CN110030703B - 一种基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，该系统包括数据采集系统、计算机系统和室内环境调控系统；数据采集系统包括人员计数器、红外阵列传感器和空气质量传感器模块；室内环境调控系统包括室内整体主通风净化系统和局部区域空间的通风净化系统；室内整体主通风净化系统根据传递到计算机系统的室内总人数进行室内整体的通风净化；局部区域空间的通风净化系统根据红外阵列传感器和空气质量传感器模块传递到计算机系统的数据决定是否开启局部区域空间的通风净化系统。本发明的调控系统能更合理的控制室内环境污染物浓度和运行能耗，可以提升整个空气质量运营水平，减少人体健康风险和工作效率损失，促进建筑节能。
Description
技术领域
本发明涉及空气质量监测技术领域，具体为一种室内空气质量的调控系统及方法，尤其涉及一种基于人员定位检测的室内空气质量调控系统及方法。
背景技术
随着我国经济发展，人民生活水平显著提高，人们对室内环境舒适性的需求不断增长。对空调的过度依赖也产生了越来越多“空调病”的抱怨，而世界卫生组织将一系列人们对建筑物室内不明原因的不适症状抱怨症状定义为病态建筑综合征(sick buildingsyndrome,SBS)。近年来，我国空气污染相关疾病死亡率快速增长，中共中央、国务院版本《“健康中国2030”规划纲要》，旨在建设健康环境。
室内环境质量对人类的身体健康和工作效率有着重要影响，提供健康、舒适的室内环境是现代住宅建设的根本宗旨。近年来，随着建筑装饰装修材料的广泛应用，各种材料释放出大量的甲醛、苯等有害物质，严重污染了室内空气环境。再加上当前各大城市居高不下的空气PM2.5浓度，都对室内空气造成了严重的污染。近年来，随着人们环境保护意识和生活水平的不断提高，室内空气质量的研究已成为当前环境科学与工程领域的一个热点。污染源控制、通风稀释和室内空气净化是控制室内空气污染的3种途径。
目前使用最广泛的是采用室内空气净化系统对室内环境质量进行控制，这种控制方法是对室内整体空间的空气质量进行统一净化，但是在实际使用过程中，室内人员的分布往往具有随机性、分散性和集中性，这样就使得人员集中的区域空气质量净化不到位，污染物浓度超标，而为了使得人员集中区域的空气质量有所改善，则不得不提高室内整体通风净化系统的功率，这样不仅造成能源的浪费，还给室内人员的健康带来风险。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是:如何提供一种能根据室内人员的分布特性，提高人员集中区域的空气质量净化水平，同时还能降低能源浪费的室内空气质量调控系统及方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于人员定位检测的室内空气质量调控系统，包括数据采集系统、与所述数据采集系统进行数据传输连接的计算机系统和与所述计算机系统进行数据传输连接的室内环境调控系统；
所述数据采集系统包括设置在出入口位置处的人员计数器，以及分布在室内不同局部区域空间的多个红外阵列传感器和多个空气质量传感器模块；
所述人员计数器用于监测出入口位置处的进出人员以统计室内总人数，并将统计的室内总人数传递给所述计算机系统；
每个所述红外阵列传感器用于对其所在的室内局部区域空间进行人体感应，并将感应数据传递给所述计算机系统；
每个所述空气质量传感器模块用于对所在的室内局部区域空间的污染物浓度进行监测，并将监测到的污染物浓度数据传递给所述计算机系统；
所述室内环境调控系统包括室内整体主通风净化系统和局部区域空间的通风净化系统；
所述室内整体主通风净化系统根据传递到所述计算机系统的室内总人数进行室内整体的通风净化；所述室内整体主通风净化系统在室内不同局部区域空间均设有送风口和排风口，所述送风口和排风口根据所述红外阵列传感器对室内不同局部区域空间感应到的是否有人的数据控制是否开启；
