CN107166690B - 新风机的节能控制系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新风机的节能控制系统及运行方法，该节能控制系统包括空气质量传感器，中央控制器，温度传感器，鼓风组件，室外通风组件，室内循环组件和净化处理组件，温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器，空气质量传感器和温度传感器器均连接在中央控制器上，中央控制器通过鼓风组件连接在净化处理组件上，室外通风组件和室内循环组件设置在鼓风组件与净化处理组件之间，室外通风组件和室内循环组件之间是相互并联的；本发明通过对传统新风机的控制系统进行改进，通过两级检测指标和室内外温差的情况，制定不同的工作模式，保证新风机正常净化工作的情况下，减少了运行过程中的耗电量，满足现代化设备在运行过程中的节能的要求。
Description
技术领域
本发明涉及新风净化系统的控制技术领域，尤其涉及一种新风机的节能控制系统及运行方法。
背景技术
随着城市化的进行，人们越来越关注家居环境中的空气质量，新风机已经成高端家居的必备设备之一，新风机的主要原理是将室内和室外的空气进行交换，交换过程中，去除掉室内空气中过量的PM2.5，CO2，VOCs，甲醛等有害气体。
因此，市面上常规的新风机对于这些有害气体都有检测模块和处理模块，方便对室内空气进行实时监控，当检测到某一项有害气体超标时，则新风机的鼓风设备进行工作，引入室外的空气，同时排出室内的空气，使得有害气体的量持续下降；但是，正常情况下，室内和室外的空气温差不大，通风换气过程中，除了空气净化设备和鼓风设备消耗的电量，不存在其他耗能的设备，但是一旦室内和室外的温差较大时，为了保证室内舒适的居住环境，屋外过冷或过热的空气是不能直接通入到室内的，需要在新风机内部进行预热或者冷却操作，这些预热或冷却操作需要耗费大量电量。在冬季或者夏季，给新风机的使用者带来很大的困扰，一方面担心室内空气的质量问题，一方面担心新风机运行过程中的能耗问题，不利于新风机的推广和使用。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种在不影响新风机对室内空气净化，同时可以缩减新风机运行能耗的节能控制系统及运行方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种新风机的节能控制系统，所述的节能控制系统包括空气质量传感器，中央控制器，温度传感器，鼓风组件，室外通风组件，室内循环组件和净化处理组件，所述的温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器，所述的空气质量传感器和温度传感器器均连接在中央控制器上，所述的中央控制器通过鼓风组件连接在净化处理组件上，所述的室外通风组件和室内循环组件设置在鼓风组件与净化处理组件之间，室外通风组件和室内循环组件之间是相互并联的，室外通风组件与鼓风组件之间设有风量控制阀T1，室内循环组件与鼓风组件之间设有风量控制阀T2。
本发明所述的空气质量传感器包括PM2.5传感器，CO2传感器，VOCs传感器，甲醛传感器和SO2传感器；室内空气质量包含多个指标，根据实际情况新风机内还可以加装一氧化碳传感器，甲苯传感器，苯传感器，相对湿度传感器，菌落数量传感器等等，提高本系统的应用范围。
本发明所述的净化处理组件包括PM2.5处理组件，CO2处理组件，VOCs处理组件，甲醛处理组件和SO2处理组件，室内空气质量包含多个指标，针对以上所述的传感器，根据实际情况新风机内还可以加装一氧化碳处理组件，甲苯处理组件，苯处理组件，相对湿度处理组件，菌落数量处理组件等等，提高本系统的应用范围。
本发明所述的室外通风组件内设有直流管路，加热组件和降温组件，所述的直流管路，加热组件和降温组件之间是相互并联的；通过并联的各个组件，对装置的室外通风模式进行灵活选择，由于加热组件和降温组件均为高能耗的，因此选择性开启。
当室外温度远大于室内温度时，选择通过降温组件，当室外温度远小于室内温度时，选择通过加热组件，当室外温度和室内温度相差不大时，选择通过直流管路，灵活选择，降低能耗。
