專利名稱：一種智能保健新風系統(tǒng)及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明屬于工業(yè)控制及暖通工程技術，特別是涉及一種智能控制且能改善室內(nèi)空 氣質(zhì)量的通風系統(tǒng)。
背景技術：
在健康環(huán)保理念走入尋常百姓家庭的時代，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量已經(jīng)日益成為人們 的普遍要求。以往的一些通風系統(tǒng)，大體上包括通風、空氣凈化功能。如CN1727785公開了 一種空氣凈化裝置一體型通風系統(tǒng)，其包括供氣管道、排氣管道、供氣扇、排氣扇、全熱交 換器、普通通風通路、循環(huán)通路、空氣凈化裝置。又如CN1727783公開了一種利用通風系統(tǒng) 的室內(nèi)空氣質(zhì)量控制裝置以及方法，其控制裝置包括通風系統(tǒng)和空氣凈化器；通風系統(tǒng)通 過吸入室外空氣并排出室內(nèi)空氣，對室內(nèi)進行通風，空氣凈化器進行與通風系統(tǒng)的工作相 應的聯(lián)動作業(yè)，利用過濾系統(tǒng)提高室內(nèi)空氣的質(zhì)量。上述通風系統(tǒng)能實現(xiàn)室內(nèi)通風同時對 空氣進行凈化，但無法對室內(nèi)不同區(qū)域?qū)嵭蟹謪^(qū)域的通風控制，因此運行的能量消耗較大。 另一方面，現(xiàn)有通風系統(tǒng)也無法滿足人們在凈化空氣的同時進一步提高室內(nèi)空氣質(zhì)量改善 室內(nèi)環(huán)境的需求，如在空氣中加入負氧離子以使之具有緩解心理壓力，提高人體免疫力，促 進身體健康保健作用等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術的存在的缺陷，提出了一種智能保健新風系統(tǒng)，它能 夠以較少的能量消耗按需要定點、定量、定時投放富含高濃度負氧離子的新鮮空氣。本發(fā)明解決技術問題所采取的技術方案是一種智能保健新風系統(tǒng)，它是在電腦 主控機控制下，包括至少一個變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機并構(gòu)建成至少兩個獨立的通 風分區(qū)，并包括與所述各通風分區(qū)相對應的控制各通風分區(qū)的開閉和風量大小的風量控制 開關、數(shù)控調(diào)節(jié)風門，所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機將室外的新鮮空氣送入室內(nèi)各 通風分區(qū)并將室內(nèi)各通風分區(qū)的混濁空氣排向室外。所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，包括變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機、風速傳感 器、數(shù)控調(diào)節(jié)風門、負氧離子發(fā)生器、風量控制開關、電腦主控機、人體感應傳感器、通風管 道、風口盒；所述電腦主控機與所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機、風速傳感器、數(shù)控調(diào) 節(jié)風門、負氧離子發(fā)生器、風量控制開關及人體感應傳感器之間以485總線方式或CAN總線 方式進行數(shù)據(jù)通訊，通過對電腦主控機的編程，實現(xiàn)對各通風分區(qū)定時、自動或手動開關控 制。所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，向室內(nèi)的送風總量由所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向 換氣風機根據(jù)所述風速傳感器的監(jiān)測信息自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以予控制。所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，向各通風分區(qū)的送風量由所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門根據(jù) 控制參數(shù)調(diào)節(jié)葉片的角度得以實現(xiàn)。所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門和負氧離子發(fā)生器設置在風口盒內(nèi)；當所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門開啟時，所述負氧離子發(fā)生器能同時開啟。所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門包括步進減速電機和葉片定位傳感器，所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門之葉 片由步進減速電機驅(qū)動，能在0° 90°間旋轉(zhuǎn)。所述風口盒由工程塑料制成，以減少對負氧離子的中和，確保有更多負氧離子釋 放至送入室內(nèi)各通風分區(qū)的空氣中。所述控制參數(shù)的獲取方法為首先在所述電腦主控機植入各通風分區(qū)管道布置參 數(shù)和數(shù)控調(diào)節(jié)風門的通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特性參數(shù)表，再根據(jù)各通風分區(qū) 的送風量請求進行運算而獲得，具體步驟包括，
⑴通過現(xiàn)場測試，獲得系統(tǒng)中各通風分區(qū)管道布置參數(shù)；
⑵通過實驗測試并經(jīng)計算整理，獲得數(shù)控調(diào)節(jié)風門的關于通風量、葉片角度和工作壓 力的關聯(lián)特性參數(shù)表；
⑶根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及各該通風分區(qū)的管道布置參數(shù)，計算出從變頻驅(qū) 動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管道阻力；
⑷根據(jù)計算所得從變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管 道阻力的最大數(shù)值，以及所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特 性參數(shù)表，選定變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機出風口處的理論工作風壓，從而計算出各 該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力；
