CN202403371U - 一种智能新风系统 - Google Patents

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黄虎
常煊宇
曹迪
蒋青
马浩天
张忠斌
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Abstract

本实用新型提供了一种智能新风系统，属于空调技术领域。该系统的控制装置由人体红外传感器、温湿度传感器、VOC传感器和电动风阀通过数据线分别与装有PI控制算法芯片的计算控制器相连；人体红外传感器和温湿度传感器安装于各房间内；VOC传感器安装于回风管入口处；电动风阀安装于送回风管中。当人体红外传感器测出室内有人员时，将运行信号传递给计算控制器，计算控制器将工作信号传递给温湿度传感器、VOC传感器，电动风阀开启，智能新风系统处于工作状态。本实用新型的系统能有效保证新风的供给，可显著提高室内空气品质；系统开关实现自动化，不需在室内安装手动开关，更加便捷美观。

Description

一种智能新风系统
技术领域
本实用新型属于空调技术领域，具体涉及空调系统的一种新风调节装置。
背景技术
随着经济的发展和人民生活水平的提高，建筑室内空气品质的优劣越来越受到人们的重视。不良的室内空气品质会诱发头昏嗜睡、呼吸不适、眼睛刺激等病态建筑综合症，严重影响人们的正常生活与工作，威胁人体健康。
室内新风量是影响室内空气品质的重要因素，智能控制新风对保证良好的室内空气品质有重要意义。室内空气污染来源主要是建筑材料、人类活动和新陈代谢，这些污染源可产生高浓度的二氧化碳、VOC等，长期生活在这样的空气环境下会使人体处于亚健康状态。因此，在满足室内新风量的同时保证现代楼宇良好的室内空气品质必须要考虑到室内是否有工作人员、二氧化碳浓度以及空气龄等因素。新风系统的主要功能是为室内人员提供符合健康要求的新风和将室内空气中各种污染物控制在规定浓度以下。对于一般舒适性空调，新风机组以温度控制为主，湿度可以允许在较大范围内波动（30％-70%）。
现有的空调新风调节装置，如专利申请号为CN201010042046的“智能新风控制装置”，利用温湿度传感器、VOC传感器、二氧化碳浓度传感器实时监控，通过计算控制器操纵电动风阀。其主要缺点有三点：一、未考虑到室内是否有工作人员，不能实现开关自动化。二、依据焓值计算在五个区间内对比分析确定风阀的开度，未考虑到送风的温湿度，方法繁琐且不精确。三、二氧化碳浓度传感器的有效寿命通常在两年左右，灵敏度下降到一定程度后即不能正确指示污染物的浓度，所以除人员密度波动很大的商场展厅外，不应大量采用二氧化碳浓度传感器作为调节新风量的主要依据。
发明内容
针对现有空调新风调节系统的不足之处，本实用新型提供了一种智能新风系统，该系统能够智能调控新风，实现开关的自动化。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种智能新风系统，包括混风箱、空气处理器、风机、回风管、新风管、送风管和控制装置，控制装置包括人体红外传感器、温湿度传感器、VOC传感器、电动风阀及计算控制器，所述人体红外传感器、温湿度传感器、VOC传感器和电动风阀通过数据线分别与装有PI控制算法芯片的计算控制器相连；所述人体红外传感器和温湿度传感器安装于各房间内；所述VOC传感器安装于回风管入口处；所述电动风阀安装于送回风管中。
所述人体红外传感器实时监测房间内是否有人员并将信号传递给房间内的计算控制器，计算控制器控制电动风阀的开闭。当室内无人时，电动风阀自动关闭，送风停止。当内有人时，电动风阀启动打开，送风开启。
所述温湿度传感器实时监测空气的温度与湿度，并将数据传递给计算控制器。
所述VOC传感器实时监测空气中有机挥发物的浓度，并将数据传递给计算控制器。
所述电动风阀按照计算控制器的信号调节风阀的关闭与开度。
所述计算控制器安装于混风箱的下侧或上侧，实时接收温湿度传感器及VOC传感器的数据，并按照装载的比较程序进行计算，并将控制信号传递给电动阀门，从而调节开度，实现新风的智能控制。
本实用新型智能新风系统的使用过程如下：
