CN109668237A - 新风机与新风生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新风机与新风生成方法，所述新风机包含壳体构件，所述壳体构件包含箱体与装接件，箱体内部空间形成容纳空间，所述装接件将容纳空间分割成多个功能区域，所述功能区域相互连接或部分连通；多个功能区域中包含有：进风区：通过设置在箱体上的进风口与箱体外部空间连通；过滤区：内部设置有过滤装置；风机安装区：内部设置有风机；消毒区：内部设置有消毒装置；出风区：过设置在箱体上的出风口与箱体外部空间连通。本发明能够根据对室内空气污染程度以及室内外温差的检测，自动调节混风风门，能够起到稳定室内温度和延缓滤网使用寿命的作用。

Description

新风机与新风生成方法

技术领域

本发明涉及空气净化领域，具体地，涉及一种新风机与新风生成方法。

背景技术

现有新风净化设备一般利用风机从室外吸入空气通过滤网过滤后将洁净空气排入室内，其中单向微正压式新风机由于无需铺设管道方便安装而普遍使用。近年来由于大众对PM2.5的普遍重视，相当一部分新风机增加了根据室内PM2.5含量自动调整风机转速的功能，也有部分新风机附加有加热功能以便在寒冷天气使用，极少数机型配备了空气消毒功能。

然而实际应用上存在许多问题，首先是大风量的新风机体积较大，风量在500立方米/小时的新风机超过空调室内柜机体积的很多，其次是噪音问题，在大风量下噪音问题是影响用户体验的重要因素，第三，大部分新风机不能进行室内进风和室外进风的选择，更不具备混风功能，在室内外温差较大或室内空气质量已经较好情况下，仍使用室外进风将导致不舒适的室内环境温度以及对滤材的无谓损耗。第四，带有按照空气质量检测自动调整的新风机，由于检测传感器位于机体，不能反映用户真实活动区域的空气质量，这种测量机制存在缺陷，影响自动调整的精度。第五，对于配备加热装置的新风机，大部分不具备恒温功能，存在加热不均，能耗高问题。第六，对于配备消毒设备的新风机，由于通道风速过高，实际消毒时间非常短，达不到预期的消毒效果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新风机与新风生成方法。

根据本发明提供的新风机，包含壳体构件，所述壳体构件包含箱体与装接件，箱体内部空间形成容纳空间，所述装接件将容纳空间分割成多个功能区域，所述功能区域相互连接或部分连通；多个功能区域中包含有：