本发明提供了一种所述新风机的节能控制系统的运行方法，该运行方法包括：
1）在中央控制器中设定各个空气质量传感器的最优指标Ⅰ和临界指标Ⅱ，其中最优指标Ⅰ＜临界指标Ⅱ，在中央控制器中设定室内外温差的临界值为Z。
2）新风机通过各个空气质量传感器对室内空气质量进行检测，检测到某一项空气指标W值≥最优指标Ⅰ时，将信号传递给中央控制器，鼓风组件待命。
3）中央控制器从温度传感器接收温度信号，得出室内温度为X，室外温度为Y，经过比对，当︱X-Y︱＜Z时，节能控制系统按照步骤4）运行；当︱X-Y︱≥Z时，节能控制系统按照步骤5）运行。
4）室内外温差小，打开风量控制阀T1，鼓风组件带动室外通风组件运行，通过室外通风组件的直流管路持续向室内通入新风，通风的过程中，针对步骤2）中W值所属的空气指标，其对应的净化处理组件开始工作。
5）室内外温差大，中央控制器将各个空气质量传感器的最优指标Ⅰ提高至临界指标Ⅱ，并将W值与最优指标Ⅰ和临界指标Ⅱ的大小进行比对：
①当W值≥临界指标Ⅱ时，打开风量控制阀T1和T2，鼓风组件带动室外通风组件和室内循环组件同时运行，通过室外通风组件的加热组件或降温组件持续向室内通入新风，通过室内循环组件持续为室内进行循环换气，在通风的过程中，针对步骤2）中W值所属的空气指标，其对应的净化处理组件开始工作；
②当最优指标Ⅰ≤W值＜临界指标Ⅱ时，打开风量控制阀T2，通过室内循环组件持续为室内进行循环换气，通风的过程中，针对步骤2）中W值所属的空气指标，其对应的净化处理组件开始工作。
本发明的1）的操作过程中，设定各个传感器的方法如下：PM2.5的最优指标为A，临界指标为A+；CO2的最优指标为B，临界指标为B+；VOCs的最优指标为C，临界指标为C+；其中A+＞A，B+＞B，C+＞C。
本发明的步骤5）的操作过程中，通过风量控制阀T1和T2来控制室外通风组件与室内循环组件的流速比，其中总风量设定为100%，则T1风量+T2风量=100%，调控方法如下：
1）当（临界指标Ⅱ-W值）＞最优指标Ⅰ时，则T1风量＞50%，T2风量＜50%；
2）当（临界指标Ⅱ-W值））＜最优指标Ⅰ时，则T2风量＞50%，T1风量＜50%；
3）当（临界指标Ⅱ-W值）＝最优指标Ⅰ时，则T1风量＝T2风量＝50%。
本发明所述的加热组件和降温组件为变频加热组件，根据组件内的风量控制加热组件或降温组件的功率。
本发明的优点在于：本发明通过对传统新风机的控制系统进行改进，改进后的控制系统不仅通过给新风机的各个传感器设定两级检测指标，通过两级检测指标和室内外温差的情况，制定新风机的不同的工作模式，在不影响新风机正常净化空气的工作效率的情况下，最大化的程度上缩减了新风机内加热组件或者制冷组件的工作时间，进而大大减少了新风机在运行过程中的耗电量，满足现代化设备在运行过程中的节能的要求。
附图说明
图1为本发明的模块连接结构简图。
图2为本发明的模块连接的详细结图。
其中，T1为室外通风组件的风量控制阀，T2 为是室内循环组件的风量控制阀。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
本发明的实施例5中的节能控系统中的空气质量参数是参照GB/T 18883-2002的《室内空气质量标准》所指定的，为本发明的运行实例，此处不限定本发明的保护范围，操作人员可以根据实际情况进行调整。
实施例1：如图1和2所示的一种新风机的节能控制系统，所述的节能控制系统包括空气质量传感器，中央控制器，温度传感器，鼓风组件，室外通风组件，室内循环组件和净化处理组件，所述的温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器，所述的空气质量传感器和温度传感器器均连接在中央控制器上，所述的中央控制器通过鼓风组件连接在净化处理组件上，所述的室外通风组件和室内循环组件设置在鼓风组件与净化处理组件之间，室外通风组件和室内循环组件之间是相互并联的，室外通风组件与鼓风组件之间设有风量控制阀T1，室内循环组件与鼓风组件之间设有风量控制阀T2。
