CN109442709A - 一种室内环境调节一体式系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室内环境调节一体式系统及其工作方法，包括有安装于室内的室内机组，其中，所述室内机组包括有出风口、回风口以及与外界相连通的新风口；所述室内机组内设置有沿回风口至出风口的送风方向依次分布的净化模块、风机、制冷模块以及加湿模块；还包括有控制模块和用于实时检测室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度的传感器组，其中，所述传感器组将采集到的各项数据传送至控制模块，从而由所述控制模块对所述风机的风速、所述制冷模块的制冷量和工作模式以及所述加湿模块的启停进行控制，以将室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度分别调节至相应的预设定的目标范围值内。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其是涉及一种室内环境调节一体式系统及其工作方法。
背景技术
目前在室内空气环境处理方面，传统空调能够解决温度调节问题；加湿器和除湿机能够解决湿度问题，新风机和净化器能够解决新风量和室内洁净度的问题，但是每一个设备和装置都独立的，都是分别由独立控制系统控制的，在实际的运用中，需要对室内环境的温度、湿度、含氧量以及洁净度进行调节时，需要同时设置前述对应的装置，成本较高，且各个装置之间由于是独立控制的，各个装置之间的工作会形成互相影响的情况，无法调节出最适宜用户生活的室内环境。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能化程度高，结构紧凑以及使用方便的室内环境调节一体式系统及其工作方法。
为实现上述目的，本发明提供的方案为：一种室内环境调节一体式系统，包括有安装于室内的室内机组，其中，所述室内机组包括有出风口、回风口以及与外界相连通的新风口；所述室内机组内设置有沿回风口至出风口的送风方向依次分布的净化模块、风机、制冷模块以及加湿模块；还包括有控制模块和用于实时检测室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度的传感器组，其中，所述传感器组将采集到的各项数据传送至控制模块，从而由所述控制模块对所述风机的风速、所述制冷模块的制冷量和工作模式以及所述加湿模块的启停进行控制，以将室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度分别调节至相应的预设定的目标范围值内。
进一步，所述制冷模块为室内换热器，其中，所述室内换热器与预设有的室外机相连接形成换热回路，且所述室外机内设置有回路换向机构以实现室内换热器制冷模式和制热模式的切换。
进一步，所述加湿模块采用湿膜加湿器或者超声波加湿器。
进一步，所述净化模块包括初效过滤层、中效过滤层、高效过滤层以及活性炭过滤层。
进一步，所述新风口开设于室内机组的侧壁上且位于与风机相对应的位置；所述新风口上装设有过滤网。
进一步，所述传感器组合包括有均分别装设于回风口处的湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器以及PM2.5传感器。
进一步，所述控制模块为安装固定于室内机组的外部侧壁的电控箱。
所述室内环境调节一体式系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤S1.用户设定目标温度To；
步骤S2.采集当前室内环境的室内温度T1参数、二氧化碳浓度参数、湿度参数以及PM2.5浓度参数，并确定目标温度To与当前室内温度T1的当前温度差△T；
步骤S3.将当前温度差△T与预设定的温差目标范围值相比较、将当前二氧化碳浓度参数与预设定的二氧化碳浓度目标范围值相比较、将当前湿度参数与预设定的湿度目标范围值相比较以及将当前PM2.5浓度参数与预设定的PM2.5浓度目标值相比较；根据各项比较结果确定制冷模块的当前工作模式、确定当前所需制冷量、确定风机的当前风速以及确定加湿模块的当前工作状态；
