一种智能新风机的制作方法

本发明涉及一种智能新风机，属环保设备。

背景技术：

不断发展的科学技术，为人们生活带来无限便利的同时，也带来了雾霾。不仅室外PM2.5指数爆表，室内空气状况也不容乐观。传统的空气净化器是关闭门窗的情况下进行内循环净化，无法解决室内CO2浓度超标、氧气下降、人体新陈代谢产生异味等问题。

污染空气中生活的孕妇，胎儿易患心脏疾病、新生儿体质降低，可诱发胎儿畸形、婴幼儿白血病。空气污染会可影响儿童智力发育，增加儿童小儿肺炎、咳嗽、哮喘病的发病率，影响儿童的身高、智力发育。室内空气不流通，有害物质浓度高，特别CO2超标（缺氧），会引起老人高血压、心血管、脑溢血等病症。

传统的、带新风的（壁挂式或立式）空调采用正压送风，室内压强高于室外压强和风机静压时，无法达到室内外空气进行充分交换的目的，所谓的“新风”就是“假新风”，只有制冷制热功能了。且排风口易滋生细菌，尤其是冬天，空调口的温度更是细菌的温床。

现有的空气净化器（机）只能净化空气，不能通风换气。只能将室内空气进行循环净化，不能实现与室外进行通风换气。使用越久，室内CO2浓度越高，越缺O2。越来越多的建筑物内，急需一种能净化室外空气，将洁净富含O2的空气源源不断地送入室内，同时又将室内污浊空气稀释排出室外，实现通风换气的新风机。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种智能新风机，包括机壳、室外风口、室内风口、进风板、进风电机、新风机叶轮、新风电机、初效过滤器、中效过滤器、紫外线灯、加热器、高效过滤器、百叶窗、百叶窗电机。

本发明所述机壳、百叶窗、新风机叶轮、进风板采用防水、防火、防爆材料，可以是工程塑料、合金材料、高分子复合材料。

风机可采用离心式、轴流式、斜流式（混流式）和横流式，优选横流风机。横流风机气流两次流经风机叶轮，进气和排气方向处于同一平面。有较高的动压，能得到扁平的气流。

本发明所述初效过滤器采用可水洗合成纤维网为滤网，金属龙骨为支撑。具有阻力小，容尘量大、寿命长、可水洗，经济耐用等特点。

中效过滤器采用纤维与活性炭加工而成，可清除空气中的异味（恶臭）和有害气体（如挥发性有机化合物，酸性、碱性气体，甲醛，汞蒸气，放射性气体等）。做为高效过滤的前端过滤，可减少高效过滤的负荷，延长其使用寿命。

高效过滤器采用超细玻璃纤维纸作滤料，具有过滤效率高、阻力低、容尘量大等特点。能捕集0.5um以下的颗粒灰尘及各种悬浮物。

本发明所述紫外线灯选用市场销售的紫外线灯，全国有南京华强电子有限公司、广州市朗普光电科技有限公司、江阴申星万合环境科技有限公司等几十家企业均可生产。

短波紫外线对微生物的破坏力极强，当该波段的紫外线照射细菌体后，细胞的核蛋白和脱氧核糖核酸（DNA）强烈地吸收该波段的能量，链被打开断裂，从而使细菌死亡。紫外线还可分解挥发性有机物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等）。使用紫外线灯可对通过该装置的空气进行杀菌，分解挥发性有毒气体。

本发明所述加热器采用铁铬铝合金、镍铬电热合金，作为发热丝，外套铁氟龙管。加热时，加热器不发光，不会因为光线而影响人们休息。

所述机壳上设有电源线、传感器窗口、显示屏、按钮、百叶窗、风斗。

所述传感器窗口内设有温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器，可感应温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度、甲醛浓度。

所述显示屏，可显示感应到的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度、甲醛浓度。所述按钮用来调节显示设置或手动启动新风电机、紫外线灯、加热器、进风电机。

所述机壳内设有初效过滤器、中效过滤器、紫外线灯、加热器、高效过滤器。

所述新风电机通过新风电机齿轮副与新风机壳相连，所述新风电机齿轮副与新风机叶轮相连，所述新风机壳与机壳相连。

所述百叶窗通过百叶窗轴与百叶窗固定板相连；所述百叶窗通过百叶窗升降杆轴与百叶窗升降杆相连；所述百叶窗升降杆轴通过百叶窗连结板、百叶窗连结板轴与百叶窗轮相连；所述百叶窗轮通过百叶窗轮轴、百叶窗电机齿轮副与百叶窗电机相连；所述百叶窗电机齿轮副通过百叶窗固定板与机壳相连。