所述局部区域空间的通风净化系统根据所述红外阵列传感器和所述空气质量传感器模块传递到所述计算机系统的数据控制是否开启所述局部区域空间的通风净化系统。
一种基于人员定位检测的室内空气质量调控方法，包括以下步骤：
步骤1)利用房间门口处的人员计数器对室内总人数n进行监测统计，并将统计的数据实时传输给计算机系统；
步骤2)根据人员计数器当前统计传输到计算机系统上的室内总人数n计算得到室内整体需求的新风量Q；
步骤3)计算机系统将步骤2)中计算得到的新风量Q转化为风机功率P，并将需求的风机功率P发送给室内整体主通风净化系统，室内整体主通风净化系统对风机的风量进行调节以满足需求的风机功率P；
步骤4)将室内划分为若干的局部区域空间，使用红外阵列传感器对室内不同局部区域空间的人体进行感应，并分别判断每个局部区域空间中红外阵列传感器的感应情况；对红外阵列传感器感应到人体的局部区域空间，执行步骤5)；对红外阵列传感器未感应到人体的局部区域空间，执行步骤7)；
步骤5)开启步骤4)中感应到人体的局部区域空间的送风口和空气质量传感器模块，利用空气质量传感器模块对不同局部区域空间的污染物浓度进行监测，并分别判断每个局部区域空间中空气质量传感器模块的监测数据；对空气质量传感器模块监测到的污染物浓度大于设定值的局部区域空间，执行步骤6)；对空气质量传感器模块监测到的污染物浓度不大于设定值的局部区域空间，执行步骤7)；
步骤6)对步骤5)中监测到的污染物浓度大于设定值的局部区域空间开启该局部区域空间的通风净化系统，以降低局部区域空间的污染物浓度，直到监测到该局部区域空间的污染物浓度不大于设定值时，执行步骤7)；
步骤7)返回执行步骤2)。
本发明先根据人员计算器统计到的室内总人数进行室内整体的通风净化，使得整个室内具有一个较好的空气质量。
然后通过将室内划分成若干的局部区域空间，每个局部区域空间均设置单独的局部通风净化系统，利用分布在各局部区域空间的红外阵列传感器对每个局部区域空间进行监测，对无人的局部区域空间不开启该空间的送风口，对有人的局部区域空间开启该空间的送风口，并将进一步监测该空间的污染物浓度，对污染物浓度为超标的局部区域空间也只需要开启该空间的送风口即可，而对于污染物超标的局部区域空间则单独开启该空间内的通风净化系统，直到把该局部区域空间污染物的浓度值控制在设定值内。
本发明在对室内空气质量进行调控时，对于无人的局部区域空间不开启该空间室内整体主通风净化系统的送风口，而对有人且污染物浓度未超标的局部区域空间仅开启该空间室内整体主通风净化系统的送风口即可满足该区域空间人对空气质量的要求，而仅对于污染物浓度超标的局部区域空间开启该局部区域空间内的通风净化系统，这样，避免产生室内人员集中在某几处区域导致的这些区域污染物浓度超标，同时这种调控方式在不需要提高室内整体通风净化系统净化功率的前提下，就可以对局部污染物超标的位置进行有效净化，相比于传统为了满足局部空间净化要求而不断提高室内整体通风净化功率的控制方法，本发明提出的控制方法在有效满足室内空气质量的前提下，大大降低了能源消耗。
本发明根据人员计数器统计的室内人数对室内环境进行整体通风净化的调节，并综合考虑了人体行为特征和室内污染物的时空分布特性，针对室内人群分布特性，通过红外阵列传感器感应室内人员分布，并对污染物浓度超标的重点空间进行局部空气质量的调节，更合理的控制室内环境污染物浓度和运行能耗，可以提升整个空气质量运营水平，减少人体健康风险和工作效率损失，促进建筑节能。
优选的，步骤5)中，通过空气质量传感器模块对感应到人体的局部区域空间进行污染物浓度的监测，同时将空气质量传感器模块安装在人体的呼吸区域内。
