一种恒氧恒湿智能集成控制系统及其工作方法

技术领域

本发明属于室内环境控制技术领域，特别是涉及一种恒氧恒湿智能集成控制系统及其工作方法。

背景技术

近年来，伴随了人民物质生活的提高，人们对室内环境的关注越来越高，特别是室内空气质量及舒适度。特别是在高原地区，由于高原是一个特殊的环境，大气物理、地球化学、生态结构均与平原、丘陵不同，具有低气压、低氧、寒冷、昼夜温差大、干燥、强辐射和强紫外线等特点，随着海拔高度升高，大气氧分压下降，人体的动脉氧分压也随之下降，只有当人的动脉氧分压高于7.98kPA时才能满足机体的基本需要。以拉萨为例，与低海拔地区相比，拉萨大面积均处于严寒或寒冷地区，由于日照时间长，相对干燥，湿度不超过22％。

目前市场上的室内恒氧系统，主要是采用分子筛变压吸附技术(PSA)，将空气中的氧气与氮气分离，滤除了空气中的有害物质，从而获取高纯度氧气输出至室内；而目前市场的室内加湿系统，一般可以分成湿膜加湿、超声波加湿和高压喷雾加湿三大类，其中，湿膜加湿的方法优点是没有噪音，但其加湿效率较低，长时间使用后容易在湿膜上滋生细菌；超声波加湿的方法噪音也较小，结构紧凑，无需占用过多的空间，但其使用寿命较短，且对水质的要求也较高；而高压喷雾加湿的方法加湿效率高，寿命较长，但也存在一定的噪声现象。

无论是上述的室内恒氧系统还是室内加湿系统，均只能实现单一的制氧、加湿等功能，当应用于拉萨等高海拔地区时，无法实现在复杂环境情况下满足用户室内舒适环境的需求。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的单一的制氧、加湿功能无法满足用户室内舒适环境的需求的缺陷，本申请提出一种恒氧恒湿智能集成控制系统及其工作方法，将制氧和加湿功能集成在一起，实现一体化，通过完善的设备配置和智能化的控制系统，实现了一套系统同时对一个区域内多个空间或房间智能化供氧和加湿的功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

恒氧恒湿智能集成控制系统，包括：

室内终端，布设于室内环境中，每一个室内环境中至少布设有一个所述室内终端，任意所述室内终端至少包括一个供氧口、一个加湿口以及一个用于收集当前室内环境信息的信息采集单元；

供氧集成，包括制氧主机和输氧管道，所述输氧管道的一端与所述制氧主机接通，另一端与所述室内终端的供氧口接通，用于将制氧主机生产的氧气经室内终端送入当前室内环境进行供氧；

加湿集成，包括空气压缩机、进水管道和进气管道，所述进气管道的一端接通所述空气压缩机，另一端接通所述室内终端的加湿口，该室内终端的加湿口同时接通所述进水管道的出水口，所述进水管道上连通有过滤单元，水流经进水管道进水口流入，经所述过滤单元过滤后流向所述室内终端，经进水管道送入的水流与经进气管道送入的高压空气在室内终端的加湿口处撞击形成弥漫状的水雾，用于对当前室内环境进行加湿；

以及集中控制器，所述集中控制器分别与所述供氧集成、所述加湿集成以及所述加湿供氧室内终端电性联接，用于控制整个系统制冷、加湿功能的切换以及整个系统的开启或关闭。

其优选的技术方案为：

如上所述的恒氧恒湿智能集成控制系统，所述信息采集单元至少包括一个用于检测当前室内环境中氧气含量的氧含量传感器以及一个用于检测当前室内环境湿度的湿度传感器，所述氧含量传感器和所述湿度传感器均与所述集中控制器电性连接。

如上所述的恒氧恒湿智能集成控制系统所述进气管道上设置有分别用于控制输出气体通断和流量的第一电磁阀和第一调压阀；所述进水管道上设置有分别用于控制所述进水管道水流的通断和流量的第二电磁阀和第二调压阀；所述制氧主机上设置有一个用于控制氧气输出的继电器，所述第一电磁阀、第一调压阀、第二电磁阀、第二调压阀以及所述继电器均与所述集中控制器电性连接。

