CN111288583B - 一种多功能新风净化机及运行控制方法 - Google Patents

一种多功能新风净化机及运行控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建筑用新风净化系统领域，具体涉及一种多功能新风净化机及运行控制方法。新风净化机包括机体外壳，位于其内的室外到室内空气流道、室内到室外空气流道和室内到室内空气流道；通过电机控制比例风阀的滑动来控制比例风阀两侧的空气流通面积进而调节室外到室内空气流道和室内到室内空气流道的风量；机体外壳内还设有多效过滤网、电加热器、换热器、送风机、排风机、杀菌模块、传感器模块、数据传输模块、控制模块以及控制面板。本发明的运行控制方法通过对室内外多种环境参数的监测和判别实现机组的智能化运行。本发明可通过对室内外多种参数的监测和判别实现机组的智能化运行，来提供多种运行模式，无需人工干预其运行，做到一机多用。

Description

一种多功能新风净化机及运行控制方法
技术领域
本发明涉及建筑用新风净化系统领域，具体涉一种多功能新风净化机及其运行控制方法。
背景技术
人的一生大部分时间都在建筑室内度过，室内空气质量会受到室外大气、室内装修材料、人员活动等多种因素的影响，长期呼吸受污染的空气会影响人体健康，引发人类呼吸道疾病，因此如何改善室内空气质量，越发受到人们的重视。新风机是将室外新鲜空气引入到室内并对室内污浊空气进行更新和外排的装置之一，可以有效降低室内CO2、VOCs(volatile organic compounds，挥发性有机物)等有害气体含量，增加含氧量。为了保证引入室内新鲜空气的洁净度，在新风机中一般还会内置空气过滤器，过滤掉新鲜空气中的细菌、颗粒物(PM2.5)及其他有害物质。但目前市场上普通的室内新风净化机或者没有传感器装置，或者设有传感器装置的新风引入机也只能感应室内空气中的污染物浓度，而不能根据不同种类的污染物浓度进行不同通风模式的联动控制，仍需要手动控制新风调节门来获取新风量，使用起来十分不便。
此外，单纯的新风净化机还存在当室外空气进入室内时净化效率低，或室内污浊空气较严重时，空气净化效率较低等缺陷，而空气净化器一般在封闭的空间内通过对空气循环过滤来提高净化效率，可以弥补新风机的不足，但如果只是采取将两者同时装在室内的简单方式，又会带来占用室内空间大、初投资高、无法自动协同运行等弊端。
为克服上述缺陷，现有的一种被动房用整体式新风空调除湿一体机(中国专利申请号：201810135686.3)，可实现新风的过滤以及不同的纯新风、纯室内以及新风回风混合循环模式的切换，以及实现对新风回风的过滤净化。又如已公开的一种新风机的控制方法(中国专利申请号：201910427934.6)，可以实现利用二氧化碳或其他污染物分子浓度实现新风的自动控制。但存在以下缺点：缺乏根据参数判断新风与室内回风的风量的具体混合比例以及自动的调节；缺少多种应用场合的参数预设，如对需保持正压或负压；缺少对运行效果进行判定进行的自我优化。缺少对风口的合理布置，以提升净化效果，减少空间占用，便于安装使用。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种运行灵活并且可根据预设参数进行室外新风量和室内回风量自动控制的新风净化一体机及其运行控制方法。本发明既可快速净化室内空气、保持室内空气新鲜，又能引入室外新风并加以过滤的空气净化装置，同时通过对室内外多种参数的监测和判别实现机组的智能化运行，来提供纯新风机、纯净化器、新风机和净化器混合运行等多种模式，做到一机多用。
为了实现上述目的，本发明采取了以下的技术方案：
本发明提出的一种多功能新风净化机，其特征在于，包括机体外壳，通过位于所述机体外壳内的若干隔板分别形成室外到室内空气流道、室内到室外空气流道和室内到室内空气流道；所述机体外壳内设有比例风阀和电机，通过该电机控制比例风阀的开合来控制比例风阀两侧的空气流通面积进而调节室外到室内空气流道和室内到室内空气流道的风量；所述室外到室内空气流道内依次设有用于采集室外空气参数的室外传感器模块、初效过滤网、中效过滤网、电加热器、换热器、送风机、杀菌模块和高效过滤网；所述室内到室外空气流道内依次设有所述换热器和排风机，且所述室外到室内空气流道和室内到室外空气流道分别与所述换热器内的不同通道联通；所述室内到室内空气流道内设有用于采集室内空气参数的室内传感器模块、所述送风机、杀菌模块和高效过滤网；在所述机体外壳的外侧壁上嵌入安装有控制面板，在所述机体外壳的内侧壁上安装有控制模块和数据传输模块，所述控制面板用于显示室内外空气参数、设备运行参数、以及进行运行模式选择和参数的设定，所述控制模块用于控制所述机体外壳内各电器件的工作，所述数据传输模块还通过无线传输与移动终端连接。