若是将空气质量传感器模块安装得离人体的呼吸区域过远，则空气质量传感器模块监测到的污染物浓度和人体呼吸区域的污染物浓度存在一定的差值，这样即便空气质量传感器模块监测到的污染物浓度小于设定值，但实际人体呼吸区域的污染物浓度仍然大于设定值，这样就将产生人体呼吸区域中的空气质量净化不足的问题，进而对室内人员的健康造成伤害。
优选的，步骤5)中，通过空气质量传感器模块对感应到人体的局部区域空间进行污染物浓度的监测，将空气质量传感器模块安装在排风口，利用空气质量传感器模块中的传感器对感应到人体的局部区域空间中的通风净化系统的送风口和排风口处的污染物浓度进行测量，并根据传感器测量得到的数值通过下列公式计算得到该局部区域空间内人体呼吸区的污染物浓度值；
式中：C0为该局部区域空间内人体呼吸区的污染物浓度值；
Ce为排风口处的污染物浓度；
Cs为送风口处的污染物浓度；
εe为排污效率。
将空气质量传感器模块安装在排风口，并利用监测到的污染物浓度数据换算得到人体呼吸区的污染物浓度值，从而使得人体呼吸区的污染物浓度值始终限定在设定值以内，避免人体呼吸区域中的空气质量净化不足导致的对室内人员健康的伤害。
优选的，室内人员还可以通过设置在每个局部区域空间的局部手动操作开关对每个局部区域空间的通风净化系统进行单独调节。
这样，室内人员可以通过每个局部区域空间的局部手动操作开关对每个局部区域空间的通风净化系统进行单独调节，满足了室内人员对空气质量的个性化要求。
优选的，步骤2)中，按下列公式计算室内整体需求的新风量Q：
Q＝n*0.01m3/s。
这样，将人员计数器监测到的人员数据与室内整体需求的新风量之间关联起来，计算机系统就可以根据室内人员数量的变化实时的调控室内整体需求的新风量，避免了室内人员增多导致的室内整体空气质量净化不足和室内人数减少导致的新风量过大产生的能源浪费。
优选的，步骤3)中，按下列公式计算风机功率P：
式中：p为风机的风压；η1为风机效率；η2为机械传动效率。
优选的，步骤4)中的红外阵列传感器误差小于2℃，并可自动调节感应角度。
这样，红外阵列传感器能准确的检测到室内人员，同时红外阵列传感器可自动的调节感应角度，从而方便对室内各个位置的人员进行有效检测。
优选的，步骤5)中，所述空气质量传感器模块中包括有甲醛浓度传感器、挥发性有机物传感器、PM2.5检测传感器和CO2浓度传感器中的一种或多种；
所述步骤5)中，室内污染物浓度的设定值要求为：甲醛浓度设定值为0.1mg/m3，挥发性有机物总体浓度设定值为0.6mg/m3，PM2.5浓度设定值为75μg/m3，CO2浓度设定值为1000ppm；当空气质量传感器模块中甲醛浓度传感器、挥发性有机物传感器、PM2.5检测传感器或CO2浓度传感器所监测到的任一参数值大于相对应的设定值，则判定空气质量传感器模块监测到的污染物浓度大于设定值。
这样，使得室内污染物浓度始终在设定值以下，减少这些污染物对室内人员健康的伤害。
优选的，所述人员计数器包括设置在入口位置处的第一人体活动感应器，设置在出口位置处的第二人体活动感应器，以及统计计数器；所述第一人体活动感应器和所述第二人体活动感应器的感应信号输出端分别电连接至统计计数器的计数加信号输入端和计数减信号输入端。
这样，当设置在入口位置处的第一人体活动感应器感应到有人员进入室内，统计计数器则计数加1，当设置在出口位置处的第二人体活动感应器感应到有人员从室内外出后，统计计数器则计数减1，由此统计计数器则能够直接统计到室内总人数。
优选地，步骤1)中，人员计数器对室内总人数监测的数据通过无线方式或数据线方式实时传输给计算机系统。
这样，采用无线的方式连接，使得计算机系统的位置布置更加的灵活。而采用数据线的方式使得人员计数器监测到的室内总人数的数据能更加快速稳定的传递到计算机系统。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明具体施方式基于人员定位检测的室内空气质量调控方法的控制流程图；
