一种室内负压环境下主备用排风机切换系统及方法与流程

1.本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种室内负压环境下主备用排风机切换系统及方法。


背景技术：

2.负压环境建立于室内送排风量的控制，对于医疗安全以及高要求负压房间的安全，负压系统应具备在设备突发故障时保障室内负压安全稳定的情况，目前经常采用的方法是采用一主一备风机的配置来避免排风机损坏时室内负压出现波动或出现反正压的情况，现常用的控制方式仅为对风机的直接开关机控制，缺乏对室内负压环境影响的考虑，造成室内压差环境波动大，甚至出现反正压的可能，存在室内空气泄露的风险。因此控制室内负压整体稳定并保证室内气流不外泄对于风量控制要求较高，风量控制系统需要保证高效稳定性与高可靠性。
3.现有技术公开的风机切换方法，不适用于具有压差要求与泄露要求的气密性房间环境的控制，导致这种风机切换方式存在室内空气泄露的情况，造成控制环境内空气外泄导致对室外环境造成污染。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种室内负压环境下主备用排风机切换系统及方法，以解决现有技术中风机切换方式容易造成控制环境内空气外泄导致对室外环境造成污染的问题。
5.根据本发明实施例的第一方面，提供一种室内负压环境下主备用排风机切换系统，包括：
6.控制器，及分别与所述控制器相连的送风单元、排风单元；
7.所述控制器，用于监测排风单元的运行数据及室内外压差；
8.还用于在所述运行数据与预设参数不一致，且，所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换。
9.优选地，所述送风单元，包括：
10.空气处理机组，用于对送入室内的空气进行处理；
11.送风管，其一端与所述空气处理机组相连通，另一端与室内送风口相连通，用于将空气处理机组处理后的空气送入室内。
12.优选地，所述送风单元，还包括：
13.送风调节阀，设置在所述送风管上，用来调节送风管的送风量；
14.送风密闭阀，设置在所述送风管上，位于所述送风调节阀与室内送风口之间，用于封锁室内进风口与室外的空气流通。
15.优选地，所述排风单元包括：
16.排风管，其主路与室内排风口相连通，所述主路上设置有排风密闭阀；
17.所述主路末端并联有分别与室外空气相连通的第一支路和第二支路；
18.所述第一支路上依次设有主用排风调节阀、主用排风机；
19.所述第二支路上依次设有备用排风调节阀、备用排风机。
20.优选地，所述控制器为ddc控制器；和/或，
21.所述控制器通过rs485通讯线与modbus传输协议与送风单元及排风单元进行数据传输。
22.根据本发明实施例的第二方面，提供一种室内负压环境下主备用排风机切换方法，包括：
23.监测排风单元的运行数据及室内外压差；
24.在所述运行数据与预设参数不一致，且，所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换。
25.优选地，所述先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换，包括：
26.关闭送风单元第一预设时长后，同步关闭排风单元中的排风密闭阀、主用排风调节阀；
27.第二预设时长后，关闭主用排风机，同步开启备用排风机和备用排风调节阀。
28.优选地，所述方法，还包括：
29.控制备用排风机和备用排风调节阀的运行状态达到预期运行状态；
30.第三预设时长后，开启排风密闭阀；
31.第四预设时长后，开启送风单元。
32.优选地，所述方法，还包括：
33.记录主备用排风机切换前，正常工作状态下主用排风机的运行数据及主用排风调节阀的运行数据；
34.则，所述控制备用排风机和备用排风调节阀的运行状态达到预期运行状态，具体为：
35.当主备用排风机切换完成后，控制备用排风运行至与切换前主用排风机的运行数据保持一致，及，控制备用排风调节阀运行至与切换前主用排风调节阀的运行数据保持一致。
36.优选地，所述方法，还包括：
37.记录主备用排风机切换前，送风单元的运行数据；
38.开启送风单元后，控制送风单元运行至与切换前的运行数据保持一致。
39.本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
40.通过监测排风单元的运行数据及室内外压差，在所述运行数据与预设参数不一致且所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换，从而有效避免了室内空气向室外扩散，解决了现有技术中风机切换方式容易造成控制环境内空气外泄导致对室外环境造成污染的问题。
41.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
42.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
43.图1是根据一示例性实施例示出的一种室内负压环境下主备用排风机切换系统的结构示意图；
44.图2是根据一示例性实施例示出的一种室内负压环境下主备用排风机切换方法的流程图；
45.图3是根据另一示例性实施例示出的一种室内负压环境下主备用排风机切换方法的流程图。
具体实施方式
46.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