进风区：通过设置在箱体上的进风口与箱体外部空间连通；

过滤区：内部设置有过滤装置；

风机安装区：内部设置有风机；

消毒区：内部设置有消毒装置；

出风区：过设置在箱体上的出风口与箱体外部空间连通。

优选地，多个过滤区中包含有初滤区与超滤区，在送风方向上，进风区、初滤区、风机安装区、超滤区、消毒区、出风区依次布置。

优选地，多个进风口中包含有第一进风口与第二进风口；

所述进风区中设置有混风机构，所述混风机构包含风门挡板与混风电机，混风电机驱动风门挡板在第一进风口与第二进风口之间运动。

优选地，所述装接件包含固定挡板，所述过滤装置包含初滤装置，初滤装置安装在固定挡板上；

所述初滤装置包含G4级初效过滤器和/或活性炭滤网；

容纳空间中设置有第一导风板，所述第一导风板将空气自进风区导向至初滤区。

优选地，所述装接件包含中竖板，所述风机通过设置的风机固定架安装在中竖板上；风机安装区通过设置在中竖板上的连通孔与初滤区相互连通。

优选地，所述风机安装区中还设置有加热装置与加热导风板；

多个加热导风板中包含有低层导风板与高层导风板；多个加热装置中包含有第一鳍式加热片与第二鳍式加热片；

所述第一鳍式加热片位于低层导风板围成的第一加热空间中，所述第二鳍式加热片位于高层导风板围成的第二加热空间中；

风机的送风出口通过所述第一加热空间与第二加热空间连通至超滤区。

优选地，所述装接件包含固定档条，固定档条安装在箱体上；超滤区中设置的超滤装置安装在固定档条上；

超滤装置包含HEPA滤网，消毒装置包含紫外灯。

优选地，多个出风口中包含有第一出风口与第二出风口；第一出风口的输出风向与风机安装区的输出风向相同，第二出风口的输出风向与风机安装区的输出风向存在夹角；

所述出风区中还设置有第二导风板，第一出风口、第二出风口分别位于第二导风板在导风方向上的两端。

优选地，箱体上还设置有空气质量检测盒与操控结构；

空气质量检测盒中设置有以下任一个或任多个检测结构：PM2.5检测仪，CO2检测仪、TVOC检测仪、温湿度传感器；

多个功能区域中还包含控制区，所述控制区中设置有电源模块与控制器；

所述控制器包含以下模块：

信号获取模块：获取以下信号：来自空气质量检测盒中检测结构的检测信号、来自设置于进风区中的温度传感器的检测信号、来自设置于出风区中的温度传感器的检测信号、来自操控结构的控制指令；

风机控制模块：控制风机的转速；

温度控制模块：控制设置于风机安装区中的加热装置；

消毒控制模块：控制消毒装置；

混风控制模块：控制设置于进风区中的混风电机；

所述电源模块连接至以下任一个或任多个结构：混风电机、风机、消毒装置、加热装置、控制器。

本发明还提供了一种新风生成方法，包含以下步骤：

步骤S1：根据室内外空气质量与温差，控制进入空气中的室内空气与室外空气的混风比；

步骤S2：对进入空气导向至初滤装置中进行过滤，获得初滤空气；

步骤S3：将初滤空气通过风机输送到由加热导风板围成的加热空间中，通过加热装置加热得到加热空气；

步骤S4：将高流速的加热空气导向至超滤装置进行过滤，获得低流速的超滤空气；

步骤S5：对低流速的超滤空气进行紫外线消毒获得消毒空气；

步骤S6：小部分消毒空气从未改变风向的第一出风口中送出，大部分消毒空气被导向后，从改变风向的第二出风口中送出。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、通过采用滤网竖置方式，箱体可以安装大面积滤网，相比一般新风机的滤网横置方式，可以在更小的体积实现大流量的新风，解决大流量新风机的体积庞大问题；对于家庭，办公等室内环境占地更小，实用美观。

2、通过采用独特的垂直旋转风门，不仅能控制室外进风和室内进风的单独开合，还能混合室外室内进风，完成常规情况下需要2个电动风门的功能；智能程序通过对室内空气污染程度以及室内外温差的判断，自动调节混风风门，能够起到稳定室内温度和延缓滤网使用寿命的作用。

3、本发明的风机位置设计，能有效降低噪音；从左右方向风机位于初滤网和超滤网之间，从前后方向风机前向被2层面板阻隔，后向一般是用户场墙壁，从上下方向风机上层被出风舱阻隔，下层面向地面且离地较高，因此不论哪个方位风机都位于最优的隔离位置，隔音效果超出常规结构。

4、本发明的加热器设计，通过采用紧邻风机的结构，使加热后空气有较长的出风路径，因此加热后的空气温度均匀，不存在一般新风机在出风口增加加热装置有冷热不均的问题；智能程序通过对出风口温度检测，运用PID算法，保持加热恒温降低能耗。

5、本发明的紫外灯位置设计，大面积超滤网过滤后的空气不但有较大的缓冲空间，而且通过风道的向上转弯刻意减缓风速，达到了至少1秒的照射时间，从而有效的起到空气消毒作用；解决了目前市面上具有紫外消毒的新风机由于通过风速过快而消毒效果差的问题。

6、箱体和检测装置分离的设计，使新风机能够更准确的针对室内目标区域的空气质量状况做出调整，而不是仅根据新风机所在位置；同时检测装置也作为可移动的控制器，提供了更方便的操作形式。

