CN105841281A - 一种风感应装置和新风系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种风感应装置和新风系统，旨在提供一种低成本的风感应方案。包括PTC感温电路及其控制电路；PTC感温电路中的PTC热敏电阻设置于风道的风口位置；PTC热敏电阻和第一电阻的连接端引出有作为控制电路的输入端的第一电压输出端；控制电路根据输入端的电压信号输出控制空气净化装置的控制信号。风道内有新风持续流动时，PTC热敏电阻阻值降低，使得第一电压输出端电压上升，控制电路基于此给后级电路输出控制信号，启动空气净化装置工作；相比于通过线缆将风机启动信号传输给空气净化器，本案省去线缆，基于PTC热敏电阻的分压变化来判断是否有新风进入，以低成本实现了新风联动系统。

Description

一种风感应装置和新风系统

技术领域

本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种风感应装置和新风系统。

背景技术

新风系统，根据在密闭的室内一侧用专用设备向室内送新风，再从另一侧由专用设备向室外排出，在室内会形成“新风流动场”，从而满足室内新风换气的需要。

但是，室外空气受雾霾等天气的影响，若不经过净化、过滤等措施直接送入室内，即使形成新风流动场，也起不到室内新风换气的实质性作用，因此，通常需要再将新风送入室内之前，使用空气净化装置净化新风再送入室内。

现有技术中，通常在新风系统中风道的室内一端安装空气净化装置，风道的一端安装风机向室内输送新风，风机启动设备与空气净化装置通过线缆实现有线连接，当启动风机的同时，会将启动信号通过线缆传输到空气净化装置，启动信号启动空气净化装置工作，将风机抽入的室外空气净化后输入室内。可见，这种联动控制方式需要在风道中预埋线缆来实现风机启动信号传送至空气净化装置，线缆的造价成本高，这使得新风系统存在造价成本高的技术问题。

发明内容

本申请实施例通过提供一种风感应装置和新风系统，解决现有技术中使用线缆连接的新风联动系统成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用以下技术方案予以实现：

提出一种风感应装置，包括PTC感温电路和控制电路；所述PTC感温电路包括第一供电电源、PTC热敏电阻和第一电阻；其中，所述PTC热敏电阻设置于风道的风口位置，其一端连接所述第一供电电源，另一端连接所述第一电阻，所述第一电阻的另一端接地；与所述PTC热敏电阻和所述第一电阻的连接端引出有第一电压输出端，所述第一电压输出端连接所述控制电路的输入端；所述控制电路，基于其输入端的电压信号输出控制信号。

提出一种新风系统，包括风道、安装于风道一端的风机和风道另一端的空气净化装置，以及设置于所述风道的风口位置的风感应装置；所述风感应装置包括PTC感温电路和控制电路；所述PTC感温电路包括第一供电电源、PTC热敏电阻和第一电阻；其中，所述PTC热敏电阻设置于风道的风口位置，其一端连接所述第一供电电源，另一端连接所述第一电阻，所述第一电阻的另一端接地；与所述PTC热敏电阻和所述第一电阻的连接端引出有第一电压输出端，所述第一电压输出端连接所述控制电路的输入端；所述控制电路，基于其输入端的电压信号输出控制信号；所述控制电路的输出端连接所述空气净化装置的控制输入端，实现所述控制电路输出的控制信号控制所述空气净化装置启动或停止工作。

与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：本申请提出的风感应装置中，在风道的风口处设置有PTC热敏电阻，PTC热敏电阻的特性在于上电工作会使其温度上升，从而引起阻值增大，则与第一电阻分压后，于第一电压输出端的分压会减小，而在新风通过风道时，处于风口处的PTC热敏电阻在风流动过程中带走热量而温度降低，从而引起阻值减小，则第一电压输出端的分压会迅速增大，给后级电路提供一个敏感度较高的输出控制信号；则基于此特性，可以在风感应装置上电稳定工作后，根据检测到的第一电压输出端的分压变化，来判断PTC热敏电阻的阻值，从而判断风口是否有新风进入，例如，设定一个电压阈值，根据第一电压输出端的电压变化，在大于电压阈值时，说明PTC热敏电阻温度下降是由于新风流动引起的，可以输出控制空气净化装置开启工作净化风道进入的新风的控制信号，若小于电压阈值，则说明PTC热敏电阻温度在合理波动范围内，没有新风流动带走热量，则可以输出控制空气净化装置关闭的控制信号。