实施例2：如图1和2所示，空气质量传感器包括PM2.5传感器，CO2传感器，VOCs传感器，甲醛传感器和SO2传感器；室内空气质量包含多个指标，根据实际情况新风机内还可以加装一氧化碳传感器，甲苯传感器，苯传感器，相对湿度传感器，菌落数量传感器等等，提高本系统的应用范围。
实施例3：如图1和2所示，净化处理组件包括PM2.5处理组件，CO2处理组件，VOCs处理组件，甲醛处理组件和SO2处理组件，室内空气质量包含多个指标，针对以上所述的传感器，根据实际情况新风机内还可以加装一氧化碳处理组件，甲苯处理组件，苯处理组件，相对湿度处理组件，菌落数量处理组件等等，提高本系统的应用范围。
实施例4：如图1和2所示，室外通风组件内设有直流管路，加热组件和降温组件，所述的直流管路，加热组件和降温组件之间是相互并联的；通过并联的各个组件，对装置的室外通风模式进行灵活选择，由于加热组件和降温组件均为高能耗的，因此选择性开启。
当室外温度远大于室内温度时，选择通过降温组件，当室外温度远小于室内温度时，选择通过加热组件，当室外温度和室内温度相差不大时，选择通过直流管路，灵活选择，降低能耗。
实施例5：如图1和2所示，本发明的新风机的节能控制系统的运行方法，该运行方法包括：
1）在中央控制器中设定各个空气质量传感器的最优指标Ⅰ和临界指标Ⅱ，在中央控制器中设定室内外温差的临界值为10℃，设定各个传感器的方法如下：PM2.5的最优指标为0.08mg/m3，临界指标为0.15mg/m3；CO2的最优指标为5%，临界指标为10%；VOCs的最优指标为0.30mg/m3，临界指标为0.60mg/m3。
2）新风机通过各个空气质量传感器对室内空气质量进行检测，检测到PM2.5的空气指标为0.25 mg/m3＞0.08mg/m3时，将信号传递给中央控制器，鼓风组件待命。
3）中央控制器从温度传感器接收温度信号，得出室内温度为22℃，室外温度为5℃，当︱22-5︱＞10时。
4）室内外温差大，中央控制器将PM2.5传感器检测的最优指标0.08mg/m3提高至临界指标0.15mg/m3，对比发现W0.25mg/m3＞临界指标Ⅱ0.15mg/m3；打开风量控制阀T1和T2，鼓风组件带动室外通风组件和室内循环组件同时运行，通过室外通风组件的加热组件或降温组件持续向室内通入新风，通过室内循环组件持续为室内进行循环换气；
通风过程中，发现0.25mg/m3-0.15 mg/m3＞0.08mg/m3，则室外通风组件中加热组件进行工作，室外通风组件中通风量为80%，室内循环组件的通风量为20%。在通风的过程中，针对PM2.5的空气质量超标，通过PM2.5处理组件对通过的气流进行处理。
根据实施例5中的系统的运行结果，对比同等条件下传统新风机中的运行结果，得出以下结论：
1）从运行速度上来看，传统的新风机在40min左右，使得室内PM2.5的空气指标降到0.08mg/m3以下，同时系统采用3000W/h的加热设备全力工作，消耗近2200W的电量。
2）本发明的控制系统，在运行45min左右，使得室内PM2.5的空气指标降到0.08mg/m3以下，系统采用1000～3000W/h的变频加热组件，当PM2.5＜0.15 mg/m3后，关闭了变频加热设备，全程消耗1200W电量；从工作效率上来看，本发明的系统的工作效率与传统风机的工作效率是相近的，但是从节能耗电的角度来看，其耗电量远远低于传统风机的耗电量。
实施例6：如图1和2所示，本发明的新风机的节能控制系统的运行方法，该运行方法包括：
1）在中央控制器中设定各个空气质量传感器的最优指标Ⅰ和临界指标Ⅱ，在中央控制器中设定室内外温差的临界值为10℃，设定各个传感器的方法如下：PM2.5的最优指标为0.08mg/m3，临界指标为0.15mg/m3；CO2的最优指标为5%，临界指标为10%；VOCs的最优指标为0.30mg/m3，临界指标为0.60mg/m3。
2）新风机通过各个空气质量传感器对室内空气质量进行检测，检测到VOCs的空气指标为0.90mg/m3＞0.30mg/m3时，将信号传递给中央控制器，鼓风组件待命。
3）中央控制器从温度传感器接收温度信号，得出室内温度为21℃，室外温度为33℃，当︱33-21︱＞10时。
