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一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统技术方案

技术编号:15388712 阅读:125 留言:0更新日期:2017-05-19 02:53
本发明专利技术涉及一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统,该系统包括:气体流场检测单元、颗粒物浓度检测单元、空气净化单元、电风扇吹风单元和控制器单元;气体流场检测单元实时检测室内若干个关键位置的气体流动速度和方向,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元;颗粒物浓度检测单元实时检测室内若干个关键位置的颗粒物浓度,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元;控制器单元根据若干个关键位置的气体流动速度和方向分析室内气体流场速度分布特征,根据若干个关键位置的颗粒物浓度分析室内颗粒物浓度分布特征;控制器单元根据室内气体流场速度分布特征和室内颗粒物浓度分布特征,以及房间结构、各个空气净化单元和电风扇吹风单元的位置,确定各个空气净化单元的风速和电风扇吹风单元的风速,实现室内PM2.5等颗粒物的快速捕获,提高空气净化器的效果。

Indoor air flow tracking control split type air purification system

The invention relates to an indoor flow tracking control of split type air purification system, the system includes: gas flow detection unit, particle concentration detecting unit, air purification unit, electric fan blowing unit and a controller unit; gas real-time detection of indoor gas flow detection unit of some key position of the flow velocity and direction, and transmit the data the real-time controller unit via a wired or wireless mode; real-time detection of indoor particle concentration detection unit of some key position of the particle concentration, and the real time data transmitted to the controller unit via a wired or wireless mode; the controller unit according to some key position of the gas flow velocity and direction analysis of indoor gas flow velocity distribution, according to the a number of key position of the particle concentration distribution of indoor particulate matter concentration characteristic analysis; control A controller unit according to the indoor gas flow velocity distribution and concentration distribution of indoor particulate matter, and the position of each room structure, air purification unit and electric fan blowing unit, determine the wind speed of the air cleaning unit of each wind and electric fan blowing unit, realizing the fast capture of indoor PM2.5 particles, improve the effect of air purifier.

【技术实现步骤摘要】
一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统
本专利技术涉及空气净化
,特别涉及一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统。
技术介绍
过去几十年中国经济的快速发展产生的雾霾污染已经成为严重的环境问题,威胁到人类的生存环境和身体健康。雾霾的源头多种多样,比如汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧,甚至火山喷发等等,雾霾天气通常是多种污染源混合作用形成的,但各地区的雾霾天气中,不同污染源的作用程度各有差异。二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成,前两者为气态污染物,最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。持续高发、频发、连片、且越来越严重的雾霾,使城市空气污染问题成为公众最关心的问题之一,但治理雾霾不是一件简单、一蹴而就的事情,不单是环境保护部门的任务,而需要地方政府和中央政府都应该尽快建立符合中国地理现实的防治颗粒型污染通则和落实细则,且任重而道远。因此,空气净化器就成为当前解决室内空气污染的最主要的手段。在精密机械加工、表面喷涂、医药制造、食品加工、医院等对空气质量要求较高的场合,需要采用高质量空气净化设备,保证室内所有空间的空气质量都符合要求。空气净化器的主要技术指标包括风机风量、净化效率(CADR)、能效比和安全性能,用户可以根据这些参数和房间面积粗略选择合适的产品和型号,通过空气净化器上PM2.5的读数了解其净化效果,但空气净化器的读数只反映其附近位置的空气质量,无法体现整个房间的情况。实际中,空气净化器的净化效果不仅与空气净化器的捕集效率有关,而且与室内污染颗粒物随循环风进入到净化器的份额有关,即空气净化器对房间空气品质的改善不仅与空气净化器本身性能有关,而且与使用条件相关。随着计算机的发展,利用计算流体力学对气流组织进行数值模拟的方法应运而生。数值模拟方法通过求解质量、动量、能量、气体组分质量守恒方程和粒子运动方程,得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度、空气年龄等参数,研究比较不同通风方式、房间面积和布局、空气净化器摆放位置、出口风速、入口和出口方向、空气净化器不同面速对室内污染物浓度分布和通风效率的影响。目前的产品都是采用洁净空气出口和空气入口一体的空气净化器,还未出现分体式空气净化器。因此,提出采用检测室内流场和颗粒物浓度的传感器,空气净化单元和电风扇吹风单元组成的分体式空气净化器结构,利用空气净化器提供洁净空气,利用电风扇主动控制室内气体流场分布,增加室内PM2.5等颗粒物随循环风进入到空气净化器的份额,为提高室内空气质量提供了一种经济的、实用、有效的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统,构建以气体流场检测单元和颗粒物浓度检测单元为系统输入,空气净化单元和电风扇吹风单元为系统输出,通过控制器单元的运算功能实现空气净化单元的面速和电风扇吹风单元的风速的控制,在室内形成有利于颗粒物进入空气净化单元的循环风流场,提高PM2.5等颗粒物随循环风进入到空气净化器的份额,提高空气净化器的净化效果。本专利技术实施例提供一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统,包括:根据房间大小和结构,在室内布置若干个气体流场检测单元和若干个颗粒物浓度检测单元,实时检测室内关键位置的气体流速大小、方向以及颗粒物的浓度,用于室内流场分析和颗粒物室内分布特性分析;空气净化系统采用分体式结构,根据房间大小和结构,在室内布置若干个空气净化单元和若干个电风扇吹风单元,在电风扇吹风单元作用下,使空气净化单元出风口产生的洁净空气流经室内绝大部分区域,最后进入空气净化单元进风口,形成比较稳定的循环流场,保证室内PM2.5等颗粒物随循环风被各个空气净化单元收集,提高PM2.5等颗粒物净化的速度和效果;根据房间大小和结构,设计各个空气净化单元和各个电风扇吹风单元的位置和方向,空气净化单元的数量和电风扇吹风单元的数量不一定相等,但在各个电风扇吹风单元作用下,保证各个空气净化单元的进风口有稳定的循环风进入;控制器单元根据房间结构和布局、各个空气净化单元和电风扇吹风单元的位置,室内气体流场速度分布特征和室内颗粒物浓度分布特征,采用合适的控制各个空气净化单元风速和电风扇吹风单元风速的算法,在室内形成稳定的循环风流场。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的室内流场跟踪控制分体式空气净化系统的原理框图;图2为本专利技术实施例中的室内流场跟踪控制分体式空气净化系统的组成框图;图3为本专利技术实施例中的软件算法输入输出关系图;图4为本专利技术实施例中的仿真物理模型;图5为本专利技术实施例中的空气净化器出风口的仿真气流流线图;图6为本专利技术实施例中的y=0平面仿真气体流场速度云图。图7为本专利技术实施例中的电风扇气体流场主动控制方法与房间内PM2.5颗粒污染物残留数量仿真的关系图;图8为本专利技术实施例中的周期矩形波气体流场主动控制法电风扇压力差ΔP及空气净化器出风口的气流流线图的周期性图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的室内流场跟踪控制分体式空气净化系统的原理框图;如图1所示,气体流场检测单元13实时检测室内的气体流动速度和方向,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元15;颗粒物浓度检测单元14实时检测室内的颗粒物浓度,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元15;控制器单元15根据室内气体流场速度和室内颗粒物浓度,以及房间结构、确定空气净化单元11的风速和电风扇吹风单元12的风速,实现室内颗粒物的快速捕获,提高空气净化器的效果。图2为本专利技术实施例中的室内流场跟踪控制分体式空气净化系统的组成框图;如图2所示,气体流场检测单元13由P个分布在室内的气体流场检测模块131-13P组成,实时检测室内P个关键位置的气体流动速度和方向,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元15;颗粒物浓度检测单元14由Q个分布在室内的颗粒物浓度检测模块141-14Q组成,实时检测室内Q个关键位置的颗粒物浓度,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元15;控制器单元15根据P个关键位置的气体流动速度和方向分析室内气体流场速度分布特征,根据Q个关键位置的颗粒物浓度分析室内颗粒物浓度分布特征;控制器单元15根据室内气体流场速度分布特征和室内颗粒物浓度分布特征,以及房间结构、M个空气净化模块111-11M和N个电风扇吹风模块121-12N的位置,确定M个空气净化模块111-11M的风速和N个电风扇吹风模块121-12N的风速,实现室内气体流场控制,提高空气净化器的效果。图3为本专利技术实施例中的软件算法输入输出关系图;如图3所示,控制算法21的输入量为颗粒物浓度分布22、气体流场分布23和房间结构24,控制本文档来自技高网
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一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统