上述，使用本申请提出的风感应装置的新风系统，将风感应装置置于新风系统的风道风口位置，与空气净化装置相邻，甚至可以与空气净化装置集成，通过PTC热敏电阻的分压变化来判断风口是否有新风进入，相比于现有技术中使用线缆将风机启动信号传输给空气净化装置来启动空气净化装置工作，基于本案的新风联动系统，无需使用线缆连接风机启动设备和空气净化装置，以低成本实现检测风道内是否有新风进入，解决了现有技术中使用线缆连接的新风联动系统成本高的技术问题。

且，由于PTC热敏电阻的阻值变化会使第一电压输出端的分压迅速增大，给后级电路提供的是一个敏感度较高的输出控制信号，使得本案相比于现有技术中线缆传输风机启动信号的方式具备更高的检测灵敏度。

附图说明

图1为本申请提出的风感应装置的组成架构图；

图2为本申请提出的PTC感温电路输出分压Vp的曲线图；

图3为本申请提出的风感应装置的组成架构图；

图4本申请提出的新风系统架构图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种风感应装置和新风系统，解决现有技术中使用线缆连接的新风联动系统成本高的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。

如图1和图2所示，本申请提出的风感应装置，包括PTC感温电路和控制电路； PTC感温电路包括第一供电电源VCC、PTC热敏电阻Rp和第一电阻R1；PTC感温电路和控制电路都规划在一个控制电路板上；该控制电路板，尤其是PTC热敏电阻Rp要设置于风道的风口位置，其一端连接第一供电电源VCC，另一端连接第一电阻R1，第一电阻R1的另一端接地；与PTC热敏电阻Rp和第一电阻R1的连接端引出有第一电压输出端Vp，第一电压输出端Vp连接控制电路的输入端。

PTC热敏电阻的特性在于：上电工作能使其温度上升，温度上升会引起阻值增大，则PTC热敏电阻与第一电阻分压后，于第一电压输出端的分压Vp会减小，而在新风通过风道时，处于风口处的PTC热敏电阻在风流动过程中带走热量而温度降低，从而引起阻值减小，则第一电压输出端的分压Vp会增大，本案便是基于此特性，利用PTC热敏电阻的分压来判断风道中是否有新风进入。

控制电路的输出端基于输入端的电压信号输出控制信号，输出的控制信号用来控制新风系统中空气净化装置的启动或者关闭；例如，控制电路可以为基于三极管的驱动电路，第一电压输出端Vp可直接接到三极管基极，利用三极管特性，集电极接后级电路，后级电路可输出高、低两种不同的控制信号，用来控制新风系统中空气净化装置的开启或关闭；控制电路还可以为基于反相器的驱动电路，反相器输出端接后级电路，后级电路可输出高、低两种不同的控制信号来控制新风系统中空气净化装置的开启或关闭；控制电路还可以是MCU或单片机等集成芯片控制模块及其外围电路，根据第一电压输出端Vp的输出的电压，输出控制信号来控制新风系统中空气净化装置的开启或关闭。甚至，控制电路还可以集成于空气净化装置中，与空气净化装置一同置于风道风口位置。

以控制电路为单片机或者MUC为例，可以在风感应装置上电稳定工作后，设定一个电压阈值，根据第一电压输出端的电压变化，在大于电压阈值时，说明PTC热敏电阻温度下降是由于新风流动引起的，则单片机或MCU输出第一控制信号，该第一控制信号可以作为控制空气净化装置开启工作净化风道进入的新风的启动信号，若小于电压阈值，则说明PTC热敏电阻温度在合理波动范围内，没有新风流动带走热量，则单片机或MCU输出第二控制信号，控制空气净化装置关闭。

