CN108302638A - 一种新风和回风的比例调节除霾系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新风和回风的比例调节除霾系统，包括室内机和室外机，所述室内机包括控制装置和功能模块；所述各个功能模块连接形成风道回路，所述风道回路包括回风管道，新风管道、送风管道和排风管道，所述新风管道的入口串接有新风阀，所述回风管道的入口串接有回风阀，所述控制装置控制新风阀和回风阀的开度而控制新风量和回风量，以及控制新风和回风在全热交换器上的热交换量。还提供除霾系统的控制方法。本发明通过传感器控制新风阀和回风阀而控制新风阀和回风阀的开度，准确地控制了新风量和室内回风量的比例，使新风带来的能量和净化空气的能量损失降到最小，提高室内空气净化效率，提高了对室内空气的全面有效和节能处理。

Description

一种新风和回风的比例调节除霾系统及其控制方法
技术领域
本发明属于空气处理技术领域，尤其是一种新风和回风的比例调节除霾系统及其控制方法。
背景技术
随着我国社会经济的迅速发展，雾霾污染问题也变得越来越严重，不仅雾霾天气出现的频率越来越高，雾霾的污染严重程度也越来越大。雾霾已经给人们的生活带来了极大的不便，尤其是给人们的身体健康造成损害。近年来因为雾霾造成的各类呼吸疾病发病率正在逐年增加。治理雾霾已经到了刻不容缓的地步。国家正在完善雾霾治理的相关制度，采取各种手段进行雾霾治理。然而从源头雾霾治理非一朝一夕能够完成，需要一个漫长而艰巨的过程。由于人离不开呼吸，因此为人们解决室内空气中的雾霾问题也就变得非常重要。
在现有技术中，有各种各样的除霾设备。在这些除霾设备中，既有单纯净化功能的，也有单纯新风功能的。对于纯净化功能的除霾设备不能解决在封闭的室内使用过程中由于人的呼吸活动而导致室内CO2浓度不断增加的问题；而单纯新风功能的除霾设备由于无法对引入室内的室外新风进行净化而直接引入室内，导致室内的空气PM2.5和其他各种有害化学物质存留的问题。
因此，必要设计一种具有新风和净化功能的除霾设备，并且控制新风和净化回风的比例问题，解决室外新风使室内空气流到室外带来的能量损失的问题，使室内空气充分循环而保证室内空气的清洁水平，又能提高室内空气净化效率而引进室外的新风而保证室内空气的新鲜度。
发明内容
本发明的目的在于解决现在除霾设备功能单一的问题，并且通过控制新风和净化回风的比例解决室外新风使室内空气流到室外带来的能量损失的问题，使室内空气充分循环而保证室内空气的清洁水平，又能提高室内空气净化效率而引进室外的新风而保证室内空气的新鲜度。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
一种新风和回风的比例调节除霾系统，包括控制装置和若干可相互拆卸连接的功能模块，功能模块与控制装置电连接；所述功能模块从下到上相互叠加而连接在一起，形成模块式安装结构；最下端的功能模块上设有新风口和回风口，所述新风口上串接有新风阀，所述回风口上串接有回风阀，所述控制装置控制新风阀和回风阀的开度而控制新风量和回风量，且新风阀和回风阀的开度成反相关关系。
进一步地，所述功能模块包括新风热回收模块、中效过滤模块、加湿模块和高效过滤模块，所述新风热回收模块、中效过滤模块、加湿模块和高效过滤模块依次连接。
进一步地，所述新风热回收模块包括初效过滤器、全热交换器和排风机，所述初效过滤器的入口与串接有新风阀的新风管道的入口连接，所述初效过滤器的出口与全热交换器的第一入口连接，与第一入口连通的全热交换器的出口与中效过滤模块的入口连接；所述回风管道的一端与室内连通，回风管道的另一端与全热交换器的第二入口连接，与第二入口连通的全热交换器的出口与排风管道的出口连通；所述排风机设于排风管道上。
进一步地，所述新风热回收模块还包括外壳，所述初效过滤器、全热交换器和排风机安装于外壳内，所述外壳的壁上开有回风口、新风口和排风口，所述回风口、新风口分别与全热交换器的第二入口和第一入口连接；所述新风阀设于新风口上，所述排风口与排风机的出口连通。
进一步地，所述中效过滤模块包括依次连接的中效滤网、活性炭滤网、夹炭布滤网、CA滤网和风机，所述中效滤网与全热交换器的出口连通，该全热交换器的出口与全热交换器的第一入口连通；所述风机驱动全热交换器的出口的新风依次流通过中效滤网、活性炭滤网、夹炭布滤网和CA滤网而被过滤净化。
