CN106969434A - 空气管理智能新风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气管理智能新风系统，包括新风主机、空气管理装置、第一风管、集成传感器节点、中心主控制器；所述新风主机通过第一风管与空气管理装置连接；中心主控制器与设置在各个房间的集成传感器节点通过无线连接。本发明通过引入空气管理装置，增加滤网集成模块，可解决目前新风机内滤网面积过小的问题，有效提高过滤效率和滤网使用寿命；将原来手动调节出风口大小的方式转变为自动调节，精确控制房间风量大小，实现新鲜空气按需分配的动态调节方式。该系统使用无线通信技术、集成传感技术、互联网技术、机械自动化技术等高科技技术，能够实现室内空气环境的实时监测、动态调节和智能控制，适应家庭生活环境的实际需要，具有现实意义。

Description

空气管理智能新风系统

技术领域

本发明属于新风系统技术领域，具体涉及一种空气管理智能新风系统。

背景技术

随着对空气污染的关注程度越来越高，新风系统也开始进入人们的视野，传统新风系统包括：新风主机、新风排风管道、控制器及可调风口等，在安装新风机时，根据房间面积大小进行风管的选择及分布，同时设定好对应的新风、排风档位，根据需要调节档位，以保证室内空气质量。传统新风系统不具备智能监测和控制的功能，不能实时监测室内环境状况，无法进行风量大小的精确控制，无法针对环境的实际情况进行动态调节。

专利CN101769585A公开了一种智能新风控制装置，主要由温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、电动阀，计算控制器等构成，通过对室内外温湿度和二氧化碳浓度的实时监测，进行风阀的调节，以应对室内空气质量的变化。该装置适用于单个房间，不能覆盖家庭的所有房间，需要和空调系统相配合，电动风阀安装于室内风口容易产生动作噪音，采用有线通信方式存在布线困难的问题，新风开启判定条件比较复杂。

专利CN202403371U公开了一种智能新风系统，利用房间中安装的红外传感器检测室内人员情况，利用风管内安装的温湿度传感器、VOC传感器空气进行监测，通过数据线与计算机控制器进行通信，实现智能调节风阀，将整个系统智能化。缺点是该系统适用于单个房间，不能覆盖家庭所有房间，需要和空调系统相配合，电动风阀只能进行单一的开闭，且电动风阀安装于室内风口容易产生动作噪音，采用有线通信方式存在布线困难的问题，新风开启的判定不够合理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种空气管理智能新风系统。

本发明要解决的技术问题体现在以下几点：

1)新风管理覆盖家庭所有房间，对所有房间的空气质量实行均衡管理；

2)在所有房间中安装集成传感器，实时监测房间的PM2.5、CO₂浓度、温湿度、TVOC等值，根据各值的指标调整各房间风量大小，实现风量的动态精确调节；

3)采用无线通信，避免大面积布线的问题，可通过移动终端上的APP软件进行远程操作；

4)风量控制装置集中于空气管理箱中，进行集中控制，可避免风口噪音。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种空气管理智能新风系统，包括新风主机、空气管理装置、第一风管、集成传感器节点、中心主控制器；所述新风主机通过第一风管与空气管理装置连接；中心主控制器与设置在各个房间的集成传感器节点通过无线连接；空气管理装置的出风口连通至一个或多个房间。

优选地，所述新风主机为单向流新风主机、全热交换新风主机或者带除湿功能的新风主机；所述新风主机上设置有新风主机控制板，与中心主控制器无线连接。

优选地，所述新风主机上设置有新风口和送风口，所述送风口通过第一风管与空气管理装置连接；所述空气管理装置的出风口通过第二风管连通至房间，且所述空气管理装置位于该房间的室外。

优选地，所述空气管理装置包括钣金外壳以及设置在钣金外壳内的滤网集成模块、风量控制装置和执行器控制板；所述执行控制板设置在风量控制装置内，与中心主控制器无线连接；所述钣金外壳上设置有若干与相应房间连通的出风口。出风口与各房间通过风管连通。所述空气管理装置主要负责空气的过滤处理和各房间风量的动态调节。

优选地，所述滤网集成模块包括在进风至出风方向上依次设置的中效滤网和高效滤网，或者在进风至出风方向上依次设置的静电除尘装置和高效滤网。滤网集成模块负责外部空气的过滤。

