CN108759012A - 一种新风空调的控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新风空调的控制系统及其控制方法，控制系统包括温度检测模块，用于获取内部空间和外部空间的温度值；压差传感模块，用于获取新风系统中风机的负压值；空气质量监控模块，用于检测内部空间的空气质量数据；排风开关模块，用于控制新风系统排风通道的打开和关闭；控制模块，所述控制模块的信号输入端与温度检测模块、压差传感模块、空气质量监控模块的信号输出端连接，所述控制模块的信号输出端与排风开关模块的信号输入端连接。通过控制系统实现了新风空调的人工交互控制、新风运行逻辑控制，滤网自清洁工作逻辑控制，空调工作逻辑控制，同时实现了数据远程交互以及设备的人工交互控制。

Description

一种新风空调的控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于新风空调的运行控制技术领域，具体涉及一种新风空调的控制系统及其控制方法。

背景技术

新风设备用于给室内密闭空间更换新鲜空气，用于家庭室内，公共场所，工厂或数据机房等；需要具备将室外空气更新到室内功能和过滤净化室外空气功能；在新风设备用于数据机房当中，新风设备引入的过滤净化的室外空气，将机房中数据处理设备产生的大量热量排出到室外，达到对数据机房的温度控制作用，使得机房内设备运行在正常的温度范围中。一般数据机房都配备有多个柜式空调，目的是将机房内设备产生的热量置换到室外，控制室内温度，保护设备的正常运行；新风设备引入到机房来，将降低空调的使用时间，大大地降低机房内空调的能耗，节省大量的电费，并且延长空调的使用寿命。

正对空间较小的机柜设备，里面的空间不允许同时安装空调设备和新风设备，这样要么安装空调设备，要么安装新风设备，在我国南方环境中，夏季室外温度较高，新风设备对机柜的降温效果有限，这是就需要安装空调设备，而且空调一直处于运行状态，这样在秋冬季节本来可以使用新风设备来达到降温效果，却只能使用空调，造成大量的电能浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新风空调的控制系统及其控制方法，其解决了设有新风系统和空调系统的新风空调在运行逻辑控制上的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种新风空调的控制系统，所述新风空调包括新风系统、空调系统和设于新风系统的过滤装置上的滤网自清洁系统，所述控制系统包括：控制模块，以及与控制模块连接的温度检测模块、压差传感模块、空气质量监控模块、排风开关模块，其中：

所述温度检测模块设有两组，分别设于室内和室外，两组温度检测模块的信号输出端均连接至控制模块的温度信号输入端；

所述压差传感模块设于新风系统的风机中，其信号输出端连接至控制模块的压差信号输入端；

所述空气质量监控模块设于室内，其信号输出端连接至控制模块的空气质量信号输入端；

所述排风开关模块设于新风系统的排风通道处，其控制端连接至控制模块的排风信号输出端；

所述控制模块的清洁信号输出端与新风系统的滤网自清洁系统的控制端连接，用于控制滤网自清洁系统的启动和关闭。

进一步改进在于，所述温度检测模块为两个温度传感器。

进一步改进在于，所述压差传感模块为的压差传感器。

进一步改进在于，所述空气质量监控模块包括VOC传感器、甲醛传感器、粒子计数器、二氧化碳传感器。

进一步改进在于，所述排风开关模块为电动风阀。

进一步改进在于，所述控制模块包括有单片机，以及与单片机连接的数模转换器、远程通信单元和人机交互单元，温度检测模块、压差传感模块、空气质量监控模块的信号输出端通过数模转换器与单片机的信号输入端连接，排风开关模块的信号输入端通过数模转换器与单片机的信号输出端连接。

一种新风空调的控制方法，其基于上述的控制系统，具体步骤包括：

将设有新风系统、空调系统和自清洁系统的新风空调接通电源，用温度检测模块获取内部空间和外部空间的温度数据，用压差传感模块获取新风系统风机的负压值数据，用空气质量监控模块获取内部空间的空气质量数据，并将所有数据发送至控制模块，控制模块对数据进行分析判断；

若内部空间的温度值大于外部空间温度值，且温度差值小于第一阈值，则控制排风开关模块打开，新风系统运行、空调系统关闭；

当新风系统运行过程中，若内部空间的温度值大于外部空间温度值，且温度差值超过第一阈值，则控制排风开关模块关闭，空调系统运行、新风系统关闭；若新风系统风机的负压值大于第二阈值，则控制自清洁系统打开；

当空调系统运行过程中，若空气质量数据中任一项数据高于预设值时，则控制排风开关模块重新打开，新风系统运行、空调系统关闭，直到空气质量数据中所有数据均低于预设值。

进一步改进在于，所述第一阈值为8℃。

进一步改进在于，所述第二阈值为0.3kPa。

进一步改进在于，所述预设值包括VOC含量值、甲醛含量值、粒子含量值和二氧化碳含量值。

本发明的有益效果在于：通过控制系统实现了新风空调的人工交互控制、新风运行逻辑控制，滤网自清洁工作逻辑控制，空调工作逻辑控制，同时实现了数据远程交互以及设备的人工交互控制。

