CN107014029A - 基于rs485总线的新风系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及新风系统。基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，新风系统包括相对独立的主控制单元、功能单元，主控制单元的主控制模块与功能单元的功能控制模块通过RS485总线连接；主控制模块每隔一段时间向RS485总线广播同步指令，功能控制模块在接收到同步指令后，在对应的时间内回复主控制模块自身的数据/状态信息，保证总线上的数据有序传输。兼容性强。

Description

基于RS485总线的新风系统控制方法

技术领域

本发明涉及暖通领域，具体涉及新风系统。

背景技术

传统新风系统的开启或关闭只由室内外的温湿度水平来决定，控制方式简单但是并不符合实际情况。用户在使用新风系统时是希望能够获得舒适、清新的空气，而传统的控制方式只能够起到在室内外温差较大时换风的作用，并不监控实时的室内空气质量，也不净化室外的空气。这显然是不够的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RS485总线的新风系统控制方法。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，新风系统包括相对独立的主控制单元、功能单元，主控制单元的主控制模块与功能单元的功能控制模块通过RS485总线连接；

主控制模块每隔一段时间向RS485总线广播同步指令，功能控制模块在接收到同步指令后，在对应的时间内回复主控制模块自身的数据/状态信息，保证总线上的数据有序传输。

兼容性强，可采集的数据可以通过增加相应的功能单元来完成。

所述功能控制模块包括传感器数据采集模块、风机控制模块中的至少一种。传感器数据采集模块用于采集、上传和/或处理传感器数据，传感器数据采集模块可以是PM2.5数据采集模块、二氧化碳数据采集模块、温度数据采集模块、湿度数据采集模块等。风机控制模块用于控制风机的转动情况。新风系统包括两个风机，一个是用于室内外通风的新风送风风机，另一个是用于室内空气自循环的循环送风风机。风机控制模块包括新风送风风机控制模块、循环送风风机控制模块。

新风系统包括室外通风模式、室内循环模式两种工作模式：

当检测到室内二氧化碳浓度超标时，主控制模块通过新风送风风机控制模块控制新风送风风机工作，开启室外通风模式，将室外的空气净化后引入室内。如果检测到净化后的空气质量还是较差时，将会向用户发出告警信息，提醒用户更换滤料。

当检测到室内二氧化碳浓度在合理范围内时，主控制模块通过循环送风风机控制模块控制循环送风风机工作，开启室内循环模式，将室内的空气净化后再输出。此时新风系统相当于一台超强的空气净化器，保证室内空气PM2.5浓度在合理范围内。

主控制模块广播完同步指令后，在相应时间内未接收到功能控制模块的回复指令，则判断为系统异常。

新风系统还包括一控制面板，所述控制面板通过面板控制模块连接所述主控制模块。面板控制模块通过检测RS485总线上是否存在正常有序的同步指令或功能控制模块的回复指令来判断系统是否异常并显示。这样十分有利于安装调试。并且因设有两套异常检测系统，可以根据两套异常检测系统的反馈，对异常情况进行排查，而且可避免单系统检测可能存在误检。

本专利可以通过控制面板输入控制指示，主控制模块根据控制指示生成含有控制对象信息的控制命令，主控制模块将生成的控制命令通过RS485总线广播，各功能模块收到控制命令后，提取控制对象信息，如控制对象信息所指向的要被控制的功能控制模块是接受到所述控制命令的功能控制模块，则执行控制命令，如不是，则忽略控制命令。

还可以主控制模块连接一无线通信模块，主控制模块通过无线通信模块接受控制指示。优选，主控制模块通过无线通信模块与云端服务器进行数据传输，所述云端服务器再将该数据发送给已获得授权的APP终端。这样，用户可以通过终端APP来监视和控制新风系统的运行状态。这种新的控制方式使得整个新风系统变得更加智能化，用户可以在远程设置系统的开关机、定时开关机；可以在远程监控室内的空气质量。

无线通信模块优选为WIFI模块。

新风系统，包括使室内、室外空气对流的新风送风风机，所述新风送风风机包括一用于向室内输送新鲜空气的进气管路、一用于吸出室内空气的出气管路；

还包括一兼容式过滤器；所述兼容式过滤器，包括一壳体，所述壳体内设有一送风通道，所述壳体的左端面上开有进风口，所述壳体的右端面上开有出风口，所述进风口、所述出风口均与所述送风通道连通；

