CN1576734A - 空气净化系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种空气净化系统及其控制方法，所述空气净化系统包括换气单元、空气净化单元、感知室内空气污染浓度的传感器以及控制器；控制器根据由所述传感器感知到的室内空气污染浓度来决定多种运转模式中的一种，并根据所决定的运转模式来控制所述换气单元或前述空气净化单元。根据本发明，可根据室内空气的污染状态进行换气运转或空气净化运转。

Description

空气净化系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种能够进行空气净化和换气的空气净化系统及其控制方法。
背景技术
空气净化系统具有过滤空气中的粉尘、细菌、污染物质等以便提供净化的纯净空气的空气净化单元。
在空气净化系统的使用过程中，虽然为了净化室内空气要密闭房间，但由人们的呼吸产生的二氧化碳等仍会污染室内空气。
考虑到这些情况，提出了一种空气净化系统，该系统具有使室内空气向室外排出并吸入新鲜的室外空气从而进行室内换气的换气单元。
这种空气净化系统又分为使用者直接设定空气净化功能和换气功能的方式和利用检测室内的污染状态的传感器设定有关功能的方式。
前一种方式，用户虽然能设定期望的功能，但有可能因使用者的疏忽而设定与室内污染状态无关的不适当的功能，并且具有由于必须直接操作而带来不便的缺点。
后一种方式，具有为了进行空气净化运转而检测室内空气中气体浓度的气体传感器和为了进行换气运转而检测室内空气中粉尘浓度的粉尘传感器，以便通过这些传感器运行有关功能。但是，在以换气模式运转的过程中，由于响应粉尘传感器进行空气净化运转，会发生在室内没有充分换气的状态下换气运转中断的情况。而且，在空气净化模式运转过程中，由于响应气体传感器进行换气运转，会发生在室内粉尘没有被完全净化的状态下空气净化运转中断的情况。结果是，不能顺利地运行相关运转模式。
另一方面，现有的空气净化系统，即使在使用者没有直接输入运转停止命令而外出等例如人员不在室内的情况下，空气净化系统也白白地工作，存在浪费电力的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种能根据室内空气的污染状态而进行换气运转或空气净化运转的空气净化系统及其控制方法。
为实现上述目的，本发明的特征在于包括换气单元、空气净化单元、用于感知室内空气污染浓度的传感器、和控制器；控制器根据由所述传感器感知到的室内空气污染浓度来决定多种运转模式中的一种，并按照所决定的运转模式来控制所述换气单元和所述空气净化单元。
所述传感器是用于感知室内二氧化碳浓度的气体传感器。
所述传感器是用于感知室内粉尘浓度的粉尘传感器。
如果室内污染浓度在第1设定值以上，则所述控制器运行换气模式，如果通过所述换气模式的运行，室内空气的污染浓度减少到小于第1设定值的第2设定值以下，则运行所述空气净化模式。
如果室内污染浓度在第3设定值以上，则所述控制器运行空气净化模式，如果通过所述空气换气模式的运行，室内空气的污染浓度减少到小于第3设定值的第4设定值以下，则运行所述换气模式。
在所述空气净化模式中，当内空气的污染浓度减少到比所述第2设定值小的第5设定值以下时，所述控制器就使所述换气单元和所述空气净化单元的工作停止，转换到待机的停止模式。
在所述换气模式中，当室内空气的污染浓度减少到比所述第4设定值小的第6设定值以下时，所述控制器就使所述换气单元和所述空气净化单元的工作停止，转换到待机的停止模式。
当室内空气的污染浓度在规定的范围内变化时，所述控制器维持当前的运转模式。
所述换气单元包括使已污染的室内空气排出到室外、将新鲜的室外空气供给室内的结构元件。
