智能居家新风系统分析与研究

(整期优先)网络出版时间:2019-05-15
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智能居家新风系统分析与研究

梁秋倩

(广东松下环境系统有限公司广东省佛山市528306)

摘要:为了满足人们对居家空气质量的高要求,智能居家新风系统开始应用在住宅建筑中,系统可智能完成除尘、杀菌和调温工作。基于此,本文以智能居家新风系统作为研究对象,根据新风系统原理与具体类型,分别从智能居家新风系统总体设计、软件设计和硬件设计等方面分析与研究系统的实践应用。

关键词:智能居家;新风系统;系统设计

引言:社会经济发展下,人们的生活水平不断提高,保健意识开始增强,由于当前大气污染严重,人们在生活与工作中面临着雾霾威胁,为了降低有害气体对人体造成的伤害,智能居家新风系统开始广泛应用。引入新风系统后有效改善了室内的空气质量,但是当前新风系统设计还不够完善,工作模式过于单一,过滤不彻底,因此本文针对传统的新风系统有所改进,利用高压静电场有效滤除空气污染物。

1.智能居家新风系统相关概述

1.1新风系统的原理

智能居家新风系统属于现代化控制通风路径的通风系统。新风系统有效解决了住宅环境的通风换气问题,利用风机与气流控制系统提高空气污染物的排放速度,提升新鲜空气进入室内的效率,室内装修残留的有毒有害气体可以被新风系统滤除,有利于提高人体健康指数。智能居家新风系统技术不会过多的影响室内温度,是当前解决空气污染的有效方式[1]。

1.2新风系统的类型

1.2.1单向流新风系统

单向流通风系统由自然进风系统和机械排风系统组成。该新风系统的进风口会安装在建筑外墙或外窗上,起到噪音低的效果,不会影响室内正常生活,排风设备会安装在卫生间吊顶处,与排风口距离较近,有效实现了室内与室外的空气流通。单向流新风系统造价比较低,安装十分容易,但是系统功能比较简单,性能不够稳定,如果设备没有安装在外墙,制造的噪音将会给人们的生活带来目标。因此,单向流新风系统符合一般住宅的需求,却无法在高端住宅中使用。

1.2.2双向流新风系统

在单向流新风系统的基础上增加了通风系统后,就是智能居家双向流新风系统。系统中的通风系统指的是进风机和进风管道,进风管道动力充足,可以让进风排风一同进行,提高了系统的换气效果。与单向流新风系统相比,双向流新风系统运行更加稳定,虽然安装起来有些复杂,但是系统运行更加稳定。在双向流新风系统中,不仅有送风管路,还有排风管路,二者相互结合后优化了传统的新风系统,实现了室内气流组织的创新,提高了空气质量。

2.智能居家新风系统的设计方式

图(1)松下Panasonic智能家居新风系统应用图

2.1系统总体设计

本智能居家新风系统由活性炭、高压集尘腔、电源、轴流风扇以及控制单元组成。其中,新风系统的控制单元MSP430F149单片机,检测新风系统案件以后能够有效控制系统,结果可以在液晶屏中显示。除此之外,该系统特别增加了净化除尘设计,净化的时候能够为空气提供除臭功能,在活性炭的作用下达到除尘、除湿效果。然后利用系统轴流风扇,将经过活性炭除尘后的空气送入高压集尘腔内,完成空气的第二次除尘与杀菌工作。新风系统内高压集尘腔包含集尘设备和高压电源,高压电源可以产生高压电场,帮助系统快速电离空气,并产生正负离子,随后又形成正负离子流,这些正负离子流可以和污染物结合,污染粒子上附着正负电荷,并在静电场力的影响下吸附在集尘设备中[2]。

松下智能家居新风系统在物联网技术和云技术的基础上,加入了远程控制和智能模式调节功能。系统支持多档智能调控、室内室外空气质量检测,系统内容具有云端数据和全可视化管理模块,使用者可以通过多平生态系统了解室内空气温度与湿度,分析空气污染物成分与含量。除此之外,松下Panasonic智能家居新风系统内含有热回收机芯,在正常工作时可以回收百分之八十以上的热量,有效调节住宅内温度与湿度,并达到高效节能的效果。图(1)为松下Panasonic智能家居新风系统在住宅内的应用图。

2.2硬件设计

本新风系统的控制电路中包含整流变压电路、继电器控制电路以及整流变压电路,具体情况如下:(1)单片机控制电路,即MSP430F149单片机控制电路。这种电路在运行中具有低能耗的特点,单片机内部集成12为高精度ADC,且

(1)有三个比较定时器,因此将单片机控制电路作为新风系统的核心部分是可行的。

(2)电源设计。本新风系统内的电源系统使用的是220V交流输入电流,为继电器提供供电功能。变压整流将系统的220V交流电压变为9V交流电压,然后利用全桥整流和稳压电路得到了5V电压,该电压可以为液晶屏、系统操作键盘和继电器提供电量。最后,220V交流电压通过AMS1117稳压电路得到了3.3V电压电路,能够有效为新风系统的单片机提供电能。

(3)人机接口电路。该新风系统的人机接口处包含液晶显示和按键电路两部分,按键电路内含有四个独立按键,可以同MSP430F149的I/O口连接,对目标按键进行检测,推动单片机执行新风系统的工作模式。在液晶显示中使用了HB12846,与微处理器拥有串联和并联两种通信方式,有效将电路简化。

除此之外,该智能家居新风系统在继电器控制部分,可以通过单片机控制轴流风扇,在多种系统工作模式下启动或停止。当新风系统工作的时候,单片机会控制定时器,为系统的工作进行定时,并在标准范围内改变P43输出,轴流风扇与电源可以正常工作。例如,当本智能家居新风系统在家庭聚会的模式下,系统可以持续工作。即使家中人数较多,或者住宅内厨房与客厅的空气烟尘无法从窗口排放时,该模式可以对系统进行设计,新风系统每一小时能够为室内带来超过四百立方米的室外空气。当系统处于休眠模式下,系统每工作一小时就会休眠五小时,该模式适用于家中无人居住的情况,系统进行一周期工作后,可以为室内带入超过四百立方米的室外新鲜空气。

2.3软件设计

本智能家居新风系统的除尘软件内一共包含以下几种程序:系统主程序、独立按键程序、定时程序以及液晶显示程序。新风系统支持定时器初始化和系统时钟功能。在系统软件设计部分,该系统应用了乐易新风系统设计软件,软件以客户为目标,多个房型可以同时编辑,软件内包含了多种绘制墙面功能、门窗标注功能、自由增减合并节点功能、实时统计功能、图纸自由缩放移动功能以及外部户型图片导入功能。系统投入使用后可以直接在窗体上安装,解决了以往系统不能天花走管或不能破坏室内外墙体的问题,随着越来越多人认识到了空气质量的重要性,本新风系统不再是普通家居用品,可是提高人们生活品质的必然选择。

总结:总而言之,本文设计的智能居家新风系统具有除尘、除臭、除湿以及杀菌的功能,可以有效调节住宅内温度与湿度,满足不同家庭环境下对空气质量的要求。在系统多种工作模式下,系统操作简单,可以为人们营造良好的室内居住环境。

参考文献:

[1]果海凤.新风系统在住宅建筑中的应用研究[A].中国城市科学研究会、中国城市科学研究会生态城市研究专业委员会:北京邦蒂会务有限公司,2018:7.

[2]周妍,张静,王明洁,颜雁军.智能居家新风系统[J].电子技术与软件工程,2016(05):108-109.