一种基于室内空气质量的环境控制系统
技术领域
发明属于公共建筑和居住的建筑工程领域，特别涉及一种室内空气质量的环境控制装置。
背景技术
随着生活水平的普遍提高，基于健康需求，人们对身处环境的要求也越来越高。据相关文献调查，人类大约70%~80%左右的时间是在室内活动。因此，室内环境质量是影响人们身心健康的重要因素。
当前对于室内环境控制器是基于温度为单一变量的显示、调节和控制装置，行业内和市场中简称温控器。但室内温度仅仅是室内环境质量的一个维度，在人们越来越注重室内环境健康的背景下，尤其办公、商业、酒店这些公共建筑中，仅靠监测和控制温度不能满足人们对室内环境质量的要求。
影响室内环境质量的主要方面有光环境、声环境、热湿环境、室内空气品质等。尤其对于热湿环境、室内空气品质的显示、监测和调控等，现有的温控器无法满足其需求。
发明内容
本发明提供了一种基于室内空气质量的环境控制系统，其是一种用于显示、监测、调控与室内空气质量相关的环境控制，整合了与空气温度相关的热环境、空气CO2浓度、污染物浓度和颗粒物PM2.5浓度等空气品质相关的显示、监测和调控技术。
技术方案为：一种基于室内空气质量的环境控制系统，包括送风管道、空调处理设备、回风管道和空调新风系统，送风管道和回风管道与空调处理设备连接； TVOC净化装置设置在送风管道内，PM2.5过滤装置设置在回风管道内，环境控制器安装在空调房间内，环境控制器的芯片与内置的传感器连接，传感器包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、TVOC传感器、PM2.5浓度传感器；温湿度控制线组连接空调处理设备和芯片；过滤设备控制线组连接PM2.5过滤装置和芯片；空气净化设备控制线组连接TVOC净化装置和芯片；二氧化碳控制线组连接芯片与空调新风系统。
基于上述技术特征：环境控制器包括液晶显示面板、操作按钮、面板盖、底板盖、芯片单元盒、顶部空气孔、底部空气孔、外部接线端子和网线接口；操作按钮和液晶显示面板位于同一面板盖上；顶部空气孔和底部空气孔分别位于环境控制器的顶部和底部，芯片单元盒位于环境控制器的内部；外部接线端子和网线接口位于底板盖上；传感器与芯片单元盒中的芯片连接；芯片完成对室内温湿度、二氧化碳浓度、污染物浓度、PM2.5浓度的计算、显示、设定和调节。
基于上述技术特征：操作按钮包括操作开关按钮；风机操作按钮；温湿度操作按钮；污染物浓度操作按钮；二氧化碳浓度操作按钮和PM2.5浓度操作按钮。
基于上述技术特征：操作按钮还包括增加操作按钮和减少操作按钮。
基于上述技术特征：芯片单元盒的底部，留有若干外部接线端子的螺丝孔和压线孔，与外部供电线缆连接。
影响室内环境质量的主要方面有光环境、声环境、热湿环境、室内空气品质等。本专利与室内光环境和声环境无关，而是一种用于显示、监测、调控与室内空气质量相关的环境控制器，即整合了与空气温度相关的热环境、与空气中CO2浓度、污染物浓度和颗粒物PM2.5浓度等空气品质相关的显示、监测和调控技术专利。
环境控制器包括液晶显示面板和操作按钮，环境控制器内含芯片、温湿度传感器、二氧化碳传感器、TVOC传感器即污染物浓度传感器、PM2.5浓度传感器。同时环境控制器配备有标准接线底盒的安装孔，提供工程中安装使用。
温湿度传感器、TVOC传感器、氧化碳传感器、PM2.5浓度传感器，将温度数值和室内污染物TVOC（如甲醛等）、CO2、室内颗粒物PM2.5的浓度数值，变换成电信号，输入控制器的芯片，通过芯片内置的软件或程序转换电信号获取监测数值，并通过发出指令控制外部各自相关的空气处理设备达到控制目的。
环境控制器的液晶显示面板和操作按钮，一方面可以实时显示室内空气质量的状况，另一方面为室内人员设定个性化标准和就地操作创造条件，实现人机信息交换。室内人员可根据主观感受、室外环境情况等，设定需要达到的室内空气质量标准。环境控制器的芯片通过人员在面板上的操作接收命令后，根据其温度、湿度、污染物、二氧化碳、PM2.5各自传感器的实测反馈数据进行外部各自相关的空气处理设备的调节和控制，即通过空调处理设备、PM2.5过滤装置、TVOC净化装置和空调处理设备进行调节和控制。
附图说明
图1为基于室内空气质量的环境控制系统中系统控制接线示意图。
图2为本发明中环境控制器的俯视图。
图3为本发明中环境控制器的正视图。
图4为本发明中环境控制器的仰视图。
图5为本发明中环境控制器的右视图。
图6为本发明中环境控制器的后视图。
图中标号示意为：
空调处理设备S1、PM2.5过滤装置S2、TVOC净化装置S3、送风管道S4、回风管道S5、空调新风系统S6、空调房间S7、房间吊顶S8。
液晶显示面板1、操作开关按钮2、风机操作按钮 3、温湿度操作按钮4 、污染物浓度操作按钮5、二氧化碳浓度操作按钮 6、PM2.5浓度操作按钮 7、温度增加操作按钮 8、温度减少操作按钮 9、面板盖10、底板盖11、芯片单元盒12、安装孔13、顶部空气孔14、底部空气孔15、外部接线端子16和网线接口17。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，基于室内空气质量的环境控制系统，房间吊顶S8内设有送风管道S4、空调处理设备S1、回风管道S5和空调新风系统S6，送风管道S4和回风管道S5与空调处理设备S1连接； TVOC净化装置S3设置在送风管道S4内，PM2.5过滤装置S2设置在回风管道S5内，环境控制器安装在空调房间S7内，环境控制器的芯片与内置的传感器连接。