如上所述的恒氧恒湿智能集成控制系统，所述室内终端的加湿口处设置有一个喷雾单元，所述喷雾单元上设置有一个连通所述进水管道的进水管和一个连通所述进气管道的进气软管，经进水管道送入的水流与经进气管道送入的高压空气撞击形成弥漫状的水雾后由所述喷雾单元输出至当前室内环境。

如上所述的恒氧恒湿智能集成控制系统，其特征在于，所述过滤单元至少包括两组前后过滤的过滤器。

本发明还提供了一种应用于上述任一项所述的恒氧恒湿智能集成控制系统的工作方法，包括以下步骤：

1)通过室内终端的信息采集单元获取当前的室内环境信息，所述室内环境信息包括当前室内环境的氧气浓度和湿度，并将获取得到的室内的环境信息发送至集中控制器；

2)集中控制器将接收到的室内环境信息与预存的室内环境信息阈值进行对比，所述室内环境信息阈值包括氧气浓度阈值和湿度阈值，判断当前室内环境的氧气浓度和湿度含量是否大于预存室内环境信息；

3)若该室内环境的氧气浓度或湿度含量低于集中控制器中预存的氧气浓度和湿度的阈值，集中控制器控制对应的供氧集成或加湿集成对该室内环境进行供氧或加湿，直至加湿供氧室内终端的信息采集单元获取得到的氧气浓度和湿度含量低于集中控制器中预存的氧气浓度和湿度含量的阈值。

其优选的技术方案为：

如上所述的一种应用于上述任一项所述的恒氧恒湿智能集成控制系统的工作方法，步骤3)中，若该室内环境的氧气浓度或湿度含量高于集中控制器中预存的氧气浓度和湿度的阈值，集中控制器控制对应的供氧集成或加湿集成对该室内环境停止供氧或加湿。

如上所述的一种应用于上述任一项所述的恒氧恒湿智能集成控制系统的工作方法，步骤3)中，当当前室内环境的氧气浓度低于集中控制器中预存的氧气浓度阈值时，集中控制器控制供氧集成对该室内环境进行供氧的方法为：控制制氧主机继电器吸合，向进气管道输入经制氧主机生产的氧气，直至当前室内环境的氧气浓度高于集中控制器中预存的氧气浓度阈值，控制制氧主机继电器断开。

如上所述的一种应用于上述任一项所述的恒氧恒湿智能集成控制系统的工作方法，步骤3)中，当当前室内环境的湿度低于集中控制器中预存的湿度阈值时，集中控制器控制加湿集成对该室内环境进行加湿的方法为：打开第一电磁阀，调节第一调压阀，向进气管道输出空气压缩机加压后的高压空气；一段时间后，打开第二电磁阀，调节第二调压阀，向进水管道输出水流，使得经进水管道送入的水流与经进气管道送入的高压空气撞击形成弥漫状的水雾，直至当前室内环境的湿度高于集中控制器中预存的湿度阈值，关闭第二电磁阀，一段时间后，关闭第一电磁阀，依次停止高压空气和水流的输入。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的恒氧恒湿智能集成控制系统，将制氧和加湿功能集成在一起，实现一体化，通过完善的设备配置和智能化的控制系统，实现了一套系统同时对一个区域内多个空间或房间智能化供氧和加湿的功能，能够快速营造适合人体的室内舒适环境；同时，这种集成化的设计，在排线布管和安装成本上也比单独的安装制氧系统或加湿系统成本更节约，维护更加便捷。

附图说明

图1为本发明的恒氧恒湿智能集成控制系统的结构示意图；

图2为本发明的恒氧恒湿智能集成控制系统的室内终端的结构示意图；

图3为本发明的恒氧恒湿智能集成控制系统工作方法的流程示意图；

其中，1-室内终端，11-供氧口，12-加湿口，13-信息采集单元，2-制氧主机，3-输氧管道，4-空气压缩机，5-进水管道，51-第二电磁阀，52-第二调压阀，6-进气管道，61-第一电磁阀，62-第一调压阀，7-水箱，8-集中控制器，9-过滤单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“布设于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“至少一个”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

