CN104315676B - 基于红外测温技术的智能空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外测温技术的智能空调系统，包括空调系统控制器和与空调控制系统控制器电连接的室内检测装置、室外检测装置，空调系统控制器连接有若干相并联的空调末端送风设备，空调末端送风设备的前端设有电动旋转平台，电动旋转平台上设有红外测温传感器和远程射流喷口，红外测温传感器和远程射流喷口均与空调系统控制器电连接；空调末端送风设备上设有与空调末端送风设备相匹配的空调风机三速控制器和空调水系统电动阀，空调风机三速控制器和空调水系统电动阀均与所述空调系统控制器电连接。本发明的有益效果：智能化程度高，适用性广，节能效果好，可显著提升高铁或地铁的候车厅和进站口处人员密集时的人体热舒适度。

Description

基于红外测温技术的智能空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种基于红外测温技术的智能空调系统。

背景技术

在空调技术中，为了保持房间内一定的温度和湿度条件而向房间内提供的冷量或热量称为空调系统的冷负荷或热负荷，冷负荷中包括显热负荷和潜热负荷；人体发热具有非稳态特性，在夏季属于非稳态负荷，在冬季属于非稳态热源；太阳辐射和密集人群的辐射负荷不能立即形成空调房间的冷负荷，而是被房间内表面和各种陈设所吸收、反射、放热、再吸收，再反射、再放热，在多次换热过程中，通过房间及陈设的蓄热、放热作用，使得热中的辐射成分逐渐转化为对流成分，即转化为冷负荷，这个过程需要一定的时间；但这一部分辐射热对人体热舒适产生的影响却是没有延迟的，会立即影响人体的体感温度，另外，辐射热导致的人体和物体表面的温度变化可使用红外测温传感器进行测量。

由于我国人口众多，在我国的博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口经常发生人员突然聚集的情况，由于人与人之间的辐射换热和人与人之间距离较小通风不畅，聚集人群内的人的体感温度会瞬时提高，人会感觉到非常燥热，不舒适；但由于人员聚集的非稳态发热需要一段时间才能影响整个房间的空气温度，安装在侧墙的空调系统温控器无法及时测量人体周边空气温度的变化，也无法测量到人体燥热感的发生，所以无法控制空调末端送风设备及时做出反应??，特别是在夏季及时加大供冷量，在冬季及时减少供热量，以降低聚集人群内的人体的体感温度，提高人体热舒适度；由于上述情况的存在，使得高投入、高标准建设的博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口的空调系统，在使用者最需要的时候却往往不能有效的使其感到舒适。

针对现有技术中相关技术存在的问题，目前尚未提出较为有效的技术方案。

发明内容

本发明提出一种基于红外测温技术的智能空调系统，具有智能化程度高，适用性广，节能效果好，可对房间局部温度进行红外测量，在室内人员密度加大、体感温度瞬时升高时可控制空调送风末端在夏季以最大制冷量运行在冬季以最小供热量运行，可显著提升高铁或地铁的候车厅和进站口处人员密集时的人体热舒适度的特点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于红外测温技术的智能空调系统，包括空调系统控制器和与空调控制系统控制器电连接的室内检测装置、室外检测装置，所述空调系统控制器连接有若干相并联的空调末端送风设备，所述空调末端送风设备的前端设有电动旋转平台，所述电动旋转平台上设有红外测温传感器和远程射流喷口，所述红外测温传感器和远程射流喷口均与所述空调系统控制器电连接；所述空调末端送风设备上设有与所述空调末端送风设备相匹配的空调风机三速控制器和空调水系统电动阀，所述空调风机三速控制器和空调水系统电动阀均与所述空调系统控制器电连接。