优选地，所述风量控制装置包括新风导向板和若干风阀，所述新风导向板设置在靠近滤网集成模块的一侧，所述风阀设置在各出风口的前端。通过风阀可改变各房间的风口大小，以实现各房间的风量大小的调节。风阀的数量与所述的设置在钣金外壳上与各房间连通的出风口数量一致。

优选地，所述风阀包括风阀固定框架及设置在风阀固定框架内的风阀密封门、传动杆和风阀电机，所述风阀电机与传动杆连接，风阀密封门与传动杆连接。

优选地，所述新风导向板包括上导向面、下导向面；

上导向面将新风导向风量控制装置内部腔室的上风量控制区；

下导向面将新风导向风量控制装置内部腔室的下风量控制区；

在高度方向上，出风口位于上风量控制区与下风量控制区之间。

所述新风从滤网集成模块出来后，进入风量控制装置，经过新风导向板的作用被分割成上下两个支流，这样新风从上、下两个方向进入风量控制区，有利于风量的均匀分配；各风阀电机通过有线方式连接到执行器控制板上，通过执行器控制板的指令，通过传动杆控制各房间对应风阀密封门的开合程度，最终实现各房间风口风量大小的调节。

所述执行器控制板主要负责与中心主控制器通信，控制各电机执行中心主控制器下发的运动指令，同时负责控制新风电机。

优选地，所述集成传感器节点包括塑料外壳、设置在外壳上的控制板、以及设置在外壳内与控制板连接的CO₂传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器、温湿度传感器。所述集成传感器节点主要负责监测房间内的各种数据值，如CO₂浓度、PM2.5的大小、TVOC、温度和湿度信息等，并将数据发送给中心主控制器。

优选地，所述第一风管和第二风管均由PVC管、铝箔复合软管构成。

优选地，所述新风系统还包括移动终端或服务器；所述移动终端或服务器与中心主控制器无线连接。所述移动终端，主要为手机、平板电脑、笔记本电脑等含WIFI上网功能的设备，通过下载相应的APP软件，可与中心控制器进行远程通信，实时查看新风机状态及各房间的空气状态，同时也可以给中心控制器下发控制指令，以改变新风机或空气质量管理装置的状态。

所述中心主控制器包含显示屏幕，中心控制器是整个系统的大脑，可以在屏幕上看到整个系统的运行状态，如各房间的空气状态、各风阀的开合角度、电机的档位信息等等，同时中心主控制器可以与新风机控制板、各房间的集成传感器节点、执行器控制板以及移动终端通信，查询或下发相关控制指令。

本发明还提供了一种空气管理智能新风系统的控制方法，包括以下步骤：

通过分布于各个房间的集成传感器节点实时监测，并将测得的数据通过无线通信方式发送给中心主控制器；

中心主控制器进行运算后，得出相应的操作指令，并将指令信息发送给空气管理装置中的执行器控制板；

执行器控制板根据操作指令执行相应的动作，改变各出风口的风量大小。

所述新风系统的工作原理如下：

利用分布于各房间的集成传感器节点实时监测房间中的CO₂浓度、PM2.5值等，将这些信息按一定的频率通过无线通信方式发送给中心主控制器，中心主控制器进行运算后，得出相应的操作指令，并将指令信息发送给空气管理装置中的执行器控制板，执行器控制板会根据操作指令执行相应的动作，改变各风口的大小状态，同时执行器控制板将各风口的状态信息反馈给中心主控制器，可在中心控制器上查看各风口的状态及各房间的空气状态信息，也可以利用移动终端远程查看或改变系统状态。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1)引入空气管理装置，增加滤网集成模块，可解决目前新风机内滤网面积过小的问题，有效提高过滤效率和滤网使用寿命；

2)将原来手动调节出风口大小的方式转变为自动调节，通过风量控制装置可精确控制房间风量大小，实现新鲜空气按需分配的动态调节方式；

3)使用集成传感器节点，可实时地、全面地监测所有房间内的空气状态；

4)采用无线通信方式，避免布线复杂的问题；

5)可进行远程操作，实时查询系统状态及改变系统状态，简单方便；

6)良好的扩展性，可以将新风机和空气净化器联合使用，空气净化器作为局部净化装置参与到系统中。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为该空气管理智能新风系统组成示意图；