图2为本发明具体实施方式基于人员定位检测的室内空气质量调控方法的系统控制图；
图3为本发明具体实施方式基于人员定位检测的室内空气质量调控方法的计算机系统对人体感应的显示界面示例；
图4为本发明具体实施方式基于人员定位检测的室内空气质量调控方法的计算机系统对污染物浓度监测的显示界面示例；
图5为采用本发明具体实施方式基于人员定位检测的室内空气质量调控方法在图书馆自习室内进行调控的模拟图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如附图1和附图2所示，一种基于人员定位检测的室内空气质量调控系统，该系统包括数据采集系统、与数据采集系统电连接的计算机系统和与计算机系统电连接的室内环境调控系统；
数据采集系统包括设置在出入口位置处的人员计数器，以及分布在室内不同局部区域空间的多个红外阵列传感器和多个空气质量传感器模块；
人员计数器用于监测出入口位置处的进出人员以统计室内总人数，并将统计的室内总人数传递给计算机系统；
每个红外阵列传感器用于对其所在的室内局部区域空间进行人体感应，并将感应数据传递给计算机系统；
每个空气质量传感器模块用于对所在的室内局部区域空间的污染物浓度进行监测，并将监测到的污染物浓度数据传递给计算机系统；
室内环境调控系统包括室内整体主通风净化系统和局部区域空间的通风净化系统；
室内整体主通风净化系统根据传递到计算机系统的室内总人数进行室内整体的通风净化；室内整体主通风净化系统在室内不同局部区域空间均设有送风口，送风口根据红外阵列传感器对室内不同局部区域空间感应到的是否有人的数据来控制是否开启；
局部区域空间的通风净化系统根据红外阵列传感器和空气质量传感器模块传递到计算机系统的数据来控制是否开启局部区域空间的通风净化系统。
利用人员计数器对室内总人数进行统计，并将统计的数据实时传输给计算机系统；计算机系统根据接收到的室内总人数的数据计算得到室内整体需求的新风量并转化为风机功率，然后将需求的风机功率发送给室内整体主通风净化系统，室内整体主通风净化系统对风机的风量进行调节以满足需求的风机功率，从而使得室内整体有一个较好的空气质量。
另外，利用分布在各局部区域空间的红外阵列传感器对室内不同局部区域空间的人体进行感应，对红外阵列传感器未感应到人体的局部区域空间不开启该局部区域空间的送风口，而对红外阵列传感器感应到人体的局部区域空间开启该局部区域空间的送风口和空气质量传感器模块，利用空气质量传感器模块进行污染物浓度的监测，对监测到的污染物浓度未超过设定值的局部区域空间只需要开启该局部区域空间的送风口进行空气的净化即可，对监测到的污染物浓度超过设定值的局部区域空间则开启该局部区域空间的通风净化系统，通过增加该局部区域空间的新风净化量以降低该局部区域空间的污染物浓度。
在本方案中提到的室内整体主通风净化系统和局部区域空间的通风净化系统均可以采用现有技术中的新风净化系统来实现。新风净化系统主要是由风机、送风口、排风口及各种管道和接头组成，新风净化系统中，安装在室内吊顶的风机通过管道与一系列的排风口相连，新风净化系统在对室内空气进行净化处理时，启动风机，室内受污染的空气经排风口排往室外并使室内形成负压，在负压作用下室外新鲜空气便经送风口进入室内，新风净化系统在送风的同时还能对室内的空气进行新风过滤、灭毒、杀菌、增氧和预热(冬天)等，以此来达到净化室内空气的目的，从而使室内人员可呼吸到高品质的新鲜空气。本方案中的室内整体主通风净化系统在各局部区域空间均开设有送风口和排风口，主要用于对室内整体提供新风和进行空气的净化处理，而分布在室内各局部区域空间的通风净化系统则用于对对应的局部区域空间提供新风和进行空气的净化处理。
本发明还提供了一种基于人员定位检测的室内空气质量调控方法，包括以下步骤：