所述换气单元包括排出室内空气的排气通路、向室内提供室外空气的进气通路、进行室内空气和室外空气的热交换的热交换机、设置在所述排气通路上的排气风扇用马达和排气风扇、设置在使室外空气流入的通道上且按照相关运转模式进行开闭动作的风门马达和模式转换风门、设置在所述进气通路上的进气风扇用马达和进气风扇。
所述换气单元还包括设置在所述模式转换风门和所述热交换机之间的过滤杂质用过滤器。
所述空气净化单元包括过滤室内空气中含有的粉尘、细菌和污染物质并提供已净化的纯净空气的结构元件。
所述空气净化单元包括进气通路、设置成能向前后方向进退从而开闭用于吸入室内空气的吸入口的吸入口开闭风门、设置在所述吸入口开闭风门的后方的脱臭/杀菌过滤器、设置在所述进气通路上且用于产生将由所述吸入口吸入并经过所述脱臭/杀菌过滤器得到净化的纯净空气提供给室内的吸入力的进气风扇用马达和进气风扇。
为实现上述目的，本发明涉及一种用于运行多种运转模式的空气净化系统的控制方法，其特征在于，包括1级运转，即，使用传感器感知室内空气的污染浓度，根据感知到的室内空气的污染浓度来选择运行所述多种运转模式中的一种，按照所选择的运转模式控制空气净化单元或换气单元的工作。
还包括2级运转，即，如果通过所述1级运转室内空气的污染浓度减少到1级，则按照没有被选择的其它运转模式控制所述空气净化单元或所述换气单元的工作。
还包括3级运转，即，如果通过所述2级运转室内空气的污染浓度减少到2级，则转换到停止模式。
所述停止模式是使所述空气净化单元和换气单元的工作停止并处于待机状态。
在所述1级运转中，当室内空气的污染浓度在规定的范围内变化时，维持当前的运转模式。
所述传感器是能够感知室内二氧化碳浓度的气体传感器。
所述传感器是能够感知室内粉尘浓度的粉尘传感器。
按照本发明，由于根据室内空气的污染浓度选择多种运转模式中的一种，并在运行所选择的运转模式的过程中，能够根据室内空气的污染浓度转换到其它运转模式，所以能够经常向室内空间提供新鲜的空气，同时还能够除去室内空气的粉尘使室内空气保持干净等，能够顺利地运行相关运转模式。而且，本发明通过防止人员不在室内时的无用运转，能够节约电力消耗。
附图说明
图1是表示本发明的空气净化系统在换气模式运转时的视图；
图2是表示本发明的空气净化系统在空气净化模式运转时的视图；
图3是本发明的空气净化系统的控制方框图；
图4是说明本发明的空气净化系统运行相关运转模式的工作的视图；
图5是说明本发明的空气净化系统的控制方法的程序方框图。
图中：10-本体，12-排气通路，14-进气通路，16-热交换机，21-室内污染感知传感器，28-进气口
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的优选实施例。
图1是表示本发明的空气净化系统在以换气模式运转时的视图。图2是表示本发明的空气净化系统在以空气净化模式运转时的视图。
本发明的空气净化系统具有固定在用来划分室内和室外的墙壁上的本体10。所述本体10在其内部包含换气单元和空气净化单元。在这里，换气单元是为了将人们呼吸产生的由二氧化碳等组成的室内空气排出到室外以不污染室内空气并吸入新鲜的室外空气从而使室内换气的构成要素的总称；空气净化单元是过滤空气中的粉尘或细菌、污染物质等并提供净化后的纯净空气的构成要素的总称。
在本体的内部设有用于排出室内空气的排气通路12、用于向室内提供室外空气的进气通路14、以及用于进行由排气通路排出的室内空气和由进气通路向室内提供的室外空气之间的热交换的热交换机16。
上部叶片11设置在本体的前面上方，在叶片11的后方设置有排气扇用马达18和通过马达轴19与马达18连接的排气扇20。上部叶片常开放，保证室内空气能通过排气扇20由排气口13向室外排出的状态。即，排气扇20-旋转，由于产生了吸入力，室内空气在经过设置在排气通路12上的热交换机16后向室外排出。
模式转换风门15能开闭地设置在与室外侧邻接的空气通道29的内部，该模式转换风门15包括由后述的控制器控制的风门马达。
