CN109990399A - 一种室内环境新型调控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种室内环境新型调控系统，包括供电单元、中央处理单元、用能设备单元、换热单元、加热单元和室内环境监控单元，供电单元电性连接中央处理单元与用能设备单元，中央处理单元电性连接用能设备单元，用能设备单元的一输出端穿过换热单元且连通室内，换热单元通过加热单元进行加热，室内环境监控单元通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元，由中央处理单元控制用能设备的工作情况，本发明采用该系统，能够实现对室内环境的温湿度、氧含量以及空气质量等进行实时调控，有效改善人们活动场所的环境质量，并可通过利用自然能源供电以保证整个系统的良好运行，从而避免使用化石能源造成的环境污染及资源浪费等问题。

Description

一种室内环境新型调控系统

技术领域

本发明涉及室内环境调控技术领域，尤其涉及一种室内环境新型调控系统。

背景技术

现今，人们每天多长时间处于室内进行办公、生活和学习活动，因此，室内环境质量直接影响着人们的身心健康。其中，室内环境质量主要包括室内温湿度、臭氧、二氧化碳、氧气浓度以及空气中的颗粒物大小等，为改善室内环境质量，目前多通过新风系统、空调以及除霾设备等实现对室内环境质量的调控，但是，现有的室内环境调控设备在实际使用过程中存在如下问题：

1、新风系统、空调以及除霾设备等往往是单独工作的，故难以保证室内环境质量整体的良好调控；

2、新风系统、空调以及除霾设备等多采用化石能源产生的电能进行工作，不仅使得环境被污染，而且未能充分利用各系统中的能源，也造成了能源的浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种能够实现对室内环境的温湿度、氧含量以及空气质量等进行实时调控，有效改善人们活动场所的环境质量，并可通过利用自然能源供电以保证整个系统的良好运行，从而避免使用化石能源造成的环境污染及资源浪费等问题的室内环境新型调控系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种室内环境新型调控系统，其中所述室内环境新型调控系统包括供电单元、中央处理单元、用能设备单元、换热单元、加热单元和室内环境监控单元，所述供电单元设置为电性连接中央处理单元与用能设备单元，所述中央处理单元设置为电性连接用能设备单元，所述用能设备单元的一输出端穿过换热单元且连通室内，所述换热单元设置为通过加热单元进行加热，所述室内环境监控单元设置于室内，且该室内环境监控单元通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元，由中央处理单元控制用能设备的工作情况。

进一步地，所述换热单元设置为包括换热室和去离子水制备装置，所述换热室的进水口连通去离子水制备装置的输出端，所述去离子水制备装置的输入端连接外部水源。

进一步地，所述换热室与去离子水制备装置的进水口之间还连通一回水部分，所述回水部分设置为包括回水管路、水泵和调节阀一，所述调节阀一一设置于换热室的出水口，所述回水管路的一端连通换热室的出水口，且该回水管路的另一端连通水泵的输入端，所述水泵的输出端连通去离子水制备装置的进水口。

进一步地，所述换热室的外侧壁设置一保温隔热层，且该换热室的内腔还设置水温传感器，所述水温传感器通过无线通信单元将采集的水温情况反馈至中央处理单元。

进一步地，所述去离子水制备装置的进水口还连通一杀菌装置，所述杀菌装置的输入端连通水泵的输出端。

进一步地，所述加热单元设置为包括螺旋电加热管和太阳能热水器，所述螺旋电加热管设置于换热室的内腔，且该螺旋电加热管电性连接供电单元和中央处理单元，所述太阳能热水器的输出管路穿过换热室的内腔。

进一步地，所述供电单元设置为包括太阳能电池板、蓄电池组、逆变器和太阳能控制器，所述太阳能电池板设置于室外，且该太阳能电池板电性连接蓄电池组，所述蓄电池组电性连接逆变器的输入端和太阳能控制器的输出端，所述逆变器的输出端设置为电性连接用能设备单元和加热单元，所述太阳能控制器设置为电性连接中央处理单元。

进一步地，所述用能设备单元设置为包括新风设备主体、空调主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体和湿度调节设备主体，所述新风设备主体、空调主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体和湿度调节设备主体均电性连接供电单元和中央处理单元，所述新风设备主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体与湿度调节设备主体依次连通，所述空调主体的管路穿过换热单元，且该空调主体辅助进行换热室中水温的调节，所述湿度调节设备主体的输出管路一穿过换热单元且连通室内的进风口，且该湿度调节设备主体的输出管路二直接连通室内的进风口，所述输出管路一与输出管路二上均设置调节阀二。

