CN204165138U - 一种室内空气净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种室内空气净化系统，包括：控制单元、至少一个监测单元以及至少一个净化单元；各个所述监测单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行通讯；各个所述净化单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行通讯。具有独立的监测单元、独立的净化单元和控制单元，并且，对于面积较大的空间，各个监测单元、净化单元组网工作，通过监测单元、净化单元和控制单元的关联协作，及时发现空气污染并自动完成对室内空气的清洁净化，由于从系统的层面对空气质量进行有效的控制，从而提高了空气净化效率。还具有安装成本低、安装方便快捷的优点，易推广使用。

Description

一种室内空气净化系统

技术领域

本实用新型属于空气净化技术领域，具体涉及一种室内空气净化系统。

背景技术

空气净化器又称为空气清洁器或空气清新机，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等)的设备，目前已广泛应用于人们的日常生活中。

空气净化器主要包括空气质量检测单元和净化单元两部分，目前市场上的空气净化器中，空气质量检测单元和净化单元为一体式设计，通过空气质量检测单元监测机身附近的空气质量，具体监测指标包括空气中二氧化碳浓度、颗粒物浓度和VOC(易挥发的有机物质)浓度等；然后，基于空气质量检测单元的检测结果，驱动净化单元在不同的工作模式下对机身附近空气进行净化。

上述空气净化器存在的主要问题为：由于空气质量检测单元和净化单元为一体式设计，因此，只能监测机身附近的空气质量，导致只能适用于面积较小的房间，例如，30平米左右的房间，具有一定的使用局限性；另外，现有的空气净化器，还具有安装成本高的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种室内空气净化系统，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种室内空气净化系统，包括：控制单元、至少一个监测单元以及至少一个净化单元；各个所述监测单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行连接；各个所述净化单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行连接。

优选的，所述监测单元包括多路气体监测通道、AD采样电路、显示设备和通讯设备；其中，各路所述气体监测通道的输出端均连接到所述AD采样电路的输入端，所述AD采样电路的输出端分别与所述显示设备和所述通讯设备连接；并且，每一路所述气体监测通道均包括串联的电化学传感器和可编程运放电路。

优选的，所述电化学传感器为用于检测监测环境中的甲醛、氨气、挥发性有机化合物的气体浓度值的电化学传感器。

优选的，所述监测单元的外壳为接线盒，在该接线盒上预留有至少一个英式插座。

优选的，所述净化单元采用垂直负压风道结构设计形式，即：在所述净化单元的最底端设置入风口，在所述净化单元的中部设置负压风机，在所述净化单元的顶端横向设置导风出口。

优选的，所述净化单元内置滤芯、负离子发生器以及压力传感器；

其中，所述滤芯安装在所述入风口与所述负压风机之间的过滤通道上；

所述负离子发生器安装在所述负压风机与所述导风出口之间的供风道上；

另外，在所述净化单元的入口还安装第一空气质量传感器，在所述净化单元的出口还安装第二空气质量传感器；

其中，所述第一空气质量传感器用于检测所述净化单元入口位置的空气中有毒有害气体浓度值；所述第二空气质量传感器用于检测所述净化单元出口位置的空气中有毒有害气体浓度值；

所述压力传感器用于检测所述净化单元内部的压力值。

优选的，所述滤芯为6层过滤单元，按由外到内的顺序，分别为初效过滤单元、静电吸附过滤单元、活性炭吸附过滤单元、甲醛分解过滤单元、HEPA过滤单元和光触媒过滤单元。

优选的，所述静电吸附过滤单元配置双高压供电电源。

本实用新型提供的室内空气净化系统具有以下优点：

具有独立的监测单元、独立的净化单元和控制单元，并且，对于面积较大的空间，各个监测单元、净化单元组网工作，通过监测单元、净化单元和控制单元的关联协作，及时发现空气污染并自动完成对室内空气的清洁净化，由于从系统的层面对空气质量进行有效的控制，从而提高了空气净化效率。还具有安装成本低、安装方便快捷的优点，易推广使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的室内空气净化系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明：