步骤1)利用房间门口处的人员计数器对室内总人数n进行监测统计，并将监测的数据实时传输给计算机系统；
步骤2)根据人员计数器当前统计传输到计算机系统上的室内总人数n计算得到室内整体需求的新风量Q；
步骤3)计算机系统将步骤2)中计算得到的新风量Q转化为风机功率P，并将需求的风机功率P发送给室内整体主通风净化系统，室内整体主通风净化系统对风机的风量进行调节以满足需求的风机功率P；
步骤4)将室内划分为若干的局部区域空间，使用红外阵列传感器对室内不同局部区域空间的人体进行感应，并分别判断每个局部区域空间中红外阵列传感器的感应情况；对红外阵列传感器感应到人体的局部区域空间，执行步骤5)；对红外阵列传感器未感应到人体的局部区域空间，执行步骤7)；
步骤5)开启步骤4)中感应到人体的局部区域空间的送风口和空气质量传感器模块，利用空气质量传感器模块对不同局部区域空间的污染物浓度进行监测，并分别判断每个局部区域空间中空气质量传感器模块的监测数据；对空气质量传感器模块监测到的污染物浓度C0大于设定值的局部区域空间，执行步骤6)；对空气质量传感器模块监测到的污染物浓度C0不大于设定值的局部区域空间，执行步骤7)；
步骤6)对步骤5)中监测到的污染物浓度C0大于设定值的局部区域空间开启该局部区域空间的通风净化系统，以降低局部区域空间的污染物浓度，直到监测到该局部区域空间的污染物浓度不大于设定值时，执行步骤7)；
步骤7)返回执行步骤2)。
本发明先根据智能门人员计算器统计到的室内总人数进行室内整体的通风净化，使得整个室内具有一个较好的空气质量。
然后通过将室内划分成若干的局部区域空间，每个局部区域空间均设置单独的局部通风净化系统，利用红外阵列传感器对每个局部区域空间进行监测，对无人的局部区域空间不开启该空间的送风口，对有人的局部区域空间开启该空间的送风口，并将进一步监测该空间的污染物浓度，对污染物浓度为超标的局部区域空间也只需要开启该空间的送风口即可，而对于污染物超标的局部区域空间则单独开启该空间内的通风净化系统，直到把该局部区域空间污染物的浓度值控制在设定值内。
采用本发明的调控方法对室内空气质量进行调控时，对于无人的局部区域空间不开启该空间室内整体主通风净化系统的送风口，而对有人且污染物浓度未超标的局部区域空间仅开启该空间室内整体主通风净化系统的送风口即可满足该区域空间人对空气质量的要求，而仅对于污染物浓度超标的局部区域空间开启该局部区域空间内的通风净化系统，这样，避免产生室内人员集中在某几处区域导致的这些区域污染物浓度超标，同时这种调控方式在不需要提高室内整体通风净化系统净化功率的前提下，就可以对局部污染物超标的位置进行有效净化，相比于传统为了满足局部空间净化要求而不断提高室内整体通风净化功率的控制方法，本发明提出的控制方法在有效满足室内空气质量的前提下，大大降低了能源的消耗。
本发明根据人员计数器统计的室内人数对室内环境进行整体通风净化的调节，并综合考虑了人体行为特征和室内污染物的时空分布特性，针对室内人群分布特性，通过红外阵列传感器感应室内人员分布，并对污染物浓度超标的重点空间进行局部空气质量的调节，更合理的控制室内环境污染物浓度和运行能耗，可以提升整个空气质量运营水平，减少人体健康风险和工作效率损失，促进建筑节能。
在本实施例中，步骤5)中，通过空气质量传感器模块对感应到人体的局部区域空间进行污染物浓度的监测，同时将空气质量传感器模块安装在人体的呼吸区域内。则可直接监测到该局部区域空间内人体呼吸区的污染物浓度值C0。
若是将空气质量传感器模块安装得离人体的呼吸区域过远，则空气质量传感器模块监测到的污染物浓度和人体呼吸区域的污染物浓度存在一定的差值，这样即便空气质量传感器模块监测到的污染物浓度小于设定值，但实际人体呼吸区域的污染物浓度仍然大于设定值，这样就将产生人体呼吸区域中的空气质量净化不足的问题，进而对室内人员的健康造成伤害。