4）室内外温差大，中央控制器将VOCs传感器检测的最优指标0.30mg/m3提高至临界指标0.60mg/m3，对比发现W=0.90mg/m3＞临界指标Ⅱ=0.60mg/m3；打开风量控制阀T1和T2，鼓风组件带动室外通风组件和室内循环组件同时运行，通过室外通风组件的加热组件或降温组件持续向室内通入新风，通过室内循环组件持续为室内进行循环换气；
通风过程中，发现0.90mg/m3-0.60 mg/m3＞0.30mg/m3，则室外通风组件中加热组件进行工作，室外通风组件中通风量为50%，室内循环组件的通风量为50%。在通风的过程中，针对VOCs的空气质量超标，通过VOCs处理组件对通过的气流进行处理。
根据实施例6中的系统的运行结果，对比同等条件下传统新风机中的运行结果，得出以下结论：
1）从运行速度上来看，传统的新风机在20min左右，使得室内VOCs的空气指标降到0.30mg/m3以下，同时系统采用2000W/h的制冷设备全力工作，全程消耗近700W的电量。
2）本发明的控制系统，在运行28min左右，使得室内PM2.5的空气指标降到0.30mg/m3以下，系统采用5000～2000W/h的变频加热组件，当PM2.5＜0.60 mg/m3后，关闭了变频加热设备，全程消耗350W电量；从工作效率上来看，本发明的系统的工作效率与传统风机的工作效率是相近的，但是从节能耗电的角度来看，其耗电量远远低于传统风机的耗电量。
实施例7：如图1和2所示，如图1和2所示，本发明的新风机的节能控制系统的运行方法，该运行方法包括：
1）在中央控制器中设定各个空气质量传感器的最优指标Ⅰ和临界指标Ⅱ，在中央控制器中设定室内外温差的临界值为10℃，设定各个传感器的方法如下：PM2.5的最优指标为0.08mg/m3，临界指标为0.15mg/m3；CO2的最优指标为5%，临界指标为10%；VOCs的最优指标为0.30mg/m3，临界指标为0.60mg/m3 ，甲醛的最优指标为0.05mg/m3，临界指标为0.10mg/m3。
2）新风机通过各个空气质量传感器对室内空气质量进行检测，检测到甲醛的空气指标为0.08mg/m3＞0.05mg/m3时，将信号传递给中央控制器，鼓风组件待命。
3）中央控制器从温度传感器接收温度信号，得出室内温度为34℃，室外温度为18℃，当︱34-18︱＞10时。
4）室内外温差大，中央控制器将甲醛传感器检测的的最优指标0.05mg/m3提高至临界指标0.10mg/m3，对比发现W0.08mg/m3＜临界指标Ⅱ0.10mg/m3；打开风量控制阀T2，通过室内循环组件持续为室内进行循环换气，通风的过程中，针对甲醛的空气质量超标，通过甲醛处理组件对通过的气流进行处理。
根据实施例7中的系统的运行结果，对比同等条件下传统新风机中的运行结果，得出以下结论：
1）从运行速度上来看，传统的新风机在10min左右，使得室内VOCs的空气指标降到0.30mg/m3以下，同时系统采用2000W/h的制冷组件全力工作，消耗近350W的电量。
2）本发明的控制系统，在运行17min左右，使得室内PM2.5的空气指标降到0.30mg/m3以下，由于系统全程未采用制冷组件进行工作，全程消耗120W电量；从工作效率上来看，本发明的系统的工作效率与传统风机的工作效率相差不大，但是从节能耗电的角度来看，其耗电量远远低于传统风机的耗电量。
需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所做出的任意组合或等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种新风机的节能控制系统的运行方法，其特征在于，所述的节能控制系统包括空气质量传感器，中央控制器，温度传感器，鼓风组件，室外通风组件，室内循环组件和净化处理组件，所述的温度传感器包括室内温度传感器和室外温度传感器，所述的空气质量传感器和温度传感器器均连接在中央控制器上，所述的中央控制器通过鼓风组件连接在净化处理组件上，所述的室外通风组件和室内循环组件设置在鼓风组件与净化处理组件之间，室外通风组件和室内循环组件之间是相互并联的，室外通风组件与鼓风组件之间设有风量控制阀T1，室内循环组件与鼓风组件之间设有风量控制阀T2；
