新風節能系統控制裝置及其控制方法

2023-12-04 07:36:16

專利名稱：新風節能系統控制裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及空氣調節領域，具體為新風節能系統控制裝置及其控制方法。
背景技術：
空氣品質對人體的健康影響十分密切，從一度流行的負離子發生器，到各式室內空氣淨化器，都試圖對室內空氣進行過濾、消毒和淨化。近年又出現了家庭新風系統的技術和產品，例如從節能角度考慮設計的全熱交換新風系統是在新風機內設置了空氣熱交換器，冬季和夏季室內外存在較大溫差，將引入室內的空氣與排出的空氣進行能量交換，節約了能源，它屬於雙向流新風機。還有很多單向流新風機，它們無空氣熱交換器，是採用風機的進風或排風在室內產生的正壓或負壓將新風從對應設置的風口中引入室內，同時室內汙濁的空氣被正壓擠出室外或被排風機排出。但現行新風系統都未考慮將其與室內已有的空調結合聯動，即在實現新風功能的同時，在夏季夜間可以利用室外溫度已經大幅下降的新風為室內降溫。而我國大部分地 區夏季的晝夜溫差都在10°c以上，在夜間完全可以引入室外新風進行室內降溫，大大減少空調的工作量，大幅節約電能，同時從大自然引入的新風使人們避免「空調病」的困擾，生活更健康。

發明內容
本發明的目的在於解決技術背景中所述的不足，具體是提供一種新風節能系統控制裝置及其控制方法，該控制裝置主要由控制器、室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、氣體傳感器、功能設置鍵和/或顯示器組成，可以與外接的空調、風機、風門構成新風節能系統。其中，控制器由驅動電源、邏輯控制電路、室內溫度傳感器信號接收電路、室外溫度傳感器信號接收電路、氣體傳感器信號接收電路、風機執行電路、風門執行電路、空調控制電路、功能設置鍵和/或顯示器執行電路組成。通過對控制器中的邏輯控制電路進行編程，可以實現1、新風功能，控制、啟動選定的居室所對應風機和風門，引入室外新風保障室內空氣流通，排除室內的空氣汙染；2、降溫節能功能，控制器中的邏輯控制電路中設置有微電腦晶片，通過編程實現將室外溫度傳感器測得的溫度信息與已設定的室外溫度閥值Tl進行比較，決定空調開關執行電路的工作狀態；將室內溫度傳感器測得的溫度信息與已設定的室內溫度閥值T2進行比較，決定風機執行電路和風門執行電路的工作狀態，進而實現風機、風門與空調聯動的新風節能系統。在夏季的夜晚，當室外溫度下降到所設定的溫度閥值時，控制器控制空調停止運行，並適時控制風機、風門啟動和打開，大量引入室外低溫新風為室內降溫，同時室內汙濁、悶熱的空氣被排出室外，減少空調的工作量，大幅節約電能。
3、實時排汙染，氣體傳感器實時監測室內空氣品質，當有害氣體汙染超標時,風機、風門同時啟動、打開，利用引入的新風稀釋空氣和排除室內有害氣體，保障室內空氣安全。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是將室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、氣體傳感器、功能設置鍵和/或顯示器分別與控制器中的室內溫度傳感器信號接收電路、室外溫度傳感器信號接收電路、氣體傳感器信號接收電路、功能設置鍵和/或顯示器執行電路一一對應相連，構成本發明所述的新風節能系統控制裝置。再將風機，風門，空調與風機執行電路，風門執行電路，空調控制電路一一對應連接，構成聯動空調的新風節能系統。