进一步地，所述机体外壳的侧壁上设有室外进风口、室内排风口、室外排风口和室内回风口、室内送风口，所述室外到室内空气流道、室内到室外空气流道和室内到室内空气流道分别由若干所述隔板形成不同的腔室组成；其中，由所述室外进风口、第一腔室、第二腔室、换热器的第一通道、第三腔室、比例风阀、第四腔室、第五腔室和室内送风口依次连通形成所述室外到室内空气流道，由所述室内排风口、第六腔室、换热器的第二通道、第七腔室和室外排风口依次联通形成所述室内到室外空气流道，由所述室内回风口、第八腔室、比例风阀、第四腔室、第五腔室和室内送风口依次连通形成所述室内到室内空气流道；所述初效过滤网、中效过滤网和室外传感器模块位于第一腔室内，电加热器位于第二腔室内且靠近换热器一侧，排风机和送风机分别位于第七腔室和第四腔室内，高效过滤网和杀菌模块均位于第五腔室内且两者靠近设置；所述室内传感器模块和室外传感器模块分别安装于室内回风口和室外进风口处。
本发明还提出一种上述多功能新风净化机的运行控制方法，其特征在于，设比例风阀的室外到室内空气流道面积和室内与室内空气流道面积的比值为S，S的变化范围为0：100％～100％：0；设送风机和排风机的最大风量分别为Ws,max、Wp,max，所述运行控制方法包括以下步骤：
(1)新风机在启动状态下，室外PM2.5传感器检测室外PM2.5值Pw、室外温度传感器检测室外温度值Tw、室外湿度传感器检测室外湿度值Hw、室内温度传感器检测室内温度值Ti、室内湿度传感器检测室内湿度值Hi、室内PM2.5传感器检测室内PM2.5值Pi、室内CO2传感器检测室内CO2值Ci、室内TVOC浓度传感器检测室内TVOC值Vi，上述所有检测值均发送给控制模块；
(2)控制模块将其内的预设参数：室外温度默认值Tw,0、室外湿度默认值Hw,0、室外PM2.5默认值Pw,0、室内温度期望值Ti,0、室内湿度期望值Hi,0、室内PM2.5期望值Pi,0、室内CO2期望值Ci,0、室内TVOC期望值Vi,0，与步骤(1)检测的室外温度值Tw、室外湿度值Hw、室外PM2.5值Pw、室内温度值Ti、室内湿度值Hi、室内PM2.5值Pi、室内CO2值Ci和室内TVOC值Vi分别进行比对运算，以此控制送风机和排风机的风量大小、电加热器的开启、电机的运转步数和杀菌模块的启停；所述比对运算包含下列逻辑：
i)当Vi/Vi,0>2或Ci/Ci,0>2时，控制电机驱动比例风阀使其S值变为100％:0；进一步判断：若此时Pw/Pw,0>2，则将送风机的风量设定为60％Ws,max、排风机的风量设定为60％Wp,max；若此时1<Pw/Pw,0≤2，则将送风机的风量设定为80％Ws,max、排风机的风量设定为80％Wp,max；若此时0≤Pw/Pw,0≤1，则将送风机的风量设定为100％Ws,max、排风机的风量设定为100％Wp,max；
ii)当1<Vi/Vi,0≤2且0≤Ci/Ci,0≤1，或1<Ci/Ci,0≤2且0≤Vi/Vi,0≤2时，控制电机驱动比例风阀使其S值变为50％:50％；进一步判断：若此时Pw/Pw,0>2，则将送风机的风量设定为50％Ws,max、排风机的风量设定为50％Wp,max；若此时1<Pw/Pw,0≤2，则将送风机的风量设定为75％Ws,max、排风机的风量设定为75％Wp,max；若此时0≤Pw/Pw,0≤1，则将送风机的风量设定为100％Ws,max、排风机的风量设定为100％Wp,max；
iii)当0≤Vi/Vi,0≤1且0≤Ci/Ci,0≤1时，控制电机驱动比例风阀使其S值变为0:100％，停止排风机的运行；进一步判断：若此时Pi/Pi,0>2，则将送风机的风量设定为100％Ws,max；若此时1<Pi/Pi,0≤2，则将送风机的风量设定为75％Ws,max；若此时0≤Pi/Pi,0≤1，则停止送风机的运行；
iv)当同时满足S>0、Hi>Hi,0且Tw<Tw,0时，则电加热器开启；
v)根据使用场景设定杀菌模块采用连续或定时间歇模式运行；
vi)若要确保室内为正压状态时，控制送风机的风量大于排风机的风量；若要确保室内为负压状态时，控制送风机的风量小于排风机的风量；
(3)控制模块在设定时间间隔后返回步骤(1)，进行循环比对运算，并根据运行后相关参数与应达到的期望参数差值相应调整电机的运转步数、送风机和排风机的风量、电加热器和杀菌模块的开启，直至本新风净化机停止工作。