进一步地，所述室内环境监控单元设置为包括信息采集部分和静电除霾部分，所述信息采集部分设置为通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元，所述静电除霾部分电性连接供电单元与中央处理单元。

进一步地，所述信息采集部分设置为包括温度传感器、湿度传感器、pm2.5检测仪、臭氧浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和氧气浓度检测仪，所述温度传感器、湿度传感器、pm2.5检测仪、臭氧浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和氧气浓度检测仪均设置为通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元，由中央处理单元根据室内环境监控单元采集的信息控制用能设备和室内环境调节部分的工作情况。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)通过供电单元为各用电单元提供电能，以保证整个室内环境调控系统的正常运行，而中央处理单元对室内环境监控单元采集的环境数据信息进行分析处理，控制各设备的运行情况，从而有效改善人们活动场所的室内环境质量。

(2)通过去离子水制备装置，能够对外部水源的水质进行处理，以滤除换热室中换热水中的杂质，避免杂质在换热室内腔积累对换热室等造成的侵蚀，同时降低加热过程中杂质也吸收热能带来的浪费，以及需定期进行换热室内腔清洁造成的成本增加等问题。

(3)通过太阳能电池板、蓄电池组、逆变器和太阳能控制的配合，能够有效利用太阳能供电，以避免使用化石能源造成的环境污染及资源浪费等问题，并保证整个系统中用能设备的良好运行。

(4)通过新风设备主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体和湿度调节设备主体的配合，能够在室内环境质量下降时，进行室内外气体流通，对室外气体依次进行静电除霾、除臭氧、灭菌处理和湿度调节，以保证进入室内的空气质量，实现对室内空气的外循环调节，并在室温过低时，使得经处理后的空气由输出管路一进入室内，而在室温过高时，使得经处理后的空气由输出管路二进入室内，另外，空调主体可辅助进行换热室中换热水的温度调节，避免水温过高对换热室内腔各部件造成的损伤。

(5)通过信息采集部分获得室内环境的温湿度、pm2.5值、臭氧浓度、二氧化碳浓度及氧气浓度等数据，并反馈至中央处理单元，由中央处理单元根据各项数据与设定阈值进行对比，当温湿度、pm2.5值、臭氧浓度、二氧化碳浓度及氧气浓度均不合格时，中央处理单元控制新风设备主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体和湿度调节设备主体工作，启动外循环系统进行室内外空气循环，当温湿度、臭氧浓度、二氧化碳浓度及氧气浓度合格，而pm2.5超标时，中央处理单元控制静电除霾部分工作，启动内循环系统进行室内空气处理。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明中用能设备单元、换热单元、加热单元和回水部分之间的结构示意图。

图中：供电单元10，太阳能电池板101，蓄电池组102，逆变器103，太阳能控制器104，中央处理单元20，用能设备单元30，新风设备主体301，空调主体302，静电除霾设备主体303，除臭氧设备主体304，紫外灭菌设备主体305，湿度调节设备主体306，换热单元40，换热室401，去离子水制备装置402，水温传感器403，杀菌装置404，加热单元50，螺旋电加热管501，太阳能热水器502，室内环境监控单元60，静电除霾部分601，温度传感器602，湿度传感器603，pm2.5检测仪604，臭氧浓度检测仪605，二氧化碳浓度检测仪606，氧气浓度检测仪607，回水部分70，回水管路701，水泵702，调节阀一703。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。

如图1和图2所示，一种室内环境新型调控系统，包括供电单元10、中央处理单元20、用能设备单元30、换热单元40、加热单元50和室内环境监控单元60，供电单元10设置为电性连接中央处理单元20与用能设备单元30，中央处理单元20设置为电性连接用能设备单元30，用能设备单元30的一输出端穿过换热单元40且连通室内，换热单元40设置为通过加热单元50进行加热，室内环境监控单元60设置于室内，且该室内环境监控单元60通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元20，由中央处理单元20控制用能设备的工作情况，通过供电单元10为各用电单元提供电能，以保证整个室内环境调控系统的正常运行，而中央处理单元20对室内环境监控单元60采集的环境数据信息进行分析处理，控制各设备的运行情况，从而有效改善人们活动场所的室内环境质量。

