CN108253574A - 一种吊顶新风换气机节能控制系统及其节能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及室内空气调节领域,特别涉及一种吊顶新风换气机节能控制系统及其节能控制方法。本发明主要是通过智能控制模块的智能模式来实现的,在智能模式状态下,空气质量传感器模块和空气温度模块将检测到的空气质量数据和室内外空气温度数据发送给微处理器,微处理器将上述检测到的空气质量数据和室内外空气温度数据分别与预先设定的空气质量设定值和室内空气温度设定值进行比较,以控制新风电机、排风电机和切换阀的工作。本发明使得吊顶新风换气机能够监控室内外温度,不但可以实现室内空气的置换、净化、流动,而且更加节能。

Description

一种吊顶新风换气机节能控制系统及其节能控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种吊顶新风换气机节能控制系统及其节能控制方法,属于室内空气 调节领域。
背景技术
[0002] 目前,随着人类生活水平的提高,空调已经进入千家万户,办公场所,公共场所,甚 至各种交通工具上。但由于安装空调的场所通常密封效果都比较好,而建筑、装修、家具、装 饰和办公设备释放的有害物质会引起室内污染,导致空气质量下降。加上夏季和冬季人们 更多地依赖空调降温和室内采暖,导致室内通风状况差,室内有害气体得不到释放和置换, 有害气体不断地积累,浓度不断的增高,最终导致室内空气质量恶化,使人产生困倦、头晕、 胸闷等不适症状,这就是世界卫生组织定名的“病态建筑综合症”,也就是俗称的“空调病”。 当然也有部分人为了舒适,不采取密封措施,敞开门窗,则极大的浪费了能源,严重时导致 由于超负荷而断电,使得人们生理和心理两方面都受到极大的伤害。随着城市工业化的发 展,空气质量随之变得越来越差,而吊顶式新风机却可以让室内的空气保持新鲜。
[0003] 吊顶新风换气机作为新风换气机的一种,安装在天花板上,能够独立的进行室内 空气置换、净化、流动,在排除室内的污染空气的同时,输入室外的自然新鲜空气(简称新 风),并将输入室内的新风经过有效过滤、杀菌、增氧、灭毒、预热(室外空气较冷时)等多项 处理后再送入室内。
[0004] 如图1所示,传统吊顶新风换气机包括换气主机以及与换气主机电连接的智能控 制器,换气主机包括新风电机、排风电机、热交换器、新风初效滤网、新风高效滤网和排风初 效滤网。传统吊顶新风换气机通过室外循环风道和室内循环风道将室外引入的空气和室内 排出的空气在热交换器中进行热交换,热交换效率在60%〜70%左右,使室外引入的空气 温度接近室内的空气温度后送入室内,由于室内循环风道和室外循环风道内布置了新风初 效滤网、新风高效滤网和排风初效滤网,可连续不断的提供高性能和高效率的换气。
[0005]若在夏季或者冬季,室外空气温度过高或者过低,则用户使用空调进行制冷或者 制热,然而当室内空气中二氧化碳浓度未超标,且室内挥发性有机物浓度也未超标,只是室 内pm2.5浓度超标了,那么传统吊顶新风换气机开启从室外引新风,让室内颗粒物浓度下降, 虽然传统吊顶新风换气机的热交换效率能达到60 %〜70%,但还是有30 %〜40 %的能量损 失,如果此时有台空气净化器,既能解决室内颗粒物浓度超标的问题,也不会造成室内能量 的损失。但是如果用户同时购买传统吊顶新风换气机与空气净化器,就会大大增加成本,如 果只购买传统吊顶新风换气机,在某些环境下,会造成不必要的能量损失。
[0006]另外,在夏季的傍晚,室外空气温度下降,但因室内相对封闭,室内环境温度比较 高,而传统吊顶新风换气机无法监控室外空气温度,用户只能通过开启空调制冷,无法从室 外引入舒适新风,降低室内空气温度,造成了不必要的能量损失。
[0007]同样的场景,在冬季的午后,太阳直射,室外空气温度上升,但因室内相对封闭,室 内空气温度相对较低,而传统吊顶新风换气机无法监控室外空气温度,用户只能通过开启 空调制热,无法从室外引入温暖新风,提升室内空气温度,同样也造成了不必要的能量损 失。
[0008]综上所述,传统的吊顶式新风机无法监控室内外温度,且当室外空气温度能够满 足室内需求时,也无法引入室外空气,另外传统的吊顶式新风机只能采取室内与室外空气 置换的方式来实现空气净化,无法实现同空气净化器相似的室内PM2.5循环净化,在以上这 些情况下都造成了不必要的能量损失。
发明内容
[0009] 为了解决上述技术问题,本发明提供了 一种吊顶新风换气机节能控制系统及其节 能控制方法。
[0010] 根据本发明的一个方面,提供了 一种吊顶新风换气机节能控制系统,包括:
[0011]换气主机,用于将室外空气引入到室内或将室内空气排放到室外;
[0012] 内外循环切换器,用于从外循环切换至内循环或将内循环切换至外循环;
[0013] 智能控制模块,用于控制换气主机和内外循环切换器的工作。
[0014] 进一步的,所述换气主机包括:
[0015] 新风电机,用于将室外空气通过室外循环风道引入到室内;
[0016] 新风初效滤网,用于滤除室外空气中大颗粒灰尘;
[0017] 新风高效滤网,用于滤除室外空气中小颗粒灰尘;
[0018] 排风电机,用于将室内空气通过室内循环风道排放到室外;
[0019] 排风初效滤网,用于滤除室内空气中大颗粒灰尘;
[0020] 热交换器,用于对室外引入的空气与室内排出的空气进行热交换。
[0021] 进一步的,所述内外循环切换器包括:
[0022] 切换阀,用于从外循环切换至内循环或将内循环切换至外循环。
[0023] 进一步的,所述智能控制模块包括:
[0024] 空气质量传感器模块,用于检测室内空气质量,并将检测到的室内空气质量数据 上传到微处理器;
[0025] 空气温度传感器模块,用于检测室内空气温度和室外空气温度,并将检测到的室 内空气温度和室外空气温度数据上传到微处理器;
[0026] 微处理器,用于将检测到的室内空气质量数据与室内空气质量设定值进行比较, 得到室内空气质量比较结果,将检测到的室内空气温度数据与室外空气温度数据及室内空 气温度设定值进行比较,得到室内空气温度比较结果,并将室内空气质量比较结果和室内 空气温度比较结果上传到控制器模块;
[0027] 控制器模块,用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制新 风电机、排风电机和切换阀的工作。 _