在本实施例中，步骤5)中，通过空气质量传感器模块对感应到人体的局部区域空间进行污染物浓度的监测，将空气质量传感器模块安装在排风口，利用空气质量传感器模块中的传感器对感应到人体的局部区域空间中的通风净化系统的送风口和排风口处的污染物浓度进行测量，并根据传感器测量得到的数值通过下列公式计算得到该局部区域空间内人体呼吸区的污染物浓度值；
式中：C0为该局部区域空间内人体呼吸区的污染物浓度值；Ce为排风口处的污染物浓度；Cs为送风口处的污染物浓度；εe为排污效率，可由测量得到或是按表1选取。
表1：不同通风形式的排污效率εe如下：
将空气质量传感器模块安装在排风口，并利用监测到的污染物浓度数据换算得到人体呼吸区的污染物浓度值，从而使得人体呼吸区的污染物浓度值始终限定在设定值以内，避免人体呼吸区域中的空气质量净化不足导致的对室内人员健康的伤害。
在本实施例中，室内人员还可以通过设置在每个局部区域空间的局部手动操作开关对每个局部区域空间的通风净化系统进行单独调节。
这样，室内人员可以通过每个局部区域空间的局部手动操作开关对每个局部区域空间的通风净化系统进行单独调节，满足了室内人员对空气质量的个性化要求。
在本实施例中，步骤2)中，按下列公式计算室内整体需求的新风量Q：
Q＝n*0.01m3/s。
这样，将人员计数器监测到的人员数据n与室内整体需求的新风量之间关联起来，计算机系统就可以根据室内人员数量的变化实时的调控室内整体需求的新风量，避免了室内人员增多导致的室内整体空气质量净化不足和室内人数减少导致的新风量过大产生的能源浪费。
在本实施例中，步骤3)中，按下列公式计算风机功率P：
式中：p为风机的风压(单位为pa)；η1为风机效率，可取0.719至0.8；η2为机械传动效率，对于三角带传动取0.95，对于联轴器传动取0.98。
在本实施例中，步骤4)中的红外阵列传感器误差小于2℃，并可自动调节感应角度。
这样，红外阵列传感器能准确的检测到室内人员，同时红外阵列传感器可自动的调节感应角度，从而方便对室内各个位置的人员进行有效检测。
在本实施例中，空气质量传感器模块中可以设计包括有甲醛浓度传感器、挥发性有机物传感器、PM2.5检测传感器和CO2浓度传感器中的一种或多种；在步骤5)中，室内污染物浓度的设定值要求为：甲醛浓度设定值为0.1mg/m3，挥发性有机物总体浓度设定值为0.6mg/m3，PM2.5浓度设定值为75μg/m3，CO2浓度设定值为1000ppm；当空气质量传感器模块中甲醛浓度传感器、挥发性有机物传感器、PM2.5检测传感器或CO2浓度传感器所监测到的任一参数值大于相对应的设定值，则判定空气质量传感器模块监测到的污染物浓度大于设定值。也就是说，实际上对室内空气污染物浓度具有如下的控制要求：
甲醛＜0.1mg/m3；
TVOC(总挥发性有机物)＜0.6mg/m3；
PM2.5＜75μg/m3；
CO2浓度小于1000ppm。
这样，使得室内污染物浓度始终在设定值以下，减少这些污染物对室内人员健康的伤害。
在本实施例中，人员计数器包括设置在入口位置处的第一人体活动感应器，设置在出口位置处的第二人体活动感应器，以及统计计数器；第一人体活动感应器和第二人体活动感应器的感应信号输出端分别电连接至统计计数器的计数加信号输入端和计数减信号输入端。
这样，当设置在入口位置处的第一人体活动感应器感应到有人员进入室内，统计计数器则计数加1，当设置在出口位置处的第二人体活动感应器感应到有人员从室内外出后，统计计数器则计数减1，由此统计计数器则能够直接统计到室内总人数。
在本实施例中，步骤1)中，人员计数器对室内总人数监测的数据通过无线方式或数据线方式实时传输给计算机系统。
这样，采用无线的方式连接，使得计算机系统的位置布置更加的灵活。而采用数据线的方式使得人员计数器监测到的室内总人数的数据能更加快速稳定的传递到计算机系统。