换热单元40设置为包括换热室401和去离子水制备装置402，换热室401的进水口连通去离子水制备装置402的输出端，去离子水制备装置402的输入端连接外部水源，通过去离子水制备装置402，能够对外部水源的水质进行处理，以滤除换热室401中换热水中的杂质，避免杂质在换热室401内腔积累对换热室401等造成的侵蚀，同时降低加热过程中杂质也吸收热能带来的浪费，以及需定期进行换热室401内腔清洁造成的成本增加等问题。

换热室401与去离子水制备装置402的进水口之间还连通一回水部分70，回水部分70设置为包括回水管路701、水泵702和调节阀一703，调节阀一703一设置于换热室401的出水口，回水管路701的一端连通换热室401的出水口，且该回水管路701的另一端连通水泵702的输入端，水泵702的输出端连通去离子水制备装置402的进水口，通过回水部分70的结构设计，能够定期将换热室401内腔的换热水抽出再经杀菌装置404和去离子水制备装置402处理，以避免换热室401内腔的去离子换热水长期放置使得细菌繁殖，从而对换热室401内腔造成侵蚀损坏，降低其使用寿命等问题，同时，该回水部分70还可使得换热水循环反复利用，有效节约能源。

换热室401的外侧壁设置一保温隔热层，且该换热室401的内腔还设置水温传感器403，水温传感器403通过无线通信单元将采集的水温情况反馈至中央处理单元20，通过保温隔热层可提高换热室401内腔换热水水温的良好维持，而水温传感器403则能实时监测换热水的温度，以保证换热室401中换热水水温达到新风设备主体301进行换风循环时的空气温度需求，同时还可避免换热水水温温度过高对换热室401中各装置造成的损伤问题。

去离子水制备装置402的进水口还连通一杀菌装置404，杀菌装置404的输入端连通水泵702的输出端。

加热单元50设置为包括螺旋电加热管501和太阳能热水器502，螺旋电加热管501设置于换热室401的内腔，且该螺旋电加热管501电性连接供电单元10和中央处理单元20，太阳能热水器502的输出管路穿过换热室401的内腔，通过螺旋电加热管501能够增加换热水与加热管的接触面积，以缩短加热时间，保证室内环境所需温度等的快速调节，同时也使得换热室401中不同位置的水温均匀，而太阳能热水器502输出管中的热水则可通过热传递作用对换热室401内腔的换热水进行辅助加热，以充分提高对太阳能热水器502中热能的利用率。

供电单元10设置为包括太阳能电池板101、蓄电池组102、逆变器103和太阳能控制器104，太阳能电池板101设置于室外，且该太阳能电池板101电性连接蓄电池组102，蓄电池组102电性连接逆变器103的输入端和太阳能控制器104的输出端，逆变器103的输出端设置为电性连接用能设备单元30和加热单元50，太阳能控制器104设置为电性连接中央处理单元20，通过太阳能电池板101、蓄电池组102、逆变器103和太阳能控制的配合，能够有效利用太阳能供电，以避免使用化石能源造成的环境污染及资源浪费等问题，并保证整个系统中用能设备的良好运行。

用能设备单元30设置为包括新风设备主体301、空调主体302、静电除霾设备主体303、除臭氧设备主体304、紫外灭菌设备主体305和湿度调节设备主体306，新风设备主体301、空调主体302、静电除霾设备主体303、除臭氧设备主体304、紫外灭菌设备主体305和湿度调节设备主体306均电性连接供电单元10和中央处理单元20，新风设备主体301、静电除霾设备主体303、除臭氧设备主体304、紫外灭菌设备主体305与湿度调节设备主体306依次连通，空调主体302的管路穿过换热单元40，且该空调主体302辅助进行换热室401中水温的调节，湿度调节设备主体306的输出管路一穿过换热单元40且连通室内的进风口，且该湿度调节设备主体306的输出管路二直接连通室内的进风口，输出管路一与输出管路二上均设置调节阀二，通过新风设备主体301、静电除霾设备主体303、除臭氧设备主体304、紫外灭菌设备主体305和湿度调节设备主体306的配合，能够在室内环境质量下降时，进行室内外气体流通，对室外气体依次进行静电除霾、除臭氧、灭菌处理和湿度调节，以保证进入室内的空气质量，实现对室内空气的外循环调节，并在室温过低时，使得经处理后的空气由输出管路一进入室内，而在室温过高时，使得经处理后的空气由输出管路二进入室内，另外，空调主体302可辅助进行换热室401中换热水的温度调节，避免水温过高对换热室401内腔各部件造成的损伤。

