一种集防净化空调控制系统及其控制方法

摘要

本发明提供了一种集防净化空调控制系统及其控制方法。集防净化空调控制系统，用于集防空间，包括第一环境检测仪、第二环境检测仪、内循环流出单元、防反灌风阀、空调机组、加热器、增压风机、预滤器、第一电动风阀、第二电动风阀、第三电动风阀、第四电动风阀、第五电动风阀、第六电动风阀、第一旁通管路、第二旁通管路、中效滤器、碳吸附装置、核级高效滤器、减压阀和压差传感器。能够对集防空间内的环境进行调节控制，可充分保障集防空间内的环境安全。

说明书

技术领域

本发明属于集体防护装备领域，涉及一种集防净化空调控制系统及其控制方法。

背景技术

集体防护是指保护人员集体或单位免受或减轻核武器、化学武器、生物武器的伤害而采取的措施。主要是：构筑三防工事；在车、船、飞机等的舱室内安装三防设施；利用其他防护设施等。集体防护装备是以一定结构形式的围护空间为基础，保障内部人员免受毒剂、生物战剂及放射性气溶胶的伤害，并能有效履行战斗职责的各种设备、器材的统称，又称集体化学防护装备。围护空间也可称为，集防空间，集防空间一般情况下为较为封闭的空间，保障集防空间内的环境尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种集防净化空调控制系统及其控制方法，其能够对集防空间内的环境进行调节控制，可充分保障集防空间内的环境安全。

为此，一方面，本发明提供了一种集防净化空调控制系统，用于集防空间，其包括第一环境检测仪、第二环境检测仪、内循环流出单元、防反灌风阀、空调机组、加热器、增压风机、预滤器、第一电动风阀、第二电动风阀、第三电动风阀、第四电动风阀、第五电动风阀、第六电动风阀、第一旁通管路、第二旁通管路、中效滤器、碳吸附装置、核级高效滤器、减压阀和压差传感器；

空调机组包括第一蒸发器和第二蒸发器；第一环境检测仪配置检测集防空间外的环境参数，以至少检测温度、湿度、辐射信息和生化污染信息；第二环境检测仪配置检测集防空间内的环境参数，以至少检测温度、湿度、辐射信息、生化污染信息、污染气体信息、二氧化碳浓度及氧气浓度；压差传感器配置成检测集防空间内和集防空间外之间的压差；

防反灌风阀的进口与集防空间外连通，防反灌风阀的出口和预滤器的进口之间依次连通有第一蒸发器、加热器和增压风机；

内循环流出单元包括空调风机、净化模块和第二蒸发器；净化模块和第二净化器串联后与空调风机串联；第六电动风阀的进口连通集防空间内，第六电动风阀的出口与内循环流出单元的进口连通，内循环流出单元的出口连通第二电动风阀的进口和第二旁通管路的进口，第二旁通管路的出口连通集防空间内，第五电动风阀设置于第二旁通管路上；

第二电动风阀的出口与预滤器的出口均连通第一电动风阀的进口和第一旁通管路的进口，第一旁通管路的出口连通集防空间内，第三电动风阀设置于第一旁通管路上；

第一电动风阀的出口与集防空间之间依次连通有中效滤器、碳吸附装置、核级高效滤器和第四电动风阀；

减压阀的进口连通集防空间内，减压阀的出口连通集防空间外；且根据压差、二氧化碳浓度及氧气浓度控制增压风机和减压阀的开度。

可选地，第一环境检测仪包括温湿度传感器、辐射探测器、生化探测器；第二环境检测仪包括温湿度传感器、辐射探测器、生化探测器、污染气体传感器和二氧化碳/氧气传感器；污染气体至少包括硫化氢、氨气和甲醛。

