CN105363298B - 具滤网脏污检测功能的换气设备及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

具滤网脏污检测功能的换气设备及其检测方法。一种换气设备，包括本体、分别安装于本体两侧的进气口与出风口、安装在进气口后方的滤网、以及放置在滤网与出风口之间且用以感测经由进气口与滤网流入本体内的空气所造成的压力的压力感测模块。压力感测模块首先感测换气设备刚启动时的压力相关数据以做为初始数据，并于换气设备启动后持续感测压力相关数据以做为工作数据，再将初始数据与工作数据传输至分析监控装置。分析监控装置依据初始数据计算参考压差值，并依据工作数据计算工作压差值，并且再依据工作压差值与参考压差值的比较结果判断换气设备的滤网是否需要更换。

Description

具滤网脏污检测功能的换气设备及其检测方法
技术领域
本发明涉及换气设备，尤其涉及可检测滤网的脏污的换气设备，以及其使用的检测方法。
背景技术
换气设备(例如空调、空气清净机)一般皆设置有滤网，主要是通过进气口将外部空气吸入内部，并经过滤网过滤后，再经由出风口将过滤后的空气排出，藉此达到空气循环调节的目的。
一般来说，随着换气设备的使用，滤网会越来越脏(因滤除了空气中的灰尘脏污)。而因为过于脏污的滤网会影响换气设备的循环调节的效率，进而因较低的效率而造成能源的耗损，因此使用者需要定期更换换气设备中的滤网。
惟，虽然换气设备的制造商多会在使用说明书中提醒使用者定期清洁或更换滤网，但绝大部分的使用者都会忘记，因而造成换气设备的效率越来越低，而能源的耗损越来越高。
有鉴于此，现有的换气设备通过会设置一计时装置来自动累计滤网的使用时间(即，换气设备的启动时间)，并于预设的使用时间到达时(例如30天)，主动发出清洁或更换滤网的提醒信息，以提醒使用者清洁或更换滤网。
然而，滤网的脏污程度实与空气品质有相当大的关联性。举例来说，当空气中的灰尘量大时，可能在短时间内滤网即已阻塞，但于现有技术中，在上述使用时间到达之前换气设备并不会发出提醒信息，因而使用者并不会更换滤网。如此一来，在上述使用时间到达之前，换气设备的效能将会明显地降低。
再例如，当空气中的灰尘量相当小时，可能在上述使用时间到达时滤网仍相当干净，于此情况下，换气设备主动发出的提醒信息则不具有实质意义。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种具滤网脏污检测功能的换气设备及其检测方法，可依据换气设备在各个使用阶段中本体内的压力的压差值，判断滤网是否需要更换。
本发明的另一主要目的，在于提供一种具滤网脏污检测功能的换气设备及其检测方法，可将压力感测模块直接放置于滤网后方以感测换气设备的本体内的压力，并通过无线方式对外传输，以计算所需的压差值。藉此，便于外部的分析监控装置依据压差值判断换气设备的滤网是否需要更换。
为了达成上述目的，本发明的换气设备主要包括一本体、分别安装于该本体两侧的一进气口与一出风口、安装在该进气口后方的一滤网、以及放置在该滤网与该出风口之间，用以感测经由该进气口与该滤网流入该本体内的空气所造成的压力的一压力感测模块。
该压力感测模块首先感测该换气设备刚启动时该本体内的压力相关数据以做为一初始数据，并于该换气设备启动后持续感测该本体内的压力相关数据以做为一工作数据，再将该初始数据与该工作数据传输至一分析监控装置。该分析监控装置依据该初始数据计算一参考压差值，并依据该工作数据计算一工作压差值，并且再依据该工作压差值与该参考压差值的比较结果判断该换气设备的该滤网的脏污程度。