结合图1，本实用新型提供一种室内空气净化系统，立足于从系统层面解决大空间的空气质量监控和净化问题。该室内空气净化系统具有独立的监测单元、独立的净化单元和控制单元；尤其重要的是，监测单元和净化单元为分体式独立设计，通过监测单元实时监测设备附近的有害气体浓度，通过净化单元对室内空气进行净化，控制单元主要用于根据监测单元的监测数据对室内空气质量进行整体评估，进而控制各个净化单元的工作模式；对于面积较大的空间，可采用多个监测单元、多个净化单元组网工作，由此可见，本实用新型中，通过各个监测单元的监测数据，可获得室内空气中有害气体的整体分布情况，进而控制各个净化单元协同工作，从系统的层面对空气质量进行有效的控制，从而提高了空气净化效率。

具体的，室内空气净化系统包括：控制单元、至少一个监测单元以及至少一个净化单元；各个所述监测单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行通讯；各个所述净化单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行通讯。本实用新型中，控制单元、监测单元和净化单元之间的通讯方式采用电力线载波(PLC)通信，基于已有的电力线进行组网，无需部署专用的通讯网络，具有部署方便、成本低且通信安全性高的优点。以下对监测单元、净化单元和控制单元分别详细介绍：

(一)监测单元

监测单元用于监测室内空气质量，可对室内空气中的多类有害气体进行定量检测，例如，甲醛、氨气、苯、VOC等，并且，检测精度为国标要求精度的10倍以上。

具体包括多路气体监测通道、AD采样电路、显示设备和通讯设备；其中，各路所述气体监测通道的输出端均连接到所述AD采样电路的输入端，所述AD采样电路的输出端分别与所述显示设备和所述通讯设备连接；并且，每一路所述气体监测通道均包括串联的电化学传感器和可编程运放电路；所述电化学传感器用于采集监测环境中的模拟量的气体浓度值，并将采集到的气体浓度值传输给所述可编程运放电路；例如，电化学传感器采用业内最顶级的电化学传感器，用于检测监测环境中的甲醛、氨气、挥发性有机化合物的气体浓度值。

所述可编程运放电路采用高倍数的可编程运放电路，用于将所述模拟量的气体浓度值放大到可供所述AD采样电路进行采样的范围，然后将放大后的模拟量的气体浓度值传输给所述AD采样电路；

所述AD采样电路将接收到的放大后的模拟量的气体浓度值转化为数字量的气体浓度值，然后，一方面，将所述数字量的气体浓度值发送给所述通讯设备，由所述通讯设备将所述数字量的气体浓度值发送给所述控制单元；另一方面，按设定的显示策略，通过所述显示设备显示所述气体浓度值。其中，设定的显示策略包括两种：一种为屏幕轮循显示策略，例如：通过OLED屏幕轮循显示各个监测指标；另一种为单个监测指标显示策略，例如：通过驻停键控制显示单个监测指标。

另外，本实用新型中，监测单元的外壳为接线盒，例如，为86盒，因此，通过更换现有的墙插即可安装监测单元，具有安装方便快捷的优点；此外，监测单元的正面采用拟长方体设计，黄金分割比例，面板可打开，内置2～3角通用插座。因此，监测单元保留原墙插的供电功能，从而方便用户使用。

本实用新型提供的监测单元，主要具有以下特点：

(1)采用专业的电化学传感器监测空气中有害气体浓度值，并且，每个电化学传感器均配置有独立的运放芯片，有效提高有害气体浓度监测精度；另外，每个电化学传感器可同时支持甲醛、氨气、VOC等多种有害气体浓度测量，并且电化学传感器的种类可根据实际情况选配。