所述风斗呈多面棱锥体，大的矩形面与机壳相连。风斗具有均匀风压的作用。风斗上小的矩形面上设有室外风口、室内风口；室外风口上可接风管，连结到室外；室内空气可通过室内风口进入到风斗内。

所述室外风口、室内风口上设有防护网，用于拦截动物和大的漂浮物（如树叶、纸片、塑料片等），防止杂物损伤新风机叶轮或发生安全事故。

所述风斗内设进风轨道，所述进风轨道通过进风齿条、进风齿轮与进风电机相连；所述进风轨道通过新风连结板与进风板相连。通过进风板来控制室外风口、室内风口的空气通过。

所述控制电路包括单片机、稳压模块电路、电源电路、电机驱动电路、加热驱动电路、杀菌驱动电路、传感器驱动电路。

所述单片机的控制信号接口还分别同电机驱动电路、加热驱动电路、杀菌驱动电路、传感器驱动电路的前级信号控制端连接。

所述电机驱动电路的后级信号控制端分别同所述新风电机、百叶窗电机、进风电机相接；加热驱动电路后级信号控制端同所述电热丝相连；杀菌驱动电路后级信号控制端同所述紫外灯相连；传感器驱动电路的后级信号控制端分别同所述温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器相接。

所述电源电路回路向电机驱动电路、加热驱动电路、杀菌驱动电路、传感器驱动电路提供电源。

本发明的工作过程如下：

接通电源，启动进风口电机，进风口电机旋转带动进风齿轮；通过进风齿轮旋转带动进风齿条在进风轨道内运动；进风齿条移动带动新风连结板左右移动，使控制新风板打开或关闭室外风口与室内风口。当新风板关闭室外风口时，室内空气可进入该装置内，使室内空气循环，使该装置起到净化室内空气的作用。当新风板关闭室内风口，室外空气可进入该装置内，使该装置起到净化室外新风的作用。

启动新风电机，新风机叶轮旋转，将通过室内风口或室外风口的空气吸入该装置，经过滤（根据需要，还可杀菌、加热）后送入室内。

给紫外线灯通电，产生紫外线可杀灭细菌和分解挥发性有机物。

给加热器通电，加热丝发热，使该装置内空气温度升高。

启动百叶窗电机，通过百叶窗电机旋转带动百叶窗连结板运动；通过百叶窗连结板带动百叶窗升降机上下移动，使用百叶窗打开或关闭。

启动温度传感器，显示屏上显示当前大气温度；启动湿度传感器，显示屏上显示当前大气湿度；启动氧气传感器，显示屏上显示当前大气中氧气浓度；启动二氧化碳传感器，显示屏上显示当前大气中二氧化碳浓度；启动PM2.5传感器，显示屏上显示当前大气中PM2.5浓度；启动甲醛传感器，显示屏上显示当前大气中甲醛、苯等挥发性气体的浓度。

当传感器检测到二氧化碳、PM2.5、甲醛或苯等挥发性气体的浓度超过设定值时，该装置可自动打开室外风口，启动进风口电机、紫外线灯，更换室内新风。当传感器检测到新风温度低于设定值时，加热器自动加热。

新风电机、紫外线灯、加热器可设置成自动启动，也可手动启动。

由以上可知，智能新风机具有自动检测室内空气温湿度、氧气、二氧化碳、PM2.5、甲醛、苯等浓度，能自动或手动净化、更换新风的功能，可提高室内空气质量，减少小孩、老人少生病，保障家人健康。该装置操作简单、外观美观、安装方便。

