一种调节室内空气流速的聚合式结构及使用该耦合结构的送风设备

本发明涉及一种聚合式结构及使用该耦合结构的送风设备，尤其涉及一种调节室内空气流速的聚合式结构及使用该耦合结构的送风设备。

背景技术：

1、建筑风环境是影响室内驻留人员热舒适性的重要参数之一。良好的建筑风环境能够显著改善夏季炎热的室外环境，在满足人体舒适度的前提下减少对机械制冷设备的过度依赖，尽可能降低建筑对资源的消耗和减少环境污染。此外，营造良好的室内通风条件是有效避免呼吸道传染性病毒传播的一项重要措施。

2、建筑通风方式一般包括自然通风和机械通风。在实际生活中室内自然通风通常是风压热压混合的通风方式，其影响因素包括住宅自身因素和自然气候因素。对于建成环境，受限于建筑物周围环境、建筑群体布局、户型设计等因素，以及室外环境风速、风向、温度、湿度等自然气候因素，自然通风效率既不均匀也不稳定。机械通风则是通过安装通风设备(如风机)来实现建筑物换气。它可以有效地将室外新鲜空气或经过处理的空气送入建筑物内部，也可以将污染的室内空气排至室外或经过净化后再排放。机械通风适用于自然通风量不足、需要排除有害气体或需要控制通风量的场所，但其通风效果受通风设备性能和安装位置等因素的影响，也会消耗能量。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的是提出一种调节室内空气流速的聚合式结构及使用该耦合结构的送风设备，以较低能耗实现对室内空气流动性和体感吹风舒适性的协同调节，从而保障室内驻留人员的舒适度和身心健康。

2、技术方案：本发明包括聚合式结构，所述聚合式结构一端设有进气口，另一端设有出风口，所述出风口排列有若干出风孔，若干出风孔排布成莲蓬仿生结构，所述聚合式结构及各个出风孔均能够旋转，所述出风孔一端设有进气口，另一端设有出气口，其中，进气口的直径大于出气口的直径。

3、所述出风孔轴向平行以增大风量；出风孔各向偏转以增加送风面积。

4、所述聚合式结构能够耦合环境传感器，实现室内空气流速的自主、智能调控，即自动模式。

5、一种使用该耦合结构的送风设备，包括耦合结构、计算和存储模块、传感模块、传输模块和风动模块；其中，耦合结构布设在送风设备末端。

6、所述送风设备采用手动模式或自动模式调节。

7、所述自动模式下的调节方法具体包括：

8、启动判定：启动室内环境温度、co2浓度和tvoc浓度监测，并通过与设定值对比进行判定，当满足触发条件时，开启送风；

9、计算送风速率目标值：自动模式下开始送风时，通过以下公式计算出风孔送风速率目标值：

10、ui＝u0×γi  (1)

11、其中γi为风速调整系数，由公式(2)求得：

12、

13、其中ai为co2浓度系数，bi为tvoc浓度系数；ai由公式(3)求得：

14、

15、其中ci为时间i时co2浓度，c0为设备启动时co2初始浓度；

16、bi由公式(4)求得：

17、

18、其中ti为时间i时的tvoc浓度，t0为设备启动时tvoc的初始浓度；

19、根据送风速率目标值反演进风速率；

20、送风调节及模式切转；

21、暂停送风。

22、所述触发条件为：室内温度超过设定限值、co2浓度高于限值或tvoc浓度高于限值。

23、所述根据送风速率目标值反演进风速率，具体为：出风孔送风速率u与出风孔进风速率uin换算关系可由以下公式计算：

24、

25、利用公式(5)通过控制出风孔进风速率来调整出风孔送风速率，其中，d1为进气口直径、d2为出气口直径、d3为柱塞口径。

26、所述送风调节及模式切转，具体为：根据进风速率驱动风动模块工作，并持续计算风速调整系数γi值至低于设定值；当风速调整系数γi在连续一段时间内均低于设定值时，出风孔送风模式由工作模式切转为怠速模式。