(2)监测单元外形为基于86盒的结构设计，具有安装方便的优点。

(3)基于所选配的电化学传感器的种类，通过轮循的方式显示各项测量指标，且支持单项测量指标的显示切换。

(4)各个监测单元与控制单元采用PLC通讯技术，借助于已有电力网络自主组网，较其他通讯手段更为便捷，且成本更低。

(二)净化单元

净化单元用于对室内空气进行净化，可有效去除空气中的微生物、颗粒物、甲醛、氨气、VOC等有害气体，可为较大的空间场所提供充足的新风。采用无控设计，即：所述净化单元的运行状态均通过所述控制单元而控制；

所述净化单元的运行状态通过多彩LED灯板显示，通讯方式采用PLC，自主组网。另外，采用垂直负压风道结构设计形式，即：在所述净化单元的最底端设置入风口，在所述净化单元的中部设置负压风机，在所述净化单元的顶端横向设置导风出口。

净化单元内置滤芯、负离子发生器以及压力传感器；

其中，所述滤芯安装在所述入风口与所述负压风机之间的过滤通道上；滤芯的通风截面积经过精确计算获得，作为一种示例，为600mm×480mm，大幅度降低风阻，提高空气净化器的净化效率。滤芯为6层过滤单元，按由外到内的顺序，分别为初效过滤单元、静电吸附过滤单元、活性炭吸附过滤单元、甲醛分解过滤单元、HEPA过滤单元和光触媒过滤单元；其中，静电吸附过滤单元与HEPA过滤单元同时使用，大幅度提高HEPA的使用寿命。另外，所述静电吸附过滤单元采用双高压供电电源，即：+8000V/+4000V双电源供电，大幅度加强了吸附效果。此外，在所述双高压供电电源内部集成静电吸附过滤单元清洗告警指示功能模块。

所述负离子发生器安装在所述负压风机与所述导风出口之间的供风道上；

另外，在所述净化单元的入口还安装第一空气质量传感器，在所述净化单元的出口还安装第二空气质量传感器；

其中，所述第一空气质量传感器用于检测所述净化单元入口位置的空气中有毒有害气体浓度值并上传给控制单元；所述第二空气质量传感器用于检测所述净化单元出口位置的空气中有毒有害气体浓度值并上传给控制单元；然后，控制单元可计算出净化单元的净化效率。

所述压力传感器用于检测所述净化单元内部的压力值，然后上传给控制单元，由控制单元通过压力值计算过滤单元的风阻，当风阻超过限定值时，发出更换滤芯的告警消息。

本实用新型提供的净化单元，主要具有以下特点：

(1)综合采用6层过滤单元及1级保健，其中，1级保健指大功率负离子发生器，从而有效提高空气净化效率；

(2)采用PLC通讯技术，借助于电力网路自主组网，较其他通讯手段更为便捷。

(三)控制单元

控制单元为基于PAD面板的监控软件，主要功能介绍如下：

(1)PAD面板

通过PAD面板，展示各个监测单元的监测数据；且控制各个净化单元的运行模式。

PAD面板操控室内净化单元。控制方式支持两种：手动和自动。自动方式为：PAD面板及时发现室内空气污染，根据净化策略自动推理出适合的净化工作模式并将控制命令发送给净化单元。手动方式为：PAD面板支持人工干预净化单元工作模式，即：手工操控PAD面板，向净化单元发送控制命令。

PAD面板操控净化单元的好处在于：PAD面板集中展示了室内所有的监测单元和净化单元，系统可以基于室内的整体空气监测状况选择适合的净化单元工作模式，避免了大空间内单个净化单元操作的盲目性。

(2)监控软件

1.基于系统层面的空气净化。

监控软件集中展示部署的多个监测单元的监测数据，并以图表的形式直观显示。例如，通过浓场图展示：浓场图以实际的室内布局为背景，以监测指标的监测浓度为基准，将指标监测浓度用不同颜色表示，通过色相、亮度和饱和度的组合反映该项空气指标在室内实际的分布状况。指标颜色由指标属性和指标值决定。将监测值分为不同段，不同的段用不同的色相表示，段内通过亮度和饱和度的组合表示。

