一种微藻空气净化器自动控制系统及控制方法
【专利说明】一种微藻空气净化器自动控制系统及控制方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及环境工程和自动化技术领域，特别是涉及一种微藻空气净化器自动控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0003]近年来，全国中东部地区民众在PM2.5的爆表中度日如年，从东北到西北，从华北到中部乃至黄淮、江南地区，大范围的重度和严重污染让民众备受煎熬，北京、石家庄、保定、邯郸、天津、沧州、廊坊、唐山等京津冀地区，都发布了大雾橙色预警，山东、四川、安徽等省市都发布了黄色或橙色预警，河南新乡和开封甚至发布了大雾红色预警信号。在医院，与空气污染有关的病患者增多。
[0004]近年来全国大范围雾霾频发，多地PM2.5爆表，大气环境污染已然成为威胁人类生存的重大问题。对于生活在现代城市的大多数人来说，约有60% — 70%的时间是在室内度过，居住条件的好坏与身体健康有着密切的关系。室内污染物浓度高于室外2— 5倍，在特殊情况下可达到100倍。室内污染具有影响范围大、接触时间长、污染物浓度低、浓度变化大、污染物种类多、易受环境条件及气象因素影响、危害健康等特点。随着对室内环境保护意识的不断增强，人们迫切希望有一个安全、舒适、健康的生活空间。
[0005]除室外空气污染的影响外，室内空气恶化的主要起因有大量使用化学建筑材料、装饰装修材料、人造板材复合家具等散发有毒有害气体，还与建筑因节能要求密闭性提高、空调系统新风量减少等因素密切相关。室内污染物主要分为三大类:PMlO和PM2.5等悬浮颗粒物、挥发性有机污染物、细菌病毒等微生物。因此，对室内空气污染进行控制和治理是目前改善人类生存环境的有效途径。
[0006]空气净化器又称空气清洁器、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等)，有效提高空气清洁度的产品，主要分为家用、商用、工业、楼宇。空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有:吸附技术、负(正)离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要有:光触媒、活性炭、极炭心滤芯技术、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。根据空气净化器针对空气中颗粒物去除技术，主要有机械滤网式、静电驻极滤网式、高压静电集尘、负离子和等离子体法等。
[0007]但是现有的空气净化器只采用一种空气净化技术，能处理的污染物较为单一。现有的活性炭空气净化器常常面临活性炭吸附能力过载，需要重新更换活性炭的问题。而且现有的空气净化器一般只能达到吸收污染物的作用，且成本较高，不利于维护。因此开发一种净化效果好、成本低的净化器自动控制系统有着十分重要的意义。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种净化效果好、成本较低、易于操作及维护的微藻空气净化器自动控制系统及控制方法。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种微藻空气净化器自动控制系统自动控制系统，包括净化器本体和与净化器本体固定相连的控制元件。
[0010]所述净化器本体包括透明的储藻池和覆盖于储藻池上方的桶体。
[0011]所述储藻池为无盖的长方体结构，所述储藻池底部固定安装有加热器A ;所述储藻池上端部侧面开有进气口 ；所述储藻池内部下端位置固定安装有温度传感器；所述储藻池下端部侧面开有一出水孔，所述出水孔通过出水管与水泵相连通，所述储藻池上端部外侧面固定安装有毒有害检测气体探头和PM2.5检测探头；所述储藻池底部固定安装有日光灯。
