新風系統與二氧化碳感測器結合實現家居智慧化

二氧化碳對人體的重要性

CO2氣體自古以來， 就是人類動物乃至植物生存必不可少的一種氣體。 在新鮮的空氣中， 二氧化碳的含量大約是0.036%（360ppm）至0.041%(410ppm)之間變化。 根據物理學可知， 氣體運動是因為分子在做擴散運動， 從高濃度流向低濃度。 而當環境空氣的CO2的濃度變大， 那麼人體肺部血液中的二氧化碳就無法擴散到空氣中來， 血液中的血紅蛋白也無法運載足夠的氧分子， 就形成高酸性血症（窒息）。

表1 二氧化碳濃度與人體生理反應表

空氣中二氧化碳濃度人體生理反應350~450ppm同一般室外環境350~1000ppm空氣清晰， 呼吸順暢1000~2000ppm空氣渾濁並開始覺得昏昏欲睡2000~5000ppm感覺頭疼， 嗜睡， 注意力無法集中大於5000ppm嚴重缺氧， 昏迷， 甚至死亡

同時， 二氧化碳是維持呼吸中樞正常興奮性所必需的， 是促進呼吸的一種最重要的體液因素， 是不能缺少的。

新風系統

1、新風系統的誕生

第一台可以過濾空氣污染的熱交換設備， 誕生在英國， 時間是1935年， 創始人是奧斯頓·淳以。 1952年， 由於倫敦連續大霧事件， 他在倫敦參加過環保治理工程方案而著名。 為表彰突出貢獻， 1954年奧斯頓·淳以被英國政府評為“最佳環境系統專家貢獻獎”， 並授予“巴斯勳章”。

新風系統的分類

新風系統按安裝可以分為兩類， 第一類是管道新風系統， 管道新風系統是較早誕生的一類系統， 由新新風機與管道配件組成，

通過新風機將室外新空氣淨化後導入室內， 通過管道將室內空氣排出。 這種雙向流的新風系統使的室內空氣更加新鮮。 第二類是單體新風系統。 這類系統也是近幾年上市的新風系統產品， 包括掛壁式新風系統和櫃式新風系統。 原理上與管道新風系統差別不大。 使用上單體新風系統就更加商業家庭便捷化， 家庭可以輕鬆便捷安裝， 不用考慮管道設計等。

以下兩幅圖分別是管道新風系統圖1， 掛壁式新風系統圖2：

圖1

圖2

最新智慧新風系統的優越性

隨著科技水準不斷提高， 人們生活越來越得到保障。 最新一代的新風系統也在不斷低優化發展中。 以前的管道新風系統只是單純的過濾空氣污染通風排氣。

現在新一代的管道新風系統更加智慧化， 首先新風機得到改良， 使得風量更大， 噪音更低。 其次新風機中加入了升溫降溫裝置， 使得通進來的風， 不管是夏天冬天， 都可以保持舒適的溫度， 實現智慧調節。 再次， 新風機還加入一些外部檢測裝置， 例如檢測室內空氣品質， 能達到及時換新鮮空氣， 並節約能源。

現在市場是熱門的空氣淨化類產品有兩類， 一類是空氣淨化器， 空氣淨化器主要是針對室內的PM2.5微顆粒、異味氣體以及甲醛等氣體進行淨化。 產品性能優異， 但也存在局限性。 就是在使用這類產品的時候， 室內必須是封閉的。 一旦開窗就效果不大。 另一類是最新一代新風系統， 掛壁式新風系統。 調查市場可得性能最優越的一代掛壁式新風系統有以下特性：

將室外的新鮮空氣經過有效過濾≥PM2.5微顆粒、有毒等異味氣體後， 通入室內， 同時將室內舊氣體排出室外。 達到無污染換新鮮乾淨空氣的效果。

加入升溫降溫裝置， 使得通進來的風， 不管是夏天冬天， 都可以保持舒適的溫度， 實現智慧調節 。

使用溫濕度感測器及時檢測溫濕度， 使用空氣品質感測器及時監測空氣微顆粒， 使用CO2感測器監測室內空氣CO2濃度， 集成了MCU控制晶片， 實現智慧調節室內空氣的效果。

配置WIFI模組， 使得新風系統聯網， 手機APP端可以隨時查看室內空氣狀況， 也可以隨時控制新風機開關， 實現遠端智慧控制效果。

多檔位風量控制， 優良風道設計， 使用上噪音更低。

掛壁式新風系統，

在實現空氣淨化器的功能的同時， 又解決了長期關窗室內CO2濃度升高的問題， 真正實現了新鮮乾淨舒適的換氣效果。

智慧家居化

科技技術的發展， 使得人們生活更加智慧化便捷化， 生活水準也越來越高。 在2017年裡， 已經實現了最新一代掛壁式新風系統功能的公司， 根據不完全統計， 總共大約有6至10家公司。 加入了二氧化碳檢測等感測器， 實現了家居智慧化， 使得人們能呼吸到新鮮乾淨無污染的空氣， 可以擁有一個溫暖的家庭和舒適的辦公環境， 生活更健康。

從市場角度看來， 優先開發出擁有CO2檢測等功能的產品， 市場競爭力更強， 也會獲得更大的市場份額。 以下是筆者經過市場調查使用過的一款二氧化碳感測器， 型號是COZIR-A，它不僅是市場上最低功耗的感測器，而且也是擁有更快的回應速度的高性能產品，可以很好用作新風系統檢測二氧化碳濃度。

表2 紅外二氧化碳感測器(NDIR CO2 感測器)COZIR-A參數

預熱時間10s工作環境0℃~50℃(標準) -25℃ ~ 55℃（可擴展範圍）0 ~ 95%RH，不凝結存儲溫度-30℃~+70℃感測方式非色散紅外吸收技術

鍍金光路專利技術

全固態光源和探測器專利技術

測量範圍0-2000ppm， 0-5000ppm， 0-1%精確度±50ppm或者讀數的+/-3%中的最大值非線性度<1%FS回應時間30 秒到 2 分鐘, 每秒讀數兩次電源輸入3.25V 到 5.5V（3.3V 推薦）功耗3.5mW輸出方式串口數位輸出

類比電壓（可選

型號是COZIR-A，它不僅是市場上最低功耗的感測器，而且也是擁有更快的回應速度的高性能產品，可以很好用作新風系統檢測二氧化碳濃度。

表2 紅外二氧化碳感測器(NDIR CO2 感測器)COZIR-A參數

預熱時間10s工作環境0℃~50℃(標準) -25℃ ~ 55℃（可擴展範圍）0 ~ 95%RH，不凝結存儲溫度-30℃~+70℃感測方式非色散紅外吸收技術

鍍金光路專利技術

全固態光源和探測器專利技術

測量範圍0-2000ppm， 0-5000ppm， 0-1%精確度±50ppm或者讀數的+/-3%中的最大值非線性度<1%FS回應時間30 秒到 2 分鐘, 每秒讀數兩次電源輸入3.25V 到 5.5V（3.3V 推薦）功耗3.5mW輸出方式串口數位輸出

類比電壓（可選