监控软件对监测数据实时分析，当监测指标超标时，生成阈值告警。

监控软件基于当前监测单元的监测状态运用联动策略推断净化单元当前适合的工作模式，并将工作模式命令推送到净化单元执行。通过监测单元、净化单元、控制单元整个系统的关联协作，及时发现空气污染并自动完成对室内空气的清洁净化。

2.基于净化单元出入口监测指标计算净化效率。

净化效率是反映净化单元净化效果的重要指标。计算公式如下：

η：净化效率；

n：监测指标总数量；

si：第i个监测指标

当入口Si浓度<＝限值Si时，效率Si为1；

当出口Si浓度<＝限值Si时，效率Si为1；

当入口Si浓度>限值Si并且出口Si浓度>限值Si，

效率Si＝(入口浓度si-出口浓度si)/(入口浓度si-限值si)

3.实时IAQ报告

监控软件随时生成IAQ报告，将室内建筑情况、监测数据及结果报表化。报告内容包括：工程概况、室内建筑情况、装修情况、监测数据、指标合格情况、指标参考值、IAQ等级及参考标准、参照民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325-2010项目检测结果。

本实用新型还提供一种室内空气净化方法，包括以下步骤：

S1，在监测环境中设置若干个监测点和若干个净化点，在每一个监测点安装一台监测单元，在每一个净化点安装一台净化单元；各台所述监测单元通过电力线载波与控制单元组网；各台所述净化单元通过电力线载波与控制单元组网；

S2，对于每一台所述监测单元，均包括多路气体监测通道、AD采样电路、显示设备和通讯设备；其中，每一路所述气体监测通道均包括串联的电化学传感器和可编程运放电路；每一台所述监测单元均执行以下步骤：

S2.1，各个所述电化学传感器采集监测环境中的模拟量的气体浓度值，并将采集到的气体浓度值传输给所述可编程运放电路；

S2.2，所述可编程运放电路将所述模拟量的气体浓度值放大到可供所述AD采样电路进行采样的范围，然后将放大后的模拟量的气体浓度值传输给所述AD采样电路；

S2.3，所述AD采样电路将接收到的放大后的模拟量的气体浓度值转化为数字量的气体浓度值，然后，一方面，将所述数字量的气体浓度值发送给所述通讯设备，由所述通讯设备将所述数字量的气体浓度值发送给所述控制单元；另一方面，按设定的显示策略显示所测量到的各类气体浓度值；

S3，所述控制单元接收各个所述监测单元上传的气体浓度值，一方面，通过图表方式集中展示监测环境的整体空气质量的实时变化情况，还可通过图表方式展示监测环境的历史气体浓度值；另一方面，所述控制单元通过空气质量分析模型对接收到的实时气体浓度值进行综合分析，评估监测环境的空气质量，并推演出最优的净化策略，基于所推演出的净化策略，推断出各个所述净化单元当前适合的最优工作模式，进而生成与各台所述净化单元对应的工作模式控制指令；然后，所述控制单元将所生成的工作模式控制指令发送到对应的所述净化单元；其中，所述工作模式控制指令中携带有被控制的净化单元的负压风机的工作功率值、负离子发生器的工作功率值以及各层过滤单元的工作功率值；

S4，各台所述净化单元分别接收对应的工作模式控制指令，然后，各台所述净化单元按所述控制单元所控制的工作模式对空气进行净化，具体的，每台所述净化单元对空气进行净化的步骤为：

S4.1，在所述控制单元的控制下，所述净化单元按所控制的工作功率同时启动负压风机、负离子发生器以及各层过滤单元；

在所述负压风机的作用下，所述净化单元附近的空气不断从净化单元入口输送到滤芯，依次经过初效过滤单元、静电吸附过滤单元、活性炭吸附过滤单元、甲醛分解过滤单元、HEPA过滤单元和光触媒过滤单元的过滤后，不断从净化单元出口排放到外部环境；同时，负离子发生器不断向外部环境排放负离子；由此实现对空气进行净化的过程；