进一步的，所述室内检测装置包括室内温度传感器和室内湿度传感器。

进一步的，所述室外检测装置包括室外温度传感器、室外湿度传感器以及太阳辐射传感器。

进一步的，所述空调系统控制器电连接有电动外遮阳卷帘。

进一步的，所述空调末端送风设备与电动旋转平台之间设有软风管。

优选的，所述软风管为保温铝箔材质。

本发明的有益效果为：

1、适用性广，本系统可在现有的博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口处加装，加装简便易行，可在原有的系统上进行改进，没有增加大型设备，并且不会对博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口处的主要空调系统进行改动，适用性广，可针对现有建筑进行改造升级，新建建筑更不存在问题，此外，本发明还可用在售票厅、大型医院挂号大厅、影院入口等人员间断性密集的场所，具有广泛的应用价值；

2、智能化程度高：本系统设有室外太阳辐射强度、温度和湿度传感器和红外测温传感器，并设有空调系统控制器采集传感器的参数，根据预设的控制程序对空调末端送风设备和电动旋转平台进行科学地控制；

3、节能效果好：在夏季，为了提高人员密集区的人体热舒适度，本系统可使用红外测温传感器测量密集人群所在处的局部温度，控制空调末端送风设备按需运行、节能运行；

4、提高人体舒适度：本系统可对博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口等处人员瞬时聚集，局部温度升高的现象及时做出反应，在夏季及时加大供冷量，在冬季及时减少供热量，并将安装在电动旋转平台上的送风口直接指向人员密集区，以降低聚集人群内的人体的体感温度，提高人体热舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种基于红外测温技术的智能空调系统的结构示意图。

图中：

1、室内温度传感器；2、室内湿度传感器；3、太阳辐射传感器4、室外温度传感器；5、室外湿度传感器；6、电动外遮阳卷帘；7、空调系统控制器；8、空调末端送风设备；9、电动旋转平台10、红外测温传感器；11、远程射流喷口；12、空调风机三速控制器；13、空调水系统电动阀；14、软风管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，根据本发明实施例的一种基于红外测温技术的智能空调系统，包括空调系统控制器7和与空调控制系统控制器7电连接的室内检测装置、室外检测装置，所述空调系统控制器7连接有若干相并联的空调末端送风设备8，所述空调末端送风设备8的前端设有电动旋转平台9，所述电动旋转平台9上设有红外测温传感器10和远程射流喷口11，所述红外测温传感器10和远程射流喷口11均与所述空调系统控制器7电连接，所述红外测温传感器10用以检测密集人群所在处的局部温度，所述远程射流喷口11可指向房间内的各个区域进行送风；所述空调末端送风设备8上设有与所述空调末端送风设备8相匹配的空调风机三速控制器12和空调水系统电动阀13，所述空调风机三速控制器12和空调水系统电动阀13均与所述空调系统控制器7电连接。

所述室内检测装置包括室内温度传感器1和室内湿度传感器2，所述室内温度传感器1和室内湿度传感器2分别用于检测室内的温度和湿度；所述室外检测装置包括室外温度传感器4、室外湿度传感器5以及太阳辐射传感器3，室外温度传感器4、室外湿度传感器5以及太阳辐射传感器3分别用来检测室外的温度、湿度和太阳能辐射强度。

所述空调系统控制器7电连接有电动外遮阳卷帘6。

所述空调末端送风设备8与电动旋转平台9之间设有软风管14；所述软风管14为保温铝箔材质构成。

具体使用时，本系统在博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口处安装，在供冷或供暖季启用；还可用在售票厅、大型医院挂号大厅、影院入口等人员间断性密集的场所，也可根据各个地域的气候特点在过渡季使用。

本系统通过设有室内温度传感器1测量室内温度，室内湿度传感器2测量室内湿度，太阳辐射传感器3测量太阳辐射强度，室外温度传感器4测量室外温度，室外湿度传感器5测量室外湿度，红外测温传感器10测量密集人群所在处的局部温度，获得室内外各个条件参数的信息，通过空调系统控制器7采集上述各种传感器以及红外测温传感器10的信号，并根据以上各个传感器和红外测温传感器10的参数信息对所述空调末端送风设备8和电动旋转平台9进行科学控制。