所述的空調控制電路可以通過實體電線直接與空調室內機上已有的開關接線端子相連，在邏輯控制電路的控制下實現空調的開與關；也可以採用無線信號實現對空調的連結與控制，如採用公知的「萬能遙控器」技術原理實現對不同型號的空調進行認定，並在邏輯控制電路的控制下以發射無線信號實現空調的開與關。所述的風機包括單向流風機和雙向流風機，其中單向流風機包含多孔自平衡新風機及多孔靜音送風機，雙向流風機包括熱交換新風機；所述的驅動電源為各單元電路提供工作電源。所述的居室包括臥室、客廳和餐廳。所述的風門執行電路與邏輯控制電路相連，並在邏輯控制電路的控制下打開或關閉所選定的風門，實現對不同居室的通風或不通風的控制。所述的功能設置鍵和/或顯示器，顯示器是在其對應的執行電路驅動下，顯示功能設置鍵的設置情況和本發明的工作狀態。新風節能系統的控制裝置的控制方法為1、新風功能首先，在控制器的功能按鍵上選擇需要通風的居室(也可全選)、風量和是否定時的設定，再設置新風系統為排除室內汙染的新風功能上，風機執行電路就啟動風機，風門執行電路打開被選定的居室所對應的風門，而未被選定的居室風門是關閉的。這樣，利用新風流動而排除被選定的室內的空氣汙染。2、降溫節能功能夏季晝夜溫差很大，夜晚可以在控制器的功能按鍵上選擇需要 通風的居室，而如客廳、書房等夜間無人就寢的居室就不要選定，以達到節能的效果。再設定新風系統在節能降溫的功能上，選定相應檔位的大風量和是否定時功能；爾後設定可以利用室外新風降溫的室外溫度閥值Tl和人們在室內願意承受的環境溫度值，即室內溫度閥值T2。當室外溫度傳感器測得室外溫度降至設定的室外溫度閥值Tl時，邏輯控制電路將通過空調控制電路控制空調停機，此後室內溫度會因空調停機而漸漸上升，當室內溫度傳感器測得室內溫度升至設定的室內溫度閥值T2時(T2可以設置為< Tl)，邏輯控制電路將通過風機執行電路啟動風機並運行在所設置的大風量的檔位，同時被選定的居室所對應的風門打開，而未被選定的居室對應的風門是關閉的。這樣，利用風機引入室外的大量冷風對居室進行降溫，達到既有新風又節能的雙重效果。3、實時排汙染功能利用安裝於室內的氣體傳感器探測如甲醛、苯等對人體有傷害的氣體，當室內有害氣體汙染超標時，邏輯控制電路就會通過風機執行電路，風門執行電路自動啟動風機和打開風門稀釋和排除室內有害氣體，達到空氣安全的目的。本發明的有益效果是提供了一種全新的新風系統控制裝置，從而實現對現行新風系統的功能提升和拓展，其淨化空氣和「自然空調」的雙重功能，避免了 「空調病」並大幅節約電能。


圖I是本發明的控制器中各單元電路連接關係方框圖；圖2是與本發明與風機、風門、空調共同組成的新風節能系統電氣連接方框圖；圖3是本發明應用於雙向流風機時的新風系統示意圖；圖4是本發明應用於單向流風機時的新風系統示意圖。圖中I-邏輯控制電路，2-驅動電源，3-風機執行電路，4-風門執行電路，5-空調控制電路，5-1-發射件，6-室內溫度傳感器信號接收電路，6-1-室內溫度傳感器，7-室外溫度傳感器信號接收電路，7-1-室外溫度傳感器，8-氣體傳感器信號接收電路，8-1-氣體傳感器，9-功能設置鍵和/或顯示器執行電路，9-1-功能設置鍵和/或顯示器，10-控制器，11-空調，12-風機，13-風門，14-進風口，15-排風口，16-淨化箱，17-風管，18-總風口，19-內門，20-玻璃，21-牆，22-入室門，23-分支器，24-總迴風口。
具體實施方式
