CN112484203A - 一种智慧教室用通风系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智慧教室用通风系统及控制方法，涉及智慧教室通风技术领域。本发明包括空气质量检测装置和换气装置，空气质量检测装置包括检测仓，检测仓的一端设置进风口，并于进风口上连接有一Y型进风管，检测仓的另一端设置有一出风口；教室的内部设置有与第一进气端A连通的进风模块一；换气装置包括一抽气泵，抽气泵的进气端连接有一进风管道一和进风管道二，进风管道一连通有至少一进风模块二，进风管道二连通有一气体暂存仓A，抽气泵的出气端连接有出风管路一、出风管路二和出风管路三。本发明通过抽气泵、气体暂存仓A和气体暂存仓B的设置，实现根据需求将室内的空气抽出、并将环境气体抽入室内，从而实现换气。

Description

一种智慧教室用通风系统及控制方法
技术领域
本发明属于智慧教室通风技术领域，特别是涉及一种智慧教室用通风系统及控制方法。
背景技术
学校教室是孩子成长的主要场所，是一个人员密集的区域，也是孩子每天呆的时间最长的地方。在儿童时期，小孩身体的调节功能不够完善，若室内气温骤然变化或者空气不够流通，容易使孩子精神不振、疲倦头痛、注意力不集中，加上教室人口众多，二氧化碳等有害气体含量增加，室内空气很快变得浑浊不堪，容易引起季节流行性疾病、呼吸道疾病等等。
目前，市场上存在的空气净化器普遍的工作方式是循环过滤房间内的空气，然而这种工作方式只能起到降低PM2.5值的作用，无法实现对室内空气的温度、湿度进行调节和恒定控制；如在冬季时，环境空气的温度和湿度明显低于室内温度，此时如果直接将环境中的空气抽入到室内，则存在对出风口处的使用者产生干扰，降低通风效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智慧教室用通风系统及控制方法，以解决了上述提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种智慧教室用通风系统，包括空气质量检测装置和换气装置，所述空气质量检测装置包括检测仓，所述检测仓内设置PM2.5检测传感器、氧气浓度检测传感器；所述检测仓的一端设置进风口，并于所述进风口上连接有一Y型进风管，所述Y型进风管的两个进气段上分别设置有阀门一和阀门二；所述检测仓的另一端设置有一出风口，并于所述出风口上连接有一出风管；所述Y型进风管的第一进气端A设置在所述教室的内部，并于所述教室的内部设置有与第一进气端A连通的进风模块一；
其中，所述换气装置包括一抽气泵，所述抽气泵的进气端连接有一进风管道一和进风管道二，所述进风管道一连通有至少一进风模块二，所述进风管道二连通有一气体暂存仓A，所述气体暂存仓A的进风端连接有风管，所述风管上设置阀门三，所述进风管道二上设置阀门四，所述进风模块二设置在所述教室的内部；所述出风管的出气端设置连通所述进风管道一；所述抽气泵的出气端连接有出风管路一、出风管路二和出风管路三；所述出风管路一上设置有气体暂存仓B，位于所述气体暂存仓B两侧的出风管路一上还分别设置有阀门五和阀门六，所述出风管路二的出气端连接有若干出风管，若干所述出风管的出风端均匀的布置在所述教室的周侧墙壁底部位置；所述Y型进风管的第二进气端通过一管路A与所述出风管路三相连通；所述进风管道一、管路A和出风管路二上分别设置阀门七、阀门八和阀门九；
还包括一控制器，所述控制器的输出端连接阀门一、阀门二、阀门三、阀门四、阀门五、阀门六、阀门七、阀门八和阀门九。
进一步地，所述检测仓、气体暂存仓A和气体暂存仓B内分别设置有压力传感器A、压力传感器B和压力传感器C，且所述压力传感器A、压力传感器B和压力传感器C均与控制器连接。
进一步地，所述检测仓内还设置有与与控制器连接的温度传感器A、湿度传感器A，所述气体暂存仓A内还设置有与控制器连接的温度传感器B、湿度传感器B；以及设置在室外用于检测环境温度且与控制器连接的温度传感器C。
进一步地，所述气体暂存仓A内还设置有气体处理单元。
进一步地，所述气体处理单元包括过滤模块、紫外线杀菌模块、加热模块、降温模块、加湿模块或干燥模块中的一种或多种。
