一种预设空间内环境质量参数控制系统的制作方法

1.本发明涉及环境检测技术领域，特别是涉及一种预设空间内环境质量参数控制系统。


背景技术：

2.传统的房车和宿营车只是靠简单的换气风扇和外挂式空调来改善舱内人员居住的环境，一旦车外环境比较恶劣，比如车辆经过高海拔地区、沙尘暴地区、极寒、极热地区，都会危害到车内人员的健康，甚至威胁到车内人员的生命。所以如何有效实现对车内环境质量的控制成为现在亟待需要解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种预设空间内环境质量参数控制系统，以解决现有技术中不能很好地对环境质量进行控制的问题。
4.本发明提供了一种预设空间内环境质量参数控制系统，包括：控制设备、制氧设备、新风净化设备、空调设备和供暖设备；
5.环境监控设备，用于监控所述预设空间内外的环境参数，其中，所述环境参数包括：温度参数、湿度参数、海拔高度以及空气成分；
6.控制设备，用于基于所述环境监控设备所监控到的环境参数，并结合所述预设空间的环境质量要求，控制所述制氧设备、新风净化设备、空调设备和供暖设备工作，以使所述预设空间内的环境参数达到所述预设空间所要求的环境质量；
7.所述环境监控设备、所述控所述制设备、所述制氧设备、所述新风净化设备、所述空调设备和所述供暖设备是以节能和节省空间为原则进行布设。
8.可选地，所述制氧设备，用于通过其内部的分子筛分离作用，把空气中的氧气和氮气分离出来，以实现制氧过程，所述制氧设备包括压缩机、过滤网、散热器、电磁阀、分子筛、压力传感器、流量计和控制器；
9.所述制氧设备包括弥散供氧功能和鼻吸供氧功能，其中，所述鼻吸供氧功能用于根据所述控制设备的控制实现急救供氧，所述弥散供氧功能用于根据所述控制设备的控制向所述预设空间输送氧气。
10.可选地，所述控制设备包括相连接的控制模块和显示器，控制模块中含有pid智能调节程序，具有rs485总线串口、以太网接口和can协议通讯口；
11.所述控制模块的内部模式包括自动调节模式、手动调节模式、夏季平原模式、夏季高原模式、冬季平原模式、冬季高原模式、睡眠模式和自定义模式，通过在各个内部模式下预设对应的环境参数，以保证所述预设空间的环境参数达到所述预设空间所要求的环境质量。
12.可选地，所述新风净化设备与所述空调设备连接，通过所述新风净化设备对所述预设空间进行净化，以使所述预设空间内的环境参数达到规定的环境质量要求；
13.所述新风净化设备包括有箱体模块、过滤器装置模块、全热交换器模块、风机模块、传感器检测装置模块、静电除尘装置模块、臭氧发生器模块和电控设备模块，通过所述新风净化设备的模块化结构，以便于对所述新风净化设备进行安装维护。
14.可选地，所述环境监控设备包括温度传感器、湿度传感器、颗粒物浓度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器和海拔高度测量器；
15.通过所述温度传感器检测所述预设空间内外的温度参数，通过所述湿度传感器检测所述预设空间内外的湿度参数，通过所述颗粒物浓度传感器检测所述预设空间内外的预设颗粒物的浓度，并通过所述二氧化碳传感器检测所述预设空间内外的二氧化碳的浓度，通过所述氧气传感器检测所述预设空间内外的氧气浓度，同时通过所述海拔高度测量器测量所述预设空间的海拔高度；
16.其中，所述温度传感器、所述湿度传感器、所述颗粒物浓度传感器和所述二氧化碳传感器设置在所述新风净化设备内。
17.可选地，所述颗粒物浓度传感器包括第一颗粒物浓度传感器和第二颗粒物浓度传感器；所述第一颗粒物浓度传感器，用于检测烟雾浓度；所述第二颗粒物浓度传感器，用于检测pm2.5浓度。
18.可选地，所述环境质量参数控制系统还包括：中控屏幕；
19.通过所述中控屏幕将所述环境监控设备监控到的所述预设空间内外的环境参数中的一个或多个环境参数进行实时显示。
20.可选地，所述环境质量参数控制系统还包括：供暖设备；