步骤S4.控制制冷模块按照所确定的当前所需制冷量和所确定的当前工作模式运行，控制风机按照所确定的当前风速运行，控制加湿器按照所确定的当前工作状态运行，然后返回步骤S2。
进一步，所述步骤S3包括：
a1.将当前温度差△T与预设定的温差目标范围值相比较，当当前温度差△T大于温差目标范围的上限阀值时，确定制冷模块的当前工作模式为制热模式，当当前温度差△T小于温差目标范围的下限阀值时，确定制冷模块的当前工作模式为制冷模式；根据预设的温度差△T与所需制冷量之间的映射关系，确定当前所需制冷量为当前温度差△T所对应的所需制冷量；
a2.将当前湿度参数与预设定的湿度目标范围值相比较，当当前温度参数小于湿度目标范围值的下限阀值时，确定加湿模块的当前工作状态为启动状态；将当前湿度参数与预设定的湿度目标范围值相比较，当当前温度参数大于湿度目标范围值的上限阀值，且同时，当前温度差△T位于温差目标范围值的上限阀值和下限阀值之间时，确定制冷模块的当前工作模式为制冷模式；
a3.根据预设的温度差△T、二氧化碳浓度参数、湿度参数、PM2.5浓度参数与风机风速之间的映射关系，确定风机的当前风速为当前温度差T、当前二氧化碳浓度参数、湿度参和PM2.5浓度参数所对应的风机风速，其中，当当前二氧化碳浓度参数大于二氧化碳浓度目标范围值的上限阀值时，所对应的风机风速为高速挡，当当前二氧化碳浓度参数小于二氧化碳浓度目标范围值的下限阀值时，所对应的风机风速为低速挡。
本发明对照现有技术的有益效果是，由传感器组采集室内的环境参数，并根据采集到的室内环境参数由控制模块对风机、加湿模块、制冷模块进行分别控制，从而将室内的温度、湿度以及空气质量调节至合适的数值范围，为室内的用户营造一个舒适的生活环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的方框原理图。
图3为本发明的流程图。
其中，1-室内机组,11-出风口,12-回风口,13-新风口,2-净化模块,3-风机,4-制冷模块,5-加湿模块.6-控制模块.7-传感器组。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
参照附图1至附图3所示，本实施例为一种室内环境调节一体式系统，包括有安装于室内的室内机组1；室内机组1包括有出风口11、回风口12以及新风口13，其中，出风口11和回风口12均与室内相连通，而新风口13通过一分支管道与室外相连通；室内机组1内沿回风口12至出风口11的送风方向依次设置有一净化模块2、一风机3（在本实施例中，该风机3为离心式风机3，作为驱动风流定向流动的动力机构）、制冷模块4以及加湿模块5；还包括有控制模块6和用于实时检测室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度的传感器组7，其中，传感器组7将采集到的各项数据传送至控制模块6，从而由控制模块6对风机3的风速、制冷模块4的制冷量和工作模式以及加湿模块5的启停进行控制，以将室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度分别调节至相应的预设定的目标范围值内；通过这样，由传感器组7采集室内的环境参数，并根据采集到的室内环境参数由控制模块6对风机3、加湿模块5、制冷模块4进行分别控制，从而将室内的温度、湿度以及空气质量调节至合适的数值范围，为室内的用户营造一个舒适的生活环境。
在本实施例中，该制冷模块4为一室内换热器，该室内换热器与预设于室外的室外机相连接形成冷媒换热回路，其中，室外机包括压缩机、室外换热器、节流装置以及回路换向机构，具体地，该回路换向机构为四通阀，通过四通阀的换向功能实现冷媒流向的改变从而实现室内换热器的制冷模式和制热模式之间的切换；通过制冷模块4的制热作用从而对通过室内机组1的气流进行加热从而实现室内温度的提升，通过制冷模块4的制冷作用从而对通过室内机组1的气流进行制冷和除湿，从而实现室内温度的降低和湿度的降低。
