CN105182785B - 一种智能家居系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能家居系统，包括系统控制主机及分别与其连接的空气处理装置、热泵加热装置、水净化装置、终端，终端与系统控制主机连接，空气处理装置、水净化装置分别与热泵加热装置连接，系统控制主机连接温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器及反映水质量的TDS传感器。本发明智能家居系统可以有效地改善室内的空气质量，为室内提供达到优良级指标的空气，为使用者提供健康、卫生的生活用水和饮用水，通过热泵加热装置为室内提供生活热水；由于本发明热泵加热装置连接空气处理装置排风口，因此，本发明在冬季使用时有明显节能效果。本发明充分体现了节能、绿色、健康、舒适、智能化等技术特点。

Description

一种智能家居系统

技术领域

本发明涉及家居环境的监测和改善技术领域，更为具体来说，是一种智能家居系统。

背景技术

随着城市工业化的发展，空气污染、水污染越来越严重，人们即使置身于室内，也无时不受周边环境的侵扰。

为了解决上述问题，申请号为201310560802.3的中国发明专利公开了一种智能型家用空气加湿系统，由加湿设备内部水位检测单元、空气湿度采集单元、输入参数设定单元、输入单元、定时单元、智能单片机控制单元、输出单元和湿度输出调节单元组成，输入参数设定单元、定时单元、空气湿度采集单元、加湿设备内部水位检测单元经过输入单元连接到智能单片机控制单元，智能单片机控制单元经过输出单元连接到湿度输出调节单元。

上述技术方案虽然在一定程度上改善了室内环境的湿度问题，但是，一个适宜的家居环境不仅仅需要合适的湿度，还需要相对纯净的空气和水。

申请号为201420481398.0的中国发明专利公开了一种基于物联网的智能家居环境调节系统，包括家电控制模块，家电控制模块向家中加湿器、空调、抽油烟机、换气扇等设备发送无线信号，开启开关，进行环境调节，当多源数据采集模块采集的信息经信息传感器传递至中央控制器，中央控制器对信号信息进行判断，信息数据在健康范围之内，则发送信号值家电控制模块，停止开关，此次环境调节结束。

上述技术方案虽然对室内空气环境进行了调节，但是该方案并没有对家居生活的水进行调节，而且该方案采用的都是传统的设备，无法实现能源的充分利用。

因此，获得一种绿色、健康、智能化的家居系统成为了本领域技术人员研究的重点。

发明内容

为克服现有家居系统的功能局限、难以彻底地解决相关家居环境问题等缺陷，本发明提供了一种智能家居系统，可提供适宜人类呼吸的空气和健康的生活用水、饮用水，本发明巧妙利用空气源热泵工作原理将置换出室内的废气中的储热吸收，加热生活用水，实现了能量的充分利用，节能效果好。

为实现上述目的，本发明公开了一种智能家居系统，包括系统控制主机及分别与系统控制主机连接的空气处理装置、热泵加热装置、水净化装置、终端，终端与系统控制主机有线/无线连接，空气处理装置、水净化装置分别与热泵加热装置连接，系统控制主机连接安装在室内的温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器及反映水质的TDS传感器；空气处理装置包括排风机，热泵加热装置包括热泵主机，排风机的排风口连接至热泵主机的换热器；排风管道和进风管道共用同一侧壁。

本发明通过系统控制主机、终端、传感器、空气处理装置及水净化装置等实现对室内环境的智能化监测和调节，改善室内空气和水的质量，提供一种适于人类健康生存的家居环境。

另外，本发明创新地利用空气源热泵装置将室内排出的空气储能加热生活用水，具有显著的节能技术效果。

除此之外，为提高进入室内空气的温度，同时避免了单独设置加热或者制冷空气的装置而浪费电能的情况发生，本发明采用排风管道、进风管道共用同一侧壁的方式，使室内排出的空气与室外进来的空气进行热交换，即提高或降低了进入室内空气的温度，又避免了电能的浪费，避免了空气储能的流失。

进一步地，排风机旁安装有进风机，进风管道、排风管道内都安装有通风风阀。

进一步地，侧壁上安装有循环风阀，沿进风方向循环风阀设于通风风阀内侧，当进风管道内和排风管道内的通风风阀都关闭时，循环风阀打开，实现室内空气的内循环。

进一步地，进风机包括设于室外的进风口和设于室内的出风口，进风管道内、通风风阀两侧分别安装有过滤网，靠近出风口的过滤网孔径大于远离出风口的过滤网孔径；进风管道内安装有光触媒杀菌设备、初效过滤网和高效过滤网，活性碳过滤网、加湿器，排风管道两端分别为回风口、排风口，回风口设于室内、排风口设于室外，排风风道内也安装有过滤网。