该模式转换风门15在换气模式时开放，在空气净化模式时关闭。在模式转换风门和热交换机之间设有杂质过滤用过滤器17，杂质过滤用过滤器17在换气模式时除去室外空气中的杂质。
下部叶片23设置在本体的前面下方，在下部叶片的前方设有吸入口开闭风门22，在下部叶片的后方设有收集空气中的粉尘且杀菌的脱臭/杀菌过滤器24。
吸入口开闭风门22包括通过后述的控制器控制的风门马达，且设置成通过该风门马达能向前后方向进退，在空气净化模式时随着该开闭风门向前方前进，该风门的四周边缘部分和叶片分离，从而形成吸入口，另一方面，在换气模式时与下部叶片紧密接触，使吸入口关闭。
而且，进气风扇用马达25和通过马达轴26与进气风扇用马达25连接的进气风扇27设置在脱臭/杀菌过滤器24的后方。如图1所示，在换气模式时，进气风扇27一旋转，就产生吸入力，使模式转换风门15开放，新鲜的室外空气依次经过杂质过滤用过滤器17和热交换机16后，从设置在进气通路14下方的进气口28提供给室内空间。在空气净化模式时，进气风扇27一旋转，就产生吸入力，模式转换风门15关闭且吸入口开闭风门22向前方前进导致吸入口开放，从而污染的室内空气如图2所示经过脱臭/杀菌过滤器24，在收集有害粉尘的同时进行脱臭和杀菌，从进气口28向室内空间提供被净化干净的纯净空气。
一方面，在本体10的内部用于感知室内空气污染浓度的室内污染感知传感器21。该室内污染传感器21是用于感知室内二氧化碳浓度的气体传感器。
图3是本发明的空气净化系统的控制方框图。
本发明具有控制空气净化系统的全部工作的控制器30。用于检测室内空气的二氧化碳浓度的室内污染感知传感器21与控制器的输入端连接，用于驱动排气风扇用马达18和进气风扇用马达25的风扇驱动部31以及用于驱动模式转换风门15和吸入口开闭风门22的风门驱动部32与该控制器的输出端连接。
控制器30为了根据由室内污染感知传感器21感知到的二氧化碳的浓度来运行换气模式或空气净化模式，所以控制换气单元和空气净化单元。
下面根据附图说明具有这种结构的本发明的空气净化系统的控制方法。
图4是说明本发明的空气净化系统运行相关运转模式的工作的视图。图5是说明本发明空气净化系统的控制方法的程序方框图。
传感器21感知室内的二氧化碳的浓度V(40)，判断感知到的室内二氧化碳的浓度V是否在第1设定值V1以上(42)，如果在第1设定值以上，则控制器30运行换气模式(43)。在这里，最好通过多次试验设定第1设定值V1，本实施例中设定在1000-1500ppm范围内。
具体说明换气模式的运转工作。如图1所示，控制器30在驱动排气风扇用马达18使排气风扇20旋转的同时，驱动进气风扇用马达25使进气风扇27旋转，另一方面使模式转换风门15开放。此时，吸入口开闭风门22关闭。在由排气风扇20的旋转产生的吸入力的作用下，室内空气经过排气口后通过热交换机16；在由进气风扇27的旋转产生的吸入力的作用下，流入空气通道29内部的室外空气通过过滤杂质用过滤器17和热交换机16。在热交换机16处已进行热交换后的室内空气排出到室外，新鲜的室外空气从进气口28供给室内空间。
在换气模式运行过程中，当由传感器21感知到的室内二氧化碳的浓度V低于第1设定值V1时，即，判断感知到的室内二氧化碳的浓度V是否在小于第1设定值V1但大于第2设定值V2的范围内(44)，如果在大于V2的范围内，则维持当前的运转模式(45)。这是因为要防止运转模式随着室内二氧化碳的浓度变化频繁地发生变化。第2设定值V2小于第1设定值V1。
通过换气模式持续的运行，判断由传感器21感知到的室内二氧化碳的浓度V是否在比第1设定值V1低的第2设定值V2以下(46)，如果是的话，控制器30运行空气净化模式(47)。