本系统运行时，所述空调系统控制器7控制电动旋转平台9按设定的程序左右往复转动，带动设置在电动旋转平台9上的红外测温传感器10指向房间内的各个区域进行测温，同时带动远程射流喷口11指向房间内的各个区域进行送风；在人员密度不大时，所述红外测温传感器10测量的房间内的局部温度在正常范围，此时所述空调系统控制器7会根据室内温度传感器1和室内湿度传感器2的信号对空调送风末端8进行带室外气候补偿的常规控制；此时，所述空调系统控制器7的作用与普通空调系统带室外气候补偿的温控器类似，整个系统也以带气候补偿的普通空调系统的常规状态运行；其中，气候补偿为有针对性的空调末端送风设备8的气候补偿，即将室外温湿度、辐射强度传感器直接安装在所述空调末端送风设备8所服务的房间外，可测量到该房间所在处的局部的太阳辐射强度和温湿度。

当室内的人员密集度增大，进而人员体感温度升高，此时，所述红外测温传感器10测量的房间内的局部温度超过限定值时，所述红外测温传感器10将红外温度信号传递至所述空调系统控制器7，所述空调系统控制器7根据预设的程序控制电动旋转平台9停止往复转动，进而使得所述红外测温传感器10和远程射流喷口11也停止运动，都指向人员密集、温度超限的局部区域；同时，所述空调系统控制器7控制空调末端送风设备8在夏季以最大制冷量、最大风量运行，在冬季以最小制热量、最大风量运行，通过远程射流喷口11将空调送风射流送达该局部区域，以达到局部区域降温、提升人体热舒适度的目的。

本系统中的太阳辐射传感器3安装在所服务的房间外的外窗旁，测量射到外窗上的太阳辐射强度；当太阳辐射强度超过预定的标准值时，所述空调系统控制器7可根据预设的程序控制电动外遮阳卷帘6动作，对外窗进行遮阳，大大降低射入室内的太阳辐射能，同时避免太阳辐射对红外测温产生的干扰。

本系统所采用的红外测温传感器10可使用现有技术，比如使用物距比1:20，分辨率0.1^oC的固定式在线式红外线测温仪，型号为LSCI-100红外测温传感器在线连续监测。

本系统中的空调系统控制器7可通过空调送风末端8的空调风机三速控制器12控制风机以最高速运行，并将空调水系统电动阀13开启至最大开度，在夏季使空调末端送风设备7以最大制冷量运行；在实际应用中，也可以为吊顶式空调机组等空调末端送风设备8的风机配套变频器，由所述空调系统控制器7控制风机变频运行，所述空调水系统电动阀13应使用流量调节性能较好的电动调节阀。

所述空调系统控制器7可通过空调风机三速控制器12控制风机以最高速运行，并将空调水系统电动阀13关闭，在冬季时，所述空调末端送风设备7以最小供热量运行，并增加室内空气的强制对流，提高人体热舒适度。

本发明所述空调末端送风设备8可为高静压风机盘管或吊顶式空调机组，在实际工程应用中，每个空调房间可设多台空调末端送风设备8，并选择其中约1/3的空调末端送风设备8安装有所述电动旋转平台9、红外测温传感器10以及远程射流喷口11等，按本系统的要求工作，其他2/3的空调末端送风设备8均可按常规技术安装，即可满足使用要求，为提高空间净高，在博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口处安装的空调末端送风设备8一般采用局部吊顶和风口侧送的形式安装。

其中，所述电动旋转平台9可使用现有技术的任何产品，比如使用SIGMA KOKI分度盘电动旋转精密平台，但在使用时，应根据保温铝箔软风管14的产品性能对所述电动旋转平台9增加限位点或进行自控设定，避免转动过度影响风管送风。