7、由于具备可编程MCU和多种传感器模块，通过对本发明进一步改进可实现记录用户滤网使用时间和使用期间空气质量数据，结合风机功率传感器的数值变化推测出滤网更换时间，提醒用户更换，从而更准确的解决滤网更换时间问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的新风机内部结构示意图；

图2为壳体构件内部结构正视图；

图3为壳体构件内部结构俯视图；

图4为混风机构工作原理示意图。

图中示出：

箱体1 连通孔19

进风区2 风机固定架20

初滤区3 低层导风板21

风机安装区4 高层导风板22

超滤区5 第一侧导风板23

消毒区6 第二侧导风板24

出风区7 第一加热空间25

控制区8 第二加热空间26

第一进风口9 加热装置27

第二进风口10 第一鳍式加热片28

混风机构11 第二鳍式加热片29

风门挡板12 超滤装置30

混风电机13 固定档条31

初滤装置14 消毒装置32

固定挡板15 第二导风板33

第一导风板16 第一出风口34

风机17 第二出风口35

中竖板18

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2所示，本发明提供的新风机，包含壳体构件，所述壳体构件包含箱体1与装接件，箱体1内部空间形成容纳空间，所述装接件将容纳空间分割成多个功能区域，所述功能区域相互连接或部分连通；多个功能区域中包含有：进风区2：通过设置在箱体1上的进风口与箱体1外部空间连通；过滤区：内部设置有过滤装置；风机安装区4：内部设置有风机17；消毒区6：内部设置有消毒装置32；出风区7：过设置在箱体1上的出风口与箱体1外部空间连通。实施例中，多个过滤区中包含有初滤区3与超滤区5，在送风方向上，进风区2、初滤区3、风机安装区4、超滤区5、消毒区6、出风区7依次布置。

如图3所示，多个进风口中包含有第一进风口9与第二进风口10；所述进风区2中设置有混风机构11，所述混风机构11包含风门挡板12与混风电机13，混风电机13驱动风门挡板12在第一进风口9与第二进风口10之间运动。实际应用中，第一进风口9、第二进风口10分别连通至室内、室外，通过转动风门挡板12，来调节室内空气与室外空气的进气比。该结构的优势在于，可根据室内外空气的质量与温差进行空气来源的选择，例如在室内空气质量较好、内外温差较大时，尽量多地选择室内空气作为新风来源，可以有效节省加热空气消耗的能量，减小过滤装置中材料的损耗。

所述装接件包含固定挡板15，所述过滤装置包含初滤装置14，初滤装置14安装在固定挡板15上；优选地，所述初滤装置14包含G4级初效过滤器和/或活性炭滤网。此外，容纳空间中设置有第一导风板16，所述第一导风板16将空气自进风区2导向至初滤区3。

所述装接件包含中竖板18，所述风机17通过设置的风机固定架20安装在中竖板18上；风机安装区4通过设置在中竖板18上的连通孔19与初滤区3相互连通。如图3所示，所述风机固定架20包含了四根L形支架，对于任意一根L形支架，其沿长度方向的两端中，一端连接至中竖板18上，另一端连接至相邻一根L形支架的中部；进而使得分机固定架20的整体呈中心对称结构。此外，所述风机安装区4中还设置有加热装置27与加热导风板；多个加热导风板中包含有低层导风板21与高层导风板22；多个加热装置27中包含有第一鳍式加热片28与第二鳍式加热片29；所述第一鳍式加热片28位于低层导风板21围成的第一加热空间25中，所述第二鳍式加热片29位于高层导风板22围成的第二加热空间26中；风机17的送风出口通过所述第一加热空间25与第二加热空间26连通至超滤区5。为了将风机17的送风尽可能导入到上述的加热空间中，在中竖板18上还设置有第一侧导风板23与第二侧导风板24。

