CN202755429U

CN202755429U - 公厕智能通风除臭控制系统

Info

Publication number: CN202755429U
Application number: CN 201220443773
Authority: CN
Inventors: 夏凤毅; 盛成龙
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2022-09-03

Abstract

本实用新型涉及一种智能空气净化系统，具体涉及一种公厕智能通风除臭控制系统。公厕智能通风除臭控制系统，该系统包括臭气收集子系统、臭气排放与处理子系统、臭气强度检测与控制子系统和如厕强度监测子系统；1）臭气收集子系统包括集气罩和排风扇；2）臭气排放与处理子系统包括除臭反应釜；3）臭气强度控制子系统包括臭味传感器、警报器和单片机处理系统；4）如厕强度检测控制子系统包括红外线传感器。本实用新型立足于自动检测控制，能提高公厕的通风除臭效率、能源利用率和降低运营成。

Description

公厕智能通风除臭控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能空气净化系统，具体涉及一种公厕智能通风除臭控制系统。

背景技术

现如今，城市基础设施不断完善，公厕的数量也与日剧增。人们随着生活水平的提高，越来越注重生活的品质。而公厕的现代化，无臭化是必然的趋势。

厕所臭气主要来源于排泄出的固体物和液体物，其中固体物主要为粪便，液体物则主要是尿液。臭气首先给人的感觉是不适、心情不愉快，继而对人的呼吸系统、循环系统、消化系统、精神状态等都会带来危害，而且许多恶臭物质是有毒有害的。厕所里的臭气主要是粪类素、吲哚、氨、硫化氢、尿素等。氨对人体的呼吸系统、神经系统等造成影响，其中对呼吸系统影响较大，可损害人的肺功能，尤其是对小气道通气功能损害比较大，轻度中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎，严重的会引起肺气肿，呼吸窘迫症；尿素对人体的呼吸系统也有轻度影响；硫化氢是强烈的神经毒物，人体吸入硫化氢可引起急性中毒和慢性损害。长期反复吸入一定量的硫化氢可引起嗅觉减退，以及会出现神经衰弱综合征和植物神经功能障碍。

由于公厕是个公共场所，对于一些人流密集的场所，由于人多，公厕的臭气中难免会带有病原体（细菌、真菌及病毒），十分利于一些传染疾病的传播。而公厕臭气的处理状况比较不乐观。公厕由于建造时的设计，投入使用时的管理的问题以及人为因素的影响，公厕的臭气是比较严重的。时有报道，因管理不善等原因造成公厕恶臭从而影响周围居民的投诉。而且位于车站、广场、繁华商场等人流量打、进出频繁、使用率高的公厕极易引发恶臭。还有一些短时间人流剧增，使用频繁的，会导致清洁不及时，所以导致又脏又臭，让人掩鼻。

一般来说，现在技术中控制公厕除臭方法主要有：

在厕所内喷洒空气清新剂，通过一些设备或人工的方式以雾状的形式的士喷洒来掩蔽臭味。香薰法，就是在厕所内点燃檀香，靠檀香阴染所散发出的浓烈香味跟臭气掺和，用以达到掩蔽恶臭的办法。加臭丸法，就是在小便池中加入樟脑丸，靠樟脑丸中的对二氯苯和萘所散发的浓烈气味，用以达到掩蔽恶臭的办法抽气排味法，就是在厕所内装排风扇，加大厕所的换风量来降低臭味。低温等离子体除臭技术，这是一个集物理、化学、生物和环境科学与一体的交叉综合的除臭技术。