本实施例中，还包括局部手动操作开关，局部手动操作开关与局部通风净化系统一一对应，局部手动操作开关可对与局部手动操作开关对应的局部通风净化系统进行调节。
这样，室内人员可以通过每个局部区域空间的局部手动操作开关对每个局部区域空间的通风净化系统进行单独调节，满足了室内人员对空气质量的个性化要求。
如附图3为上述方法中使用的计算机系统对人体感应的显示界面示例；通过该界面可以清楚的看到人员的集中区域，另外附图4为上述方法中采用的计算机系统对室内污染物浓度监测的显示界面示例，从该显示界面上可清楚的看到当前室内的温度、湿度、PM2.5、甲醛和二氧化碳的浓度等，同时该界面还对当前室内空气质量好还是差进行显示，这样就可以一目了然的看到当前室内污染物的浓度情况。
如附图5所示为采用本发明中的调控方法对某图书馆自习室内进行实际调控的模拟图，图中的区域1和区域4感应到人体，开启该区域1和区域4的送风口和空气质量传感器模块，空气质量传感器模块检测到这两个区域污染物浓度超标，则开启这两个区域的局部区域空间的通风净化系统，来增加这两个局部区域空间的新风净化量。区域2感应到人体，开启该区域的送风口及空气质量传感器模块，空气质量传感器模块检测到该区域2的污染物浓度未超标，则不开启该局部区域空间的通风净化系统，即不增加区域2的新风净化量。区域3未检测到人体，故不开启该区域3的送风口和空气质量传感器模块。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照优选实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，采用一种基于人员定位检测的室内空气质量调控系统，包括数据采集系统、与所述数据采集系统进行数据传输连接的计算机系统和与所述计算机系统进行数据传输连接的室内环境调控系统；
所述数据采集系统包括设置在出入口位置处的人员计数器，以及分布在室内不同局部区域空间的多个红外阵列传感器和多个空气质量传感器模块；
所述人员计数器用于监测出入口位置处的进出人员以统计室内总人数，并将统计的室内总人数传递给所述计算机系统；
每个所述红外阵列传感器用于对其所在的室内局部区域空间进行人体感应，并将感应数据传递给所述计算机系统；
每个所述空气质量传感器模块用于对所在的室内局部区域空间的污染物浓度进行监测，并将监测到的污染物浓度数据传递给所述计算机系统；
所述室内环境调控系统包括室内整体主通风净化系统和局部区域空间的通风净化系统；
所述室内整体主通风净化系统根据传递到所述计算机系统的室内总人数进行室内整体的通风净化；所述室内整体主通风净化系统在室内不同局部区域空间均设有送风口和排风口，所述送风口和排风口根据所述红外阵列传感器对室内不同局部区域空间感应到的是否有人的数据控制是否开启；
所述局部区域空间的通风净化系统根据所述红外阵列传感器和所述空气质量传感器模块传递到所述计算机系统的数据控制是否开启所述局部区域空间的通风净化系统；
包括以下步骤：
步骤1)利用房间门口处的人员计数器对室内总人数n进行监测统计，并将监测的数据实时传输给计算机系统；
步骤2)根据人员计数器当前统计传输到计算机系统上的室内总人数n计算得到室内整体需求的新风量Q；
步骤3)计算机系统将步骤2)中计算得到的新风量Q转化为风机功率P，并将需求的风机功率P发送给室内整体主通风净化系统，室内整体主通风净化系统对风机的风量进行调节以满足需求的风机功率P；
步骤4)将室内划分为若干的局部区域空间，使用红外阵列传感器对室内不同局部区域空间的人体进行感应，并分别判断每个局部区域空间中红外阵列传感器的感应情况；对红外阵列传感器感应到人体的局部区域空间，执行步骤5)；对红外阵列传感器未感应到人体的局部区域空间，执行步骤7)；