新風節能系統控制裝置及其控制方法，其新風節能系統控制裝置主要由室內溫度傳感器6-1、室外溫度傳感器7-1、氣體傳感器8-1、功能設置鍵和/或顯示器9-1、控制器10組成。控制器10中的室內溫度傳感器信號接收電路6、室外溫度傳感器信號接收電路7、氣體傳感器信號接收電路8、風機執行電路3、風門執行電路4、空調控制電路5、功能設置鍵和/或顯示器執行電路9分別與邏輯控制電路I相連。所述的淨化箱16是對欲進入室內的新風進行過濾和淨化的裝置，包括已有技術生產的新風淨化箱；所述的風門13是指 包括電動風閥、風柵等用於隔絕、控制空氣流通的裝置；所述的分支器23是一個大風口對應若干個分風口的、對風流進行分路的器件，市場已經有售風機專用的分支器產品；所述的空調11包括壁掛式和立式空調，含室內和室外機，圖中僅畫出了室內機作為示意；所述的風管17是對分布在新風系統中各段落的通風管的統稱，包括進風管和排風管；所述的控制器10上設置有功能設置鍵和/或顯示器9-1 ;所述的門19表示各居室的門的大體位置；所述的玻璃20代表玻璃窗和玻璃隔斷；所述的牆21表示單元房的大致外部輪廓及各個居室的大體分隔情況。下面描述本發明的實施例，但本發明的內容不局限於此實施例I :圖I是本發明的控制器中各單元電路的連接關係方框圖，圖2是本發明與風機、風門、空調共同組成的新風節能系統電氣連接方框圖，圖3是本發明應用於雙向流風機時的新風節能系統示意圖，是例舉本發明安裝在2室2廳I廚I衛的單元房子內，其中雙向流風機採用熱交換新風機。首先，將室內溫度傳感器6-1和室外溫度傳感器7-1分別安裝在居室的室內和室外的適當位置，將氣體傳感器8-1安裝在室內靠近人體的地方；將熱交換新風機安裝在衛生間的吊頂上方。將總風口 18、淨化箱16、熱交換新風機、分支器23、風門13、風管17、進風口 14依次相連構成進風通道，進風口 14設置在居室內的牆體或吊頂上。經居室內的排風口 15、風管17、風門13、分支器23、熱交換新風機、總迴風口 24依次連接構成排風通道。本實施例採用無線信號實現對空調的連結與控制，圖中3的5-1是無線信號的發射件，從控制器10引線到居室並設置在進風口 14上，對準空調室內機的紅外信號接收方位安裝，由空調控制電路控制發射無線信號實現空調的開與關的控制。同時，為進一步降低能耗，本實施例在通向居室的進風通道和排風通道中分別設置風門13，風門13在邏輯控制電路I的控制下通過風門執行電路4對進、排風通道進行開或關，實現對居室有選擇地進行通風。其次，按照圖2的本發明與風機、風門、空調共同組成的新風節能系統電氣連接方框圖的連接關係，將室內溫度傳感器6-1，室外溫度傳感器7-1，氣體傳感器8-1，風機12，風門13分別與控制器10中對應的接線端相連，因本領域技術人員均能認知並會操作，故各圖中均未標畫出其具體物理布線路徑圖。下面例舉本發明的控制方法I、新風功能首先，在控制器的功能按鍵上選擇需要通風的居室(也可全選)、風量和是否定時的設定，再設置新風系統為排除室內汙染的新風功能上，風機執行電路3就啟動風機11，同時被選定的居室所對應的風門13打開，而未被選定的居室風門是關閉的，這樣，利用新風流動而排除被選定的室內的空氣汙染。空氣流通路徑為在熱交換新風機的作用下，室外新風從總風口 18進入，經淨化箱16過濾，再由熱交換新風機內的熱交換器進行能量交換後進入分支器23的大風口，再經分風口分流進入風管17並流過上述已經選定的居室對應的已打開的風門13，最後到達進風口 14，室外新風就進入了居室。同時，室內原有的汙濁空氣在熱交換新風機的作用下，經排風口 15進入風管17，再經過已選定的居室對應的已打開的風門13到達分支器的分風口流向分支器的大風口，然後進入熱交新換機進行能量交換，最後從總迴風口排出室外。