一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统及使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统及使用方法，该系统包括新风品质预处理单元、室内检测单元、室内新风控制单元和智能控制单元。新风品质预处理单元包括颗粒物过滤器和小型电除尘系统，室内检测单元包括CO

Intelligent regulation system and method for air quality and temperature in enclosed room

Air quality and temperature of the invention relates to an intelligent closed indoor adjustment system and method of use, the system includes air quality indoor pretreatment unit, detection unit, indoor air control unit and intelligent control unit. The pretreatment unit of fresh air quality includes particle filter and small electrical dust removal system, and the indoor detection unit includes CO

【技术实现步骤摘要】
一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统及使用方法
本专利技术属于室内空气净化和温度调节领域，具体涉及一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统及使用方法。
技术介绍
空气是人类生存必不可缺少的要素，近年来空气污染愈发严重，人们对于该问题的关注度也不断上升。由于室外空气质量不断下降，因此对于室内空间，采用开窗通风等原始手段改善室内空气的方法会直接将室外空气中的各种污染物引入到室内，所以现代城市中越来越多的室内空间采用封闭式设计。但同时由于室内空间较小，采用封闭式设计会导致空气流通和扩散的能力变差，易造成室内新增污染物浓度的积累增加。在室内空间，人的呼吸作用会不断的排出CO2，室内家具和装修材料等物质会一定程度上散发出甲醛，这种情况下封闭式的空间设计会使得CO2和甲醛等污染物质不易去除，浓度不断积累增加。已知大气中CO2浓度约为400ppm，当二氧化碳浓度较低时对人体无危害，但其超过一定量时会影响人(其他生物也是)的呼吸，原因是血液中的碳酸浓度增大，酸性增强，并产生酸中毒。空气中二氧化碳的体积分数超过0.1％时人体会出现不适的症状；达到1％时，会感到气闷，头昏，心悸；达到4％～5％时会感到眩晕；超过6％以上时会使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡[1]。而甲醛是室内空气污染中最主要的一项污染物，甲醛是一种挥发性的有机污染物，主要来自于室内的各种装修材料，其挥发率会随着湿度和温度的变化而变化。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感，可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等，同时甲醛也是一种致癌物质。据统计，现代人尤其是大城市人约有80％～90％的时间是在室内度过的，所以随之而来的室内空气环境质量问题就显得尤为突出[2]。基于上述存在的问题，目前主要利用新风系统来更新室内封闭空间的空气，达到稀释降低室内污染物浓度的目的。但是当前的新风控制系统，只是简单的引入室外的空气来达到更换室内空气的目的，无法提供一个科学的送风量，也不能确保室内污染物浓度是否达到目标要求。也有比较先进的新风系统采用实时监测室内污染物浓度的方式，来增加或减少新风量，但是该方法要求实时监测，耗能较大，对监测仪器的要求也过高，且不能科学的考虑多种空气污染物综合去除的要求。除了空气品质，人们对室内温度的要求也越来越高，封闭室内温度的调节主要依靠新风系统将温度较高或者较低的新风输入到室内。因此对于封闭室内空间，无论是空气品质还是温度的调节，新风系统都发挥着至关重要的作用。因此目前需要一种可以根据室内污染物浓度，智能调节新风系统通风量，并同时调节新风温度的新风系统，来达到对室内空气品质和温度的最优化调节。[1]郭丰涛.密闭环境中低浓度CO2对人体血气和pH的影响[J].解放军预防医学杂志,1991(2):115-118.[2]朱迪迪,戴海夏,钱华.我国室内空气污染现状调研与分析[J].上海环境科学,2010(4):174-180。
技术实现思路