进一步地，所述高效过滤模块包括滤网托和高效过滤网，所述高效过滤网密封安装于滤网托上，所述滤网托与风机的出口密封连接；所述加湿模块包括水箱和湿膜加湿器，所述湿膜加湿器与水箱连接而将水雾化后喷撒到高效过滤网的出口上。
进一步地，所述功能模块还包括香氛模块和负离子模块，所述香氛模块和负离子模块设于加湿模块的出口处。
进一步地，所述回风管道上设有温度传感器、湿度传感器、TVOC浓度传感器、PM2.5传感器和CO2浓度传感器，所述高效过滤网上设有压差传感器，所述机箱上设有气压传感器，所述温度传感器、TVOC浓度传感器、PM2.5传感器、CO2浓度传感器、压差传感器和气压传感器的输出端与所述控制装置的输入端连接。
一种新风和回风的比例调节除霾系统的控制方法，控制装置通过CO2浓度传感器对室内空气的有害物质浓度进行检测，并将检测到的数据发送到控制装置；控制装置根据数据输出控制命令到新风阀和回风阀而控制新风阀和回风阀的开度；当二氧化碳浓度高于设定值时，控制装置控制新风阀的开口增大，且控制回风阀的开口减小，增加新风量，减少回风量，同时控制装置控制排风机的转速度提高而增加排风量，将室内污浊空气排出室外而降低室内二氧化碳，增大含氧量；当室内二氧化碳含量低于设定值时，控制装置控制新风阀的开口减小，减少新风量，且控制装置控制回风阀的开口增大，减加回风量，减少室外新风带来的热湿负荷。
作为一种优选的方案，控制装置通过PM2.5传感器对新风口的室外空气的PM2.5值进行检测，并将检测到的数据发送到控制装置；控制装置根据数据输出控制命令到新风阀和回风阀而控制新风阀和回风阀的开度；当PM2.5的值小于第一设定值时，新风阀和回风阀的开度保持不变；当PM2.5的值高于第一设定值而小于第二设定值时，控制装置控制新风阀的开口减小，且控制回风阀的开口增大，减小新风量，增加回风量；当PM2.5高于第二设定值时，控制装置控制新风阀完全关闭；所述第二设定值大于第一设定值。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明控制装置通过传感器检测室内空气的质量，并根据数据输出控制命令到新风阀和回风阀而控制新风阀和回风阀的开度，对新风量和回风量的比例调节控制，当二氧化碳浓度高于设定值时，控制装置控制新风阀的开口增大，且控制回风阀的开口减小，增加新风量，减少回风量，同时控制装置控制排风机的转速度提高而增加排风量，将室内污浊空气排出室外而降低室内二氧化碳，增大含氧量；当室内二氧化碳含量低于设定值时，控制装置控制新风阀的开口减小，减少新风量，且控制装置控制回风阀的开口增大，减加回风量，减少室外新风带来的热湿负荷。
2、本发明的新风管道和排风管道通过全热交换器进行热量交换，使排风管道内的热量通过全热交换器传递到新风管道上。具体的，在工作时，回风和新风分别从回风管道和新风管道进入全热交换器中，回风的能量与新风进行能量交换，提高或降低新风的温度，对回风中的能量进行回收利用。经过能量交换后的回风全部直接通过排风管道排到室外，而获得能量后的新风则送到室内，实现全新风更新和补充的同时，最大化地重新利用室内旧空气的自身能量为新风升温或降温，达到节能和环保的目的。
附图说明
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，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地介绍，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他的附图。
图1为本发明新风和回风的比例调节除霾系统的气流结构示意图；
图2为本发明新风和回风的比例调节除霾系统的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参见图1和图2，本实施例涉及一种新风和回风的比例调节除霾系统，包括控制装置和可相互拆卸连接的功能模块1，功能模块1与控制装置电连接；所述各个功能模块1连接形成风道回路，所述风道回路包括室内外排风循环交换回路61、室内外新风循环交换回路62和室内循环净化回路，所述室内外排风循环交换回路61与室内空气连通，且通过全热交换器111与室外空气连通；所述室内外新风循环交换回路62与室外的空气连通，且通过全热交换器111和过滤组件与室内空气连通；所述室内循环净化回路与室内空气连接，且通过过滤组件与室内空气连通；所述新风管道的入口串接有新风阀2，所述回风管道的入口串接有回风阀3，所述控制装置控制新风阀2和回风阀3的开度而控制新风量和回风量，且新风阀和回风阀的开度成反相关关系。
