TW201903336A

TW201903336A - 空氣品質調節系統

Info

Publication number: TW201903336A
Application number: TW106118165A
Authority: TW
Inventors: 曾慶文
Original assignee: 博能科技股份有限公司
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2019-01-16

Abstract

一種空氣品質調節系統，包括空污偵測裝置、換氣裝置、空調設備以及控制器。空污偵測裝置偵測室內區域並傳送出室內空汙值。換氣裝置設於室內區域中並提供室內區域一換氣量。空調設備設於室內區域中且包括複數個送風裝置。控制器於室內空汙值超過一閥值時，即全力啟動這些送風裝置運轉以提供一滿載送風量，並且控制器根據室內空汙值對應輸出一換氣訊號以控制換氣裝置提供換氣量。

Description

空氣品質調節系統

本發明係關於一種調節系統，特別是指一種空氣品質調節系統。

隨著工業發展與車輛不斷地增加，造成生活環境中的空氣品質逐漸惡化，例如空氣中二氧化碳、一氧化碳、甲醛、細菌、真菌、懸浮微粒（PM10）、細懸浮微粒（PM2.5）或臭氧等濃度增加。若長期暴露在空氣品質不佳的環境下，係直接影響人體的健康及生活品質。

對於許多公共場所或大型建築物（例如商場、學校、醫院、辦公場所、交通轉運站及展覽場所等）而言，一般都會使用空調系統調節室內空間的溫度、濕度，以提供使用者舒適的使用環境。為了使空調系統發揮較佳的效率與效果，公共場所或大型建築都會盡可能的阻隔室外的空氣進入。然而，由於公共場所或大型建築的人潮眾多，因此，若室內環境通風不良，會導致室內空氣品質下降（例如二氧化碳濃度增加），而影響人體健康或工作品質。

有鑑於此，於一實施例中，提供一種空氣品質調節系統，包括空污偵測裝置、換氣裝置、空調設備以及控制器。空污偵測裝置偵測室內區域並傳送出室內空汙值。換氣裝置設於室內區域中並提供室內區域一換氣量。空調設備設於室內區域中且包括複數個送風裝置。控制器電連接於空污偵測裝置、換氣裝置及空調設備，控制器接收室內空汙值並比對其超過一閥值時，即全力啟動這些送風裝置運轉以提供一滿載送風量，並且控制器根據室內空汙值對應輸出一換氣訊號以控制換氣裝置提供換氣量。

藉此，根據本發明實施例之空氣品質調節系統，透過空污偵測裝置偵測室內區域的室內空汙值，可隨時掌握室內區域的空氣品質，當室內空汙值超過預定的閥值時，控制器即全力啟動這些送風裝置運轉以提供一滿載送風量，並且控制換氣裝置提供換氣量，以加速室內與室外的空氣流通而有效提升換氣效率，使室內空汙值能快速降低。

圖1為本發明空氣品質調節系統第一實施例之系統方塊圖。如圖1所示，本實施例之空氣品質調節系統1包括空污偵測裝置10、換氣裝置20、空調設備30以及控制器40，控制器40連接於空污偵測裝置10、換氣裝置20及空調設備30，舉例來說，控制器40可通訊或電性連接於空污偵測裝置10、換氣裝置20及空調設備30。其中，空氣品質調節系統1可應用於公共場所或大型建築（例如商場、學校、醫院、辦公場所、交通轉運站及展覽場所等），以調節室內空間的空氣品質。

空污偵測裝置10可偵測一室內區域並傳送出一室內空汙值P1，其中室內空汙值P1可為細懸浮微粒（PM2.5）、懸浮微粒（PM10）、二氧化碳、一氧化碳、甲醛或臭氧之濃度值或其組合。舉例來說，室內區域可以是建築物的室內空間，空污偵測裝置10可設於室內區域中以即時偵測空氣品質，在一些實施例中，空污偵測裝置10可包括單一個空污偵測器（例如設置於單一樓層的商場內部）以直接偵測並送出室內空汙值P1。或者，空污偵測裝置10也可包括多個空污偵測器，以分別設置於室內區域的不同位置（例如大樓的不同房間或區域），空污偵測裝置10可根據這些空污偵測器所偵測的空汙值取得室內空汙值P1，例如計算這些空汙值的平均值或者取這些空汙值的最大值。

換氣裝置20可設於室內區域中並提供室內區域一換氣量。在一實施例中，如圖3所示，換氣裝置20可包括連通於室外之氣閥21、風扇22或其組合。當氣閥21開啟時，室內空氣與室外空氣可彼此流通形成換氣循環。或者，當風扇22運轉時，可將室內空氣導出並導入外部新鮮空氣而形成換氣循環。