可选地，空调机组还包括冷凝组件和冷凝水收集清洗装置，冷凝水收集清洗装置包括：

第一集水装置，配置成收集第一蒸发器和第二蒸发器产生的冷凝水；

降温装置，配置成使第一集水装置收集的冷凝水依次流经增压风机和冷凝组件；

第二集水装置，配置成接收降温装置流出的水；和

清洗装置，清洗装置包括反吹风机、第三旁通管路、第七电动风阀、第一喷淋装置、第二喷淋装置和杂质引导板；

第三旁通管路设置于集防空间与预滤器的出口之间，第七电动风阀和反吹风机设置于第三旁通管路上，以使集防空间内的气体受控地吹响预滤器；

预滤器具有进气腔和排气腔，以及设置于进气腔和排气腔之间的过滤装置；进气腔的下侧设置有排杂质口，排杂质口处设置有封闭门，排杂质口下侧设置有杂质收集腔；

杂质引导板竖直设置于杂质收集腔，且可升降地设置；第一喷淋装置配置成受控地引导第一集水装置内的水或第二集水装置内水，并将水喷淋到杂质引导板的上端朝向过滤装置的一侧；以在反吹风机反吹时进入进气腔内，接收来自过滤装置的杂质，进而使杂质随水流进入杂质收集腔；

排气腔的下侧设置有排水口，排水口下侧设置有排水管道，排水口处设置有排水阀门；第二喷淋装置配置成受控地引导第二集水装置内的水，并将水喷淋到排气腔的上侧，以在反吹风机反吹预设时间后，向排气腔进行喷淋，以使加热后的水吹向过滤装置。

可选地，集防净化空调控制系统还包括第四旁通管路和第八电动风阀；第四旁通管路设置于预滤器的出口和中效滤器的进口之间，第八电动风阀设置于第四旁通管路上，配置成受控地使流出预滤器的气体流经空调机组的冷凝组件后，进入中效滤器。

可选地，内循环流出单元还包括第五旁通管路和第九电动风阀，第五旁通管路与相互串联的净化模块和第二蒸发器并联设置，第九电动风阀设置于第五旁通管路上。

可选地，净化模块包括从内到外依次设置的内筒、中筒和外筒以及外壳；内筒内设置有第一紫外灯，内筒上设置有径向连通孔，内筒和中筒之间设置有负离子发生装置，中筒上设置有径向连通孔，中筒和外筒之间设置有第二紫外灯，外筒上设置有径向连通孔，外筒和外壳之间设置有光催化净化组件；第一紫外灯和第二紫外灯的光波不同；

内筒内、内筒与中筒之间、中筒与外筒之间，外筒与外壳之间均设置有隔断块，以使从内筒的一端进入的气流经由内筒、中筒、外筒和外壳后，再次进入外筒、中筒和内筒，最终从外壳或内筒的另一端流出净化模块。

另一方面，本发明还提供了一种根据上述任一种集防净化空调控制系统的控制方法，其包括：

检测集防空间外的辐射信息和生化污染信息，检测集防空间内温度、湿度、辐射信息、生化污染信息、污染气体信息、二氧化碳浓度及氧气浓度，以及检测集防空间内和集防空间外之间的压差；

在集防空间内检测到辐射物和/或生化污染物时，开启增压风机、第六电动风阀、内循环流出单元、第二电动风阀、第一电动风阀和第四电动风阀，以使中效滤器、碳吸附装置和核级高效滤器对集防空间内的气体进行处理，以及对将要进入集防空间内的气体进行处理；

否则，根据二氧化碳浓度及氧气浓度确定在集防空间内的氧气比例，在氧气比例小于预设值，且在集防空间外检测到辐射物和/或生化污染物时，开启增压风机、第一电动风阀和第四电动风阀，以使中效滤器、碳吸附装置和核级高效滤器对将要进入集防空间内的气体进行处理，以增加集防空间内的氧气比例；否则，在氧气比例小于预设值，开启增压风机、第一电动风阀和第三电动风阀，以增加集防空间内的氧气比例；

而且，在氧气比例小于预设值，以及压差大于第一预设差值时，且在增压风机风机开启时，加大增压风机的频率并加大泄压阀的开度。

可选地，控制方法还包括：

在氧气比例大于或等于预设值，压差大于第一预设差值时，且在集防空间外检测到辐射物和/或生化污染物时，加大泄压阀的开度，并开启增压风机、第一电动风阀和第四电动风阀，以使中效滤器、碳吸附装置和核级高效滤器对将要进入集防空间内的气体进行处理；否则，在氧气比例大于或等于预设值，压差大于第一预设差值时，加大泄压阀的开度，并开启增压风机、第一电动风阀和第三电动风阀；

