CN104848505A - 新风系统过滤装置堵塞判断方法及新风主机和新风系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空气浄化技术领域，公开了一种新风系统过滤装置堵塞判断方法及新风主机和新风系统，通过实时检测新风系统的风机的工作电流和工作电压，并计算风机即时功率；对比即时功率和预设的参考功率，获得过滤装置相应的堵塞状态。本发明采用的方案无需特别针对新风系统过滤装置设置压力传感器、风速检测装置等专用的检测器件，而是从风机的运行电压及电流变化上寻找规律，间接判断过滤装置的使用情况，不仅成本低，还避免了因灰尘等外界因素对检测器件的影响，更提高了可靠性。

Description

新风系统过滤装置堵塞判断方法及新风主机和新风系统
技术领域
本发明属于空气浄化技术领域，具体涉及新风系统，尤其是指新风系统的过滤装置堵塞的判断方法。
背景技术
对于新风系统过滤装置堵塞的判断方法，目前采用的有以下几种方法：
一、定时判断法，通过实验判断检测过滤装置从新的状态使用至堵塞状态所需要的时间，将该时间定为堵塞时间阀值，在实际使用中通过累计记录该过滤装置的使用时间，当累计使用时间大于堵塞时间阀值时，说明该过滤装置已堵塞；
二、反射法，在新风主机内，过滤装置的附近安装红外光或声波发射器和接收器，发射器向过滤装置的表面发射红外光或声波，接收器接收反射回的红外光或声波，当反射回的红外光或声波强度达到某一值时，说明该过滤装置已堵塞；
三、压差开关法，在新风主机内，过滤装置上安装压差开关，通过检测压差开关得状态来判断过滤装置是否堵塞，当过滤装置的两侧压力差达到某一值时，压差开关动作，说明该过滤装置已堵塞。
对于方法一和二，因受外界环境影响较大，外界环境的变化会导致判读误差较大，如方法一，当外界环境恶劣和外界环境良好的情况下，单位时间内积在过滤装置表面的风尘量是不一样的，所以理论上在不同的环境中的时间阀值应该是不同的，如方法二红外光或声波的反射直接受过滤装置表面积沉的物质影响。
对于方法三需要安装压差传感器，一方面增加了判断成本，另一方面在外界灰尘在压差传感器上累积，在使用一段时间后，对其检测会受较大影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可以不在新风主机内加设检测装置，且不受外界环境影响的过滤装置堵塞的判断方案。具体详见下文。
一种新风系统过滤装置堵塞判断方法，包括如下步骤：
一、将新过滤装置安装在实验用新风系统中，在新风系统的出风口安装风速仪，启动新风系统，并设定一个风速档位，记录风速仪测得出风口的风速为a；
二、以风速a为基准，将出风口风速分为d个等级，各等级对应风速分别为：a*（d-1）/d、a*（d-2）/d、…..、a*1/d、0；
三、持续运行新风系统，当风速仪检测到风速值为a*（d-1）/d时，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P1；以此类推，分别记录出风口风速为a*（d-2）/d、…..、a/d、0时，对应的风机即时功率P2、……、Pd，将P1、P2、……、Pd作为参照功率；
四、按同样方法取得不同风速档位下的参照功率；
五、实时检测实际使用中新风系统的风机的工作电流和工作电压，并计算风机即时功率；
六、实时比较风机即时功率和与当前档位对应的参照功率，获得过滤装置的堵塞状态。
上述方法可以获得新风系统过滤装置最直观的堵塞状态，以便用户了解过滤装置的使用情况，为用户是否更换过滤装置提供参考。
一种新风系统过滤装置堵塞判断方法，包括如下步骤：
一、将新过滤装置安装在实验用新风系统中，在新风系统的出风口安装风速仪，启动新风系统，设定一个风速档位，记录风速仪测得出风口的风速为a0，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P0；