21.所述供暖设备包括循环水泵、管路和地暖部件，所述供暖设备与燃油器设备相连，加热防冻液，通过水泵，使防冻液流过空调换热器和地暖部件，通过管路循环到燃烧器。
22.可选地，所述预设空间为车厢、放舱或建筑物。
23.可选地，当所述预设空间为车厢时，所述新风净化设备和所述空调设备设置在所述车厢的顶部，所述控制设备和所述制氧设备设置在所述车厢的任一端部。
24.本发明有益效果如下：
25.本发明提供的环境质量参数控制系统，能够在野外不同温度、海拔及天气条件下，自动感知内、外部环境参数，并根据预设参数自主调节预设控制内环境指标，满足人体舒适度要求，从而有效解决了现有不能很好地对环境质量进行控制的问题。
26.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
27.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
28.图1是本发明实施例提供的一种预设空间内环境质量参数控制系统的结构示意图；
29.图2是本发明实施例提供的中控屏幕的示意图；
30.附图说明：1燃烧器设备、2制氧设备、3控制设备、4新风净化设备、5空调设备、6供暖设备。
具体实施方式
31.本发明实施例针对现有不能很好地对环境质量进行控制的问题，通过设置燃烧器设备、制氧设备、控制设备、新风净化设备、空调设备、供暖设备6以及环境监控设备。通过上述各个设备结合舱内、舱外环境情况，合理调度环境质量参数控制系统(以下简称为环控系统)各组成部分的工作状态，以舒适、稳定、节能的方式，建立舱内的热舒适环境与空气环境。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
32.本发明实施例提供了一种预设空间内环境质量参数控制系统，参见图1，该方法包括：控制设备3、制氧设备2、新风净化设备4(也可以简称为新风设备)、空调设备5和供暖设备6；
33.环境监控设备，用于监控所述预设空间内外的环境参数，其中，所述环境参数包括：温度参数、湿度参数、海拔高度以及空气成分；
34.需要说明的是，本发明实施例中预设空间为车厢、方舱、建筑物等各种需要调节环境质量参数的空间，本发明对此不作具体限定。当所述预设空间为车厢时，为了节省空间，本发明实施例是将所述新风净化设备4和所述空调设备5设置在所述车厢的顶部，而将所述控制设备3和所述制氧设备2设置在所述车厢的任一端部。
35.控制设备3，用于基于所述环境监控设备所监控到的环境参数，并结合所述预设空间的环境质量要求，控制所述制氧设备2、新风净化设备4、空调设备和供暖设备6工作，以使所述预设空间内的环境参数达到所述预设空间所要求的环境质量；
36.所述环境监控设备、所述控所述制设备、所述制氧设备2、所述新风净化设备4、所述空调设备5和所述供暖设备6是以节能和节省空间为原则进行布设。
37.也就是说，本发明实施例是通过设置燃烧器设备1(用于给供暖设备6进行供热)、制氧设备2、控制设备3、新风净化设备4、空调设备5、供暖设备6以及环境监控设备。通过上述各个设备结合舱内、舱外环境情况，合理调度环境质量参数控制系统，也即环控系统，各组成部分的工作状态，以舒适、稳定、节能的方式，建立舱内的热舒适环境与空气环境。
38.具体实施时，本发明实施例中，所述制氧设备2，用于通过其内部的分子筛分离作用，把空气中的氧气和氮气分离出来，以实现制氧过程，所述制氧设备2包括压缩机、过滤网、散热器、电磁阀、分子筛、压力传感器、流量计和控制器；所述制氧设备2包括弥散供氧功能和鼻吸供氧功能，其中，所述鼻吸供氧功能用于根据所述控制设备3的控制实现急救供氧，所述弥散供氧功能用于根据所述控制设备3的控制向所述预设空间输送氧气。当然在具体实施时，本领域技术人员也可设置其他的供氧模式以供用户进行选择使用。