本专利技术公开了一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统及使用方法，通过各个单元之间的相互协调工作，根据不同类型的室内空间和工作状态，能够保持并及时调整室内的空气品质及室内温度，最大程度的满足室内人员对空气质量和温度的要求。本专利技术为达到以上技术要求，所采取的技术方案是：一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统，包括：新风品质预处理单元、室内检测单元、室内新风控制单元和智能控制单元，其中：新风品质预处理单元包括颗粒物过滤器1和小型电除尘系统2；小型电除尘系统2和颗粒物过滤器1通过第四电腔阀门14和管道连接，小型电除尘系统2在新风流向方向管道上设有第三电控阀门13，新风流向方向的管道上设有第一电控阀门11，所述第一电控阀门11通过管道连接第二电控阀门12；所述第二电控阀门12位于第四电控阀门14与颗粒物过滤器1之间；室内检测单元包括：CO2浓度检测器3、甲醛浓度检测器4、室内温度检测器5和室内红外辐射强度检测器6；室内新风控制单元包括：新风流量控制器7和新风温度控制器8；智能控制单元包括：数据处理器9和智能控制终端10；新风品质预处理单元和室内新风控制单元位于送风口前端，对外界空气进行处理、调节后再由送风口送入室内，送风口位于室内墙面的上部；室内检测单元位于室内墙面上，分布位置与数量可根据房间大小进行调整；智能控制单元的智能控制终端10分为两类：一类为室内墙面上的固定式控制终端，另一类为移动式控制终端，二者功能相同，数据处理器9位于固定式控制终端内部；数据处理器9和智能控制终端10之间由互联网技术连接，CO2浓度检测器3、甲醛浓度检测器4、室内温度检测器5和室内红外辐射强度检测器6分别与数据处理器9连接，检测数据传输到数据处理器9，智能控制终端10分别与颗粒物过滤器1、小型电除尘系统2、新风流量控制器7和新风温度控制器8连接；CO2浓度检测器3、甲醛浓度检测器4、室内温度检测器5和室内红外辐射强度检测器6分别检测CO2浓度、甲醛浓度、室内温度和室内红外辐射强度，将检测数据传输到数据处理器9，经过计算，将计算结果传输到智能控制终端10，智能控制终端10与新风品质预处理单元、室内新风控制单元连接，可以自动或者手动控制新风预处理系统的工作状态以及对新风的风量和温度进行调节。本专利技术中，所述智能调节系统的工作状态分为三种，分别为：检测工作状态、正常工作状态1和正常工作状态2；其中：检测工作状态是系统最初运行的工作状态，正常工作状态1是保持室内新风流量和温度的工作状态，正常工作状态2是及时调节室内新风流量和温度的工作状态。本专利技术中，新风品质预处理单元位于室内新风控制单元的前部，当室外PM2.5或PM10的24小时平均浓度值小于等于35ug/m3时，只运行颗粒物过滤器1，当室外PM2.5或PM10的24小时平均浓度值大于35ug/m3或遇到雾霾等极端天气时，除了运行颗粒物过滤器1，还加开小型电除尘系统2。本专利技术提出的封闭室内的空气品质和温度智能调节系统的操作方法，具体步骤如下：(1)首先设定系统自动开启的时间，或人为通过远程控制终端手动开启系统；(2)系统开启后，先运行检测工作状态，检测工作状态下首先检测室内的温度，CO2浓度和甲醛浓度；将检测数据提供给数据处理器9进行计算，得到要达到室内目标空气品质所需的新风流量和室内目标温度所需新风温度，用t时间将室内空气品质和温度调节完成，其中最终的新风流量取：①计算得到的调节CO2浓度所需新风流量、②计算得到的调节甲醛浓度所需新风流量二者的最大值；然后开始执行正常工作状态1；(3)执行正常工作状态1时，输入房间内固定的人员数量和绿色植物的数量，计算出要保持室内目标CO2和甲醛浓度的新风流量，最终的新风流量取：①计算得到的保持CO2浓度所需新风流量、②计算得到的保持甲醛浓度所需新风流量、③国家标准要求室内人员最低换气流量三者的最大值；正常工作状态1下新风的温度为设定的室内目标温度；(4)在执行正常工作状态1时，利用红外辐射强度射检测器(6)检测室内哪一区域内人员数量较多，利用多个均匀分散的送风口，根据不同区域内红外辐射强度的比例调节不同区域内的送风量，保证室内空气品质和温度的均匀分布；(5)在执行正常工作状态1时，CO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统，其特征在于包括：新风品质预处理单元、室内检测单元、室内新风控制单元和智能控制单元，其中：新风品质预处理单元包括颗粒物过滤器(1)和小型电除尘系统(2)；小型电除尘系统(2)和颗粒物过滤器(1)通过第四电腔阀门(14)和管道连接，小型电除尘系统(2)在新风流向方向管道上设有第三电控阀门(13)，新风流向方向的管道上设有第一电控阀门(11)，所述第一电控阀门(11)通过管道连接第二电控阀门(12)；所述第二电控阀门(12)位于第四电控阀门(14)与颗粒物过滤器(1)之间；室内检测单元包括：CO