在本实施例中，该加湿模块5采用带有湿膜的湿膜加湿器的或者超声波加湿器，当干燥的气流通过该加湿模块5会受到加湿模块5的加湿作用，从而提升室内的湿度。
在本实施例中，该净化模块2包括初效过滤层、中效过滤层、高效过滤层以及活性炭过滤层，对通过室内机组1的气流进行有效过滤，从而将气流内所带有的PM2.5颗粒进行过滤，从而达到净化室内空气的效果。
在本实施例中，新风口13开设于室内机组1的侧壁上且位于与风机3相对应的位置；新风口13上装设有过滤网，通过风机3的抽风作用，通过与外界相连通的新风口13将外界含氧量高的新风引入至室内从而降低室内的CO2浓度，提升室内空气的含氧量。
在本实施例中，该传感器组7合包括有均分别装设于回风口12处的湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器以及PM2.5传感器；通过对回风口12处引入的气流的温度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度以及湿度进行检测以得到室内环境的温度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度以及湿度。
在本实施例中，控制模块6为具有可编程控制器的电控箱，安装固定于室内机组1的外部侧壁，分别与风机3、压缩机、四通阀以及湿膜加湿器相电连接，同时还与传感器组7的各传感器相电连接，具有数据处理和运算功能，参考公告号为CN105371359A的中国专利，通过传感器等检测模块采集数据并发送至控制模块6，由控制模块6控制相应的执行器（如四通阀）的动作为常规的技术手段。
在本实例在那个，室内环境调节一体式系统的工作方法如下：
步骤S1.用户设定目标温度To，目标温度To输入至控制模块6；
步骤S2.控制模块6通过传感器组7采集当前室内环境的室内温度T1参数、二氧化碳浓度参数、湿度参数以及PM2.5浓度参数，并通过运算确定目标温度To与当前室内温度T1之间的差值，即当前温度差△T=To-T1；
步骤S3.将当前温度差△T与预设定的温差目标范围值相比较、将当前二氧化碳浓度参数与预设定的二氧化碳浓度目标范围值相比较、将当前湿度参数与预设定的湿度目标范围值相比较以及将当前PM2.5浓度参数与预设定的PM2.5浓度目标范围值相比较，根据各项比较结果确定制冷模块4当前的工作模式、确定当前所需制冷量、确定风机3的当前风速以及确定加湿模块5的当前工作状态；实际实施时，温差目标范围值、二氧化碳浓度目标范围值、湿度目标范围值以及PM2.5浓度目标范围值均是在室内环境调节一体式系统出厂前进行设定；
步骤S4.控制制冷模块4按照所确定的当前所需制冷量和所确定的工作模式运行，控制风机3按照所确定的当前风速运行，控制加湿器按照所确定的当前工作状态运行，然后返回步骤S2。
步骤S3和步骤S4具体的工作过程为：
温差目标范围值为下限阀值为-1℃，上限阀值为1℃的区间，当当前温度差△T＜-1℃时，确定制冷模块4的当前工作模式为制冷模式，当当前温度差△T＞1℃，确定制冷模块4的当前工作模式为制热模式，同时，根据预设的温度差△T与所需制冷量之间的映射关系（该映射关系在系统出厂前由技术人员存储于控制模块6中的存储单元中，通过该映射关系，温度差△T与所需制冷量存在比例、积分或者微分等关系，即温度差△T作为自变量，而所需制冷量作为因变量随着温度差△T的变化而根据该映射关系所变化，在本实施例中，温度差△T的绝对值与所需制冷量成正比例关系，即温度差△T的绝对值越大，所需制冷量的值就越大），确定当前所需制冷量为当前温度差△T所对应的所需制冷量；按照所确定的当前工作模式，控制模块6控制四通阀的工作流向，从而实现对制冷模块4的制热或者制冷控制，按照所确定的当前所需制冷量控制与制冷模块4相连接的室外机的压缩机的运行频率，即通过控制模块6对压缩机的运行频率进行控制以使得制冷模块4的当前制冷量为前述所确定的当前所需制冷量；