二、持续运行新风系统，当出风口的风速降为a1时，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P1；其中a1为需要更换过滤装置的临界风速；
三、保持新风系统运行状态，关闭新风系统的出风口，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P2；
四、根据公式Pc=P0-P1/ P0-P2计算获得Pc值；
五、按同样方法，获得各风速档位下的Pc值，作为参考值，均记入成品新风系统；
六、成品新风系统使用前，试运行新风系统，分别检测风机在不同风速档位下的即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P0’-1、P0’-2、……；然后，保持新风系统运行状态，关闭新风系统的出风口，重新检测风机在不同风速档位下的即时工作电流及电压，再计算风机即时功率，并记录功率P2’-1、P2’-2、……；
七、实时检测实际使用中新风系统的风机的工作电流和工作电压，并计算风机即时功率P1’，选取当前风速档位对应的P0’和P2’值，并根据公式Pc’=P0’-P1’/ P0’-P2’计算获得Pc’值；
八、对比Pc’和对应当前档位的Pc值，获得过滤装置堵塞状态。
一种新风系统过滤装置堵塞判断方法，实时检测新风系统的风机的工作电流和工作电压，并计算风机即时功率；对比即时功率和预设的参考功率，获得过滤装置相应的堵塞状态。
本发明进一步提出一种具有过滤装置堵塞状态检测功能的新风主机，包括风机、过滤装置、主控模块、用于控制风机启停及转速的风机控制模块、用于采样风机即时工作电流和电压的功率检测模块；风机设置于过滤装置的出风侧，主控模块分别与风机控制模块和功率检测模块连接，风机控制模块和功率检测模块分别与风机的电路连接；控制模块预存有堵塞状态参考功率，控制模块接收功率检测模块输出的电流及电压采样信号，运算获得风机即时功率，比较即时功率与参照功率，当即时功率达到参照功率时，输出过滤装置堵塞状态信息。
所述主控模块包括：预存有参考功率的存储器、功率计算器、比较器。功率计算器接收功率检测模块输出的电流采样信号和电压采样信号，并将计算获得的风机当前功率输出到比较器，比较器读取存储器中的参考功率值与功率计算器输入的功率值比较，并输出比较结果。
一种具有过滤装置堵塞状态检测提示功能的新风系统，包括主机、通风管道、室内控制器、至少一个室内出风口。
所述主机内设有风机、过滤装置、控制装置，风机设置于过滤装置的出风侧，主机的出风口通过通风管道与室内出风口连通。控制装置包括用于控制风机启停及转速的风机控制模块、用于采样风机即时工作电流和电压的功率检测模块、无线收发模块、主控模块；无线收发模块与主控模块连接，主控模块分别与风机控制模块和功率检测模块连接，风机控制模块和功率检测模块分别与风机的电路连接；主控模块预存有堵塞状态参考功率，主控模块接收功率检测模块输出的电流及电压采样信号，运算获得风机即时功率，比较即时功率与参照功率，当即时功率达到参照功率时，输出过滤装置堵塞状态信息到无线收发模块。
所述室内控制器包括无线信号收发器、编解码器、显示装置、声音提示器、输入装置，所述无线信号收发器与编解码器连接，编解码器通过不同接口分别与显示装置、声音提示器、输入装置的驱动电路连接。
所述主控模块包括：预存有参考功率的存储器、用于功率计算的功率计算器、用于功率比较的比较器、用于选择堵塞状态提示信号的选择器、编解码器。功率计算器接收功率检测模块输出的电流采样信号和电压采样信号，并将计算获得的风机当前功率输出到比较器，比较器读取存储器中的参考功率值与功率计算器输入的功率进行比较，比较结果输出到选择器，选择器根据比较结果选择输出对应的提示信号，经编解码器编码后，由无线收发模块发送到室内控制器的无线信号收发器，再经编解码器解码后，输出对应信号到显示装置和/或声音提示器的驱动电路，驱动显示装置和/或声音提示器进行显示或提示过滤装置的堵塞状态。
