CN201138031Y - 民用建筑混合式通风换气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混合通风换气装置，由进风部分、信号探测分析转换处理部分、排风部分、传输部分、接收执行部分组成。进风部分为进风口；信号探测分析转换处理部分由探测器、处理器组成；传输部分为无线传输器；接收执行部分由无线终端、变频控制器、排风机组成；排风部分由排风口及排风机组成；探测器输出端与处理器相连，处理器输出端与无线传输器相连，无线传输器通过无线信号连接无线终端，无线终端与变频控制器相连，变频控制器与排风机相连。该装置通过检测室内二氧化碳浓度、湿度，利用无线传输控制排风机运行情况达到自然通风与机械通风相互转换，满足节能、改善空气品质和热舒适条件、减少空调的运行费用及延长设备使用寿命等要求。

Description

民用建筑混合式通风换气装置

(一)技术领域：

本实用新型涉及一种民用建筑混合式通风控制装置，即通过探测室内空气品质参数并通过无线传输设备传输信号控制系统运行以达到智能控制自然通风和机械通风相互转换，属于通风换气装置。

(二)背景技术：

住宅通风设计的目的是消除住宅房间内的余热、余湿和空气污染物；通过引入新风，排除污浊空气，达到维持室内的热平衡和风量平衡。

我国传统的住宅通风方式主要是自然通风、受迫机械通风二种。自然通风是一种不需要任何能量代价的经济型通风，但是目前住宅随着建筑节能的发展，密闭性越来越好，在空调、供暖季节住宅门窗紧闭，靠自然渗透的换气量远远不能满足人们对改善室内空气品质的要求，仅仅靠自然通风已经无法满足人们对于室内空气品质的要求，而开窗则带来噪音、粉尘等问题。人类活动会产生CO₂、水蒸气和污浊空气等污染物，厨房、卫生间或浴室在某些特定时间会产生大量水分和污浊空气，随着室内空气含湿量的增加，空气流动到住宅阴凉区域很容易形成冷凝，滋生各种细菌，对墙体、家具以及人都有危害。室内潮湿、粉尘、霉菌、有害挥发物、等带来极大危害，在这样的病态建筑中易患哮喘、过敏性鼻炎、湿疹等过敏性疾病，极大危害人类健康。中国民用住宅内采用厨房和卫生间机械排风这种受迫机械通风方式，受迫机械通风包括厨房排烟系统(抽油烟机)、卫生间通风系统(通风扇)等，用来瞬时排除室内累积的污染物，但目前排风道设计水平参差不齐，住宅排风倒烟、串味、交叉污染情况严重，对厨房、卫生间污染源进行局部排风时，住宅却没有稳定的新风补给量。实际运行中，机械通风均在设计风量下恒定运行，持续的机械排风消耗大量的能源，有悖于我国的节能要求。

(三)实用新型内容：

本实用新型的目的在于针对现有通风技术的不足和缺陷，提供一种民用建筑混合式通风换气装置，通过检测室内二氧化碳浓度、湿度，利用无线传输控制排风机运行情况以达到自然通风与机械通风相互转换，提高室内空气品质以及实现节能环保的目的。

本实用新型一种民用建筑混合式通风换气装置，它是由进风部分、信号探测分析转换处理部分、排风部分、传输部分、接收执行部分组成。其中，进风部分为进风口；信号探测分析转换处理部分由探测器(二氧化碳、湿度)、处理器组成；传输部分为无线传输器；接收执行部分由无线终端、变频控制器、排风机组成；排风部分由排风口及排风机组成；其中探测器输出端与处理器相连，处理器输出端与无线传输器相连，无线传输器通过无线信号连接无线终端，无线终端与变频控制器相连，变频控制器与排风机相连。

其中，探测器、处理器、无线传输器整合为一部分。其中探测器为配套产品根据具体住宅实际情况选定、处理器由线性放大器、A/D转换模块、控制器组成，无线传输器采用Zigbee无线通信技术。

其中，该探测器为二氧化碳探测器；

其中，该探测器为湿度探测器；可与二氧化碳探测器根据需要分别单独使用或组合使用。

其中，该装置是通过探测器(2)探测室内空气品质信号参数；探测到的信号参数为模拟信号，模拟信号通过电路板的数模转换模块转换为数字信号，处理器(3)根据得到的数字信号处理分析后确定室内空气品质状态，然后通过无线传输器(4)输出控制信号到无线终端(5)，无线终端(5)将控制信号传递给变频控制器(6)控制排风机(8)运行。

其中，该装置通过进风口(1)进行自然通风、在探测器(2)探测到自然通风不能满足室内空气品质要求时通过处理器(3)处理、无线传输器(4)发射无线信号到无线终端(5)，无线终端(5)将控制信号传给变频控制器(6)控制排风机(8)开启运行机械排风