湿度目标范围值为下限阀值为50％，上限阀值为60％的区间，当当前温度参数小于50％时，确定加湿模块5的当前工作状态为启动状态，控制模块6控制该加湿模块5开启进行加湿作用；当当前温度参数大于60％，且同时，当前温度差△T位于温差目标范围值的上限阀值和下限阀值之间时，确定制冷模块4的当前工作模式为制冷模式，即此时，制冷模块4具有制冷作用，使得气流流过制冷模块4时，气流中的水蒸气在制冷模块4的冷凝作用下液化成水滴滞留于制冷模块4上，从而起到减少气流中的含水量的作用，以降低室内空气的湿度。
根据预设的温度差△T、二氧化碳浓度参数、湿度参数、PM2.5浓度参数与风机3风速之间的映射关系（该映射关系在系统出厂前由技术人员存储于控制模块6中的存储单元中，通过该映射关系，温度差△T、二氧化碳浓度参数、湿度参数、PM2.5浓度参数与风机3风速之间存在比例、积分或者微分等关系，即温度差△T、二氧化碳浓度参数、湿度参数、PM2.5浓度参数作为自变量，而风机3风速作为因变量随着温度差△T、二氧化碳浓度参数、湿度参数、PM2.5浓度参数各项的变化而根据该映射关系所变化），确定风机3的当前风速为当前温度差T、当前二氧化碳浓度参数、湿度参和PM2.5浓度参数所对应的风机3风速，即由当前温度差T、当前二氧化碳浓度参数、湿度参数和PM2.5浓度参数共同对当前风机3风速进行控制；
具体地，风机3风速分为高速挡和低速挡（即将风机3风速设一标准值，风速数值高于标准值的为高速挡区间，风速数值低于标准值的为低速挡区间）；具体地，二氧化碳浓度目标范围值为上限阀值为1200pm，下限阀值为800pm的区间，当当前二氧化碳浓度参数大于1200pm时，所对应的风机3风速为高速挡，且在高速挡内，风机3风速与二氧化碳浓度参数成正比例，即二氧化碳浓度参数数值越高，风机3风速越大，当当前二氧化碳浓度参数小于800pm时，所对应的风机3风速为低速挡，且在低速挡内，风机3风速与二氧化碳浓度参数成正比例，即二氧化碳浓度参数数值越低，风机3风速越小；
当当前二氧化碳浓度参数位于二氧化碳浓度目标范围值内时，风机3风速由PM2.5浓度参数、湿度参数以及当前温度差T所共同综合决定，其中，PM2.5浓度目标值为35mg/m3,当当前PM2.5浓度参数大于35mg/m3时，PM2.5浓度参数与风机3风速呈正比关系，即此时PM2.5浓度参数数值越大，风机3风速越大；
当当前PM2.5浓度参数小于35mg/m3时，风机3风速由湿度参数和当前温度差T所共同综合决定，其中，当当前温度差△T位于温差目标范围值以外时，温度差△T的绝对值与风机3风速呈正比关系，即此时温度差△T的绝对值越大，风机3风速越大，当温度差△T位于温差目标范围值以内时，风机3风速由湿度参数决定，当当前温度参数数值大于60％时，即此时制冷模块4进入制冷模式，此时风机3风速为预设定的低速值。
在本实施例中，通过步骤S2、S3和S4的循环，将室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度逐步调节至相应的目标范围值内，其中，调节的优先级从高到低依次为二氧化碳浓度调节、PM2.5浓度调节、室内温度调节以及湿度的除湿调节。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种室内环境调节一体式系统，其特征在于：包括有安装于室内的室内机组（1），其中，所述室内机组（1）包括有出风口（11）、回风口（12）以及与外界相连通的新风口（13）；所述室内机组（1）内设置有沿回风口（12）至出风口（11）的送风方向依次分布的净化模块（2）、风机（3）、制冷模块（4）以及加湿模块（5）；还包括有控制模块（6）和用于实时检测室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度的传感器组（7），其中，所述传感器组（7）将采集到的各项数据传送至控制模块（6），从而由所述控制模块（6）对所述风机（3）的风速、所述制冷模块（4）的制冷量和工作模式以及所述加湿模块（5）的启停进行控制，以将室内环境的室内温度、湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度分别调节至相应的预设定的目标范围值内。