进一步地，所述进风模块一和进风模块二结构相同，均包括一盒体，所述盒体上设置进出风口，所述盒体内设置有消音模块。
进一步地，所述进风模块二设置在教室中心地带的顶部和/或底部。
一种智慧教室用通风系统的通风控制方法，包括：
Stp1、启动抽气泵，同时打开阀门一、阀门七和阀门九，则此时教室内的空气通过进风模块一进入检测仓内，通过PM2.5检测传感器、氧气浓度检测传感器对空气检测检测，判定需要进行换气，则进入步骤Stp2，反之不进行任何操作；
Stp2、关闭阀门一、阀门九，同时打开阀门八和阀门二，则此时室外环境的空气进入检测仓内对检测仓进行清洗，持续t时间后，进入步骤Stp3；
Stp3、关闭阀门八和阀门二，同时打开阀门三、阀门四、阀门五和阀门六，此时室外环境的空气通过抽气泵的作用进入气体暂存仓A内，待通过压力传感器B检测气压达到P1时，关闭阀门三、阀门四，并进入步骤Stp4；
Stp4、打开阀门七，并关闭阀门六，则此时通过抽气泵的作用将室内空气抽入气体暂存仓B内，待压力传感器C检测到压力传感器C内气压达到P2时，则关闭阀门七和阀门五，同时关闭抽气泵，打开阀门九和阀门四，则此时气体暂存仓A内的空气在气压作用下依次经抽气泵和出风管路二排出至教室。
进一步地，在所述步骤Stp1之前，所述阀门一、阀门二、阀门三、阀门四、阀门五、阀门六、阀门七、阀门八和阀门九均处于关闭状态。
进一步地，在所述Stp3中，根据温度传感器A、湿度传感器A检测到的信息，通过加热模块/降温模块，加湿模块/干燥模块对气体暂存仓B内的空气的温度和湿度进行调节控制。
进一步地，t为10s；同时定义气体暂存仓A和气体暂存仓B的体积分别为V1和V2，同时标准大气压为P0；则(P1-P0)*V1＝(P2-P0)*V2，其中P1和P2均大于P0。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过检测仓的设置，实现对室内的空气质量进行检测，同时通过对检测仓进行清洗，避免检测仓气体处于非流动状态下影响检测仓内传感器检测的灵敏性；
2、本发明通过在气体暂存仓A设置用于对空气进行处理的气体处理单元，实现根据需求对气体暂存仓A内空气进行温度和湿度的调节，以及实现对PM2.5颗粒进行过滤、以及对空气进行杀菌灭毒；
3、本发明通过对气体暂存仓A和气体暂存仓B内部压强进行计算，包装教室排出的空气体积与注入的空气体积相同，整体上保证教室内部压强处于稳定；
4、本发明通过抽气泵、气体暂存仓A和气体暂存仓B的设置，实现根据需求将室内的空气抽出、并将环境气体抽入室内，从而实现换气。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明通风系统结构示意图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
请参阅图1所示，本发明为一种智慧教室用通风系统，包括空气质量检测装置1和换气装置2，空气质量检测装置1包括检测仓11，检测仓11内设置PM2.5检测传感器、氧气浓度检测传感器；检测仓11的一端设置进风口12，并于进风口12上连接有一Y型进风管13，Y型进风管13的两个进气段上分别设置有阀门一14和阀门二15；检测仓11的另一端设置有一出风口16，并于出风口16上连接有一出风管17；Y型进风管13的第一进气端A设置在教室的内部，并于教室的内部设置有与第一进气端A连通的进风模块一19；
其中，换气装置2包括一抽气泵21，抽气泵21的进气端连接有一进风管道一22和进风管道二23，进风管道一22连通有至少一进风模块二，进风管道二23连通有一气体暂存仓A3，气体暂存仓A3的进风端连接有风管24，风管24上设置阀门三25，进风管道二23上设置阀门四26，进风模块二设置在教室的内部；出风管17的出气端设置连通进风管道一22；抽气泵21的出气端连接有出风管路一27、出风管路二28和出风管路三29；出风管路一27上设置有气体暂存仓B4，位于气体暂存仓B4两侧的出风管路一27上还分别设置有阀门五41和阀门六42，出风管路二28的出气端连接有若干出风管，若干出风管的出风端均匀的布置在教室的周侧墙壁底部位置；Y型进风管13的第二进气端通过一管路A18与出风管路三29相连通；进风管道一22、管路A18和出风管路二28上分别设置阀门七30、阀门八10和阀门九31；
