[發明專利]一種基于置換通風原理的床頭送風裝置及方法

在審

• 申請號: 202210584774.8
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114992746A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 王函墨;周曉駿;鄭佳辰;董浩淼;李婉婷;陳雨桐
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24F7/003
• 分類號: F24F7/003;F24F7/06;F24F8/108;F24F8/158;F24F13/06;F24F13/28;F24F11/77;F24F11/80;F24F11/64;F24F11/56;F24F110/10;F24F110/30
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

1.一種基于置換通風原理的床頭送風裝置，其特征在于，包括靜壓箱(6)，所述靜壓箱(6)安裝于人的頭部兩側，所述靜壓箱(6)上部帶有可調式百葉風口(4)，靜壓箱(6)連接風管(3)的出風口，風管(3)的另一端為進風口，進風口上設置粗效過濾器；

所述靜壓箱(6)以置換通風方式提供新風，在風管(3)上的粗效過濾器后端設置風機(1)，風機(1)的后端設置調溫裝置(2)，所述調溫裝置(2)與傳感器(5)電連接，傳感器(5)設置于床頭或側墻，與人體睡眠高度一致，用于接收溫度信號，所述調溫裝置(2)與遙控器(7)相連，遙控器(7)用于調節百葉風口4的出口風速、新風溫度。

2.根據權利要求1所述的一種基于置換通風原理的床頭送風裝置，其特征在于，所述可調式百葉風口(4)的偏轉角度是與床面呈0-90°。

3.根據權利要求1所述的一種基于置換通風原理的床頭送風裝置，其特征在于，所述調溫裝置(2)中設有中高效過濾器及活性炭過濾網，對送風氣流中的PM及化學污染物進行凈化處理；風機(1)和設于調溫裝置(2)中的調溫裝置對可調式百葉風口(4)的出口風速與出口風溫進行控制。

4.根據權利要求1所述的一種基于置換通風原理的床頭送風裝置，其特征在于，所述可調式百葉風口(4)的出口風速控制在0.3m/s以下，出口風溫為27℃以下。

5.根據權利要求1-4任一項所述的一種基于置換通風原理的床頭送風裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟；

傳感器(5)包括風速傳感器和溫度傳感器，所述溫度傳感器分別設置于床頭上方300mm處和風機(1)末端，所述風速傳感器設置在風機(1)末端，分別測量床頭溫度t，風管空氣溫度t₀和風管風速v，當室外溫度較低時，所述調溫裝置(2)與所述傳感器(5)連接并根據如下控制方程控制調溫裝置功率：

P＝14.439(t-t₀-2)v (1)

式中：P——電加熱器功率

進一步地，當室外溫度較高時，可根據如下控制方程控制調溫裝置(2)功率：

P＝14.439(t₀-t₁)v (2)

式中：t₁——人員手動設置溫度。

6.根據權利要求5所述的一種基于置換通風原理的床頭送風裝置的控制方法，其特征在于，所述調溫裝置(2)的自動調控策略如下：

(1)通過風速傳感器的反饋信號，風機(1)中的功率變頻器可自動調節風機轉速，使新風風速小于0.3m/s；

(2)溫度較低時，溫度傳感器的感溫元件測量床頭溫度t與風管空氣溫度t₀，風速傳感器測量風管風速v，根據式P＝14.439(t-t₀-2)v，將調溫裝置(2)中的電加熱器功率實時調整為所得P值；

(3)溫度較高時，由用戶設置送風溫度t2、溫度傳感器的感溫元件測量風管空氣溫度t₀，風速傳感器測量風管風速v，根據式P＝14.439(t₀-t₁)v，將調溫裝置(2)中的電加熱器功率實時調整為所得P值。

7.根據權利要求1-4任一項所述的一種基于置換通風原理的床頭送風裝置的運行方法，其特征在于，包括以下步驟；

室外新風在風機(1)從風管(3)進入，經風管(3)前置的粗效過濾器過濾大部分顆粒物再進入調溫裝置(2)，調溫裝置(2)中設有中高效過濾器和活性炭過濾網，此時新風中的污染物基本被除盡；然后調溫裝置(2)中的電加熱器對新風進行調溫，最后通過靜壓箱(6)經可調式百葉風口(4)以極低風速送到人的頭部兩側；

送入的新風在貼近于床的高度均勻分布，隨后流向整個人體，由于人體溫度高而被加熱形成熱羽流，熱空氣密度低向上流動，并在人體頭部的上層空間形成滯留層，從滯留層將人體頭部高度的空氣的余熱和污染物排出，人體睡眠期間傳感器(5)持續監測睡眠微環境空氣質量，依據遙控器(7)設定的溫度值以及內設的污染物濃度指標來控制調溫裝置(2)，對送入的新風進行動態調控，實現睡眠微環境持續保持優良狀態，保證人體睡眠質量。