所述装接件包含固定档条31，固定档条31安装在箱体1上；超滤区5中设置的超滤装置30安装在固定档条31上。优选地，超滤装置30包含HEPA滤网，消毒装置32包含紫外灯。多个出风口中包含有第一出风口34与第二出风口35；第一出风口34的输出风向与风机安装区4的输出风向相同，第二出风口35的输出风向与风机安装区4的输出风向存在夹角；所述出风区7中还设置有第二导风板33，第一出风口34、第二出风口35分别位于第二导风板33在导风方向上的两端。实际应用中，第一出风口34的面积要小于第二出风口35的面积，第一出风口34的设置，使得空气在不改变风向的前提下流出，减小风阻；第一出风口34的面积不宜过大，避免空气无法充分得到紫外灯的消毒。第二出风口35位于箱体1的顶部，作为主要的出风口，保证空气在送出之前得到充分的消毒。

如图1所示，本发明中过滤装置所包含的滤网均可采用竖置方式，可以在较小箱体1体积的前提下，实现大流量的新风。此外，风机17设置在初滤装置14与超滤装置30之间，加上箱体1本身的壁面，前后有两层面板；在上下方向上，上层被出风区7对应的舱体阻挡，下层面向地面去离地较高，无论哪个方位风机17都位于最优隔离位置，隔音效果好。加热装置27紧邻风机17，加热后空气有较长的出风路径，因此可以充分冷热混合均匀。空气经过超滤装置30后，由于流通面积增大，且具有较大的缓冲空间，通过风道向上转弯，以进一步减缓风速，从而提高了紫外照射时间，提高了消毒效果。

箱体1上还设置有空气质量检测盒与操控结构；空气质量检测盒中设置有以下任一个或任多个检测结构：PM2.5检测仪，CO2检测仪、TVOC检测仪、温湿度传感器；多个功能区域中还包含控制区8，所述控制区8中设置有电源模块与控制器。所述电源模块连接至以下任一个或任多个结构：混风电机13、风机17、消毒装置32、加热装置27、控制器。所述控制器包含以下模块：信号获取模块：获取以下信号：来自空气质量检测盒中检测结构的检测信号、来自设置于进风区2中的温度传感器的检测信号、来自设置于出风区7中的温度传感器的检测信号、来自操控结构的控制指令；风机控制模块：控制风机17的转速；温度控制模块：控制设置于风机安装区4中的加热装置27；消毒控制模块：控制消毒装置32；混风控制模块：控制设置于进风区2中的混风电机13。优选例中，控制器配设有通讯模块，该通讯模块可以是有线通讯，也可以是例如WIFI、蓝牙等类型的无线通信，可以用于接收各类信号或者控制指令。优选地，所述操控结构包含触摸屏和/或物理开关按钮，例如，对于物理开关按钮，可以让控制器包含的MCU断电重启，避免意外的触摸屏失效或软件故障。

通过控制器的设置，可以实现例如下面所述的控制过程：控制器获取来自操控结构的设定温度指令，再接收来自出风区7中的温度传感器的温度检测信号，当温度检测信号反应的温度值高于设定温度指令反应的温度值时，令加热装置27的调低加热功率，反之则调高加热功率；通过获取PM2.5检测仪，CO2检测仪、TVOC检测仪等设备的空气检测信号，可以得知室内室外空气指标，进而判断是否室内空气质量指标是否达到设定的范围，再根据空气质量指标来控制混风机构11调节室内外空气进气比例；同样的，室内外空气的温度指标，也可以作为混风机构11调节室内外空气进气比例的依据。

本发明还提供了一种新风生成方法，包含以下步骤：步骤S1：根据室内外空气质量与温差，控制进入空气中的室内空气与室外空气的混风比；步骤S2：对进入空气导向至初滤装置14中进行过滤，获得初滤空气；步骤S3：将初滤空气通过风机17输送到由加热导风板围成的加热空间中，通过加热装置27加热得到加热空气；步骤S4：将高流速的加热空气导向至超滤装置30进行过滤，获得低流速的超滤空气；步骤S5：对低流速的超滤空气进行紫外线消毒获得消毒空气；步骤S6：小部分消毒空气从未改变风向的第一出风口34中送出，大部分消毒空气被导向后，从改变风向的第二出风口35中送出。上文所述的高流速与低流速、大部分与小部分属于相对概念，并不涉及具体的数值范围。