还包括一控制器，控制器的输出端连接阀门一14、阀门二15、阀门三25、阀门四26、阀门五41、阀门六42、阀门七30、阀门八10和阀门九31。
优选地，检测仓11、气体暂存仓A3和气体暂存仓B4内分别设置有压力传感器A、压力传感器B和压力传感器C，且压力传感器A、压力传感器B和压力传感器C均与控制器连接。
优选地，检测仓11内还设置有与与控制器连接的温度传感器A、湿度传感器A，气体暂存仓A3内还设置有与控制器连接的温度传感器B、湿度传感器B；以及设置在室外用于检测环境温度且与控制器连接的温度传感器C。
优选地，气体暂存仓A3内还设置有气体处理单元。
优选地，气体处理单元包括过滤模块、紫外线杀菌模块、加热模块、降温模块、加湿模块或干燥模块中的一种或多种。
优选地，进风模块一19和进风模块二结构相同，均包括一盒体，盒体上设置进出风口，盒体内设置有消音模块。
优选地，进风模块二设置在教室中心地带的顶部和/或底部。
一种智慧教室用通风系统的通风控制方法，包括：
Stp1、启动抽气泵21，同时打开阀门一14、阀门七30和阀门九31，则此时教室内的空气通过进风模块一19进入检测仓11内，通过PM2.5检测传感器、氧气浓度检测传感器对空气检测检测，判定需要进行换气，则进入步骤Stp2，反之不进行任何操作；
Stp2、关闭阀门一14、阀门九31，同时打开阀门八10和阀门二15，则此时室外环境的空气进入检测仓11内对检测仓11进行清洗，持续t时间后，进入步骤Stp3；
Stp3、关闭阀门八10和阀门二15，同时打开阀门三25、阀门四26、阀门五41和阀门六42，此时室外环境的空气通过抽气泵21的作用进入气体暂存仓A3内，待通过压力传感器B检测气压达到P1时，关闭阀门三25、阀门四26，并进入步骤Stp4；
Stp4、打开阀门七30，并关闭阀门六42，则此时通过抽气泵21的作用将室内空气抽入气体暂存仓B4内，待压力传感器C检测到压力传感器C内气压达到P2时，则关闭阀门七30和阀门五41，同时关闭抽气泵21，打开阀门九31和阀门四26，则此时气体暂存仓A3内的空气在气压作用下依次经抽气泵21和出风管路二28排出至教室。
优选地，在步骤Stp1之前，阀门一14、阀门二15、阀门三25、阀门四26、阀门五41、阀门六42、阀门七30、阀门八10和阀门九31均处于关闭状态。
优选地，在Stp3中，根据温度传感器A、湿度传感器A检测到的信息，通过加热模块/降温模块，加湿模块/干燥模块对气体暂存仓B4内的空气的温度和湿度进行调节控制。
优选地，t为10s；同时定义气体暂存仓A和气体暂存仓B的体积分别为V1和V2，同时标准大气压为P0；则(P1-P0)*V1＝(P2-P0)*V2，其中P1和P2均大于P0。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种智慧教室用通风系统，包括空气质量检测装置(1)和换气装置(2)，其特征在于：所述空气质量检测装置(1)包括检测仓(11)，所述检测仓(11)内设置PM2.5检测传感器、氧气浓度检测传感器；
所述检测仓(11)的一端设置进风口(12)，并于所述进风口(12)上连接有一Y型进风管(13)，所述Y型进风管(13)的两个进气段上分别设置有阀门一(14)和阀门二(15)；所述检测仓(11)的另一端设置有一出风口(16)，并于所述出风口(16)上连接有一出风管(17)；
所述Y型进风管(13)的第一进气端A设置在所述教室的内部，并于所述教室的内部设置有与第一进气端A连通的进风模块一(19)；
其中，所述换气装置(2)包括一抽气泵(21)，所述抽气泵(21)的进气端连接有一进风管道一(22)和进风管道二(23)，所述进风管道一(22)连通有至少一进风模块二，所述进风管道二(23)连通有一气体暂存仓A(3)，所述气体暂存仓A(3)的进风端连接有风管(24)，所述风管(24)上设置阀门三(25)，所述进风管道二(23)上设置阀门四(26)，所述进风模块二设置在所述教室的内部；
所述出风管(17)的出气端设置连通所述进风管道一(22)；