本发明具有以下优点及突出性效果：本多功能新风净化机通过对室内外空气多种参数的监测和判别，利用控制模块进行智能调节，来提供纯室外新风运行、纯室内净化运行、室外新风和室内净化混合运行等多种模式，可手动设置或无人工干预智能运行，使不同状态下的新风与回风的进风比为最佳，从而降低风机运转能耗、延长过滤网使用寿命。本新风净化机的室内排风口设置于该设备的下端以直接排放室内空间下部的浊风，可防止扬尘等污染；本净化机的室内进风口设置于该设备的中部，利用室内空间中部的风进行过滤杀菌循环使用；本净化机的室内送风口设置于该设备的上部的两侧，直接送达人员呼吸区，同时可根据需要开启某一侧或两侧送风口，以减少死角的同时实现精准送风。本新风净化机内部所安装的多重过滤、杀菌等净化模块能针对不同类型的有害物质进行有效净化，确保室外所引入新风及室内所回流回风的清洁程度，使其适用于不同空气污染的环境中，做到一机多用。
附图说明
图1为本发明提供的一种多功能新风净化机的结构示意图。
图2为本发明提供的一种多功能新风净化机内部电机与比例风阀的剖面俯视详图。
图中各部件表示：1-室外进风口；2-初效过滤网；3-中效过滤网；4-电加热器；5-室内排风口；6-换热器；7-排风机；8-室外排风口；9-室内进风口；10-电机；11-比例风阀；12-送风机；13-高效过滤网；14-机体外壳；15-室内送风口；16-杀菌模块；17-控制模块；18-数据传输模块；19-室内传感器模块；20-室外传感器模块；21-第一腔室；22-第二腔室；23-第三腔室；24-第四腔室；25-第五腔室；26-第六腔室；27-第七腔室；28-第八腔室；29-控制面板；10-1-电机本体；10-2-调节杆；11-1-前导轨；11-2-后导轨；11-3-左限定框；11-4-右限定框；11-5-阀板。
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅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做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。
图1为本发明实施例所提供的一种多功能新风净化机，包括机体外壳14，位于机体外壳14侧壁上的室外进风口1、室内排风口5、室内回风口9、室外排风口8和室内送风口15，以及位于机体外壳14内的电加热器4、换热器6、排风机7、电机10、比例风阀11、送风机12、杀菌模块16、多效过滤网、控制模块17、数据传输模块18、室内传感器模块19和室外传感器模块20，机体外壳14的外侧壁上设有嵌入式控制面板29；机体外壳14内通过若干隔板形成不同的腔室(如图1中附图标记21～28所示空间)。其中，由室外进风口1、第一腔室21、第二腔室22、换热器6的第一通道、第三腔室23、比例风阀11、第四腔室24、第五腔室25和室内送风口15依次连通形成室外到室内空气流道，由室内排风口5、第六腔室26、换热器6的第二通道、第七腔室27和室外排风口8依次联通形成室内到室外空气流道，由室内回风口9、第八腔室28、比例风阀11、第四腔室24、第五腔室25和室内送风口15依次连通形成室内到室内空气流道。初效过滤网2、中效过滤网3和室外传感器模块20位于第一腔室21内，电加热器4位于第二腔室22内且靠近换热器6一侧，排风机7和送风机12分别位于第七腔室27和第四腔室24内，第四腔室24作为混风腔，高效过滤网13和杀菌模块16均位于第五腔室25内且两者靠近设置。比例风阀11由电机10驱动，通过电机10控制比例风阀11的开合来控制比例风阀11两侧的空气流通面积进而调节室外到室内空气流道和室内到室内空气流道的风量。室内传感器模块19和室外传感器模块20分别安装于室内回风口9和室外进风口1处，分别用于采集室内外的空气参数。排风机7、送风机12、电加热器4、电机10、杀菌模块16、数据传输模块18、室内传感器模块19、室外传感器模块20和控制面板29均与控制模块17有线连接；数据传输模块18通过无线传输与移动终端(如手机或平板电脑等)连接。控制模块17、数据传输模块18以及控制面板29相连接共用一个外接电源插口，由连接线直接连接家用电源即可实现通电。
本发明实施例的多功能新风净化机可立式落地安装，需注意各风口不能遮挡，其中室外排风口8与室外进风口1可采用外接风管与室外相连。各组成部件的具体实现方式即功能分别描述如下：
机体外壳14的主要作用是稳固支撑其内部各部件，本实施例采用钣金件，机体外壳14整体高度约1.8m，宽度约0.6m，厚度约0.5m。机体外壳14内的各隔板起分隔作用，以便形成空气流道。