在所述净化单元对空气进行净化的过程，第一空气质量传感器实时检测所述净化单元入口位置的空气中第一有毒有害气体浓度值；第二空气质量传感器实时检测所述净化单元出口位置的空气中第二有毒有害气体浓度值；内置在所述净化单元的压力传感器实时检测所述净化单元内部的压力值，然后，所述第一有毒有害气体浓度值、所述第二有毒有害气体浓度值以及所述净化单元内部的压力值实时上传到所述控制单元；

S4.2，所述控制单元接收所述净化单元上传的所述第一有毒有害气体浓度值以及所述第二有毒有害气体浓度值，然后计算得到并显示所述净化单元的当前净化效率值；

所述控制单元接收所述净化单元上传的所述净化单元内部的压力值，进而计算得到所述净化单元内部滤芯的当前风阻值；然后判断所述当前风阻值是否超过限定阈值，如果超出，则发出更换滤芯的告警消息。

综上所述，本实用新型提供的室内空气净化系统，具有独立的监测单元、独立的净化单元和控制单元，并且，对于面积较大的空间，各个监测单元、净化单元组网工作，通过监测单元、净化单元和控制单元的关联协作，及时发现空气污染并自动完成对室内空气的清洁净化，由于从系统的层面对空气质量进行有效的控制，从而提高了空气净化效率。还具有安装成本低、安装方便快捷的优点，易推广使用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种室内空气净化系统，其特征在于，包括：控制单元、至少一个监测单元以及至少一个净化单元；各个所述监测单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行连接；各个所述净化单元与所述控制单元之间采用电力线载波通讯方式进行连接。

2.根据权利要求1所述的室内空气净化系统，其特征在于，所述监测单元包括多路气体监测通道、AD采样电路、显示设备和通讯设备；其中，各路所述气体监测通道的输出端均连接到所述AD采样电路的输入端，所述AD采样电路的输出端分别与所述显示设备和所述通讯设备连接；并且，每一路所述气体监测通道均包括串联的电化学传感器和可编程运放电路。

3.根据权利要求2所述的室内空气净化系统，其特征在于，所述电化学传感器为用于检测监测环境中的甲醛、氨气、挥发性有机化合物的气体浓度值的电化学传感器。

4.根据权利要求2所述的室内空气净化系统，其特征在于，所述监测单元的外壳为接线盒，在该接线盒上预留有至少一个英式插座。

5.根据权利要求1所述的室内空气净化系统，其特征在于，所述净化单元采用垂直负压风道结构设计形式，即：在所述净化单元的最底端设置入风口，在所述净化单元的中部设置负压风机，在所述净化单元的顶端横向设置导风出口。

6.根据权利要求5所述的室内空气净化系统，其特征在于，所述净化单元内置滤芯、负离子发生器以及压力传感器；

其中，所述滤芯安装在所述入风口与所述负压风机之间的过滤通道上；

所述负离子发生器安装在所述负压风机与所述导风出口之间的供风道上；

另外，在所述净化单元的入口还安装第一空气质量传感器，在所述净化单元的出口还安装第二空气质量传感器；

其中，所述第一空气质量传感器用于检测所述净化单元入口位置的空气中有毒有害气体浓度值；所述第二空气质量传感器用于检测所述净化单元出口位置的空气中有毒有害气体浓度值；

所述压力传感器用于检测所述净化单元内部的压力值。

7.根据权利要求6所述的室内空气净化系统，其特征在于，所述滤芯为6层过滤单元，按由外到内的顺序，分别为初效过滤单元、静电吸附过滤单元、活性炭吸附过滤单元、甲醛分解过滤单元、HEPA过滤单元和光触媒过滤单元。

8.根据权利要求7所述的室内空气净化系统，其特征在于，所述静电吸附过滤单元配置双高压供电电源。