所述抽气泵(21)的出气端连接有出风管路一(27)、出风管路二(28)和出风管路三(29)；所述出风管路一(27)上设置有气体暂存仓B(4)，位于所述气体暂存仓B(4)两侧的出风管路一(27)上还分别设置有阀门五(41)和阀门六(42)，所述出风管路二(28)的出气端连接有若干出风管，若干所述出风管的出风端均匀的布置在所述教室的周侧墙壁底部位置；
所述Y型进风管(13)的第二进气端通过一管路A(18)与所述出风管路三(29)相连通；
所述进风管道一(22)、管路A(18)和出风管路二(28)上分别设置阀门七(30)、阀门八(10)和阀门九(31)；
还包括一控制器，所述控制器的输出端连接阀门一(14)、阀门二(15)、阀门三(25)、阀门四(26)、阀门五(41)、阀门六(42)、阀门七(30)、阀门八(10)和阀门九(31)。
2.根据权利要求1所述的一种智慧教室用通风系统，其特征在于，所述检测仓(11)、气体暂存仓A(3)和气体暂存仓B(4)内分别设置有压力传感器A、压力传感器B和压力传感器C，且所述压力传感器A、压力传感器B和压力传感器C均与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种智慧教室用通风系统，其特征在于，所述检测仓(11)内还设置有与与控制器连接的温度传感器A、湿度传感器A，所述气体暂存仓A(3)内还设置有与控制器连接的温度传感器B、湿度传感器B；以及设置在室外用于检测环境温度且与控制器连接的温度传感器C。
4.根据权利要求3所述的一种智慧教室用通风系统，其特征在于，所述气体暂存仓A(3)内还设置有气体处理单元。
5.根据权利要求4所述的一种智慧教室用通风系统，其特征在于，所述气体处理单元包括过滤模块、紫外线杀菌模块、加热模块、降温模块、加湿模块或干燥模块中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种智慧教室用通风系统，其特征在于，所述进风模块一(19)和进风模块二结构相同，均包括一盒体，所述盒体上设置进出风口，所述盒体内设置有消音模块。
7.根据权利要求1所述的一种智慧教室用通风系统，其特征在于，所述进风模块二设置在教室中心地带的顶部和/或底部。
8.如上权利要求1-7任意一项所述的一种智慧教室用通风系统的通风控制方法，其特征在于，包括：
Stp1、启动抽气泵(21)，同时打开阀门一(14)、阀门七(30)和阀门九(31)，则此时教室内的空气通过进风模块一(19)进入检测仓(11)内，通过PM2.5检测传感器、氧气浓度检测传感器对空气检测检测，判定需要进行换气，则进入步骤Stp2，反之不进行任何操作；
Stp2、关闭阀门一(14)、阀门九(31)，同时打开阀门八(10)和阀门二(15)，则此时室外环境的空气进入检测仓(11)内对检测仓(11)进行清洗，持续t时间后，进入步骤Stp3；
Stp3、关闭阀门八(10)和阀门二(15)，同时打开阀门三(25)、阀门四(26)、阀门五(41)和阀门六(42)，此时室外环境的空气通过抽气泵(21)的作用进入气体暂存仓A(3)内，待通过压力传感器B检测气压达到P1时，关闭阀门三(25)、阀门四(26)，并进入步骤Stp4；
Stp4、打开阀门七(30)，并关闭阀门六(42)，则此时通过抽气泵(21)的作用将室内空气抽入气体暂存仓B(4)内，待压力传感器C检测到压力传感器C内气压达到P2时，则关闭阀门七(30)和阀门五(41)，同时关闭抽气泵(21)，打开阀门九(31)和阀门四(26)，则此时气体暂存仓A(3)内的空气在气压作用下依次经抽气泵(21)和出风管路二(28)排出至教室。
9.根据权利要求8所述的通风控制方法，其特征在于，在所述步骤Stp1之前，所述阀门一(14)、阀门二(15)、阀门三(25)、阀门四(26)、阀门五(41)、阀门六(42)、阀门七(30)、阀门八(10)和阀门九(31)均处于关闭状态。
10.根据权利要求1所述的通风控制方法，其特征在于，在所述Stp3中，根据温度传感器A、湿度传感器A检测到的信息，通过加热模块/降温模块，加湿模块/干燥模块对气体暂存仓B(4)内的空气的温度和湿度进行调节控制。
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