室内环境监控单元60设置为包括信息采集部分和静电除霾部分601，信息采集部分设置为通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元20，静电除霾部分601电性连接供电单元10与中央处理单元20。

信息采集部分设置为包括温度传感器602、湿度传感器603、pm2.5检测仪604、臭氧浓度检测仪605、二氧化碳浓度检测仪606和氧气浓度检测仪607，温度传感器602、湿度传感器603、pm2.5检测仪604、臭氧浓度检测仪605、二氧化碳浓度检测仪606和氧气浓度检测仪607均设置为通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元20，由中央处理单元20根据室内环境监控单元60采集的信息控制用能设备和室内环境调节部分的工作情况，通过信息采集部分获得室内环境的温湿度、pm2.5值、臭氧浓度、二氧化碳浓度及氧气浓度等数据，并反馈至中央处理单元20，由中央处理单元20根据各项数据与设定阈值进行对比，当温湿度、pm2.5值、臭氧浓度、二氧化碳浓度及氧气浓度均不合格时，中央处理单元20控制新风设备主体301、静电除霾设备主体303、除臭氧设备主体304、紫外灭菌设备主体305和湿度调节设备主体306工作，启动外循环系统进行室内外空气循环，当温湿度、臭氧浓度、二氧化碳浓度及氧气浓度合格，而pm2.5超标时，中央处理单元20控制静电除霾部分601工作，启动内循环系统进行室内空气处理。

使用本发明提供的室内环境新型调控系统，能够实现对室内环境的温湿度、氧含量以及空气质量等进行实时调控，有效改善人们活动场所的环境质量，并可通过利用自然能源供电以保证整个系统的良好运行，从而避免使用化石能源造成的环境污染及资源浪费等问题。该系统的工作过程如下：

1、供电单元10的太阳能电池板101吸收光能并将其存储于蓄电池组102中，再由逆变器103供给至用能设备单元30中的各设备、加热单元50的螺旋电加热管501以及室内环境监控单元60中的静电除霾部分601，同时，室内的信息采集部分和换热室401中的水温传感器403通过无线通信单元将采集的数据信息实时反馈至中央处理单元20，经中央处理单元20对该信息进行对比处理后，中央处理单元20控制用能设备单元30、螺旋电加热管501和静电除霾部分601的工作状况，以实现对室内环境质量的调控；

2、当pm2.5检测仪检测到室内环境中的颗粒物直径大于2.5微米，而湿度、臭氧浓度、二氧化碳浓度及氧气浓度含量合格时，则中央处理单元20控制静电除霾部分601工作，对室内空气进行内循环，而当室内环境中的臭氧浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度含量均不合格，且颗粒物直径大于2.5微米时，则中央处理单元20控制新风设备主体301工作，使得室内外空气经静电除霾设备主体303、除臭氧设备主体304和紫外灭菌设备主体305进行处理，若此时室内环境温度过低且湿度不适宜，则同时启动湿度调节设备主体306工作，并打开输出管路一中的调节阀二，使得经处理后的空气在换热室401中的换热水的热传递作用下，对输出管路一中的空气进行加热后进入室内；而若此时室内环境温度过低但湿度适宜，则打开输出管路一中的调节阀二，使得经处理后的空气在换热室401中的换热水的热传递作用下，对输出管路一中的空气进行加热后进入室内；若此时室内环境温度适宜但湿度不适宜，则同时启动湿度调节设备主体306工作，并打开输出管路二中的调节阀二，使得输出管路二中的空气直接进入室内；若此时室内环境温度与湿度均适宜，则打开输出管路二中的调节阀二，使得输出管路二中的空气直接进入室内；

3、上述步骤2中，换热室401中的水先经过杀菌装置404和去离子水制备装置402处理后，进入其室内，然后由中央处理单元20控制螺旋电加热管501工作，对换热水进行加热，同时太阳能热水器502管路中的热水经热传递作用对换热水进行辅助加热，以充分利用自然能源，提高换热水的加热效率，该过程中，水温传感器403实时监测换热室401中的水温，当换热水的温度达到60摄氏度以上时，则由中央处理单元20控制空调主体302进行制冷工作，使其穿过换热室401中的管路进行水循环将热量带出，同时关闭螺旋电加热管501的加热工作，以快速实现换热水温度控制；当换热水的温度在螺旋电加热管501和太阳能热水器502的共同作用下，仍难以使得换热水在较短时间内被加热，则启动空调主体302进行制热工作，使其穿过换热室401中的管路进行水循环进行热传递，以加快换热水的升温，满足室内环境需求；