[0028] 进一步的,所述智能控制模块还包括液晶显示开关,所述液晶显示开关包括液晶 显示屏和控制开关,所述控制开关用于接收开机、关机、运行模式、新风电机/排风电机档 位、室内空气质量设定值和室内空气温度设定值的输入信号,以及空气质量传感器模块和 空气温度传感器模块的检测信号,所述液晶显示屏用于显示开机、关机、运行模式、新风电 机/排风电机档位、室内空气质量设定值和室内空气温度设定值,以及空气质量传感器模块 和空气温度传感器模块检测到的室内空气质量数据、室内空气温度和室外空气温度数据。
[0029] 进一步的,所述空气质量传感器模块包括:
[0030] 室内PM2.5浓度传感器,用于检测室内PM2.5浓度,并将检测到的室内PM2.5浓度数据 上传到微处理器;
[0031] 室内挥发性有机物浓度传感器,用于检测室内挥发性有机物浓度,并将检测到的 室内挥发性有机物浓度数据上传到微处理器;
[0032] 室内二氧化碳浓度传感器,用于检测室内二氧化碳浓度,并将检测到的室内二氧 化碳浓度数据上传到微处理器。
[0033] 进一步的,所述空气质量设定值包括室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓 度设定值和室内二氧化碳浓度设定值。
[0034] 进一步的,所述空气温度传感器模块包括:
[0035] 室内空气温度传感器,用于检测室内空气温度,并将检测到的室内空气温度数据 上传到微处理器;
[0036] 室外空气温度传感器,用于检测室外空气温度,并将检测到的室外空气温度数据 上传到微处理器。
[0037] 进一步的,所述控制器模块包括:
[0038] 新风电机控制器,用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控 制新风电机的工作;
[0039] 排风电机控制器,用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控 制排风电机的工作;
[0040] 切换阀控制器,用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制 切换阀的工作。
[0041] 根据本发明的另一方面,提供了一种利用上述吊顶新风换气机节能控制系统进行 节能控制的方法,包括:
[0042] 通过空气质量传感器模块对室内空气质量进行检测,并将检测到的室内空气质量 数据上传到微处理器;
[0043] 通过空气温度传感器模块对室内空气温度和室外空气温度进行检测,并将检测到 的室内空气温度和室外空气温度数据上传到微处理器;
[0044] 通过微处理器将检测到的室内空气质量数据与室内空气质量设定值进行比较,得 到室内空气质量比较结果,将检测到的室内空气温度数据与室外空气温度数据及室内空气 温度设定值进行比较,得到室内空气温度比较结果,并将室内空气质量比较结果和室内空 气温度比较结果上传到控制器模块;
[0045] 控制器模块根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制新风电 机、排风电机和切换阀的工作。
[0046] 进一步的,所述通过空气质量传感器模块对室内空气质量进行检测,并将检测到 的室内空气质量数据上传到微处理器包括:
[0047] 通过室内PM2.5浓度传感器对室内PM2.5浓度进行检测,并将检测到的室内PM2.5浓度 数据上传到微处理器;
[0048]通过室内挥发性有机物浓度传感器对室内挥发性有机物浓度进行检测,并将检测 到的室内挥发性有机物浓度数据上传到微处理器;
[0049] 通过室内二氧化碳浓度传感器对室内二氧化碳浓度进行检测,并将检测到的室内 二氧化碳浓度数据上传到微处理器。 —
[0050] 进一步的,所述通过空气温度传感器模块对室内空气温度和室外空气温度进行检 测,并将检测到的室内空气温度和室外空气温度数据上传到微处理器包括:
[0051] 通过室内空气温度传感器对室内空气温度进行检测,并将检测到的室内空气温度 数据上传到微处理器;
[0052] 通过室外空气温度传感器对室外空气温度进行检测,并将检测到的室外空气温度 数据上传到微处理器。
[0053] 进一步的,所述通过微处理器将检测到的室内空气质量数据与室内空气质量设定 值进行比较包括:
[0054] 通过所述微处理器将检测到的室内PM2.5浓度数据、室内挥发性有机物浓度数据和 室内二氧化碳浓度数据分别与室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓度设定值和室内 二氧化碳浓度设定值进行比较。
[0055] 进一步的,所述控制器模块根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结 果,控制新风电机、排风电机和切换阀的工作包括:
[0056] 新风电机控制器根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制新风 电机的工作;
[0057]排风电机控制器根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制排风 电机的工作;
[0058]切换阀控制器根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制切换阀 的工作。
[0059]本发明提供的吊顶新风换气机节能控制系统及其节能控制方法,使得吊顶新风换 气机能够监控室内外温度,不但可以实现室内空气的置换、净化、流动,而且更加节能。
附图说明
[0060]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点,下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其它附图。
[0061]图1为传统吊顶新风换气机的原理图;
[0062]图2为本发明吊顶新风换气机节能控制系统的系统框图;
[0063]图3为本发明换气主机的结构框图;
[0064]图4为本发明内外循环切换器的结构框图;
[0065]图5为本发明吊顶新风换气机的外循环运行原理图;