附图说明

图1为设有新风系统、空调系统和滤网自清洁系统的新风空调结构的分解图；

图2为控制系统的系统原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

本发明介绍的新风空调的控制系统，作用于同时设有新风系统、空调系统和滤网自清洁系统的新风空调。为此，下面选取一种新风空调结构，对本控制系统以及控制方法作进一步说明。

如图1所示，展示的是新风空调的分解结构，其包括新风系统、空调系统和滤网自清洁系统1，其中新风系统由新风进风口、双层过滤网、负压风机、新风出风口和排风通道2组成；空调系统由蒸发器、冷凝器、空气压缩机、蒸发器进出风口、冷凝器进出风口以及相应散热翅片和散热风机；滤网自清洁系统1(由吸尘器、移动轨道以及电机组成)设置在双层过滤网之间，用于上下移动清扫双层过滤网上的灰尘。

上述新风空调在安装使用时，可以嵌装在房间墙壁上，上述新风空调还设有本发明介绍的控制系统。

结合图2所示，控制系统包括

温度检测模块，用于获取室内和室外的温度值，温度检测模块为两个型号为DS18B20的温度传感器，位于室内和室外各安装一个；

压差传感模块，用于获取新风系统中风机的负压值，压差传感模块是型号为QBE61.3-DP10的压差传感器，其设于新风系统的风机中；

空气质量监控模块，用于检测室内的空气质量数据，空气质量监控模块包括包括型号为TPM-300E-V2.2的VOC传感器、型号为CN4160的甲醛传感器、型号为PLD-0201的粒子计数器、型号为MS4100的二氧化碳传感器等，可分别检测室内的空气中各物质的浓度；

排风开关模块3，用于控制新风系统排风通道2的打开和关闭，排风开关模块3为电动风阀，设于新风系统排风通道2中；

控制模块，控制模块的信号输入端与温度检测模块、压差传感模块、空气质量监控模块的信号输出端连接，控制模块的信号输出端与排风开关模块的信号输入端连接。控制模块包括有型号为TMP86FH46的单片机，以及与单片机连接的ADS7812型号数模转换器、远程通信单元和人机交互单元，各个传感器传入的数据信号经数模转换器转换后，由单片机进行分析判断，并形成相应控制命令，对新风系统、空调系统和自清洁系统进行控制。远程通信单元包含有RS232通信接口，短信GPRS模块与RS232通信接口相连接，实现无线组网、短信报警与短信开门，远程通信单元上还包含有以太网通信接口，以太网通信接口实现与上位机的通信，用于远程控制控制模块；人机交互单元包括按键和显示屏，其用于对控制模块进行参数的设置。

上述控制系统采用的逻辑控制方法为：

首先，将设有新风系统、空调系统和自清洁系统的新风空调接通电源，用温度检测模块获取内部空间和外部空间的温度数据，用压差传感模块获取新风系统风机的负压值数据，用空气质量监控模块获取内部空间的空气质量数据，并将所有数据发送至控制模块，控制模块对数据进行分析判断；

若内部空间的温度值大于外部空间温度值，且温度差值小于第一阈值，则控制排风开关模块打开，新风系统运行、空调系统关闭；

当新风系统运行过程中，若内部空间的温度值大于外部空间温度值，且温度差值超过第一阈值，则控制排风开关模块关闭，空调系统运行、新风系统关闭；若新风系统风机的负压值大于第二阈值，则控制滤网自清洁系统打开；

当空调系统运行过程中，若空气质量数据中任一项数据高于预设值时，则控制排风开关模块重新打开，新风系统运行、空调系统关闭，直到空气质量数据中所有数据均低于预设值。

特别的，上述第一阈值为8℃，上述第二阈值为0.3kPa，上述预设值包括VOC含量值、甲醛含量值、粒子含量值和二氧化碳含量值。每个值都可以通过人机交互单元进行预先的偏好设定。

通过上述逻辑控制方法，实现了新风空调的三大功能：

新风系统运行功能：当系统检测到室外温度低于室内温度，且室内外温度差小于8摄氏度，则启动新风系统，此时室外空气从新风空调的新风室外进风口进来，穿过第一级过滤网，再穿过第二级过滤网，然后通过下面的风机，再由固定百叶导出新风空调，风向向下进入室内，同时将室内高温空气通过排风通道排到室外，实现低温的外界干净空气进来、高温的室内出去这一循环过程。

