CN206572714U - 一种多路智能室内空气调控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多路智能室内空气调控装置，包括进风机构、排风机构、监测机构、全热交换器、内循环机构、中控主板和显示操作面板；其中，进风机构具有多个室内进风口，监测机构实时监测室内外的空气质量，全热交换器实现室外新风和室内污风的温度和湿度交换，降低能耗；内循环机构在无需引入室外新风时进行空气的室内循环，增强人体舒适度；中控主板作为显示操作面板发布指令的直接执行者，完成装置的不同操作。本实用新型实时对比室内外的空气状况，可对房间进行单独控制，具有室内空气内循环、室内外空气置换两种运行方式，同时兼具自动运行和人工现场或远程控制功能，满足各种情况的应用，改善室内空气质量的同时尽可能地降低了功耗。

Description

一种多路智能室内空气调控装置

技术领域：

本实用新型涉及一种空气监测与调控装置，尤其涉及一种智能室内空气调控装置。

背景技术：

众所周知，空气的主要成分为氮气、氧气，其次为极少量的二氧化碳和稀有气体等。在自然流通的情况下，这些气体在空气中所占的比率是固定的。可在一个相对封闭的空间里，空气如果得不到及时的流通，二氧化碳等有害气体的含量就会增加，严重影响人们的身体健康，甚至威胁到人们的生命安全。同时，雾霾频频席卷国内大部分城市，特别是中北部城市，导致自然通风易引入外部污染。

随着智能化家居时代的到来，为了解决现代居住环境和室内装修等引起的室内空气污染问题，保障人们的身体健康和生命安全，新风机等通风系统应运而生。

根据系统风量的控制方式，通风系统可以分为三大类：自平衡式、湿控式和双向流热回收式。自平衡式新风系统的送风口和排风口的风量可在不同风压下自动调节风口截面大小，使风量保持在设计的风量，这种新风系统易受房门或窗户开启等因素影响，房门或窗户打开，室内行不成负压，致使新风无法进入室内或新风量不足；在排风的过程中，将室内冷量或热量排出室外，造成能量浪费。湿控式新风系统，湿控式进风口及排风口随着室内人员的活动情况或室内条件改变（如地面有水，卫生间有蒸汽等）而引起的空气湿度变化自动调整开度，从而自动调节进入各房间的新风风量，这种新风系统容易受到人为因素的影响，不稳定性较大，同时不具备热量的回收再利用，能量消耗极大。而双向流热回收式新风系统配备有热回收装置，可以实现排风与进风的热量交换，节能降耗，也是目前备受人们推崇的新风系统。但现有的双向流热回收式新风系统不能对某个房间进行单独的通风控制，不能最大限度的节约能耗；同时只能实现室外新风和室内污风的双向流动和热回收，一旦室内空气质量较好就停止运行，此时室内没有空气流动，往往会使人们产生胸闷的感觉。

发明内容：

为了解决现有新风系统不能单独控制某个房间空气流通的问题和一旦系统停止运行就不能进行室内空气内循环的问题，本实用新型提供了一种可对房间进行单独控制，具有室内空气内循环、室内外空气置换两种运行方式，同时兼具自动运行和人工现场或远程控制功能的基于无线传感器网络的多路智能室内空气调控装置。

本实用新型采用的技术方案为：

一种多路智能室内空气调控装置，包括进风机构、排风机构、监测机构、全热交换器、中控主板和显示操作面板，其中：进风机构包括室内进风机构和室外进风机构，排风机构包括室内排风机构和室外排风机构；其特征在于：室内进风机构、室内排风机构、室外排风机构、室外进风机构均通过与热交换器密封连接相互连通；室内进风机构与室内排风机构之间还设一内循环管道，在室内进风机构、室内排风机构、内循环管道上分别设有第七风阀、第八风阀、第九风阀使室内进风机构、室内排风机构、内循环管道三者形成内循环；在室内进风机构内还设第一风机，监测机构包括第一静压箱，第一静压箱内设有第一PM2.5传感器、CO2传感器；在室外进风机构内还设有第二风机、第二静压箱，第二静压箱内设有第二PM2.5传感器；中控主板与全热交换器及各机构中的电子、电器件连接。

与全热交换器连接有第五进风管，第五进风管通过管道连接件与若干进风管连接，若干进风管与通向不同房间的若干室内进风口连接；与全热交换器连接有第五排风管，第五排风管通过管道连接件与进风管成对的若干排风管连接，若干排风管与通向不同房间的若干室内排风口连接。

