[发明专利]自然通风智能控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及暖通空调与信息技术领域，特别涉及一种自然通风智能控制系统及方法。

背景技术

自然通风不需要风机驱动即可为室内导入新鲜空气，而且可以充分利用过渡季室外空气的冷量，实现免费供冷，因此自然通风对于改善室内空气质量、降低风机耗电、减少空调冷负荷能够起到巨大的作用。黄河等(自然通风建筑能耗全年模拟研究，建筑科学，2012年2月，pp.46-50)利用模拟计算的方法分析了当采用一种简单自然通风控制策略时(室外温度处于18-28℃，相对湿度小于80％时，开启自然通风)，对于可有竖向中庭通风类建筑和进深小于15～20m可风压通风的板楼式建筑，自然通风可以减少高达76％的空调冷负荷；对于进深大于20m且有较大内区的大型建筑(只能单侧通风)，自然通风可以减少33％的空调冷负荷。可见，自然通风的节能效果是非常显著的。

然而，具有巨大节能效果的自然通风并没有得到充分利用，特别是对于办公建筑，因为考虑到防雨、防盗等安全因素，下班前一般会关闭外窗，这样利用夜间室外凉爽空气清除室内余热的自然通风效果就完全没有得到利用。

现阶段，自然通风的节能效果的利用得到一些研究者的重视与尝试。张中等公开了一种浅圆仓智能通风控制管理系统，通过内置的通风专家决策系统和预设的多种智能通风模式，可根据仓内不同粮食品种、不同粮食水分、仓内温、湿度变化、外界大气温、湿度的变化情况，提出合理的通风建议，也可根据用户的需要监测仓内、外温湿度变化进行自动通风操作，或通过遥控器和开关按钮进行手动操作。任鸿远等公开了一种变压器室及主控室机房整体智能温控节能系统，对主控室进行自然风调节的智能自然风新风系统和对主控室进行温度调节的机房空调连接在一起，实现变压器室及主控室机房的整体智能温度控制。朱龙彪等公开了一种基于RS485总线的粮库自然通风控制系统，由触摸屏、RS485总线、PLC、温湿度传感器、通风气窗、位置传感器构成的智能控制系统，根据储存粮食种类设定不同的温、湿度参数，自动控制通通风气窗的电机正、反转，实现粮仓自然通风的自动控制。钱荣华等公开了一种通风量可控的自然通风装置，根据室外的风速和风压调节进风量，并且能够通过自控系统的控制，根据室外风向的变化对各阀门做出相应的调整，满足系统定风量控制的要求，达到稳定有效的自然通风效果。

然而，上述已有的方案中，很少有用于民用建筑的自然通风控制系统，并且很少以利用自然通风的节能效果为目的。并且，已有的自然通风控制系统，基本采用有线通信的方式，材料成本高，安装费时费力，阻碍了自然通风的应用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种自然通风智能控制系统，该系统既实现了利用室外空气冷量的免费供冷，节约空调能耗，又能在降雨、污染物浓度较高、风速过大时关闭外窗，保障室内安全与空气质量。

本发明的第二个目的在于提供一种自然通风智能控制方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种自然通风智能控制系统，包括：环境参数检测模块，所述环境参数检测模块用于检测环境参数，其中，所述环境参数包括环境温度、环境湿度、风速和PM2.5；控制器，所述控制器与所述环境参数检测模块相连，用于根据所述环境参数判断是否需要开窗或关窗，并生成相应的开窗指令或关窗指令；百叶箱，所述百叶箱设置在室外，所述环境参数检测模块和所述控制器设置在所述百叶箱内；多个外窗开关执行器，所述多个外窗开关执行器一一对应地设置在多个外窗上，所述多个外窗开关执行器与所述控制器进行通信，在接收到所述开窗指令或关窗指令时，驱动所述外窗打开或关闭。

另外，根据本发明上述实施例的自然通风智能控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，每个所述外窗开关执行器包括：外窗通信模块、外窗控制模块和外窗驱动电机，其中，所述外窗通信模块与所述控制器进行有线或者无线通信，以接收所述控制器发送开窗指令或关窗指令，并将所述开窗指令或关窗指令发送给所述外窗控制模块；所述外窗控制模块根据所述开窗指令或关窗指令控制所述外窗驱动电机正转或反转，以驱动所述外窗打开或关闭。

在一些示例中，所述无线通信的方式为广播。