本发明还提供了一种具滤网脏污检测功能的换气设备，包括：一本体，具有分别安装于该本体两侧的一进气口及一出风口；一滤网，安装于该进气口后方，过滤经由该进气口及该滤网流入该本体内的空气；一压力感测模块，设置于该滤网与该出风口之间，于该换气设备启动前感测该本体内的一静止压力值，于该换气设备刚启动时感测该本体内的一初始压力值，于该换气设备启动后持续感测该本体内的一工作压力值，并对外无线传输该静止压力值、该初始压力值及该工作压力值；及一分析监控装置，无线连接该压力感测模块以接收该静止压力值、该初始压力值及该工作压力值，依据该静止压力值与该初始压力值计算一参考压差值，依据该静止压力值与该工作压力值计算一工作压差值，并于该参考压差值与该工作压差值的一差值落入一预设压差范围时发出与该滤网相关的一警示讯息。
本发明进一步提供了一种换气设备的滤网脏污检测方法，其中该换气设备包括一本体、分别安装于该本体两侧的一进气口与一出风口、安装于该进气口后方的一滤网、设置于该滤网与该出风口之间的一压力感测模块、及与该压力感测模块无线连接的一分析监控装置，其中该滤网脏污检测方法包括：
a)该压力感测模块于该换气设备刚启动时感测该本体内的压力相关数据以做为一初始数据；
b)无线传输该初始数据至该分析监控装置；
c)该步骤b后，该分析监控装置依据该初始数据计算一参考压差值；
d)该压力感测模块于该换气设备启动后持续感测该本体内的压力相关数据以做为一工作数据；
e)无线传输该工作数据至该分析监控装置；
f)该步骤e后，该分析监控装置依据该工作数据计算一工作压差值；及
g)该分析监控装置于该参考压差值与该工作压差值的一差值落入一预设压差范围时发出与该滤网相关的一警示信息。
由于滤网会随着换气设备的使用而阻塞，进而影响经由滤网流入本体内的空气量，并导致本体内的压力改变。本发明相较于相关技术所能达到的技术功效在于，依据换气设备于各个使用阶段中本体内的压力的压差值来判断滤网是否需要更换，可得到比依据使用时间进行判断的方式更为精准的判断结果。
另外，本发明直接将具有无线传输功能的压力感测模块放置于换气设备的滤网的后方，以感测本体内的压力并对外无线传输，藉此可便于使用者轻易取得各式换气设备的本体内的压力。
附图说明
图1为本发明的第一具体实施例的换气设备架构图。
图2为本发明的第一具体实施例的压力感测模块方块图。
图3为本发明的第一具体实施例的参考压差值建立流程图。
图4为本发明的第一具体实施例的滤网脏污检测流程图。
图5为本发明的第二具体实施例的换气设备架构图。
图6为本发明的第二具体实施例的参考压差值建立流程图。
图7为本发明的第二具体实施例的滤网脏污检测流程图。
其中，附图标记说明如下：
1、1’ 换气设备
10 本体
100 风道
11 进气口
12 出风口
13 滤网
14 马达
15 风扇
16 马达感测模块
2 压力感测模块
21 压力感测单元
22 无线传输单元
3 分析监控装置
S10～S16 建立步骤
S18～S30 检测步骤
S40～S46 建立步骤
S50～S62 检测步骤
具体实施方式
兹就本发明的一较佳实施例，配合附图，详细说明如后。
首请参阅图1，为本发明的第一具体实施例的换气设备架构图。本发明主要揭露一种具滤网脏污检测功能的换气设备(下面将于说明书中简称为换气设备1)，该换气设备1可例如为空调设备、空气清净机、全热交换机或循环机等，不加以限定。
如图1所示，该换气设备1主要具有一本体10，以及设置在该本体10内的一滤网13、一压力感测模块2、一马达14及一风扇15。具体而言，该本体10内具有一风道100，并于该风道100的一侧安装有一进气口11，于另一侧安装有一出风口12。该滤网13安装于该进气口11的后方，而该压力感测模块2设置于该滤网13与该出风口12之间。
该马达14连接该风扇15。当该换气设备1被启动时，该马达14开启运转，并带动该风扇15转动。此时，外部的空气经由该进气口11与该滤网13被吸入该本体10内的该风道100中，并且再经由该出风口12排出该换气设备1外。由于空气被该换气设备1吸入后，会先经过该滤网13进行过滤，空气中的灰尘将会沉积于该滤网13中，因此该换气设备1经由该出风口12排出的会是干净的空气。
