CN105864974B - 一种空气质量监测及循环净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空气质量监测及循环净化系统，用于解决日益严重的室内空气环境污染问题。本发明的空气质量监测及循环净化系统包括检测系统、净化系统和控制系统；检测系统用于对目标空间中的空气取样、检测，并将检测结果输送至控制系统，控制系统对检测结果进行分析，根据分析结果控制净化系统的启停动作，净化系统用于吸取室内空气，并对其进行净化。本发明通过在室内设置取样装置，从室内直接进行空气取样，能够实时获取室内空气质量，尤其是PM2.5的实时状况，及时进行室内空气的循环净化，对室内环境的改善具有显著意义。此外，本发明采用激光检测装置，检测精度高，并且控制系统实现了空气检测、净化的自动控制和集中管理，使用方便。

Description

一种空气质量监测及循环净化系统

技术领域

本发明涉及空气净化领域，具体涉及一种对封闭空间内空气质量进行监测并循环净化的系统，该系统包括检测系统、净化系统和控制系统，该空气质量监测及循环净化系统能对房间内PM2.5实时监测并进行空气净化。

背景技术

近二十年来，随着能源、工业、交通等行业的快速发展，使得大气颗粒物的污染问题日益突出。气象专家和医学专家认为，由细颗粒物造成的雾霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面；粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径不足人类头发丝的1/20大小，不易被阻挡。粒径小于2.5μm的颗粒物被称为PM 2.5。其中0.1μm左右颗粒物主要沉积在肺部，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病，人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力，老人、小孩以及心肺疾病患者，是PM2.5污染的敏感人群。

出现雾霾天气时，人们将更多的时间留在室内，迫切的需要解决室内空气的净化问题，目前，人们多使用空气净化器，但是当室内面积大于空气净化器的净化面积时，人们只能采取多台空气净化器，而多台空气净化器彼此独立，必须单独操作，且不能自动控制空气净化器的起停，也无法实时了解室内各处PM2.5的状况，给人们生活造成不便。而对于大面积人员集中的场所，比如学校、医院、写字楼、商场等，单独设置的空气净化器并不适用，室内空气的净化问题更加严峻。

发明内容

针对目前室内空气净化存在的操作不便，无法实时监测，集中控制的问题，本发明提供一种空气质量监测及循环净化系统。本发明的系统可以应用在办公楼、教室、商场、住宅等各种环境中，集中对室内环境进行监测和控制。

具体而言，本发明提供一种空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述空气质量监测及循环净化系统包括检测系统、净化系统和控制系统；

所述检测系统用于对目标空间中的空气取样并进行质量检测，其包括取样装置和激光检测装置；

所述取样装置包括检测腔和气泵，所述气泵用于将来自所述目标空间的气体抽送至所述检测腔中作为样本气体；

所述激光检测装置用于朝向所述检测腔发出激光、对经所述检测腔中的样本气体透射后的激光进行采集、基于所采集到的激光获得关于样本气体质量的检测结果，并且将检测结果输送至所述控制系统；

所述控制系统基于所述检测结果以及预设的空气质量标准来控制所述净化系统的启停动作；

所述净化系统用于以循环方式对所述目标空间中的空气进行净化。

在一种优选实现方式中，所述检测系统对所述样本气体中PM2.5的含量进行检测。

在另一种优选实现方式中，所述取样装置还包括样本采集口，所述样本气体从所述样本采集口进入检测腔，所述样本采集口设置于房间的顶棚或侧壁处，所述检测腔包括气体入口和气体出口。

在另一种优选实现方式中，所述激光检测装置包括激光发射器和光电探测器，所述激光发射器用于朝向所述检测腔发射预定波长的光束，所述光电检测器用于对丛所述检测腔出射的激光进行采集。

在另一种优选实现方式中，所述激光检测装置还包括波分复用器、耦合器以及参考气室。

在另一种优选实现方式中，所述净化系统包括空气循环管道、风机、空气净化装置，空气循环管道设有进风口和出风口，所述空气净化装置置于所述空气循环管道内。

在另一种优选实现方式中，所述空气净化装置置于所述空气循环管道出风口内侧。

在另一种优选实现方式中，所述控制系统包括控制面板和中央控制器；

所述控制面板用于接收用户的设置信息，并将设置信息传输至所述中央控制器；

所述中央控制器将检测结果与预定的阈值或者用户设置的阈值进行比较，并基于比较结果控制所述净化系统的启停动作。

在另一种优选实现方式中，所述空气质量监测及循环净化系统包括多个检测系统和多个净化系统，每个房间中设置一个或多个检测系统以及相应净化系统，所述控制系统对多个检测系统、多个净化系统进行控制。