而基于本申请提出的风感应装置的新风系统，可以将风感应装置置于新风系统的风道风口位置，与空气净化装置相邻，甚至可以与空气净化装置集成，通过PTC热敏电阻的分压变化来判断风口是否有新风进入，相比于现有技术中使用线缆将风机启动信号传输给空气净化装置来启动空气净化装置工作，基于本案的新风联动系统，无需使用线缆连接风机启动设备和空气净化装置，以PTC热敏电阻和第一电阻组成简单的电路，根据PTC热敏电阻的阻值变化来判断风道内是否有新风流动，从而实现对空气净化装置的开启或关闭，以低成本实现检测风道内是否有新风进入的技术效果，解决了现有技术中使用线缆连接的新风联动系统成本高的技术问题。

如图2所示，为分压Vp的电压输出曲线图，PTC感温电路上电后，分压Vp会迅速上升，上电后到T1这段时间，中间会有分压值大于阈值电压V2的情况，将这段时间作为风感应装置的初始化时间，也即PTC热敏电阻工作至稳定状态时间；PTC热敏电阻工作稳定后，电阻阻值会随着温度升高而增大，则分压Vp开始减小，直至稳定在电压V4上。因此，在本申请实施例中，控制电路需要控制延时T1时间后再采样分压Vp的值。

在分压Vp的值大于V4而小于阈值电压V2时，这种微小的变化可认为风道中有干扰风吹过，不是风机吹出的持续风，但当分压Vp的值升高到V2并持续增大时，说明风机已经开启吹出持续风，使得PTC热敏电阻温度降低而阻值减小。

第一电阻R1可以为可调电阻，根据环境情况调整输出的分压Vp在电路工作稳定后输出电压值低于或等于阈值电压V2。

优选的，如图3所示，本申请实施例提出的风感应装置，在控制电路的一种优选实施例中，控制电路包括环境温度检测电路和比较电路U1；环境温度检测电路包括环境温度感温头Rn和第二电阻R2；环境温度感温头Rn，例如NTC热敏电阻，其一端接地，另一端连接第二电阻R2；第二电阻R2的另一端连接第一供电电源VCC；第二电阻R2与环境温度感温头Rn的连接端引出有第二电压输出端Vn；第一电压输出端Vp连接比较电路的第一输入端，第二电压输出端Vn连接比较电路的第二输入端；比较电路U1的输出端作为控制电路的输出端。

本申请实施例中，环境温度检测电路的输出分压Vn作为比较电路的参考电压使用，PTC感温电路的输出分压Vp与参考电压Vn比较，根据比较情况输出两种不同的输出电平作为控制信号。

本案中，环境温度感温头不同于PTC热敏电阻，其不受风道内新风流动而产生温度的显著变化。在外界环境温度稳定的情况下，该环境温度感温头的阻值也是稳定的。

具体的，以比较电路为运算放大器为例，其中，比较电路的第一输入端为运算放大器的反相输入端，比较电路的第二输入端为运算放大器的同相输入端，比较电路的输出端为运算放大器的输出端；在上电工作后，环境温度检测电路的分压输出Vn会稳定输出至运算放大器的反相输入端，为运放提供基准电压，该基准电压也即本案中的阈值电压；PTC感温电路的分压输出Vp会瞬间增大，然后随着PTC热敏电阻的发热，Vp会快速降低，最终Vp会稳定在一个小于Vn的值上，此时运放输出低电平，也即第二控制信号至控制电路；当风道内有新风持续流动时，Vn不受风的影响或者影响较小而保持稳定，PTC热敏电阻会受风影响迅速散热而温度降低，导致阻值减小，从而PTC感温电路输出分压Vp迅速增大，则输入运放的同相端的电压增大，当Vp大过反相输入端电压Vn时，运放输出高电平，也即第一控制信号至控制电路。需要注意的是，当Vp大于Vn时，要保证选取的运放电压增益满足（Vp-Vn）/2≥VCC，当Vp小于Vn时，要保证选取的运放电压增益满足（Vp-Vn）/2≤0。