然而由于当今公厕人流量大，现有技术中尽管采取了以上的多种处理臭气的办法，但是公厕恶臭依然严重。由于传统方法处理的局限性，会导致公厕内的臭味分布不均。一些排风扇比较密集的地方因为空气的流通，臭气稀释的比较快，所以会不臭。然而，一些死角，由于气流稳定，利于臭气的囤积，臭味就会比较严重。还有一些因为气象条件的影响，臭气会积聚在靠近的面的地方，形成稳定的臭气层，自然通风难以将其除去。且现有技术中的抽风排气法中需要借助外部能源的排风扇工作时的能耗。由于公厕的特殊性，不可能像私厕一样人去上厕所开启排风扇，上完后就可以关掉。公厕的排风扇一般是长期开着的，不管有没有人去上厕所，也不管厕所臭不臭，就一直开着，这样能源的利用率就低去了。这就跟当今节能减排的大思路不符，违背了可持续发展的理念。

发明内容

为了解决上述的存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种智能公厕智能通风除臭控制系统，该系统通过双控制系统保障除臭工作，达到双重保险，保证除臭效果。同时采用智能控制，达到使人如厕感到公厕是“安全、无臭、舒适、卫生、节能”的目的。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

公厕智能通风除臭控制系统，该系统包括臭气收集子系统、臭气排放与处理子系统、臭气强度检测与控制子系统和如厕强度监测子系统；其中：

1）所述的臭气收集子系统包括集气罩和排风扇，集气罩设置在公厕天花板四个周部，排风扇设置在墙体上，排风扇的进风口连通所述的集气罩；

2）所述的臭气排放与处理子系统包括除臭反应釜，除臭反应釜的进口端连接所述的排风扇的出气口，除臭反应釜上设有排气口；

3）所述的臭气强度控制子系统包括臭味传感器、警报器和单片机处理系统，臭味传感器包括氨气传感器和硫化氢传感器，氨气传感器和硫化氢传感器均布于公厕天花板中间部位，同时在臭反应釜的排气口与如厕位置也设置氨气传感器和硫化氢传感器，氨气传感器和硫化氢传感器分别连接所述的单片机处理系统，单片机处理系统连接所述的警报器和排风扇，控制所述的警报器和排风扇工作；

4）所述的如厕强度检测控制子系统包括红外线传感器，红外线传感器设置在自动冲水系统部位，红外线传感器连接所述的单片机处理系统实现数据采集。

作为优选，该系统还包括定时控制系统，所述的定时控制系统为单片机系统内设置的一个定时器，根据各个时间点控制排风扇的运行。

作为优选，单片机系统采用MSP430F1232单片机。

作为优选，氨气传感器采用NH₃-C/200传感器，硫化氢传感器采用OP200-H₂S-BH传感器。

本实用新型根据如厕强度控制辅助以臭气强度控制双重控制来进行公厕臭气强度的控制。因为公厕中的臭气来源主要是人们如厕时所产生的，由如厕强度控制能很好控制源头。辅以臭气强度检测，当臭气强度达到某一强度时开启对应的排风扇等级，使系统的除臭效率达到臭气强度控制的要求。还有这主要是是臭气强度超过4级时所要起到重要的作用，当超过4级臭气强度时，立即开启报警提示，提醒人们不要进入公厕，并且要提醒工作人员前来检查是否是系统出现了故障。本控制系统立足于自动检测控制，能提高公厕的通风除臭效率、能源利用率和降低运营成。本系统实现简单，且不同公厕的控制系统设计基本一致，通用性比较好。通过双控制系统保障除臭工作，达到双重保险，保证除臭效果。达到使人如厕感到公厕是“安全、无臭、舒适、卫生、节能”的目的。