该压力感测模块2主要用于感测该本体10内的压力。当该换气设备1启动前，该压力感测模块2感测到的是一般的大气压力。当该换气设备1启动后，外部空气被吸入该本体10中，因而会改变该本体10内的压力。而随着该换气设备1的使用，该滤网13逐渐阻塞，进而影响到流入该本体10内的空气的质量，因而也会逐渐改变该本体10内的压力。一般来说，当该换气设备1启动后，该滤网13已阻塞时感测到的压力，会比该滤网13干净时(例如全新的滤网)感测到的压力来得大。
如上所述，本发明的主要技术特征在于，通过该压力感测模块2持续感测该换气设备1的该本体10内的压力，并通过该换气设备1在各个使用阶段中的压力的压差值来判断该滤网13是否需要更换。
本实施例中，该压力感测模块2主要先于该换气设备1启动之前，感测该本体10内的一静止压力值(约等于大气压力)。接着，于该换气设备1刚启动时，感测该本体10内的一初始压力值。更具体而言，该压力感测模块2主要是将该换气设备1启动后(即，该马达14开始运转后)感测到的第一笔压力值做为该初始压力值。并且，于该换气设备1启动后，持续感测该本体10内的压力值，并做为一工作压力值。其中，当该换气设备1的使用时间越长(即，该滤网13越脏)，则该工作压力值就越大。
该静止压力值与该初始压力值主要用于计算一参考压差值，而该静止压力值与该工作压力值则用于计算一工作压差值。于本发明采用的技术方案中，主要是于该参考压差值与该工作压差值之间的一差值落入一预设压差范围时，判断该滤网13需要更换，并发出与该滤网13相关的一警示信息，以提醒使用者清洁或更新该滤网13。
本实施例中，该换气设备1还可包括与该压力感测模块2无线连接的一分析监控装置3。该分析监控装置3无线接收该压力感测模块2传输的该静止压力值、该初始压力值及该工作压力值，依据该静止压力值及该初始压力值计算该参考压差值，并依据该静止压力值及该工作压力值计算该工作压差值。该分析监控装置3对该参考压差值与该工作压差值进行比对，以得出上述该差值，并且于该差值落入该预设压差范围时，判断该滤网13需要更换，并产生该警示信息。值得一提的是，该预设压差范围可为该分析监控装置3所内建，或为使用者自行设定，不加以限定。
请同时参阅图2，为本发明的第一具体实施例的压力感测模块方块图。如图2所示，该压力感测模块2主要包括一压力感测单元21，以及连接该压力感测单元21的一无线传输单元22。该压力感测单元21用以感测上述的该静止压力值、该初始压力值及该工作压力值，而该无线传输单元22则用于对外传输该静止压力值、该初始压力值及该工作压力值。
本实施例中，该无线传输单元22可为无线保真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)传输单元，而该分析监控装置3可为通过Wi-Fi传输技术(例如Wi-Fi direct技术或经过路由器)与该压力感测模块2无线连接的智慧型行动装置、中央伺服器(设置于该换气设备1的所在地)或云端伺服器(设置于云端)。另外，该无线传输单元22也可为射频(Radio Frequency,RF)传输单元或近场通讯(Near Field Communication,NFC)传输单元，而该分析控装置3可为通过RF传输技术或NFC传输技术与该压力感测模块2无线连接的智慧型行动装置或中央伺服器。
本发明中，该压力感测模块2仅通过该压力感测单元21来感测压力值，并通过/该无线传输单元22将感测到的压力值对外传输，而未设置用来计算压差值的处理单元。因此，可通过微机电***(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)技术将该压力感测模块2微小化，以便设置于该本体10内，并且不占据该本体10内的空间。
一般来说，该换气设备1的制造商可于该换气设备1制造时，直接将该压力感测模块2设置在该滤网13的后方。然而，于其他实施例中，使用者也可直接购买该压力感测模块2，并且自行将该压力感测模块2放置在既有的换气设备的滤网后方(不需安装)，以通过该压力感测模块2令既有的换气设备具备本发明的滤网脏污检测功能。