所述送风通道内自左向右依次设有静电驻极空气过滤材料制成的驻极体过滤单元、有害气体吸附材料制成的有害气体过滤单元、对送风通道内的过滤单元带来的阻力进行风压补偿的循环送风风机、对进入室内的空气做精滤的精滤单元；

所述进风口连接有一所述进气管路的出风端的第一管路。

首先，本发明采用兼容式过滤器，对送气管路的气体进行再过滤，可有效解决现有的新风系统自带的滤层在很短的时间内就会失效的问题。更关键的是本专利优化了兼容式过滤器，在兼容式过滤器的送风通道内增设了循环送风风机，通过循环送风风机可以对送风通道内的过滤单元带来的阻力进行风压补偿，保证室内风量达到原有标准。此外，本专利还优化了各过滤单元的位置，先利用驻极体过滤单元进行粗过滤，再利用有害气体过滤单元过滤有害气体，最后利用精滤单元进行精滤。通过对空气进行分层过滤，提高了各过滤单元的有效利用率。

所述第一管路的内径为160mm±5mm，所述第一管路的外径为180mm±5mm。本专利的第一管路为标准风管管径，可直接连接于新风系统出风端。方便对现有的新风系统进行该机、升级。

所述壳体的侧壁上开有一通孔，所述通孔与所述送风通道连通，所述通孔连接有一可连接到所述出气管路上的第二管路。

以对室内的空气进行循环利用，特别是在雾霾天，室内的空气明显好于室外的空气，通过连接新风系统用于吸出室内空气的出气管路，可以明显降低空气的净化难度，达到延长滤料寿命。

所述传感器系统包括一二氧化碳浓度传感器。所述二氧化碳浓度传感器可以位于新风系统用于吸出室内空气的出气管路内或室内。当二氧化碳浓度传感器位于室内时，二氧化碳浓度传感器优选无线二氧化碳浓度传感器，无线二氧化碳浓度传感器无线通信连接所述二氧化碳数据采集模块。

本专利可以利用二氧化碳传感器监测室内二氧化碳浓度，在二氧化碳浓度达到设定的报警浓度时，开启室外进风，通过进风口进入空气，降低室内二氧化碳浓度；监测室内二氧化碳浓度低于设定的报警浓度时，开启室内循环风模式，通过通孔进入空气，净化室内循环空气，达到延长滤料寿命的目的。

所述传感器系统还包括一PM2.5检测传感器，PM2.5检测传感器连接所述PM2.5数据采集模块。所述PM2.5检测传感器位于所述壳体内、所述精滤单元的右侧。以通过PM2.5检测传感器获取PM2.5数据，获得的PM2.5数据可以用于了解室内PM2.5情况或预测滤材寿命。

所述壳体的外轮廓呈长方体状，尺寸为1000mm*500mm*300mm。兼容式过滤器的壳体采用建筑吊顶标准尺寸，方便安装和固定。

附图说明

图1为采用本发明的新风系统的内部控制关系图；

图2为采用本发明的新风系统的外部控制关系图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1、图2，基于RS485总线的新风系统控制方法，新风系统包括相对独立的主控制单元1、功能单元，主控制单元1的主控制模块7与功能单元的功能控制模块通过RS485总线连接；主控制模块7每隔一段时间向RS485总线广播同步指令，功能控制模块在接收到同步指令后，在对应的时间内回复主控制模块7自身的数据/状态信息，保证总线上的数据有序传输。

功能控制模块包括传感器数据采集模块、风机控制模块中的至少一种。传感器数据采集模块用于采集、上传和/或处理传感器数据，传感器数据采集模块可以是PM2.5数据采集模块4、二氧化碳数据采集模块5、温度数据采集模块6、湿度数据采集模块等。风机控制模块用于控制风机的转动情况。新风系统包括两个风机，一个是用于室内外通风的新风送风风机，另一个是用于室内空气自循环的循环送风风机。风机控制模块包括新风送风风机控制模块、循环送风风机控制模块。