[0066]图6为本发明吊顶新风换气机的内循环运行原理图;
[0067]图7为本发明智能控制模块的结构框图;
[0068]图8为本发明智能控制模块的原理图;
[0069]图9为本发明智能控制模块智能模式的主流程图;
[0070] 图10为图9所示工作流程图中的“节能运行A”子程序的流程图;
[0071] 图11为图10所示工作流程图中的“节能运行A1”子程序的流程图;
[0072]图12为图10所示工作流程图中的“节能运行A2”子程序的流程图;
[0073]图13为图10所示工作流程图中的“节能运行A3”子程序的流程图;
[0074]图14为图9所示工作流程图中的“节能运行B”子程序的流程图;
[0075]图15为图14所示工作流程图中的“节能运行B1”子程序的流程图;
[0076]图16为图14所示工作流程图中的“节能运行B2”子程序的流程图;
[0077]图17为图14所示工作流程图中的“节能运行B3”子程序的流程图;
[0078]图18为图9所示工作流程图中的“节能运行C5’子程序的流程图。
具体实施方式
[0079]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的 附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范 围。
[0080] 实施例1
[0081] 众所周知,空气净化器将室内污染空气由室内外循环风道、新风初效滤网、新风高 效滤网、排风初效滤网、以及与换气主机电连接的智能控制器,经过循环风道,再经过新风 初效滤网、新风高效滤网和排风初效滤网有效过滤处理后再送入室内。由于这些硬件设备 传统吊顶新风换气机都具备,因此将传统吊顶新风换气机进行改造升级,就能实现空气净 化器的室内循环净化。
[0082] 为此,如图2所示,本实施例提供了一种吊顶新风换气机节能控制系统,整套系统 由换气主机100、内外循环切换器200和智能控制模块300组成,本实施例中换气主机100与 传统吊顶新风换气机的换气主机相同。
[0083] 如图3所示,换气主机100包括新风电机110、排风电机120、热交换器130、新风初效 滤网140、新风高效滤网150和排风初效滤网160,新风电机110、排风电机120、热交换器130、 新风初效滤网140、新风高效滤网150和排风初效滤网160均位于换气主机100的机箱内。具 体的,新风电机110用于将室外空气通过室外循环风道引入到室内;新风初效滤网140用于 滤除室外空气中大颗粒灰尘;新风高效滤网150用于滤除室外空气中小颗粒灰尘;排风电机 120用于将室内空气通过室内循环风道排放到室外;排风初效滤网160用于滤除室内空气中 大颗粒灰尘;热交换器130用于对室外引入的空气与室内排出的空气进行热交换。
[0084] 如图4所示,内外循环切换器200包括切换阀210和阀叶220,切换阀210和阀叶220 均位于内外循环切换器200的切换箱内。具体的,切换阀210用于从外循环切换至内循环或 将内循环切换至外循环,即实现外循环与内循环的切换功能。外循环即传统的吊顶新风换 气机的净化方案,其原理为通过排风电机将室内污染空气经过排风初效滤网、热交换器处 理后排放到室外,然后通过新风电机引入室外空气,使引入的室外空气经过新风初效滤网、 新风高效滤网150、热交换器处理后再送入室内,以排除室内污染空气,如图5所示。内循环 为本实施例与传统的吊顶新风换气机的重要区别之一,其原理为通过内外循环切换器将室 内外循环风道之间切断,室内循环风道将室内污染空气,经过排风初效滤网、新风初效滤 网、新风高效滤网及热交换器处理后再送入室内,如图6所示,虽然运行内循环能够解决室 内空气污染的问题,但无法解决室内二氧化碳和室内挥发性有机物(VOC)浓度高的问题,只 有运行外循环引入室外新风,才能稀释室内二氧化碳和室内挥发性有机物(VOC)浓度。
[0085] 如图7和图8所示,智能控制模块300包括空气质量传感器模块310、空气温度传感 器模块320、微处理器330和控制器模块340。空气质量传感器模块310包括室内PM2.5浓度传 感器311、室内挥发性有机物浓度传感器312和室内二氧化碳浓度传感器313,室内PM2.5浓度 传感器311、室内挥发性有机物浓度传感器312和室内二氧化碳浓度传感器313均设置在液 晶显示开关350内,以检测室内PM2.5浓度、室内挥发性有机物浓度和室内二氧化碳浓度,并 将检测到的室内PM2.5浓度数据、室内挥发性有机物浓度数据和室内二氧化碳浓度数据上传 到微处理器330。所述空气温度传感器模块320包括室内空气温度传感器3W和室外空气温 度传感器322,室内空气温度传感器321设置在液晶显示开关350内,以检测室内空气温度, 并将检测到的室内空气温度数据上传到微处理器33〇,室外空气温度传感器322设置在切换 箱的室外循环风道中,以检测室外空气温度,并将检测到的室外空气温度数据上传到微处 理器330。微处理器330用于将检测到的室内空气质量数据与室内空气质量设定值进行比 较,得到室内空气质量比较结果,并将室内空气质量比较结果上传到控制器模块340,其中, 空气质量设定值包括室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓度设定值和室内二氧化碳 浓度设定值。此外,微处理器330还用于将检测到的室内空气温度数据与室外空气温度数据 及室内空气温度设定值进行比较,得到室内空气温度比较结果,并将室内空气温度比较结 果上传到控制器模块340。控制器模块340包括新风电机控制器341、排风电机控制器342和 切换阀控制器343。具体的,新风电机控制器341和排风电机控制器342用于根据室内空气质 量比较结果和室内空气温度比较结果,控制新风电机和排风电机的工作;切换阀控制器343 用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制切换阀的工作。