于一实施例中，该无线传输单元22还可为低耗电蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)传输单元，而该分析监控装置3为可支援BLE传输技术的智慧型行动装置。由于BLE技术具有低耗电的特性，若采用BLE技术进行传输，则一颗钮扣电池(button cell battery)即可供该压力感测模块2运作一年左右的时间。因此于本实施例中，使用者可直接购买该压力感测模块2，并自行放置于家中的换气设备的滤网后方，并且约一年或一年半的时间再更换一次电池即可，相当方便。如此一来，使用者不需要更换新型的该换气设备1即可使用本发明的滤网脏污检测方法，因此有助于该滤网脏污检测方法的推广。
参阅图3，为本发明的第一具体实施例的参考压差值建立流程图。若要采用本发明的滤网脏污检测方法，首先，使用者需建置内建有该压力感测模块2的该换气设备1，或是将额外购买的该压力感测模块2放置于该换气设备1的该滤网13后方。
该压力感测模块2主要于该换气设备1刚启动时感测该本体10内的压力相关数据，以做为一初始数据(步骤S10)，并且将该初始数据无线传输至该分析监控装置3(步骤S12)。具体而言，该压力感测模块2主要是在该换气设备1启动之前，先感测该本体10内的该静止压力值，并且将该换气设备1刚启动时所感测到的第一笔压力值做为该初始压力值，再将该静止压力值与该初始压力值作为该初始数据。并且，于该步骤S12中，该压力感测模块2是将该静止压力值与该初始压力值无线传输至该分析监控装置3。
该步骤S12后，该分析监控装置3可无线接收该初始数据，并依据该初始数据计算该参考压差值(步骤S14)。具体而言，该分析监控装置3是由该压力感测模块2无线接收该静止压力值与该初始压力值，并依据该静止压力值与该初始压力值来计算该参考压力值。并且，该分析监控装置3可进一步储存该参考压力值。
本实施例中，该分析监控装置3还可经由外部操作以设定该预设压差范围(步骤S16)，并将该预设压差范围与该参考压力值共同做为判断该滤网13是否需要更换的标准。然而，于其他实施例中，该预设压差范围可为该分析监控装置3所预设，或是由该分析监控装置3依据该参考压差值自动计算产生，不加以限定。
接着请同时参阅图4，为本发明的第一具体实施例的滤网脏污检测流程图。当该换气设备1启动后(即，该参考压差值已建立完成)，该压力感测模块2可持续感测该本体10内的压力相关数据，以做为一工作数据(步骤S18)，并且该工作数据无线传输至该分析监控装置3(步骤S20)。
具体而言，该压力感测模块2是于该换气设备1启动后持续感测该本体10内的该工作压力值，将该工作压力值做为该工作数据，并传输至该分析监控装置3。
该步骤S20后，该分析监控装置3可接收该工作数据，并依据该工作数据计算该工作压差值(步骤S22)。更具体而言，该分析监控装置3是由该压力感测模块2无线接收该工作压力值，并依据该工作压力值与先前接收的该静止压力值来计算该工作压差值。
该工作压差值计算完成后，该分析监控装置3进一步计算该参考压差值与该工作压差值的一差值(步骤S24)，并且判断该差值是否落入该预设压差范围(步骤S26)。当该差值落入该预设压差范围时，该分析监控装置3产生并发出与该滤网13相关的该警示信息(步骤S28)。若该差值没有落入该预设压差范围，则进一步判断该换气设备1是否关机(步骤S30)，并于该换气设备1关机前重复执行该步骤S18至该步骤S26，以持续判断该滤网13是否需要更换。
值得一提的是，若该分析监控装置3为中央伺服器或云端伺服器，则该分析监控装置3可将该警示信息传送至使用者的个人装置(例如简讯、APP推播或e-mail)，或是传送至该换气设备1并由该换气设备1来显示(例如发出提示声响或触发警示灯闪烁)。再者，若该分析监控装置3为智慧型行动装置(通过与该压力感测模块2对应的APP来计算该参考压差值与该工作压差值)，则该分析监控装置3可直接显示该警示信息。其中，该警示信息可为提醒该使用者清洁或更换该滤网13的文字、图片、影片或声音信息等，不加以限定。
