TWI666412B - Intelligent air quality control method and system - Google Patents

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TWI666412B TW107130302A TW107130302A TWI666412B TW I666412 B TWI666412 B TW I666412B TW 107130302 A TW107130302 A TW 107130302A TW 107130302 A TW107130302 A TW 107130302A TW I666412 B TWI666412 B TW I666412B
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黃英泉
李韋蓉
洪翊修
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Abstract

於一種智能空質控制方法及系統，處理模組將包含多個最近且連續的歷史單位時間的最近歷史期間內由污染物感測模組所感測在室內空間所含之目標污染物的多個濃度加總以獲得歷史累計濃度，且根據污染物感測模組在當前單位時間所感測的當前濃度、最近歷史期間及預定時間週期，估算出室內空間中之目標污染物在未來期間內的預估累計濃度，並在判定出歷史累計濃度、當前濃度及預估累計濃度之總和大於對應於預定時間週期且相關於該目標污染物的一濃度標準的預定累計濃度門檻時，才啟動空氣調節清淨模組。

Description

智能空質控制方法及系統
本發明是有關空質控制，特別是一種智能空質控制方法及系統。
空調系統通常提供有空質控制功能，此空質控制功能針對一種或多種法規限制污染物，例如CO2、PM2.5、TVOC(總揮發性有機化合物)等，進行監控以確保室內空間的空氣品質能符合於不同地區及/或國家(例如台灣、美國、歐盟等)的法規規範。
在現有的空質控制方法中，存在於一室內空間的每一種污染物的濃度持續被監測，以使當所監測濃度達到一上限門檻濃度時，例如排風設備、空氣清淨設備等的相關空調設備才被啟動以降低該室內空間中污染物的濃度，並且直到所監測濃度低於一下限門檻濃度時此相關空調設備才不被啟動(即停止運作)。然而，在前述方法中，在此相關空調設備被啟動的情況下，若所監測濃度低於該上限門檻濃度，特別是接近但不低於該下限門檻濃度時，則此相關空調設備將會持續保持在啟動狀態，如此會導致此相關空調設備的耗能量相對較高。
因此，現有空質控制方法仍有很大的改良空間。
因此，本發明的一目的，即在提供一質能空質控制方法，其能克服習知技藝的缺點。
於是，本發明所提供的一種智能空質控制方法用於控制一室內空間的空質，並利用一空質控制系統來實施。該空質控制系統包含一設於該室內空間用以感測一目標污染物的濃度的污染物感測模組、一空氣調節清淨模組、及一電連接該污染物感測模組與該空氣調節清淨模組的處理模組。該智能空質控制方法包含以下步驟：藉由該污染物感測模組，連續在每一單位時間感測該室內空間所含的該目標污染物的濃度；藉由該處理模組，將該污染物感測模組在一由多個最近且連續的歷史單位時間所組成的最近歷史期間內所感測到的多個濃度加總以獲得一歷史累計濃度；藉由該處理模組，根據該污染物感測模組在一當前單位時間所感測的當前濃度、該最近歷史期間及一預定時間週期，估算出該室內空間所含的該目標污染物在一未來期間內的預估累計濃度，該歷史期間、該當前單位時間及該未來期間共同構成該預定時間週期；藉由該處理模組，判定該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和是否大於一對應於該預定時間週期且相關於該目標污染物的一濃度 標準的預定累計濃度門檻；及藉由該處理模組，在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和大於該預定累計濃度門檻時，啟動該空氣調節清淨模組，而在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和不大於該預定累計濃度門檻時，不啟動該空氣調節清淨模組。