控制器的输入装置输入信息，经编解码器编码后由无线信号收发器发送到主机的无收信号收发模块。主机的主控模块采样无收信号收发模块的数据，经解码后，输出到风机控制模块，风机控制模块向风机的电源电路输出信号控制风机的转速及启停。
本发明公开的方案无需特别针对新风系统过滤装置设置压力传感器、风速检测装置等专用的检测器件，而是从风机的运行电压及电流变化上寻找规律，间接判断过滤装置的使用情况，不仅成本低，还避免了因灰尘等外界因素对检测器件的影响，提高了可靠性。
附图说明
图1为本发明具有过滤装置堵塞状态检测功能的新风主机结构框图。
图2为与室内控制器通过无线通讯的新风主机结构框图。
图3为与新风主机通过无线通讯的室内控制器结构框图。
具体实施方式
 下面结合具体的实例介绍该过滤装置的堵塞判断方法。
参照图1，一个具有过滤装置堵塞状态判断功能的主机，除壳体、风机40过滤装置50、进出风口外，还应该包括：主控模块10，风机控制模块20，功率检测模块30。
其中，主控模块10，与风机控制模块20和功率检测模块30连接，通过采样功率检测模块30中电压检测模块31和电流检测模块32中的电压和电流信号，并计算对应的电压值和电流值，从而算出风机功率。
风机控制模块20与风机的电路部分连接，用于启动和停止风机40，以及控制风机40的转速。
风机40设置于过滤装置50的出风侧，用于从过滤装置50引风。
过滤装置50设于新主机的入风口处，用于过滤外界环境中风尘、颗粒状等物质。
功率检测模块30与风机的电路部分连接，包含电压检测模块31和电流检测模块32。
电压检测模块31，用于采集风机40的电压信号，同时将该信号输入给控制模块10，通过控制模块10对该电压信号进行采样，计算得出实际的电压值。
电流检测模块32，用于采集风机40的电流信号，同时将该信号输入给控制模块10，通过控制模块10对该电流信号进行采样，计算得出实际的电流值。
通过控制模块10中计算得到的电压值和电流值计算出风机40的实时功率值，通过判断当前转速下风机的功率值来判断过滤装置的堵塞情况，当风机的功率值达到某阀值时，得到过滤装置在该阀值时的堵塞状态，并通过控制模块输出堵塞状态信息。
用于判断过滤装置的堵塞情况的阀值的确定，可选的方式至少有两种。其中一种是设定一个阀值，该阀值为过滤器需要更换时的阀值，当风机功率达到该阀值时，输出提示需要更换过滤器；另一种设定多个阀值，分别对应不同的堵塞等级，当风机功率达到对应的阀值时，输出对应的过滤器堵塞等级信息。
进一步的，若设定多个堵塞等级，通过以下步骤实现对堵塞状态进行标定，使得一个过滤器堵塞等级对应一个风机功率：
第一步：将新过滤器安装在新风系统中，在新风系统的出风口安装风速仪，用于检测出风口的风速情况，过滤器的堵塞情况不同，其出风口风速也不同，当过滤器完全堵塞时，风速为零；
第二步：将过滤器的堵塞情况均分为d个等级；
第三步：开启新风系统，设定一转速（对应风速调节档位），记录出风口的风速为a；
第四步：将上述风速分为d个等级（d≥1），分别为：a*（d-1）/d、a*（d-2）/d、…..、a/d、0;
第五步：让新风系统一直以该转速运转，当风速达到a*（d-1）/d时，记录该风速下的风机功率，以此方法依次记录第四步中剩余的d-1个等级下的风机功率；
第六步：当实际使用中，该转速下，风机功率达到上述的某个记录等级时，就可以得出过滤器的堵塞等级。
参照图2-3，对于一整套新风系统来说，主机与室内控器之间需要进行通讯，而且，对于过滤装置的堵塞状况的提示，也最好在室内控制器上呈现出来。
对于主机与室内控制器的通讯，本例中采用无线通讯方法，以解决室外主机与室内控制器之间有线连接不便的问题。
主机内至少设有风机、过滤装置、控制装置。控制装置包括用于控制风机启停及转速的风机控制模块、用于采样风机即时工作电流和电压的功率检测模块、无线收发模块、主控模块；无线收发模块与主控模块连接，主控模块分别与风机控制模块和功率检测模块连接，风机控制模块和功率检测模块分别与风机的电路连接。