下面具体说明空气净化模式的运转工作。如图2所示，控制器30在驱动进气风扇用马达25使进气风扇27旋转的同时，使吸入口开闭风门22向前方前进，开放吸入口。此时，使排气风扇用马达18停止运转，模式轮换风门15关闭。由进气风扇27的旋转产生的吸入力所吸入的室内空气，经过脱臭/杀菌过滤器24，在收集灰尘的同时被脱臭和杀菌后，得到完全的净化，净化的空气从进气口28提供给室内空间。
在空气净化模式运行过程中，当由传感器21感知到的室内二氧化碳的浓度V低于第2设定值V2时，即，判断感知到的室内二氧化碳的浓度V是否在小于第2设定值V2但大于第3设定值V3的范围内(50)，如果在小于第2设定值V2但大于V3的范围内，则维持作为当前运转模式的空气净化模式的运行(51)。在空气净化模式运行过程中，判断检测到的室内二氧化碳的浓度V是否在小于第1设定值V1但大于第2设定值V2的范围内(44)，如果在小于第1设定值V1但大于V2的范围内，则维持当前的运转模式即空气净化模式的运行(45)。第3设定值V3小于第2设定值V2。
由于室内居住的人增加等情况而室内空气中的二氧化碳的浓度变高时，即在有换气运转的需求时，若由传感器21感知到的二氧化碳的浓度V在第1设定值V1以上，则控制器30运行所述的换气模式。
另一方面，在空气净化模式运行过程中，如因没有人在室内居住的情况(参照D)等而室内二氧化碳的浓度V在低于第2设定值V2的第3设定值以下(48)时，控制器30运行停止模式，以防止空气净化系统的无用驱动(49)。
下面具体说明停止模式的运转工作。停止模式就是控制器30使排气风扇用马达18和进气风扇用马达25双方都不驱动，并且使模式转换风门15和吸入口开闭风门22双方也都关闭。即，停止模式意味着为了防止由于无用驱动造成的电力消耗而使全部马达停止并为了根据传感器21的检测结果运行相关模式而待机的状态，在该待机状态，一旦人员进入室内、室内二氧化碳的浓度变高，就根据感知到的室内空气的污染浓度运行相关的运转模式。
在如所述动作(43，45，51)那样运行相关运转模式过程中，控制器30判断是否被输入了运转停止命令(52)，在没有被输入运转停止命令的情况下，执行动作40以便继续进行运转，在被输入了运转停止命令的情况下，切断供给各构成部分的全部驱动电源(包含操作面板的显示动作)，使空气净化系统停止(53)。
这样，控制器根据由室内污染传感器21感知到的室内二氧化碳的浓度决定运行换气模式、空气净化模式或停止模式中的一种，并根据决定的运转模式运转空气净化系统。
在上述实施例中，虽然采用气体传感器作为室内污染传感器来感知二氧化碳的浓度，但不限于此，也可使用粉尘传感器来检测室内的粉尘浓度，根据由该粉尘传感器感知到的室内粉尘的浓度选用空气净化运转或换气运转的运行方式，对此也无需具体说明，对该领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (20)

1.一种空气净化系统，其特征在于包括换气单元、空气净化单元、用于感知室内空气污染浓度的传感器、和控制器；所述控制器根据由所述传感器感知到的室内空气的污染浓度来决定多种运转模式中的一种，并按照所决定的运转模式来控制所述换气单元或所述空气净化单元。
2.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述传感器是用于感知室内二氧化碳浓度的气体传感器。
3.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述传感器是用于感知室内粉尘浓度的粉尘传感器。
4.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，如果室内空气的污染浓度在第1设定值以上，则所述控制器运行换气模式，如果通过所述换气模式的运行，室内空气的污染浓度减少到小于所述第1设定值的第2设定值以下，则运行所述空气净化模式。