47.实施例一
48.图1是根据一示例性实施例示出的一种室内负压环境下主备用排风机切换系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：
49.控制器5，及分别与所述控制器5相连的送风单元1、排风单元4；
50.所述控制器5，用于监测排风单元4的运行数据及室内外压差；
51.还用于在所述运行数据与预设参数不一致，且，所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，先关闭送风单元1，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换。
52.在具体实践中，所述控制器5可以为ddc控制器5；
53.所述控制器5通过rs485通讯线与modbus传输协议与送风单元1及排风单元4进行数据传输。
54.需要说明的是，图1中的6代表压差传感器，主要用于获取室内外压差信息，所述压差传感器6与控制器5相连，控制器5通过压差传感器6检测室内外压差。
55.参见图1，若所述送风单元1，包括：
56.空气处理机组101，用于对送入室内的空气进行处理；
57.送风管104，其一端与所述空气处理机组101相连通，另一端与室内送风口2相连通，用于将空气处理机组101处理后的空气送入室内；
58.送风调节阀102，设置在所述送风管104上，用来调节送风管104的送风量；
59.送风密闭阀103，设置在所述送风管104上，位于所述送风调节阀102与室内送风口2之间，用于封锁室内进风口与室外的空气流通。
60.那么，本实施例所提及的“关闭送风单元1”，是指同步关闭空气处理机组101、送风调节阀102、送风密闭阀103。
61.在具体实践中，所述送风调节阀102、送风密闭阀103可以焊接在所述送风管104上。
62.参见图1，所述排风单元4包括：
63.排风管401，其主路与室内排风口3相连通，所述主路上设置有排风密闭阀402；
64.所述主路末端并联有分别与室外空气相连通的第一支路和第二支路；
65.所述第一支路上依次设有主用排风调节阀403、主用排风机405；
66.所述第二支路上依次设有备用排风调节阀404、备用排风机406。
67.可以理解的是，所述排风密闭阀402用于封锁室内出风口与室外的空气流通；所述主用排风调节阀403用于调节第一支路中的出风量；备用排风调节阀404用于调节第二支路中的出风量。
68.在具体实践中，所述排风密闭阀402可以焊接在所述排风管401的主路上，所述主用排风调节阀403可以焊接在所述第一支路上，所述备用排风调节阀404可以焊接在所述第二支路上。
69.在具体实践中，控制器5根据功能需求可以划分为以下模块：
70.压差传感器监测模块：用于实时监测室内压差值，并将监测到的压差值作为主备用风机切换的判断依据；
71.设备运行数据监测模块：用于实时监测送风单元1及排风单元4的运行参数，包括：送风单元1、排风单元4风机与阀门设备的启闭情况、开度与转速设置等参数；并可对切换风机前1分钟正常运行模式下送风单元1及排风单元4的运行数据进行记录，自身携带计算功能可将记录的数据计算为平均值作为后续切换风机调节的依据；
72.设备运行指令监测模块：用于实时监测送风单元1及排风单元4的设定参数，包括送风单元1及排风单元4的启闭情况，开度与转速设置等参数；
73.排风机切换判断模块：对比分析设备运行数据监测模块与设备运行指令监测模块传递的数据，并同步分析室内压差传感器6的监测数据，当设备运行数据监测模块监测到的主用排风机405组转速数据、主用排风调节阀403的启闭开度数据与设备运行指令监测模块中的设定参数不一致且室内压差出现与设备运行监测数据一致的负压波动时，启动主备用排风机切换，开始对主备用排风机进行切换，相反，则继续保持主用排风机405组运转；
74.送风密闭阀控制模块：当排风机切换判断模块判断启动主备用排风机切换时，控制送风密闭阀的启闭；
75.送风机控制模块：当开启主备用排风机切换程序时，根据控制逻辑顺序对送风机进行关闭与再启动操作；
76.排风密闭阀控制模块：根据控制逻辑直接控制排风管401主路上的排风密闭阀402的启闭；
77.排风调节阀控制模块：根据控制逻辑与阀门开度计算逻辑控制主备用排风机支路上的排风调节阀的开度；
78.排风机控制模块：根据控制逻辑与风机转速计算主备用排风机的开关机与风机转速。
79.参见图1，现以以送风单元1正常工作，排风单元4中的主用排风机405、主用排风调节阀403、排风密闭阀402正常工作，备用排风机406、备用排风调节阀404处于关闭状态，对本实施例所提及的“主备用排风机切换”的工作原理解释说明如下：
80.运行数据监测模块、设备运行指令监测模块与压差传感器监测模块进行实时监
测，通过排风机切换判断模块的判断逻辑对设备运行指令监测模块和运行数据监测模块采集的数据进行对比，当运行指令监测模块与运行数据监测模块采集的主用排风机405与主用排风调节阀403的运行数据不一致时，若压差传感器6的监测数据变化趋势与运行数据对应的负压波动变化一致，则启动主备用排风机切换程序；否则，保持当前运行状态，并继续进行数据监测。
81.运行数据监测模块监测的数据为实时记录形式，并携带有判断逻辑，当2分钟内监测数据无法与运行指令监测模块检测的指令数据保持一致的趋势与数据范围时，运行数据监测模块记录下此次2分钟不一致数据前1分钟的空气处理机组101、主用排风机405、主用排风调节阀403的运行数据。
