一种多功能新风净化机及运行控制方法与流程

一种多功能新风净化机及运行控制方法与流程

　　本发明涉及建筑用新风净化系统领域，具体涉一种多功能新风净化机及其运行控制方法。

　　背景技术：

　　人的一生大部分时间都在建筑室内度过，室内空气质量会受到室外大气、室内装修材料、人员活动等多种因素的影响，长期呼吸受污染的空气会影响人体健康，引发人类呼吸道疾病，因此如何改善室内空气质量，越发受到人们的重视。新风机是将室外新鲜空气引入到室内并对室内污浊空气进行更新和外排的装置之一，可以有效降低室内co2、vocs(volatileorganiccompounds，挥发性有机物)等有害气体含量，增加含氧量。为了保证引入室内新鲜空气的洁净度，在新风机中一般还会内置空气过滤器，过滤掉新鲜空气中的细菌、颗粒物(pm2.5)及其他有害物质。但目前市场上普通的室内新风净化机或者没有传感器装置，或者设有传感器装置的新风引入机也只能感应室内空气中的污染物浓度，而不能根据不同种类的污染物浓度进行不同通风模式的联动控制，仍需要手动控制新风调节门来获取新风量，使用起来十分不便。

　　此外，单纯的新风净化机还存在当室外空气进入室内时净化效率低，或室内污浊空气较严重时，空气净化效率较低等缺陷，而空气净化器一般在封闭的空间内通过对空气循环过滤来提高净化效率，可以弥补新风机的不足，但如果只是采取将两者同时装在室内的简单方式，又会带来占用室内空间大、初投资高、无法自动协同运行等弊端。

　　为克服上述缺陷，现有的一种被动房用整体式新风空调除湿一体机(中国专利申请号：.3)，可实现新风的过滤以及不同的纯新风、纯室内以及新风回风混合循环模式的切换，以及实现对新风回风的过滤净化。又如已公开的一种新风机的控制方法(中国专利申请号：.6)，可以实现利用二氧化碳或其他污染物分子浓度实现新风的自动控制。但存在以下缺点：缺乏根据参数判断新风与室内回风的风量的具体混合比例以及自动的调节；缺少多种应用场合的参数预设，如对需保持正压或负压；缺少对运行效果进行判定进行的自我优化。缺少对风口的合理布置，以提升净化效果，减少空间占用，便于安装使用。

　　技术实现要素：

　　本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提供一种运行灵活并且可根据预设参数进行室外新风量和室内回风量自动控制的新风净化一体机及其运行控制方法。本发明既可快速净化室内空气、保持室内空气新鲜，又能引入室外新风并加以过滤的空气净化装置，同时通过对室内外多种参数的监测和判别实现机组的智能化运行，来提供纯新风机、纯净化器、新风机和净化器混合运行等多种模式，做到一机多用。

　　为了实现上述目的，本发明采取了以下的技术方案：

　　本发明提出的一种多功能新风净化机，其特征在于，包括机体外壳，通过位于所述机体外壳内的若干隔板分别形成室外到室内空气流道、室内到室外空气流道和室内到室内空气流道；所述机体外壳内设有比例风阀和电机，通过该电机控制比例风阀的开合来控制比例风阀两侧的空气流通面积进而调节室外到室内空气流道和室内到室内空气流道的风量；所述室外到室内空气流道内依次设有用于采集室外空气参数的室外传感器模块、初效过滤网、中效过滤网、电加热器、换热器、送风机、杀菌模块和高效过滤网；所述室内到室外空气流道内依次设有所述换热器和排风机，且所述室外到室内空气流道和室内到室外空气流道分别与所述换热器内的不同通道联通；所述室内到室内空气流道内设有用于采集室内空气参数的室内传感器模块、所述送风机、杀菌模块和高效过滤网；在所述机体外壳的外侧壁上嵌入安装有控制面板，在所述机体外壳的内侧壁上安装有控制模块和数据传输模块，所述控制面板用于显示室内外空气参数、设备运行参数、以及进行运行模式选择和参数的设定，所述控制模块用于控制所述机体外壳内各电器件的工作，所述数据传输模块还通过无线传输与移动终端连接。

　　进一步地，所述机体外壳的侧壁上设有室外进风口、室内排风口、室外排风口和室内回风口、室内送风口，所述室外到室内空气流道、室内到室外空气流道和室内到室内空气流道分别由若干所述隔板形成不同的腔室组成；其中，由所述室外进风口、第一腔室、第二腔室、换热器的第道、第三腔室、比例风阀、第四腔室、第五腔室和室内送风口依次连通形成所述室外到室内空气流道，由所述室内排风口、第六腔室、换热器的第二通道、第七腔室和室外排风口依次联通形成所述室内到室外空气流道，由所述室内回风口、第八腔室、比例风阀、第四腔室、第五腔室和室内送风口依次连通形成所述室内到室内空气流道；所述初效过滤网、中效过滤网和室外传感器模块位于第一腔室内，电加热器位于第二腔室内且靠近换热器一侧，排风机和送风机分别位于第七腔室和第四腔室内，高效过滤网和杀菌模块均位于第五腔室内且两者靠近设置；所述室内传感器模块和室外传感器模块分别安装于室内回风口和室外进风口处。

　　本发明还提出一种上述多功能新风净化机的运行控制方法，其特征在于，设比例风阀的室外到室内空气流道面积和室内与室内空气流道面积的比值为s，s的变化范围为0：100％～100％：0；设送风机和排风机的最大风量分别为ws,max、wp,max，所述运行控制方法包括以下步骤：