空调系统运行功能：当新风系统运行时，若室内温度出现高温告警，室内外温度差大于8摄氏度时，关闭新风系统的风机，并关闭排风通道电动风阀，阻断室内外空气流通，启动空调系统，这时压缩机开始工作，蒸发器风机和冷凝器风机开始工作，蒸发器风机工作时，机柜内部空气进入机柜内部，并随着通道进入蒸发器仓，空气在蒸发器仓内部，空气与蒸发器翅片接触，空气中热量被翅片吸收，这是空气温度下降，并排出蒸发器仓进入机柜内部。随着空调冷媒的流动，蒸发器吸收的热量被带到压缩机内部，随着冷媒的继续流动，热量最终达到冷凝器上，冷凝器风机运行，室外空气通过第一级过滤网进如冷凝器仓，这一空气与冷凝器翅片接触，并将冷凝器翅上的热量吸收带走，排出大室外。这一过程不停循环运行，不停地将机柜内部热量置换排出到室外，实现迅速降温。

空调系统运行过程中，室内温度降低，当室内外温度差回到8摄氏度以内时，重新开启新风系统，关闭空调系统。另一种情况，在空调系统运行过程中，若空气质量数据中任一项数据高于预设值时，则控制排风开关模块重新打开，新风系统运行、空调系统关闭，直到空气质量数据中所有数据均低于预设值。

过滤网系统运行功能：当系统检测到压差传感器数值达到设定值(0.3kPa)时，即说明过滤网出现堵塞严重，这时系统启动滤网自清洁程序，自清洁系统在两级滤网中间来回上下运动，吸尘器开始工作，吸尘器模块中的吸气腔吸气口在第二级滤网表面上来回摩擦吸尘运动，将滤网上积累的灰尘全部吸入到吸气腔中，在强劲的吸气风机的作用下，将其污浊的空气排出到出气腔内，再由出气腔的出气口喷射出去，喷射出去的气流直对第一级过滤网，这时将第一级过滤网上面的积累的大颗粒尘埃块一并吹出到室外。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新风空调的控制系统，所述新风空调包括新风系统、空调系统和设于新风系统的过滤装置上的滤网自清洁系统，其特征在于：所述控制系统包括：控制模块，以及与控制模块连接的温度检测模块、压差传感模块、空气质量监控模块、排风开关模块，其中：

所述温度检测模块设有两组，分别设于室内和室外，两组温度检测模块的信号输出端均连接至控制模块的温度信号输入端；

所述压差传感模块设于新风系统的风机中，其信号输出端连接至控制模块的压差信号输入端；

所述空气质量监控模块设于室内，其信号输出端连接至控制模块的空气质量信号输入端；

所述排风开关模块设于新风系统的排风通道处，其控制端连接至控制模块的排风信号输出端；

所述控制模块的清洁信号输出端与新风系统的滤网自清洁系统的控制端连接，用于控制滤网自清洁系统的启动和关闭。

2.根据权利要求1所述的一种新风空调的控制系统，其特征在于：所述温度检测模块为两个温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种新风空调的控制系统，其特征在于：所述压差传感模块为压差传感器。

4.根据权利要求1所述的一种新风空调的控制系统，其特征在于：所述空气质量监控模块包括VOC传感器、甲醛传感器、粒子计数器、二氧化碳传感器。

5.根据权利要求1所述的一种新风空调的控制系统，其特征在于：所述排风开关模块为电动风阀。

6.根据权利要求1所述的一种新风空调的控制系统，其特征在于：所述控制模块包括有单片机，以及与单片机连接的数模转换器、远程通信单元和人机交互单元，温度检测模块、压差传感模块、空气质量监控模块的信号输出端通过数模转换器与单片机的信号输入端连接，排风开关模块的信号输入端通过数模转换器与单片机的信号输出端连接。

7.一种新风空调的控制方法，其基于权利要求1-6任一项所述的控制系统，具体步骤包括：

将设有新风系统、空调系统和自清洁系统的新风空调接通电源，用温度检测模块获取内部空间和外部空间的温度数据，用压差传感模块获取新风系统风机的负压值数据，用空气质量监控模块获取内部空间的空气质量数据，并将所有数据发送至控制模块，控制模块对数据进行分析判断；

若内部空间的温度值大于外部空间温度值，且温度差值小于第一阈值，则控制排风开关模块打开，新风系统运行、空调系统关闭；

当新风系统运行过程中，若内部空间的温度值大于外部空间温度值，且温度差值超过第一阈值，则控制排风开关模块关闭，空调系统运行、新风系统关闭；若新风系统风机的负压值大于第二阈值，则控制自清洁系统打开；

当空调系统运行过程中，若空气质量数据中任一项数据高于预设值时，则控制排风开关模块重新打开，新风系统运行、空调系统关闭，直到空气质量数据中所有数据均低于预设值。

8.根据权利要求7所述的一种新风空调的控制方法，其特征在于：所述第一阈值为8℃。

9.根据权利要求7所述的一种新风空调的控制方法，其特征在于：所述第二阈值为0.3kPa。

10.根据权利要求7所述的一种新风空调的控制方法，其特征在于：所述预设值包括VOC含量值、甲醛含量值、粒子含量值和二氧化碳含量值。