CN111550893A - 基于co2浓度控制的正压风机通风装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，包括壳体、扰流***、风机***、过滤***和防护***，防护***、绕流***、风机***和过滤***均设置于壳体内，扰流***包括扰风板和扰流器，风机***为正压风机，正压风机设于扰风板和扰流器之间，扰流器后设有防护***。本装置为正压通风***，通过室外向室内供风，设置了绕流***，具体有前台阶扰流器以及前置的导风板组成，前向台阶具有很好的整流的作用，本发明通过在过滤层前端设置了前台阶扰流器，对来流进行整流，增大风机的能源利用效率；同时，本发明在风机的前端设置了导风板，该设计可以有效的对风机的风向进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种通风设备领域，具体是一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置及其使用方法。
背景技术
不管是学***的提高，人们对室内环境空气质量越来越重视。目前，手动开窗进行自然通风是改善室内空气品质的主要方式。然而，在雾霾天气时，室外中细颗粒物(PM2.5)通过窗户进入室内，加剧室内空气的污染。一般采用空气净化器能去除PM2.5和甲醛等室内污染物，但大多数家用空气净化器不具有换气功能，仍不能有效改善室内空气品质。此外，当室内空调运行时，若不进行开窗自然通风，室内空气品质依然会变差，若进行开窗自然通风，则会导致能耗增加。采用通风机可以实现换气功能，部分通风机带有滤网，可以去除室内PM2.5，可以改善室内空气质量，然而这类机械通风***主要用于大型商用建筑和部分别墅，而且费用较高，安装复杂，并不适用普通民用建筑等。
通过研究一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，实现室内外空气交换，从而改善室内空气品质，对于提高人体健康、提升生活品质具有重要意义。
发明内容
本发明的目的提供一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置与方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
本发明所提供的一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，包括壳体、扰流***、风机***、过滤***和防护***，所述防护***、绕流***、风机***和过滤***均设置于所述壳体内，所述扰流***包括扰风板和扰流器，所述风机***为正压风机，所述正压风机设于所述扰风板和扰流器之间，所述扰流器后设有防护***
本装置为正压通风***，通过室外向室内供风。本装置设置了绕流***，具体有前台阶扰流器以及前置的导风板组成。通过实验研究发现，前向台阶具有很好的整流的作用，本装置设置了防护罩以及过滤层，这不可避免地带来风阻的问题，本发明通过在过滤层前端设置了前台阶扰流器，对来流进行整流，增大风机的能源利用效率；同时，本发明在风机的前端设置了导风板，该设计可以有效的对风机的风向进行调整。
在一些实施方式中，所述壳体为框体状，所述扰流***、风机***、过滤***和防护***均适配安装于所述壳体内，所述扰风板安装于所述壳体端口，所述扰风板包括若干导风板。
在一些实施方式中，所述扰流器为前台阶扰流器，所述前台阶扰流器包括扰流器框体和设于所述扰流器框体内的台阶部，所述台阶部的数量为两个，分设于所述扰流器框体内壁上，两台阶部平行设置。
在一些实施方式中，所述过滤***为HEPA材质的过滤网。
一种检测***，其中，包括权利要求1～4中的通风装置、CO2传感器、无线通信模块、微处理器和云端服务器。
在一些实施方式中，所述CO2传感器的数量不少于三个，CO2传感器的排布位置为检测点居中位置、检测点边缘位置以及CO2释放源，所述CO2传感器与所述微处理器相连，微处理器通过无线通信模块连接于所述云端服务器，所述微处理器与所述通风装置相连。
基于权利要求1～6所述的一种CO2浓度控制的正压风机通风装置的使用方法，其中，通过CO2传感器对***的CO2浓度进行探测，探测的数据通过控制端发送到云端服务器；在云端服务器中，***采用移动平均算法对数据进行处理，并对数据大小划分不同等级，向下发出指令控制风机的转速，其中风机的转速通过PWM进行实现。
在一些实施方式中，其***的操作步骤如下：
