自然通风智能控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种自然通风智能控制系统及方法，该系统包括：环境参数检测模块，用于检测环境参数，其中，环境参数包括环境温度、环境湿度、风速和PM2.5；控制器，与环境参数检测模块相连，用于根据环境参数判断是否需要开窗或关窗，并生成相应的开窗指令或关窗指令；百叶箱，设置在室外，环境参数检测模块和控制器设置在百叶箱内；多个外窗开关执行器，多个外窗开关执行器一一对应地设置在多个外窗上，多个外窗开关执行器与控制器进行通信，在接收到开窗指令或关窗指令时，驱动外窗打开或关闭。本发明专利技术的系统既实现了利用室外空气冷量的免费供冷，节约空调能耗，又能在降雨、污染物浓度较高、风速过大时关闭外窗，保障室内安全与空气质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及暖通空调与信息
，特别涉及一种。
技术介绍
自然通风不需要风机驱动即可为室内导入新鲜空气，而且可以充分利用过渡季室外空气的冷量，实现免费供冷，因此自然通风对于改善室内空气质量、降低风机耗电、减少空调冷负荷能够起到巨大的作用。黄河等(自然通风建筑能耗全年模拟研宄，建筑科学，2012年2月，pp.46-50)利用模拟计算的方法分析了当采用一种简单自然通风控制策略时(室外温度处于18-28 V，相对湿度小于80 %时，开启自然通风)，对于可有竖向中庭通风类建筑和进深小于15?20m可风压通风的板楼式建筑，自然通风可以减少高达76%的空调冷负荷；对于进深大于20m且有较大内区的大型建筑(只能单侧通风)，自然通风可以减少33%的空调冷负荷。可见，自然通风的节能效果是非常显著的。然而，具有巨大节能效果的自然通风并没有得到充分利用，特别是对于办公建筑，因为考虑到防雨、防盗等安全因素，下班前一般会关闭外窗，这样利用夜间室外凉爽空气清除室内余热的自然通风效果就完全没有得到利用。现阶段，自然通风的节能效果的利用得到一些研宄者的重视与尝试。张中等公开了一种浅圆仓智能通风控制管理系统，通过内置的通风专家决策系统和预设的多种智能通风模式，可根据仓内不同粮食品种、不同粮食水分、仓内温、湿度变化、外界大气温、湿度的变化情况，提出合理的通风建议，也可根据用户的需要监测仓内、外温湿度变化进行自动通风操作，或通过遥控器和开关按钮进行手动操作。任鸿远等公开了一种变压器室及主控室机房整体智能温控节能系统，对主控室进行自然风调节的智能自然风新风系统和对主控室进行温度调节的机房空调连接在一起，实现变压器室及主控室机房的整体智能温度控制。朱龙彪等公开了一种基于RS485总线的粮库自然通风控制系统，由触摸屏、RS485总线、PLC、温湿度传感器、通风气窗、位置传感器构成的智能控制系统，根据储存粮食种类设定不同的温、湿度参数，自动控制通通风气窗的电机正、反转，实现粮仓自然通风的自动控制。钱荣华等公开了一种通风量可控的自然通风装置，根据室外的风速和风压调节进风量，并且能够通过自控系统的控制，根据室外风向的变化对各阀门做出相应的调整，满足系统定风量控制的要求，达到稳定有效的自然通风效果。然而，上述已有的方案中，很少有用于民用建筑的自然通风控制系统，并且很少以利用自然通风的节能效果为目的。并且，已有的自然通风控制系统，基本采用有线通信的方式，材料成本高，安装费时费力，阻碍了自然通风的应用。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种自然通风智能控制系统，该系统既实现了利用室外空气冷量的免费供冷，节约空调能耗，又能在降雨、污染物浓度较高、风速过大时关闭外窗，保障室内安全与空气质量。本专利技术的第二个目的在于提供一种自然通风智能控制方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面的实施例提出了一种自然通风智能控制系统，包括:环境参数检测模块，所述环境参数检测模块用于检测环境参数，其中，所述环境参数包括环境温度、环境湿度、风速和PM2.5 ;控制器，所述控制器与所述环境参数检测模块相连，用于根据所述环境参数判断是否需要开窗或关窗，并生成相应的开窗指令或关窗指令；百叶箱，所述百叶箱设置在室外，所述环境参数检测模块和所述控制器设置在所述百叶箱内；多个外窗开关执行器，所述多个外窗开关执行器一一对应地设置在多个外窗上，所述多个外窗开关执行器与所述控制器进行通信，在接收到所述开窗指令或关窗指令时，驱动所述外窗打开或关闭。