新风系统包括室外通风模式、室内循环模式两种工作模式：当检测到室内二氧化碳浓度超标时，主控制模块7通过新风送风风机控制模块控制新风送风风机工作，开启室外通风模式，将室外的空气净化后引入室内。如果检测到净化后的空气质量还是较差时，将会向用户发出告警信息，提醒用户更换滤料。当检测到室内二氧化碳浓度在合理范围内时，主控制模块7通过循环送风风机控制模块控制循环送风风机工作，开启室内循环模式，将室内的空气净化后再输出。此时新风系统相当于一台超强的空气净化器，保证室内空气PM2.5浓度在合理范围内。

主控制模块7广播完同步指令后，在相应时间内未接收到功能控制模块的回复指令，则判断为系统异常。新风系统还包括一控制面板2，控制面板2通过面板控制模块连接主控制模块7。面板控制模块通过检测RS485总线上是否存在正常有序的同步指令或功能控制模块的回复指令来判断系统是否异常并显示。这样十分有利于安装调试。并且因设有两套异常检测系统，可以根据两套异常检测系统的反馈，对异常情况进行排查，而且可避免单系统检测可能存在误检。本专利可以通过控制面板输入控制指示，主控制模块7根据控制指示生成含有控制对象信息的控制命令，主控制模块7将生成的控制命令通过RS485总线广播，各功能模块收到控制命令后，提取控制对象信息，如控制对象信息所指向的要被控制的功能控制模块是接受到控制命令的功能控制模块，则执行控制命令，如不是，则忽略控制命令。

还可以主控制模块7连接一无线通信模块，主控制模块7通过无线通信模块接受控制指示。优选，主控制模块7通过无线通信模块与云端服务器4进行数据传输，云端服务器4再将该数据发送给已获得授权的APP终端3。这样，用户可以通过终端APP来监视和控制新风系统的运行状态。这种新的控制方式使得整个新风系统变得更加智能化，用户可以在远程设置系统的开关机、定时开关机；可以在远程监控室内的空气质量。无线通信模块优选为WIFI模块。

新风系统，包括使室内、室外空气对流的新风送风风机，新风送风风机包括一用于向室内输送新鲜空气的进气管路、一用于吸出室内空气的出气管路；还包括一兼容式过滤器；兼容式过滤器，包括一壳体，壳体内设有一送风通道，壳体的左端面上开有进风口，壳体的右端面上开有出风口，进风口、出风口均与送风通道连通；送风通道内自左向右依次设有静电驻极空气过滤材料制成的驻极体过滤单元、有害气体吸附材料制成的有害气体过滤单元、对送风通道内的过滤单元带来的阻力进行风压补偿的循环送风风机、对进入室内的空气做精滤的精滤单元；进风口连接有一进气管路的出风端的第一管路。首先，本发明采用兼容式过滤器，对送气管路的气体进行再过滤，可有效解决现有的新风系统自带的滤层在很短的时间内就会失效的问题。更关键的是本专利优化了兼容式过滤器，在兼容式过滤器的送风通道内增设了循环送风风机，通过循环送风风机可以对送风通道内的过滤单元带来的阻力进行风压补偿，保证室内风量达到原有标准。此外，本专利还优化了各过滤单元的位置，先利用驻极体过滤单元进行粗过滤，再利用有害气体过滤单元过滤有害气体，最后利用精滤单元进行精滤。通过对空气进行分层过滤，提高了各过滤单元的有效利用率。

第一管路的内径为160mm±5mm，第一管路的外径为180mm±5mm。本专利的第一管路为标准风管管径，可直接连接于新风系统出风端。方便对现有的新风系统进行该机、升级。壳体的侧壁上开有一通孔，通孔与送风通道连通，通孔连接有一可连接到出气管路上的第二管路。以对室内的空气进行循环利用，特别是在雾霾天，室内的空气明显好于室外的空气，通过连接新风系统用于吸出室内空气的出气管路，可以明显降低空气的净化难度，达到延长滤料寿命。