(5)根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及計算所得所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力，由 其通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特性參數(shù)表選定各該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控 調(diào)節(jié)風門之葉片的開啟角度，此葉片的開啟角度即所述控制參數(shù)。所述的一種智能保健新風系統(tǒng)的控制方法，是在所述電腦主控機植入經(jīng)現(xiàn)場測試 獲得的系統(tǒng)中各通風分區(qū)的管道布置參數(shù)和經(jīng)實驗測試并經(jīng)計算整理而獲得的數(shù)控調(diào)節(jié) 風門的關于通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特性參數(shù)表的基礎上，由電腦主控機實施 智能控制，具體控制過程為
⑴根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及各該通風分區(qū)的管道布置參數(shù)，計算出從變頻驅(qū) 動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管道阻力；
⑵根據(jù)計算所得從變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管 道阻力的最大數(shù)值，以及所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特 性參數(shù)表，選定變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機出風口處的理論工作風壓，從而計算出各 該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力；
⑶根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及計算所得所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力，由 其通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特性參數(shù)表選定各該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控 調(diào)節(jié)風門之葉片的開啟角度；
⑷指令各該通風分區(qū)送風口的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的步進減速電機調(diào)節(jié)所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門 之葉片至選定角度；
(5)指令所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使變頻驅(qū)動全熱交換雙向換 氣風機的實際送風總量符合各通風分區(qū)送風量請求之和；
(6)根據(jù)風速傳感器監(jiān)測并反饋的送風總量信息，指令所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換 氣風機進一步調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的工作原理為，電腦主控機根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求，按已知的管道 布置參數(shù)計算出在所請求的送風量下，從變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機至相應通風分區(qū) 送風口的阻力；根據(jù)計算所得阻力數(shù)值以及數(shù)控調(diào)節(jié)風門的特性參數(shù)表，選定變頻驅(qū)動全 熱交換雙向換氣風機出風口的風壓，從而計算出相應通風分區(qū)送風口數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作 壓力；再根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及計算所得所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力，由 數(shù)控調(diào)節(jié)風門的特性參數(shù)表，選定其葉片的開啟角度。電腦主控機指令相應的通風分區(qū)送 風口的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的步進減速電機調(diào)節(jié)數(shù)控調(diào)節(jié)風門之葉片至選定角度，并調(diào)節(jié)變頻驅(qū) 動全熱交換雙向換氣風機轉(zhuǎn)速，使各通風分區(qū)的實際送風量符合送風量請求；在此過程中， 風速傳感器通過監(jiān)測向室內(nèi)的送風總量，并將監(jiān)測信息反饋至電腦主控機，由電腦主控機 指令變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機進一步調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。對于風機的控制，有一個“調(diào)節(jié)一監(jiān) 測一再調(diào)節(jié)”的過程。在電腦主控機控制下，一方面，變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機根據(jù) 各通風分區(qū)的送風量請求將新風(新鮮空氣)送入，另一方面，變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣 風機將等量的污風(污濁空氣)排出。所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門特性參數(shù)表是已知數(shù)控調(diào)節(jié)風門通風量、葉片角度和工作壓力 的對應關系數(shù)據(jù)表，由已知的數(shù)控調(diào)節(jié)風門進行實驗精密測試并經(jīng)計算整理后獲得的；同 樣，管道布置參數(shù)則是對實際管道通過實驗精密測試并經(jīng)計算整理而獲得。管道布置參數(shù) 和數(shù)控調(diào)節(jié)風門特性參數(shù)表等數(shù)據(jù)均植入電腦主控機，以備系統(tǒng)實際運行時調(diào)用。在本發(fā)明中，對系統(tǒng)的控制可采取人工控制和/或智能控制的方式。智能控制有 自動或程控兩種模式。自動模式下，當人體感應傳感器偵察到人員進入的信息時，電腦主控 機指令數(shù)控調(diào)節(jié)風門打開，當人員離開一定時間時，電腦主控機指令數(shù)控調(diào)節(jié)風門關閉；程 控模式下，電腦主控機根據(jù)預先設定的時間開啟和關閉數(shù)控調(diào)節(jié)風門。在自動或程控模式 下，各通風分區(qū)的送風量均可在電腦主控機預先設定；同時，在上述兩種模式下均可通過風 量控制開關對各相應的通風分區(qū)的關閉、開啟及送風量的大小實現(xiàn)人工干預。送風量請求 由風量控制開關發(fā)出。本發(fā)明采用智能控制不同的通風分區(qū)，按實際需要對不同的通風分區(qū)進行通風， 實現(xiàn)定點、定量和定時控制，充分節(jié)省能量消耗；并且在送入室內(nèi)的新鮮空氣中加入豐富的 負氧離子，使之具有緩解心理壓力，提高人體免疫力，促進身體健康保健的作用。