初效过滤网2和中效过滤网3安装于第一腔室21内，用于过滤粒径大于1-5μm的颗粒灰尘及各种悬浮物，从而提高进入后方流道的空气洁净度。高效过滤网13和杀菌模块16均安装于第五腔室25内，且两者靠近设置，其中高效过滤网13过滤掉0.5μm以下的颗粒灰尘及各种悬浮物；杀菌模块16可以选紫外灯、臭氧发生器、光等离子等，用来消灭高效过滤网13上所附着的有害微生物，并根据机组的实际运行环境通过控制模块17来确定杀菌模块16的开启频率和时间间隔，从而实现消毒、杀菌的目的。高效过滤网13位于第五腔室25内，呈V字型设置，且开口端朝向第四腔室24，以减少新风机整体高度，增加过滤面积，提升整体利用效果。本发明实施例的初效过滤网2、中效过滤网3和高效过滤网13分别采用符合国家标准GB/T14295-93《空气过滤器》及GB13554-92《高效空气过滤器》规定的产品，厚度均约为5cm。
进一步地，在室内送风口15处设置有消声降噪结构，如消声静压箱。
电加热器4位于第二腔室22内，可以用来加热室外空气，一方面可以提高送入室内空气的舒适度，另一方面可以避免换热器6内部出现结露或者结霜现象。电加热器4由比例风阀11和控制模块17根据有无新风进入以及室外空气温度和室内相对湿度控制启停。本实施例采用符合国家产品安全标准的300W功率的电加热管。
换热器6位于第二腔室22、第六腔室26、第三腔室23和第七腔室27围合形成的空间内，可以选用全热交换器或显热交换器，用于室内排风和室外新风的换热，以进行热量的回收达到节能的目的。本实施例的换热器采用的是多层微型流道垂直分层叠加形成的换热芯体，芯体无运动部件，可更换。
参见图2，比例风阀11包括前导轨11-1、后导轨11-2、左限定框11-3、右限定框11-4和阀板11-5，前、后导轨(11-1和11-2)和左、右限定框(11-3和11-4)首尾相连形成中空的长方体框架；电机10包括电机本体10-1和调节杆10-2；电机本体10-1通过调节杆10-2带动阀板11-5在前、后导轨(11-1和11-2)上反复滑动，并位于左、右限定框(11-3和11-4)之间；当阀板11-5运动至最左端与左限定框11-3紧密嵌入时，室内到室内空气流道的空气流通面积最大，室外到室内空气流道的空气流通面积为0；当阀板11-5运动至最右端与右限定框11-4紧密嵌入时，室内到室内空气流道的空气流通面积为0，室外到室内空气流道的空气流通面积最大。电机本体10-1受控制模块17控制。本实施例中，比例风阀11安装在第三腔室23与第四腔室24之间，以及第八腔室28与第四腔室24之间的隔板上，电机本体10-1位于比例风阀11一侧的该隔板上，电机本体10-1采用步进电机或直流无刷电机等小功率电机，由步进电机带动阀板11-5往返移动，以此控制室外到室内空气流道和室内到室内空气流道的空气流通面积。
排风机7位于第七腔室27内，用于提供室内排风由室内到室外的流通驱动力，转速可调，可采用交流。送风机12位于第四腔室24内，用于提供新风、室内回风至室内送风口的流通驱动力以及室内送风口15适当的风压约20Pa(可根据需要调整)以保证送风距离。
室内传感器模块19位于与室内回风口9相通的第八腔室28内，包括室内温度传感器、室内湿度传感器、室内PM2.5传感器、室内CO2传感器和室内TVOC(Total VolatileOrganic Compounds，总挥发性有机物)浓度传感器；室内传感器模块19与控制模块17相连，当室内传感器模块19收到控制模块17的采集信号后采集室内温度、室内湿度、室内PM2.5浓度、室内CO2浓度和室内总挥发性有机物浓度，并将采集的数据传输给控制模块17。室外传感器模块20位于与室外进风口1相通的第一腔室21内，包括室外PM2.5传感器、室外温度传感器和室外湿度传感器；室外传感器模块20与控制模块17相连，受该控制模块控制采集室外温度、室外湿度和室外PM2.5浓度，并将采集的数据传输给控制模块17。
数据传输模块18，具备数据收集、数据发送功能等功能，本实施例采用无线传输LoRa模块，可进行进口传输程序录入和更新，由外接电源供电。
控制面板29，为触屏式控制面板，可显示室内外空气参数，设备运行参数，以及进行运行模式选择和参数的设定等。
