CN106440140B - 室内环境调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境调节技术领域，提供了一种室内环境调节系统及方法，该系统包括恒温对流片、炭纤维玻璃管、半导体制冷片、热能转换子系统、负氧离子发生器、热管、智能传感子系统和控制子系统。半导体制冷片包括制冷面和与制冷面连接的发热面，炭纤维玻璃管和制冷面均位于恒温对流片的下方，热能转换子系统和负氧离子发生器均位于恒温对流片的上方，负氧离子发生器的发射极位于对流通道。风扇、传动机构和叶轮依次连接，叶轮固定于管道的侧壁，且位于冷却装置的上方，热管分别与发热面和液体加热面连接。本发明室内环境调节系统及方法，能够同时调节室内温度和空气质量，且高效、节能，方便施工。

Description

室内环境调节系统及方法

技术领域

本发明涉及环境调节技术领域，具体涉及一种室内环境调节系统及方法。

背景技术

随着社会不断发展与进步，能源需求日趋严峻，环境污染问题也越来越严重，洁净、环保能源的开发及应用越来越受到青睐。而生活环境和办公环境与我们的生活息息相关，生活、办公环境的改善与提高也是备受关注的课题，拥有舒适、安全、环保的生活工作环境是每个人的需求。

目前，关于室内温度调节及空气净化的技术存在很多，如空调压缩机制冷、锅炉集中供暖、天燃气取暖等，但上述技术均存在诸多弊端。空调压缩机存在的问题是室内室外机体积大、安装复杂、耗电量大、压缩制冷空气干燥；锅炉集中供暖和天燃气取暖存在的问题是装修工程量大，且不适宜装修好的房屋安装，维护麻烦，能源利用率较低，只能单方向制热。同时，现有的空气净化系统均为单独的设备，通常含有净化器和换气风扇，耗电量大、功能单一。

如何同时调节室内温度和空气质量，且高效、节能，方便施工，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种室内环境调节系统及方法，能够同时调节室内温度和空气质量，且高效、节能，方便施工。

第一方面，本发明提供一种室内环境调节系统，该系统包括温度传感器、控制子系统和半导体制冷片，温度传感器分布于半导体制冷片的进风口和出风口，且与控制子系统电连接，控制子系统还与半导体制冷片电连接。

本发明提供另一种室内环境调节系统，该系统包括恒温对流片、炭纤维玻璃管、半导体制冷片、热能转换子系统、负氧离子发生器、热管、智能传感子系统和控制子系统。恒温对流片内部设有纵向的对流通道，半导体制冷片包括制冷面和与制冷面连接的发热面，炭纤维玻璃管和制冷面均位于恒温对流片的下方，且与对流通道连接，热能转换子系统和负氧离子发生器均位于恒温对流片的上方，负氧离子发生器的发射极位于对流通道，热能转换子系统包括风扇、传动机构、叶轮、冷却装置、液体存储器、液体加热腔、液体加热面和管道，风扇、传动机构和叶轮依次连接，叶轮固定于管道的侧壁，且位于冷却装置的上方，冷却装置、液体存储器和液体加热腔自上向下设置，且由管道依次连通，管道还连接液体加热腔和冷却装置，液体加热面位于液体加热腔的底部，热管分别与发热面和液体加热面连接，智能传感子系统分布于对流通道的进风口和出风口，以及液体加热腔内，且与控制子系统连接，控制子系统分别与炭纤维玻璃管、半导体制冷片、液体存储器和负氧离子发生器连接。