附圖為本發(fā)明一種實施方式示意圖。
具體實施例方式如附圖所示，它包括變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機5、風速傳感器4、數(shù)控調(diào)節(jié) 風門9、負氧離子發(fā)生器8、風量控制開關6、電腦主控機1、人體感應傳感器7、通風管道、風 口盒；電腦主控機1與變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機5、風速傳感器4、數(shù)控調(diào)節(jié)風門9、 負氧離子發(fā)生器8、風量控制開關6及人體感應傳感器7之間以485總線2方式進行數(shù)據(jù) 通訊；通風管道有兩類，一類是送風管道3，另一類是回風管道11，風口盒也有兩類，一類是 送風風口盒10，另一類是回風風口盒12。本系統(tǒng)包括1個變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機 5，并構(gòu)建成了 3個通風分區(qū)，即通風分區(qū)A、通風分區(qū)B和通風分區(qū)C。
本系統(tǒng)運行時空氣的流動方式為室外吸入的新鮮空氣與室內(nèi)排出的污濁空氣經(jīng) 變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機5進行能量交換后，順著室內(nèi)送風管道3，經(jīng)送風風口盒10 內(nèi)的數(shù)控調(diào)節(jié)風門9后，再與送風風口盒10內(nèi)的負氧離子發(fā)生器8發(fā)出的高濃度負氧離子 混合，然后進入室內(nèi)。室內(nèi)的污濁空氣經(jīng)回風風口盒12，沿著回風管道11，經(jīng)變頻驅(qū)動全熱 交換雙向換氣風機5排出室外。其智能控制部分工作方式為人體感應傳感器7及風量控制開關6設置于對應的 通風分區(qū)內(nèi)，數(shù)控調(diào)節(jié)風門9、負氧離子發(fā)生器8設置于相應的送風風口盒10內(nèi)，風速傳感 器4設置于送風管道3總管靠近變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機5處，各控制單元(包括變 頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機5、風速傳感器4、數(shù)控調(diào)節(jié)風門9、負氧離子發(fā)生器8、風量控 制開關6及人體感應傳感器7)與電腦主控機1之間由485總線2相連。系統(tǒng)運行時，電腦 主控機1設置為自動或程控。自動模式下，當人體感應傳感器7偵察到人員進入的信息，電 腦主控機1指令數(shù)控調(diào)節(jié)風門9打開。程控模式下，電腦主控機1根據(jù)預設的時間開啟數(shù) 控調(diào)節(jié)風門9。在自動或程控模式下，各通風分區(qū)的送風量由電腦主控機1預先設定。同 時，在上述兩種模式下均可由風量控制開關6實現(xiàn)人工干預，關閉、開啟對應的通風分區(qū)或 調(diào)節(jié)對應的通風分區(qū)送風量的大小。
權(quán)利要求
一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，在電腦主控機控制下，包括至少一個變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機并構(gòu)建成至少兩個獨立的通風分區(qū)，并包括與所述各通風分區(qū)相對應的控制各通風分區(qū)的開閉和風量大小的風量控制開關、數(shù)控調(diào)節(jié)風門，所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機將室外的新鮮空氣送入室內(nèi)各通風分區(qū)并將室內(nèi)各通風分區(qū)的混濁空氣排向室外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，包括變頻驅(qū)動全熱交 換雙向換氣風機、風速傳感器、數(shù)控調(diào)節(jié)風門、負氧離子發(fā)生器、風量控制開關、電腦主控 機、人體感應傳感器、通風管道、風口盒；所述電腦主控機與所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換 氣風機、風速傳感器、數(shù)控調(diào)節(jié)風門、負氧離子發(fā)生器、風量控制開關及人體感應傳感器之 間以485總線方式或CAN總線方式進行數(shù)據(jù)通訊，通過對電腦主控機的編程，實現(xiàn)對各通風 分區(qū)定時、自動或手動開關控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，向室內(nèi)的送風總量 由所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機根據(jù)所述風速傳感器的監(jiān)測信息自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速予 以控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，向各通風分區(qū)的送 風量由所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門根據(jù)控制參數(shù)調(diào)節(jié)葉片的角度得以實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門和 負氧離子發(fā)生器設置在風口盒內(nèi)；當所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門開啟時，所述負氧離子發(fā)生器能同 時開啟。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門 包括步進減速電機和葉片定位傳感器，所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門之葉片由步進減速電機驅(qū)動，能 在0° 90°間旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，所述風口盒由工程 塑料制成，以減少對負氧離子的中和，確保有更多負氧離子釋放至送入室內(nèi)各通風分區(qū)的 空氣中。