优选实施方式：

新风机整体由主机箱体+外置空气检测盒组成。其中，箱体由三面壳体，里层面板，外层面板，底板，中横板，中竖板，顶板，上盖盒以及脚轮构成。外置检测盒由盒体和上盖构成。

1)进风舱(后进风口，侧进风口，风门挡板，混风电机，温度传感器，上导风板)：在主控系统对风门电机的控制下，通过电机轴转动带动挡板的开合，从而调节室外和室内进风的风量。同时，主控系统也能获取进风处的温度数据。

2)初滤区(固定挡板、初滤网、活性炭滤网)：经过混风调节后的进风经过初滤装置，为便于更换和保持密封性，采用框式抽拉式设计，滤网装置于框式结构内，再整体插入箱体，由四条挡板确保安放固定。滤网采用G4初滤和颗粒活性炭滤网。

3)风机舱(风机固定架、风机、低层导风板、高层导风板、侧导风板*2、鳍式加热片*2)：风机和固定架通过螺丝相联结，风机固定架再与中竖板相连从而固定风机。在中竖板上设有低层挡风板和高层挡风板，在前后侧面有侧挡风板，共同将风机叶轮产生的旋转风量变向为水平输出。在低层和高层挡板间设有鳍式加热片，固定在中竖板上。通过电线连接主控系统可调节风机转速和加热片的加热功率。

4)超滤和消毒区(固定挡条、HEPA滤网、底导风板、紫外灯、第一出风口)：HEPA滤网插入箱体，由四条挡板固定。经过HEPA过滤后的空气进入消毒区，该区域有较大截面积，并通过风道由水平变向上，确保空气以较低流速经过紫外灯达到足够消毒时间，并降低风机噪音。在消毒区上方设有第一出风口，风口与风机输出风向相同，减少由于风道变向产生的风阻。

5)出风舱(出风导风板、第二出风口、温度传感器)：在出风挡板导向下，大部分风量从大截面的第二出风口排出，舱室中部安置有温度传感器供主控系统获取温度数据。

6)控制舱(电源模块、主控板、触摸屏、开关按钮)：电源模块提供紫外灯、加热器、风机、混风电机以及主控板供电，并有接口与主控板相连。主控板采用带WIFI模块的可编程MCU芯片，利用继电器控制紫外灯，混风电机开合，通过芯片PWM输出控制风机转速以及加热功率，并通过WIFI与空气质量检测盒联动。触摸屏显示系统状态，并可以通过触摸设定混风量，风速等级，以及消毒开关，智能加热，定时设置等。为确保可用性，避免意外的触摸屏失效和软件故障，增加了物理开关按钮，可以让MCU断电重启。

7)空气质量检测盒(盒体，上盖，触摸屏)：盒体内置PM2.5，CO2，TVOC，温湿度传感器，并通过WIFI链路与箱体主机交换数据。显示屏显示当前空气质量数据和主机工作状态，并可通过触摸按键对主机进行调节设定。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种新风机，其特征在于，包含壳体构件，所述壳体构件包含箱体(1)与装接件，箱体(1)内部空间形成容纳空间，所述装接件将容纳空间分割成多个功能区域，所述功能区域相互连接或部分连通；多个功能区域中包含有：

进风区(2)：通过设置在箱体(1)上的进风口与箱体(1)外部空间连通；

过滤区：内部设置有过滤装置；

风机安装区(4)：内部设置有风机(17)；

消毒区(6)：内部设置有消毒装置(32)；

出风区(7)：过设置在箱体(1)上的出风口与箱体(1)外部空间连通。

2.根据权利要求1所述的新风机，其特征在于，多个过滤区中包含有初滤区(3)与超滤区(5)，在送风方向上，进风区(2)、初滤区(3)、风机安装区(4)、超滤区(5)、消毒区(6)、出风区(7)依次布置。