【技术特征摘要】
1.一种封闭室内的空气品质和温度智能调节系统，其特征在于包括：新风品质预处理单元、室内检测单元、室内新风控制单元和智能控制单元，其中：新风品质预处理单元包括颗粒物过滤器(1)和小型电除尘系统(2)；小型电除尘系统(2)和颗粒物过滤器(1)通过第四电腔阀门(14)和管道连接，小型电除尘系统(2)在新风流向方向管道上设有第三电控阀门(13)，新风流向方向的管道上设有第一电控阀门(11)，所述第一电控阀门(11)通过管道连接第二电控阀门(12)；所述第二电控阀门(12)位于第四电控阀门(14)与颗粒物过滤器(1)之间；室内检测单元包括：CO2浓度检测器(3)、甲醛浓度检测器(4)、室内温度检测器(5)和室内红外辐射强度检测器(6)；室内新风控制单元包括：新风流量控制器(7)和新风温度控制器(8)；智能控制单元包括：数据处理器(9)和智能控制终端(10)；新风品质预处理单元和室内新风控制单元位于送风口前端，对外界空气进行处理、调节后再由送风口送入室内，送风口位于室内墙面的上部；室内检测单元位于室内墙面上，分布位置与数量可根据房间大小进行调整；智能控制单元的智能控制终端(10)分为两类：一类为室内墙面上的固定式控制终端，另一类为移动式控制终端，二者功能相同，数据处理器(9)位于固定式控制终端内部；数据处理器(9)和智能控制终端(10)之间由互联网技术连接，CO2浓度检测器(3)、甲醛浓度检测器(4)、室内温度检测器(5)和室内红外辐射强度检测器(6)分别与数据处理器(9)连接，检测数据传输到数据处理器(9)，智能控制终端(10)分别与颗粒物过滤器(1)、小型电除尘系统(2)、新风流量控制器(7)和新风温度控制器(8)连接；CO2浓度检测器(3)、甲醛浓度检测器(4)、室内温度检测器(5)和室内红外辐射强度检测器(6)分别检测CO2浓度、甲醛浓度、室内温度和室内红外辐射强度，将检测数据传输到数据处理器(9)，经过计算，将计算结果传输到智能控制终端(10)，智能控制终端(10)与新风品质预处理单元、室内新风控制单元连接，可以自动或者手动控制新风预处理系统的工作状态以及对新风的风量和温度进行调节。2.根据权利要求1所述的智能调节系统，其特征在于所述智能调节系统的工作状态分为三种，分别为：检测工作状态、正常工作状态1和正常工作状态2；其中：检测工作状态是系统最初运行的工作状态，正常工作状态1是保持室内新风流量和温度的工作状态，正常工作状态2是及时调节室内新风流量和温度的工作状态。3.根据权利要求1所述的智能调节系统，其特征在于新风品质预处理单元位于室内新风控制单元的前部，当室外PM2.5或PM10的24小时平均浓度值小于等于35ug/m3时，只运行颗粒物过滤器(1)，当室外PM2.5或PM10的24小时平均浓度值大于35ug/m3或遇到雾霾极端天气时，除了运行颗粒物过滤器(1)，还加开小型电除尘系统(2)。4.一种如权利要求2所述的封闭室内的空气品质和温度智能调节系统的操作方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)首先设定系统自动开启的时间，或人为通过远程控制终端手动开启系统；(2)系统开启后，先运行检测工作状态，检测工作状态下首先检测室内的温度，CO2浓度和甲醛浓度；将检测数据提供给数据处理器(9)进行计算，得到要达到室内目标空气品质所需的新风流量和室内目标温度所需新风温度，用t时间将室内空气品质和温度调节完成，其中最终的新风流量取：①计算得到的调节CO2浓度所需新风流量、②计算得到的调节甲醛浓度所需新风流量二者的最大值；然后开始执行正常工作状态1；(3)执行正常工作状态1时，输入房间内固定的人员数量和绿色植物的数量，计算出要保持室内目标CO2和甲醛浓度的新风流量，最终的新风流量取：①计算得到的保持CO2浓度所需新风流量、②计算得到的保持甲醛浓度所需新风流量、③国家标准要求室内人员最低换气流量三者的最大值；正常工作状态1下新风的温度为设定的室内目标温度；(4)在执行正常工作状态1时，利用红外辐射强度射检测器(6)检测室内哪一区域内人员数量较多，利用多个均匀分散的送风口，根据不同区域内红外辐射强度的比例调节不同区域内的送风量，保证室内空气品质和温度的均匀分布；(5)在执行正常工作状态1时，CO2浓度检测器(3)、甲醛浓度检测器(4)、室内温度检测器(5)每30min运行检测一次；当室内温度高于或者低于设定的室内目标温度1℃，或者CO2浓度、甲醛浓度检测结果超过目标值10％时，运行正常工作状态2，计算得到新的新风系统的送风量和送风温度，用1min的时间调节完成，其中最终的新风流量取：①计算得到的调节CO2浓度所需新风流量、②计算得到的调节甲醛浓度所需新风流量、③国家标准要求室内人员最低换气流量三者的最大值；若没有超过目标值，则不改变送风量和送风温度；完成后继续执行正常工作状态1。5.根据权利要求4所述的智能调节系统的使用方法，其特征在于：室内CO2浓度目标值为1000ppm＝1964mg/m3，可以人为修改为更低数值；室内甲醛浓度目标值为国家标准值，0.1mg/m3，可以人为修改为更低数值；默认检测工作状态下调节时间t＝10min，可以人为修改为更低数值；具体计算时所需要的运算模型如下：(1)CO2浓度计算模型①检测工作状态下t时间内达到室内目标CO2浓度所需要的新风量(m3/min)

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，于霄，王沛然，郑若梦，林一诺，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31