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能保健新風系統(tǒng)，其特征在于，所述控制參數(shù)的獲取 方法為首先在所述電腦主控機植入各通風分區(qū)管道布置參數(shù)和數(shù)控調(diào)節(jié)風門的通風量、 葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特性參數(shù)表，再根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求進行運算而獲 得，具體過程為⑴通過現(xiàn)場測試，獲得系統(tǒng)中各通風分區(qū)管道布置參數(shù)；⑵通過實驗測試并經(jīng)計算整理，獲得數(shù)控調(diào)節(jié)風門的關于通風量、葉片角度和工作壓 力的關聯(lián)特性參數(shù)表；⑶根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及各該通風分區(qū)的管道布置參數(shù)，計算出從變頻驅(qū) 動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管道阻力；⑷根據(jù)計算所得從變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管 道阻力的最大數(shù)值，以及所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特 性參數(shù)表，選定變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機出風口處的理論工作風壓，從而計算出各 該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力；(5)根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及計算所得所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力，由其通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特性參數(shù)表選定各該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控 調(diào)節(jié)風門之葉片的開啟角度，此葉片的開啟角度即所述控制參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7之任意一項所述的一種智能保健新風系統(tǒng)的控制方法，其特征 在于，在所述電腦主控機植入經(jīng)現(xiàn)場測試獲得的系統(tǒng)中各通風分區(qū)的管道布置參數(shù)和經(jīng)實 驗測試并經(jīng)計算整理而獲得的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的關于通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特 性參數(shù)表的基礎上，由電腦主控機實施智能控制，具體控制過程為⑴根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及各該通風分區(qū)的管道布置參數(shù)，計算出從變頻驅(qū) 動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管道阻力；⑵根據(jù)計算所得從變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機至相應的通風分區(qū)送風口端的管 道阻力的最大數(shù)值，以及所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特 性參數(shù)表，選定變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機出風口處的理論工作風壓，從而計算出各 該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力；⑶根據(jù)各通風分區(qū)的送風量請求及計算所得所使用的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的工作壓力，由 其通風量、葉片角度和工作壓力的關聯(lián)特性參數(shù)表選定各該通風分區(qū)送風口所使用的數(shù)控 調(diào)節(jié)風門之葉片的開啟角度；⑷指令各該通風分區(qū)送風口的數(shù)控調(diào)節(jié)風門的步進減速電機調(diào)節(jié)所述數(shù)控調(diào)節(jié)風門 之葉片至選定角度；(5)指令所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，使變頻驅(qū)動全熱交換雙向換 氣風機的實際送風總量符合各通風分區(qū)送風量請求之和；(6)根據(jù)風速傳感器監(jiān)測并反饋的送風總量信息，指令所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換 氣風機進一步調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能控制且能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的通風系統(tǒng)。它是在電腦主控機控制下，包括至少一個變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機并構(gòu)建成至少兩個獨立的通風分區(qū)，并包括與所述各通風分區(qū)相對應的控制各通風分區(qū)的開閉和風量大小的風量控制開關、數(shù)控調(diào)節(jié)風門，所述變頻驅(qū)動全熱交換雙向換氣風機將室外的新鮮空氣送入室內(nèi)各通風分區(qū)并將室內(nèi)各通風分區(qū)的混濁空氣排向室外。系統(tǒng)可采取人工控制和/或智能控制的方式。本發(fā)明采用智能控制不同的通風分區(qū)，按實際需要對不同的通風分區(qū)進行通風，實現(xiàn)定點、定量和定時控制，充分節(jié)省能量消耗；并且在送入室內(nèi)的新鮮空氣中加入豐富的負氧離子，使之具有緩解心理壓力，提高人體免疫力，促進身體健康保健的作用。
文檔編號F24F7/007GK101968247SQ20101051146
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者孫克勤 申請人:孫克勤