【技术保护点】
一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统,其特征在于,所述系统包括:气体流场检测单元、颗粒物浓度检测单元、空气净化单元、电风扇吹风单元和控制器单元;气体流场检测单元实时检测室内的气体流动速度和方向,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元;颗粒物浓度检测单元实时检测室内的颗粒物浓度,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元;控制器单元根据室内气体流场速度分布特征和室内颗粒物浓度分布特征,以及房间结构、空气净化单元和电风扇吹风单元的位置,确定空气净化单元的风速和电风扇吹风单元的风速,实现室内PM2.5等颗粒物的快速捕获,提高空气净化器的效果。

【技术特征摘要】
1.一种室内流场跟踪控制分体式空气净化系统,其特征在于,所述系统包括:气体流场检测单元、颗粒物浓度检测单元、空气净化单元、电风扇吹风单元和控制器单元;气体流场检测单元实时检测室内的气体流动速度和方向,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元;颗粒物浓度检测单元实时检测室内的颗粒物浓度,并通过有线或无线方式将数据实时传送到控制器单元;控制器单元根据室内气体流场速度分布特征和室内颗粒物浓度分布特征,以及房间结构、空气净化单元和电风扇吹风单元的位置,确定空气净化单元的风速和电风扇吹风单元的风速,实现室内PM2.5等颗粒物的快速捕获,提高空气净化器的效果。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述气体流场检测单元由P个气体流场检测模块组成,气体流场检测模块的数量根据房间的大小和结构确定,P个气体流场检测模块实时检测室内P个关键位置的气流速度和方向,用以分析室内气流分布特征。3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述颗粒物浓度检测单元由Q个颗粒物浓度检测模块组成,颗粒物浓度检测模块的数量根据房间的大小和结构确定,Q个颗粒物浓度检测模块实时检测室内Q个关键位置的颗粒物浓度,用以分析室内颗粒物浓度分布特征。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘懿贺丽珍
申请(专利权)人:刘懿
类型:发明
国别省市:北京,11

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