出气管路上设有一用于改变气流方向的三通电磁阀，三通电磁阀没有连接在出气管路上的那个端口连接第二管路。通过三通电磁阀可以改变空气的流向，阻止室内空气相对干净的空气流向室外，而是进入兼容式过滤器。三通电磁阀连接风机控制模块。通孔优选位于靠近循环送风风机的位置。一方面，可以减少室内风进入循环送风风机前方的滤网的概率，延长循环送风风机前方的滤网的寿命；另一方面，可以减少风阻，从而降低循环送风风机的能耗。循环送风风机优选后倾离心风机。后倾离心风机不仅效率高、功率曲线无过载。更关键是噪声低，可避免兼容式过滤器在消除空气污染的时候产生噪声污染。进风口、通孔处均设有一电磁阀门，两个电磁阀门均连接一风机控制模块的控制信号输出端，风机控制模块的控制信号输入端连接一用于监测室内空气参数的传感器系统。以通过传感器系统检测室内空气参数，根据室内空气参数选择性的开启电磁阀门。

传感器系统包括一二氧化碳浓度传感器9。二氧化碳浓度传感器9可以位于新风系统用于吸出室内空气的出气管路内或室内。当二氧化碳浓度传感器位于室内时，二氧化碳浓度传感器优选无线二氧化碳浓度传感器，无线二氧化碳浓度传感器无线通信连接二氧化碳数据采集模块5。本专利可以利用二氧化碳传感器监测室内二氧化碳浓度，在二氧化碳浓度达到设定的报警浓度时，开启室外进风，通过进风口进入空气，降低室内二氧化碳浓度；监测室内二氧化碳浓度低于设定的报警浓度时，开启室内循环风模式，通过通孔进入空气，净化室内循环空气，达到延长滤料寿命的目的。

传感器系统包括一温度传感器10。温度传感器10可以位于新风系统用于吸出室内空气的出气管路内或室内。温度传感器10通信连接温度数据采集模块6。

传感器系统还包括一PM2.5检测传感器8，PM2.5检测传感器8连接PM2.5数据采集模块4。PM2.5检测传感器位于壳体内、精滤单元的右侧。以通过PM2.5检测传感器获取PM2.5数据，获得的PM2.5数据可以用于了解室内PM2.5情况或预测滤材寿命。

壳体的外轮廓呈长方体状，尺寸为1000mm*500mm*300mm。兼容式过滤器的壳体采用建筑吊顶标准尺寸，方便安装和固定。用于空气过滤的驻极体过滤单元是现有技术，此处不再详述，可以直接选用市售的驻极体过滤单元。

有害气体过滤单元可以是活性炭构成的活性炭过滤模块。首先，活性炭过滤模块成本较低，其次，活性炭过滤模块能够有效的吸附臭氧污染、氮氧化物、硫氧化物。

活性炭过滤模块优选呈蜂窝状，设有多个相互平行的过滤孔道。优选，活性炭过滤模块至少有两个，相邻的两个活性炭过滤模块之间的间距为5mm-15mm，且相邻两个活性炭过滤模块的孔道不平行。以通过不平行的孔道，增加空气形成，提高过滤效果。更关键的是利用间距和孔道方向的变化，形成湍流，增加空气分子与活性炭过滤模块的撞击，进一步提高过滤效果。

相邻两个活性炭过滤模块的孔道优选呈10度到30度夹角。该角度下，经实验，过滤效果最佳，循环送风风机的能耗较小。

活性炭过滤模块内还含有高锰酸钾、活性氧化铝。构成的活性炭过滤模块的活性炭、高锰酸钾、活性氧化铝的重量比优选为60∶20∶20。

本发明在活性炭过滤模块内放入高锰酸钾、活性氧化铝后，提高了臭氧、硫氧化物以及氮氧化物的吸附能力。高锰酸钾强氧化剂的加入，增强了短时间内对甲醛的去除能力。活性氧化铝的加入使得本发明在湿度较大的南方、西南地区等环境中拥有很强的适应性，解决活性炭和锰类化合物在湿度较大的地区吸附效果变差的问题。

精滤单元包括绝缘材料构成的气流通道层、含有导电电极的导电材料层，气流通道层、导电材料层自上而下依次交替排布，气流通道是一倾斜的气流通道，每个气流通道上下设有不同极性电极。斜通道有利于使空气产生紊流，加大颗粒物与收集通道的接触机会，使之收集效果加大，提高净化效果。