39.进一步地，本发明实施例中的控制设备3包括相连接的控制模块和显示器，控制模块中含有pid智能调节程序，具有rs485总线串口、以太网接口和can协议通讯口；所述控制模块的内部模式包括自动调节模式、手动调节模式、夏季平原模式、夏季高原模式、冬季平原模式、冬季高原模式、睡眠模式和自定义模式等等，具体可以根据需要进行设置，具体实施时，本发明通过在各个内部模式下预设对应的环境参数，以保证所述预设空间的环境参
数达到所述预设空间所要求的环境质量。
40.可以理解为，本发明实施例是预先设置多种可供用户选择的内部模式，或者也可以称为操作模式，这些内部模式可以是针对不同的环境要求而设置对应的环境参数。
41.在具体实施时，所述新风净化设备4与所述空调设备5连接，通过所述新风净化设备4对所述预设空间进行净化，以使所述预设空间内的环境参数达到规定的环境质量要求；所述新风净化设备4包括有箱体模块、过滤器装置模块、全热交换器模块、风机模块、传感器检测装置模块、静电除尘装置模块、臭氧发生器模块和电控设备模块等等，本发明通过对所述新风净化设备4的模块化结构，以便于对所述新风净化设备4进行安装维护。
42.本发明实施例中，所述环境监控设备包括温度传感器、湿度传感器、颗粒物浓度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器和海拔高度测量器；
43.具体实施时，本发明实施例通过所述温度传感器检测所述预设空间内外的温度参数，通过所述湿度传感器检测所述预设空间内外的湿度参数，通过所述颗粒物浓度传感器检测所述预设空间内外的预设颗粒物的浓度，并通过所述二氧化碳传感器检测所述预设空间内外的二氧化碳的浓度，通过所述氧气传感器检测所述预设空间内外的氧气浓度，同时通过所述海拔高度测量器测量所述预设空间的海拔高度；
44.具体地，本发明实施例中的温度传感器、湿度传感器、颗粒物浓度传感器和二氧化碳传感器设置在新风净化设备4内。
45.其中，本发明实施例中所述的颗粒物浓度传感器是可以基于所监测的颗粒来进行各种设置的，例如，所述颗粒物浓度传感器包括第一颗粒物浓度传感器和第二颗粒物浓度传感器；其中，所述第一颗粒物浓度传感器，用于检测烟雾浓度；所述第二颗粒物浓度传感器，用于检测pm2.5浓度。
46.也就是说，本发明实施例中的各种传感器都可以根据所监测的环境参数进行设置，本发明对此不作详细说明。
47.在具体实施时，本发明实施例中的所述环境质量参数控制系统还包括：中控屏幕；通过所述中控屏幕将所述环境监控设备监控到的所述预设空间内外的环境参数中的一个或多个环境参数进行实时显示，具体参见图2所示。
48.本发明实施例中的所述环境质量参数控制系统还包括：供暖设备6；该供暖设备6包括循环水泵、管路和地暖部件，所述供暖设备6与燃油器设备相连，加热防冻液，通过水泵，使防冻液流过空调换热器和地暖部件，通过管路循环到燃烧器。
49.下面将结合图1通过一个具体的例子来对本发明实施例所述的环境质量参数控制系统进行说明：
50.本发明实施例中的环控系统包括燃烧器设备1、制氧设备2、控制设备3、新风净化设备4、空调设备5、供暖设备6、环境监控设备。设备结合舱内、舱外环境情况，本发明实施例合理调度环控分设备各组成部分的工作状态，以舒适、稳定、节能的方式，建立舱内的热舒适环境与空气环境。
51.燃烧器设备1，布置在油机舱内中部，与地暖设备相连，由油泵、点火器、液位传感器等组成，制热时，由空调设备5下达工作命令，点燃，加热冷冻液，和控制设备3走i/o通讯，内部所有器件满足零下40度正常工作要求；
52.制氧设备2，布置在油机舱内右部，通过内部的分子筛分离作用,把空气中的氧气
和氮气分离出来,从而实现制氧过程,由压缩机、过滤网、散热器、电磁阀、分子筛、压力传感器、流量计、控制设备3组成，设备所有零部件均采用金属材质，抗高低温性能优越，保持长期稳定，分为弥散和鼻吸供氧，有助于舱内急救供氧，和控制设备3通过rs485总线modbus协议通讯，内部所有器件满足零下40度正常工作要求；