图2为该空气管理智能新风系统通信网络图；

图3为该空气管理智能新风系统控制流程图；

图4为风量控制装置的俯视图；

图5为图4的A-A剖面图；

其中：1-新风主机；2-新风主机控制板；3-第一风管；4-空气管理装置；5-滤网集成模块；6-风量控制装置；7-中心主控制器；8-执行器控制板；9-集成传感器节点；10-风阀固定框架；11-风阀密封门；12-传动杆；13-风阀电机；14-新风导向板；15、上导向面；16、下导向面；17、上风量控制区；18、下风量控制区；19、第二风管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例

本实施例是一种空气管理智能新风系统，该系统使用无线通信技术、集成传感技术、互联网技术、机械自动化技术等高科技技术，能够实现室内空气环境的实时监测、动态调节和智能控制，适应家庭生活环境的实际需要，具有现实意义。

本实施例提供了一种空气管理智能新风系统，如图1-图3所示，包括新风主机1、空气管理装置4、第一风管3、集成传感器节点9、中心主控制器7；所述新风主机1通过第一风管3与空气管理装置4连接；中心主控制器7与设置在各个房间的集成传感器节点9通过无线连接；空气管理装置4的出风口连通至一个或多个房间。

所述新风主机1为单向流新风主机、全热交换新风主机或者带除湿功能的新风主机；所述新风主机1上设置有新风主机控制板2，与中心主控制器7无线连接。

所述新风主机1上设置有新风口和送风口，所述送风口通过第一风管3与空气管理装置4连接；所述空气管理装置4的出风口通过第二风管19连通至房间，且所述空气管理装置4位于该房间的室外。

所述空气管理装置4包括钣金外壳以及设置在钣金外壳内的滤网集成模块5、风量控制装置6和执行器控制板8；所述执行控制板8设置在风量控制装置6内，与中心主控制器7无线连接；所述钣金外壳上设置有4个与相应房间连通的出风口。出风口与各房间通过风管连通。所述空气管理装置主要负责空气的过滤处理和各房间风量的动态调节。

所述滤网集成模块5包括在进风至出风方向上依次设置的中效滤网和高效滤网，或者依在进风至出风方向上次设置的静电除尘装置和高效滤网。滤网集成模块负责外部空气的过滤。

所述风量控制装置6的结构如图4和图5所示，包括新风导向板14和4个风阀，所述新风导向板14设置在靠近滤网集成模块的一侧，所述风阀设置在各出风口的前端；所述风阀包括风阀固定框架10及设置在风阀固定框架10内的风阀密封门11、传动杆12和风阀电机13，所述风阀电机13与传动杆12连接，风阀密封门11与传动杆12连接。

所述新风导向板14包括上导向面15、下导向面16；

上导向面15将新风导向风量控制装置6内部腔室的上风量控制区17；

下导向面16将新风导向风量控制装置6内部腔室的下风量控制区18；

在高度方向上，出风口位于上风量控制区17与下风量控制区18之间。

所述新风从滤网集成模块出来后，进入风量控制装置，经过新风导向板的作用被分割成上下两个支流，这样新风从上、下两个方向进入风量控制区，有利于风量的均匀分配；各风阀电机通过有线方式连接到执行器控制板上，通过执行器控制板的指令，通过传动杆控制各房间对应风阀密封门的开合程度，最终实现各房间风口风量大小的调节。

所述执行器控制板主要负责与中心主控制器通信，控制各电机执行中心主控制器下发的运动指令，同时负责控制新风电机。

所述集成传感器节点9包括塑料外壳、设置在外壳上的控制板、以及设置在外壳内与控制板连接的CO₂传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器、温湿度传感器。

所述述第一风管3和第二风管19均由PVC管、铝箔复合软管构成。

所述新风系统还包括移动终端或服务器；所述移动终端或服务器与中心主控制器7无线连接。

所述空气管理智能新风系统的通信网络图如图2所示，中心主控制器7为整个系统的中心，可分别与各房间的集成传感器节点9、执行器控制板8、新风主机控制板2、移动终端或服务器进行通信。其中中心主控制器7通过无线方式(蓝牙、ZigBee、315M/433M无线射频等方式)与集成传感器节点9、执行器控制板8、新风主机控制板2进行通信，该部分组件成内网，不依赖外部网络。同时，中心主控制器可以通过WIFI方式与移动终端进行通信，也可以通过WIFI方式与服务器通信。