本发明的优点：

（1）净化室内空气，不受室外雾霾PM2.5困扰。

（2）增加室内氧气，不会因关门关窗室缺氧。

（3）无需开窗换气，隔离室外噪音。

（4）减少室内灰尘，减少打扫卫生的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的主视结构示意图；

图2是本发明的一种实施例正面主视结构示意图（带局部剖视）；

图3是本发明的一种实施例背面主视结构示意图（带局部剖视）；

图4是新风机的一种实施例主视结构示意图（带局部剖视）；

图5是百叶窗的一种实施例主视结构示意图；

图6是一种实施例的控制电路框图；

图7是图6中单片机的一种实施例主控芯片电路图；

图8是图6中稳压电源电路的一种实施例电路图；

图9是图6中杀菌驱动电路的一种实施例电路图；

图10是图6中加热驱动电路的一种实施例电路图；

图11是图6中电机驱动电路的一种实施例电路图；

图12是图6中温度传感器驱动电路的一种实施例电路图；

图13是图6中湿度传感器驱动电路的一种实施例电路图；

图14是图6中氧气传感器驱动电路的一种实施例电路图；

图15是图6中二氧化碳传感器驱动电路的一种实施例电路图；

图16是图6中PM2.5传感器驱动电路的一种实施例电路图；

图17是图6中甲醛传感器驱动电路的一种实施例电路图。

在附图中：

1—机壳，2—电源线，3—传感器窗口，4—显示屏，5—按钮，6—百叶窗，7—新风机壳，8—初效过滤器，9—中效过滤器，10—紫外灯，11—加热器，12—高效过滤器，13—新风机叶轮，14—新风电机，15—新风电机齿轮副，16—百叶窗轴，17—百叶窗升降杆，18—百叶窗固定板，19—百叶窗升降杆轴，20—百叶窗连结板，21—百叶窗连结板轴，22—百叶窗电机，23—百叶窗电机齿轮副，24—百叶窗轮轴，25—百叶窗轮，26—风斗，27—室外风口，28—进风板，29—进风轨道，30—新风连结板，31—进风齿轮，32—进风电机，33—进风齿条，34—室内风口，35—防护网。

具体实施方式

参见图1至图8，一种智能新风机，包括机壳1、室外风口27、室内风口34、进风板28、进风电机32、新风机叶轮13、新风电机14、初效过滤器8、中效过滤器9、紫外线灯10、加热器11、高效过滤器12、百叶窗6、百叶窗电机22。

所述机壳1上设有电源线2、传感器窗口3、显示屏4、按钮5、百叶窗6、风斗26。

所述传感器窗口3内设有温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器，可感应温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度、甲醛浓度。

所述显示屏4，可显示感应到的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度、甲醛浓度。所述按钮5用来调节显示设置或手动启动新风机14、紫外线灯10、加热器11、进风电机32。

所述机壳1内设有初效过滤器8、中效过滤器9、紫外线灯10、加热器11、高效过滤器12。

所述新风电机14通过新风电机齿轮副15与新风机壳7相连，所述新风电机齿轮副15与新风电机叶轮13相连，所述新风机壳7与机壳1相连。

所述百叶窗6通过百叶窗轴16与百叶窗固定板18相连；所述百叶窗6通过百叶窗升降杆轴19与百叶窗升降杆17相连；所述百叶窗升降杆轴19通过百叶窗连结板20、百叶窗连结板轴21与百叶窗轮25相连；所述百叶窗轮25通过百叶窗轮轴24、百叶窗电机齿轮副23与百叶窗电机22相连；所述百叶窗电机齿轮副23通过百叶窗固定板18与机壳1相连。

所述风斗26呈多面棱锥体，大的矩形面与机壳1相连。风斗26具有均匀风压的作用。风斗26上小的矩形面上设有室外风口27、室内风口34；室外风口27上可接风管，连结到室外；室内空气可通过室内风口34进入到风斗26内。

所述室外风口27、室内风口34上设有防护网35，用于拦截动物和大的漂浮物（如树叶、纸片、塑料片等），防止杂物损伤新风机叶轮13或发生安全事故。

所述风斗26内设进风轨道29，所述进风轨道29通过进风齿条33、进风齿轮31与进风电机相连32；所述进风轨道29通过新风连结板30与进风板28相连。通过进风板28来控制室外风口27、室内风口34的空气通过。

参见图6，所述控制电路包括单片机、稳压模块电路、电源电路、电机驱动电路、加热驱动电路、杀菌驱动电路、传感器驱动电路。

所述单片机的控制信号接口还分别同电机驱动电路、加热驱动电路、杀菌驱动电路、传感器驱动电路的前级信号控制端连接。

所述电机驱动电路的后级信号控制端分别同所述新风电机、百叶窗电机、进风电机相接；加热驱动电路后级信号控制端同所述电热丝相连；杀菌驱动电路后级信号控制端同所述紫外灯相连；传感器驱动电路的后级信号控制端分别同所述温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器相接。