[0086] 如图7所不,智能控制検块300还包括液晶显不开关350,液晶显不开关350设置在 室内墙壁上,包括液晶显示屏和控制开关。具体的,控制开关用于接收用户通过按键输入的 开机、关机、模式选择(智能模式、手动模式)、新风电机/排风电机档位(高、中、低档)、室内 空气温度设定值Ts、室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓度设定值和室内二氧化碳 浓度设定值的信号,还用于实时接收室内PM2.5浓度传感器311、室内挥发性有机物浓度传感 器312和室内二氧化碳浓度传感器313检测到的室内PM2.5浓度、室内挥发性有机物浓度和室 内二氧化碳浓度的信号以及室内空气温度传感器321和室外空气温度传感器322检测到的 室内空气温度和室外空气温度的信号;液晶显示屏用于显示用户通过按键输入的开机、关 机、模式选择(智能模式、手动模式)、新风电机/排风电机档位(高、中、低档)、室内空气温度 设定值Ts、室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓度设定值和室内二氧化碳浓度设定 值,还用于实时显示室内PM2.5浓度传感器311、室内挥发性有机物浓度传感器312和室内二 氧化碳浓度传感器313检测到的室内PM2.5浓度、室内挥发性有机物浓度和室内二氧化碳浓 度数据以及室内空气温度传感器321和室外空气温度传感器322检测到的室内空气温度和 室外空气温度数据。
[0087] 本实施例提供的吊顶新风换气机节能控制系统,主要是通过智能控制模块300的 智能模式来实现的。在智能模式状态下,空气质量传感器模块310和空气温度模块将检测到 的空气质量数据和室内外空气温度数据发送给微处理器330,微处理器330将上述检测到的 空气质量数据和室内外空气温度数据分别与预先设定的空气质量设定值和室内空气温度 设定值进行比较,以控制新风电机、排风电机和切换阀的工作。
[0088] 实施例2
[0089]本实施例提供了一种利用实施例1中节能控制系统进行节能控制的方法,该方法 主要是通过智能控制模块的智能模式来实现的。在智能模式状态下,空气质量传感器模块 和空气温度模块将检测到的空气质量数据和室内外空气温度数据发送给微处理器,微处理 器将上述检测到的空气质量数据和室内外空气温度数据分别与预先设定的空气质量设定 值和室内空气温度设定值进行比较,以控制新风电机、排风电机和切换阀的工作。
[0090] 具体的,用户可通过按键设置室内空气温度设定值、室内PM2.5浓度设定值、室内挥 发性有机物浓度设定值和室内二氧化碳浓度设定值。其中,室内空气温度设定值为Ts,室内 空气温度设定值Ts范围为TS1<Ts<Ts2,系统默认值TSl=19°C,Ts2 = 24°C,因为人体舒适 的温度范围在19〜24°C之间,用户也可通过按键重新定义,但系统固化差值为Ts2-TS1 = 5 °C。此外,用户还可通过按键选择运行模式,例如智能模式或者手动模式。
[0091] 智能模式下的节能控制方法如下:
[0092] 当室内PM2.5浓度PM2.5r未超过室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓度TVOCr 未超过室内挥发性有机物浓度的限值、室内二氧化碳浓度C02r未超过室内二氧化碳浓度设 定值时,进入节能运行A程序;
[0093] 当室内PM2.5浓度PM2.5r超过室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓度TVOCr未 超过室内挥发性有机物浓度设定值、室内二氧化碳浓度C02r未超过室内二氧化碳浓度设定 值时,进入节能运行B程序;
[0094]当室内挥发性有机物浓度TVOCr超过室内挥发性有机物浓度设定值或室内二氧化 碳浓度C02r超过室内二氧化碳浓度设定值时或两者均超过限值时,进入节能运行C程序。 [0095]具体的,节能运行A程序的控制方法为:
[0096]首先,判断室内PM2.5浓度PM2.5r、室内挥发性有机物浓度TVOCr和室内二氧化碳浓 度C〇2r是否超过上述浓度设定值,若室内PM2.5浓度PM2.5r、室内挥发性有机物浓度TVOCr和 室内二氧化碳浓度〇)21*均未超上述浓度设定值,说明室内空气较洁净,无需要进行室内空 气的置换、净化、流动。
[_7] 然后,检测室外空气温度Ta、室内空气温度Tr,并判断室内空气温度Tr与Tsi、Ts2的 大小关系:
[0098] 1若作<1^时,说明室内温度相对较低,室内舒适度不能满足用户需求。
[00"] 1.1若Ta>Tr时,说明室外温度高于室内温度,室外空气的舒适度能满足用户需 求,则系统开始运行,开启切换阀,运行外循环,以高风速运行新风电机、排风电机,引室外 舒适新风,利用自然资源,减少空调运行时间,以实现节能。在上述过程中持续监测室外温 度Ta、室内温度Tr,直至满足a)或b)的条件时,则系统停止运行,即进入待机状态。
[0100] a)若Tr = Ta时,即进入待机状态。
[_1] b)若Tr = Tsi时,新风电机、排风电机以低风速运行,直到低风速运行时间超过半 个小时或Ti二Ts2,则停止运行,即进入待机状态。
[G102] 1.2若Ta<Tr时,说明室外温度低于室内温度,室外空气的舒适度也不能满足用户 需求,则系统停止运行,即保持待机状态。
[0103] 2若Tr>Ts2时,说明室内温度相对较高,室内舒适度不能满足用户需求。
[0104] 2.1若Ta<Tr时,说明室外温度低于室内温度,室外空气的舒适度能满足用户需 求,则系统开始运行,开启切换阀,运行外循环,以高风速运行新风电机、排风电机,引室外 舒适新风,利用自然资源,减少空调运行时间,以实现节能。在上述过程中持续监测室外温 度Ta、室内温度Tr,直至满足a)或b)的条件时,则系统停止运行,即进入待机状态。
[0105] a)若Tr = Ta时,即进入待机状态。
[0106] b)若Tr = Ts#4,新风电机、排风电机以低风速运行,直到低风速运行时间超过半 个小时或Tr = TS1,则停止运行,即进入待机状态。
[0107] 2.2若Ta>Tr时,说明室外温度高于室内温度,室外空气的舒适度也不能满足用户 需求,则系统停止运行,即保持待机状态。
[0108] 3若TS1<IXTs2时,说明室内舒适度已经满足用户需求,则系统停止运行,即保持 待机状态。
[0109] 具体的,节能运行B程序的控制方法为:
[0110] 首先,判断PM2.5r、TVOCr和C〇2r是否超过上述浓度设定值,当PM2.5r超标、而TVOCr 和C02r均未超过上述浓度设定值时,说明室内空气颗粒物浓度较高,需要进行室内空气的 净化,则运行新风电机、排风电机,将室内的污染空气抽入室内循环风道,经过新风初效滤 网、新风高效滤网和排风初效滤网,实现室内空气净化。