传感器包括温湿度传感器、二氧化碳传感器、TVOC传感器、PM2.5浓度传感器。
环境控制器的芯片通过温湿度控制线组A，连接至空调处理设备S1的控制器，实现空调处理设备的开关、风机运转、温度等相应的状态显示、参数设定、运行调节控制的目的。
环境控制器的芯片通过过滤设备控制线组B，连接至PM2.5过滤装置S2的控制器，实现对房间送/回风的PM2.5过滤装置S2的启停功能、状态显示的目的。
环境控制器的芯片通过空气净化设备控制线组C，连接至TVOC净化装置S3的控制器，实现对房间送回风的空调处理设备S1的启停功能、状态显示的目的。
环境控制器的芯片通过二氧化碳控制线组D，与空调新风系统S6连接。空调新风系统S6为整个建筑物的现有配置的空调系统，整个建筑物的外部智能化系统实现通讯（例如BA系统），通过数据交互实现室内二氧化碳浓度对空调新风系统S6的新风量要求的指令发出，指挥整个建筑物的空调新风系统S6调节新风供应量满足房间二氧化碳浓度要求。
常规的温度传感器采用玻璃液体温度计法、数显式温度计法，鉴于经济性和实用性考虑选择数显式温度计法。
常规的湿度传感器采用通风干湿表法、毛发湿度表法和氯化锂湿度计法等，鉴于经济性和实用性考虑选择氯化锂湿度计法。
常规的二氧化碳传感器采用不分光红外线气体分析法、气相色谱法、容量滴量法等，鉴于经济性和实用性考虑选择不分光红外线气体分析法。
本发明中污染物TVOC（如甲醛等）浓度传感器采用高灵敏度电化学传感器原理，结合单片机技术和网络通讯技术对检测场所采集空气样品，因污染物TVOC浓度不同，传感器获得不同的电位信号，将此信号进行处理，就显示出污染物TVOC浓度。通过检测空气中的污染物TVOC，然后进行高精度检测来分析空气中污染物TVOC的浓度。
本发明中PM2.5浓度传感器采用光散射原理，其内部对角安放着红外线发光二极管和光电晶体管，他们的光轴相交，当带灰尘的气流通过光轴相交的交叉区域，粉尘对红外光反射，反射的光强与灰尘浓度成正比。常规的PM2.5浓度传感器采用光红外法和浊度法、激光法和粒子计数法、Beta射线法、微量振荡天平法、重量法等，鉴于经济性和实用性考虑选择光红外线法。
本发明中环境控制器原理为检测温湿度传感器、PM2.5浓度传感器、TVOC传感器等信号，通过信号运算放大器将传感器的微弱信号放大预处理，并通过滤波电路消除外界噪声信号干扰，增强信号的驱动能力和抗干扰能力，满足A/D转化的信号输入条件，提高分辨率和测量精度，同时使用隔离、保护等电路避免输入电路可能发生的超压等异常现象对模块内部器件的损坏。然后通过A/D采集，并采用高精度CPU处理计算，然后转化为污染物浓度值，并在液晶屏上加以显示。
本发明中环境控制器另一个作用在于通过设置在控制器内的温湿度传感器、二氧化碳传感器、TVOC传感器和PM2.5浓度传感器，以及电路控制集成主板、控制芯片单元核心部件和与外部空气处理设备、过滤装置等控制器的连接线组，并实现网络接口通讯信息传递，来达到上述提及的与空气质量有关参数的显示、设定、调节和控制目标，实现人机信息交换的目的。
如图2至图6所示，一种基于室内空气质量的环境控制系统的环境控制器，采用标准的面板尺寸，随精装修工程安装在1.0m至1.5m离地高度范围内，也可定制面板尺寸。并留有安装孔13。
环境控制器通过液晶面板1实现信息显示功能。环境控制器通过面板盖10上的操作按钮，并借助液晶显示面板1提供信息，完成对室内空气质量的设定和操作功能。
操作按钮包括操作开关按钮2、风机操作按钮 3、温湿度操作按钮4、污染物浓度操作按钮5、二氧化碳浓度操作按钮 6；PM2.5浓度操作按钮 7；增加操作按钮 8；减少操作按钮 9。
环境控制器的底板盖11和芯片单元盒12，为一体式连接。在面板盖10和底板盖11围合的空间里，内置有温湿度传感器、二氧化碳传感器、TVOC传感器、PM2.5浓度传感器以及连接传感器和芯片单元盒12中芯片的电路控制集成主板。在环境控制器顶部和底部有顶部空气孔14和底部空气孔15，使安装传感器的空间，即面板盖10和底板盖11围合的空间，能够与房间空气连通，以使传感器可以正常工作。环境控制器通过芯片单元盒12中的芯片，完成对室内温度、二氧化碳浓度、污染物浓度、PM2.5浓度的计算、显示、设定和调节功能。环境控制器的芯片单元盒12的底部，留有若干外部接线端子16的螺丝孔和压线孔18，可与外部供电等线缆进行连接。环境控制器的芯片单元盒12的底部，还留有网线接口17，以便与外部实现通讯和信息传递。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
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