82.主备用排风机控制程序启动后，送风密闭阀控制模块与送风机控制模块通过数据控制线同时关闭送风密闭阀103、空气处理机组101、送风调节阀102；当送风调节阀102完全关闭30秒后，排风机密闭阀控制模块与排风机调节阀控制模块通过数据控制线同步关闭排风密闭阀402与主用排风调节阀403，当主用排风调节阀403完全关闭30秒后，数据控制线使排风机控制模块对主备用排风机的启闭与转速设置进行调节，排风机调节阀模块对备用排风调节阀404同步控制：
83.同步关闭主用排风机405的电源供应；同步开启备用排风机406，并通过对比运行数据监测模块中记录下的风机切换前的主用排风机405的转速数据，调节备用排风机406运行至与该运行数据一致，同步开启备用排风调节阀404，并通过运行数据监测模块中记录下的风机切换前的主用排风调节阀403的开度数据调节备用排风调节阀404运行至与该运行数据一致。待备用排风机406与备用排风调节阀404调节完成并运行30秒后，开启排风密闭阀402，待排风密闭阀402完全开启30秒后，同步开启送风密闭阀103、送风调节阀102与空气处理机组101，其中空气处理机组101通过对比运行数据监测模块记录的空气处理机组101切换前的运行数据，调节至与关闭前的状态一致，主备用排风机切机结束。
84.可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过监测排风单元4的运行数据及室内外压差，在所述运行数据与预设参数不一致且所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换，从而有效避免了室内空气向室外扩散，解决了现有技术中风机切换方式容易造成控制环境内空气外泄导致对室外环境造成污染的问题。
85.实施例二
86.图2是根据一示例性实施例示出的一种室内负压环境下主备用排风机切换方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
87.步骤s11、监测排风单元的运行数据及室内外压差；
88.步骤s12、在所述运行数据与预设参数不一致，且，所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换。
89.需要说明的是，本实施例提供技术方案，适用于实施例一所述的室内负压环境下主备用排风机切换系统中，所述室内负压环境下主备用排风机切换系统适用的场景包括但不限于：医疗实验室、生物实验室等。
90.所述步骤s11中提及的“排风单元的运行数据”，主要包括：
91.主用排风机转速数据、主用排风调节阀的启闭开度数据。
92.所述步骤s11中提及的“室内外压差”主要通过设置在室内的压差传感器获取。
93.所述步骤s12中提及的“所述运行数据与预设参数不一致”主要是指主用排风机的实际转速与用户预设的转速不一致，主用排风调节阀的启闭状态与用户预设的启闭状态不一致，主用排风调节阀的开度与预设的开度大小不一致。
94.所述步骤s12中提及的“所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动”是指：将主用排风机的转速、主用排风调节阀的开度大小划分为多个数值范围段，每个数值范围段对应一个负压波动，若监测到室内外压差出现负压波动，该负压波动与当前时刻排风单元的运行数据所在数值范围段对应的负压波动一致。
95.所述步骤s12中提及的“先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换”，包括：
96.关闭送风单元第一预设时长后，同步关闭排风单元中的排风密闭阀、主用排风调节阀；
97.第二预设时长后，关闭主用排风机，同步开启备用排风机和备用排风调节阀；
98.控制备用排风机和备用排风调节阀的运行状态达到预期运行状态；
99.第三预设时长后，开启排风密闭阀；
100.第四预设时长后，开启送风单元。
101.在具体实践中，所述第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长、第四预设时长可以相等，也可以不等。所述第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长、第四预设时长的具体数值根据用户需要进行设置，或者，根据实验数据进行设置，或者，根据历史经验值进行设置。
102.例如，在具体实践中，可以将第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长、第四预设时长皆设置为30秒。
103.需要说明的是，若所述送风单元，如图1所示包括：
104.空气处理机组，用于对送入室内的空气进行处理；
105.送风管，其一端与所述空气处理机组相连通，另一端与室内送风口相连通，用于将空气处理机组处理后的空气送入室内；
106.送风调节阀，设置在所述送风管上，用来调节送风管的送风量；
107.送风密闭阀，设置在所述送风管上，位于所述送风调节阀与室内送风口之间，用于封锁室内进风口与室外的空气流通。
108.那么，本实施例所提及的“关闭送风单元”，是指同步关闭空气处理机组、送风调节阀、送风密闭阀；本实施例所提及的“开启送风单元”，是指同步开启空气处理机组、送风调节阀、送风密闭阀。
109.在具体实践中，所述方法，还包括：