内循环管道两端分别通过三通与第五进风管和第五排风管相连形成内循环管路。

若干进风管为三个，分别为第一进风管、第二进风管、第三进风管，与三个进风管分别连接有第一进风口、第二进风口、第三进风口三个室内进风口；与室内进风口成对的第一排风口、第二排风口、第三排风口三个室内排风口；安装在第一进风管上的第一风阀、安装在第二进风管上的第二风阀、安装在第三进风管上的第三风阀、安装在第一排风管上的第四风阀、安装在第二排风管上的第五风阀、安装在第三排风管上的第六风阀。

所述的中控主板包括CPU、用三极管驱动的继电器输出电路和总线型通信电路。

所述的显示操作面板包括CPU，与CPU线路连接的液晶显示屏、键盘电路、供电电路，通过UART端口与CPU连接的WiFi无线模块、GPRS模块，以及总线型通信电路。

显示操作面板通过WiFi无线路由器或3G/4G移动通信网络、云服务器与终端设备连通。

本实用新型的积极效果是：

1）本实用新型实时对比室内外的空气状况，实现对房间的单独控制，自动运行本实用新型多路智能室内空气调控装置，有利于改善室内空气质量，保护人们的身体健康，具有极大的社会效益。

2）本实用新型包括室内空气内循环、室内外空气置换两种运行方式，增强人体舒适度感受的同时，进一步地降低了功耗。

3）本实用新型基于WiFi和GPRS无线通讯技术将数据上传至云服务器，根据系统预先设置可以自动运行，还可以现场人工操作键盘手动控制或通过终端设备远程控制装置的运行及其运行方式，操作方式灵活，满足各种情况的应用。

附图说明：

图1为本实用新型的结构原理示意图。

图2为本实用新型的中控主板的逻辑方框图。

图3为本实用新型的显示操作面板的逻辑方框图。

图4为本实用新型的无线网络通讯工作模式示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示：本多路智能室内空气调控装置包括三个室内进风口，即第一进风口1、第二进风口2、第三进风口3，一个室外进风口即第四进风口32，与进风口数量一致的三个室内排风口，即第一排风口4、第二排风口5、第三排风口6，一个室外排风口即第四排风口34，分别与进风口和排风口密封连接的第一进风管7、第二进风管8、第三进风管9、第四进风管33、第一排风管10、第二排风管11、第三排风管12和第四排风管35；通过四通管件与第一、二、三进风管密封连接的第五进风管36，通过四通管件与第一、二、三排风管密封连接的第五排风管37，两端分别通过三通与第五进风管36和第五排风管37相通的内循环管道26；还包括安装在第一进风管7上的第一风阀13、安装在第二进风管8上的第二风阀14、安装在第三进风管9上的第三风阀15、安装在第一排风管10上的第四风阀16、安装在第二排风管11上的第五风阀17、安装在第三排风管12上的第六风阀18、安装在第五进风管36上的第七风阀19、安装在内循环管道26上的第八风阀20和安装在第五排风管37上的第九风阀21；风口分别与第四进风管33、第五进风管36、第四排风管35、第五排风管37密封连接的全热交换器27，以及与全热交换器27、风机、风阀电路连接的中控主板38。

其中，每个房间的进风口和排风口都成对出现，如第一进风口1和第一排风口4在房间一、且安装在第一进风管7和第一排风管10上的第一风阀13和第四风阀16同开同闭，控制着房间内的空气是否流通；安装在第五进风管36中的第一风机22和安装在第四进风管33中的第二风机31,分别用于抽出室内的污浊空气和将室外的新鲜空气抽入室内。当本装置进行室内外空气置换时，打开需进行空气置换的房间内的进风管和排风管上的风阀，并启动第一风机22和第二风机31，室外的新鲜空气在第二风机31的作用下从第四进风口32进入后，依次通过第四进风管33、过滤装置28、全热交换器27、第五排风管37，经房间内的排风管、排风口进入室内；同时，室内的污浊空气在第一风机22的作用下从房间内的进风口和进风管进入后，依次通过第五进风管36、全热交换器27、第四排风管35，从第四排风管34排出室外，完成室内外空气的置换。安装在第五进风管36中的第一静压箱23和安装在第四进风管33中的第二静压箱29主要用于减少动压、增加静压、稳定气流和减少气流振动，为其内部的第一PM2.5传感器24、CO2传感器25和第二PM2.5传感器30提供一个稳定的环境，降低压力变化和气流振动对传感器检测结果的影响，提高检测精度；485总线型传感器的第一PM2.5传感器24和为485总线型传感器的CO2传感器25用于实时监测室内的空气状况，为485总线型传感器的第二PM2.5传感器30用于实时监测室外的空气状况，根据系统预先设置的影响室内外空气置换进行与否的参数优先级，比较室内外空气状况的监测结果，自动地启动或停止本实用新型装置，进行室内外的空气置换；安装在第四进风管33中的过滤装置28，对进入室内的空气进行过滤，避免室外空气中的颗粒物等进入室内，对室内空气造成污染，达不到空气调控的目的；全热交换器27采用纸质换热片，室外新风和室内污风在其全热交换芯体内的不同流道内流动，由于室外新风与室内污风存在温度与湿度差，所以在全热交换芯体中完成温度与湿度的交换，在冬季提高新风的温度与含湿量，在夏季降低新风的温度与含湿量，在提供新鲜空气的同时减小了新风对室内温度、湿度环境的影响，降低了装置的能量损耗；中控主板38分别与全热交换器27、两个风机和九个风阀电路连接，执行它们的启停或开关操作。