在压差小于第二预设差值时，且在集防空间外检测到辐射物和/或生化污染物时，减小泄压阀的开度，并开启增压风机、第一电动风阀和第四电动风阀，以使中效滤器、碳吸附装置和核级高效滤器对将要进入集防空间内的气体进行处理；否则，在压差小于第二预设差值时，减小泄压阀的开度，并开启增压风机、第一电动风阀和第三电动风阀；第二预设差值小于第一预设差值；

而且，在氧气比例小于预设值，以及压差小于第二预设差值时，且在增压风机风机开启时，加大增压风机的频率并减小泄压阀的开度。

可选地，控制方法还包括：在氧气比例大于或等于预设值，压差处于第一预设差值和第二预设差值之间时，根据集防空间内的污染气体信息控制第六电动风阀、内循环流出单元和第五电动风阀，以使净化模块对集防空间内的气体进行处理。

可选地，控制方法还包括：

在增压风机开启时，根据集防空间内的温度和湿度，以及集防空间外的温度和湿度，控制第一蒸发器和加热器的启停；在净化模块开启时，根据集防空间内的温度和湿度，控制第二蒸发器的启停；在增压风机、净化模块和第二电动风阀均未开启时，根据集防空间内的温度和湿度，控制第六电动风阀、空调风机、第二蒸发器和第五电动风阀的同步启停。

本发明的集防净化空调控制系统及其控制方法中，所有风阀在不使用时都关闭，处理有毒物质的模块和处理有害气体的模块均处于封闭的管道中，可以延长集防净化空调控制系统的使用寿命。

进一步地，可具有进风有毒物质处理工况，例如向集防空间内输送氧气，提高集防空间内的氧气比例含量，保证集防空间内部具有足够的氧气。当集防空间外侧的空气中含有有毒物质时，可有效去除有毒物质。

进一步地，可具有清洁通风工况，当集防空间外无有毒物质时，如无辐射物、生化污染物等，可通过第一旁通管路直接向集防空间内直接输送新鲜空气，防止每次都使用处理有毒物质的模块，提高该模块的使用寿命。

进一步地，可具有内循环净化工况，当集防空间内具有的有害气体气体超标时，可使净化模块和第二旁通管路工作，尽可能地保证室内空气质量，尤其是集防空间外的空气质量较差时，保障集防空间内的空气质量。

特别地，可具有应急工况，当集防空间内具有有毒气体时，通过内循环流出单元和外部进气，同时进入中效滤器、碳吸附装置和核级高效滤器，并增大增压风机的频率，以通过置换和内循环快速处理集防空间内的有毒物质，保障集防空间内的空气质量。而且，可根据集防空间内外的压差、内的二氧化碳浓度及所述氧气浓度控制增压风机和减压阀的开度，使集防空间内具有合适压强。

本发明实施例的集防净化空调控制系统具有冷凝水收集清洗装置，能够对预滤器上的杂质进行有效清洗，显著提高预滤器的使用寿命，进而提高整体的使用寿命。通过设置第四旁通管路和第八电动风阀，可充分利用空调机组的热量，提高能量利用率。净化模块的具体结构，使得室内循环空气能够被多次、反复净化，净化效率高，净化效果好，也可减少净化模块的开启时间和次数。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明一个实施例的集防净化空调控制系统的示意图；

图2是本发明另一实施例的集防净化空调控制系统的示意图；

图3是本发明一个实施例的集防净化空调控制系统的局部结构示意图；

图4是本发明一个实施例的集防净化空调控制系统中净化模块的示意图。

具体实施方式

图1是本发明一个实施例的集防净化空调控制系统的示意图。如图1所示，本发明实施例提供了一种集防净化空调控制系统，用于集防空间10，其包括第一环境检测仪11、第二环境检测仪19、防反灌风阀12、空调机组、加热器13、增压风机14、预滤器15、第一电动风阀31、第二电动风阀32、第三电动风阀33、第四电动风阀34、第五电动风阀35、第六电动风阀36、第一旁通管路、第二旁通管路、中效滤器16、碳吸附装置17、核级高效滤器18、空调风机21、净化模块22、减压阀23和压差传感器24。