2、降溫節能功能夏季晝夜溫差很大，夜晚可以在控制器的功能按鍵上選擇需要通風的居室，再設定新風系統在節能降溫的功能上，選定相應檔位的大風量和是否定時功能；爾後設定室外溫度閥值Tl和室內溫度閥值T2。當室外溫度傳感器7-1測得室外溫度降至設定的室外溫度閥值Tl時，邏輯控制電路I將通過空調控制電路5控制空調11停機，此後室內溫度會因空調11停機而漸漸上升，當室內溫度傳感器6-1測得室內溫度升至設定的室內溫度閥值T2時(T2可以設置為< Tl)，邏輯控制電路I將通過風機執行電路3啟動風機12並運行在所設置的大風量的檔位，同時風門執行電路4控制已選定的居室所對應的風門 13打開，這樣，利用風機引入室外的大量冷風對居室進行降溫，達到既有新風又節能的雙重效果。空氣流通路徑與上述「新風功能」所述同理，在此不再贅述，只因設置在大風量檔位，故而風量大，室內、外空氣的快速交換，達到利用室外低溫度的冷風為室內降溫的效果。3、實時排汙染功能邏輯控制電路I利用安裝於室內的氣體傳感器8-1探測如甲醛、苯等對人體有傷害的氣體，當室內有害氣體汙染超標時，邏輯控制電路I就會通過風機執行電路3，風門執行電路4自動啟動風機並同時打開風門13稀釋和排除室內有害氣體，達到空氣安全的目的。實施例2 :圖4是本發明應用於單向流風機時的新風系統示意圖，本實施例新風節能系統控制裝置及其控制方法的實現與實施例I完全一樣。只是例舉本發明應用於單向流風機的新風系統，所採用的風機12為多孔靜音送風機，它與空氣淨化箱16、總風口 18、風門13的安裝與實施例I 一樣，連接方面所不同的是無需分支器而是直接從多孔靜音送風機的分風口(出風口)接風管17，連接風管17的進風口 14設置在室內的通向其他居室的牆體的洞孔中。在多孔靜音送風機的作用下，室外新風從總風口 18進入，並由新風淨化箱過濾後，經過多孔靜音送風機再經上述已經選定的居室對應的已打開的風門13，經由進風口14進入居室並產生正壓。同時，室內原有的汙濁空氣經由設置在外牆上的排風口 15流出室夕卜。此處所述的排風口 15可採用無動力的自然風口(如自垂風簾風口)或動力風口。應該說，本領域普通技術人員在本發明的啟示下，還可做出其他的變形或改進，如變換控制器內的全部或部分單元電路的電路結構或功能實現方法，或者變換表達方式而將本發明所述的控制器單獨製作並賦予名稱，爾後再與室內溫度傳感器、室外溫度傳感器、功能設置鍵和/或顯示器配套運用也實現到本發明的目的，但凡包含設置有室內、外溫度傳感器並根據溫度傳感器測得室內、室外的溫度值與設定的室內、外溫度閥值比較判斷後，實施風機、風門與空調進行聯動控制的特徵，均應視為本發明的設計思路、方法與保護範圍。
權利要求
1.新風節能系統控制裝置及其控制方法，其新風節能系統控制裝置主要由室內溫度傳感器(6-1)，室外溫度傳感器(7-1)，氣體傳感器(8-1)，功能設置鍵和/或顯示器(9-1)、控制器(10)組成，並與空調(11)風機(12)，風門(13)構成新風節能系統，其特徵在於所述的控制器(10)由驅動電源(2)，邏輯控制電路(I)，室內溫度傳感器信號接收電路(6)，室外溫度傳感器信號接收電路(7)，氣體傳感器信號接收電路(8)，風機執行電路(3)，風門執行電路(4)，空調控制電路(5)，功能設置鍵和/或顯示器執行電路(9)組成。
2.根據權利要求I所述的新風節能系統控制器及其控制方法，其特徵在於所述的室內溫度傳感器信號接收電路￠)，室外溫度傳感器信號接收電路(7)，氣體傳感器信號接收電路(8)，風機執行電路(3)，風門執行電路(4)，空調控制電路(5)，功能設置鍵和/或顯示器執行電路(9)分別與邏輯控制電路⑴相連。