附图说明

图1为本实用新型的公厕智能通风除臭控制系统的设备简图。

图2为除臭传感器的设置结构示意图。

图3为臭气强度控制系统结构。

图4为如厕强度控制系统结构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示的公厕智能通风除臭控制系统，该系统包括臭气收集系统、臭气排放与处理系统、臭气强度控制系统、如厕强度控制系统和定时控制系统。所述的臭气收集系统包括集气罩1和排风扇2，集气罩1设置在公厕天花板四个周部，排风扇2设置在墙体上，排风扇2的进风口连通所述的集气罩1。所述的臭气排放与处理系统包括除臭反应釜3，除臭反应釜3的进口端连接所述的排风扇2的出气口，除臭反应釜3上设有排气口。所述的臭气强度控制系统包括臭味传感器4、警报器和单片机处理系统，臭味传感器4包括氨气传感器和硫化氢传感器，单片机系统采用MSP430F1232单片机，氨气传感器采用NH₃-C/200传感器，硫化氢传感器采用OP200-H₂S-BH传感器。氨气传感器和硫化氢传感器均布于公厕天花板中间部位，氨气传感器和硫化氢传感器分别连接所述的单片机处理系统，单片机处理系统连接所述的警报器和排风扇2。所述的如厕强度控制系统包括红外线传感器，红外线传感器设置在自动冲水系统中，红外线传感器连接所述的单片机处理系统实现数据采集。所述的定时控制系统为单片机系统内设置的一个定时器，根据各个时间点控制排风扇2的运行。

本实用新型臭气强度控制系统是按照公厕的臭度等级实施控制的一种模式。由安装在公厕中的臭味传感器4实时检测，由传输设备传送到微处理器，再由微处理器处理后通过传输系统控制排风扇2的运作，控制公厕内的通风强度从而达到公厕臭度等级小于等于2级的标准。但是若空气中的臭气强度大于等于4级，人们进入厕所会感到不适，这里就加入报警提示系统，当超过这一指标时进行提示，让人们不进入公厕如厕同时提醒工作人员进入公厕进行检查处理。图1是公厕除臭工艺流程图，公厕内臭气按上图所示流程进行检测处理，设备的分布示意图。设备中主要是集气装置、通风管道和后期的反应釜。排风扇2将超出标准的臭气送入除臭设备内，让臭气经过反应釜进行除臭。

按照设计要求，臭气强度与通风强度关系如表1所示。

表 1 臭气强度与通风强度

臭气强度	0-2级	2-3级	3-4级	4-5级
					通风方式	自然通风	机械通风	机械通风	机械通风
通风强度		弱	中	强并报警提示

根据上表，本实用新型设计的按臭气强度控制的要求要达到2级以下的标准。而一般公厕的H₂S浓度为0.0714 mg/m³，经过通风除臭后达到2级以下标准即0.02mg/m³，除臭效率为72%；NH₃的浓度为5.0mg/m³，除臭后到0.45mg/m³，除臭效率为91%。

根据本实用新型要求，设计臭味传感器4分布，如图2所示。

本实用新型使用的是性价比高、使用方便的MSP430F1232单片机。用以实现上述传感器传输过来的臭气强度信号及处理，然后对排风扇2下达相应的控制指令。而且，当超过臭气强度4级的时候，会触发警报系统，提醒人们注意安全。图3为臭气强度控制系统结构图。

通过上述方式达到公厕除臭的自动化检测与控制的效果，由臭气强度控制机械通风的强度，从而提高能源的有效利用率，达到节能减排的效果。

本实用新型的如厕强度控制系统，顾名思义就是按照如厕人数的多少来控制机械通风强度。因为公厕中的臭气产生的主要因素是人如厕时所产生的。当有人如厕的时候适当的加大通风强度，使产生的臭气迅速排出公厕，从而达到除臭的效果。

而检测如厕强度的可由现有的红外线传感器，红外无线传感器网络可借鉴现有的自动冲水系统中的传感器排布。其控制系统也用MSP430F1232单片机，用以实现对红外线传感器的数据采集及判断处理，然后下达控制指令。

根据公厕规模的不同，这里我们分为两个档次，分别是针对中小规模和大规模公厕进行设计。

中小规模的如表2所示。

表 2 中小规模公厕如厕强度与通风强度关系

如厕负荷比(%)	≤15	15-45	45-75	≥75
					通风模式	自然通风	机械通风	机械通风	机械通风
通风强度		低档	中档	高档

如上表所示，当人流量较少时，就停止机械通风，由公厕本身设计的通风渠道自然通风，当如厕人数上升时，根据所占的比例来调节开启的排风扇2数量以及排风扇2的工作强度。

表3为大型公厕如厕强度与通风强度的关系。

表 3 大规模公厕如厕强度与通风强度关系

如厕负荷比(%)