在另一种优选实现方式中，所述空气质量监测及循环净化系统还包含新风系统。

本发明的优点是：

本发明的空气质量监测及循环净化系统可以通过实时或周期性地对室内空气环境进行采样，来监测室内空气状况，并可根据空气状况自动控制空气净化系统，无需人为干预。此外，本发明的空气质量监测及循环净化系统在装修时即可安装在空调管路内，不需要在室内单独放置一个净化设备，节省空间。人们可通过控制系统监测或操作各处的空气采样检测及空气净化，而且整个系统结构简单，体积小，且易于维护。

附图说明

图1是本发明一个实施例中的空气质量监测及循环净化系统的框架示意图。

图2是本发明一个实施例中的空气质量监测及循环净化系统的工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

实施例1

如图1所示，在本实施例中，空气质量监测及循环净化系统包括检测系统、净化系统和控制系统。

检测系统用于进行空气采样并对样气进行检测，如图1所示，检测系统包括取样装置和激光检测装置，取样装置采用抽气式取样方式，如采用抽气泵等，使得取样装置内形成负压，以保证采集到足够的样气，取样装置内设检测腔，端部有采集口，样气从采集口进入检测腔，检测腔包括用于在测量前通入样气的气体入口和排出气体的气体出口。

激光检测装置包括激光器、光电探测器、波分复用器、耦合器、参考气室(参考气室为可选部件，也可以通过激光直接测量衰减程度，进而判定PM2.5的含量)。激光器发出特定波长的激光，采用波分复用器将激光耦合进入耦合器，耦合器将输入光分为三束后，其中两路光分别进入参考气室(参考气室为纯真空的透明腔室或充有无杂质空气的腔室)和检测腔，然后分别测量两束光通过参考气室和检测腔的激光损耗，进行差分对比，另一路光作为激光器强度检测，结合光电探测器接收透射光束，对接收的信号进行分析和处理。采用激光检测装置，实现了对空气中PM2.5的精确测量，也提高了检测效率。

激光检测装置测量出室内的PM2.5值之后，将所测得的PM2.5值送至控制系统。

控制系统包括控制面板和中央控制器，控制面板用于根据用户的需要进行参数、模式等的设定和调节，一旦参数和模式设定，则中央控制器就可以基于设定的参数和模式对检测系统和净化系统进行控制。

净化系统包括空气循环装置和空气净化装置，空气循环装置包括空气循环管道和风机，空气循环管道设有进风口和出风口(通常设置在房间顶部，与空调或新风设施等公用或联通)，风机设置在进风口或出风口内侧(当然，也不排除在个别情况下，将风机集成在空气净化装置内)。为节约成本，简化建筑的管道系统，也可利用空调系统的通风管道作为空气循环管道，将风机和空气净化装置安装在空调系统的通风管道内，通过空调系统的进风口将室内空气引入空气循环管道，在出风口内侧安装风机，以加速空气的流动，空气流入循环管道，在出风口内侧进一步安装空气净化装置，对空气中PM2.5进行净化处理。

空气净化装置置于空气循环管道内，或者空气净化装置一端与空气循环管道密封连接另一端连接至出风口，以保证管道内的空气必须通过净化装置净化才能通过出风口进入室内，而室内空气则通过进风口流入循环管道，从而使得室内空气能循环净化，保持室内空气的洁净。

如图2中的流程图所示，控制系统首先定时地或实时地控制激光检测系统进行室内空气质量检测，尤其是PM2.5值的检测。激光检测系统将检测获得的结果传送至中央控制器，中央控制器将检测结果与预定的阈值进行比较，检测结果如未达到阈值，则中央控制器不发出信号或者输出停止信号，进而不启动或关闭净化系统，净化系统不动作，否则，中央控制器输出开启信号，启动净化系统，对空气进行净化处理。净化系统启动时，风机和空气净化器同时启动，促进空气循环的同时进行空气净化。