进一步地，本实施例室内环境调节系统的液体存储器设有阀门，控制子系统与阀门连接。

进一步地，半导体制冷片包括电子制冷芯片，电子制冷芯片包括制冷面和发热面，控制子系统与电子制冷芯片连接。

进一步地，电子制冷芯片的供电电压为低压直流电。

基于上述任意室内环境调节系统实施例，进一步地，恒温对流片为多个。

进一步地，恒温对流片为铝制恒温对流片。

基于上述任意室内环境调节系统实施例，进一步地，负氧离子发生器的功率小于2W。

进一步地，智能传感子系统包括温度传感器、粉尘传感器或气体传感器。

第二方面，本发明提供一种利用了上述室内环境调节系统的室内环境调节方法，该方法包括：

环境参数监测步骤：智能传感子系统实时监测室内环境的当前环境温度和当前空气质量指数，以及液体加热腔中液体的当前液体温度，并传送至控制子系统；

环境温度调节步骤：控制子系统接收当前环境温度，将当前环境温度与空气温度阈值比较：若当前环境温度低于空气温度阈值，则控制子系统发送加热工作参数至炭纤维玻璃管，炭纤维玻璃管根据加热工作参数进行加热；控制子系统还发送停止制冷工作指令至半导体制冷片，半导体制冷片停止工作；

若当前环境温度高于空气温度阈值，则控制子系统发送停止加热工作指令至炭纤维玻璃管，炭纤维玻璃管停止工作，控制子系统还发送制冷工作参数至半导体制冷片，半导体制冷片根据制冷工作参数进行制冷；

空气净化步骤：控制子系统接收当前空气质量指数，将当前空气质量指数与空气质量阈值比较：若当前空气质量指数高于空气质量阈值，则控制子系统发送微功率高负压工作参数至负氧离子发生器，负氧离子发生器根据微功率高负压工作参数进行工作，

若当前空气质量指数低于空气质量阈值，则控制子系统发送停止电离工作指令至负氧离子发生器，负氧离子发生器停止工作；

热能转换控制步骤：控制子系统接收当前液体温度，将当前液体温度与液体温度阈值比较：若当前液体温度低于液体温度阈值，控制子系统控制液体存储器的阀门打开，若当前液体温度高于液体温度阈值，控制子系统控制液体存储器的阀门关闭。

由上述技术方案可知，本发明室内环境调节系统及方法，采用炭纤维玻璃管作为加热源，能量转换率高，节省能源，且稳定安全。通过恒温对流片实现冷热空气上下对流，从而驱动室内空气流通，达到整体恒温的效果。

半导体制冷片的制冷面用来实现室内空气降温，发热面通过热管将能量传递至热能转换子系统，热能转换子系统将液体的热能转换为势能，再转化为动能，加速室内空气循环，从而实现能源再利用。

负氧离子发生器能够还原空气中的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧，减少过多活性氧对人体的危害，中和带正电的空气中的尘埃、细菌、病毒等物质，聚成无电荷飘尘球而下沉，消除室内异味和各种有害气体，以达到净化空气的目的，且无有害物质排放，环保健康。

因此，本发明室内环境调节系统及方法，采用一体化设计，方便安装、施工，且利用冷热空气对流原理，加速空气流通，保证室内温度均匀，同时简单快速地净化空气，舒适自然、高效节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明所提供的一种室内环境调节系统的结构示意图；

图2示出了本发明所提供的一种热能转换子系统的结构示意图；

图3示出了本发明所提供的一种室内环境调节方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

第一方面，本发明实施例提供一种室内环境调节系统，该系统包括温度传感器、控制子系统和半导体制冷片，温度传感器分布于半导体制冷片的进风口和出风口，且与控制子系统电连接，控制子系统还与半导体制冷片电连接。

本发明实施例提供另一种室内环境调节系统，结合图1或图2，该系统包括恒温对流片1、炭纤维玻璃管2、半导体制冷片3、热能转换子系统4、负氧离子发生器5、热管6、智能传感子系统7和控制子系统8。恒温对流片1内部设有纵向的对流通道，半导体制冷片3包括制冷面和与制冷面连接的发热面。炭纤维玻璃管2和制冷面均位于恒温对流片1的下方，且与对流通道连接。热能转换子系统4和负氧离子发生器5均位于恒温对流片1的上方，负氧离子发生器5的发射极位于对流通道，结合图2，热能转换子系统4包括风扇41、传动机构42、叶轮43、冷却装置44、液体存储器45、液体加热腔46、液体加热面47和管道48，风扇41、传动机构42和叶轮43依次连接，叶轮43固定于管道48的侧壁，且位于冷却装置44的上方，冷却装置44、液体存储器45和液体加热腔46自上向下设置，且由管道48依次连通，管道48还连接液体加热腔46和冷却装置44。液体加热面47位于液体加热腔46的底部，热管6分别与发热面和液体加热面47连接。智能传感子系统7分布于对流通道的进风口和出风口，以及液体加热腔46内，且与控制子系统8连接，在此，冷却装置44可以是侧壁附有冰块或冷却循环水的盒体，智能传感子系统7可以是温度触感器、湿度传感器、气体传感器或粉尘传感器，以及热电偶温度仪等。控制子系统8分别与炭纤维玻璃管2、半导体制冷片3、液体存储器45和负氧离子发生器5连接。