3.根據權利要求I所述的新風節能系統控制器及其控制方法，其特徵在於所述的輯控制電路(I)中設置有微電腦晶片，通過編程實現將室外溫度傳感器測得的溫度信息與已設定的室外溫度閥值Tl進行比較，決定空調開關執行電路(5)的工作狀態，將室內溫度傳感器測得的溫度信息與已設定的室內溫度閥值T2進行比較，決定風機執行電路(3)和風門執行電路(4)的工作狀態，進而實現風機、風門與空調聯動的新風節能系統。
4.根據權利要求I所述的新風節能系統控制器及其控制方法，其特徵在於風門執行電路(4)與邏輯控制電路(I)相連，並在邏輯控制電路(I)的控制下打開或關所選定的風門，實現對不同居室的通風或不通風的控制。
5.根據權利要求I所述的新風節能系統控制器及其控制方法，其特徵在於所述的控制器上還設置有功能設置鍵和/或顯示器(9-1)。
6.根據權利要求I所述的新風節能系統控制器及其控制方法，其特徵在於所述的空調控制電路(5)可以通過實體電線直接與空調室內機上已有的開關接線端子相連，在邏輯控制電路(I)的控制下實現空調的開與關；也可以採用無線信號實現對空調的連結與控制。
7.根據權利要求I所述的新風節能系統控制器及其控制方法，其特徵在於所述的新風節能系統控制裝置的控制方法為 ①、新風功能首先，在控制器(10)的功能按鍵上選擇需要通風的居室(也可全選)、風量和是否定時的設定，再設置新風系統為排除室內汙染的新風功能上，風機執行電路(3)就啟動風機(12)，同時被選定的居室所對應的風門(13)打開，而未被選定的居室風門是關閉的，這樣，利用新風流動而排除被選定的室內的空氣汙染； ②、降溫節能功能在控制器(10)的功能按鍵上選擇需要通風的居室，再設定新風系統在節能降溫的功能上，選定相應大風量的檔位和是否定時功能；爾後設定室外溫度閥值Tl和室內溫度閥值T2，當室外溫度傳感器(7-1)測得室外溫度降至設定的室外溫度閥值Tl時，邏輯控制電路(I)將通過空調控制電路(5)控制空調(11)停機，此後室內溫度會因空調停機而漸漸上升，當室內溫度傳感器(6-1)測得室內溫度升至設定的室內溫度閥值T2時(T2可以設置為STl)，邏輯控制電路(I)將通過風機執行電路(3)啟動風機並運行在所設置的大風量的檔位，同時只有被選定的居室所對應的風門(4)打開，而未被選定的居室對應的風門是關閉的。這樣，利用風機(12)引入室外的大量冷風對居室進行降溫，達到既有新風又節能的雙重效果；③、 實時排汙染功能在控制器中設置有氣體傳感器信號接收電路(8)，當室內有害氣體汙染超標時，控制器就會通過風機執行電路(3)，風門執行電路(4)自動啟動風機並同時打開風門，稀釋和排除室內有害氣體。
全文摘要
新風節能系統控制裝置及其控制方法，其控制裝置主要由邏輯控制電路(1)、驅動電源(2)、風機執行電路(3)，風門執行電路(4)，空調控制電路(5)，室內溫度傳感器信號接收電路(6)，室外溫度傳感器信號接收電路(7)，氣體傳感器信號接收電路(8)，功能設置鍵和/或顯示器執行電路(9)等組成。由邏輯控制電路(1)通過相應的執行電路控制風機(12)、風門(13)、空調(11)的工作狀態進而構成空調與風機和風門的聯動系統，達到既有新風又有高效節能的雙重效果。同時還設有氣體傳感器對室內有害氣體進行探測，當室內汙染超標時有害氣體就被稀釋和排除室外，保障室內空氣安全。
文檔編號F24F11/00GK102809204SQ20121030668
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月15日 優先權日2012年8月15日
發明者劉華榮 申請人:劉華榮