当空气净化系统工作预定时间(比如，15分钟或者半小时)之后，控制系统再次控制激光检测装置重新对室内空气进行取样检测，并对检测结果进行判断。如果空气质量或者PM2.5含量达到标准要求，则控制空气净化系统停止工作。

控制系统可对多个区域内的多个空气检测系统、净化系统进行集中控制与操作，形成控制中心，如图1所示，操作人员可在总控室，或者网络终端对整个空气质量监测及循环净化系统进行查看或操作，并可实现单区域的操作，如一个检测系统向中央控制器传送了检测信号，控制系统根据中央控制器的分析结果，向相应区域的净化系统发出启动或停止信号，则相应区域的净化系统启动或关闭。

实施例2

在本实施例中，空气质量监测及循环净化系统同样包括检测系统、净化系统和控制系统。

只是在本实施例中，空气质量监测及循环净化系统还可以与新风系统结合使用，新风系统对室内空气的输送管道与循环净化系统的内循环管道共用或彼此联通。新风系统用于将室外空气引入室内或空气循环管道，使得室内外空气循环流动。

具体而言，在本实施例中，所述检测系统还包括二氧化碳检测器，用于测定室内的二氧化碳含量。所述检测系统将测得的二氧化碳含量也输送至控制系统，所述控制系统基于二氧化碳含量阈值控制新风系统的启动。新风系统一旦启动，则所述控制系统控制空气净化系统停止工作。

在另一种优选实现方式中，所述空气质量监测及循环净化系统还包括环境大气质量检测器，用于接收或测量室外环境的大气质量或者新风系统供给的空气质量。所述新风系统分别具有两个支路一个支路直接与循环净化系统的空气循环管道(用于室内循环)相连通，另一个支路直接通到室内的入风口。所述中央控制器在启动某个房间的新风系统时，对室外环境或新风系统供给的空气质量进行判断，若环境质量超标，则所述新风系统接入循环净化系统的空气循环管道，在对空气进行净化后再输送至室内，否则所述新风系统直接接入室内的入风口，直接对室内空气进行换气。

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述空气质量监测及循环净化系统包括检测系统、净化系统和控制系统；

所述检测系统用于对目标空间中的空气取样并进行质量检测，其包括取样装置和激光检测装置，所述激光检测装置包括激光器、光电探测器、波分复用器、耦合器、参考气室，所述激光器发出特定波长的激光，采用波分复用器将激光耦合进入耦合器，耦合器将输入光分为三束后，其中两路光分别进入参考气室和检测腔，然后分别测量两束光通过参考气室和检测腔的激光损耗，进行差分对比，另一路光作为激光器强度检测；

所述取样装置包括检测腔和气泵，所述气泵用于将来自所述目标空间的气体抽送至所述检测腔中作为样本气体；

所述激光检测装置用于朝向所述检测腔发出激光、对经所述检测腔中的样本气体透射后的激光进行采集、基于所采集到的激光获得关于样本气体质量的检测结果，并且将检测结果输送至所述控制系统；

所述控制系统基于所述检测结果以及预设的空气质量标准来控制所述净化系统的启停动作；

所述净化系统用于以循环方式对所述目标空间中的空气进行净化。

2.根据权利要求1所述的空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述检测系统对所述样本气体中PM2.5的含量进行检测。

3.根据权利要求2所述的空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述取样装置还包括样本采集口，所述样本气体从所述样本采集口进入检测腔，所述样本采集口设置于房间的顶棚或侧壁处，所述检测腔包括气体入口和气体出口。

4.根据权利要求1所述的空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述净化系统包括空气循环管道、风机、空气净化装置，空气循环管道设有进风口和出风口，所述空气净化装置置于所述空气循环管道内。

5.根据权利要求4所述的空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述空气净化装置置于所述空气循环管道出风口内侧。

6.根据权利要求1所述的空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述控制系统包括控制面板和中央控制器；

所述控制面板用于接收用户的设置信息，并将设置信息传输至所述中央控制器；

所述中央控制器将检测结果与预定的阈值或者用户设置的阈值进行比较，并基于比较结果控制所述净化系统的启停动作。

7.根据权利要求6所述的空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述空气质量监测及循环净化系统包括多个检测系统和多个净化系统，每个房间中设置一个或多个检测系统以及相应净化系统，所述控制系统对多个检测系统、多个净化系统进行控制。

8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的空气质量监测及循环净化系统，其特征在于，所述空气质量监测及循环净化系统还包含新风系统。