27、所述怠速模式下，若风速调整系数γi值在连续一段时间内均小于设定值，则设备自动暂停。

28、有益效果：本发明利用文丘里效应，通过缩小出风孔气道尺寸以形成射流从而提高送风速率，实现较远距离送风；采用“莲蓬”仿生结构，实现多个出风口聚合式设计；采用双旋转自由度设计，实现风量大小和送风面积的精细化调节，双旋转自由度指单个出风口分别具有旋转自由度，“莲蓬”聚合式结构具有整体旋转自由度，送风口轴向平行以增大风量；送风口各向偏转以增加送风面积；腔体可内置空气污染物滤材以净化空气。

技术特征：

1.一种调节室内空气流速的聚合式结构，其特征在于，包括聚合式结构，所述聚合式结构一端设有进气口，另一端设有出风口，所述出风口排列有若干出风孔，若干出风孔排布成莲蓬仿生结构，所述聚合式结构及各个出风孔均能够旋转，所述出风孔一端设有进气口，另一端设有出气口，其中，进气口的直径大于出气口的直径。

2.根据权利要求1所述的一种调节室内空气流速的聚合式结构，其特征在于，所述出风孔轴向平行以增大风量；出风孔各向偏转以增加送风面积。

3.根据权利要求1所述的一种调节室内空气流速的聚合式结构，其特征在于，所述聚合式结构能够耦合环境传感器。

4.一种使用该耦合结构的送风设备，其特征在于，包括耦合结构、计算和存储模块、传感模块、传输模块和风动模块；其中，耦合结构布设在送风设备末端。

5.根据权利要求4所述的一种使用该耦合结构的送风设备，其特征在于，所述送风设备采用手动模式或自动模式调节。

6.根据权利要求5所述的一种使用该耦合结构的送风设备，其特征在于，所述自动模式下的调节方法具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种使用该耦合结构的送风设备，其特征在于，所述触发条件为：室内温度超过设定限值、co2浓度高于限值或tvoc浓度高于限值。

8.根据权利要求6所述的一种使用该耦合结构的送风设备，其特征在于，所述根据送风速率目标值反演进风速率，具体为：出风孔送风速率u与出风孔进风速率uin换算关系可由以下公式计算：

9.根据权利要求8所述的一种使用该耦合结构的送风设备，其特征在于，所述送风调节及模式切转，具体为：根据进风速率驱动风动模块工作，并持续计算风速调整系数γi值至低于设定值；当风速调整系数γi在连续一段时间内均低于设定值时，出风孔送风模式由工作模式切转为怠速模式。

10.根据权利要求9所述的一种使用该耦合结构的送风设备，其特征在于，所述怠速模式下，若风速调整系数γi值在连续一段时间内均小于设定值，则设备自动暂停。

技术总结本发明公开了一种调节室内空气流速的聚合式结构及使用该耦合结构的送风设备，包括聚合式结构，所述聚合式结构一端设有进气口，另一端设有出风口，所述出风口排列有若干出风孔，若干出风孔排布成莲蓬仿生结构，所述聚合式结构及各个出风孔均能够旋转，所述出风孔一端设有进气口，另一端设有出气口，其中，进气口的直径大于出气口的直径。本发明利用文丘里效应，通过缩小出风孔气道尺寸以形成射流从而提高送风速率，实现较远距离送风；采用“莲蓬”仿生结构，实现多个出风口聚合式设计；采用双旋转自由度设计，实现风量大小和送风面积的精细化调节，双旋转自由度指单个出风口分别具有旋转自由度，“莲蓬”聚合式结构具有整体旋转自由度，送风口轴向平行以增大风量；送风口各向偏转以增加送风面积；腔体可内置空气污染物滤材以净化空气。技术研发人员：刘奔,张金冬,叶瑾,刘练受保护的技术使用者：江苏科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15