在实际应用时，半导体制冷片可固定于墙体，也可移动使用。该系统在实现升温调节时，结合图1炭纤维玻璃管对恒温对流片底部进行加热，恒温对流片再对其内部对流通道内空气加热，冷空气从恒温对流片底部进入，由于热空气会上升、冷空气下降，通过对流通道加热后的空气从恒温对流片的顶部流出。

该系统在实现降温调节时，热空气从半导体制冷片3的底部进入，经制冷面冷却后，从半导体制冷片3的顶部流至恒温对流片1的对流通道，最终从对流通道的顶部流出。并且，为了提高能量的利用率，针对发热面产生的热量，结合图2，由热管6传送至液体加热面47，给液体加热腔46中的液体进行加热。液体受热会膨胀，并通过管道48上升，液体势能提高。在液体的高度达到管道48的最高点后，由于液体的重力作用而自由落体，冲击叶轮43，流入液体存储器45中。叶轮43转动，带动转动机构和风扇41转动，加速空气流通，有利于环境降温，且充分利用半导体制冷片3的能量。

该系统在实现空气净化时，空气从负氧离子发生器5的底部流进，经过净化之后，从负氧离子发生器5的顶部流出。

由上述技术方案可知，本实施例室内环境调节系统，采用炭纤维玻璃管2作为加热源，能量转换率高，节省能源，且稳定安全。通过恒温对流片1实现冷热空气上下对流，从而驱动室内空气流通，达到整体恒温的效果。

半导体制冷片3的制冷面用来实现室内空气降温，发热面通过热管6将能量传递至热能转换子系统4，热能转换子系统4将液体的热能转换为势能，再转化为动能，加速室内空气循环，从而实现能源再利用。

负氧离子发生器5能够还原空气中的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧，减少过多活性氧对人体的危害，中和带正电的空气中的尘埃、细菌、病毒等物质，聚成无电荷飘尘球而下沉，消除室内异味和各种有害气体，以达到净化空气的目的，且无有害物质排放，环保健康。

因此，本实施例室内环境调节系统，采用一体化设计，方便安装、施工，且利用冷热空气对流原理，加速空气流通，保证室内温度均匀，同时简单快速地净化空气，舒适自然、高效节能。

为了进一步提高本实施例室内环境调节系统的稳定性，具体地，在热能转换子系统的控制方面，液体存储器45设有阀门，控制子系统8与阀门连接。控制子系统8根据智能传感子系统7监测的液体的当前液体温度，在当前液体温度低于液体温度阈值时，控制子系统8将阀门打开，液体存储器45中的液体将流至液体加热腔46中，以保证液体加热腔46中的液体恢复到原始数量，继续实现加热循环工作，且由于液体经过冷却装置44的冷却，液体不会影响液体加热腔46中液体的温度，不会影响当前的能量转换。

具体地，在半导体制冷片的连接方面，半导体制冷片3包括电子制冷芯片，电子制冷芯片包括制冷面和发热面，控制子系统8与电子制冷芯片连接。半导体制冷片3采用电子芯片制冷技术，电子制冷芯片根据制冷工作参数，将制冷面的温度降低，同时将芯片发出的热量转移到发热面，实现制冷面的制冷效果。并且，电子制冷芯片的供电电压为低压直流电，简单、环保、功耗低。具体地，在环境参数的监测方面，智能传感子系统7包括温度传感器、粉尘传感器或气体传感器，智能传感子系统7采用各种传感器，或空气检测设备实时监测环境的各项指标，如温度、湿度、空气质量指数等，为控制子系统的调节提供数据支持。