在一些實施態樣中，該空氣調節清淨模組可操作在多個分別具多個彼此不同的空氣調節清淨效率的操作模式。該智能空質控制方法還包含步驟：在該空氣調節清淨模組被啟動後，藉由該處理模組，根據該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差及該等空氣提節清淨效率，控制該空氣調節清淨模組操作在該等操作模式其中一者，以使該室內空間所含該目標污染物的濃度符合於該濃度標準。
因此，本發明的另一目的，即在提供一種智能空質控制系統，其能克服習知技藝的缺點。
於是，本發明所提供的一種智能空質控制系統用於控制一室內空間的空質，並包含一污染物感測模組、一空氣調節清淨模組及一處理模組。該污染物感測模組設於該室內空間，並連續地在每一單位時間感測該室內空間所含的一目標污染物的濃度。該空氣調節清淨模組操作來調節清淨該室內空間的空氣。該處理模組電連接該污染物感測模組與該空氣調節清淨模組，且根據持續接收來 自該污染物感測模組的濃度，控制該空氣調節清淨模組的操作。
該處理模組將在一由多個最近且連續的歷史單位時間所組成的最近歷史期間內接收來自該污染物感測模組的多個濃度加總以獲得一歷史累計濃度。該處理模組根據在一當前單位時間接收來自該污染物感測模組的當前濃度、該最近歷史期間及一預定時間週期，估算出該室內空間所含的該目標污染物在一未來期間內的預估累計濃度，該歷史期間、該當前單位時間及該未來期間共同構成該預定時間週期。該處理模組在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和大於一對應於該預定時間週期且相關於該目標污染物的一濃度標準的預定累計濃度門檻時，啟動該空氣調節清淨模組，而在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和不大於該預定累計濃度門檻時，不啟動該空氣調節清淨模組。
在一些實施態樣中，該空氣調節清淨模組可操作在多個分別具多個彼此不同的空氣調節清淨效率的操作模式。該處理模組在啟動該空氣調節清淨模組時，還根據該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差及該等空氣提節清淨效率，輸出一控制信號至該空氣調節清淨模組，以致該空氣調節清淨模組回應於來自該處理模組的該控制信號而操作在該等操作模式其中一者，以使該室內空間所含該目標污染物的濃 度符合於該濃度標準。
本發明的功效在於：由於該室內空間在該未來期間內該目標污染物的預估累計濃度是根據利該最近歷史期間、該當前單位時間、該預定時間週期、及該目標污染物的當前濃度而估算出，並且該空氣調節清淨模組是在該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和大於預定累計濃度門檻時才啟動，如此，對比於上述習知技藝，不僅能確保室內空間的空質符合於濃度標準，而且確實能在每一預定時間週期內有效地減少該空氣調節清淨模組的啟動時間及/或啟動次數，藉此達成節能省電之功效。
100‧‧‧智能空質控制系統
1‧‧‧污染物感測模組
2‧‧‧空氣調節清淨模組
3‧‧‧處理模組
△t‧‧‧(當前)單位時間
T1‧‧‧最近歷史期間
T2‧‧‧未來期間
Tcycle‧‧‧預定時間週期
S21~S26‧‧‧步驟
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，示例地說明本發明智能空質控制系統的一實施例；及圖2是一流程圖，示例地說明該實施例如何執行一智能空質控制程序。
參閱圖1，本發明智能空質控制系統100的一實施例可 被應用於一空調系統(圖未示)用於控制一室內空間(圖未示)的空質，並包含一污染物感測模組1、一空氣調節清淨模組2及一處理模組3。
該污染物感測模組1設於該室內空間，並連續地在每一單位時間△t感測該室內空間所含的一目標污染物(例如，CO、CO2、PM2.5、TVOC(總揮發性有機化合物)等)的濃度。在本實施例中，該單位時間可為任何的時間單位，並較佳地可視所需情況來決定，並且該目標污染物例如為CO2，但不在此限。
該空氣調節清淨模組2操作來調節清淨該室內空間的空氣，並可包含任何具有調節清淨空氣的組件(圖未示)。應注意的是，在本實施例中，該空氣調節清淨模組2可以現有技術被設計成可操作在多個分別具多個彼此不同的空氣調節清淨效率的操作模式，例如，高效率模式、中效率模式及低效率模式，但不以此為限。