空調設備30設於室內區域中且包括多個送風裝置35。在一些實施例中，空調設備30可單純為多個送風裝置35（如風機）、或者空調設備30可包括多個送風裝置35與冷氣空調裝置（如冰水機組及冰水循環流路）、又或者空調設備30可包括多個送風裝置35與暖氣空調裝置（如熱水機組及熱水循環管路）。其中，空調設備30的多個送風裝置35可位於建築物之同一樓層不同區域、或者位於建築物的不同樓層，以調整不同區域或樓層的溫度、濕度。例如圖2所示，在一實施例中，空調設備30可為一水冷式空調設備而包括主循環管路31與多個分流管路32，主循環管路31上可設有內具有流動之一循環水F（例如透過泵浦驅動循環水F於主循環管路31中循環流動），這些分流管路32分別並聯於主循環管路31，使循環水F亦能在這些分流管路32中循環流動，在此，各分流管路32串接有二個送風裝置35以透過循環水F進行熱交換，達到調節溫、濕度的作用。舉例來說，主循環管路31上可串接有冰水主機2，冰水主機2可形成預定工作溫度（如5℃、7℃或8℃）之冰水並經由主循環管路31與多個分流管路32輸送至各送風裝置35，當送風裝置35啟動運轉時，可藉由冰水對室內區域產生熱交換作用而達到降溫的效果。

控制器40具體上可為微處理器、微控制器、數位信號處理器、微型計算機、中央處理器、場編程閘陣列或邏輯電路等。控制器40可接收空污偵測裝置10所偵測的室內空汙值P1並比對室內空汙值P1超過一閥值時，即全力啟動全部的送風裝置35運轉以提供一滿載送風量。舉例來說，控制器40可針對不同汙染物分別設定多個閥值，例如設定細懸浮微粒（PM2.5）的閥值為55μg/m³ 、設定二氧化碳的閥值為1000ppm、設定甲醛的閥值為0.5ppm，當室內空汙值P1之細懸浮微粒（PM2.5）的濃度值超過55μg/m³ 、二氧化碳的濃度值超過1000ppm、或者甲醛的濃度值超過0.5ppm時，控制器40即全力啟動全部的送風裝置35運轉以提供一滿載送風量，而能大幅加速室內空氣的流動。以賣場為例，假設部分送風裝置35原本呈關閉狀態（例如該部分送風裝置35因所在的區域未使用而關閉），當控制器40比對室內空汙值P1超過閥值時，控制器40即控制呈關閉狀態之部分送風裝置35啟動運轉，使賣場內全部的送風裝置35皆運轉以提供滿載送風量。或者，假設賣場中的全部送風裝置35原本呈低速送風模式，當控制器40比對室內空汙值P1超過閥值時，控制器40即控制全部送風裝置35呈高速送風模式以提供滿載送風量。

此外，如圖1所示，控制器40更根據室內空汙值P1對應輸出一換氣訊號S1以控制換氣裝置20提供換氣量。例如控制器40比對室內空汙值P1超過閥值時即輸出換氣訊號S1，以對應控制換氣裝置20的氣閥21開啟或風扇22運轉，將室內空氣導出並導入外部新鮮空氣而形成換氣循環，達到降低室內空汙值而改善室內空氣品質之作用。另外，由於控制器40全力啟動全部的送風裝置35運轉，因此，可大幅加速換氣循環而有效提升換氣效率與換氣量，使室內空汙值能更快速降低。

再如圖1所示，在一實施例中，空污偵測裝置10於一時間間隔後，可更持續偵測室內區域並傳送出一即時空汙值P2，也就是說，當控制器40全力啟動全部的送風裝置35運轉以及控制換氣裝置20提供換氣量後，空污偵測裝置10仍持續偵測即時空汙值P2，以即時監控換氣後的室內空汙值。

承上，當控制器40接收即時空汙值P2並比對即時空汙值P2超過閥值時，仍持續全力啟動全部的送風裝置35運轉以提供滿載送風量，控制器40仍對應換氣訊號S1控制換氣裝置20提供換氣量，以持續改善室內空氣品質。在一些實施例中，控制器40亦可根據即時空汙值P2隨時調整換氣裝置20的換氣量，舉例來說，當即時空汙值P2低於室內空汙值P1時，控制器40可降低換氣裝置20的換氣量，例如，控制器40可控制氣閥21減少其開啟角度、或者控制風扇22降低其轉速。

