[發明專利]自然通風智能控制系統及方法

在審

• 申請號: 201510292261.X
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104929475A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 王福林;陳哲良;陳忱;劉燕生;于海漪;許方
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京牧馬人軟件有限公司
• 主分類號: E05F15/70
• 分類號: E05F15/70;E05F15/71;E05F15/77;F04D27/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及暖通空調與信息技術領域，特別涉及一種自然通風智能控制系統及方法。

背景技術

自然通風不需要風機驅動即可為室內導入新鮮空氣，而且可以充分利用過渡季室外空氣的冷量，實現免費供冷，因此自然通風對于改善室內空氣質量、降低風機耗電、減少空調冷負荷能夠起到巨大的作用。黃河等(自然通風建筑能耗全年模擬研究，建筑科學，2012年2月，pp.46-50)利用模擬計算的方法分析了當采用一種簡單自然通風控制策略時(室外溫度處于18-28℃，相對濕度小于80％時，開啟自然通風)，對于可有豎向中庭通風類建筑和進深小于15～20m可風壓通風的板樓式建筑，自然通風可以減少高達76％的空調冷負荷；對于進深大于20m且有較大內區的大型建筑(只能單側通風)，自然通風可以減少33％的空調冷負荷。可見，自然通風的節能效果是非常顯著的。

然而，具有巨大節能效果的自然通風并沒有得到充分利用，特別是對于辦公建筑，因為考慮到防雨、防盜等安全因素，下班前一般會關閉外窗，這樣利用夜間室外涼爽空氣清除室內余熱的自然通風效果就完全沒有得到利用。

現階段，自然通風的節能效果的利用得到一些研究者的重視與嘗試。張中等公開了一種淺圓倉智能通風控制管理系統，通過內置的通風專家決策系統和預設的多種智能通風模式，可根據倉內不同糧食品種、不同糧食水分、倉內溫、濕度變化、外界大氣溫、濕度的變化情況，提出合理的通風建議，也可根據用戶的需要監測倉內、外溫濕度變化進行自動通風操作，或通過遙控器和開關按鈕進行手動操作。任鴻遠等公開了一種變壓器室及主控室機房整體智能溫控節能系統，對主控室進行自然風調節的智能自然風新風系統和對主控室進行溫度調節的機房空調連接在一起，實現變壓器室及主控室機房的整體智能溫度控制。朱龍彪等公開了一種基于RS485總線的糧庫自然通風控制系統，由觸摸屏、RS485總線、PLC、溫濕度傳感器、通風氣窗、位置傳感器構成的智能控制系統，根據儲存糧食種類設定不同的溫、濕度參數，自動控制通通風氣窗的電機正、反轉，實現糧倉自然通風的自動控制。錢榮華等公開了一種通風量可控的自然通風裝置，根據室外的風速和風壓調節進風量，并且能夠通過自控系統的控制，根據室外風向的變化對各閥門做出相應的調整，滿足系統定風量控制的要求，達到穩定有效的自然通風效果。

然而，上述已有的方案中，很少有用于民用建筑的自然通風控制系統，并且很少以利用自然通風的節能效果為目的。并且，已有的自然通風控制系統，基本采用有線通信的方式，材料成本高，安裝費時費力，阻礙了自然通風的應用。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種自然通風智能控制系統，該系統既實現了利用室外空氣冷量的免費供冷，節約空調能耗，又能在降雨、污染物濃度較高、風速過大時關閉外窗，保障室內安全與空氣質量。

本發明的第二個目的在于提供一種自然通風智能控制方法。

為了實現上述目的，本發明第一方面的實施例提出了一種自然通風智能控制系統，包括：環境參數檢測模塊，所述環境參數檢測模塊用于檢測環境參數，其中，所述環境參數包括環境溫度、環境濕度、風速和PM2.5；控制器，所述控制器與所述環境參數檢測模塊相連，用于根據所述環境參數判斷是否需要開窗或關窗，并生成相應的開窗指令或關窗指令；百葉箱，所述百葉箱設置在室外，所述環境參數檢測模塊和所述控制器設置在所述百葉箱內；多個外窗開關執行器，所述多個外窗開關執行器一一對應地設置在多個外窗上，所述多個外窗開關執行器與所述控制器進行通信，在接收到所述開窗指令或關窗指令時，驅動所述外窗打開或關閉。

另外，根據本發明上述實施例的自然通風智能控制系統還可以具有如下附加的技術特征：

在一些示例中，每個所述外窗開關執行器包括：外窗通信模塊、外窗控制模塊和外窗驅動電機，其中，所述外窗通信模塊與所述控制器進行有線或者無線通信，以接收所述控制器發送開窗指令或關窗指令，并將所述開窗指令或關窗指令發送給所述外窗控制模塊；所述外窗控制模塊根據所述開窗指令或關窗指令控制所述外窗驅動電機正轉或反轉，以驅動所述外窗打開或關閉。

在一些示例中，所述無線通信的方式為廣播。