为了进一步方便用户使用本实施例室内环境调节系统，提高用户体验，具体地，恒温对流片为多个，且恒温对流片为铝制恒温对流片。恒温对流片采用导热良好的铝材成型而成，热量传导快，可多片拼接，满足不同空间大小的需要，多片拼接后前后两个面没有间隙，中间上下是对流通道。负氧离子发生器5的功率小于2W，节能能量，能够净化15～30平方米的空间。

第二方面，本发明实施例提供一种利用了上述室内环境调节系统的室内环境调节方法，结合图3，该方法包括：

环境参数监测步骤S1：智能传感子系统实时监测室内环境的当前环境温度和当前空气质量指数，以及液体加热腔中液体的当前液体温度，并传送至控制子系统；

环境温度调节步骤S2：控制子系统接收当前环境温度，将当前环境温度与空气温度阈值比较：若当前环境温度低于空气温度阈值，则控制子系统发送加热工作参数至炭纤维玻璃管，炭纤维玻璃管根据加热工作参数进行加热；控制子系统还发送停止制冷工作指令至半导体制冷片，半导体制冷片停止工作；

若当前环境温度高于空气温度阈值，则控制子系统发送停止加热工作指令至炭纤维玻璃管，炭纤维玻璃管停止工作，控制子系统还发送制冷工作参数至半导体制冷片，半导体制冷片根据制冷工作参数进行制冷；

空气净化步骤S3：控制子系统接收当前空气质量指数，将当前空气质量指数与空气质量阈值比较：若当前空气质量指数高于空气质量阈值，则控制子系统发送微功率高负压工作参数至负氧离子发生器，负氧离子发生器根据微功率高负压工作参数进行工作，

若当前空气质量指数低于空气质量阈值，则控制子系统发送停止电离工作指令至负氧离子发生器，负氧离子发生器停止工作；

热能转换控制步骤S4：控制子系统接收当前液体温度，将当前液体温度与液体温度阈值比较：若当前液体温度低于液体温度阈值，控制子系统控制液体存储器的阀门打开，若当前液体温度高于液体温度阈值，控制子系统控制液体存储器的阀门关闭。

由上述技术方案可知，本实施例室内环境调节方法，通过环境参数监测步骤，实时采集环境的参数，如当前环境温度、当前空气质量和当前液体温度，并通过控制子系统将采集的参数与阈值比较，再控制各个设备实现环境调整。

在实现温度调节时，控制子系统根据当前环境温度，调节炭纤维玻璃管和半导体制冷片的工作状态，并根据当前液体温度，实现能量转化、应用。采用炭纤维玻璃管作为加热源，能量转换率高，节省能源，且稳定安全。通过恒温对流片实现冷热空气上下对流，从而驱动室内空气流通，达到整体恒温的效果。半导体制冷片的制冷面用来实现室内空气降温，发热面通过热管将能量传递至热能转换子系统，热能转换子系统将液体的热能转换为势能，再转化为动能，加速室内空气循环，从而实现能源再利用。

在实现空气净化时，控制子系统根据当前空气质量指数，调节负氧离子发生器的工作状态，负氧离子发生器能够还原空气中的污染物质、氮氧化物、香烟等产生的活性氧，减少过多活性氧对人体的危害，中和带正电的空气中的尘埃、细菌、病毒等物质，聚成无电荷飘尘球而下沉，消除室内异味和各种有害气体，以达到净化空气的目的，且无有害物质排放，环保健康。

因此，本实施例室内环境调节方法，采用一体化设计，方便安装、施工，且利用冷热空气对流原理，加速空气流通，保证室内温度均匀，同时简单快速地净化空气，舒适自然、高效节能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种室内环境调节系统，其特征在于，包括：