[0111] 其中,PM2.51浓度进行四个等级的划分,低于上述限值为优,超过了限值分为三个 等级,即良、轻度污染、重度污染。当PM2.5r浓度处于优时,则新风电机、排风电机停止运行; 当PM2.5r浓度处于良时,新风电机、排风电机以低档运行;当PM2.5i浓度处于轻度污染时,则 新风电机、排风电机以中档运行;当PM2.5r浓度处于重度污染时,则新风电机、排风电机以高 档运行。
[0112] 然后,检测室外温度Ta、室内温度Tr,并判断室内温度Tr与TS1、Ts2的大小关系:
[0113] 1若Tr<Tsdt,说明室内温度相对较低,室内舒适度不能满足用户需求。
[0114] 1.1若Ta>Tr时,说明室外温度高于室内温度,室外空气的舒适度能满足用户需 求,则系统开始运行,开启切换阀,运行外循环,以高风速运行新风电机、排风电机,引室外 舒适新风,利用自然资源,减少空调的运行时间,以实现节能和室内空气净化。在上述过程 中持续监测室外温度Ta、室内温度Tr及室内PM2.5浓度PM2.5r,直至满足a)或b)的条件时,则 系统转内循环运行,即无需从室外引舒适新风,进行室内循环空气净化,新风电机、排风电 机以PM2.5r浓度等级要求运行。
[0115] a)若Tr = Ta时,则关闭切换阀,即进入内循环运行。
[0116] b)若Tr =〜时,则以低风速运行新风电机、排风电机,直到低风速运行时间超过 半个小时或Tr二Ts2,则停止运行,关闭切换阀,即进入内循环运行。
[0117] 1.2若Ta彡Tr时,说明室外温度低于室内温度,室外空气的舒适度也不能满足用户 需求,即无法从室外引舒适新风,则关闭切换阀,进行室内循环空气净化,以PM2.a•浓度等级 要求执行新风电机、排风电机运行。对于传统的吊顶式新风机,在此种情况下还是处于外循 环过程,虽然有热交换,但是会有有30 %〜40 %的能量损失,所以Tr会进一步下降,从而增 加空调运行功耗,不节能。
[0118] 2若Tr>Ts2时,说明室内温度相对较高,室内舒适度不能满足用户需求。
[0119] 2.1若Ta<Tr时,说明室外温度低于室内温度,室外空气的舒适度能满足用户需 求,则系统开始运行,开启切换阀,运行外循环,以高风速运行新风电机、排风电机,引室外 舒适新风,利用自然资源,减少空调运行时间,以实现节能和室内空气净化。在上述过程中 持续监测Ta、Tr及PM2.5r,直至满足a)或b)的条件时,则系统转内循环运行,即无需从室外引 舒适新风,进行室内循环空气净化,新风电机、排风电机以PM2.5r浓度等级要求运行。
[0120] a)若Tr = Ta时,则关闭切换阀,即进入内循环运行。
[0121] b)若Tr = Ts2时,以低风速运行新风电机、排风电机,直到低风速运行时间超过半 个小时或Tr = TS1,则停止运行,关闭切换阀,即进入内循环运行。
[0122] 2.2若Ta>Tr时,说明室外温度高于室内温度,室外空气的舒适度也不能满足用户 需求,即无法从室外引舒适新风,则关闭切换阀,进行室内循环空气净化,新风电机、排风电 机以PM2.5r浓度等级要求运行。对于传统的吊顶式新风机,在此种情况下还是处于外循环过 程,虽然有热交换,但是会有有30%〜40%的能量损失,所以Tr会进一步上升,增加空调运 行功耗,不节能。
[0123] 3若TsSTr彡Ts2时,说明室内舒适度已经满足用户需求,即无需从室外引舒适新 风,则关闭切换阀,进行室内循环空气净化,新风电机、排风电机以PM2.5r浓度等级要求运 行,在这个过程中,有可能Ta会低于1^或者高于Ts2,对于传统的吊顶式新风机,在此种情况 下还是处于外循环过程,虽然有热交换,但是会有有30 %〜40 %的能量损失,所以室内温度 Tr会进一步上升或下降,增加空调运行功耗,不节能。
[0124] 具体的,节能运行C程序的控制方法为:
[0125] 判断PM2.5r、TVOCr和C02r是否超过上述浓度设定值,当TVOCr与C02r中有任何一个 或均超上述的浓度设定值时,说明室内空气己经不安全了,需要进行室内空气的置换,则开 启切换阀,运行外循环,运行新风电机、排风电机,通过室外循环风道和室内循环风道将室 外引入的空气和室内排出空气通过热交换器进行热交换,使室外引入的空气温度接近室内 的空气温度后送入室内,且室外循环风道和室内循环风道内布置了新风初效滤网、新风高 效滤网和排风初效滤网,当此时PM2.5r超过室内PM2.5浓度设定值时,也能同时实现室内空气 净化。
[0126] 其中,TVOCr浓度、C02r浓度进行四个等级的划分,低于上述限值为优,超过了限值 分为三个等级,即良、轻度污染、重度污染。当TVOCr浓度、C02i浓度均处于优时,则新风电 机、排风电机停止运行;当TVOCr浓度、COa浓度处于良时,新风电机、排风电机以低档运行; 当TVOCr浓度、C02i浓度处于轻度污染时,则新风电机、排风电机以中档运行;当TVOCr浓度、 C02r浓度处于重度污染时,则新风电机、排风电机以高档运行。
[0127] 在本实施例中,当PM2.5r浓度、TVOCr浓度、C02r浓度出现两种以上等级时,等级高 的为准,如PM2.5r浓度为良、TVOCr浓度为轻度污染、C02r浓度为重度污染,则新风电机、排风 电机以重度污染等级运行,即高档运行。
[0128] 为了使本实施例中智能模式下的节能控制方法易于明白了解,下面结合具体图 示,进一步阐述说明。
[0129] 如图9所示,本实施例中智能模式下的节能控制方法包括:
[0130] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0131] 通过微处理器判断TVOCr浓度或C02i浓度是否超标;
[0132] 若是,则进入节能运行C程序;
[0133] 若否,则通过微处理器进一步判断PM2.5i浓度是否超标;
[0134] 若是,则执行节能运行A程序;
[0135] 若否,则执行节能运行B程序。
[0136] 需要说明的是,当处于智能模式时,微处理器始终判断TVOCr浓度或⑶沈浓度是否 超标,来判断选择内循环运行还是外循环运行,因为当TVOCr浓度或C02r浓度是否超标时, 必须进行室内外空气置换才能解决室内二氧化碳和室内挥发性有机物浓度高的问题。