空调机组包括压缩机41、冷凝组件42、第一膨胀阀43、第二膨胀阀44、第一蒸发器45和第二蒸发器46。空调机组可为多联机组。第一环境检测仪11配置检测集防空间10外的环境参数，以至少检测温度、湿度、辐射信息和生化污染信息。第二环境检测仪19配置检测集防空间10内的环境参数，以至少检测温度、湿度、辐射信息、生化污染信息、污染气体信息、二氧化碳浓度及氧气浓度。辐射信息尤其包括核辐射信息。压差传感器24配置成检测集防空间10内和集防空间10外之间的压差。碳吸附装置17可为活性炭模块，其可包括碘吸附活性炭模块和滤毒活性炭模块。

防反灌风阀12的进口与集防空间10外连通，防反灌风阀12的出口和预滤器15的进口之间依次连通有第一蒸发器45、加热器13和增压风机14。

第六电动风阀36的进口连通集防空间10内，第六电动风阀36的出口与第二蒸发器46的进口之间依次连通有空调风机21和净化模块22。第二蒸发器46的出口连通第二电动风阀32的进口和第二旁通管路的进口，第二旁通管路的出口连通集防空间10内，第五电动风阀35设置于第二旁通管路上。第六电动风阀36、空调风机21、净化模块22、第二蒸发器46、第二旁通管路和第五电动风阀35可构成集防空间10内的空气净化，即对有害气体进行净化处理，空调风机21、净化模块22、第二蒸发器46相互串联可构成内循环流出单元。

第二电动风阀32的出口与预滤器15的出口均连通第一电动风阀31的进口和第一旁通管路的进口，第一旁通管路的出口连通集防空间10内，第三电动风阀33设置于第一旁通管路上。第一旁通管路和第三电动风阀33可构成清洁通风路径，以在没有有毒物质时，可直接向集防空间10内通入新鲜的空气。

第一电动风阀31的出口与集防空间10之间依次连通有中效滤器16、碳吸附装置17、核级高效滤器18和第四电动风阀34。中效滤器16、碳吸附装置17、核级高效滤器18可在室内五十存在时，快速去除有毒物质；也可对将要进入集防空间10内的气体中有毒物质进行去除，防止有毒物质进入集防空间10，防止有毒物质进入集防空间10后的不仅危害大且不易处理的缺陷，尤其是集防空间10角落处的有毒物质。

减压阀23的进口连通集防空间10内，减压阀23的出口连通集防空间10外。且根据压差、二氧化碳浓度及氧气浓度控制增压风机14和减压阀23的开度。减压阀23的设置可使集防空间10内设置合适的压强。

在本发明的一些实施例中，第一环境检测仪11包括温湿度传感器、辐射探测器、生化探测器。第二环境检测仪19包括温湿度传感器、辐射探测器、生化探测器、污染气体传感器和二氧化碳/氧气传感器。污染气体至少包括硫化氢、氨气和甲醛。

图2是本发明另一实施例的集防净化空调控制系统的示意图，如图2所示，在本发明的另一些实施例中，内循环流出单元还包括第五旁通管路和第九电动风阀39，第五旁通管路与相互串联的净化模块22和第二蒸发器46并联设置，也就是说，第五旁通管路的进口设置于净化模块22的进口处，第五旁通管路的出口设置于第二蒸发器46的出口处。第九电动风阀39设置于第五旁通管路上。

在本发明的一些实施例中，空调机组还包括冷凝水收集清洗装置，冷凝水收集清洗装置包括第一集水装置、降温装置、第二集水装置和清洗装置。第一集水装置配置成收集第一蒸发器45和第二蒸发器46产生的冷凝水。第一集水装置可为积水盘。降温装置配置成使第一集水装置收集的冷凝水依次流经增压风机14和冷凝组件42。降温装置可包括泵和水管。第二集水装置可为集水箱，配置成接收降温装置流出的水。如图3所示，清洗装置包括反吹风机、第三旁通管路、第七电动风阀、第一喷淋装置47、第二喷淋装置48和杂质引导板51。