通过CO2传感器对房间内至少三个点进行CO2检测，通过CO2传感器将信号传输至正压风机***中，再将信号上传至云端服务器中，在云端进行数据处理，并对房间的空气质量进行检测，并将信号发出指令控制风机进行多挡运行，运行后再通过CO2传感器对房间内空气质量进行检测。
在一些实施方式中，所述风机的风量分为低挡、中挡和高挡三种，以及待机状态。
附图说明
图1为本发明的整体装配结构示意图；
图2为本发明装配图的***示意图；
图3为本发明基于CO2的总体控制流程图；
图4为本发明的控制***示意图；
图5为本发明的控制电路设计示意图；
图6为本发明的总体尺寸图；
图7为本发明的安装位置示意图。
图中1为扰流***，11扰风板，12为前台阶扰流器，2为风机***，4 为过滤***，5为防护***，6为外壳。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明进行进一步详细的说明。
如图1所示，本装置结构较为紧凑且装置的各部分安放顺序安排合理。
如图6所示，是本装置的一个总体尺寸大小，为一个120x120x220mm 的一个长方体。
如图7所示，是本装置的一个安装示意图，安装方便，嵌入墙体即可。
本实施例中，横截面直径160mm，长度261mm，安装方便，嵌入墙体即可。除此，其他的尺寸也可。
如图2中所示，一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，包括壳体6、扰流***1、风机***2、过滤***4和防护***5，防护***5、绕流***1、风机***2和过滤***4均设置于壳体6内，扰流***1包括扰风板11和扰流器12，风机***2为正压风机，正压风机安装于扰风板11 和扰流器12之间，扰流器12后设置有防护***5，防护***5为防护罩。
此装置是通过室外向室内供风，在实际使用时不可避免地会带来异物进入***内部，通过设置防护罩可以有效的防止类似事件的发生。
本装置为正压通风***，通过室外向室内供风。本装置设置了绕流***，具体有前台阶扰流器以及前置的导风板组成。通过实验研究发现，前向台阶具有很好的整流的作用，本装置设置了防护罩以及过滤层，这不可避免地带来风阻的问题，本发明通过在过滤层前端设置了前台阶扰流器，对来流进行整流，增大风机的能源利用效率；同时，本发明在风机的前端设置了导风板，该设计可以有效的对风机的风向进行调整。
壳体6为框体状，扰流***1、风机***2、过滤***4和防护***5 均适配安装于壳体6内，扰风板11安装于壳体6端口，扰风板11包括若干导风板，导风板可以起到很好的导流作用，并可以有效的对风机的风向进行调整。
扰流器12为前台阶扰流器，前台阶扰流器包括扰流器框体和设于扰流器框体内的台阶部，台阶部的数量为两个，分设于扰流器框体内壁上，两台阶部平行设置，台阶部面向风流来向呈弧面设置；前向台阶具有很好的整流的作用，本装置设置了防护罩以及过滤层，这不可避免地带来风阻的问题，本发明通过在过滤层前端设置了前台阶扰流器，对来流进行整流，增大风机的能源利用效率
过滤***为HEPA材质的过滤网。
如图3所示，装置和***的CO2传感器构成***，通过CO2传感器对***的CO2浓度进行探测，探测的数据通过控制端发送到云端。在云端，***采用移动平均算法对数据进行处理，并对数据大小划分不同等级，向下发出指令控制风机的转速，其中风机的转速通过PWM进行实现。
移动平均算法，具体来说，***采样频率为每秒一次，并在缓存中暂时记录，当记录3秒的数据后，对前3秒数据取均值作为当前显示控制数据，然后***清除第一秒的数据并记录下1秒的数据，随后对缓存中现有的3个记录数据取平均，依此类推，当***记录10分钟后整体刷新清零。
本发明将CO2浓度数据划分为4个等级，分别为空气干净(500-700ppm)、空气较为干净(700-800ppm)、较为污浊(800-1200ppm)污浊(大于 1200ppm)。
当空气干净时，装置待机；当空气较为干净的时候，装置维持在小风量状态(50m3/h)；较为污浊时，装置维持在中风量状态(100m3/h)；污浊时，装置维持在大风量状态(120m3/h)。装置采用实时控制策略，响应及时。
通过CO2传感器对***的CO2浓度进行探测，探测的数据通过控制端发送到云端服务器；在云端服务器中，***采用移动平均算法对数据进行处理，并对数据大小划分不同等级，向下发出指令控制风机的转速，其中风机的转速通过PWM进行实现。
其***的操作步骤如下：