在一實施例中，當控制器40比對即時空汙值P2不超過閥值時，更根據即時空汙值P2控制送風裝置35運轉以提供一降載送風量，例如控制全部送風裝置35由高速送風模式切換至低速送風模式、或者控制原本呈關閉狀態之部分送風裝置35停止運轉以降低送風量。此外，控制器40並根據即時空汙值P2對應輸出調整訊號S2以控制換氣裝置20調整換氣量，例如控制器40可控制氣閥21減少其開啟角度或關閉、或者控制器40可控制風扇22降低其轉速或停止運轉，以達到減少換氣量之功能與目的。藉此，本發明實施例之空氣品質調節系統1於換氣後，更持續偵測室內空汙值的狀態（也就是即時空汙值P2），以根據即時空汙值P2的變化調整送風裝置35的送風量以及換氣裝置20之換氣量，而能進一步達到節能省電的功效。

在一實施例中，控制器40可接收一室外空汙值P3，其中室外空汙值P3可為室外環境之細懸浮微粒（PM2.5）、懸浮微粒（PM10）、二氧化碳、一氧化碳、甲醛或臭氧之濃度值或其組合，控制器40可更根據室外空汙值P3以控制換氣裝置20調整換氣量。如圖3所示，在本實施例中，控制器40可通訊連接一外部伺服器3（例如氣象局、環保署或其他公營機構之伺服器）以接收來自外部伺服器3之室外空汙值P3。舉例來說，當室外空汙值P3大於室內空汙值P1或即時空汙值P2時，控制器40即控制換氣裝置20的換氣量為0，例如關閉氣閥21或停止風扇22運轉，以避免外部汙染進入室內。再舉一實例來說，在上午時，當控制器40由室外空汙值P3得知下午3點至5點有沙塵暴來襲，細懸浮微粒（PM2.5）數值將達到設定之警戒值時，控制器40可控制換氣裝置20在下午2點時提前進行換氣循環，當控制器40由室外空汙值P3得知細懸浮微粒（PM2.5）數值接近警戒值時，即控制換氣裝置20關閉以停止換氣作業。藉此，本發明實施例之空氣品質調節系統1能進一步根據室外空汙值P3的變化調整換氣裝置20之換氣量、或者提前控制換氣裝置20作出因應措施，使室內環境能夠維持良好的空氣品質且避免無謂的能源消耗。

如圖4所示，在一實施例中，空氣品質調節系統1可更包括有空氣清淨裝置50，空氣清淨裝置50具體上可為濾網式、活性碳、紫外線、光觸媒、臭氧或負離子清淨機。且空氣清淨裝置50設於室內區域中並電性連接於控制器40，控制器40可根據室內空汙值P1控制空氣清淨裝置50運作。例如，當控制器40比對室內空汙值P1超過一閥值時，即控制空氣清淨裝置50啟動運轉，以淨化室內空氣。或者，控制器40也可根據室內空汙值P1的變化控制空氣清淨裝置50運作，舉例來說，當室內空汙值P1之細懸浮微粒（PM2.5）的濃度值超過55μg/m³ 時，控制器40即控制空氣清淨裝置50運轉於高速模式，以加速空氣過濾循環而提升過濾效率，從而降低細懸浮微粒的濃度。當室內空汙值P1之細懸浮微粒的濃度值小於35μg/m³ 時，控制器40即關閉空氣清淨裝置51、或者控制空氣清淨裝置50運轉於低速模式以維持適當的空氣過濾循環。

或者，在一實施例中，控制器40是在換氣裝置20所提供之換氣量低於一下限值時，才啟動空氣清淨裝置50運作。舉例來說，控制器40可根據室內空汙值P1、即時空汙值P2及室外空汙值P3的變化調整換氣裝置20之換氣量，當室外空汙值P3大於室內空汙值P1或即時空汙值P2時，控制器40即控制換氣裝置20的換氣量為0（假設下限值為10m³ /h），此時，控制器40即進一步啟動空氣清淨裝置50運作，使室內空氣品質仍可持續獲得改善。

如圖5所示，在一實施例中，空氣品質調節系統1更包括複數用電偵測單元60（如電錶），這些用電偵測單元60分別連接於多個用電設備61與控制器40，這些用電偵測單元60各別偵測這些用電設備61之複數用電資訊（如用電量、電流或電壓），舉例來說，這些用電設備61可包括有空調設備（例如冰水主機2、換氣裝置20、送風裝置35、空氣清淨裝置50等）、照明設備（例如天花板燈、緊急照明燈或標示燈等）、消防設備（例如警報器、消防栓或灑水器等）、管控設備（如管理主機或終端電腦等）、運輸設備（如電梯或手扶梯等）、環境偵測設備（例如空污偵測裝置10等），透過各用電偵測單元60可即時偵測各用電設備61的用電資訊並傳送至控制器40，控制器40即可根據這些用電資訊控制各用電設備之啟閉或運轉功率。舉例來說，控制器40可預設有一用電警戒量（如契約容量），當各用電設備61之用電量總合到達用電警戒量的90％時，控制器40可優先降低主要用電設備61之負載（例如關閉部分送風裝置、電扶梯降速、關閉部分照明設備等），當各用電設備61之用電量總合到達用電警戒量的95％時，控制器40可優先關閉主要用電設備61之負載（例如停止電扶梯運作、關閉空氣清淨裝置50或換氣裝置20等），以確保總用電量不會超過用電警戒量，達到節能與防止過載之功能。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧空氣品質調節系統