第三旁通管路设置于集防空间10与预滤器15的出口之间，第七电动风阀和反吹风机设置于第三旁通管路上，以使集防空间10内的气体受控地吹响预滤器15。预滤器15具有进气腔152和排气腔153，以及设置于进气腔152和排气腔153之间的过滤装置151。进气腔152的下侧设置有排杂质口，排杂质口处设置有封闭门，排杂质口下侧设置有杂质收集腔52。杂质引导板51竖直设置于杂质收集腔52，且可升降地设置。第一喷淋装置47配置成受控地引导第一集水装置内的水或第二集水装置内水，并将水喷淋到杂质引导板51的上端朝向过滤装置151的一侧，以在反吹风机反吹时进入进气腔152内，接收来自过滤装置151的杂质，进而使杂质随水流进入杂质收集腔52。排气腔153的下侧设置有排水口，排水口下侧设置有排水管道，排水口处设置有排水阀门。第二喷淋装置48配置成受控地引导第二集水装置内的水，并将水喷淋到排气腔153的上侧，以在反吹风机反吹预设时间后，向排气腔153进行喷淋，以使加热后的水吹向过滤装置151。

当预滤器15需要清洗时，先将杂质引导板51升入进气腔152内，根据需求在杂质引导板51的上端喷淋冷水或者温水，然后利用反吹风机进行反吹，过滤装置151上的杂质可被吹到杂质引导板51上，然后随水流进入杂质收集腔52。在反吹风机工作一段时间后，利用反吹风机向过滤装置151吹送带温水水滴或水汽的风，温水水滴或水汽可对过滤装置151进行清洗，且不容易在过滤装置151上吸附，保证过滤装置151的干燥，温水水滴或水汽进入进气腔152后，可与杂质引导板51上的冷水混合，防止水在进气腔152内扩散。能够对预滤器15上的杂质进行有效清洗，显著提高预滤器15的使用寿命，进而提高整体的使用寿命。当预滤器15不需要清洗时，第一集水装置收集冷凝水并进行储存，以保证具有足够的冷凝水。在预滤器15清洗时可使第一集水装置收集的部分冷凝水被加热，然后通过第二喷淋装置48被反吹风机吹向过滤装置。

在本发明的一些实施例中，集防净化空调控制系统还包括第四旁通管路和第八电动风阀。第四旁通管路设置于预滤器15的出口和中效滤器16的进口之间，第八电动风阀设置于第四旁通管路上，配置成受控地使流出预滤器15的气体流经空调机组的冷凝组件42后，进入中效滤器16。通过设置第四旁通管路和第八电动风阀，可充分利用空调机组的热量，提高能量利用率。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，净化模块22包括从内到外依次设置的内筒61、中筒62和外筒63以及外壳64。内筒61内设置有第一紫外灯，内筒61上设置有径向连通孔，内筒61和中筒62之间设置有负离子发生装置，中筒62上设置有径向连通孔，中筒62和外筒63之间设置有第二紫外灯，外筒63上设置有径向连通孔，外筒63和外壳64之间设置有光催化净化组件。第一紫外灯和第二紫外灯的光波不同。内筒61内、内筒61与中筒62之间、中筒62与外筒63之间，外筒63与外壳64之间均设置有隔断块65，以使从内筒61的一端进入的气流经由内筒61、中筒62、外筒63和外壳64后，再次进入外筒63、中筒62和内筒61，最终从外壳64或内筒61的另一端流出净化模块22。

净化模块22的具体结构，使得室内循环空气能够被多次、反复净化，净化效率高，净化效果好，也可减少净化模块22的开启时间和次数。优选地，可经过三次被第一紫外灯、负离子发生装置、第二紫外灯和光催化净化组件处理，即气体先从内筒61依次运动到外壳64内，从外壳64内再次运动到内筒61内，最后从内筒61内再次运动到外壳64内，最后从外壳64流出。

本发明实施例还提供了一种根据上述任一实施例中的集防净化空调控制系统的控制方法，包括：

检测集防空间10外的辐射信息和生化污染信息，检测集防空间10内温度、湿度、辐射信息、生化污染信息、污染气体信息、二氧化碳浓度及氧气浓度，以及检测集防空间10内和集防空间10外之间的压差。