当人体红外传感器测出室内有人员时，将运行信号传递给计算控制器，计算控制器将工作信号传递给温湿度传感器、VOC传感器，电动风阀开启，智能新风系统处于工作状态。
风阀开度的确定由计算控制器实时判定。计算控制器内采用PI控制算法，离散化的PI控制的增量型算式为:
Figure 500020DEST_PATH_IMAGE001
Figure 895230DEST_PATH_IMAGE002
Figure 522651DEST_PATH_IMAGE003
式中T0 ---采样周期，s；T1 ---积分时间；KP ---比例系数；U(k)---输出的阀门开度；t（k）、t（k-1）---分别表示第k次、第k-1次采样的送风温度与设定值偏差。其中
Figure 345114DEST_PATH_IMAGE004
，ts为测量的送风温度，tset为送风温度设定值。d（k）、d（k-1）---分别表示第k次、第k-1次采样的送风湿度与设定值偏差。其中
Figure 674464DEST_PATH_IMAGE005
，ds为测量的送风湿度，dset为送风湿度设定值。
比例系数KP、积分时间T1及采样周期T0经现场调试确定。
风阀开启后，当回风管中的VOC传感器检测到室内VOC浓度大于600μg/m3时，则将信号反馈至计算控制器，电动阀门开度调大。当室内VOC浓度不大于600μg/m3时，则VOC传感器保持检测状态，风阀仍维持原有开度。
本实用新型具有以下几点有益效果：
1. 智能调控，精确控制：
智能新风控制系统有效保证新风的供给，可显著提高室内空气品质，有助人体健康。智能调节风阀，避免手动调节滞后性，做到精确控制。
2. 开关自动化，方便快捷：
系统开关实现自动化，有人时系统自动运行，无人时系统自行关闭，不需在室内安装手动开关，更加便捷美观。
3. 选用VOC传感器，更健康化：
ASHREA研究表明，随着人均面积增大，在类似办公室的场合，人工合成材料正在取代二氧化碳成为首要污染物。在允许吸烟的场所，烟气应视为首要污染物。且二氧化碳浓度传感器的有效寿命通常在两年左有，灵敏度下降到一定程度后即不能正确指示污染物的浓度。本实用新型中选用VOC传感器比二氧化碳浓度传感器更加合理。
附图说明
图1是本实用新型的智能新风系统结构示意图。
具体实施方式
参照图1，1为人体红外传感器，2为温湿度传感器，3为VOC传感器，4为电动风阀，5为计算控制器，6为混风箱，7为空气处理器，8为风机，9为回风管，10为新风管，11为送风管，12为排风管，13为排风阀，14为供新风的房间。人体红外传感器1、温湿度传感器2、VOC传感器3、电动风阀4通过数据线与装有PI控制算法芯片的计算控制器5相连。
当人体红外传感器1测出室内有工作人员时，将运行信号传递给计算控制器5，计算控制器5将工作信号传递给温湿度传感器2、VOC传感器3，电动风阀4开启，智能新风系统处于工作状态。温湿度传感器2传感房间14内的空气温度与湿度，并将数据传递给计算控制器5。位于回风管9内的VOC传感器3实时监测房间内VOC的浓度，并将数据传递给计算控制器5。计算控制器5对接受到的数据进行计算与比较，并将风阀开度信号传递给电动风阀4，以保证房间14内始终有清新舒适的新鲜空气。
当人体红外传感器1测出室内无工作人员时，将关闭信号传递给计算控制器5，计算控制器5将停止工作信号传递给温湿度传感器2、VOC传感器3，电动风阀4关闭，智能新风系统处于关闭状态。

Claims (2)

1. 一种智能新风系统，包括混风箱、空气处理器、风机、回风管、新风管、送风管和控制装置，其特征在于，控制装置包括人体红外传感器、温湿度传感器、VOC传感器、电动风阀及计算控制器，所述人体红外传感器、温湿度传感器、VOC传感器和电动风阀通过数据线分别与装有PI控制算法芯片的计算控制器相连；所述人体红外传感器和温湿度传感器安装于各房间内；所述VOC传感器安装于回风管入口处；所述电动风阀安装于送回风管中。
2.根据权利要求1所述的一种智能新风系统，其特征在于，所述计算控制器安装于混风箱的下侧或上侧。
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