连。
2.根据权利要求1所述的室内空气净化控制系统，其特征在于，所述气体监测模块包括PM2.5检测探头、CO2检测探头和 VOC检测探头。
3.根据权利要求1所述的室内空气净化控制系统，其特征在于，所述气体净化模块包括粉尘粗效过滤网、PM2.5收集膜、活性炭吸附剂和光触媒。
4.根据权利要求1所述的室内空气净化控制系统，其特征在于，所述气体监测模块在35m2的房间设置1～3个，35～60m2设置3～5个，60m2以上至少设置5个。
5.根据权利要求1所述的室内空气净化控制系统，其特征在于，所述加湿器带有温度和湿度探头，量程分别为0~20℃和0~100%。
6.根据权利要求1所述的室内空气净化控制系统，其特征在于，还包括连接所述控制器的控制面板。
7.根据权利要求6所述的室内空气净化控制系统，其特征在于，所述控制面板上设有显示器、设定键、手动控制键、自动控制键、上翻键、下翻键、确定键及报警显示灯。
8.一种室内空气净化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在引风机的作用下，室外的气体首先经过气体净化模块净化为新鲜空气，净化后的空气进入全热交换器与室内排出的空气发生热交换，然后空气经过加湿模块，在检测空气温度后，对空气进行加湿处理，处理后的新鲜空气进入室内；
（2）气体检测模块检测室内空气的PM2.5、CO2及VOC的浓度，如果检测结果低于设定指标值时，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，打开循环管道上的第三电磁阀，进行内部循环过滤；如果检索结果高于设定指标值时，打开第一电磁阀、第二电磁阀，关闭循环管道上的第三电磁阀，重新进行补风。
9.根据权利要求8所述的室内空气净化控制方法，其特征在于，布置在室内的气体检测模块对之内空气进行实时检测，将检测结果与所述第一、第二、第三电磁阀关联形成自动控制，通过管路的切换将控制系统分为室外换风、室内循环和关闭待机三种工作状态；所述室外换风状态是指室内空气质量为差时进入此状态，此状态下PM2.5、VOC浓度、CO2浓度任一浓度高于设定值即自动打开第一、第二电磁阀，关闭第三电磁阀进行室外换风；所述室内循环状态是指室内空气质量为良时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度全部处于设定范围时，自动关闭第一、第二电磁阀，打开第三电磁阀，进行室内循环过滤；所述待机关闭状态是指室内空气质量为优时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度均低于另一设定值，此时的引风机和送风机都处于关闭状态。
10.根据权利要求8所述的室内空气净化控制方法，其特征在于，布置在室内的气体检测模块对之内空气进行实时检测，将检测结果与所述第一、第二、第三电磁阀关联形成自动控制，通过管路的切换将控制系统分为室外换风、室内循环和关闭待机三种工作状态；所述室外换风状态是指室内空气质量为差时进入此状态，此状态下PM2.5浓度高于115或VOC浓度高于0.6μg/m3或CO2浓度高于0.1%，任一浓度不达标即自动打开第一、第二电磁阀，关闭第三电磁阀进行室外换风；所述室内循环状态是指室内空气质量为良时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度范围分别35~115μg/m3、 0.2~0.6μg/m3和0.05~0.1%，当CO2、VOC、PM2.5浓度全部处于该范围内时，自动关闭第一、第二电磁阀，打开第三电磁阀，进行室内循环过滤；所述待机关闭状态是指室内空气质量为优时进入此状态，此状态下室内CO2、VOC、PM2.5的浓度分别低于35μg/m3、 0.2μg/m3和0.05%，此时的引风机和送风机都处于关闭状态。
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