2‧‧‧冰水主機

3‧‧‧外部伺服器

10‧‧‧空污偵測裝置

20‧‧‧換氣裝置

21‧‧‧氣閥

22‧‧‧風扇

30‧‧‧空調設備

31‧‧‧主循環管路

32‧‧‧分流管路

35‧‧‧送風裝置

40‧‧‧控制器

50‧‧‧空氣清淨裝置

60‧‧‧用電偵測單元

61‧‧‧用電設備

F‧‧‧循環水

P1‧‧‧室內空汙值

P2‧‧‧即時空汙值

P3‧‧‧室外空汙值

S1‧‧‧換氣訊號

S2‧‧‧調整訊號

[圖1] 係本發明空氣品質調節系統第一實施例之系統方塊圖。 [圖2] 係本發明空調設備一實施例之系統方塊圖。 [圖3] 係本發明空氣品質調節系統第二實施例之系統方塊圖。 [圖4] 係本發明空氣品質調節系統第三實施例之系統方塊圖。 [圖5] 係本發明空氣品質調節系統第四實施例之系統方塊圖。

Claims

一種空氣品質調節系統，包括：一空污偵測裝置，偵測一室內區域並傳送出一室內空汙值；一換氣裝置，設於該室內區域中並提供該室內區域一換氣量；一空調設備，設於該室內區域中且包括複數個送風裝置；以及一控制器，連接於該空污偵測裝置、該換氣裝置以及該空調設備，該控制器接收該室內空汙值並比對其超過一閥值時，即全力啟動該些送風裝置運轉以提供一滿載送風量，並且該控制器根據該室內空汙值對應輸出一換氣訊號以控制該換氣裝置提供該換氣量。
如請求項1所述之空氣品質調節系統，其中該控制器更接收一室外空汙值，該控制器更根據該室外空汙值以控制該換氣裝置調整該換氣量。
如請求項2所述之空氣品質調節系統，其中該換氣裝置包括一氣閥，該控制器係控制該氣閥的開度以調整該換氣量。
如請求項2所述之空氣品質調節系統，其中該換氣裝置包括一風扇，該控制器係控制該風扇的轉速以調整該換氣量。
如請求項1所述之空氣品質調節系統，其中該空污偵測裝置於一時間間隔後，更持續偵測該室內區域並傳送出一即時空汙值，該控制器接收該即時空汙值並比對其超過該閥值時，更持續全力啟動該些送風裝置運轉以提供該滿載送風量，該控制器並根據該即時空汙值對應輸出該換氣訊號以控制該換氣裝置提供該換氣量。
如請求項1所述之空氣品質調節系統，其中該空污偵測裝置於一時間間隔後，更持續偵測該室內區域並傳送出一即時空汙值，該控制器接收該即時空汙值並比對其不超過該閥值時，更根據該即時空汙值控制該些送風裝置運轉以提供一降載送風量，該控制器並根據該即時空汙值對應輸出一調整訊號以控制該換氣裝置調整該換氣量。
如請求項2或6所述之空氣品質調節系統，更包括一空氣清淨裝置，設於該室內區域中並電連接於該控制器，該控制器於該換氣量低於一下限值時，啟動該空氣清淨裝置運作。
如請求項1所述之空氣品質調節系統，更包括一空氣清淨裝置，設於該室內區域中並電連接於該控制器，該控制器更根據該室內空汙值控制該空氣清淨裝置運作。
如請求項1所述之空氣品質調節系統，其中該空調設備包括一主循環管路與多個分流管路，該主循環管路內具有流動之一循環水，該些分流管路分別並聯於該主循環管路，該些送風裝置分別串接於該些分流管路上。
如請求項1所述之空氣品質調節系統，更包括複數用電偵測單元，該些用電偵測單元分別連接於複數用電設備與該控制器，該些用電偵測單元分別偵測該些用電設備並傳送出複數用電資訊，該控制器接收並根據該些用電資訊控制該些用電設備之啟閉或運轉功率。
如請求項10所述之空氣品質調節系統，其中該些用電設備包括一照明設備、一消防設備、一空調設備、一管控設備、一運輸設備、一環境偵測設備或其組合。