該處理模組3電連接該污染物感測模組1與該空氣調節清淨模組2，且根據持續接收來自該污染物感測模組1的濃度，控制該空氣調節清淨模組2的操作。
以下，將參閱圖1及圖2來詳細說明該處理模組3如何執行一智能空質控制程序。該智能空質控制程序包含以下步驟S21~S26。
首先，在步驟S21中，該處理模組3將在一由多個最近 且連續的歷史單位時間所組成的最近歷史期間T1內接收來自該污染物感測模組1的多個濃度加總以獲得一歷史累計濃度。值得注意的是，該最近歷史期間T1可以m△t來表示，其中m為正整數且可視所實際需來決定。
然後，在步驟S22中，該處理模組3根據在一當前單位時間△t接收來自該污染物感測模組1的當前濃度、該最近歷史期間T1及一預定時間週期Tcycle，估算出該室內空間所含的該目標污染物在一未來期間T2內的預估累計濃度。值得注意的是，該未來期間T2可以n△t來表示，其中n為正整數，並且該最近歷史期間T1、該當前單位時間△t及該未來期間T2共同構成該預定時間週期Tcycle。換言之，(m+1+n)△t=Tcycle。舉例來說，由於該室內空間中該目標污染物的濃度通常不會在短時間內驟變，因此該處理模組3將n倍的該當前濃度作為所估算出的該預估累計濃度，但不以此例為限。
之後，在步驟S23中，該處理模組3判定該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和是否大於一對應於該預定時間週期Tcycle且相關於該目標污染物的一濃度標準的預定累計濃度門檻。若該判定結果為肯定時，流程進行步驟S25，否則流程進行步驟S24。舉例來說，根據目前法規規範對於CO2的濃度標準是連續八小時的平均標準濃度不得高於1000ppm，在此情況下，該預 定累計濃度門檻為8000ppm，但不以此例為限。
當該處理模組3判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和不大於該預定累計濃度門檻時，該處理模組3例如藉由停止對於該空氣調節清淨模組2的電力供應之方式(但不以此為限)以使該空氣調節清淨模組2不啟動(步驟S24)。
當該處理模組3判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和大於該預定累計濃度門檻時，該處理模組3例如藉由允許電力供應至該空氣調節清淨模組2的方式(但不以此為限)來啟動該空氣調節清淨模組2(步驟S25)。
在步驟S25之後的步驟S26中，當該空氣調節清淨模組2受控於該處理模組3而啟動時，該處理模組3根據該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差及該等空氣調節清淨效率，控制該空氣調節清淨模組2操作在該等操作模式其中一者，以使在該未來期間內該室內空間所含該目標污染物的濃度符合於該濃度標準。更明確地，該處理模組3根據該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差及該等空氣提節清淨效率，輸出一控制信號至該空氣調節清淨模組2，以致該空氣調節清淨模組2回應於來自該處理模組3的該控制信號而操作在該等操作模式其中該者。舉例來說，若該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計 濃度門檻的差相對於一參考濃度差偏高時，該處理模組3可控制該空氣調節清淨模組2操作在該高效率模式；若該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差相對於該參考濃度差偏低時，該處理模組3可控制該空氣調節清淨模組2操作在該低效率模式；及若該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差接近該參考濃度差時，該處理模組3可控制該空氣調節清淨模組2操作在該中效率模式。