其中，处理器(3)在室内空气品质参数达到上限时发出开启指令；在室内空气品质参数达到预设要求下限值时发出关闭指令，排风机(8)关闭，转换为自然通风。

其中，该排风机(8)采用低噪声变频电机。

本实用新型一种民用建筑混合式通风换气装置，其具有以下优点及突出性效果：①在室外条件不能保证通过自然通风达到室内空气品质要求(设定的室内空气品质参数)时自动开启机械排风强制进风②通过二氧化碳浓度、湿度监测实际通风效果，能够很好地控制室内空气品质③变风量风口可以根据室内外实际条件自动调节进风量④通过变频控制器控制排风机间歇运行能够在保证新风量的同时降低能耗、减少空调系统的运行费用和投资及延长设备使用寿命；⑤具有节能、改善室内空气品质和热舒适条件、减少空调系统的运行费用和投资以及延长设备使用寿命、智能化运行等优点。

(四)附图说明：

图1所示为本混合通风换气装置系统俯视示意图(具体位置根据住宅实际情况确定)；

图2信号处理流程图

图3信号传输流程图

图中具体标号如下：

1、进风口；  2、探测器；    3、处理器； 4、无线传输器；

5、无线终端；6、变频控制器；7、排风口； 8、排风机

(五)具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的原理、具体结构和实施作进一步的说明。

一种混合通风换气装置，该装置由五部分组成：进风部分、信号探测分析转换处理部分、排风部分、传输部分、接收执行部分。其中，进风部分为进风口1；信号探测分析转换处理部分由探测器2(二氧化碳、湿度)、处理器3组成；传输部分为无线传输器4；接收执行部分由无线终端5、变频控制器6、排风机8组成；排风部分由排风口7及排风机8组成；其中探测器2输出端与处理器3相连，处理器3输出端与无线传输器4相连，无线传输器4通过无线信号连接无线终端5，无线终端5与变频控制器6相连，变频控制器6与排风机8相连。

其中，探测器2、处理器3、无线传输器4整合为一部分。

其中，该探测器2为二氧化碳探测器；

其中，该探测器2为湿度探测器；可与二氧化碳探测器根据需要分别单独使用或组合使用。

如图2、3所示，通过探测器2探测室内空气品质信号，该信号为模拟信号，由于探测到的模拟信号微弱，为了更准确的转换成数字信号，首先将采集来的模拟信号输入到线性放大器，把它放大到处理器3所允许的最大限度，再将放大后的模拟信号输入到A/D转换模块，根据二氧化碳探测器采集值的范围，设采样位数为12位，即最小能检测到的模拟量变化值为二氧化碳最大值的1/212。采样速率大概要花费大于15-20指令周期。为了使采样得到的数据更准确，还要对采样数据进行筛选，去掉误差较大的毛刺。在本设备中主要采用中值滤波，即取三次采样的中间值。将经过A/D转换后输出的数字信号传输到处理器3中进行数值处理，根据该数值判断当前空气品质状态，由此确定排风机8当前适宜的开关状态。该值经由处理器3输出接口直接输送到无线传输器4的发送端，再由发送端将控制信号传送给无线终端5，无线终端5将接收到的控制信号传递给变频控制器6，根据该信号控制排风机8的运行。

实施例1

室外新风通过进风口1进入室内进行新风补给，探测器布置在室内空气污染严重的部分：卧室、客厅、厨房、卫生间，排风口布置在见图1。通过探测器2探测室内空气品质信号，该信号为模拟信号，由于探测到的模拟信号微弱，为了更准确的转换成数字信号，首先将采集来的模拟信号输入到线性放大器，把它放大到处理器3所允许的最大限度，再将放大后的模拟信号输入到A/D转换模块，将经过A/D转换后输出的数字信号传输到处理器3中进行数值处理，根据该数值判断当前空气品质状态，由此确定排风机8当前适宜的开关状态。该值经由处理器3输出接口直接输送到无线传输器4的发送端，再由发送端将控制信号传送给无线终端5，无线终端5将接收到的控制信号传递给变频控制器6，根据该信号控制排风机8的运行以及排风量大小。在探测参数信号达到室内空气品质要求即二氧化碳浓度在预先设定的浓度上限以下的情况时，采用自然通风方式，输出到排风机8的控制信号为关闭，此时探测器2继续监控室内空气二氧化碳浓度；在二氧化碳浓度信号参数不能保证通过自然通风达到室内空气品质要求即超过设定的室内空气品质参数上限时，先把二氧化碳探测器2所得参数信号进行放大，再转换成数字信号然后经过处理器3处理，根据预设值判断此时排风机适宜的状态，由无线传输器4将处理信号发射开启信号到无线终端5、再由无线终端5传递到变频控制器6控制排风机8运行以及控制排风量大小，此时二氧化碳探测器2继续监控室内空气二氧化碳浓度。在室内空气品质参数达到要求下限时机械排风关闭，恢复为由进风口进风的自然通风方式，两种通风方式通过室内的二氧化碳浓度监测控制达到智能转换，避免了自然通风带来的室内空气质量品质“病态建筑”问题，又解决了排风机持续运行带来的能耗问题，延长系统寿命。