控制模块17，具备数据分析、指令传输、远程指令或有线指令接收等功能，主体为PC控制板，可进行进口传输程序录入和更新，由外接电源供电。控制模块17内设有根据使用地区和使用房间功能设定的多种使用场景默认模式，包括：正压空气品质一般要求(如一般住宅或办公室)、正压空气品质较高要求(如婴儿房)、负压空气品质一般要求(如有较小污染源的普通实验室)和负压空气品质较高要求(如有病菌污染源散发的空间)。用户或安装维修人员可根据需求选择已设定好的多种模式中的一种模式。本新风净化机运行过程中控制模块可根据运行情况进行持续的自我优化(实际运行效果跟预期不一致，判定运行工况跟预设工况不一致，即默认的预设参数不是最优，则进行相应调整。以室内二氧化碳为例，如果按照设定的参数运行一段时间后，室内二氧化碳浓度稳定但没有达到期望，若高于预期，则调整比例风阀11的室外到室内空气流道面积和室内与室内空气流道面积的比值S，进而调高新风回风比)或由安装维修人员根据技术发展更新使用场景默认模式。各使用场景默认模式分别包括对应的预设参数：室外温度默认值Tw,0、室外湿度默认值Hw,0、室外PM2.5默认值Pw,0、室内温度期望值Ti,0、室内湿度期望值Hi,0、室内PM2.5期望值Pi,0、室内CO2期望值Ci,0、室内TVOC期望值Vi,0；控制模块17内还设有杀菌模块16的默认模式：间歇运行或定时运行(间隔时间可调)，根据使用场合推荐适当参数。具体地，如北方冬季时期，电加热器4启动，室外空气温度默认值Tw,0＜0℃，室外空气湿度默认值Hw,0＞70％，室内温度期望值Ti,0为16～26℃，室内PM2.5期望值Pi,0为50～100ug/m3，室内CO2期望值Ci,0为400～800ppm。又如场景模式的设定可分为正常时期运行模式和病毒流行时期应急运行模式；正常时期运行模式中，杀菌模块16采用间隔运行，间隔时间为1h，新风量为20～30m3/(h.人)；病毒流行期间隔离房间可选择高要求模式，即杀菌模块16选择连续运行模式，全新风模式运行，且新风量为正常模式的3倍即60～90m3/(h.人)。可由用户或安装维修人员进行模式选择和参数设定。控制模块17将上述预设参数和传感器模块实时采集的相应检测值(包括室外温度值Tw、室外湿度值Hw、室外PM2.5值Pw、室内温度值Ti、室内湿度值Hi、室内PM2.5值Pi、室内CO2值Ci和室内TVOC值Vi)进行比对运算，以此控制送风机12和排风机7的风量大小、电加热器4的开启、电机10的运转步数和杀菌模块16的启停。
数据传输模块18与控制模块17设置于新风与室内回风混合后的腔室，即第四腔室24，以合理利用空间，且数据传输模块18与控制模块17外侧板可开启，以便于维修。
此外，本发明还提供一种多功能新风净化机的运行控制方法，设比例风阀11的室外到室内空气流道面积和室内与室内空气流道面积的比值为S，S的变化范围为0：100％～100％：0；设送风机12和排风机7的最大风量分别为Ws,max、Wp,max，均为已知值，本方法包括以下步骤：
(1)新风机在启动状态下，室外PM2.5传感器检测室外PM2.5值Pw、室外温度传感器检测室外温度值Tw、室外湿度传感器检测室外湿度值Hw、室内温度传感器检测室内温度值Ti、室内湿度传感器检测室内湿度值Hi、室内PM2.5传感器检测室内PM2.5值Pi、室内CO2传感器检测室内CO2值Ci、室内TVOC浓度传感器检测室内TVOC值Vi，所有检测值均发送给控制模块17。
(2)控制模块17将其内的预设参数(室外温度默认值Tw,0、室外湿度默认值Hw,0、室外PM2.5默认值Pw,0、室内温度期望值Ti,0、室内湿度期望值Hi,0、室内PM2.5期望值Pi,0、室内CO2期望值Ci,0、室内TVOC期望值Vi,0)与通过室内、外传感器模块采集的相应检测值进行比对运算，以此控制送风机12和排风机7的风量大小、电加热器4的开启、步进电机10的运转步数和杀菌模块16的启停；比对运算包含下列逻辑：
i)当Vi/Vi,0>2或Ci/Ci,0>2时，控制电机10驱动比例风阀11使其S值变为100％:0；进一步判断：此时，若Pw/Pw,0>2，则将送风机12的风量设定为60％Ws,max、排风机7的风量设定为60％Wp,max；若1<Pw/Pw,0≤2，则将送风机12的风量设定为80％Ws,max、排风机7的风量设定为80％Wp,max；若0≤Pw/Pw,0≤1，则将送风机12的风量设定为100％Ws,max、排风机7的风量设定为100％Wp,max；
ii)当1<Vi/Vi,0≤2且0≤Ci/Ci,0≤1，或1<Ci/Ci,0≤2且0≤Vi/Vi,0≤2时，控制电机10驱动比例风阀11使其S值变为50％:50％；进一步判断：此时，若Pw/Pw,0>2，则将送风机的风量设定为50％Ws,max、排风机7的风量设定为50％Wp,max；若1<Pw/Pw,0≤2，则将送风机12的风量设定为75％Ws,max、排风机7的风量设定为75％Wp,max；若0≤Pw/Pw,0≤1，则将送风机12的风量设定为100％Ws,max、排风机7的风量设定为100％Wp,max；