应当理解的是，本实施例中可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

请参阅图1～2，根据本发明的一个方面，本实施例提供一种恒氧恒湿智能集成控制系统，适用于高海拔地区的办公楼、酒吧、氧吧、学校、宾馆、家庭、兵站以及封闭半封闭等缺氧干燥场所，目的在于对一个区域内多个空间或房间进行智能化的供氧和加湿，包括：

室内终端1，布设于室内环境中，每一个室内环境中至少布设有一个所述室内终端1，任意所述室内终端1至少包括一个供氧口11、一个加湿口12以及一个用于收集当前室内环境信息的信息采集单元13。

具体地，每一个室内终端的尺寸约为300*200*70mm，布设时按照室内面积的大小选择合适数量的室内终端，预埋于室内墙内。以125平方米的室内环境为例，室内终端的布置应不少于4个，以4个为佳；140平方米的室内环境，室内终端的布置应不少于5个，以5个为佳；190平方米的室内环境，室内终端的布置应不少于6个，以6个为佳，本实施例中布置的室内终端的数量选择为6个；

所述信息采集单元至少包括一个用于检测当前室内环境中氧气含量的氧含量传感器以及一个用于检测当前室内环境湿度的湿度传感器，所述氧含量传感器和所述湿度传感器均与所述集中控制器电性连接；

所述室内终端1的加湿口处设置有一个喷雾单元，喷雾单元为现有技术，具体可以设置为一个喷雾头，所述喷雾单元上设置有一个连通所述进水管道的进水管和一个连通所述进气管道的进气软管，经进水管道送入的水流与经进气管道送入的高压空气撞击形成弥漫状的水雾后由所述喷雾单元输出至当前室内环境。

供氧集成，包括制氧主机2和输氧管道3，所述输氧管道的一端与所述制氧主机接通，另一端与所述室内终端的供氧口接通，用于将制氧主机生产的氧气经室内终端送入当前室内环境进行供氧。

加湿集成，包括空气压缩机4、进水管道5和进气管道6，所述进气管道6的一端接通所述空气压缩机4，另一端接通所述室内终端1的加湿口，该室内终端1的加湿口同时接通所述进水管道5的出水口，所述进水管道5上连通有过滤单元9，水流经进水管道5进水口流入，经所述过滤单元9过滤后流向所述室内终端1，经进水管道5送入的水流与经进气管道6送入的高压空气在室内终端1的加湿口处撞击形成弥漫状的水雾，用于对当前室内环境进行加湿，其中，进水管道5的进水口可以设置一个水箱7，用于向进水管道5提供所需的水流；

本实施例中的加湿集成本质上采用的是高压喷雾加湿的方法，由于喷雾单元对水质的要求较高，为避免喷雾单元发生堵塞，所述过滤单元至少包括两组前后过滤的过滤器，本实施例中，过滤单元可分为两组，一组为一级过滤器，一组为二级过滤器。

所述进气管道6上设置有分别用于控制输出气体通断和流量的第一电磁阀61和第一调压阀62；所述进水管道5上设置有分别用于控制所述进水管道水流的通断和流量的第二电磁阀51和第二调压阀52；所述制氧主机2上设置有一个用于控制氧气输出的继电器。

以及集中控制器8，所述集中控制器8分别与所述供氧集成、所述加湿集成以及所述加湿供氧室内终端电性联接，用于控制整个系统制冷、加湿功能的切换以及整个系统的开启或关闭。所述第一电磁阀61、第一调压阀62、第二电磁阀51、第二调压阀52以及所述继电器均与集中控制器8电性连接。本实施例中，进气管道6中输出气体的通断和流量控制与进水管道5中水流的通断和流量控制均独立工作，保证输出水流和高压气体协同配合能够产生撞击以形成弥漫状的水雾的同时，也能够有利于相关操作人员后期的维护和检修工作

上述实施例中，集中控制器8可选是遥控器、线控器等，优选是线控器。具体的，线控器包括外壳，以及通过紧固件固定在外壳内的控制部件、通信部件、显示部件和操控部件，显示部件可以用于数显通信部件接收信息采集单元采集到的各种参数，操控部件可以包括一个制氧开关按键和一个加湿开关按键，具体使用时，按制氧开关按键，开始启动制氧主机向室内加湿；按加湿按键，启动空气压缩机和外部水箱的总水阀，向室内进行加湿。整个循环过程由单片机智能控制。