[0137] 通过选择不同的运行状态,不但能够实现室内空气质量的净化,而且更加节能环 保,这也是本实施例与传统吊顶新风换气机的重要区别。
[0138] 若室内PM2.5浓度PM2.5r、室内挥发性有机物浓度TVOCr和室内二氧化碳浓度C02r均 未超上述浓度设定值,说明室内空气较为洁净,无需对室内空气进行净化,则执行节能运行 A程序。
[0139] 如图10所示,节能运行A程序包括:
[0140] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0141] 通过微处理器始终判断Tr是否小于Ts1;
[0142] 若是,说明室内温度相对较低,不能满足用户要求,则执行节能运行A1子程序;
[0143] 若否,则通过微处理器进一步判断Tr是否大于Ts2 ;
[0144] 若是,说明室内温度相对较高,不能满足用户要求,则执行节能运行A2子程序;
[0145] 若否,说明室内温度Tr在用户设定范围内,室内温度相对舒适,能满足用户要求, 则执行节能运行A3子程序。
[0146] 如图11所示,节能运行A1子程序包括:
[0147] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0148] 通过微处理器始终判断Ta是否小于Tr;
[0149] 若否,说明室外温度相对室内还要较高,能满足用户要求,则开启切换阀,运行外 循环,以高风速运行新风电机、排风电机,在上述过程中持续监测Ta是否等于Tr;
[0150] 若是,说明室内与室外温度己经相等,不需再引新风,则关闭新风电机、排风电机, 并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入;
[0151] 若否,则通过微处理器进一步判断Tr是否等于Ts1;
[0152] 若是,说明室内温度已经升高并己经到达用户要求温度的下限,则计时器1清零, 以低风速运行新风电机、排风电机;
[0153] 通过微处理器进一步判断Tr是否等于Ts2;
[0154] 若是,说明室内温度已经升高并己经到达用户要求温度的上限,则关闭切换阀,并 关闭新风电机、排风电机;
[0155] 若否,则判断计时器1是否已经超过半小时;
[0156] 若是,说明己经能满足用户要求了,则关闭新风电机、排风电机,并关闭切换阀,以 内循环运行,防止室外空气进入;
[0157] 若否,则继续以低风速运行新风电机、排风电机,以维持室内温度。
[0158] 如图12所示,节能运行A2子程序包括:
[0159] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0160] 通过微处理器始终判断Ta是否大于Tr;
[0161] 若是,说明室外温度相对室内还要较高,不能满足用户要求,则关闭新风电机、排 风电机,并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入;
[0162] 若否,说明室外温度相对室内还要较低,能满足用户要求,则以高风速运行新风电 机、排风电机,并开启切换阀,以外循环运行,在上述过程中持续监测Ta是否等于Tr;
[0163] 若是,说明室内与室外温度已经相等,不需再引新风,则关闭新风电机、排风电机, 并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入;
[0164] 若否,则通过微处理器进一步判断Tr是否等于Ts2;
[0165] 若是,说明室内温度已经降低并己经到达用户要求温度的上限,则计时器2清零, 以低风速运行新风电机、排风电机,通过微处理器进一步判断Tr是否等于Tsi;
[0166] 若是,说明室内温度己经降低并己经到达用户要求温度的下限,则关闭新风电机、 排风电机,并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入;
[0167] 若否,则判断计时器2是否己经超过半小时;
[0168] 若是,说明已经能满足用户要求了,则关闭新风电机、排风电机,并关闭切换阀,以 内循环运行,防止室外空气进入;
[0169] 若否,则继续以低风速运行新风电机、排风电机,以维持室内温度。
[0170] 如图13所示,节能运行A3子程序包括:
[0171] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0172] 关闭新风电机、排风电机,并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入。
[0173] 当PM2.5r超标、而TVOCr和C02r均未超过上述浓度设定值时,说明室内空气颗粒物 浓度较高,需要对室内空气进行净化,则执行节能运行B程序。
[0174] 如图14所示,节能运行B程序包括:
[0175] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0176] 通过微处理器始终判断PM2.sr浓度等级是否为优;
[0177] 若是,说明室内PM2.5r己经满足要求,则关闭新风电机、排风电机,并关闭切换阀, 以内循环运行,防止室外空气进入;
[0178] 若否,则判断PM2.5r浓度等级是否为良;
[0179] 若是,则以低风速运行新风电机、排风电机;
[0180] 若否,则判断PM2.5r浓度等级是否为轻度污染;
[0181] 若是,则以中风速运行新风电机、排风电机,并通过微处理器进一步判断Tr是否等 于 Tsi;
[0182] 若否,则以高风速运行新风电机、排风电机,通过微处理器进一步判断Tr是否小于 Tsi;
[0183] 若是,说明室内温度相对较低,不能满足用户要求,则执行节能运行B1子程序;
[0184] 若否,则通过微处理器进一步判断Tr是否大于Ts2 ;
[0185] 若是,说明室内温度相对较高,不能满足用户要求,则执行节能运行B2子程序;
[0186] 若否,说明室内温度Tr在用户设定范围内,室内温度相对舒适,能满足用户要求, 则执行节能运行B3子程序。
[0187] 如图15所示,节能运行B1子程序包括:
[0188] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0189] 通过微处理器始终判断Ta是否小于Tr;