该除霾系统采用新风管道、回风管道和排风管道的一体风道系统，在对室内的空气进行净化的过程中，也通过新风管道和排风管道对室内的空气进行补充和更新，保证室内空气的含氧量。
新风管道和排风管道通过全热交换器111进行热量交换，使排风管道内的热量通过全热交换器111传递到新风管道上。具体的，在工作时，回风和新风分别从回风管道和新风管道进入全热交换器111中，回风的能量与新风进行能量交换，提高或降低新风的温度，对回风中的能量进行回收利用。经过能量交换后的回风全部直接通过排风管道排到室外，而获得能量后的新风则送到室内，实现全新风更新和补充的同时，最大化地重新利用室内旧空气的自身能量为新风升温或降温，达到节能和环保的目的。
控制装置通过传感器检测室内空气的质量，并根据数据输出控制命令到新风阀2和回风阀3而控制新风阀2和回风阀3的开度，对新风量和回风量的比例调节控制，且新风阀和回风阀的开度成反相关关系。当二氧化碳浓度高于设定值时，控制装置控制新风阀2的开口增大，且控制回风阀3的开口减小，增加新风量，减少回风量，同时控制装置控制排风机的转速度提高而增加排风量，将室内污浊空气排出室外而降低室内二氧化碳，增大含氧量；当室内二氧化碳含量低于设定值时，控制装置控制新风阀2的开口减小，减少新风量，且控制装置控制回风阀3的开口增大，减加回风量，减少室外新风带来的热湿负荷。
所述功能模块1设为多个，两个相邻功能模块1从下到上相互叠加而可拆卸地安装在一起，形成模块式安装结构。该除霾系统可进行模块化逐个安装，搬运和安装时占用空间小且重量轻，符合小空间的家庭的需求，能满足不同安装使用场合和客户的使用要求，通用性高且安装方便。
所述功能模块1包括新风热回收模块11、中效过滤模块12、加湿模块13和高效过滤模块14，所述新风热回收模块11、中效过滤模块12、加湿模块13和高效过滤模块14依次连接。在风机的动力作用下，新风热回收模块11从新风管道和回风管道的入口吸入空气，被吸入的两路空气进入新风热回收模块11的空气进行热交换，经过中效过滤器处理，以进行初步净化，去除空气大颗粒物、异味和甲醛；然后经高效过滤器进行再次过滤，对空气中的微小颗粒进行净化，再经过加湿模块13进行加湿，最终从出风口送出流通到室内，使人体能呼吸干净的空气。
所述新风热回收模块11包括初效过滤器110、全热交换器111和排风机112，所述初效过滤器110的入口与串接有新风阀2的新风管道的入口连接，所述初效过滤器110的出口与全热交换器111的第一入口连接，与第一入口连通的全热交换器111的出口与中效过滤模块12的入口连接；所述回风管道的一端与室内连通，回风管道的另一端与全热交换器111的第二入口连接，与第二入口连通的全热交换器111的出口与排风管道的出口连通；所述排风机112设于排风管道上。室外的新风通过初效过滤器而使得其中的大颗粒物被滤除掉。过滤后的新风从全热交换器111的第一入口进入全热交换器111后，与进入全热交换器111的第二入口的回风进行能量交换，节约了除霾系制冷或加热的能量消耗。经过能量交换后的回风在排风机112的动力驱动作用下全部通过排风管道被直接排到室外，最大化地重新利用室内旧空气的自身能量为新风升温或降温，达到节能和环保的目的。
所述新风热回收模块11还包括外壳113，所述初效过滤器110、全热交换器111和排风机112安装于外壳内，所述外壳113的壁上开有回风口114、新风口115和排风口116，所述回风口114、新风口115分别与全热交换器111的第二入口和第一入口连接；所述新风阀2设于新风口上，所述排风口与排风机112的出口连通。室外新风通过新风口115流入全热交换器111的第一入口，而室内的空气通过回风口114流入全热交换器111的第二入口，而排风口116则将已与新风进行能量交换的回风排出室外。