　　(1)新风机在启动状态下，室外pm2.5传感器检测室外pm2.5值pw、室外温度传感器检测室外温度值tw、室外湿度传感器检测室外湿度值hw、室内温度传感器检测室内温度值ti、室内湿度传感器检测室内湿度值hi、室内pm2.5传感器检测室内pm2.5值pi、室内co2传感器检测室内co2值ci、室内tvoc浓度传感器检测室内tvoc值vi，上述所有检测值均发送给控制模块；

　　(2)控制模块将其内的预设参数：室外温度默认值tw,0、室外湿度默认值hw,0、室外pm2.5默认值pw,0、室内温度期望值ti,0、室内湿度期望值hi,0、室内pm2.5期望值pi,0、室内co2期望值ci,0、室内tvoc期望值vi,0，与步骤(1)检测的室外温度值tw、室外湿度值hw、室外pm2.5值pw、室内温度值ti、室内湿度值hi、室内pm2.5值pi、室内co2值ci和室内tvoc值vi分别进行比对运算，以此控制送风机和排风机的风量大小、电加热器的开启、电机的运转步数和杀菌模块的启停；所述比对运算包含下列逻辑：

　　i)当vi/vi,0>2或ci/ci,0>2时，控制电机驱动比例风阀使其s值变为100％:0；进一步判断：若此时pw/pw,0>2，则将送风机的风量设定为60％ws,max、排风机的风量设定为60％wp,max；若此时1

　　2时，控制电机10驱动比例风阀11使其s值变为100％:0；进一步判断：此时，若pw/pw,0>2，则将送风机12的风量设定为60％ws,max、排风机7的风量设定为60％wp,max；若1

　　ii)当1hi,0且tw 　　

　　v)根据使用场景设定杀菌模块16采用连续或定时间歇模式运行；

　　vi)若要确保室内为正压状态时，控制送风机12的风量大于排风机7的风量；若要确保室内为负压状态时，控制送风机12的风量小于排风机7的风量；

　　(3)控制模块17在设定时间间隔后返回步骤(1)，进行循环比对运算，并根据运行后相关参数与应达到的期望参数差值(以室内二氧化碳为例，如果按照既定的参数运行一段时间后，二氧化碳浓度稳定但没有达到期望值，若高于期望，则调整s值，进而调高新风回风比。如根据冬季电加热器默认启动参数，出现排风湿度过高甚至凝水出现，则利用pid算法调整电加热器默认启动参数至无凝水且排风湿度低于85％。)相应调整步进电机10的运转步数、送风机12和排风机7的风量、电加热器4和杀菌模块16的开启，直至本新风净化机停止工作。

　　综上，本发明的多功能新风净化机具有三种工作模式：纯新风模式、纯室内净化模式以及新风和室内净化混合模式，当电源接通后对各工作模式分别描述如下：

　　(1)纯新风模式：控制模块17根据其内的预设参数与采集的相应检测值判断比例风阀11的室外到室内空气流道面积和室内与室内空气流道面积的比值s为100％：0，或用户操作选择纯新风模式(即s为100％：0)时，机组开始运行后，在送风机12的抽力作用下，室外到室内空气流道中形成空气流动，具体地，室外空气首先由室外进风口1进入，然后分别流经初效过滤网2和中效过滤网3，其中粒径大于1-5μm的颗粒灰尘及各种悬浮物被过滤掉，当冬季室外空气温度较低时，通过电加热器4来加热室外空气；室外空气再流经换热器6的左侧通道(用于流通室外空气)，与换热器6的右侧通道(用于流通室内空气)形成相互传热；如果机组在纯新风模式下运行，比例风阀11的通风面积会被全部分配给室外新风侧，则室外空气由此继续流经送风机12所处的混风腔，再经过高效过滤网13过滤掉0.5μm以下的颗粒灰尘及各种悬浮物后变成洁净空气后，通过室内送风口15送至室内。

　　(2)纯室内净化模式：控制模块17根据其内的预设参数与采集的相应检测值判断比例风阀11的s值应为0：100％，或用户操作选择纯室内净化模式(即s为100％：0)时，机组开始运行后，比例风阀11的通风面积会全部被分配给室内回风侧，室外空气流量降为0，室内空气经过第二室内进风口9、比例风阀11的室内空气侧进入送风机12所处的混风腔，再经过高效过滤网13变成洁净空气后，通过室内送风口15送至室内。

　　(3)新风和室内净化混合模式：控制模块17根据其内的预设参数与采集的相应检测值判断比例风阀11的s值非100％：0且非0：100％时，或用户操作选择新风和室内净化混合模式时，机组开始运行后，比例风阀11的通风面积会按控制模块17判断出的比例分配给室内回风侧和室外新风侧，室外空气依次通过室外进风口1、初效过滤网2、中效过滤网3、电加热器4(该电加热器视情况开启，参见上述纯新风模式)、换热器6的第道和比例风阀11的室外新风侧流经送风机12所处的混风腔，与依次经过室内回风口9、比例风阀11的室内空气侧所进来的室内回风混合，再经过高效过滤网13变成洁净空气后，通过室内送风口15送至室内。

　　此外，当机组采用纯新风模式或新风和室内净化混合模式运行时，在排风机7的抽力作用下，室内到室外空气流道中也形成空气流动，室内空气首先由室内排风口5进入，然后流经换热器6形成相互传热，实现能量回收；室内空气再继续流经排风机7和室外排风口8进入室外。此时，排风机7的风量大小需要根据室内所要保证的正压或负压状态及送风机12的风量大小来综合确定。

　　本说明书所列举的仅为本发明的较佳实施方式之一，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。