2.根据权利要求1所述的一种室内环境调节一体式系统，其特征在于：所述制冷模块（4）为室内换热器，其中，所述室内换热器与预设有的室外机相连接形成换热回路，且所述室外机内设置有回路换向机构以实现室内换热器制冷模式和制热模式的切换。
3.根据权利要求1所述的一种室内环境调节一体式系统，其特征在于：所述加湿模块（5）采用湿膜加湿器或者超声波加湿器。
4.根据权利要求1所述的一种室内环境调节一体式系统，其特征在于：所述净化模块（2）包括初效过滤层、中效过滤层、高效过滤层以及活性炭过滤层。
5.根据权利要求1所述的一种室内环境调节一体式系统，其特征在于：所述新风口（13）开设于室内机组（1）的侧壁上且位于与风机（3）相对应的位置；所述新风口（13）上装设有过滤网。
6.根据权利要求1所述的一种室内环境调节一体式系统，其特征在于：所述传感器组（7）合包括有均分别装设于回风口（12）处的湿度传感器、温度传感器、二氧化碳传感器以及PM2.5传感器。
7.根据权利要求1所述的一种室内环境调节一体式系统，其特征在于：所述控制模块（6）为安装固定于室内机组（1）的外部侧壁的电控箱。
8.一种如权利要求1至7中任意一项所述的室内环境调节一体式系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1.用户设定目标温度To；
步骤S2.采集当前室内环境的室内温度T1参数、二氧化碳浓度参数、湿度参数以及PM2.5浓度参数，并确定目标温度To与当前室内温度T1的当前温度差△T；
步骤S3.将当前温度差△T与预设定的温差目标范围值相比较、将当前二氧化碳浓度参数与预设定的二氧化碳浓度目标范围值相比较、将当前湿度参数与预设定的湿度目标范围值相比较以及将当前PM2.5浓度参数与预设定的PM2.5浓度目标值相比较；根据各项比较结果确定制冷模块（4）的当前工作模式、确定当前所需制冷量、确定风机（3）的当前风速以及确定加湿模块（5）的当前工作状态；
步骤S4.控制制冷模块（4）按照所确定的当前所需制冷量和所确定的当前工作模式运行，控制风机（3）按照所确定的当前风速运行，控制加湿器按照所确定的当前工作状态运行，然后返回步骤S2。
9.根据权利要求8所述的一种室内环境调节一体式系统的工作方法，其特征在于：所述步骤S3包括：
a1.将当前温度差△T与预设定的温差目标范围值相比较，当当前温度差△T大于温差目标范围的上限阀值时，确定制冷模块（4）的当前工作模式为制热模式，当当前温度差△T小于温差目标范围的下限阀值时，确定制冷模块（4）的当前工作模式为制冷模式；根据预设的温度差△T与所需制冷量之间的映射关系，确定当前所需制冷量为当前温度差△T所对应的所需制冷量；
a2.将当前湿度参数与预设定的湿度目标范围值相比较，当当前温度参数小于湿度目标范围值的下限阀值时，确定加湿模块（5）的当前工作状态为启动状态；将当前湿度参数与预设定的湿度目标范围值相比较，当当前温度参数大于湿度目标范围值的上限阀值，且同时，当前温度差△T位于温差目标范围值的上限阀值和下限阀值之间时，确定制冷模块（4）的当前工作模式为制冷模式；
a3.根据预设的温度差△T、二氧化碳浓度参数、湿度参数、PM2.5浓度参数与风机（3）风速之间的映射关系，确定风机（3）的当前风速为当前温度差T、当前二氧化碳浓度参数、当前湿度参数和当前PM2.5浓度参数所对应的风机（3）风速，其中，当当前二氧化碳浓度参数大于二氧化碳浓度目标范围值的上限阀值时，所对应的风机（3）风速为高速挡，当当前二氧化碳浓度参数小于二氧化碳浓度目标范围值的下限阀值时，所对应的风机（3）风速为低速挡。
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