3.根据权利要求1所述的新风机，其特征在于，多个进风口中包含有第一进风口(9)与第二进风口(10)；

所述进风区(2)中设置有混风机构(11)，所述混风机构(11)包含风门挡板(12)与混风电机(13)，混风电机(13)驱动风门挡板(12)在第一进风口(9)与第二进风口(10)之间运动。

4.根据权利要求2所述的新风机，其特征在于，所述装接件包含固定挡板(15)，所述过滤装置包含初滤装置(14)，初滤装置(14)安装在固定挡板(15)上；

所述初滤装置(14)包含G4级初效过滤器和/或活性炭滤网；

容纳空间中设置有第一导风板(16)，所述第一导风板(16)将空气自进风区(2)导向至初滤区(3)。

5.根据权利要求2所述的新风机，其特征在于，所述装接件包含中竖板(18)，所述风机(17)通过设置的风机固定架(20)安装在中竖板(18)上；风机安装区(4)通过设置在中竖板(18)上的连通孔(19)与初滤区(3)相互连通。

6.根据权利要求5所述的新风机，其特征在于，所述风机安装区(4)中还设置有加热装置(27)与加热导风板；

多个加热导风板中包含有低层导风板(21)与高层导风板(22)；多个加热装置(27)中包含有第一鳍式加热片(28)与第二鳍式加热片(29)；

所述第一鳍式加热片(28)位于低层导风板(21)围成的第一加热空间(25)中，所述第二鳍式加热片(29)位于高层导风板(22)围成的第二加热空间(26)中；

风机(17)的送风出口通过所述第一加热空间(25)与第二加热空间(26)连通至超滤区(5)。

7.根据权利要求2所述的新风机，其特征在于，所述装接件包含固定档条(31)，固定档条(31)安装在箱体(1)上；超滤区(5)中设置的超滤装置(30)安装在固定档条(31)上；

超滤装置(30)包含HEPA滤网，消毒装置(32)包含紫外灯。

8.根据权利要求1所述的新风机，其特征在于，多个出风口中包含有第一出风口(34)与第二出风口(35)；第一出风口(34)的输出风向与风机安装区(4)的输出风向相同，第二出风口(35)的输出风向与风机安装区(4)的输出风向存在夹角；

所述出风区(7)中还设置有第二导风板(33)，第一出风口(34)、第二出风口(35)分别位于第二导风板(33)在导风方向上的两端。

9.根据权利要求1所述的新风机，其特征在于，箱体(1)上还设置有空气质量检测盒与操控结构；

空气质量检测盒中设置有以下任一个或任多个检测结构：PM2.5检测仪，CO2检测仪、TVOC检测仪、温湿度传感器；

多个功能区域中还包含控制区(8)，所述控制区(8)中设置有电源模块与控制器；

所述控制器包含以下模块：

信号获取模块：获取以下信号：来自空气质量检测盒中检测结构的检测信号、来自设置于进风区(2)中的温度传感器的检测信号、来自设置于出风区(7)中的温度传感器的检测信号、来自操控结构的控制指令；

风机控制模块：控制风机(17)的转速；

温度控制模块：控制设置于风机安装区(4)中的加热装置(27)；

消毒控制模块：控制消毒装置(32)；

混风控制模块：控制设置于进风区(2)中的混风电机(13)；

所述电源模块连接至以下任一个或任多个结构：混风电机(13)、风机(17)、消毒装置(32)、加热装置(27)、控制器。

10.一种新风生成方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤S1：根据室内外空气质量与温差，控制进入空气中的室内空气与室外空气的混风比；

步骤S2：对进入空气导向至初滤装置(14)中进行过滤，获得初滤空气；

步骤S3：将初滤空气通过风机(17)输送到由加热导风板围成的加热空间中，通过加热装置(27)加热得到加热空气；

步骤S4：将高流速的加热空气导向至超滤装置(30)进行过滤，获得低流速的超滤空气；

步骤S5：对低流速的超滤空气进行紫外线消毒获得消毒空气；

步骤S6：小部分消毒空气从未改变风向的第一出风口(34)中送出，大部分消毒空气被导向后，从改变风向的第二出风口(35)中送出。