通过CO2传感器对房间内至少三个点进行CO2检测，通过CO2传感器将信号传输至正压风机***中，再将信号上传至云端服务器中，在云端进行数据处理，并对房间的空气质量进行检测，并将信号发出指令控制风机进行多挡运行，运行后再通过CO2传感器对房间内空气质量进行检测。
风机的风量分为低挡、中挡和高挡三种，以及待机状态。
如图4所示，一种检测***，其中，包括通风装置、CO2传感器、无线通信模块、微处理器和云端服务器。
CO2传感器的数量不少于三个，CO2传感器的排布位置为检测点居中位置、检测点边缘位置以及CO2释放源，CO2传感器与微处理器相连，微处理器通过无线通信模块连接于云端服务器，微处理器与通风装置相连。
由于本装置为一个微通风***，考虑到通风会带来热负荷以及CO2分布不均匀等问题，从节能角度出发，本装置为一个微通风***，即在常规工况下风机的风量为小风量状态。为了提高净化效率，本装置适合安装在离CO2产生源较近的地方以达到快速净化的目的。
如图5所示，是本装置的控制电路设计。本***的室内空气质量检测装置硬件电路设计包括STM32单片机最小***电路、电源电路和***传感器电路设计。单片机的最小***由时钟电路，复位电路，电源电路和***拓展电路组成。***拓展为3个CO2传感器和1个无线通信模块的设计电路。
以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也视为发明保护之内。
Claims (9)
1.一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，其特征在于，包括壳体、扰流***、风机***、过滤***和防护***，所述防护***、绕流***、风机***和过滤***均设置于所述壳体内，所述扰流***包括扰风板和扰流器，所述风机***为正压风机，所述正压风机设于所述扰风板和扰流器之间，所述扰流器后设有防护***。
2.根据权利要求1所述的一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，其特征在于，所述壳体为框体状，所述扰流***、风机***、过滤***和防护***均适配安装于所述壳体内，所述扰风板安装于所述壳体端口，所述扰风板包括若干导风板。
3.根据权利要求2所述的一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，其特征在于，所述扰流器为前台阶扰流器，所述前台阶扰流器包括扰流器框体和设于所述扰流器框体内的台阶部，所述台阶部的数量为两个，分设于所述扰流器框体内壁上，两台阶部平行设置。
4.根据权利要求2所述的一种基于CO2浓度控制的智能正压风机通风装置，其特征在于，所述过滤***为HEPA材质的过滤网。
5.一种检测***，其中，包括权利要求1～4中的通风装置、CO2传感器、无线通信模块、微处理器和云端服务器，所述CO2传感器的数量为若干，且CO2传感器与所述微处理器信号相连，所述微处理器控制所述通风装置开闭，所述微处理器与所述无线通信模块相连，所述无线通信模块将信息发送至所述云端服务器。
6.根据权利要求5所述的一种检测***，其中，所述CO2传感器的数量不少于三个，CO2传感器的排布位置至少放置为检测点居中位置、检测点边缘位置以及CO2释放源，所述CO2传感器与所述微处理器相连，微处理器通过无线通信模块连接于所述云端服务器，所述微处理器与所述通风装置相连。
7.基于权利要求1～6所述的一种CO2浓度控制的正压风机通风装置的使用方法，其中，通过CO2传感器对***的CO2浓度进行探测，探测的数据通过控制端发送到云端服务器；在云端服务器中，***采用移动平均算法对数据进行处理，并对数据大小划分不同等级，向下发出指令控制风机的转速，其中风机的转速通过PWM进行实现。
8.根据权利要求7所述的基于CO2浓度控制的正压风机通风装置的使用方法，其中，其***的操作步骤如下：
通过CO2传感器对房间内至少三个点进行CO2检测，通过CO2传感器将信号传输至正压风机***中，再将信号上传至云端服务器中，在云端进行数据处理，并对房间的空气质量进行检测，并将信号发出指令控制风机进行多挡运行，运行后再通过CO2传感器对房间内空气质量进行检测。
9.根据权利要求8所述的基于CO2浓度控制的正压风机通风装置的使用方法，其中，所述风机的风量分为低挡、中挡和高挡三种，以及待机状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200818 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |