一种通风换气系统及方法

摘要

本发明提供了一种通风换气系统及方法，应用于具有人或动物的立体空间，包括进风模块、单向动力排风模块、气体检测模块和控制模块，进风模块包括进风箱、动力进风机构和导风头，进风箱内设置有第一拦截网板，动力进风机构包括进风管和在进风管内按照进风方向依次设置有第二拦截网板、第一风扇、多孔蜂窝体过滤层、第二风扇，第一拦截网板的过风面的面积大于第二拦截网板的过风面的面积，导风头可移动地设置在进风管的出风口处，控制模块用于根据气压和预设种类的气体浓度控制第一风扇、第二风扇和单向动力排风模块的启停。与现有技术相比，实现了过滤效果更好、通风效率更高、使用寿命更久和生物安全性更好。

权利要求

1.一种通风换气系统，应用于具有人或动物的立体空间，其特征在于，包括进风模块、单向动力排风模块、气体检测模块和控制模块；

所述进风模块包括进风箱、动力进风机构和导风头，所述进风箱设置在所述立体空间外部，所述动力进风机构设置在所述立体空间内部、且对接所述进风箱，所述进风箱内设置有第一拦截网板，所述动力进风机构包括进风管和在所述进风管内按照进风方向依次设置有第二拦截网板、第一风扇、多孔蜂窝体过滤层、第二风扇，所述第一拦截网板的过风面的面积大于所述第二拦截网板的过风面的面积；

所述导风头可移动地设置在所述进风管的出风口处，以启闭所述进风管的出风口及调节所述进风管的出风口的大小，所述导风头的一端为遇风面，所述导风头的另一端为背风面，所述遇风面和所述背风面之间为弧形导风面；

所述单向动力排风模块用于将立体空间内空气向外排出；

所述气体检测模块用于检测所述立体空间内的气压和预设种类的气体浓度，所述控制模块用于根据气压和预设种类的气体浓度控制所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块的启停；

所述气体检测模块包括：用于检测立体空间内的氧气浓度的氧气检测单元、用于检测立体空间内的有害气体浓度的有害气体检测单元和用于检测立体空间内的气压的气压检测单元，所述有害气体包括二氧化碳、一氧化碳、甲醛、二氧化硫中的一种或多种；

所述控制模块用于接收氧气浓度信号、有害气体信号和气压信号，控制所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块的启停，实现对气压、氧气浓度和有害气体浓度的联动控制，使立体空间内的气压大于预设气压低值、小于预设气压高值，且立体空间的氧气浓度低于对应的预设阈值，且立体空间的任一所述有害气体浓度低于对应的预设阈值；其中，所述预设气压低值大于室外自然界气压。

2.根据权利要求1所述的通风换气系统，其特征在于，所述控制模块还用于：当立体空间内的气压达到预设气压高值时则启动所述单向动力排风模块，当立体空间内的气压达到预设气压高值时则启动所述第一风扇和所述第二风扇进行；

当立体空间的氧气浓度低于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇和所述第二风扇进行进风，至立体空间内的气压达到预设气压高值时，若立体空间的氧气浓度仍然低于对应的预设阈值，则启动所述单向动力排风模块降压，直至氧气浓度高于对应的预设阈值，且立体空间内的气压小于预设气压高值、大于预设气压低值时，停止所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块；

若立体空间的任一所述有害气体浓度高于对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块，至立体空间内的气压达到预设气压低值时，若立体空间的任一所述有害气体浓度仍然高于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇、所述第二风扇。

3.根据权利要求1所述的通风换气系统，其特征在于，所述单向动力排风模块包括出风管及位于所述出风管内的第三风扇和第一轴套，所述第一轴套连接所述出风管，所述第三风扇可转动地设置在所述第一轴套上；

所述单向动力排风模块还包括活动堵头和弹簧，所述活动堵头位于所述出风管的出风口处，所述弹簧穿设在所述第一轴套内，所述弹簧以预紧状态连接所述活动堵头，使所述出风管的出风口为常闭状态并能在所述第三风扇启动时打开。

4.根据权利要求1所述的通风换气系统，其特征在于，所述单向动力排风模块包括出风管及位于所述出风管内的第三风扇；

所述单向动力排风模块还包括活动堵头和直线驱动机构，所述活动堵头位于所述出风管的出风口处，所述直线驱动机构连接所述活动堵头以启闭所述出风管的出风口。

5.根据权利要求1所述的通风换气系统，其特征在于，所述动力进风机构还包括第一驱动电机、第二轴套、立架和连接轴，所述第二轴套可转动地穿设在所述多孔蜂窝体过滤层上，所述第二轴套的一端连接所述第一风扇、另一端连接所述第二风扇，所述第一驱动电机传动连接所述第二轴套以带动所述第一风扇和所述第二风扇转动；

所述立架连接在所述进风管内，所述连接轴的一端连接所述导风头，所述连接轴可移动地支撑在所述立架上，且所述连接轴的另一端伸入所述第二轴套。

6.根据权利要求1所述的通风换气系统，其特征在于，所述动力进风机构还包括第三拦截网板，所述第三拦截网板设置在所述进风管内的所述第二风扇和所述导风头之间。

7.根据权利要求1所述的通风换气系统，其特征在于，所述进风模块还包括光伏发电板、电发热装置和电能存储装置，所述光伏发电板位于所述进风箱内，且所述光伏发电板设置在所述第一拦截网板的进风侧，所述电发热装置设置在所述进风管内，所述电能存储装置连接所述光伏发电板，所述电发热装置连接所述电能存储装置；

所述导风头上设置有检测探头、显示屏及控制器，所述检测探头包括以下一个或多个的任意组合：温度传感器、湿度传感器、固体颗粒传感器，所述显示屏用于显示气流的温度、湿度和固体颗粒含量，所述控制器用于接收用户操作指令；

所述控制模块还用于接收所述检测探头的信号或所述控制器传输的信号控制所述电发热装置、所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块。

8.根据权利要求1所述的通风换气系统，其特征在于，所述多孔蜂窝体过滤层包括多孔蜂窝体本体和设置在所述多孔蜂窝体本体两侧的碳纤维过滤层，所述碳纤维过滤层设置有气孔。

9.一种如权利要求1‑8中任一项所述的通风换气系统的通风换气方法，其特征在于，包括：

通过所述第一风扇、所述第二风扇往立体空间进风；

通过所述单向动力排风模块从立体空间排风；

控制所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块的启停，使立体空间内的气压大于所述预设气压低值、小于所述预设气压高值，其中，所述预设气压低值大于室外自然界气压；

检测立体空间内的氧气浓度，当立体空间的氧气浓度低于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇和所述第二风扇进行进风，至立体空间内的气压达到预设气压高值时，若立体空间的氧气浓度仍然低于对应的预设阈值，则启动所述单向动力排风模块降压，直至氧气浓度高于对应的预设阈值，且立体空间内的气压小于预设气压高值、大于预设气压低值时，停止所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块；

检测立体空间内的有害气体浓度，当立体空间的任一所述有害气体浓度高于对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块，至立体空间内的气压达到预设气压低值时，若立体空间的任一所述有害气体浓度仍然高于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇、所述第二风扇。

说明书

一种通风换气系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通风技术领域，具体而言，涉及一种通风换气系统及方法。

背景技术

[0002] 随着人们对健康的重视，对空气质量的要求也越来越高。为此，人们在建筑物中安装各种各样的用于通风的装置或系统使得建筑物内的空气保持新鲜，但现有技术存在诸多
缺陷。

[0003] 现有技术中，有的采用新风系统来使建筑内的空气保持畅通，但是有很多问题，例如过滤效果差，导致空气质量差。或者虽然过滤效果好但是新风系统的通气阻力很大，导致
空气流动性差，新风系统不能及时的将外界的新鲜空气输送到建筑物内，有的虽然使用风
扇鼓风，但由于过滤材料的阻挡，进风速度仍然较低，除非增大风扇尺寸和/或功率，但又会
带来体积大难以安装、噪音大等其它缺陷。

[0004] 现有技术中，带过滤结构的通风系统使用一段时间后容易堵塞，导致通风效率下降。

[0005] 现有技术中，通风系统的过滤材料主要过滤空气中的固体颗粒，对于直径很小的细菌、病毒等微生物，或者小直径固体颗粒物，难以有效过滤。有的现有技术中通过设置多
种类型过滤材料、多层过滤和电化学方式等结合使用实现彻底过滤，但系统成本极高，多用
于医院或实验室等，在家庭场合、家畜养殖场合等环境难以推广使用。

[0006] 现有技术中，直通式风管进风时若风量过大容易直接吹向室内的生物，降低舒适性或不利于生长，有的采样导风格栅等结构调整风的方向，但结构复杂且功能单一。

[0007] 现有技术中，为节省使用成本，普通通风通常功能较少，有的通风系统虽然功能较多，但持续工作时耗费能源。

发明内容

[0008] 为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种通风换气系统及方法，具体技术方案如下所示：

[0009] 一种通风换气系统，应用于具有人或动物的立体空间，包括进风模块、单向动力排风模块、气体检测模块和控制模块；

[0010] 所述进风模块包括进风箱、动力进风机构和导风头，所述进风箱设置在所述立体空间外部，所述动力进风机构设置在所述立体空间内部、且对接所述进风箱，所述进风箱内
设置有第一拦截网板，所述动力进风机构包括进风管和在所述进风管内按照进风方向依次
设置有第二拦截网板、第一风扇、多孔蜂窝体过滤层、第二风扇，所述第一拦截网板的过风
面的面积大于所述第二拦截网板的过风面的面积；

[0011] 所述导风头可移动地设置在所述进风管的出风口处，以启闭所述进风管的出风口及调节所述进风管的出风口的大小，所述导风头的一端为遇风面，所述导风头的另一端为
背风面，所述遇风面和所述背风面之间为弧形导风面；

[0012] 所述单向动力排风模块用于将立体空间内空气向外排出；

[0013] 所述气体检测模块用于检测所述立体空间内的气压和预设种类的气体浓度，所述控制模块用于根据气压和预设种类的气体浓度控制所述第一风扇、所述第二风扇和所述单
向动力排风模块的启停。

[0014] 在一个具体的实施例中，所述气体检测模块包括：用于检测立体空间内的氧气浓度的氧气检测单元、用于检测立体空间内的有害气体浓度的有害气体检测单元和用于检测
立体空间内的气压的气压检测单元，所述有害气体包括二氧化碳、一氧化碳、甲醛、二氧化
硫中的一种或多种；

[0015] 所述控制模块用于接收所述氧气浓度信号、所述有害气体信号和所述气压信号，控制所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块的启停，实现对气压、氧气浓度
和有害气体浓度的联动控制，使立体空间内的气压大于预设气压低值、小于预设气压高值，
且立体空间的氧气浓度低于对应的预设阈值，且立体空间的任一所述有害气体浓度低于对
应的预设阈值；其中，所述预设气压低值大于室外自然界气压。

[0016] 在一个具体的实施例中，所述控制模块还用于：

[0017] 当立体空间内的气压达到预设气压高值时则启动所述单向动力排风模块，当立体空间内的气压达到预设气压高值时则启动所述第一风扇和所述第二风扇进行；

[0018] 当立体空间的氧气浓度低于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇和所述第二风扇进行进风，至立体空间内的气压达到预设气压高值时，若立体空间的氧气浓度仍然低于
对应的预设阈值，则启动所述单向动力排风模块降压，直至氧气浓度高于对应的预设阈值，
且立体空间内的气压小于预设气压高值、大于预设气压低值时，停止所述第一风扇、所述第
二风扇和所述单向动力排风模块；

[0019] 若立体空间的任一所述有害气体浓度高于对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块，至立体空间内的气压达到预设气压低值时，若立体空间的任一所述有害气体浓度仍
然高于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇、所述第二风扇。

[0020] 在一个具体的实施例中，所述单向动力排风模块包括出风管及位于所述出风管内的第三风扇和第一轴套，所述第一轴套连接所述出风管，所述第三风扇可转动地设置在所
述第一轴套上；

[0021] 所述单向动力排风模块还包括活动堵头和弹簧，所述活动堵头位于所述出风管的出风口处，所述弹簧穿设在所述第一轴套内，所述弹簧以预紧状态连接所述活动堵头，使所
述出风管的出风口为常闭状态并能在所述第三风扇启动时打开。

[0022] 在一个具体的实施例中，所述单向动力排风模块包括出风管及位于所述出风管内的第三风扇；

[0023] 所述单向动力排风模块还包括活动堵头和直线驱动机构，所述活动堵头位于所述出风管的出风口处，所述直线驱动机构连接所述活动堵头以启闭所述出风管的出风口。

[0024] 在一个具体的实施例中，所述动力进风机构还包括第一驱动电机、第二轴套、立架和连接轴，所述第二轴套可转动地穿设在所述多孔蜂窝体过滤层上，所述第二轴套的一端
连接所述第一风扇、另一端连接所述第二风扇，所述第一驱动电机传动连接所述第二轴套
以带动所述第一风扇和所述第二风扇转动；

[0025] 所述立架连接在所述进风管内，所述连接轴的一端连接所述导风头，所述连接轴可移动地支撑在所述立架上，且所述连接轴的另一端伸入所述第二轴套。

[0026] 在一个具体的实施例中，所述动力进风机构还包括第三拦截网板，所述第三拦截网板设置在所述进风管内的所述第二风扇和所述导风头之间。

[0027] 在一个具体的实施例中，所述进风模块还包括光伏发电板、电发热装置和电能存储装置，所述光伏发电板位于所述进风箱内，且所述光伏发电板设置在所述第一拦截网板
的进风侧，所述电发热装置设置在所述进风管内，所述电能存储装置连接所述光伏发电板，
所述电发热装置连接所述电能存储装置；

[0028] 所述导风头上设置有检测探头、显示屏及控制器，所述检测探头包括以下一个或多个的任意组合：温度传感器、湿度传感器、固体颗粒传感器，所述显示屏用于显示气流的
温度、湿度和固体颗粒含量，所述控制器用于接收用户操作指令；

[0029] 所述控制模块还用于接收所述检测探头的信号或所述控制器传输的信号控制所述电发热装置、所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块。

[0030] 在一个具体的实施例中，所述多孔蜂窝体过滤层包括多孔蜂窝体本体和设置在所述多孔蜂窝体本体两侧的碳纤维过滤层，所述碳纤维过滤层设置有气孔。

[0031] 一种如前述任一技术方案所述的通风换气系统的通风换气方法，包括：

[0032] 通过所述第一风扇、所述第二风扇往立体空间进风；

[0033] 通过所述单向动力排风模块从立体空间排风；

[0034] 控制所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块的启停，使立体空间内的气压大于所述预设气压低值、小于所述预设气压高值，其中，所述预设气压低值大于室
外自然界气压；

[0035] 检测立体空间内的氧气浓度，当立体空间的氧气浓度低于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇和所述第二风扇进行进风，至立体空间内的气压达到预设气压高值时，若
立体空间的氧气浓度仍然低于对应的预设阈值，则启动所述单向动力排风模块降压，直至
氧气浓度高于对应的预设阈值，且立体空间内的气压小于预设气压高值、大于预设气压低
值时，停止所述第一风扇、所述第二风扇和所述单向动力排风模块；

[0036] 检测立体空间内的有害气体浓度，当立体空间的任一所述有害气体浓度高于对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块，至立体空间内的气压达到预设气压低值时，若立体
空间的任一所述有害气体浓度仍然高于对应的预设阈值，则启动所述第一风扇、所述第二
风扇。

[0037] 本发明至少具有以下有益效果：

[0038] 根据本发明的通风换气系统，包括进风模块、单向动力排风模块、气体检测模块和控制模块。将进风模块设置为室内部分和室外部分，立体空间外侧的为进风箱，立体空间内
侧的为动力进风机构。进风箱内设置有第一拦截网板可实现对自然界空气中的大颗粒固体
等的初步拦截过滤，动力进风机构中的第二拦截网板对气流中的颗粒物进行二次拦截过
滤，动力进风机构中的多孔蜂窝体过滤层通过其高比表面积特性和对气流中的小颗粒物、
有害微生物等进行深度净化吸收过滤，由此可实现在进风模块对气流进行高效、深度过滤
净化，而且通过在多孔蜂窝体过滤层前面设置多层拦截网板，能够避免起深度净化的多孔
蜂窝体过滤层过早失效，延长了其使用寿命。

[0039] 与此同时，本发明中多孔蜂窝体过滤层的前侧和后侧分别具有风扇，与现有技术中的无动力进风相比，能够显著提升多孔蜂窝体过滤层的过风量，在实现过滤净化的同时，
还能实现较快的进风速度。与现有技术中的常规风扇鼓风相比本发明同样具有显著的进
步，本发明中多孔蜂窝体过滤层两侧的风扇能同时启动，在不增加风扇尺寸和功率的前提
下，能够显著提升多孔蜂窝体过滤层过风速度，系统运行时噪音更低。

[0040] 与此同时，本发明中第一拦截网板的过风面的面积大于第二拦截网板的过风面的面积。由此，一方面使多孔蜂窝体过滤层的前侧具有更多的容纳已经过滤过的空气的空间，
使第一风扇和第二风扇启动时多孔蜂窝体过滤层的过风效率更高，另一方面，即使位于最
外侧的第一拦截网板在使用一段时间后有颗粒物、油渍等附着产生部分堵塞，但由于第一
拦截网板的过风面的面积大于第二拦截网板的过风面的面积，其剩余过风面积仍然能够保
证第一拦截网板、多孔蜂窝体过滤层顺畅通风，使进风模块整体长期正常工作。

[0041] 与此同时，本发明中通过单向动力排风模块用于将立体空间内空气向外排出，既能够排出废气，又能阻止外界未经过滤的空气回流如立体空间。

[0042] 与此同时，本发明中特殊设计的导风头不但能够通过弧形导风面的导风作用，气流从导风头背风面的旁侧扩散进入立体空间避免气流直吹。且导风头还能移动以单独调节
进风量，还能与单向动力排风模块、气压检测模块、控制模块等联动配合，通过关闭出风口
实现停止进出气、进行正压保压等，避免进风模块停机时气体在正压作用下逆向流出，且节
省能耗。

[0043] 与此同时，本发明中通过特定的实现对气压、氧气浓度和有害气体浓度的联动控制，既能使系统无需持续工作消耗能源，又能防止污染，还能确保立体空间内的生物安全
性，通过有限的结构组成，实现了高效进风、深度过滤净化、节约能耗、高生物安全性等多重
有益效果的相互协调和统一，与现有相比，具有突出的实质性特点和显著的进步。

[0044] 进一步地，在本发明的独特通风换气系统基础上，本发明设定了独特的通风换气方法，通过第一风扇、第二风扇和单向动力排风模块的启停，实现对气压、氧气浓度和有害
气体浓度的联动控制，使立体空间内的气压大于预设气压低值、小于预设气压高值，由此使
立体空间的气体处于正压状态，在正压作用下，外界未经过滤净化的气体难以进入立体空
间，当第一风扇、第二风扇启动及进风管的出风口打开时，外界气体经过过滤净化后进入立
体空间。

[0045] 进一步地，可实现动力进风和动力排风间歇性工作时，立体空间的氧气浓度低于对应的预设阈值，且立体空间的任一有害气体浓度低于对应的预设阈值，使得通风换气系
统具有很高的生物安全性。

[0046] 进一步地，本发明的方案功能更丰富，在实现能自身提供部分电能、加热气流等功能的同时，未显著增加结构复杂性和能耗，与现有技术有质的区别。

[0047] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0048] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。

[0049] 图1是实施例1中通风换气系统的控制关系示意图；

[0050] 图2是实施例1中通风换气系统的实体结构示意图；

[0051] 图3是实施例1中进风模块的示意图；

[0052] 图4是实施例1中导风头的第一视角示意图；

[0053] 图5是实施例1中多孔蜂窝体过滤层的示意图；

[0054] 图6是实施例1中导风头的第二视角示意图；

[0055] 图7是实施例1中单向动力排风模块的示意图；

[0056] 图8是实施例2中进风模块的示意图；

[0057] 图9是实施例3中单向动力排风模块的示意图。

[0058] 主要元件符号说明：

[0059] 1‑控制模块；2‑第一驱动电机；3‑第一风扇；4‑第二风扇；5‑单向动力排风模块；6‑电发热装置；7‑导风头；8‑光伏发电板；9‑电能存储装置；10‑氧气检测单元；11‑有害气体检
测单元；12‑气压检测单元；13‑第一拦截网板；14‑进风箱；15‑立体空间；16‑出风管；17‑第
一轴套；18‑弹簧；19‑电机；20‑第三风扇；21‑活动堵头；22‑进风管；23‑连接轴；24‑立架；
25‑多孔蜂窝体过滤层；26‑第二拦截网板；28‑第三拦截网板；29‑电机；30‑伸缩杆；251‑多
孔蜂窝体本体；252‑碳纤维过滤层；253‑气孔；71‑遇风面；72‑背风面；73‑弧形导风面；74‑
探头；75‑主板；76‑显示屏。

具体实施方式

[0060] 实施例1

[0061] 如图1‑7所示，本实施例提供了通风换气系统，应用于具有人或动物的立体空间15，包括进风模块、单向动力排风模块5、气体检测模块和控制模块1。

[0062] 其中，进风模块包括进风箱14、动力进风机构和导风头7。进风箱14设置在立体空间15外部，进风箱14内设置有第一拦截网板13，其中，进风箱14为箱体结构以遮挡灰尘和雨
雪，第一拦截网板13将进风箱14的内部空间分为两部分，远离动力进风机构的一部分为外
侧，外侧的箱板上设置有过个进风通道，例如多个通孔或者格珊等。其中，第一拦截网板13
可以为金属纤维网、金属丝网等编织形成。

[0063] 优选地，外侧的箱板为透明箱板。

[0064] 优选地，进风模块还包括光伏发电板8和电能存储装置9。光伏发电板8位于进风箱14内，且光伏发电板8设置在第一拦截网板13的进风侧，即设置在前述的进风箱14的内部空
间的外侧部分，电能存储装置9通过电路连接光伏发电板8以存储光伏发电板8产生的电能。

[0065] 动力进风机构设置在立体空间15内部、且对接进风箱14，动力进风机构包括进风管22和在进风管22内按照进风方向依次设置有第二拦截网板26、第一风扇3、多孔蜂窝体过
滤层25、第二风扇4。

[0066] 其中，第二拦截网板26可以为金属纤维网、金属丝网等编织形成。

[0067] 其中，多孔蜂窝体过滤层25是指部件的表面具有大量的蜂窝状的气孔，气孔之间依次导通，由此具有极高的比表面积，气流通过时与过滤层接触面积更大，过滤净化更彻
底。气孔的尺寸可以相同或不同，气孔的排列可以有规则或无规则，优选无规则排列。与现
有技术中的过滤部件相比，本实施例中的多孔蜂窝体过滤层25通过极高比表面积实现深度
过滤净化，且具有更高的结构强度。

[0068] 优选地，如图5所示，多孔蜂窝体过滤层25包括多孔蜂窝体本体251和设置在多孔蜂窝体本体251两侧的碳纤维过滤层252，碳纤维过滤层252设置有气孔253。

[0069] 由此，本实施例中进风箱14内设置有第一拦截网板13可实现对自然界空气中的大颗粒固体等的初步拦截过滤，动力进风机构中的第二拦截网板26对气流中的颗粒物进行二
次拦截过滤，动力进风机构中的多孔蜂窝体过滤层25通过其高比表面积特性和对气流中的
小颗粒物、有害微生物等进行深度净化吸收过滤，由此可实现在进风模块对气流进行高效、
深度过滤净化，而且通过在多孔蜂窝体过滤层25前面设置多层拦截网板，能够避免起深度
净化的多孔蜂窝体过滤层25过早失效，延长了其使用寿命。

[0070] 与此同时，本实施例中多孔蜂窝体过滤层25的前侧和后侧分别具有风扇，与现有技术中的无动力进风相比，能够显著提升多孔蜂窝体过滤层25的过风量，在实现过滤净化
的同时，还能实现较快的进风速度。与现有技术中的常规风扇鼓风相比本实施例同样具有
显著的进步，本实施例中多孔蜂窝体过滤层25两侧的风扇能同时启动，在不增加风扇尺寸
和功率的前提下，能够显著提升多孔蜂窝体过滤层25过风速度，系统运行时噪音更低。

[0071] 如图2所示，第一拦截网板13的过风面的面积大于第二拦截网板26的过风面的面积。由此，一方面使多孔蜂窝体过滤层25的前侧具有更多的容纳已经过滤过的空气的空间，
使第一风扇3和第二风扇4启动时多孔蜂窝体过滤层25的过风效率更高，另一方面，即使位
于最外侧的第一拦截网板13在使用一段时间后有颗粒物、油渍等附着产生部分堵塞，但由
于第一拦截网板13的过风面的面积大于第二拦截网板26的过风面的面积，其剩余过风面积
仍然能够保证第一拦截网板13、多孔蜂窝体过滤层25顺畅通风，使进风模块整体长期正常
工作。

[0072] 如图2‑图4所示，导风头7可移动地设置在进风管22的出风口处，以启闭进风管22的出风口及调节进风管22的出风口的大小，导风头7的一端为遇风面71，导风头7的另一端
为背风面72，遇风面71和背风面72之间为弧形导风面73。通过该特殊设计的导风头7不但能
够通过弧形导风面73的导风作用，气流从导风头7背风面72的旁侧扩散进入立体空间15避
免气流直吹。且导风头7还能移动以单独调节进风量，还能与单向动力排风模块5、气压检测
模块、控制模块1等联动配合，通过关闭出风口实现停止进出气、进行正压保压等，避免进风
模块停机时气体在正压作用下逆向流出，且节省能耗。

[0073] 本实施例中，单向动力排风模块5用于将立体空间15内空气向外排出。其中，单向动力排风模块5包括出风管16及位于出风管16内的第三风扇20和第一轴套17，第一轴套17
连接出风管16，第三风扇20通过电机19可转动地设置在第一轴套17上。单向动力排风模块5
还包括活动堵头21和弹簧18，活动堵头21位于出风管16的出风口处，弹簧18穿设在第一轴
套17内，弹簧18以预紧状态连接活动堵头21，使出风管16的出风口为常闭状态并能在第三
风扇20启动时打开。由此，通过单向动力排风模块5用于将立体空间15内空气向外排出，既
能够排出废气，又能阻止外界未经过滤的空气回流如立体空间15。

[0074] 本实施例中，气体检测模块用于检测立体空间15内的气压和预设种类的气体浓度，控制模块1用于根据气压和预设种类的气体浓度控制第一风扇3、第二风扇4和单向动力
排风模块5的启停。

[0075] 具体地，气体检测模块包括：用于检测立体空间15内的氧气浓度的氧气检测单元10、用于检测立体空间15内的有害气体浓度的有害气体检测单元11和用于检测立体空间15
内的气压的气压检测单元12，有害气体包括二氧化碳、一氧化碳、甲醛、二氧化硫中的一种
或多种。

[0076] 具体地，控制模块1用于接收氧气浓度信号、有害气体信号和气压信号，控制第一风扇3、第二风扇4和单向动力排风模块5的启停，实现对气压、氧气浓度和有害气体浓度的
联动控制，使立体空间15内的气压大于预设气压低值、小于预设气压高值，且立体空间15的
氧气浓度低于对应的预设阈值，且立体空间15的任一有害气体浓度低于对应的预设阈值。

[0077] 其中，预设气压低值大于室外自然界气压。

[0078] 示例性地，预设气压低值可以设定为1.05个标准大气压，预设气压高值可以设定为1.15个标准大气压，氧气浓度低于对应的预设阈值可以设定为18%。关于任一有害气体浓
度低于对应的预设阈值，以二氧化碳为例，可以设定为2%。

[0079] 本实施例中，控制模块1还用于：

[0080] 当立体空间15内的气压达到预设气压高值时则启动单向动力排风模块5，当立体空间15内的气压达到预设气压高值时则启动第一风扇3和第二风扇4进行；

[0081] 当立体空间15的氧气浓度低于对应的预设阈值，则启动第一风扇3和第二风扇4进行进风，至立体空间15内的气压达到预设气压高值时，若立体空间15的氧气浓度仍然低于
对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块5降压，直至氧气浓度高于对应的预设阈值，且
立体空间15内的气压小于预设气压高值、大于预设气压低值时，停止第一风扇3、第二风扇4
和单向动力排风模块5；

[0082] 若立体空间15的任一有害气体浓度高于对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块5，至立体空间15内的气压达到预设气压低值时，若立体空间15的任一有害气体浓度仍然
高于对应的预设阈值，则启动第一风扇3、第二风扇4。

[0083] 由此通过对第一风扇3、第二风扇4和单向动力排风模块5进行联动控制启停，实现了对气压、氧气浓度和有害气体浓度的联动控制，既能使系统无需持续工作消耗能源，又能
防止污染，还能确保立体空间15内的生物安全性，通过有限的结构组成，实现了高效进风、
深度过滤净化、节约能耗、高生物安全性等多重有益效果的相互协调和统一，与现有相比，
具有突出的实质性特点和显著的进步。

[0084] 优选地，动力进风机构还包括第一驱动电机2、第二轴套、立架24和连接轴23，第二轴套可转动地穿设在多孔蜂窝体过滤层25上，第二轴套的一端连接第一风扇3、另一端连接
第二风扇4，第一驱动电机2传动连接第二轴套以带动第一风扇3和第二风扇4转动。立架24
连接在进风管22内，连接轴23的一端连接导风头7，连接轴23可移动地支撑在立架24上。本
实施例中，以巧妙的结构实现了，第一风扇3和第二风扇4的安装与驱动，不仅节省空间，且
简化了结构。

[0085] 其中，连接轴23可移动地支撑在立架24上可以通过螺纹结构实现，例如在立架24上设置具有内螺纹的螺母，在连接轴23设置与该内螺纹配合的外螺母，进而当用户转动导
风头7时，由于螺纹配合特性，可实现导风头7在进风管22出口处的前进和后退。其中，连接
轴23的另一端伸入第二轴套，使得导风头7的移动过程更加稳定。

[0086] 优选地，导风头7上设置有检测探头74、显示屏76及控制器，检测探头74包括以下一个或多个的任意组合：温度传感器、湿度传感器、固体颗粒传感器，显示屏76用于显示气
流的温度、湿度和固体颗粒含量，控制器用于接收用户操作指令。进风模块还包括光伏发电
板8、电发热装置6和电能存储装置9，电发热装置6设置在进风管22内，电能存储装置9连接
光伏发电板8，电发热装置6连接电能存储装置9。控制模块1还用于接收检测探头74的信号
或控制器传输的信号，例如通过导风头7内部的主板75与控制模块1通信，控制模块1控制电
发热装置6、第一风扇3、第二风扇4和单向动力排风模块5。由此，使得通风换气系统的功能
更丰富，便于用户掌握空气质量、温度等信息，进而能够对气流进行加热，或者对通风换气
系统进行调控或检修。且增加更多功能模块的同时，未显著增加结构复杂性和能耗，与现有
技术有质的区别。

[0087] 本实施例还提供了的风换气系统的通风换气方法，包括：

[0088] 通过第一风扇3、第二风扇4往立体空间15进风；

[0089] 通过单向动力排风模块5从立体空间15排风；

[0090] 控制第一风扇3、第二风扇4和单向动力排风模块5的启停，使立体空间15内的气压大于预设气压低值、小于预设气压高值，其中，预设气压低值大于室外自然界气压；

[0091] 检测立体空间15内的氧气浓度，当立体空间15的氧气浓度低于对应的预设阈值，则启动第一风扇3和第二风扇4进行进风，至立体空间15内的气压达到预设气压高值时，若
立体空间15的氧气浓度仍然低于对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块5降压，直至氧
气浓度高于对应的预设阈值，且立体空间15内的气压小于预设气压高值、大于预设气压低
值时，停止第一风扇3、第二风扇4和单向动力排风模块5；

[0092] 检测立体空间15内的有害气体浓度，当立体空间15的任一有害气体浓度高于对应的预设阈值，则启动单向动力排风模块5，至立体空间15内的气压达到预设气压低值时，若
立体空间15的任一有害气体浓度仍然高于对应的预设阈值，则启动第一风扇3、第二风扇4。

[0093] 由此，在本实施例的独特通风换气系统基础上，设定了独特的通风换气方法，通过第一风扇3、第二风扇4和单向动力排风模块5的启停，实现对气压、氧气浓度和有害气体浓
度的联动控制，使立体空间15内的气压大于预设气压低值、小于预设气压高值，由此使立体
空间15的气体处于正压状态，在正压作用下，外界未经过滤净化的气体难以进入立体空间
15，当第一风扇3、第二风扇4启动及进风管22的出风口打开时，外界气体经过过滤净化后进
入立体空间15。进一步地，可实现动力进风和动力排风间歇性工作时，立体空间15的氧气浓
度低于对应的预设阈值，且立体空间15的任一有害气体浓度低于对应的预设阈值，使得通
风换气系统具有很高的生物安全性。

[0094] 优选地，氧气检测单元10在立体空间15的多个位置分别具有检测点位，有害气体检测单元11在立体空间15的多个位置分别具有检测点位。当任意氧气检测单元10的检测点
位低于设定阈值时，即判定为立体空间15内的氧气浓度低于设定阈值，当任意有害气体检
测单元11的检测点位高于设定阈值时，即判定为立体空间15内的有害气体浓度高于设定阈
值，由此实现更高的生物安全性。

[0095] 实施例2

[0096] 本实施例提供了通风换气系统及方法，与实施例1相比，本实施例的主要区别在于：

[0097] 如图8所示，动力进风机构还包括第三拦截网板28，第三拦截网板28设置在进风管22内的第二风扇4和导风头7之间。

[0098] 由此，能够增强过滤效果，阻挡多孔蜂窝体过滤层25表面的材料或吸附物因加热、材料老化脱离等原因进入立体空间15内。

[0099] 本实施例的其它特征与实施例1相同，不再赘述。

[0100] 实施例3

[0101] 本实施例提供了通风换气系统及方法，与实施例1相比，本实施例的主要区别在于：

[0102] 如图9所示，单向动力排风模块5包括出风管16及位于出风管16内的第三风扇20。单向动力排风模块5还包括活动堵头21和直线驱动机构，活动堵头21位于出风管16的出风
口处，直线驱动机构连接活动堵头21以启闭出风管16的出风口。

[0103] 其中，直线驱动机构可以为电机29和伸缩杆30。

[0104] 本实施例的其它特征与实施例1相同，不再赘述。

[0105] 本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

[0106] 本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装
置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

[0107] 上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

[0108] 以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。