iii)当0≤Vi/Vi,0≤1且0≤Ci/Ci,0≤1时，控制电机10驱动比例风阀11使其S值变为0:100％，停止排风机7的运行；进一步判断：此时，若Pi/Pi,0>2，则将送风机12的风量设定为100％Ws,max；若1<Pi/Pi,0≤2，则将送风机12的风量设定为75％Ws,max；若0≤Pi/Pi,0≤1，则停止送风机12的运行；
iv)当同时满足S>0、Hi>Hi,0且Tw<Tw,0时，则电加热器4开启；
v)根据使用场景设定杀菌模块16采用连续或定时间歇模式运行；
vi)若要确保室内为正压状态时，控制送风机12的风量大于排风机7的风量；若要确保室内为负压状态时，控制送风机12的风量小于排风机7的风量；
(3)控制模块17在设定时间间隔后返回步骤(1)，进行循环比对运算，并根据运行后相关参数与应达到的期望参数差值(以室内二氧化碳为例，如果按照既定的参数运行一段时间后，二氧化碳浓度稳定但没有达到期望值，若高于期望，则调整S值，进而调高新风回风比。如根据冬季电加热器默认启动参数，出现排风湿度过高甚至凝水出现，则利用PID算法调整电加热器默认启动参数至无凝水且排风湿度低于85％。)相应调整步进电机10的运转步数、送风机12和排风机7的风量、电加热器4和杀菌模块16的开启，直至本新风净化机停止工作。
综上，本发明的多功能新风净化机具有三种工作模式：纯新风模式、纯室内净化模式以及新风和室内净化混合模式，当电源接通后对各工作模式分别描述如下：
(1)纯新风模式：控制模块17根据其内的预设参数与采集的相应检测值判断比例风阀11的室外到室内空气流道面积和室内与室内空气流道面积的比值S为100％：0，或用户操作选择纯新风模式(即S为100％：0)时，机组开始运行后，在送风机12的抽力作用下，室外到室内空气流道中形成空气流动，具体地，室外空气首先由室外进风口1进入，然后分别流经初效过滤网2和中效过滤网3，其中粒径大于1-5μm的颗粒灰尘及各种悬浮物被过滤掉，当冬季室外空气温度较低时，通过电加热器4来加热室外空气；室外空气再流经换热器6的左侧通道(用于流通室外空气)，与换热器6的右侧通道(用于流通室内空气)形成相互传热；如果机组在纯新风模式下运行，比例风阀11的通风面积会被全部分配给室外新风侧，则室外空气由此继续流经送风机12所处的混风腔，再经过高效过滤网13过滤掉0.5μm以下的颗粒灰尘及各种悬浮物后变成洁净空气后，通过室内送风口15送至室内。
(2)纯室内净化模式：控制模块17根据其内的预设参数与采集的相应检测值判断比例风阀11的S值应为0：100％，或用户操作选择纯室内净化模式(即S为100％：0)时，机组开始运行后，比例风阀11的通风面积会全部被分配给室内回风侧，室外空气流量降为0，室内空气经过第二室内进风口9、比例风阀11的室内空气侧进入送风机12所处的混风腔，再经过高效过滤网13变成洁净空气后，通过室内送风口15送至室内。
(3)新风和室内净化混合模式：控制模块17根据其内的预设参数与采集的相应检测值判断比例风阀11的S值非100％：0且非0：100％时，或用户操作选择新风和室内净化混合模式时，机组开始运行后，比例风阀11的通风面积会按控制模块17判断出的比例分配给室内回风侧和室外新风侧，室外空气依次通过室外进风口1、初效过滤网2、中效过滤网3、电加热器4(该电加热器视情况开启，参见上述纯新风模式)、换热器6的第一通道和比例风阀11的室外新风侧流经送风机12所处的混风腔，与依次经过室内回风口9、比例风阀11的室内空气侧所进来的室内回风混合，再经过高效过滤网13变成洁净空气后，通过室内送风口15送至室内。
此外，当机组采用纯新风模式或新风和室内净化混合模式运行时，在排风机7的抽力作用下，室内到室外空气流道中也形成空气流动，室内空气首先由室内排风口5进入，然后流经换热器6形成相互传热，实现能量回收；室内空气再继续流经排风机7和室外排风口8进入室外。此时，排风机7的风量大小需要根据室内所要保证的正压或负压状态及送风机12的风量大小来综合确定。