53.控制设备3，布置在油机舱内右左部，由控制模块(plc或单片机)和显示器(人机界面或液晶显示屏)组成，控制模块中含有pid智能调节程序，具有rs485总线串口、以太网接口、can协议通讯口，与显示器(方舱内操作)以太网通讯，内部模式分为自动模式、手动模式、夏季平原模式、夏季高原模式、冬季平原模式、冬季高原模式、睡眠模式、自定义模式，保证舱内温度适宜，空气质量优级内部所有器件满足零下40度正常工作要求；
54.新风净化设备4，布置在车顶前部，与空调设备5连接，由箱体、过滤器装置、全热交换器、风机、传感器检测装置、静电除尘装置、臭氧发生器、电控设备组成，模块化结构，方便安装维护，全热交换，降低舱内能耗适用，滤网可清洗更换，具有过滤空气的颗粒物，具有杀菌、净化空气的作用，内含温湿度传感器、颗粒物浓度传感器、二氧化碳传感器和控制设备3通过rs485总线modbus协议通讯，内部所有器件满足零下40度正常工作要求；
55.空调设备5，布置在车顶后部，与新风设备4连接，由变频压缩机、散热风机、冷凝风机、电子膨胀阀、水路电磁阀、换热器、控制设备3组成，与控制设备3走can总线自定义协议，接收到控制设备3命令，制冷时通过压缩冷媒，将舱内热量排出到舱位，制热时，给燃烧器设备1发送命令，运行燃烧器设备1，通过水暖换热，空调送出热风，睡眠模式下，压缩机低负荷运行，保障舱内人员安静的睡眠，内部所有器件满足零下40度正常工作要求；
56.供暖设备6，由循环水泵、管路、地暖部件等组成，与燃油器设备1相连，加热防冻液，通过水泵，使防冻液流过空调换热器和地暖部件，通过管路在循环到燃烧器这起使处，内部所有器件满足零下40度正常工作要求；
57.环境监控设备，检测舱内氧气浓度、烟雾浓度、室外海拔高度，并通过i/o和rs485总线，上传数据到控制模块中，达到检测舱内环境的目的，内部所有器件满足零下40度正常工作要求；
58.本发明实施例中的环控系统的环境适应性：
59.自然环境：
60.a)温度：-40℃～50℃，显示显控设备：-10℃～+45℃；
61.b)水源温度：不小于0℃；
62.c)相对湿度：不大于98％(25℃)；
63.d)最大工作海拔高度：不小于4500m；最大通过海拔高度：不小于5000m；
64.e)冲击震动；能承受越野行驶颠簸和冲击振动；
65.f)适应湿热、盐雾和霉菌环境。
66.贮存环境：
67.a)可适应营区特装库房(无调温调湿设施)贮存；
68.b)贮存温度：-45℃～60℃，湿度不大于98％。
69.环控系统具备以下基本功能：
70.a)能同时对多功能舱和医疗隔间内的热舒适性、空气质量进行调节、调节后的空气质量符合gb/t 18883-2002《室内空气质量标准》中的相关规定；
71.b)高原环境下具备弥散式和管道式供氧能力；
72.c)具备各舱室环境指标采集、监测功能；
73.d)具备舱内空气室内、室外双循环模式；
74.e)采用智能控制设备3，简化操作过程；
75.f)具有本地控制、远程控制以及通过can总线接口的状态查询控制功能；
76.g)具备自诊断能力；
77.h)具备模块故障、温度环境、空气质量超限等故障声光报警、保护、记录功能；
78.i)具备减震、降噪措施；
79.j)对消耗品具备累计工作时间统计，耗材更换提示的功能；
80.k)具备模式预设功能，能够预设多种室内环境参数模式；
81.l)设备通过冷、热设计模型分析，在设计中充分考虑乘员舒适性；
82.设备与整车高度融合，可与其他分设备对接，综合利用其他分设备剩余能量，从而达到节能的目的。
83.a)采用智能控制器根据检测各类污染物浓度及变化趋势进行有效控制；
84.b)可显示舱内温度、湿度、氧气、二氧化碳、颗粒物浓度；
85.c)具备can总线接口，可通过智能管控设备实现环境控制设备3的工作状态查询和控制。
86.本发明实施例的空调设备，应选用热带、寒带、高原使用特性的设备，满足国土范围内全天候；自动控制启动与运行组合，依据室外环境温度进行调节，节能高效运行；制冷选用变频压缩机。方舱冬季制热采用燃油加热器实现；安装具有减振、防震措施；使用的冷媒须保障安全性；高寒地区具备快速启动能力。