续请参阅图5，为本发明的第二具体实施例的换气设备架构图。本实施例揭露另一换气设备1’，与前述的该换气设备1的差异在于，该换气设备1’还包括连接该马达14的一马达感测模块16。该马达感测模块16用于感测该马达的一马达转速并产生对应的一转速数据，并将该转速数据无线传输至该分析监控装置3。本实施例中，该马达感测模块16可与该压力感测模块2整合为一体，或是与该压力感测模块2分开设置。其中，该马达感测模块16主要可通过Wi-Fi传输技术、RF传输技术、NFC传输技术或BLE传输技术与该分析监控装置3无线连接，但不加以限定。
一般来说，该换气设备1可具有风量调整功能，具体来说，是通过调整该马达转速来调整该换气设备1的输出风量。例如，当该马达14停止转动时，风量为0；当该马达14运作于一第一转速时，风量为低风量(Low)；当该马达14运作于一第二转速时，风量为适中风量(Middle)；而当该马达14运作于一第三转速时，风量为高风量(High)。其中，该第三转速大于该第二转速，该第二转速大于该第一转速。
本实施例中，主要是通过该马达感测模块16来检测该马达转速，并依据多组的该马达转速来建立多个该参考压差值与多个该预设压差范围，具体如下表一所示：
表一
本实施例中，当该换气设备1刚启动时，会先控制该马达14运作于该第一转速(即，风量为Low)，并感测第一笔该初始压力值；接着，控制该马达14切换至该第二转速(即，风量为Middle)，并感测第二笔该初始压力值；最后，再控制该马达14切换至该第三转速(即，风量为High)，并感测第三笔该初始压力值。藉此，该分析监控装置3接收该静止压力值及该些初始压力值后，可分别建立对应至该第一转速的第一笔该参考压差值(例如为10Pa)、对应至该第二转速的第二笔该参考压差值(例如为30Pa)、及对应至该第三转速的第三笔该参考压差值(例如为60Pa)。
如上所述，该分析监控装置3还可分别设定对应至该第一转速的第一笔该预设压差范围(例如为15Pa～20Pa)、对应至该第二转速的第二笔该预设压差范围(例如为40Pa～45Pa)、及对应至该第三转速的第三笔该预设压差范围(例如为70Pa～75Pa)。
藉此，当该分析监控装置3接收了该工作压力值并计算出该工作压差值后，可依据所接收的该转速数据取得对应的该参考压差值与对应的该预设压差范围，并且于该工作压差值与对应的该参考压差值的差值落入对应的该预设压差范围时，产生该警示信息。本发明通过该马达感测模块16来检测该马达14的转速，并建立多组的参考压差值及预设压差范围，藉此可令本发明的感测方法更为精准。
值得一提的是，该马达感测模块16亦可同时记录该马达14的一运作时间(即，该换气设备1的一启动时间)，并同时依据该运作时间判断该滤网13是否需要更换。如此一来，本发明可同时通过运作时间及压差值来判断该滤网13的脏污程度，进而令感测结果更为精准。
另外，该马达感测模块16还可同时感测该马达14的一负载(Loading)状况。一般来说，当该滤网13干净时，该马达14的负载状况会较小，而当该滤网13阻塞时，该马达14的负载状况会较大。如此一来，本发明可同时通过马达负载状况及压差值，或是同时通过马达负载状况、运作时间及压差值来判断该滤网13的脏污程度，进而令感测结果更为精准。然而，以上所述皆仅为本发明的较佳具体实施例，不应以此为限。
参阅图6与图7，分别为本发明的第二具体实施例的参考压差值建立流程图与滤网脏污检测流程图。图6与图7系运用于图5所示的该换气设备1’，以举例说明。于本实施例中，该压力感测模块2先于该换气设备1’启动前感测该静止压力值，并传输至该分析监控装置3(步骤S40)。接着，于该换气设备1’刚启动时，依据多组该马达转速分别感测多个该初始压力值，并分别传输至该分析监控装置3(步骤S42)。举例来说，该压力感测模块2于该马达14刚启动且运作在该第一转速、该第二转速与该第三转速时，分别感测第一笔该初始压力值、第二笔该初始压力值与第三笔该初始压力值，并分别传输至该分析监控装置3。本实施例中，该马达转速可由该换气设备1’在刚启动时自动切换，或由使用者手动切换，不加以限定。