恒温对流片、炭纤维玻璃管、半导体制冷片、热能转换子系统、负氧离子发生器、热管、智能传感子系统和控制子系统，

所述恒温对流片内部设有纵向的对流通道，

所述半导体制冷片包括制冷面和与所述制冷面连接的发热面，

所述炭纤维玻璃管和所述制冷面均位于所述恒温对流片的下方，且与所述对流通道连接，

所述热能转换子系统和所述负氧离子发生器均位于所述恒温对流片的上方，所述负氧离子发生器的发射极位于所述对流通道，

所述热能转换子系统包括风扇、传动机构、叶轮、冷却装置、液体存储器、液体加热腔、液体加热面和管道，

所述风扇、所述传动机构和所述叶轮依次连接，

所述叶轮固定于所述管道的侧壁，且位于所述冷却装置的上方，

所述冷却装置、所述液体存储器和所述液体加热腔自上向下设置，且由所述管道依次连通，所述管道还连接所述液体加热腔和所述冷却装置，

所述液体加热面位于所述液体加热腔的底部，

所述热管分别与所述发热面和所述液体加热面连接，

所述智能传感子系统分布于所述对流通道的进风口和出风口，以及所述液体加热腔内，且与所述控制子系统连接，

所述控制子系统分别与所述炭纤维玻璃管、所述半导体制冷片、所述液体存储器和所述负氧离子发生器连接。

2.根据权利要求1所述室内环境调节系统，其特征在于，

所述液体存储器设有阀门，所述控制子系统与所述阀门连接。

3.根据权利要求1所述室内环境调节系统，其特征在于，

所述半导体制冷片包括电子制冷芯片，所述电子制冷芯片包括所述制冷面和所述发热面，所述控制子系统与所述电子制冷芯片连接。

4.根据权利要求3所述室内环境调节系统，其特征在于，

所述电子制冷芯片的供电电压为低压直流电。

5.根据权利要求1所述室内环境调节系统，其特征在于，

所述恒温对流片为多个。

6.根据权利要求5所述室内环境调节系统，其特征在于，

所述恒温对流片为铝制恒温对流片。

7.根据权利要求1所述室内环境调节系统，其特征在于，

所述负氧离子发生器的功率小于2W。

8.根据权利要求1所述室内环境调节系统，其特征在于，

所述智能传感子系统包括温度传感器、粉尘传感器或气体传感器。

9.一种利用了权利要求1～8任意一项所述室内环境调节系统的室内环境调节方法，其特征在于，

环境参数监测步骤：智能传感子系统实时监测室内环境的当前环境温度和当前空气质量指数，以及液体加热腔中液体的当前液体温度，并传送至控制子系统；

环境温度调节步骤：所述控制子系统接收所述当前环境温度，将所述当前环境温度与空气温度阈值比较：

若所述当前环境温度低于所述空气温度阈值，则所述控制子系统发送加热工作参数至炭纤维玻璃管，所述炭纤维玻璃管根据所述加热工作参数进行加热；所述控制子系统还发送停止制冷工作指令至半导体制冷片，所述半导体制冷片停止工作；

若所述当前环境温度高于所述空气温度阈值，则所述控制子系统发送停止加热工作指令至所述炭纤维玻璃管，所述炭纤维玻璃管停止工作，所述控制子系统还发送制冷工作参数至所述半导体制冷片，所述半导体制冷片根据所述制冷工作参数进行制冷；

空气净化步骤：所述控制子系统接收所述当前空气质量指数，将所述当前空气质量指数与空气质量阈值比较：

若所述当前空气质量指数高于所述空气质量阈值，则所述控制子系统发送微功率高负压工作参数至负氧离子发生器，所述负氧离子发生器根据所述微功率高负压工作参数进行工作，

若所述当前空气质量指数低于所述空气质量阈值，则所述控制子系统发送停止电离工作指令至所述负氧离子发生器，所述负氧离子发生器停止工作；

热能转换控制步骤：所述控制子系统接收所述当前液体温度，将所述当前液体温度与液体温度阈值比较：

若所述当前液体温度低于所述液体温度阈值，所述控制子系统控制液体存储器的阀门打开，若所述当前液体温度高于所述液体温度阈值，所述控制子系统控制所述液体存储器的阀门关闭。