87.本发明实施例中的空气净化设备：
88.采用高效率、低风阻、可重复使颗粒物过滤器；
89.净化去除舱内空气中的vocs、异味、微生物；
90.具备依据环境空气质量动态调节的能力；
91.模块化净化组件，可进行快速现场维护。
92.本发明实施例中的新风设备：采用高效率、低风阻、可重复使用颗粒物过滤器；进风区域可快速清洁维护；具备能量回收设计。
93.供氧设备：供氧设备制氧量满足空间增氧需求，车内人数按16人考虑；采用分子筛变压吸附制氧技术；满足多功能舱内供氧能力，供氧效果等效于2000米海拔；具备弥散式、鼻吸式供氧功能设计；依据布局，在应急救治隔间内安装快速氧气接口，便于接入面罩式呼吸器。
94.本发明实施例中环控系统的主要性能指标包括：
95.a)额定制冷量：12000w；
96.b)额定制热量：13000w；
97.c)供电电压：dc330v dc24v；
98.d)沐浴水加热量：30000w(12l/min水从3℃加热至40℃)；
99.e)水管保温和水箱保温加热量：7000w；
100.f)夏季最大消耗功率：≤11000w；冬季最大消耗功率：≤8000w；
101.g)额定制氧量30l/min,供氧浓度：不小于90％(标准大气压)，不小于50％
102.(4500m海拔)；供氧压力：0.02mpa-0.06mpa；
103.h)除尘净化能力，具备净化空气中人体异味、微生物及病毒、甲醛、颗粒物等能力；
104.i)循环风量不小于1500m3/h；
105.j)新风量不小于300m3/h；
106.下面将通过一个具体的例子来说明本发明的环控系统的使用方法：
107.1.送电时，可实时显示海拔高度、舱内有害颗粒物浓度、氧气浓度、二氧化碳浓度、舱内外温度和湿度等参数；
108.2.环控系统开机默认自动模式运行，根据舱内外温度，自动判断空调运行模式，制冷/制热/除湿/通风，制热时需向主控发出燃油加热和循环水泵开启请求；制氧设备2根据舱内的氧气浓度和海拔传感器来决定是按平原还是高原模式进行供氧，当舱内需要急救时，可以按下鼻吸按钮，制氧设备2将全力供氧，抢救伤员；新风设备根据舱内的二氧化碳和颗粒物浓度来调节风机的速度，使舱内空气快速恢复到最佳状态；舱内中传感器实时监测的各项数据也在主页面中显示；
109.3.按第二步实施后，选定手动模式，手动开启空调设备5、新风设备、制氧设备2，当舱内需要杀菌消毒时，可以手动启动新风设备的臭氧发生器，前提做好人员的隔离与疏散，此杀菌消毒只能在手动模式下进行操作；
110.4.按第二步实施后，选定夏季平原模式，设备将按夏季平原的模式进行运行，空调设备5制冷模式，新风设备平原模式运行，制氧机平原模式下的氧气传感器浓度来运行；
111.5.按第二步实施后，选定夏季高原模式，设备将按夏季高原的模式进行运行，空调设备5制冷模式，新风设备高原模式运行，制氧机高原模式下的氧气传感器浓度来运行；
112.6.按第二步实施后，选定冬季平原模式，设备将按冬季平原的模式进行运行，空调设备5制热模式，燃油加热器开始运行，新风设备平原模式运行，制氧机高原模式下的氧气传感器浓度来运行。
113.7.按第二步实施后，选定冬季高原模式，设备将按冬季高原的模式进行运行，空调设备5制热模式，燃油加热器开始运行，新风设备高原模式运行，制氧机高原模式下氧气传感器浓度来运行。
114.8.按第二步实施后，选定睡眠模式，设备将按睡眠模式下进行运行，睡眠模式以静音控制为主，限定空调风机、压缩机转速，新风设备风机转速，制氧设备2和燃油器设备不限制运行。
115.实践证明，本发明实施例的环控系统可用于零下40度，海拔5000米，沙漠等恶劣环境下，具有卓越的环境适应性。该设备可采用一键启动、自动设置运行的方式，无需人为干预，操作极为方便。并且，本发明实施例中的环控系统结构美观，安装方便，环境适应性强，标准总线设计、pid智能控制，科技含量高。
116.尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。