本说明书所列举的仅为本发明的较佳实施方式之一，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种多功能新风净化机，其特征在于，包括机体外壳(14)，通过位于所述机体外壳(14)内的若干隔板分别形成室外到室内空气流道、室内到室外空气流道和室内到室内空气流道；所述机体外壳(14)内设有比例风阀(11)和电机(10)，通过该电机(10)控制比例风阀(11)的开合来控制比例风阀(11)两侧的空气流通面积进而调节室外到室内空气流道和室内到室内空气流道的风量；所述室外到室内空气流道内依次设有用于采集室外空气参数的室外传感器模块(20)、初效过滤网(2)、中效过滤网(3)、电加热器(4)、换热器(6)、送风机(12)、杀菌模块(16)和高效过滤网(13)；所述室内到室外空气流道内依次设有所述换热器(6)和排风机(7)，且所述室外到室内空气流道和室内到室外空气流道分别与所述换热器(6)内的不同通道联通；所述室内到室内空气流道内设有用于采集室内空气参数的室内传感器模块(19)、所述送风机(12)、杀菌模块(16)和高效过滤网(13)；在所述机体外壳(14)的外侧壁上嵌入式安装有控制面板(29)，在所述机体外壳(14)的内侧壁上安装有控制模块(17)和数据传输模块(18)，所述控制面板(29)用于显示室内外空气参数、设备运行参数、以及进行运行模式选择和参数的设定，所述控制模块(17)用于控制所述机体外壳(14)内各电器件的工作，所述数据传输模块(18)还通过无线传输与移动终端连接；
所述机体外壳(14)的侧壁上设有室外进风口(1)、室内排风口(5)、室外排风口(8)和室内回风口(9)、室内送风口(15)，所述室外到室内空气流道、室内到室外空气流道和室内到室内空气流道分别由若干所述隔板形成不同的腔室组成；其中，由所述室外进风口(1)、第一腔室(21)、第二腔室(22)、换热器(6)的第一通道、第三腔室(23)、比例风阀(11)、第四腔室(24)、第五腔室(25)和室内送风口(15)依次连通形成所述室外到室内空气流道，由所述室内排风口(5)、第六腔室(26)、换热器(6)的第二通道、第七腔室(27)和室外排风口(8)依次联通形成所述室内到室外空气流道，由所述室内回风口(9)、第八腔室(28)、比例风阀(11)、第四腔室(24)、第五腔室(25)和室内送风口(15)依次连通形成所述室内到室内空气流道；所述初效过滤网(2)、中效过滤网(3)和室外传感器模块(20)位于第一腔室(21)内，电加热器(4)位于第二腔室(22)内且靠近换热器(6)一侧，排风机(7)和送风机(12)分别位于第七腔室(27)和第四腔室(24)内，高效过滤网(13)和杀菌模块(16)均位于第五腔室(25)内且两者靠近设置；所述室内传感器模块(19)和室外传感器模块(20)分别安装于室内回风口(9)和室外进风口(1)处；
所述比例风阀(11)包括由前导轨(11-1)、后导轨(11-2)、左限定框(11-3)和右限定框(11-4)首尾相连形成的中空框架，以及位于该框架内的阀板(11-5)，所述电机(10)包括电机本体(10-1)和调节杆(10-2)；所述电机本体(10-1)通过调节杆(10-2)带动阀板(11-5)在前导轨(11-1)、后导轨(11-2)上反复滑动，并位于左限定框(11-3)、右限定框(11-4)之间；当阀板(11-5)运动至最左端与左限定框(11-3)紧密嵌入时，所述室内到室内空气流道的空气流通面积最大，所述室外到室内空气流道的空气流通面积为0；当阀板(11-5)运动至最右端与右限定框(11-4)紧密嵌入时，所述室内到室内空气流道的空气流通面积为0，所述室外到室内空气流道的空气流通面积最大。
2.根据权利要求1所述的多功能新风净化机，其特征在于，所述换热器(6)选用全热交换器或显热交换器，用于室内排风和室外新风的换热。
3.根据权利要求1所述的多功能新风净化机，其特征在于，所述的杀菌模块(16)选用紫外灯、臭氧发生器或光等离子。
4.根据权利要求1所述的多功能新风净化机，其特征在于，所述初效过滤网(2)和中效过滤网(3)用于过滤粒径大于1-5μm的颗粒灰尘及各种悬浮物；所述高效过滤网(13)用于过滤掉0.5μm以下的颗粒灰尘及各种悬浮物；所述高效过滤网(13)呈V字型设置，且开口端朝向所述第四腔室(24)。
5.根据权利要求1所述的多功能新风净化机，其特征在于，在所述室内送风口(15)处设置有消声降噪结构。
6.根据权利要求1所述的多功能新风净化机，其特征在于，所述室内传感器模块(19)包括室内温度传感器、室内湿度传感器、室内PM2.5传感器、室内CO2传感器和室内TVOC浓度传感器；所述室外传感器模块(20)包括室外PM2.5传感器、室外温度传感器和室外湿度传感器。