本发明不仅对从室外进入室内的空气进行过滤、加湿、消毒等处理，同时本发明还对室内排出的空气进行处理，避免了室内排出的废气对大气环境的污染。

进一步地，热泵加热装置包括水箱、热泵主机，热泵主机的冷凝器伸入水箱，水箱内安装有温度传感器。

进一步地，水净化装置包括依次水管连接的一级净水器和二级净水器，一级净水器入水口连接自来水管，一级净水器出水口分别连接至二级净水器、水箱和其它生活用水设施，二级净水器出水口连接一个带有压力的储水罐，在压力罐出水口设有三通或多通管、其中三通或多通管一个出口连接到加湿器进水口端，其他出口可以根据需要连接至纯水用出水龙头、一级净水器出水口、二级净水器出水口安装有连接系统控制主机且用于反映水质的TDS传感器。

进一步地，一级、二级净水器上都设有排污口。

进一步地，系统控制主机为单片机控制器。

进一步地，空气质量传感器包括二氧化碳传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器。

本发明的有益效果为：本发明智能家居系统可以有效地改善室内的空气质量，为室内提供达到优良级指标的空气，为使用者提供健康、卫生的生活用水和饮用水，通过热泵加热装置为室内提供更多的生活热水；由于本发明热泵加热装置连接空气处理装置排风口，因此，本发明在冬季使用时有明显节能效果。本发明的智能家居系统充分体现了节能、绿色、健康、舒适、智能化等技术特点。

附图说明

图1为智能家居系统组成图。

图2为空气处理装置结构图。

图3为热泵加热装置结构图。

图4为水净化装置结构图。

图5为实施例二的系统组成图。

图6为实施例三的系统组成图。

图中，

1、热泵加热装置；10、热泵主机；11、水箱；2、系统控制主机；3、终端；4、温度传感器；5、湿度传感器；6、空气质量传感器；7、空气处理装置；70、出风口；71、光触媒杀菌设备；72、进风机；73、加湿器；74、过滤网；75、侧壁；76、进风口；77、回风口；78、排风机；79、排风口；8、水净化装置；80、一级净水器；81、二级净水器；82、TDS传感器；83、排污口；84、储水罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构进行详细解释和说明。

实施例一：

如图1-4所示，本发明的一种智能家居系统将室内空气净化系统、全屋净水系统、全屋热水系统集合在一起，通过中心系统控制主机进行控制，并可通过终端设备远程进行控制。本发明的空气净化为中央空气净化既全屋空气净化系统，水净化为中央水处理净化既全屋水净化系统。

本发明包括系统控制主机2及分别与系统控制主机2连接的空气处理装置7、热泵加热装置1、水净化装置8、终端3，终端3与系统控制主机2有线/无线连接，空气处理装置7、水净化装置8分别与热泵加热装置1连接，系统控制主机2连接安装在室内的温度传感器4、湿度传感器5及空气质量传感器6。上述的连接可为有线或无线连接，系统控制主机2可采用单片机控制器、PC机等相关控制组件，终端3包括但不限于手机、平板电脑、PC机、智能手环、智能手表等供人机交互的电子设备，电子设备使用的操作系统根据需要选用，包括但不限于安卓、I OS系统等。空气质量传感器6包括但不限于二氧化碳传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器等。

对系统控制主机2进行编程，按照用户事先设定的标准自动调节室内空气质量、水净化装置8开关机时间及制取净化水的量、室内热泵加热装置1加热水的温度及开关机时间，本发明的热泵加热装置1为室内空气源热泵主机。在系统控制主机2的控制下，通过温度传感器4、湿度传感器5及空气质量传感器6等传感器实时监控室内的温度、湿度、空气质量等环境因素，当这些环境因素不适于人类生活时，系统控制主机2会根据事先设定的各个环境参数对室内空气、水进行调节，用户可通过终端3或者系统控制主机2查看以及控制上述监测过程和调节过程，实现了智能化的家居系统。