所述中效过滤模块12包括依次连接的中效滤网121、活性炭滤网122、夹炭布滤网、CA滤网和风机125，所述中效滤网与全热交换器111的出口连通，该全热交换器111的出口与全热交换器111的第一入口连通；所述风机125驱动全热交换器111的出口的新风依次流通过中效滤网121、活性炭滤网122、夹炭布滤网和CA滤网而被过滤净化。在风机125的动力驱动下，新风和回风经过中效滤网121、活性炭滤网122、夹炭布滤网和CA滤网的过滤处理125，去除空气中的异味和甲醛，使人体能呼吸到较为清新的空气。
所述高效过滤模块14包括滤网托141和高效过滤网142，所述高效过滤网142密封安装于滤网托141上，所述滤网托141与风机的出口密封连接；所述加湿模块13包括水箱131和湿膜加湿器，所述湿膜加湿器与水箱131连接而将水雾化后喷撒到高效过滤网142的出口上。
所述功能模块1还包括香氛模块15和负离子模块16，所述香氛模块15和负离子模块16设于加湿模块13的出口处。香氛模块15能增加室内空气的香味，使得空气更加清新和芬芳。负离子模块在工作时会使周围空气出现带有正电荷和负电荷的空气离子，正、负电荷的空气离子吸引带有与之相反电荷的空气污染物，通过接触降低污染水平。
所述回风管道上设有温度传感器、湿度传感器、TVOC浓度传感器、PM2.5传感器和CO2浓度传感器4，所述高效过滤网142上设有压差传感器，所述机箱上设有气压传感器，所述温度传感器、TVOC浓度传感器、PM2.5传感器、CO2浓度传感器4、压差传感器和气压传感器的输出端与所述控制装置的输入端连接。控制装置通过各个传感器获得相应的空气温度、质量和气压数据，输出相应的控制信号到各个风机和开关阀，从而实现室内空气循环回路、室内外排风循环交换和室内外新风循环交换的有序配合工作，形成一个整体有序的处理系统。
本实施例还提供了一种新风和回风的比例调节除霾系统的控制方法，控制装置通过CO2浓度传感器4对室内空气的有害物质浓度进行检测，并将检测到的数据发送到控制装置；控制装置根据数据输出控制命到新风阀2和回风阀3而控制新风阀2和回风阀3的开度；当二氧化碳浓度高于设定值时，控制装置控制新风阀2的开口增大，且控制回风阀3的开口减小，增加新风量，减少回风量，同时控制装置控制排风机112的转速度提高而增加排风量，将室内污浊空气排出室外而降低室内二氧化碳，增大含氧量；当室内二氧化碳含量低于设定值时，控制装置控制新风阀2的开口减小，减少新风量，且控制装置控制回风阀3的开口增大，减加回风量，减少室外新风带来的热湿负荷。
该方法通过传感器对室内的空气中的CO2进行检测，然后控制装置根据数据输出控制命到新风阀2和回风阀3而控制新风阀2和回风阀3的开度；准确地控制了新风量和室内回风量的比例，使新风带来的能量和净化空气的能量损失降到最小，提高室内空气净化效率，极大地提高了对室内空气的全面有效和节能处理。
控制装置通过PM2.5传感器对新风口的室外空气的PM2.5值进行检测，并将检测到的数据发送到控制装置；控制装置根据数据输出控制命令到新风阀2和回风阀3而控制新风阀2和回风阀3的开度；当PM2.5的值小于第一设定值时，新风阀2和回风阀3的开度保持不变；当PM2.5的值高于第一设定值而小于第二设定值时，控制装置控制新风阀2的开口减小，且控制回风阀3的开口增大，减小新风量，增加回风量；当PM2.5高于第二设定值时，控制装置控制新风阀2完全关闭；所述第二设定值大于第一设定值。该方法通过PM2.5传感器对室外空气的质量进行检测，根据检测到的数据自动控制是否引入新风以及引入新风的量，根据室内和室外空气的不同情况智能地调节控制新风和回风的体积和比例。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：包括控制装置和若干可相互拆卸连接的功能模块，功能模块与控制装置电连接；所述功能模块从下到上相互叠加而连接在一起，形成模块式安装结构；最下端的功能模块上设有新风口和回风口，所述新风口上串接有新风阀，所述回风口上串接有回风阀，所述控制装置控制新风阀和回风阀的开度而控制新风量和回风量，且新风阀和回风阀的开度成反相关关系。