4、上述步骤3中，换热室401中的换热水放置一段时间后，为避免细菌滋生，则由中央处理单元20启动调节阀一703开启，水泵702工作，对换热室401中的水进行回水处理，使得其中的换热水再经过杀菌装置404杀菌和去离子水制备装置402处理后进入换热室401，从而避免对换热室401内腔的侵蚀。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种室内环境新型调控系统，其特征在于：所述室内环境新型调控系统包括供电单元、中央处理单元、用能设备单元、换热单元、加热单元和室内环境监控单元，所述供电单元设置为电性连接中央处理单元与用能设备单元，所述中央处理单元设置为电性连接用能设备单元，所述用能设备单元的一输出端穿过换热单元且连通室内，所述换热单元设置为通过加热单元进行加热，所述室内环境监控单元设置于室内，且该室内环境监控单元通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元，由中央处理单元控制用能设备的工作情况。

2.根据权利要求1所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述换热单元设置为包括换热室和去离子水制备装置，所述换热室的进水口连通去离子水制备装置的输出端，所述去离子水制备装置的输入端连接外部水源。

3.根据权利要求2所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述换热室与去离子水制备装置的进水口之间还连通一回水部分，所述回水部分设置为包括回水管路、水泵和调节阀一，所述调节阀一一设置于换热室的出水口，所述回水管路的一端连通换热室的出水口，且该回水管路的另一端连通水泵的输入端，所述水泵的输出端连通去离子水制备装置的进水口。

4.根据权利要求2或3所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述换热室的外侧壁设置一保温隔热层，且该换热室的内腔还设置水温传感器，所述水温传感器通过无线通信单元将采集的水温情况反馈至中央处理单元。

5.根据权利要求3所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述去离子水制备装置的进水口还连通一杀菌装置，所述杀菌装置的输入端连通水泵的输出端。

6.根据权利要求2所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述加热单元设置为包括螺旋电加热管和太阳能热水器，所述螺旋电加热管设置于换热室的内腔，且该螺旋电加热管电性连接供电单元和中央处理单元，所述太阳能热水器的输出管路穿过换热室的内腔。

7.根据权利要求1所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述供电单元设置为包括太阳能电池板、蓄电池组、逆变器和太阳能控制器，所述太阳能电池板设置于室外，且该太阳能电池板电性连接蓄电池组，所述蓄电池组电性连接逆变器的输入端和太阳能控制器的输出端，所述逆变器的输出端设置为电性连接用能设备单元和加热单元，所述太阳能控制器设置为电性连接中央处理单元。

8.根据权利要求1所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述用能设备单元设置为包括新风设备主体、空调主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体和湿度调节设备主体，所述新风设备主体、空调主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体和湿度调节设备主体均电性连接供电单元和中央处理单元，所述新风设备主体、静电除霾设备主体、除臭氧设备主体、紫外灭菌设备主体与湿度调节设备主体依次连通，所述空调主体的管路穿过换热单元，且该空调主体辅助进行换热室中水温的调节，所述湿度调节设备主体的输出管路一穿过换热单元且连通室内的进风口，且该湿度调节设备主体的输出管路二直接连通室内的进风口，所述输出管路一与输出管路二上均设置调节阀二。

9.根据权利要求1所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述室内环境监控单元设置为包括信息采集部分和静电除霾部分，所述信息采集部分设置为通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元，所述静电除霾部分电性连接供电单元与中央处理单元。

10.根据权利要求9所述的室内环境新型调控系统，其特征在于：所述信息采集部分设置为包括温度传感器、湿度传感器、pm2.5检测仪、臭氧浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和氧气浓度检测仪，所述温度传感器、湿度传感器、pm2.5检测仪、臭氧浓度检测仪、二氧化碳浓度检测仪和氧气浓度检测仪均设置为通过无线通信单元将采集的信息反馈至中央处理单元，由中央处理单元根据室内环境监控单元采集的信息控制用能设备和室内环境调节部分的工作情况。