如图2所示，空气处理装置7包括室内中央空气水净化装置、新风置换装置以及加湿装置。更为具体地，空气处理装置7包括排风机78、进风机72，排风机78旁安装有进风机72，排风管道和进风管道共用同一侧壁75，对于排风管道和进风管道共用同一侧壁75的结构，可以有多种情况，如图2中的结构，两个紧挨的排风管道进风管道，在室外空气流入室内、室内空气排到室外的过程中，实现流入空气和流出空气的热交换，提高流入室内空气的温度，根据需要，进风管道也可采用两个套管的结构，如排风管道为内管、进风管道为外管或者排风管道为外管、进风管道为内管，以实现热交换目的为主，当然，在本发明的技术启示下，本领域技术人员也可以采用其他实现热交换的结构。为控制进气和出气，本发明进风管道、排风管道内都安装有通风风阀。侧壁75上安装有循环风阀，沿进风方向循环风阀设于通风风阀内侧。进风机72包括设于室外的进风口76和设于室内的出风口70，进风口76至出风口70的进风管道内依次安装有过滤网74、光触媒消毒杀菌设施71、加湿器73、过滤网74，过滤网74对空气杂质进行过滤，过滤网74包括初效过滤网、高效过滤网、活性碳过滤网，光触媒杀菌设备71对空气进行杀毒，加湿器73改善空气湿度。排风管道两端分别为回风口77、排风口79，回风口77设于室内、排风口79设于室外。本发明空气处理装置7向室内延伸出多个出风口70和回风口77，出风口70和回风口77的具体个数根据房间大小和房间内布置情况而定。

如图3所示，本发明的热泵加热装置1为空气源热泵中央热水加热装置，其包括热泵主机10、水箱11，热泵主机10冷凝器伸入水箱11，水箱11内安装有用于测水温的温度传感器，温度传感器与系统控制主机2连接。

需要指出的一点，本发明创新地将热泵加热装置1包括热泵主机10，排风机78的排风口79接至热泵主机10的换热器，将室内排出空气中的热能通过热泵系统转化为水的热量，明显具有节能的效果。

如图4所示，本发明的水净化装置8为室内中央纯净水装置，其包括依次水管连接一级净水器80和二级净水器81，一级净水器80入水口连接自来水管，一级净水器80出水口分别连接至二级净水器81、水箱11，二级净水器81出水口连接带有压力的储水罐84、出水龙头、加湿器；二级净水器出水口安装有连接系统控制主机2且反映水质的TDS传感器82。一级、二级净水器81上都设有排污口83。

本发明水净化装置8和热泵加热装置1向室内伸出多个热水给水和供水管路端口，每个端口提供相应的热水或者纯净水，这些端口都通过端口处的功能探头与系统控制主机2连接。

本发明的智能家居系统在工作时，由系统控制主机2对整个智能家居系统进行控制。

本发明的智能家居系统具有两种模式，“设定运行模式”和“自动运行模式”两种。

当选用“设定运行模式”，使用者可以预先设定系统的开关机时间及要求达到的空气质量标准、空气湿度、热水温度、纯水制取量，上述各个参数需要预先输入系统，本系统将按预先输入的指令运行，达到预设标准后，各功能设备自行关闭。