2.根据权利要求1所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：所述功能模块包括新风热回收模块、中效过滤模块、加湿模块和高效过滤模块，所述新风热回收模块、中效过滤模块、加湿模块和高效过滤模块依次连接。
3.根据权利要求2所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：所述新风热回收模块包括初效过滤器、全热交换器和排风机，所述初效过滤器的入口与串接有新风阀的新风管道的入口连接，所述初效过滤器的出口与全热交换器的第一入口连接，与第一入口连通的全热交换器的出口与中效过滤模块的入口连接；所述回风管道的一端与室内连通，回风管道的另一端与全热交换器的第二入口连接，与第二入口连通的全热交换器的出口与排风管道的出口连通；所述排风机设于排风管道上。
4.根据权利要求3所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：所述新风热回收模块还包括外壳，所述初效过滤器、全热交换器和排风机安装于外壳内，所述外壳的壁上开有回风口、新风口和排风口，所述回风口、新风口分别与全热交换器的第二入口和第一入口连接；所述新风阀设于新风口上，所述排风口与排风机的出口连通。
5.根据权利要求3所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：所述中效过滤模块包括依次连接的中效滤网、活性炭滤网、夹炭布滤网、CA滤网和风机，所述中效滤网与全热交换器的出口连通，所述全热交换器的出口与全热交换器的第一入口连通；所述风机驱动全热交换器的出口的新风依次流通过中效滤网、活性炭滤网、夹炭布滤网和CA滤网而被过滤净化。
6.根据权利要求2所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：所述高效过滤模块包括滤网托和高效过滤网，所述高效过滤网密封安装于滤网托上，所述滤网托与风机的出口密封连接；所述加湿模块包括水箱和湿膜加湿器，所述湿膜加湿器与水箱连接而将水雾化后喷撒到高效过滤网的出口上。
7.根据权利要求2所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：所述功能模块还包括香氛模块和负离子模块，所述香氛模块和负离子模块设于加湿模块的出口处。
8.根据权利要求1所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统，其特征在于：所述回风管道上设有温度传感器、湿度传感器、TVOC浓度传感器、PM2.5传感器和CO2浓度传感器，所述高效过滤网上设有压差传感器，所述机箱上设有气压传感器，所述温度传感器、TVOC浓度传感器、PM2.5传感器、CO2浓度传感器、压差传感器和气压传感器的输出端与所述控制装置的输入端连接。
9.一种新风和回风的比例调节除霾系统的控制方法，其特征在于，控制装置通过CO2浓度传感器对室内空气的有害物质浓度进行检测，并将检测到的数据发送到控制装置；控制装置根据数据输出控制命令到新风阀和回风阀而控制新风阀和回风阀的开度；当二氧化碳浓度高于设定值时，控制装置控制新风阀的开口增大，且控制回风阀的开口减小，增加新风量，减少回风量，同时控制装置控制排风机的转速度提高而增加排风量，将室内污浊空气排出室外而降低室内二氧化碳，增大含氧量；当室内二氧化碳含量低于设定值时，控制装置控制新风阀的开口减小，减少新风量，且控制装置控制回风阀的开口增大，减加回风量，减少室外新风带来的热湿负荷。
10.根据权利要求9所述的一种新风和回风的比例调节除霾系统的控制方法，其特征在于：控制装置通过PM2.5传感器对新风口的室外空气的PM2.5值进行检测，并将检测到的数据发送到控制装置；控制装置根据数据输出控制命令到新风阀和回风阀而控制新风阀和回风阀的开度；当PM2.5的值小于第一设定值时，新风阀和回风阀的开度保持不变；当PM2.5的值高于第一设定值而小于第二设定值时，控制装置控制新风阀的开口减小，且控制回风阀的开口增大，减小新风量，增加回风量；当PM2.5高于第二设定值时，控制装置控制新风阀完全关闭；所述第二设定值大于第一设定值。
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