綜上所述，由於該室內空間在該未來期間T2內該目標污染物的預估累計濃度是根據利該最近歷史期間T1、該當前單位時間△t、該預定時間週期Tcycle、及該目標污染物的當前濃度而估算出，並且該空氣調節清淨模組2是在該累積歷史濃度、該當前濃度及該預估累積濃度之總和大於該預定累計濃度門檻時才被該處理模組3啟動，如此，對比於上述習知技藝，不僅能確保室內空間的空質符合於濃度標準，而且確實能在每一預定時間週期Tcycle內有效地減少該空氣調節清淨模組2的啟動時間及/或啟動次數，藉此達成節能省電之功效。故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範 圍內。

Claims (4)

  1. 一種智能空質控制方法，用於控制一室內空間的空質並利用一空質控制系統來實施，該空質控制系統包含一設於該室內空間用以感測一目標污染物的濃度的污染物感測模組、一空氣調節清淨模組、及一電連接該感測模組與該空氣調節清淨模組的處理模組，該智能空質控制方法包含以下步驟：藉由該污染物感測模組，連續在每一單位時間感測該室內空間所含的該目標污染物的濃度；藉由該處理模組，將該污染物感測模組在一由多個最近且連續的歷史單位時間所組成的最近歷史期間內所感測到的多個濃度加總以獲得一歷史累計濃度；藉由該處理模組，根據該污染物感測模組在一當前單位時間所感測的當前濃度、該最近歷史期間及一預定時間週期，估算出該室內空間所含的該目標污染物在一未來期間內的預估累計濃度，該歷史期間、該當前單位時間及該未來期間共同構成該預定時間週期；藉由該處理模組，判定該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和是否大於一對應於該預定時間週期且相關於該目標污染物的一濃度標準的預定累計濃度門檻；及藉由該處理模組，在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和大於該預定累計濃度門檻時，啟動該空氣調節清淨模組，而在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和不大於該預定累計濃度門檻時，不啟動該空氣調節清淨模組。
  2. 如請求項2所述的智能空質控制方法，該空氣調節清淨模組可操作在多個分別具多個彼此不同的空氣調節清淨效率的操作模式，還包含以下步驟：在該空氣調節清淨模組被啟動時，藉由該處理模組，根據該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差及該等空氣調節清淨效率，控制該空氣調節清淨模組操作在該等操作模式其中一者，以使該室內空間所含該目標污染物的濃度符合於該濃度標準。
  3. 一種智能空質控制系統，用於控制一室內空間的空質，包含：一污染物感測模組，設於該室內空間，並連續地在每一單位時間感測該室內空間所含的一目標污染物的濃度；一空氣調節清淨模組，操作來調節清淨該室內空間的空氣；及一處理模組，電連接該污染物感測模組與該空氣調節清淨模組，且根據持續接收來自該污染物感測模組的濃度，控制該空氣調節清淨模組的操作；其中，該處理模組將在一最近且由多個連續的單位時間所組成的歷史期間內接收來自該污染物感測模組的多個濃度加總以獲得一歷史累計濃度；其中，該處理模組根據在一當前單位時間接收來自該污染物感測模組的當前濃度、該最近歷史期間及一預定時間週期，估算出該室內空間所含的該目標污染物在一未來期間內的預估累計濃度，該歷史期間、該當前單位時間及該未來期間共同構成該預定時間週期；及其中，該處理模組在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和大於一對應於該預定時間週期且相關於該目標污染物的一濃度標準的預定累計濃度門檻時，啟動該空氣調節清淨模組，而在判定出該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和不大於該預定累計濃度門檻時，不啟動該空氣調節清淨模組。
  4. 如請求項3所述的智能空質控制系統，其中：該空氣調節清淨模組可操作在多個分別具多個彼此不同的空氣調節清淨效率的操作模式；及該處理模組在啟動該空氣調節清淨模組時，還根據該歷史累計濃度、該當前濃度及該預估累計濃度之總和與該預定累計濃度門檻的差及該等空氣調節清淨效率，輸出一控制信號至該空氣調節清淨模組，以致該空氣調節清淨模組回應於來自該處理模組的該控制信號而操作在該等操作模式其中一者，以使該室內空間所含該目標污染物的濃度符合於該濃度標準。
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