5.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，如果室内空气的污染浓度在第3设定值以上，则所述控制器运行空气净化模式，如果通过所述空气净化模式的运行，室内空气的污染浓度减少到小于所述第3设定值的第4设定值以下，则运行所述换气模式。
6.根据权利要求4所述的空气净化系统，其特征在于，在所述空气净化模式中，当室内空气的污染浓度减少到比所述第2设定值小的第5设定值以下时，所述控制器就使所述换气单元和所述空气净化单元的工作停止，转换到待机的停止模式。
7.根据权利要求5所述的空气净化系统，其特征在于，在所述换气模式中，当室内空气的污染浓度减少到比所述第4设定值小的第6设定值以下时，所述控制器就使所述换气单元和所述空气净化单元的工作停止，转换到待机的停止模式。
8.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，当室内空气的污染浓度在规定的范围内变化时，所述控制器维持当前的运转模式。
9.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述换气单元包括使已污染的室内空气排出到室外、并将新鲜的室外空气供给室内的结构元件。
10.根据权利要求9所述的空气净化系统，其特征在于，所述换气单元包括用于排出室内空气的排气通路、用于向室内提供室外空气的进气通路、用于进行室内空气和室外空气的热交换的热交换机、设置在所述排气通路上的排气风扇用马达和排气风扇、设置在用于使室外空气流入的通道上且按照相关运转模式进行开闭动作的风门马达和模式转换风门、设置在所述进气通路上的进气风扇用马达和进气风扇。
11.根据权利要求10所述的空气净化系统，其特征在于，所述换气单元还包括设置在所述模式转换风门和所述热交换机之间的过滤杂质用过滤器。
12.根据权利要求1所述的空气净化系统，其特征在于，所述空气净化单元包括用于过滤室内空气中含有的粉尘、细菌和污染物质并提供已净化的纯净空气的结构元件。
13.根据权利要求12所述的空气净化系统，其特征在于，所述空气净化单元包括进气通路、设置成能向前后方向进退从而开闭用于吸入室内空气的吸入口的吸入口开闭风门、设置在所述吸入口开闭风门的后方的脱臭/杀菌过滤器、设置在所述进气通路上且用于产生将由所述吸入口吸入的经过所述脱臭/杀菌过滤器得到净化的空气提供给室内的吸入力的进气风扇用马达和进气风扇。
14.一种空气净化系统的控制方法，是用于运行多种运转模式的空气净化系统的控制方法，其特征在于，包括1级运转，即，使用传感器感知室内空气的污染浓度，根据感知到的室内空气的污染浓度来选择运行所述多种运转模式中的一种，按照所选择的运转模式控制空气净化单元或换气单元的工作。
15.根据权利要求14所述的空气净化系统的制造方法，其特征在于，还包括2级运转，即，如果通过所述1级运转，室内空气的污染浓度减少到1级，则按照没有被选择的其它运转模式控制所述空气净化单元或所述换气单元。
16.根据权利要求15所述的空气净化系统的制造方法，其特征在于，还包括3级运转，即，如果通过所述2级运转室内空气的污染浓减少到2级，则转换到停止模式。
17.根据权利要求16所述的空气净化系统的制造方法，其特征在于，所述停止模式使所述空气净化单元和换气单元的工作停止并处于待机状态。
18.根据权利要求14所述的空气净化系统的制造方法，其特征在于，在所述1级运转中，当室内空气的污染浓度在规定的范围内变化时，维持当前的运转模式。
19.根据权利要求14所述的空气净化系统的制造方法，其特征在于，所述传感器是能够感知室内二氧化碳浓度的气体传感器。
20.根据权利要求14所述的空气净化系统的制造方法，其特征在于，所述传感器是能够感知室内粉尘浓度的粉尘传感器。
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