7.根据权利要求6所述的多功能新风净化机，其特征在于，所述控制模块(17)内设有多种使用场景默认模式，包括：正压空气品质一般要求、正压空气品质较高要求、负压空气品质一般要求和负压空气品质较高要求；各使用场景默认模式分别包括对应的预设参数：室外温度默认值Tw,0、室外湿度默认值Hw,0、室外PM2.5默认值Pw,0、室内温度期望值Ti,0、室内湿度期望值Hi,0、室内PM2.5期望值Pi,0、室内CO2期望值Ci,0、室内TVOC期望值Vi,0；控制模块(17)内还设有杀菌模块(16)的默认模式：间歇运行或定时运行；控制模块(17)将所述预设参数和传感器模块实时采集的相应检测值进行比对运算，以此控所述送风机(12)和排风机(7)的风量大小、电加热器(4)的开启、电机(10)的运转步数和杀菌模块(16)的启停。
8.一种根据权利要求1～7中任意一项所述多功能新风净化机的运行控制方法，其特征在于，设比例风阀(11)的室外到室内空气流道面积和室内与室内空气流道面积的比值为S，S的变化范围为0：100％～100％：0；设送风机(12)和排风机(7)的最大风量分别为Ws,max、Wp,max，所述运行控制方法包括以下步骤：
(1)新风机在启动状态下，室外PM2.5传感器检测室外PM2.5值Pw、室外温度传感器检测室外温度值Tw、室外湿度传感器检测室外湿度值Hw、室内温度传感器检测室内温度值Ti、室内湿度传感器检测室内湿度值Hi、室内PM2.5传感器检测室内PM2.5值Pi、室内CO2传感器检测室内CO2值Ci、室内TVOC浓度传感器检测室内TVOC值Vi，上述所有检测值均发送给控制模块(17)；
(2)控制模块(17)将其内的预设参数：室外温度默认值Tw,0、室外湿度默认值Hw,0、室外PM2.5默认值Pw,0、室内温度期望值Ti,0、室内湿度期望值Hi,0、室内PM2.5期望值Pi,0、室内CO2期望值Ci,0、室内TVOC期望值Vi,0，与步骤(1)检测的室外温度值Tw、室外湿度值Hw、室外PM2.5值Pw、室内温度值Ti、室内湿度值Hi、室内PM2.5值Pi、室内CO2值Ci和室内TVOC值Vi分别进行比对运算，以此控制送风机(12)和排风机(7)的风量大小、电加热器(4)的开启、电机(10)的运转步数和杀菌模块(16)的启停；所述比对运算包含下列逻辑：
i)当Vi/Vi,0>2或Ci/Ci,0>2时，控制电机(10)驱动比例风阀(11)使其S值变为100％:0；进一步判断：若此时Pw/Pw,0>2，则将送风机(12)的风量设定为60％Ws,max、排风机(7)的风量设定为60％Wp,max；若此时1<Pw/Pw,0≤2，则将送风机(12)的风量设定为80％Ws,max、排风机(7)的风量设定为80％Wp,max；若此时0≤Pw/Pw,0≤1，则将送风机(12)的风量设定为100％Ws,max、排风机(7)的风量设定为100％Wp,max；
ii)当1<Vi/Vi,0≤2且0≤Ci/Ci,0≤1，或1<Ci/Ci,0≤2且0≤Vi/Vi,0≤2时，控制电机(10)驱动比例风阀(11)使其S值变为50％:50％；进一步判断：若此时Pw/Pw,0>2，则将送风机(12)的风量设定为50％Ws,max、排风机(7)的风量设定为50％Wp,max；若此时1<Pw/Pw,0≤2，则将送风机(12)的风量设定为75％Ws,max、排风机(7)的风量设定为75％Wp,max；若此时0≤Pw/Pw,0≤1，则将送风机(12)的风量设定为100％Ws,max、排风机(7)的风量设定为100％Wp,max；
iii)当0≤Vi/Vi,0≤1且0≤Ci/Ci,0≤1时，控制电机(10)驱动比例风阀(11)使其S值变为0:100％，停止排风机(7)的运行；进一步判断：若此时Pi/Pi,0>2，则将送风机(12)的风量设定为100％Ws,max；若此时1<Pi/Pi,0≤2，则将送风机(12)的风量设定为75％Ws,max；若此时0≤Pi/Pi,0≤1，则停止送风机(12)的运行；
iv)当同时满足S>0、Hi>Hi,0且Tw<Tw,0时，则电加热器(4)开启；
v)根据使用场景设定杀菌模块(16)采用连续或定时间歇模式运行；
vi)若要确保室内为正压状态时，控制送风机(12)的风量大于排风机(7)的风量；若要确保室内为负压状态时，控制送风机(12)的风量小于排风机(7)的风量；
(3)控制模块(17)在设定时间间隔后返回步骤(1)，进行循环比对运算，并根据运行后相关参数与应达到的期望参数差值相应调整电机(10)的运转步数、送风机(12)和排风机(7)的风量、电加热器(4)和杀菌模块(16)的开启，直至本新风净化机停止工作。
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