室内控制器用于为用户提供系统控制操作界面，以及报告新风系统运行状态（包括过滤装置的堵塞状态），主要包括无线信号收发器60、编解码器70、显示装置81、声音提示器82、输入装置83，所述无线信号收发器60与编解码器70连接，编解码器70通过不同接口分别与显示装置81、声音提示器82、输入装置83的驱动电路连接。
所述主控模块包括：预存有参考功率的存储器、用于功率计算的功率计算器、用于功率比较的比较器、用于选择堵塞状态提示信号的选择器、编解码器。功率计算器接收功率检测模块输出的电流采样信号和电压采样信号，并将计算获得的风机当前功率输出到比较器，比较器读取存储器中的参考功率值与功率计算器输入的功率进行比较，比较结果输出到选择器，选择器根据比较结果选择输出对应的提示信号，经编解码器编码后，由无线收发模块发送到室内控制器的无线信号收发器，再经编解码器解码后，输出对应信号到显示装置和/或声音提示器的驱动电路，驱动显示装置和/或声音提示器进行显示或提示过滤装置的堵塞状态。
控制器的输入装置输入信息，经编解码器编码后由无线信号收发器发送到主机的无收信号收发模块。主机的主控模块采样无收信号收发模块的数据，经解码后，输出到风机控制模块，风机控制模块向风机的电源电路输出信号控制风机的转速及启停。
在本发明中，所述主机的主控制模块，其各种功能可以采用单片机、DSP实现，也可以采用FPGA从硬件角度设计实现，也可以通过CPU配合相应的程序代码实现。相应地，所述编解码器可以采用单片机、DSP实现，也可以采用FPGA从硬件角度设计实现，也可以通过CPU配合相应的程序代码实现。

Claims (7)

1.一种新风系统过滤装置堵塞判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
一、将新过滤装置安装在实验用新风系统中，在新风系统的出风口安装风速仪，启动新风系统，并设定一个风速档位，记录风速仪测得出风口的风速为a；
二、以风速a为基准，将出风口风速分为d个等级，各等级对应风速分别为：a*（d-1）/d、a*（d-2）/d、…..、a*1/d、0；
三、持续运行新风系统，当风速仪检测到风速值为a*（d-1）/d时，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P1；以此类推，分别记录出风口风速为a*（d-2）/d、…..、a/d、0时，对应的风机即时功率P2、……、Pd，将P1、P2、……、Pd作为参照功率；
四、按同样方法取得不同风速档位下的参照功率；
五、实时检测实际使用中新风系统的风机的工作电流和工作电压，并计算风机即时功率；
六、实时比较风机即时功率和与当前档位对应的参照功率，获得过滤装置的堵塞状态。
2.一种新风系统过滤装置堵塞判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
一、将新过滤装置安装在实验用新风系统中，在新风系统的出风口安装风速仪，启动新风系统，设定一个风速档位，记录风速仪测得出风口的风速为a0，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P0；
二、持续运行新风系统，当出风口的风速降为a1时，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P1；其中a1为需要更换过滤装置的临界风速；
三、保持新风系统运行状态，关闭新风系统的出风口，检测风机即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P2；
四、根据公式Pc=P0-P1/ P0-P2计算获得Pc值；