从图1中还可以看出，在装置正常运行的状态下，内循环管道26上的第八风阀20默认关闭，第七风阀19和第九风阀21默认打开，此时可根据各个房间的实际情况自动或人工手动地同步打开或关闭安装在相应房间进风管和排风管上的风阀，并启动第一风机22和第二风机31，室外的新鲜空气在第二风机31的作用下从第四进风口32进入后，依次通过第四进风管33、过滤装置28、全热交换器27、第五排风管37，经房间内的排风管、排风口进入室内；同时，室内的污浊空气在第一风机22的作用下从房间内的进风口和进风管进入后，依次通过第五进风管36、全热交换器27、第四排风管35，从第四排风管34排出室外，完成室内外空气的置换。当室内的空气质量符合人们的舒适度需求而无需引入室外新风时，中控主板打开第八风阀20，同时关闭第七风阀19、第九风阀21、第二风机31和全热交换器27，房间内的空气在第一风机22的作用下，从房间内的进风口、进风管进入，依次通过第五进风管36、内循环管道26、第五排风管37，从房间内的排风管、排风口再次进入房间，实现室内空气的内部循环，在进一步降低装置功耗的同时，保证了室内空气不断流通，增强了人们的舒适性感受。

如图2所示：本实用新型多路智能室内空气调控装置的中控主板38 包括CPU（STM32F103C8T6）3800、通信电路3802、通过线路与CPU（STM32F103C8T6）3800连接的电源电路3801，以及与CPU（STM32F103C8T6）3800的IO口连接且采用三极管作为驱动电路的第一继电器输出电路3803、第二继电器输出电路3804、第三继电器输出电路3805、第四继电器输出电路3806、第五继电器输出电路3807、第六继电器输出电路3808、第七继电器输出电路3809、第八继电器输出电路3810、第九继电器输出电路3811、第十继电器输出电路3812、第十一继电器输出电路3813、第十二继电器输出电路3814；其中，通信电路3802是采用接口芯片MAX485与CPU（STM32F103C8T6）3800的RXD和TXD连接构成的RS485总线型串口通讯电路，用于与图3中的显示操作面板39的通讯；各个继电器输出电路分别与图1中的第一风阀13、第二风阀14、第三风阀15、第四风阀16、第五风阀17、第六风阀18、第七风阀19、第八风阀20、第九风阀21、第一风机22、第二风机31以及全热交换器27线路连接，执行它们的开关或启停操作。

如图3所示：本实用新型多路智能室内空气调控装置的显示操作面板39包括CPU（STM32F103C8T6）391、通信电路397，与CPU（STM32F103C8T6）391线路连接的液晶显示屏392、键盘电路393和供电电路394，以及通过UART通讯端口与CPU（STM32F103C8T6）391相连的WiFi无线模块（WIFI232T）395和GPRS模块（SIM900A）396；其中，键盘电路393可对影响本实用新型装置正常工作的室内外空气污染物监测参数PM2.5和CO2的优先级进行预先设置，还可用于人工手动使能WiFi无线模块（WIFI232T）395或GPRS模块（SIM900A）396，同时也用于手动控制中控主板38中各个继电器输出电路的通断，进而控制本实用新型装置中各个风阀、风机和全热交换器的开关或启停；将设置的参数信息、污染物的监测数据和各个继电器输出电路的工作状态等信息在液晶显示屏392上进行实时显示，便于进行现场查看，同时通过WiFi无线模块（WIFI232T）395或GPRS模块（SIM900A）396实现数据的无线传输；通信电路397采用接口芯片MAX485与CPU（STM32F103C8T6）391的RXD和TXD连接构成RS485总线型串口通讯电路，分别与第一PM2.5传感器（485总线型传感器）24、CO2传感器（485总线型传感器）25、第二PM2.5传感器（485总线型传感器）30和中控主板38进行总线连接，将各传感器感知到的污染物信息传递给显示操作面板39，同时将显示操作面板39发出的操作指令传输给中控主板38，控制其各个继电器输出电路的通断，最终实现对本实用新型装置各个风阀、风机和全热交换器的控制。