在PTC热敏电阻选型时，要求PTC热敏电阻从上电瞬间到稳定输出的时间要尽可能的短。

环境温度检测电路的存在，使该风感应装置的工作温度范围广，适应性强。当环境温度低时，受环境温度感温头特性的影响，环境温度感温头的阻值会增大，输出分压Vn会较常温时高，这样可以避免在没有新风持续流动时，单靠周围环境对PTC热敏电阻降温，即使到达原先常温时运放可输出电压的Vp值，由于基准电压的升高，运放一样不会有输出电压；同理，当环境温度高时，环境温度感温头的阻值会减小，输出分压Vn会较常温时低，由于外界环境温度高，PTC散热慢，即使有风吹过Vp也不会升高到原先常温时运放可输出电压的Vp值，但由于Vn的降低，即使降不到原先常温时运放可输出电压的Vp值，运放也会有输出电压。

此外，为了应对外部环境的多样性，在安装风感应装置时，为了更好的为运放提供基准电压Vn，可以在环境温度感温头上并联一个可调电阻器R3，用于对外部环境的温度补偿。

基于上述提出的风感应装置，本申请提出的新风系统包括需要换新风的封闭空间以及用于换新风的风道，风道的一端安装风机，另一端安装空气净化装置；在风道的风口位置设置上述提出的风感应装置，保证PTC热敏电阻设置于风机风口的位置；如图4所示，控制电路41的输出端连接空气净化装置44的控制输入端，实现在控制电路输出的控制信号控制空气净化装置启动或者停止工作。

具体的，当没有开启新风系统时，空气净化装置不工作，当开启新风系统后，风机启动工作，新风从风口持续流动进入风道42，风口43位置的PTC热敏电阻热量被持续新风带走而温度下降，导致PTC感温电路的输出分压Vp迅速上升，在上升高于阈值电压后，控制电路输出控制信号并作为空气净化装置的启动信号启动空气净化装置工作，净化风机导入的新风，使得进入封闭空间的空气为净化过的新风。

上述，本申请提出的风感应装置和新风系统，在风道的风口处设置风感应装置，基于该风感应装置中的PTC热敏电阻降温后阻值减小的特性，当风道内有持续新风流动时，PTC感温电路输出分压Vp快速增大，当增大超过阈值电压时，判断风道内有新风持续流动，该阈值电压可以根据实际环境情况来设定。这通过PTC热敏电阻分压的变化来判断风口是否有新风持续流动，从而产生控制信号控制空气净化装置启动的方式，不是将风机启动信号作为空气净化装置的启动控制信号，相比于现有技术中使用线缆将风机启动信号传输给空气净化装置来启动空气净化装置工作，省去了线缆的成本、更无需预埋线缆，具有低成本、设计简单的技术效果，解决了现有技术中使用风速传感器感应新风时存在的成本高的技术问题。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.风感应装置，其特征在于，包括PTC感温电路和控制电路；所述PTC感温电路包括第一供电电源、PTC热敏电阻和第一电阻；其中，所述PTC热敏电阻设置于风道的风口位置，其一端连接所述第一供电电源，另一端连接所述第一电阻，所述第一电阻的另一端接地；

与所述PTC热敏电阻和所述第一电阻的连接端引出有第一电压输出端，所述第一电压输出端连接所述控制电路的输入端；

所述控制电路，基于其输入端的电压信号输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的风感应装置，其特征在于，所述风感应装置的控制电路可以是环境温度检测电路和比较电路；

所述环境温度检测包括环境温度感温头和第二电阻；所述环境温度感温头一端接地，另一端连接所述第二电阻；所述第二电阻的另一端连接所述第一供电电源；所述第二电阻与所述环境温度感温头的连接端引出有第二电压输出端；

所述第一电压输出端连接所述比较电路的第一输入端，所述第二电压输出端连接所述比较电路的第二输入端；所述比较电路的输出端为所述控制电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的风感应装置，其特征在于，所述比较电路为运算放大器，所述比较电路的第一输入端为运算放大器的反相输入端，所述比较电路的第二输入端为运算放大器的同相输入端，所述比较电路的输出端为运算放大器的输出端。

4.根据权利要求1所述的风感应装置，其特征在于，与所述环境温度感温头并联有一可调电阻器。

5.一种新风系统，包括风道、安装于风道一端的风机和风道另一端的空气净化装置；其特征在于，还包括如权利要求1-4任一项所述的风感应装置；且所述风感应装置设置于所述风道的风口位置；所述控制电路的输出端连接所述空气净化装置的控制输入端，实现所述控制电路输出的控制信号控制所述空气净化装置启动或停止工作。