实施例2

室外新风通过进风口1进入室内进行新风补给，通过湿度探测器2探测室内空气湿度信号参数，该信号为模拟信号，由于探测到的模拟信号微弱，为了更准确的转换成数字信号，首先将采集来的模拟信号输入到线性放大器，把它放大到处理器3所允许的最大限度，再将放大后的模拟信号输入到A/D转换模块，将经过A/D转换后输出的数字信号传输到处理器3中进行数值处理，根据该数值判断当前空气湿度，由此确定排风机8当前适宜的开关状态。该值经由处理器3输出接口直接输送到无线传输器4的发送端，再由发送端将控制信号传送给无线终端5，无线终端5将接收到的控制信号传递给变频控制器6，根据该信号控制排风机8的运行以及排风量大小。在探测参数信号达到室内空气品质要求即空气湿度低于预先设定的湿度上限的情况下采用自然通风方式，此时探测器2继续监控室内空气湿度，输出到排风机8的控制信号为关闭；在室内空气湿度度信号参数不能保证通过自然通风达到室内空气品质要求即超过设定的室内空气品质参数上限时，先把二氧化碳探测器2所得参数信号进行放大，再转换成数字信号然后经过处理器3处理，根据预设值判断此时排风机适宜的状态，将状态值发送到无线传输器4，通过无线传输器4将信发发送到无线终端5、再由无线终端5传递到变频控制器6控制排风机8运行以及控制排风量大小，此时湿度探测器2继续监控室内空气湿度。在室内空气品质参数达到要求下限时机械排风关闭，恢复为由进风口进风的自然通风方式，两种通风方式通过室内的湿度监测控制达到智能转换，避免了自然通风带来的室内空气质量品质“病态建筑”问题，又解决了排风机持续运行带来的能耗问题，延长系统寿命。

实施例3

室外新风通过进风口1进入室内进行新风补给，通过二氧化碳探测器、湿度探测器探测室内空气二氧化碳浓度、空气湿度信号参数，该信号为模拟信号，由于探测到的模拟信号微弱，为了更准确的转换成数字信号，首先将采集来的模拟信号输入到线性放大器，把它放大到处理器3所允许的最大限度，再将放大后的模拟信号输入到A/D转换模块，将经过A/D转换后输出的数字信号传输到处理器3中进行数值处理，根据该数值判断当前室内空气品质状态，由此确定排风机8当前适宜的开关状态。该值经由处理器3输出接口直接输送到无线传输器4的发送端，再由发送端将控制信号传送给无线终端5，无线终端5将接收到的控制信号传递给变频控制器6，根据该信号控制排风机8的运行以及排风量大小。在探测参数信号达到室内空气品质要求即二氧化碳浓度、空气湿度低于预先设定的浓度上限的情况下采用自然通风方式，此时探测器2继续监控室内空气二氧化碳浓度、空气湿度，输出到排风机的控制信号为关闭；在二氧化碳浓度、湿度信号参数不能保证通过自然通风达到室内空气品质要求即超过设定的室内空气品质参数上限时，先把二氧化碳探测器2、湿度探测器2所得参数信号进行放大，再转换成数字信号然后经过处理器3处理，根据预设值判断此时排风机适宜的状态，将状态值发送到无线传输器4，通过无线传输器4将信发发送到无线终端5、再由无线终端5传递到变频控制器6控制排风机8运行以及控制排风量大小，此时湿度探测器2、湿度探测器2继续监控室内空气湿度。在室内空气品质参数达到要求时机械排风关闭，恢复为由进风口进风的自然通风方式，两种通风方式通过室内的二氧化碳浓度、湿度监测控制达到智能转换，避免了自然通风带来的室内空气质量品质“病态建筑”问题，又解决了排风机持续运行带来的能耗问题，延长系统寿命。

Claims (4)

1、一种民用建筑混合式通风换气装置，其特征是：该装置由五部分组成：进风部分、信号探测分析转换处理部分、排风部分、传输部分、接收执行部分；其中，进风部分为进风口(1)；信号探测分析转换处理部分由探测器(2)、处理器(3)组成；传输部分为无线传输器(4)；接收执行部分由无线终端(5)、变频控制器(6)、排风机(8)组成；排风部分由排风口(7)及排风机(8)组成；其中探测器(2)输出端与处理器(3)相连，处理器(3)输出端与无线传输器(4)相连，无线传输器(4)通过无线信号连接无线终端(5)，无线终端(5)与变频控制器(6)相连，变频控制器(6)与排风机(8)相连。

2、根据权利要求1所述的民用建筑混合式通风换气装置，其特征是：探测器(2)、处理器(3)、无线传输器(4)整合为一部分。

3、根据权利要求1所述的民用建筑混合式通风换气装置，其特征是：该探测器(2)为二氧化碳探测器。

4、根据权利要求1所述的民用建筑混合式通风换气装置，其特征是：该探测器(2)为湿度探测器；与二氧化碳探测器根据需要分别单独使用或组合使用。

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