为了便于使用者远程对室内环境进行调控，优选的，也可以通过设置一个与所述集中控制器8通过网络相连接的云端服务器，使用者可以远程登录到所述云端服务器进行室内环境设定，所述集中控制器8接收云端服务器所传输到的数据命令同时也向所述云端服务器上传本地环境数据。所述云端服务器与终端用户之间通过无线网络或者有线网络连接并且终端用户可以通过所述云端服务器进行远程发送指令到所述集中控制器8。

为了尽可能降低供氧加湿过程中产生的噪音，本实施例所提供的技术方案中，制氧主机2、空气压缩机4以及水箱7等均设置于室外，可以有效降低设备运转噪音，并且将上述装置集合在一个工作柜体内，形成一个整体设备，便于运输和整体销售，另外在工作柜体内还预留若干增加其他模块的位置以及与所述输氧管道3、进水管道5和进气管道6相连接的接口。同时，为了节约本实施例的恒氧恒湿智能集成控制系统的安装成本，以集中控制器8的电性控制为例，在排线布管上所述集中控制器8与制氧主机2的继电器、第一电磁阀61、第一调压阀62、第二电磁阀51、第二调压阀52的连接线以及其自身的电源线可以布置成一个8芯的电线。

请参阅图3，本发明还提供了一种应用于上述任一项所述的恒氧恒湿智能集成控制系统的工作方法，包括以下步骤：

1)通过室内终端的信息采集单元13获取当前的室内环境信息，所述室内环境信息包括当前室内环境的氧气浓度和湿度，并将获取得到的室内的环境信息发送至集中控制器8；

2)集中控制器8将接收到的室内环境信息与预存的室内环境信息阈值进行对比，所述室内环境信息阈值包括氧气浓度阈值和湿度阈值，判断当前室内环境的氧气浓度和湿度含量是否大于预存室内环境信息；

3)若该室内环境的氧气浓度或湿度含量低于集中控制器中预存的氧气浓度和湿度的阈值，集中控制器8控制对应的供氧集成或加湿集成对该室内环境进行供氧或加湿，直至加湿供氧室内终端的信息采集单元13获取得到的氧气浓度和湿度含量低于集中控制器8中预存的氧气浓度和湿度含量的阈值；

4)若该室内环境的氧气浓度或湿度含量高于集中控制器8中预存的氧气浓度和湿度的阈值，集中控制器8控制对应的供氧集成或加湿集成对该室内环境停止供氧或加湿。

下面对步骤3)中集中控制器控制供氧集成对该室内环境进行供氧、加湿的方法进行具体藐描述：

当当前室内环境的氧气浓度低于集中控制器中预存的氧气浓度阈值时，集中控制器控制供氧集成对该室内环境进行供氧的方法为：控制制氧主机继电器吸合，向进气管道输入经制氧主机生产的氧气，直至当前室内环境的氧气浓度高于集中控制器中预存的氧气浓度阈值，控制制氧主机继电器断开。

当当前室内环境的湿度低于集中控制器中预存的湿度阈值时，集中控制器控制加湿集成对该室内环境进行加湿的方法为：打开外部水箱的总水阀，打开第一电磁阀，调节第一调压阀，向进气管道输出空气压缩机加压后的高压空气；一段时间后，打开第二电磁阀，调节第二调压阀，向进水管道输出水流，使得经进水管道送入的水流与经进气管道送入的高压空气撞击形成弥漫状的水雾，直至当前室内环境的湿度高于集中控制器中预存的湿度阈值，停止外部水箱的总水阀，关闭第二电磁阀，一段时间后，关闭第一电磁阀，依次停止高压空气和水流的输入。上述过程中，第一次延时的目的是为了先通压缩空气再通水流，避免水流率先流通至喷雾单元后仍然以水流的形式喷洒无法起到弥漫水雾加湿的作用；第二次延时的目的是为了充分消耗尽进水管道中的水流，避免残存在进水管道中的水流被污染后在喷雾单元处产生水垢影响与高压空气的雾化效果。