所述的空气管理智能新风系统的控制流程如图3所示，程序开始后按照设定模式(此模式可根据需求)运行，根据CO₂浓度、TVOC值、PM2.5指数值依次进行判定和选择，执行相关操作后，程序会返回到设置模式处，如此循环往复(可设定轮询时间周期)。同时，可以设定对应房间风口开启比例P(默认值为1/2)。该流程主要是通过对CO₂浓度、TVOC、PM2.5值的判定实现各个房间风量大小的调节，让所有房间的空气质量处于一种动态平衡状态中，能够更高效地利用新风。

具体控制方法包括以下步骤：

通过分布于各个房间的集成传感器节点9实时监测，并将测得的数据通过无线通信方式发送给中心主控制器7；

中心主控制器7进行运算后，得出相应的操作指令，并将指令信息发送给空气管理装置中的执行器控制板8；

执行器控制板8根据操作指令执行相应的动作，改变各出风口的风量大小。

所述控制方法，具体包括如下步骤：步骤1：判断房间CO₂浓度是否高于设定范围；若是，则进入步骤A；若否，则进入步骤2；

步骤2：判断房间TVOC值是否高于设定范围；若是，则进入步骤A；若否，则进入步骤3；

步骤3：判断房间PM2.5指数值是否高于设定范围；若是，则进入步骤A；若否，则进入步骤4；

步骤4：检查对应房间风口是否按设置比例值P开启；若是，则返回步骤1继续执行；若否，则将对应房间风口按照设置比例值P开启，再返回步骤1继续执行。

其中，步骤A：检查对应房间送风口是否全开，若是，则返回步骤1继续执行；若否，则将对应送风口全开，返回步骤1继续执行。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种空气管理智能新风系统，其特征在于，包括新风主机、空气管理装置、第一风管、集成传感器节点、中心主控制器；所述新风主机通过第一风管与空气管理装置连接；中心主控制器与设置在各个房间的集成传感器节点通过无线连接；空气管理装置的出风口连通至一个或多个房间。

2.根据权利要求1所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述新风主机为单向流新风主机、全热交换新风主机或者带除湿功能的新风主机；所述新风主机上设置有新风主机控制板，与中心主控制器无线连接。

3.根据权利要求2所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述新风主机上设置有新风口和送风口，所述送风口通过第一风管与空气管理装置连接；所述空气管理装置的出风口通过第二风管连通至房间，且所述空气管理装置位于该房间的室外。

4.根据权利要求1所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述空气管理装置包括钣金外壳以及设置在钣金外壳内的滤网集成模块、风量控制装置和执行器控制板；所述执行器控制板设置在风量控制装置内，与中心主控制器无线连接；所述钣金外壳上设置有若干与相应房间连通的出风口。

5.根据权利要求4所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述滤网集成模块包括在进风至出风方向上依次设置的中效滤网和高效滤网，或者在进风至出风方向上依次设置的静电除尘装置和高效滤网。

6.根据权利要求4所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述风量控制装置包括新风导向板和若干风阀，所述新风导向板设置在靠近滤网集成模块的一侧，所述风阀设置在各出风口的前端；所述风阀包括风阀固定框架及设置在风阀固定框架内的风阀密封门、传动杆和风阀电机，所述风阀电机与传动杆连接，风阀密封门与传动杆连接。

7.根据权利要求1所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述集成传感器节点包括塑料外壳、设置在外壳上的控制板、以及设置在外壳内与控制板连接的CO₂传感器、PM2.5传感器、TVOC传感器、温湿度传感器。

8.根据权利要求1所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述第一风管和第二风管均由PVC管、铝箔复合软管构成。

9.根据权利要求1所述的空气管理智能新风系统，其特征在于，所述新风系统还包括移动终端或服务器；所述移动终端或服务器与中心主控制器无线连接。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的空气管理智能新风系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过分布于各个房间的集成传感器节点实时监测，并将测得的数据通过无线通信方式发送给中心主控制器；

中心主控制器进行运算后，得出相应的操作指令，并将指令信息发送给空气管理装置中的执行器控制板；

执行器控制板根据操作指令执行相应的动作，改变各出风口的风量大小。