步骤5)开启步骤4)中感应到人体的局部区域空间的送风口和空气质量传感器模块，利用空气质量传感器模块对不同局部区域空间的污染物浓度进行监测，并分别判断每个局部区域空间中空气质量传感器模块的监测数据；对空气质量传感器模块监测到的污染物浓度大于设定值的局部区域空间，执行步骤6)；对空气质量传感器模块监测到的污染物浓度不大于设定值的局部区域空间，执行步骤7)；
步骤6)对步骤5)中监测到的污染物浓度大于设定值的局部区域空间开启该局部区域空间的通风净化系统，以降低局部区域空间的污染物浓度，直到监测到该局部区域空间的污染物浓度不大于设定值时，执行步骤7)；
步骤7)返回执行步骤2)。
2.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，步骤5)中，通过空气质量传感器模块对感应到人体的局部区域空间进行污染物浓度的监测，同时将空气质量传感器模块安装在人体的呼吸区域内。
3.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，步骤5)中，通过空气质量传感器模块对感应到人体的局部区域空间进行污染物浓度的监测，将空气质量传感器模块安装在排风口，利用空气质量传感器模块中的传感器对感应到人体的局部区域空间中的通风净化系统的送风口和排风口处的污染物浓度进行测量，并根据传感器测量得到的数值通过下列公式计算得到该局部区域空间内人体呼吸区的污染物浓度值；
式中：C0为该局部区域空间内人体呼吸区的污染物浓度值；
Ce为排风口处的污染物浓度；
Cs为送风口处的污染物浓度；
εe为排污效率。
4.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，室内人员还可以通过设置在每个局部区域空间的局部手动操作开关对每个局部区域空间的通风净化系统进行单独调节。
5.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，步骤2)中，按下列公式计算室内整体需求的新风量Q：
Q＝n*0.01m3/s。
6.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，步骤3)中，按下列公式计算风机功率P：
式中：p为风机的风压；η1为风机效率；η2为机械传动效率。
7.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，步骤4)中的红外阵列传感器误差小于2℃，并可自动调节感应角度。
8.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，所述空气质量传感器模块中包括有甲醛浓度传感器、挥发性有机物传感器、PM2.5检测传感器和CO2浓度传感器中的一种或多种；
所述步骤5)中，室内污染物浓度的设定值要求为：甲醛浓度设定值为0.1mg/m3，挥发性有机物总体浓度设定值为0.6mg/m3，PM2.5浓度设定值为75μg/m3，CO2浓度设定值为1000ppm；当空气质量传感器模块中甲醛浓度传感器、挥发性有机物传感器、PM2.5检测传感器或CO2浓度传感器所监测到的任一参数值大于相对应的设定值，则判定空气质量传感器模块监测到的污染物浓度大于设定值。
9.如权利要求1所述的基于人员定位检测的室内空气质量调控系统的调控方法，其特征在于，所述人员计数器包括设置在入口位置处的第一人体活动感应器，设置在出口位置处的第二人体活动感应器，以及统计计数器；所述第一人体活动感应器和所述第二人体活动感应器的感应信号输出端分别电连接至统计计数器的计数加信号输入端和计数减信号输入端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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