[0190] 若是,说明室外温度相对室内还要较低,不能满足用户要求,则关闭切换阀,以内 循环运行,进行室内空气净化;
[0191] 若否,说明室外温度相对室内还要较高,能满足用户要求,则以高风速运行新风电 机、排风电机,并开启切换阀,以外循环运行,在上述过程中持续监测Ta是否等于Tr;
[0192] 若是,说明室内与室外温度己经相等,不需再引新风,则新风电机、排风电机以 PM2.sr浓度等级要求运行,并关闭切换阀,以内循环运行,进行室内空气净化;
[0193] 若否,则通过微处理器进一步判断Tr是否等于TS1;
[0194] 若是,说明室内温度已经升高并己经到达用户要求温度的下限,则计时器3清零, 以低风速运行新风电机、排风电机;
[0195] 通过微处理器进一步判断Tr是否等于Ts2;
[0196] 若是,说明室内温度已经升高并己经到达用户要求温度的上限,则新风电机、排风 电机以PM2.5r浓度等级要求运行,并关闭切换阀,以内循环运行,进行室内空气净化;
[0197] 若否,则判断计时器3是否已经超过半小时;
[0198] 若是,说明已经能满足用户要求了,则新风电机、排风电机以PMur浓度等级要求 运行,并关闭切换阀,以内循环运行,进行室内空气净化;
[0199] 若否,则继续以低风速运行新风电机、排风电机,以维持室内温度。
[0200] 如图16所示,节能运行B2子程序包括:
[0201] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0202] 通过微处理器始终判断Ta是否大于Tr;
[0203] 若是,说明室外温度相对室内还要较高,不能满足用户要求,则关闭切换阀,以内 循环运行,防止室外空气进入; _
[0204] 若否,说明室外温度相对室内还要较低,能满足用户要求,则以高风速运行新风电 机、排风电机,并开启切换阀,以外循环运行,在上述过程中持续监测化是否等于Tr;
[0205] 若是,说明室内与室外温度己经相等,不需再引新风,则新风电机、排风电机以 PM2.5r浓度等级要求运行,并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入;
[0206] 若否,则通过微处理器进一步判断Tr是否等于Ts2 ;
[0207] 若是,说明室内温度已经降低并已经到达用户要求温度的上限,则计时器4清零, 以低风速运行新风电机、排风电机;
[0208] 通过微处理器进一步判断Tr是否等于Ts1;
[0209] 若是,说明室内温度己经降低并己经到达用户要求温度的下限,则新风电机、排风 电机以PM2.5r浓度等级要求运行,并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入;
[0210] 若否,则判断计时器4是否已经超过半小时;
[0211] 若是,说明已经能满足用户要求了,则新风电机、排风电机以PMur浓度等级要求 运行,并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入;
[0212] 若否,则继续以低风速运行新风电机、排风电机,以维持室内温度。
[0213] 如图17所示,节能运行B3子程序包括:
[0214] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0215] 关闭新风电机、排风电机,并关闭切换阀,以内循环运行,防止室外空气进入。
[0216] 若TVOCr与C02r中有任何一个或均超上述的浓度设定值时,说明室内空气已经不 安全了,需要进行室内空气的置换,则执行节能运行C程序。
[0217] 如图18所示,节能运行C程序包括:
[0218] 对智能控制模块中的微处理器进行初始化;
[0219] 通过微处理器始终判断PM2.5r、TVOCr、⑶2r浓度等级中是否至少有一个为重度污 染;
[0220] 若是,则以高风速运行新风电机、排风电机,并开启切换阀,以外循环运行;
[0221] 若否,则通过微处理器始终判断PM2.5r、TV0Cr、C02r浓度等级中是否至少有一个为 轻度污染;
[0222] 若是,则以中风速运行新风电机、排风电机,则开启切换阀,以外循环运行;
[0223] 若否,则通过微处理器始终判断?^12.51'、1^0〇、〇)21'浓度等级中是否至少有一个为 良;
[0224] 若是,则以低风速运行新风电机、排风电机,并开启切换阀,以外循环运行;
[0225] 若否,说明所有指标己经为优,则关闭新风电机、排风电机,并关闭切换阀。
[0226]本发明提供的吊顶新风换气机节能控制系统及其节能控制方法,使得吊顶新风换 气机能够监控室内外温度,不但可以实现室内空气的置换、净化、流动,而且更加节能。
[0227]在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有 详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
[0228]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱尚本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 一

Claims (10)