如图4所示：本实用新型多路智能室内空气调控装置的显示操作面板39通过WiFi无线路由器40或3G/4G移动通信网络41将系统预设的参数信息、各传感器的监测数据和各个继电器输出电路的工作状态等信息上传至云服务器42进行存储；终端设备43通过无线网络远程访问查看云服务器42，并可对各继电器输出电路的工作状态进行远程手动控制。

本实用新型方便、智能、操作灵活，可自动运行，也可人工操作，可对各个房间的空气流通进行单独控制，也可进行室内空气内循环和室内外空气外循环，有助于提高室内空气质量，保护室内人员的身体健康的同时，增强了室内人员的舒适性感受，且进一步地降低了装置的能耗，具有极大的社会效益和经济效益。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种多路智能室内空气调控装置，包括进风机构、排风机构、监测机构、全热交换器（27），中控主板（38）和显示操作面板，其特征在于：进风机构包括室内进风机构和室外进风机构，排风机构包括室内排风机构和室外排风机构；其特征在于：室内进风机构、室内排风机构、室外排风机构、室外进风机构均通过与全热交换器（27）密封连接相互连通；室内进风机构与室内排风机构之间还设一内循环管道（26），在室内进风机构、室内排风机构、内循环管道（26）上分别设有第七风阀（19）、第八风阀（20）、第九风阀（21），使室内进风机构、室内排风机构、内循环管道（26）三者形成内循环；在室内进风机构内还设第一风机（22），监测机构包括第一静压箱（23），第一静压箱（23）内设有第一PM2.5传感器（24）、CO2传感器（25）；在室外进风机构内还设有第二风机（31）、第二静压箱（29），第二静压箱（29）内设有第二PM2.5传感器（30）；中控主板（38）与全热交换器（27）及各机构中的电子、电器件连接。

2.根据权利要求1所述的多路智能室内空气调控装置，其特征在于：与全热交换器（27）连接有第五进风管（36），第五进风管（36）通过管道连接件与若干进风管连接，若干进风管与通向不同房间的若干室内进风口连接；与全热交换器（27）连接有第五排风管（37），第五排风管（37）通过管道连接件与进风管成对的若干排风管连接，若干排风管与通向不同房间的若干室内排风口连接。

3.根据权利要求2所述的多路智能室内空气调控装置，其特征在于：内循环管道（26）两端分别通过三通与第五进风管（36）和第五排风管（37）相连形成内循环管路。

4.根据权利要求3所述的多路智能室内空气调控装置，其特征在于：若进风管为三个，分别为第一进风管（7）、第二进风管（8）、第三进风管（9），与三个进风管分别连接有第一进风口（1）、第二进风口（2）、第三进风口（3）三个室内进风口；与室内进风口成对的第一排风口（4）、第二排风口（5）、第三排风口（6）三个室内排风口；与室内排风口密封连接的第一排风管（10）、第二排风管（11）、第三排风管（12）；安装在第一进风管（7）上的第一风阀（13）、安装在第二进风管（8）上的第二风阀（14）、安装在第三进风管（9）上的第三风阀（15）、安装在第一排风管（10）上的第四风阀（16）、安装在第二排风管（11）上的第五风阀（17）、安装在第三排风管（12）上的第六风阀（18）。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的多路智能室内空气调控装置，其特征在于：所述的中控主板（38）包括CPU、用三极管驱动的继电器输出电路和总线型通信电路。

6.根据权利要求5所述的多路智能室内空气调控装置，其特征在于：所述的显示操作面板包括CPU，与CPU线路连接的液晶显示屏、键盘电路、供电电路，通过UART端口与CPU连接的WiFi无线模块、GPRS模块，以及总线型通信电路。

7.根据权利要求6所述的多路智能室内空气调控装置，其特征在于：显示操作面板通过WiFi无线路由器或3G/4G移动通信网络、云服务器与终端设备连通。