本系统中所述电动外遮阳卷帘6可使用现有技术的任何产品，比如使用国标图集06J506-1《建筑外遮阳一》当中的产品。

本系统中所述远程射流喷口11可使用现有技术的任何产品，比如使用球形射流喷口，球形射流喷口自身具有射流方向调节功能，可在垂直方向上对射流的角度进行手动垂直调节，在垂直调节时，应使远程射流喷口11在电动旋转平台9驱动下的转动轨迹通过人流密集易发区。

通过以上可知，本系统可利用现有系统进行改造升级，本系统可在现有的博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口处加装，加装简便易行，没有增加大型设备，不对博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口处的主要空调系统进行改动，适用性广，可针对现有建筑进行改造升级，新建建筑更不存在问题。此外，本发明还可用在售票厅、大型医院挂号大厅、影院入口等人员间断性密集的场所，具有广泛的应用价值。

并且本系统具有智能化程度高、节能效果好以及及时提高人体舒适度的特点：

智能化程度高：本系统设有室外太阳辐射强度、温度和湿度传感器和红外测温传感器，并设有空调系统控制器采集传感器的参数，根据预设的控制程序对空调末端送风设备和电动旋转平台进行科学地控制。

节能效果好：在夏季，为了提高人员密集区的人体热舒适度，空调运行管理者经常将空调系统送风量和冷冻水电动阀开到最大，设定温度设定到25摄氏度以下，但是，博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口处的人员聚集是间歇性的，在人员数量少时，以最大供冷量、低设定温度运行的空调系统就产生了能源浪费，本发明可使用红外测温传感器测量密集人群所在处的局部温度，控制空调末端送风设备按需运行、节能运行。

提高人体舒适度，本系统可对博物馆、展览厅、高铁或地铁的候车厅和进站口等处人员瞬时聚集，局部温度升高的现象及时做出反应，在夏季及时加大供冷量，在冬季及时减少供热量，并将安装在电动旋转平台上的送风口直接指向人员密集区，以降低聚集人群内人体的体感温度，提高人体热舒适度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于红外测温技术的智能空调系统，包括空调系统控制器（7），其特征在于：空调控制系统控制器（7）电连接有室内检测装置和室外检测装置，并且，所述空调系统控制器（7）连接有若干并联的空调末端送风设备（8），所述空调末端送风设备（8）的前端设有电动旋转平台（9），所述电动旋转平台（9）上设有红外测温传感器（10）和远程射流喷口（11），所述红外测温传感器（10）和远程射流喷口（11）均与所述空调系统控制器（7）电连接，所述空调控制系统控制器（7）用于根据预设的程序控制电动旋转平台（9）停止往复转动，进而使得所述红外测温传感器（10）和远程射流喷口（11）也停止运动，均指向人员密集、温度超限的局部区域，同时，所述空调控制系统控制器（7）用于控制空调末端送风设备（8）在夏季以最大制冷量、最大风量运行，在冬季以最小制热量、最大风量运行，通过远程射流喷口（11）将空调送风射流送达该局部区域；所述空调末端送风设备（8）上设有与所述空调末端送风设备（8）相匹配的空调风机三速控制器（12）和空调水系统电动阀（13），所述空调风机三速控制器（12）和空调水系统电动阀（13）均与所述空调系统控制器（7）电连接；所述室外检测装置包括室外温度传感器（4）、室外湿度传感器（5）以及太阳辐射传感器（3），所述空调系统控制器（7）电连接有电动外遮阳卷帘（6），当太阳辐射强度超过预定的标准值时，所述空调系统控制器（7）可根据预设的程序控制电动外遮阳卷帘（6）动作，对外窗进行遮阳。

2.根据权利要求 1 所述的基于红外测温技术的智能空调系统，其特征在于，所述室内检测装置包括室内温度传感器（1）和室内湿度传感器（2）。

3.根据权利要求 2 所述的基于红外测温技术的智能空调系统，其特征在于，所述空调末端送风设备（8）与电动旋转平台（9）之间设有软风管（14）。

4.根据权利要求3所述的基于红外测温技术的智能空调系统，其特征在于，所述软风管（14）为保温铝箔材质。