所述的空气质量传感器包括PM2.5传感器，CO2传感器，VOCs传感器，甲醛传感器和SO2传感器；所述的净化处理组件包括PM2.5处理组件，CO2处理组件，VOCs处理组件，甲醛处理组件和SO2处理组件；所述的室外通风组件内设有直流管路，加热组件和降温组件，所述的直流管路，加热组件和降温组件之间是相互并联的；
所述节能控制系统的运行方法包括如下步骤：
1）在中央控制器中设定各个空气质量传感器的最优指标Ⅰ和临界指标Ⅱ，其中最优指标Ⅰ＜临界指标Ⅱ，在中央控制器中设定室内外温差的临界值为Z；
2）新风机通过各个空气质量传感器对室内空气质量进行检测，检测到某一项空气指标W值≥最优指标Ⅰ时，将信号传递给中央控制器，鼓风组件待命；
3）中央控制器从温度传感器接收温度信号，得出室内温度为X，室外温度为Y，经过比对，当︱X-Y︱＜Z时，节能控制系统按照步骤4）运行；当︱X-Y︱≥Z时，节能控制系统按照步骤5）运行；
4）室内外温差小，打开风量控制阀T1，鼓风组件带动室外通风组件运行，通过室外通风组件的直流管路持续向室内通入新风，通风的过程中，针对步骤2）中W值所属的空气指标，其对应的净化处理组件开始工作；
5）室内外温差大，中央控制器将各个空气质量传感器的最优指标Ⅰ提高至临界指标Ⅱ，并将W值与最优指标Ⅰ和临界指标Ⅱ的大小进行比对：
①当W值≥临界指标Ⅱ时，打开风量控制阀T1和T2，鼓风组件带动室外通风组件和室内循环组件同时运行，通过室外通风组件的加热组件或降温组件持续向室内通入新风，通过室内循环组件持续为室内进行循环换气，在通风的过程中，针对步骤2）中W值所属的空气指标，其对应的净化处理组件开始工作；
②当最优指标Ⅰ≤W值＜临界指标Ⅱ时，打开风量控制阀T2，通过室内循环组件持续为室内进行循环换气，通风的过程中，针对步骤2）中W值所属的空气指标，其对应的净化处理组件开始工作。
2.根据权利要求1所述的新风机的节能控制系统的运行方法，其特征在于，所述步骤1）的操作过程中，设定各个传感器的方法如下：PM2.5的最优指标为A，临界指标为A+；CO2的最优指标为B，临界指标为B+；VOCs的最优指标为C，临界指标为C+；其中A+＞A，B+＞B，C+＞C。
3.根据权利要求1所述的新风机的节能控制系统的运行方法，其特征在于，所述步骤5）的操作过程中，通过风量控制阀T1和T2来控制室外通风组件与室内循环组件的流速比，其中总风量设定为100%，则T1风量+T2风量=100%，调控方法如下：
1）当（临界指标Ⅱ-W值）＞最优指标Ⅰ时，则T1风量＞50%，T2风量＜50%；
2）当（临界指标Ⅱ-W值））＜最优指标Ⅰ时，则T2风量＞50%，T1风量＜50%；
3）当（临界指标Ⅱ-W值）＝最优指标Ⅰ时，则T1风量＝T2风量＝50%。
4.根据权利要求1所述的新风机的节能控制系统的运行方法，其特征在于，所述的加热组件和降温组件为变频加热组件，根据组件内的风量控制加热组件或降温组件的功率。
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Denomination of invention: Energy saving control system and operation method of fresh air fan Effective date of registration: 20230510 Granted publication date: 20200103 Pledgee: Yancheng Tinghu District Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU ZHONGKE RUISAI POLLUTION CONTROL ENGINEERING Co.,Ltd. Registration number: Y2023320000252 |
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