精滤单元的气流通道的方向与有害气体过滤单元最靠近循环送风风机的那个活性炭过滤模块的孔道的方向呈10度到30度夹角。以进一步提高过滤效果。

精滤单元还可以包括两个金属网，分别是第一金属网和第二金属网，第二金属网位于气流通道层的右侧，第一金属网位于第二金属网与气流通道层之间；第一金属网与第二金属网之间设有一过滤腔，过滤腔内充满高效滤材；高效滤材为PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维中至少一种。以对进入室内的空气做进一步的过滤。

第一金属网与气流通道层之间设有间隙，间隙的距离为3mm-5mm。以避免第一金属网碰触气流通道层之间的导电材料层，从而避免第一金属网、第二金属网带电。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，新风系统包括相对独立的主控制单元、功能单元，主控制单元的主控制模块与功能单元的功能控制模块通过RS485总线连接；

主控制模块每隔一段时间向RS485总线广播同步指令，功能控制模块在接收到同步指令后，在对应的时间内回复主控制模块自身的数据/状态信息，保证总线上的数据有序传输。

2.根据权利要求1所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，所述功能控制模块包括传感器数据采集模块、风机控制模块中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，传感器数据采集模块用于采集、上传和/或处理传感器数据，传感器数据采集模块是PM2.5数据采集模块、二氧化碳数据采集模块、温度数据采集模块、湿度数据采集模块中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，风机控制模块用于控制风机的转动情况，新风系统包括两个风机，一个是用于室内外通风的新风送风风机，另一个是用于室内空气自循环的循环送风风机；

风机控制模块包括新风送风风机控制模块、循环送风风机控制模块。

5.根据权利要求4所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，新风系统包括室外通风模式、室内循环模式两种工作模式：

当检测到室内二氧化碳浓度超标时，主控制模块通过新风送风风机控制模块控制新风送风风机工作，开启室外通风模式，将室外的空气净化后引入室内；如果检测到净化后的空气质量还是较差时，将会向用户发出告警信息，提醒用户更换滤料；

当检测到室内二氧化碳浓度在合理范围内时，主控制模块通过循环送风风机控制模块控制循环送风风机工作，开启室内循环模式，将室内的空气净化后再输出。

6.根据权利要求1所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，主控制模块广播完同步指令后，在相应时间内未接收到功能控制模块的回复指令，则判断为系统异常。

7.根据权利要求1所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，新风系统还包括一控制面板，所述控制面板通过面板控制模块连接所述主控制模块，面板控制模块通过检测RS485总线上是否存在正常有序的同步指令或功能控制模块的回复指令来判断系统是否异常并显示。

8.根据权利要求1所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，通过控制面板输入控制指示，主控制模块根据控制指示生成含有控制对象信息的控制命令，主控制模块将生成的控制命令通过RS485总线广播，各功能模块收到控制命令后，提取控制对象信息，如控制对象信息所指向的要被控制的功能控制模块是接受到所述控制命令的功能控制模块，则执行控制命令，如不是，则忽略控制命令。

9.根据权利要求1所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，主控制模块连接一无线通信模块，主控制模块通过无线通信模块与云端服务器进行数据传输，所述云端服务器再将该数据发送给已获得授权的APP终端。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的基于RS485总线的新风系统控制方法，其特征在于，新风系统，包括使室内、室外空气对流的新风送风风机，所述新风送风风机包括一用于向室内输送新鲜空气的进气管路、一用于吸出室内空气的出气管路；

还包括一兼容式过滤器；所述兼容式过滤器，包括一壳体，所述壳体内设有一送风通道，所述壳体的左端面上开有进风口，所述壳体的右端面上开有出风口，所述进风口、所述出风口均与所述送风通道连通；

所述送风通道内自左向右依次设有静电驻极空气过滤材料制成的驻极体过滤单元、有害气体吸附材料制成的有害气体过滤单元、对送风通道内的过滤单元带来的阻力进行风压补偿的循环送风风机、对进入室内的空气做精滤的精滤单元；

所述进风口连接有一所述进气管路的出风端的第一管路。