另外，根据本专利技术上述实施例的自然通风智能控制系统还可以具有如下附加的技术特征:在一些不例中，每个所述外窗开关执行器包括:外窗通信模块、外窗控制模块和外窗驱动电机，其中，所述外窗通信模块与所述控制器进行有线或者无线通信，以接收所述控制器发送开窗指令或关窗指令，并将所述开窗指令或关窗指令发送给所述外窗控制模块；所述外窗控制模块根据所述开窗指令或关窗指令控制所述外窗驱动电机正转或反转，以驱动所述外窗打开或关闭。在一些示例中，所述无线通信的方式为广播。在一些示例中，所述控制器用于:读取当前时间、当前环境参数及当前外窗开度；判断当前环境温度是否大于温度下限值且小于温度上限值，且当前环境湿度是否小于湿度上限值，且当前风速是否小于风速上限值，以及当前PM2.5是否小于浓度上限值；如果是，则发出开窗指令，所述多个外窗开关执行器根据所述开窗指令控制所述多个外窗处于打开状态，以及如果否，则发出关窗指令，所述多个外窗开关执行器根据所述关窗指令控制所述多个外窗处于关闭状态。在一些示例中，还包括:连接于通风竖井的一个或多个风机；与所述一个或多个风机一一对应相连的一个或多个风机开关执行器，所述一个或多个风机开关执行器与所述控制器进行通信，在接收到所述控制器发出的开机指令或关机指令时，驱动所述一个或多个风机开启或关闭。在一些示例中，每个所述风机开关执行器包括:风机通信模块、风机控制模块和风机驱动电机，其中，所述风机通信模块与所述控制器进行有线或者无线通信，以接收所述控制器发送开机指令或关机指令，并将所述开机指令或关机指令发送给所述风机控制模块；所述风机控制模块根据所述开机指令或关机指令控制所述风机驱动电机正转或反转，以驱动所述风机开启或关闭。在一些示例中，还包括:与所述多个外窗开关执行器和所述一个或多个风机开关执行器通信的控制终端，所述控制终端包括手动控制模式和自动控制模块，所述控制终端切换至自动控制模式时，所述多个外窗开关执行器和所述一个或多个风机开关执行器由所述控制器控制，所述控制终端切换至手动控制模式时，所述多个外窗开关执行器和所述一个或多个风机开关执行器由所述控制终端的遥控指令控制。根据本专利技术实施例的自然通风智能控制系统，具有如下的优点:1.实现了外窗的智能开和关，既能够充分利用室外空气冷量实现免费供冷、节约空调能耗，又能在降雨、PM2.5浓度较高、风速过大时关闭外窗，保障室内安全与空气质量。2.以无线通信的方式将外窗开关的控制指令发送给各个外窗执行器，跟有线通信方式相比，节约线材成本，节约安装费、节约人力、节约时间、节约空间。3.无线通信方式为广播的方式，无需设置无线通信中继器，有助于减少系统投资。4.保证节能、安全和空气质量的优化控制算法，并能够根据最新研宄成果更新。5.具有手自动模式切换功能，当切换到手动模式时，用户可以通过控制终端发出外窗开度指令，系统根据用户的设置，控制外窗开度。本专利技术第二方面的实施例还提供了一种自然通风智能控制方法，包括以下步骤:检测环境参数，其中，所述环境参数包括环境温度、环境湿度、风速和PM2.5 ;根当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自然通风智能控制系统，其特征在于，包括：环境参数检测模块，所述环境参数检测模块用于检测环境参数，其中，所述环境参数包括环境温度、环境湿度、风速和PM2.5；控制器，所述控制器与所述环境参数检测模块相连，用于根据所述环境参数判断是否需要开窗或关窗，并生成相应的开窗指令或关窗指令；百叶箱，所述百叶箱设置在室外，所述环境参数检测模块和所述控制器设置在所述百叶箱内；多个外窗开关执行器，所述多个外窗开关执行器一一对应地设置在多个外窗上，所述多个外窗开关执行器与所述控制器进行通信，在接收到所述开窗指令或关窗指令时，驱动所述外窗打开或关闭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王福林，陈哲良，陈忱，刘燕生，于海漪，许方，
申请(专利权)人：清华大学，北京牧马人软件有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11