所述电源电路回路向电机驱动电路、加热驱动电路、杀菌驱动电路、传感器驱动电路提供电源。

图7是图6中单片机的一种实施例主控芯片电路图，其中U1为智能新风机的主控制芯片，采用LPC2134芯片，是基于ARM7 TDMI-S CPU，带有128KB Flash存储器；采用LQFP64封装，包含47个通用I/O口，工作电压为3.0～3.6V，可承受5V电压。

图8是图6中稳压电源电路的一种实施例电路图，通过脉冲宽度调制（PWM）控制技术，可根据负载需要输出整流、滤波所需电源，为新风电机、百叶窗电机、进风电机、电热丝、紫外线灯、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器、PM2.5传感器、甲醛传感器提供稳定的电压。

图9是图6中杀菌驱动电路的一种实施例电路图，通过镇流器为紫外线灯提供电流。

图10是图6加热驱动电路的一种实施例电路图，通过定时控制器为电热丝供电。

图11是图6中电机驱动电路的一种实施例电路图，U3采用ST公司生产的L298N芯片，采用15脚封装；采用标准逻辑电平信号控制，与单片机管脚直接连接；可驱动直流电动机和步进电动机。L298N芯片的2、3端口和10、14端口与电机相连。

图12是图6中温度传感器驱动电路的一种实施例电路图，采用红外线非接触式测量方式，不与被测对象直接接触，测量范围为-20℃～60℃，精度高、抗干扰能力强。

图13是图6中湿度传感器驱动电路的一种实施例电路图，IC2采用AD623，在无外接电阻条件下，AD623被设置为单增益（G=1）。外接电阻后，AD623可编程设置增益，增益最高可达1000倍。通过交流共模抑制比（AC CMRR）保持最小的误差，可放共模电压信号。

图14是图6中氧气传感器驱动电路的一种实施例电路图，采用LTC2063单通道低功率、零漂移、20kHz放大器，实现高分辨率测量。正常电流为1.4μA，最大值为2μA。LTC2063采用6引脚SC70封装和5引脚TSOT-23封装。

图15是图6中二氧化碳传感器驱动电路的一种实施例电路图，采用两个传感器串联，分别施加0.5V和1.3V的电压。输出信号放大后作相减运算，获得二氧化碳浓度信号。

图16是图6中PM2.5传感器驱动电路的一种实施例电路图，采用TPA8801B，可减少输入光电流有测量误差，提高了放大电路的动态范围。

图17是图6中甲醛传感器驱动电路的一种实施例电路图，通过信号放大，可检测甲醛、氨、苯挥化性气体。

本发明的工作过程如下：

接通电源，启动进风口电机32，进风口电机32旋转带动进风齿轮31；通过进风齿31轮旋转带动进风齿条33在进风轨道29内运动；进风齿条33移动带动新风连结板30左右移动，使控制新风板28打开或关闭室外风口27与室内风口34。当新风板28关闭室外风口27时，室内空气可进入该装置内，使室内空气循环，使该装置起到净化室内空气的作用。当新风板28关闭室内风口34，室外空气可进入该装置内，使该装置起到净化室外新风的作用。

启动新风电机14，新风机叶轮13旋转，将通过室内风口34或室外风口27的空气吸入该装置，经过滤（根据需要，还可杀菌、加热）后送入室内。

给紫外线灯10通电，产生紫外线可杀灭细菌和分解挥发性有机物。

给加热器11通电，加热丝发热，使该装置内空气温度升高。

启动百叶窗电机22，通过百叶窗电机22旋转带动百叶窗连结板20运动；通过百叶窗连结板20带动百叶窗升降机17上下移动，使用百叶窗6打开或关闭。

启动温度传感器，显示屏4上显示当前大气温度；启动湿度传感器，显示屏4上显示当前大气湿度；启动氧气传感器，显示屏4上显示当前大气中氧气浓度；启动二氧化碳传感器，显示屏4上显示当前大气中二氧化碳浓度；启动PM2.5传感器，显示屏4上显示当前大气中PM2.5浓度；启动甲醛传感器，显示屏4上显示当前大气中甲醛、苯等挥发性气体的浓度。

当传感器检测到二氧化碳、PM2.5、甲醛或苯等挥发性气体的浓度超过设定值时，该装置可自动打开室外风口27，启动进风口电机32、紫外线灯10，更换室内新风。当传感器检测到新风温度低于设定值时，加热器11自动加热。

新风电机14、紫外线灯10、加热器11可设置成自动启动，也可手动启动。