≤10

10-30

30-50

50-70

70-90

≥90

通风模式

自然通风

机械通风

通风强度

低档

偏低

中档

偏高

高档

说明：因为大规模公厕一般建在人流量大的地方比如说大型的火车站、汽车站或者是一些著名的旅游景点。人流量大，公厕的使用率就高，仅仅靠公厕自身的通风能力是不够达到除臭的要求的，这里就需要使用外加手段进行除臭。本课题设计的是加强机械通风从而达到除臭的效果，人流强度可以用现成的现今公厕里自动冲水系统中的红外线传感器作为信息输入端，由传输设备传到微机上进行人数计算，计算之后进行判断，然后对通风系统下达合适的工作指令，如图4所示。

中小规模的流程图与上图类似，这里就不加以赘述。当然如厕强度控制系统要比较完善的话，就要辅以臭气传感器进行臭气检测，实时检测臭气强度，要是达到臭气强度等级4级及以上的话也要做出报警提示的反应。

本实用新型的定时控制系统，就是按照时间统计在一天的各个时间段内如厕人数的多少以及臭气浓度的大小，统计之后进行归纳。然后对控制系统设定在一天的各个时间段内所需机械通风的强度大小。表4为某大型公厕各个时间段的统计表。

表 4 如厕人数统计

统计时间	0	4	8	12	16	20	24	4
									人数	1	5	12	53	60	94	2	2

这是根据某一大型公厕在一天各个时间段内进过统计归纳后的如厕强度分布图，跟据上图所示，我们可以对此公厕设定如下排风计划，如表5。

表5通风强度与时间关系

0点至7点	7点到12点	12点到22点	22点到24点
				停止机械通风	中等强度	强通风	中等强度

通过控制排风系统在各个时间段内保持合适的通风强度用以达到节省能源跟除臭效果两方面都考虑的目的。从这一个公厕的处理模式可以推广到其他的公厕，只要进行一段时间的统计归纳之后，就可以对控制系统输入相应的控制程序，达到这个目的。

Claims

1.公厕智能通风除臭控制系统，其特征在于该系统包括臭气收集子系统、臭气排放与处理子系统、臭气强度检测与控制子系统和如厕强度监测子系统；其中：

1）所述的臭气收集子系统包括集气罩（1）和排风扇（2），集气罩（1）设置在公厕天花板四个周部，排风扇（2）设置在墙体上，排风扇（2）的进风口连通所述的集气罩（1）；

2）所述的臭气排放与处理子系统包括除臭反应釜（3），除臭反应釜（3）的进口端连接所述的排风扇（2）的出气口，除臭反应釜（3）上设有排气口；

3）所述的臭气强度控制子系统包括臭味传感器（4）、警报器和单片机处理系统，臭味传感器（4）包括氨气传感器和硫化氢传感器，氨气传感器和硫化氢传感器均布于公厕天花板中间部位，同时在臭反应釜的排气口与如厕位置也设置氨气传感器和硫化氢传感器，氨气传感器和硫化氢传感器分别连接所述的单片机处理系统，单片机处理系统连接所述的警报器和排风扇（2），控制所述的警报器和排风扇（2）工作；

2.根据权利要求1所述的公厕智能通风除臭控制系统，其特征在于该系统还包括定时控制系统，所述的定时控制系统为单片机系统内设置的一个定时器，根据各个时间点控制排风扇（2）的运行。

3.根据权利要求1所述的公厕智能通风除臭控制系统，其特征在于单片机系统采用MSP430F1232单片机。

4.根据权利要求1所述的公厕智能通风除臭控制系统，其特征在于氨气传感器采用NH₃-C/200传感器，硫化氢传感器采用OP200-H₂S-BH传感器。