在集防空间10内检测到辐射物和/或生化污染物时，开启增压风机14、第六电动风阀36、内循环流出单元、第二电动风阀32、第一电动风阀31和第四电动风阀34，以使中效滤器16、碳吸附装置17和核级高效滤器18对集防空间10内的气体进行处理，以及对将要进入集防空间10内的气体进行处理。也就是说，对集防空间10内的辐射物和/或生化污染物处理为最优先级，以保障集防空间10内的环境。

否则，根据二氧化碳浓度及氧气浓度确定在集防空间10内的氧气比例，在氧气比例小于预设值，且在集防空间10外检测到辐射物和/或生化污染物时，开启增压风机14、第一电动风阀31和第四电动风阀34，以使中效滤器16、碳吸附装置17和核级高效滤器18对将要进入集防空间10内的气体进行处理，以增加集防空间10内的氧气比例。否则，在氧气比例小于预设值，开启增压风机14、第一电动风阀31和第三电动风阀33，以增加集防空间10内的氧气比例。

而且，在氧气比例小于预设值，以及压差大于第一预设差值时，且在增压风机14风机开启时，加大增压风机14的频率并加大泄压阀的开度。

在氧气比例大于或等于预设值，压差大于第一预设差值时，且在集防空间10外检测到辐射物和/或生化污染物时，加大泄压阀的开度，并开启增压风机14、第一电动风阀31和第四电动风阀34，以使中效滤器16、碳吸附装置17和核级高效滤器18对将要进入集防空间10内的气体进行处理。否则，在氧气比例大于或等于预设值，压差大于第一预设差值时，加大泄压阀的开度，并开启增压风机14、第一电动风阀31和第三电动风阀33。

在压差小于第二预设差值时，且在集防空间10外检测到辐射物和/或生化污染物时，减小泄压阀的开度，并开启增压风机14、第一电动风阀31和第四电动风阀34，以使中效滤器16、碳吸附装置17和核级高效滤器18对将要进入集防空间10内的气体进行处理。否则，在压差小于第二预设差值时，减小泄压阀的开度，并开启增压风机14、第一电动风阀31和第三电动风阀33。第二预设差值小于第一预设差值。

而且，在氧气比例小于预设值，以及压差小于第二预设差值时，且在增压风机14风机开启时，加大增压风机14的频率并减小泄压阀的开度。在本发明的一些替代性实施例中，在氧气比例、压差、增压风机14的频率、泄压阀的开度之间的关系可通过一个关联表进行设定，并写入集防净化空调控制系统的控制程序中，以在工作时根据具体的氧气比例、压差直接查找确定增压风机14的频率、泄压阀的开度。

在本发明的一些实施例中，集防净化空调控制系统的控制方法还包括在氧气比例大于或等于预设值，压差处于第一预设差值和第二预设差值之间时，根据集防空间10内的污染气体信息控制第六电动风阀36、内循环流出单元和第五电动风阀35，以使净化模块22对集防空间10内的气体进行处理。

在增压风机14开启时，根据集防空间10内的温度和湿度，以及集防空间10外的温度和湿度，控制第一蒸发器45和加热器13的启停。例如，根据集防空间10外的湿度过大使，开启第一蒸发器45进行除湿。集防空间10外的温度小于集防空间10内的温度时，开启加热器13，也可利用冷凝组件42进行辅助加热。

在净化模块22开启时，根据集防空间10内的温度和湿度，控制第二蒸发器46的启停。集防空间10内的温度和湿度中的一个或两个高于相应的预设值时，可控制第二蒸发器46开启，进行降温或者除湿。在增压风机14、净化模块22和第二电动风阀32均未开启时，根据集防空间10内的温度和湿度，控制第六电动风阀36、空调风机21、第二蒸发器46和第五电动风阀35的同步启停。在不进行其他工作时，当集防空间10内的温度和湿度中的一个或两个高于相应的预设值时，可控制第二蒸发器46开启，进行降温或者除湿，保证集防空间10内的合适的、舒适的温湿度。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。