当选用“自动运行模式”时，也即系统内置的标准运行参数模式，自动运行，达到系统自身的设定标准时系统自行关闭，低于系统自身的标准自行开机运行。

下面以“自动运行模式”为例说明：

系统开启时，空气处理装置7打开进风管道、排风管道内的通风风阀，此时空气处理装置处于新风置换状态下，通过进风机72、排风机78置换室内的空气，从室外进入室内的空气经过过滤网74过滤、光触媒杀菌设备71杀毒、加湿器73加湿，当然，需要除湿时，也可以按照需要增加除湿设备，运行时间的长短根据需要设置，新风置换时间可选为10分钟，关闭通风风阀，打开循环风阀，空气在室内循环，系统进入室内空气循环净化模式，如图2所示，空气在室内循环时通过过滤网74过滤、光触媒杀菌设备71杀毒、加湿器73加湿，通过室内各个传感器探头对室内空气情况进行监控，同时对回风口77的空气质量进行检测，包括通过二氧化碳传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器、湿度传感器对回风口出来的空气进行检测，并将数据传至系统控制主机，当传回的空气质量数据达到设定值时，空气处理装置7停机，当达到开机标准值既当室内的空气质量低于设定的标准时，系统自动开机工作；另外，对系统控制主机2的设定值时，按照国家统一的大气划分标准执行；对于热泵加热装置1，特别是冬季时，空气处理装置7的排风机78排出的空气送到热泵主机10的蒸发器端口，排出空气的热量被热泵主机10利用，该部分热量加热水箱11中的水，水箱11内安装有温度探头，系统控制主机2根据用户预先设定的水箱11温度值判断是否控制热泵主机10对水箱11内的水进行加热，具体地，热泵加热装置是否开机及水温信息通过系统控制主机显示器显示，并可在终端查看，当系统显示的水温低于设定的标准水温时，热泵加热装置开机加热，本实施例中标准水温设置为3℃，热泵加热装置1通过蒸发器使用室内排出的废气的余热来加热水，当水温达到设定温度后，热泵加热装置自动停机；对于水净化装置8，系统控制主机2实时监测一级净水器80和二级净水器81流出水的水质情况，水净化装置8的各个数据信息在系统控制主机2的显示屏上显示，并显示二级净水器81的开启和关闭的状态，如果TDS值高于设定TDS值，提醒用户更换滤芯或整个净水器，一级净水器80流出的水引入水箱11和喷淋头、用于洗澡，二级净水器81流出的水流入储水罐84存储，储水罐84连接一个三通管，三通管其中一路为加湿器73提供加湿用水，加之其内设有液位控制装置和防溢流装置，本发明通过纯水压力罐将水送入加湿器储水槽，加湿情况通过湿度传感器5传入系统控制主机2，通过系统控制主机2根据预先设定的数据控制加湿器开关73开关，三通管另一路提供饮用、做饭的水，并上述步骤都自动运行，另外，系统控制主机2根据实际需要判断一级净水器80和二级净水器81需要处理的水量。

本发明的系统控制主机2自动计算各功能部件的运行时间，包括空气处理装置7和水净化装置8的各个执行净化功能的滤网，转入工作计时，并按使用时间累积将其使用状态分别显示优、良、一般、较差、超限五档，并分别用不同颜色在屏幕上显示出来，当使用已达较差时，系统开始报警，提示及时更换，当使用到达超限时，系统将自行停止工作，直到更换新的过滤装置，被更换的部件监控原数据通过重置键请零并重新开始计时。本发明的系统控制主机2可根据实际情况设定自动开关机时间，具有工作效率高、节能的特点。

实施例二：

实施例二的各部分结构与实施例一基本相同。其区别在于：如图5所示，热泵主机10蒸发器换气部分直接置于室内，排气部分通过新风机组的送风管道送入室内各个房间，在夏季，热泵主机10可以将吸收热量后的空气通过排风口79送入室内，为室内制冷，可以起到降温的作用，进一步节约了能源，实现了“一能多用”。

实施例三：实施例三的各部分结构与实施例二基本相同。其区别在于：如图6所示，排风部分通过新风机组的排风管道连接空气处理装置7的排风管道，排出室外。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能家居系统，包括系统控制主机(2)及分别与系统控制主机连接的空气处理装置(7)、热泵加热装置(1)、水净化装置(8)、终端(3)，终端与系统控制主机有线/无线连接，其特征在于：空气处理装置、水净化装置分别与热泵加热装置连接，系统控制主机连接安装在室内的温度传感器(4)、湿度传感器(5)、空气质量传感器(6)及TDS传感器(82)；

空气处理装置包括排风机(78)和进风机(72)，排风机安装于进风机旁；进风机包括设于室外的进风口(76)和设于室内的出风口(70)，进风管道内、通风风阀两侧分别安装有过滤网(74)，靠近出风口的过滤网孔径大于远离出风口的过滤网孔径；进风管道内安装有光触媒杀菌设备(71)、加湿器(73)；排风管道两端分别为回风口(77)、排风口(79)，回风口设于室内、排风口设于室外，排风风道内也安装有过滤网；排风管道和进风管道共用同一侧壁(75)；

热泵加热装置包括热泵主机(10)，排风机的排风口连接至热泵主机的换热器；

水净化装置包括依次水管连接的一级净水器(80)和二级净水器(81)，一级净水器入水口连接自来水管，一级净水器出水口分别连接至二级净水器、水箱，二级净水器出水口连接储水罐(84)、出水龙头、加湿器；二级净水器出水口安装有连接系统控制主机的TDS传感器。

2.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于：进风管道、排风管道内都安装有通风风阀。

3.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于：侧壁上安装有循环风阀，沿进风方向循环风阀设于通风风阀内侧。

4.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于：热泵加热装置包括水箱(11)，热泵主机的冷凝器伸入水箱，水箱内安装有温度传感器。

5.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于：一级、二级净水器上都设有排污口(83)。

6.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于：系统控制主机为单片机控制器。

7.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于：空气质量传感器包括二氧化碳传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器。