110.记录主备用排风机切换前，正常工作状态下主用排风机的运行数据及主用排风调节阀的运行数据；
111.则，所述控制备用排风机和备用排风调节阀的运行状态达到预期运行状态，具体为：
112.当主备用排风机切换完成后，控制备用排风运行至与切换前主用排风机的运行数
据保持一致，及，控制备用排风调节阀运行至与切换前主用排风调节阀的运行数据保持一致。
113.可以理解的是，记录主备用排风机切换前，正常工作状态下主用排风机的运行数据及主用排风调节阀的运行数据，可以使主备用排风机切换完成后，控制备用排风运行至与切换前主用排风机的运行数据保持一致，及，控制备用排风调节阀运行至与切换前主用排风调节阀的运行数据保持一致，使得备用排风机迅速定位到切换前主用排风机的工作状态，能够保证主备用排风机切换前后，系统的平稳运行，减少备用排风机二次调节时间，保证室内负压环境快速稳定。
114.在具体实践中，所述方法，还包括：
115.记录主备用排风机切换前，送风单元的运行数据；
116.开启送风单元后，控制送风单元运行至与切换前的运行数据保持一致。
117.可以理解的是，记录主备用排风机切换前，送风单元的运行数据，可以使主备用排风机切换完成后，控制送风单元运行至与切换前的运行数据保持一致，使得送风单元迅速定位到切换前的工作状态，能够进一步保证主备用排风机切换前后，系统的平稳运行，减少送风单元二次调节时间，保证室内负压环境快速稳定。
118.可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过监测排风单元的运行数据及室内外压差，在所述运行数据与预设参数不一致且所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换，从而有效避免了室内空气向室外扩散，解决了现有技术中风机切换方式容易造成控制环境内空气外泄导致对室外环境造成污染的问题。
119.实施例三
120.图3是根据另一示例性实施例示出的一种室内负压环境下主备用排风机切换方法的流程图，如图3所示，该方法包括：
121.步骤s21、监测排风单元的运行数据及室内外压差；
122.步骤s22、在所述运行数据与预设参数不一致，且，所述室内外压差出现与所述运行数一致的负压波动时，关闭送风单元第一预设时长后，同步关闭排风单元中的排风密闭阀、主用排风调节阀；
123.步骤s23、第二预设时长后，关闭主用排风机，同步开启备用排风机和备用排风调节阀；
124.步骤s24、当主备用排风机切换完成后，控制备用排风运行至与切换前主用排风机的运行数据保持一致，及，控制备用排风调节阀运行至与切换前主用排风调节阀的运行数据保持一致；
125.步骤s25、第三预设时长后，开启排风密闭阀；第四预设时长后，开启送风单元；
126.步骤s26、开启送风单元后，控制送风单元运行至与切换前的运行数据保持一致。
127.需要说明的是，本实施例提供技术方案，适用于实施例一所述的室内负压环境下主备用排风机切换系统中，所述室内负压环境下主备用排风机切换系统适用的场景包括但不限于：医疗实验室、生物实验室等。
128.可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过监测排风单元的运行数据及室内外压差，在所述运行数据与预设参数不一致且所述室内外压差出现与所述运行数一致的负
压波动时，先关闭送风单元，使室内保持负压状态，然后再启动主备用排风机切换，从而有效避免了室内空气向室外扩散，解决了现有技术中风机切换方式容易造成控制环境内空气外泄导致对室外环境造成污染的问题。
129.另外，由于可以使主备用排风机切换完成后，控制备用排风运行至与切换前主用排风机的运行数据保持一致，及，控制备用排风调节阀运行至与切换前主用排风调节阀的运行数据保持一致，使得备用排风机迅速定位到切换前主用排风机的工作状态，能够保证主备用排风机切换前后，系统的平稳运行，减少备用排风机二次调节时间，保证室内负压环境快速稳定。
130.进一步地，由于可以使主备用排风机切换完成后，控制送风单元运行至与切换前的运行数据保持一致，使得送风单元迅速定位到切换前的工作状态，能够进一步保证主备用排风机切换前后，系统的平稳运行，减少送风单元二次调节时间，保证室内负压环境快速稳定。
131.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
132.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
133.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
134.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
135.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
136.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
137.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
138.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
139.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。