五、按同样方法，获得各风速档位下的Pc值，作为参考值，均记入成品新风系统；
六、成品新风系统使用前，试运行新风系统，分别检测风机在不同风速档位下的即时工作电流及电压，计算风机即时功率，并记录功率P0’-1、P0’-2、……；然后，保持新风系统运行状态，关闭新风系统的出风口，重新检测风机在不同风速档位下的即时工作电流及电压，再计算风机即时功率，并记录功率P2’-1、P2’-2、……；
七、实时检测实际使用中新风系统的风机的工作电流和工作电压，并计算风机即时功率P1’，选取当前风速档位对应的P0’和P2’值，并根据公式Pc’=P0’-P1’/ P0’-P2’计算获得Pc’值；
八、对比Pc’和对应当前档位的Pc值，获得过滤装置堵塞状态。
3.一种新风系统过滤装置堵塞判断方法，其特征在于，实时检测新风系统的风机的工作电流和工作电压，并计算风机即时功率；对比即时功率和预设的参考功率，获得过滤装置相应的堵塞状态。
4.一种具有过滤装置堵塞状态检测功能的新风主机，其特征在于，包括风机、过滤装置、主控模块、用于控制风机启停及转速的风机控制模块、用于采样风机即时工作电流和电压的功率检测模块；风机设置于过滤装置的出风侧，主控模块分别与风机控制模块和功率检测模块连接，风机控制模块和功率检测模块分别与风机的电路连接；控制模块预存有堵塞状态参考功率，控制模块接收功率检测模块输出的电流及电压采样信号，运算获得风机即时功率，比较即时功率与参照功率，当即时功率达到参照功率时，输出过滤装置堵塞状态信息。
5.根据权利要求4所述的新风主机，其特征在于，所述主控模块包括：预存有参考功率的存储器、功率计算器、比较器；
功率计算器接收功率检测模块输出的电流采样信号和电压采样信号，并将计算获得的风机当前功率输出到比较器，比较器读取存储器中的参考功率值与功率计算器输入的功率值比较，并输出比较结果。
6.一种具有过滤装置堵塞状态检测提示功能的新风系统，包括主机、通风管道、室内控制器、至少一个室内出风口，其特征在于，所述主机内设有风机、过滤装置、控制装置，风机设置于过滤装置的出风侧，主机的出风口通过通风管道与室内出风口连通；控制装置包括用于控制风机启停及转速的风机控制模块、用于采样风机即时工作电流和电压的功率检测模块、无线收发模块、主控模块；无线收发模块与主控模块连接，主控模块分别与风机控制模块和功率检测模块连接，风机控制模块和功率检测模块分别与风机的电路连接；主控模块预存有堵塞状态参考功率，主控模块接收功率检测模块输出的电流及电压采样信号，运算获得风机即时功率，比较即时功率与参照功率，当即时功率达到参照功率时，输出过滤装置堵塞状态信息到无线收发模块。
7.根据权利要求6所述的新风系统，其特征在于，所述室内控制器包括无线信号收发器、编解码器、显示装置、声音提示器、输入装置，所述无线信号收发器与编解码器连接，编解码器通过不同接口分别与显示装置、声音提示器、输入装置的驱动电路连接；
所述主控模块包括预存有参考功率的存储器、用于功率计算的功率计算器、用于功率比较的比较器、用于选择堵塞状态提示信号的选择器、编解码器；
功率计算器接收功率检测模块输出的电流采样信号和电压采样信号，并将计算获得的风机当前功率输出到比较器，比较器读取存储器中的参考功率值与功率计算器输入的功率进行比较，比较结果输出到选择器，选择器根据比较结果选择输出对应的提示信号，经编解码器编码后，由无线收发模块发送到室内控制器的无线信号收发器，再经编解码器解码后，输出对应信号到显示装置和/或声音提示器的驱动电路，驱动显示装置和/或声音提示器进行显示或提示过滤装置的堵塞状态；
控制器的输入装置输入信息，经编解码器编码后由无线信号收发器发送到主机的无收信号收发模块；主机的主控模块采样无收信号收发模块的数据，经解码后，输出到风机控制模块，风机控制模块向风机的电源电路输出控制风机的转速及启停的信号。
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