[0012]所述桶体为无底有盖的分段嵌套式结构，所述桶体分为五段，从上往下依次为a段、A段、B段、C段、D段；所述A段、B段、C段的侧面桶壁上分别开有通孔A、通孔B、通孔C ;所述a段与A段间隔有纱布a，所述A段与B段间隔有纱布A，B段与C段间隔有纱布B，C段与D段间隔有纱布C，所述纱布a上方平铺有一层活性炭；所述纱布A上方设有喷头A，纱布B上方设有喷头B，纱布C上方设有喷头C，所述喷头A、喷头B、喷头C分别通过穿过通孔A、通孔B、通孔C且相互平行的硬管A、硬管B、硬管C与软管相连通；所述软管另一端与水泵固定连接；所述桶体内部侧面上固定安装有温湿度传感器；所述桶体顶部开有通风孔，所述通风孔外侧在桶体表面上固定安装有一风机，所述通风孔内侧在风机下方固定安装有一加热器B。
[0013]所述温度传感器、温湿度传感器、有毒有害检测气体探头、PM2.5检测探头、加热器
A、加热器B、风机、水泵、日光灯均通过信号线A与控制元件相连。
[0014]进一步的，所述控制元件为PLC或单片机或嵌入式中的任意一种。
[0015]进一步的，所述桶体内表面在通风孔两侧分别固定安装有紫外光灯，所述紫外光灯通过导线与控制元件相连。
[0016]进一步的，所述日光灯、加热器A、加热器B、风机、水泵与控制元件之间分别连接有一继电器A、继电器B、继电器C、继电器D、继电器E。
[0017]进一步的，所述控制元件通过信号线B还连接有显示屏和蜂鸣器，所述显示屏位于净化器本体旁边，所述蜂鸣器安装于显示屏上方。
[0018]本发明还公开了一种使用所述的微藻空气净化器自动控制系统自动控制系统的控制方法，包括如下方法步骤:
A.首先是净化器系统内部的空气净化，通过对所述进气口通空气，使微藻进行光合作用释放氧气；
B.白天，温湿度传感器可以实时监测净化器内部的温度和湿度，由于微藻对生长环境的温度和湿度有一定要求，所以温湿度传感器把测得的温度和湿度通过信号线A输入到控制元件中，控制元件对输入的数值进行一个判断对比；
C.如果温度值低于预设值24°C时，桶体上方的加热器B和风机开始工作，把产生的热空气往下吹，以提高净化器内部的温度，当温度达到预设值24° C时，控制元件控制风机和加热器B停止工作；
D.同时，如果湿度值低于预设值60%时，控制元件控制水泵开始工作，把藻液通过水泵抽吸后经喷头A、喷头B、喷头C喷淋到纱布A、纱布B、纱布C上，当湿度达到预设值60%时，水泵停止工作；
E.温度传感器检测储藻池中微藻藻液的温度，并且把藻液的温度值实时输入控制元件中，控制元件将输入值跟预设值25° C对比，如果温度低于预设值25° C时，储藻池底部的加热器A开始工作，当温度达到预设值时，加热器A停止工作；
F.晚上，控制元件通过时间控制给继电器A信号，继电器A闭合，日光灯开始工作，使微藻继续光合作用；
G.然后是净化器系统外部的空气净化，有毒有害检测气体探头检测空气中的CO、NOx,SOx，将检测的值输送至控制元件中与预设值对比，当CO、NOx, SOx的值超过空气中的正常标准时，控制元件使风机开始反转，将外部气体吸入净化器中，水泵开始工作，藻液喷淋到纱布A、纱布B、纱布C上，微藻、活性炭、紫外光灯同时对吸入的空气进行净化；
H.同时，PM2.5检测探头检测空气中的PM2.5，当检测值值大于预设值时，控制元件对风机进行无极调速，即当PM2.5的值超出预设值很多时，说明空气中PM2.5污染严重，控制风机反转的转速较低，使净化器内部对空气进行充分净化；当PM2.5的值超出预设值不是很多时，说明PM2.5浓度较低，控制风机反转的转速较高，可以快速净化空气，加快净化速度；
1.在上述步骤进行的同时，通过控制元件将检测的数值实时显示在显示屏上，任何检测值超过预设值，蜂鸣器就开始报警，提醒附近的人员注意。
[0019]本发明的有益效果如下:
1.本发明的净化器自动控制系统及控制方法，通过多种传感器的配合，来检测净化器内部的温湿度和净化器外空气中的有毒有害气体和PM2.5的含量，将检测结果反馈至控制元件，再由控制元件控制加热器对净化器中的微藻进行光合作用，同时控制紫外光灯和活性炭使其共同净化空气，将空气中的污染物和有毒有害气体净化，达到净化空气，增加氧气的目的，将自动控制技术应用到微藻空气净化器自动控制系统中，使整个控制系统更自动化、智能化，且