1. 一种吊顶新风换气机节能控制系统,其特征在于,包括换气主机、内外循环切换器和 智能控制模块, 所述换气主机包括新风电机、新风初效滤网、新风高效滤网、排风电机、排风初效滤网 和热交换器,所述新风电机用于将室外空气通过室外循环风道引入到室内;所述新风初效 滤网用于滤除室外空气中大颗粒灰尘,所述排风电机用于将室内空气通过室内循环风道排 放到室外;所述排风初效滤网用于滤除室内空气中大颗粒灰尘;所述新风高效滤网用于滤 除室外空气中小颗粒灰尘;所述热交换器用于对室外引入的空气与室内排出的空气进行热 交换;所述内外循环切换器包括切换阀,所述切换阀用于从外循环切换至内循环或将内循 环切换至外循环; 所述智能控制模块包括空气质量传感器模块、空气温度传感器模块、微处理器、控制器 模块和液晶显示开关,所述空气质量传感器模块用于检测室内空气质量,并将检测到的室 内空气质量数据上传到微处理器;所述空气温度传感器模块用于检测室内空气温度和室外 空气温度,并将检测到的室内空气温度和室外空气温度数据上传到微处理器;所述微处理 器用于将检测到的室内空气质量数据与室内空气质量设定值进行比较,得到室内空气质量 比较结果,将检测到的室内空气温度数据与室外空气温度数据及室内空气温度设定值进行 比较,得到室内空气温度比较结果,并将室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果 上传到控制器模块;所述控制器模块用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较 结果,控制新风电机、排风电机和切换阀的工作;所述液晶显示开关包括液晶显示屏和控制 开关,所述控制开关用于接收开机、关机、运行模式、新风电机/排风电机档位、室内空气质 量设定值和室内空气温度设定值的输入信号,以及空气质量传感器模块和空气温度传感器 模块的检测信号,所述液晶显示屏用于显示开机、关机、运行模式、新风电机/排风电机档 位、室内空气质量设定值和室内空气温度设定值,以及空气质量传感器模块和空气温度传 感器模块检测到的室内空气质量数据、室内空气温度和室外空气温度数据。
2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空气质量传感器模块包括: 室内PM2.5浓度传感器,用于检测室内PM2.5浓度,并将检测到的室内PM2.5浓度数据上传 到微处理器; 室内挥发性有机物浓度传感器,用于检测室内挥发性有机物浓度,并将检测到的室内 挥发性有机物浓度数据上传到微处理器; 室内二氧化碳浓度传感器,用于检测室内二氧化碳浓度,并将检测到的室内二氧化碳 浓度数据上传到微处理器。
3. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空气质量设定值包括室内PM2.5浓度设 定值、室内挥发性有机物浓度设定值和室内二氧化碳浓度设定值。
4. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述空气温度传感器模块包括: 室内空气温度传感器,用于检测室内空气温度,并将检测到的室内空气温度数据上传 到微处理器; 室外空气温度传感器,用于检测室外空气温度,并将检测到的室外空气温度数据上传 到微处理器。
5. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制器模块包括: 新风电机控制器,用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制新 风电机的工作; 排风电机控制器,用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制排 风电机的工作; 切换阀控制器,用于根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制切换 阀的工作。
6. —种利用权利要求1-5中任一项所述的吊顶新风换气机节能控制系统进行节能控制 的方法,其特征在于,包括: 通过空气质量传感器模块对室内空气质量进行检测,并将检测到的室内空气质量数据 上传到微处理器; 通过空气温度传感器模块对室内空气温度和室外空气温度进行检测,并将检测到的室 内空气温度和室外空气温度数据上传到微处理器; 通过微处理器将检测到的室内空气质量数据与室内空气质量设定值进行比较,得到室 内空气质量比较结果,将检测到的室内空气温度数据与室外空气温度数据及室内空气温度 设定值进行比较,得到室内空气温度比较结果,并将室内空气质量比较结果和室内空气温 度比较结果上传到控制器模块; 控制器模块根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制新风电机、排 风电机和切换阀的工作。
7. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过空气质量传感器模块对室内空气 质量进行检测,并将检测到的室内空气质量数据上传到微处理器包括: 通过室内PM2.5浓度传感器对室内PM2.5浓度进行检测,并将检测到的室内PM2.5浓度数据 上传到微处理器; 通过室内挥发性有机物浓度传感器对室内挥发性有机物浓度进行检测,并将检测到的 室内挥发性有机物浓度数据上传到微处理器; 通过室内二氧化碳浓度传感器对室内二氧化碳浓度进行检测,并将检测到的室内二氧 化碳浓度数据上传到微处理器。
8. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过空气温度传感器模块对室内空气 温度和室外空气温度进行检测,并将检测到的室内空气温度和室外空气温度数据上传到微 处理器包括: 通过室内空气温度传感器对室内空气温度进行检测,并将检测到的室内空气温度数据 上传到微处理器; 通过室外空气温度传感器对室外空气温度进行检测,并将检测到的室外空气温度数据 上传到微处理器。
9. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过微处理器将检测到的室内空气质 量数据与室内空气质量设定值进行比较包括: 通过所述微处理器将检测到的室内PM2.5浓度数据、室内挥发性有机物浓度数据和室内 二氧化碳浓度数据分别与室内PM2.5浓度设定值、室内挥发性有机物浓度设定值和室内二氧 化碳浓度设定值进行比较。
10. 根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述控制器模块根据室内空气质量比较 结果和室内空气温度比较结果,控制新风电机、排风电机和切换阀的工作包括: 新风电机控制器根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制新风电机 的工作; 排风电机控制器根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制排风电机 的工作; 切换阀控制器根据室内空气质量比较结果和室内空气温度比较结果,控制切换阀的工 作。
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