该分析监控装置3分别接收多个该初始压力值，并且依据该静止压力值及多个该初始压力值分别计算多个该参考压差值(步骤S44)，其中各该参考压差值分别对应至各该马达转速。并且，该分析监控装置3分别设定多个该预设压差范围(步骤S46)，其中各该预设压差范围分别对应至各该马达转速。
接着如图7所示，该分析监控装置3系持续从该压力感测模块2及该马达感测模块16接收该工作压力值与该转速数据(步骤S50)，依据该工作压力值计算该工作压差值(步骤S52)，并依据该转速数据取得对应的该参考压差值与对应的该预设压差范围(步骤S54)。接着，该分析监控装置3计算该工作压差值与对应的该参考压差值的差值(步骤S56)，并且判断该差值是否落入对应的该预设压差范围(步骤S58)。
该分析监控装置3于该差值落入对应的该预设压差范围时发出该警示信号(步骤S60)。于该差值没有落入对应的该预设压差范围时，进一步判断该换气设备1’是否关机(步骤S62)，并且于该换气设备1’关机之前重复执行该步骤S50至该步骤S58，以持续判断该滤网13是否需要更换。
值得一提的是，若该分析监控装置3的周围设置有多个该换气设备1、1’(即，具有多个该压力感测模块2)，则该分析监控装置3可同时接收该多个换气设备1、1’的压力相关数据、马达的转速数据、运作时间及负载状况等。藉此，该分析监控装置3有效地管理范围内所有的换气设备1、1’的数量、设备维护时间及滤网的更换时间与更换数量等，相当便利。
以上所述仅为本发明之较佳具体实例，非因此即局限本发明之专利范围，故举凡运用本发明内容所为之等效变化，均同理皆包含于本发明之范围内，合予陈明。

Claims (5)

1.一种换气设备的滤网脏污检测方法，其中该换气设备包括一本体、分别安装于该本体两侧的一进气口与一出风口、安装于该进气口后方的一滤网、设置于该滤网与该出风口之间的一压力感测模块、及与该压力感测模块无线连接的一分析监控装置，其中该滤网脏污检测方法包括：
a)该压力感测模块于该换气设备刚启动时感测该本体内的压力相关数据以做为一初始数据；
b)无线传输该初始数据至该分析监控装置；
c)该步骤b后，该分析监控装置依据该初始数据计算一参考压差值；
d)该压力感测模块于该换气设备启动后持续感测该本体内的压力相关数据以做为一工作数据；
e)无线传输该工作数据至该分析监控装置；
f)该步骤e后，该分析监控装置依据该工作数据计算一工作压差值；及
g)该分析监控装置于该参考压差值与该工作压差值的一差值落入一预设压差范围时发出与该滤网相关的一警示信息；
其中该步骤a包括下列步骤：
a1)于该换气设备启动前感测该本体内的一静止压力值；及
a2)于该换气设备刚启动时感测该本体内的一始初压力值；
该步骤c是依据该静止压力值及该初始压力值计算该参考压差值；
该步骤d是于该换气设备启动后持续感测该本体内的一工作压力值，该步骤f是依据该静止压力值及该工作压力值计算该工作压差值。
2.根据权利要求1所述的滤网脏污检测方法，其中该换气设备还包括安装于该本体内的一马达，以及连接该马达的一马达感测模块，该马达感测模块感测该马达的一马达转速，以产生并无线传输一转速数据至该分析监控装置。
3.根据权利要求2所述的滤网脏污检测方法，其中该步骤a2中，该压力感测模块依据多组该马达转速分别感测多个该初始压力值；该步骤c中，该分析监控装置依据该多个初始压力值计算多个该参考压差值，并设定多个该预设压差范围。
4.根据权利要求3所述的滤网脏污检测方法，其中该步骤g中，该分析监控装置依据该转速数据取得对应的该参考压差值与对应的该预设压差范围，并于该工作压差值与对应的该参考压差值的该差值落入对应的该预设压差范围时产生该警示信息。
5.根据权利要求4所述的滤网脏污检测方法，其中该压力感测模块与该马达感测模块分别通过BLE传输技术与该分析监控装置无线连接。
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