CN113465076B - 新风控制系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种新风控制系统,所述系统包括:监测模块,设置于目标建筑空间中,用于监测目标建筑空间中二氧化碳的浓度;通风模块,用于对目标建筑空间进行通风;控制模块,电连接于监测模块及通风模块,用于:获取监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息;利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度;利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量;利用目标风量控制通风模块对目标建筑空间进行通风。通过以上系统,本公开实施例可以实现对目标建筑空间的按需通风换气,提高换气效率,且,确定目标风量后进行通风,可以实现因地制宜,避免盲目通风,以节约能源。
Description
技术领域
本公开涉及控制技术领域,尤其涉及一种新风控制系统。
背景技术
二氧化碳CO2浓度为衡量室内空气品质的重要物理参数指标,因为其能表征大部分其他污染物的浓度水平。室内CO2浓度大小主要受室内人员呼吸与室内外换气这两个因素影响。对于大部分公建而言,室内空气品质控制不基于环境参数,建筑运维人员仅凭经验或现场反馈设定新风供给大小。而当下的几乎所有的基于CO2浓度的室内空气品质控制策略都是由浓度或浓度增量驱动,在CO2浓度超过限值或有超过限值的趋势时开启新风改善室内空气品质,未预估新风具体的需求。
发明内容
有鉴于此,未解决以上问题,本公开提出了一种新风控制系统,所述系统包括:
监测模块,设置于目标建筑空间中,用于监测所述目标建筑空间中二氧化碳的浓度;
通风模块,用于对所述目标建筑空间进行通风;
控制模块,电连接于所述监测模块及所述通风模块,用于:
获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息;
利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度;
利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量;
利用所述目标风量控制所述通风模块对所述目标建筑空间进行通风。
在一种可能的实现方式中,在所述目标建筑空间的体积大于预设体积时,所述监测模块用于监测所述目标建筑空间中的多个位置的二氧化碳浓度;
其中,所述获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息,包括:
确定所述第一时间段中每一时刻在多个位置的二氧化碳浓度的加权平均值;
利用每个时刻的所述加权平均值确定所述第一浓度信息。
在一种可能的实现方式中,所述利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,包括:
利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度;
利用所述第一换气次数及所述人员密度确定所述二氧化碳平衡浓度。
在一种可能的实现方式中,所述利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度,包括:
根据预设室外二氧化碳浓度、所述目标建筑空间的体积,以及所述第二浓度信息中二氧化碳的初始浓度及各个时刻的二氧化碳浓度,确定所述第一换气次数。
在一种可能的实现方式中,所述利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度,包括:
根据所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间中二氧化碳浓度的瞬时变化速率;
根据所述瞬时变化速率、人体单位时间二氧化碳释放量及二氧化碳密度确定所述人员密度。
在一种可能的实现方式中,所述利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,包括:
若根据所述第二浓度信息确定室内二氧化碳产生速率及室内外换气量在预设时间内保持稳定时,利用所述稳定的二氧化碳产生速率、室内外换气量及室外二氧化碳浓度确定所述二氧化碳平衡浓度。
在一种可能的实现方式中,所述利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量,包括:
在所述二氧化碳平衡浓度高于平衡浓度阈值的情况下,根据所述目标建筑空间中的人员密度及预设关联关系确定目标换气次数,其中,所述预设关联关系包括换气次数、人员密度及平衡浓度的关联关系;
根据所述目标换气次数、所述二氧化碳平衡浓度对应的换气次数及所述目标建筑空间的体积确定所述目标风量。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述目标建筑空间中的人员密度及预设关联关系确定目标换气次数,包括:
以所述目标建筑空间的人员密度为基础,根据所述预设关联关系中小于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数确定目标换气次数。
在一种可能的实现方式中,根据所述预设关联关系中小于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数确定目标换气次数,包括:
将所述预设关联关系中最接近于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数作为所述目标换气次数。
在一种可能的实现方式中,所述监测模块包括至少一个二氧化碳浓度传感器,所述通风模块包括新风风道、混风风道、回风风道、空调设备、新风阀及回风阀,其中,
所述新风风道的第一端连接室外大气,用于输入室外新风,所述新风风道的第二端连接到所述空调设备的进风端,
所述新风阀设置于所述新风风道中,用于控制所述新风风道的导通情况,
所述混风风道的第一端连接到所述空调设备的出风端,所述混风风道的第二端连接到所述目标建筑空间中,所述混风风道用于将所述新风输送到所述目标建筑空间,
所述回风风道的第一端连接到所述空调设备的进风端,所述回风风道的第二端连接到所述目标建筑空间中,
所述空调设备用于将新风传输至所述目标建筑空间,并排出所述目标建筑空间的污气,
其中,所述控制模块还用于:
在需要新风时,控制所述新风阀的开度及所述回风阀的开度之和为100%,其中,所述新风阀的开度为0~10%;或
不需新风时,控制所述新风阀的开度为0,控制所述回风阀的开度为100%。
通过以上系统,本公开实施例可以获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息,利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,并利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量,以控制所述通风模块对所述目标建筑空间进行通风,可以实现对目标建筑空间的按需通风换气,提高换气效率,且,确定目标风量后进行通风,可以实现因地制宜,避免盲目通风,以节约能源。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本公开的原理。
图1示出了根据本公开实施例的新风控制系统的框图。
图2示出了根据本公开实施例的新风控制系统执行方法的示意图。
图3示出了根据本公开实施例的新风控制系统的场景示意图。
图4示出了根据本公开实施例的预设关联关系的示意图。
图5示出了根据本公开实施例的新风控制系统的工作流程示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外,为了更好的说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。
请参阅图1,图1示出了根据本公开实施例的新风控制系统的框图。
请参阅图2,图2示出了根据本公开实施例的新风控制系统执行方法的示意图。
如图1所示,所述系统1包括:
监测模块10,设置于目标建筑空间中,用于监测所述目标建筑空间中二氧化碳的浓度;
通风模块20,用于对所述目标建筑空间进行通风;
控制模块30,电连接于所述监测模块10及所述通风模块20,如图2所示,所述控制模块30用于:
步骤S11,获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息;
步骤S12,利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度;
步骤S13,利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量;
步骤S14,利用所述目标风量控制所述通风模块对所述目标建筑空间进行通风。
通过以上系统,本公开实施例可以获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息,利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,并利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量,以控制所述通风模块对所述目标建筑空间进行通风,可以实现对目标建筑空间的按需通风换气,提高换气效率,且,确定目标风量后进行通风,可以实现因地制宜,避免盲目通风,以节约能源。
在一种可能的实施方式中,所述第一时间段可以是任意时间段。
在一个示例中,第一时间段可以是当前时间节点之前的时间段,例如当前时间节点之前的24个小时。
在一个示例中,第一时间段可以是跨越当前时间节点的时间段,例如,所述第一时间段包括当前时间节点前12小时及未来的12个小时。在这种情况下,可以利用相关技术基于历史二氧化碳浓度数据对未来12个小时的浓度信息进行预测,以进行当前时间节点的新风风量的运算。当然,本公开实施例对预测浓度信息的具体实施方式不做限定,本领域技术人员可以根据需要选择及确定合适的方法。
在一个示例中,为提高新风控制的准确性,可以设置检测模块在第一时间段中采集、记录数据的频率大于10分钟/次。
当然,以上对第一时间段的说明是示例性的,第一时间段的时长可以根据需要设定,对此本公开实施例不做限定。
下面对所述新风控制系统的应用场景进行示例性介绍。
请参阅图3,图3示出了根据本公开实施例的新风控制系统的场景示意图。
在一种可能的实施方式中,如图3所示,所述通风模块包括新风风道、混风风道、回风风道、空调设备、新风阀及回风阀,其中,
所述新风风道的第一端连接室外大气,用于输入室外新风,所述新风风道的第二端连接到所述空调设备的进风端,
所述新风阀设置于所述新风风道中,用于控制所述新风风道的导通情况,
所述混风风道的第一端连接到所述空调设备的出风端,所述混风风道的第二端连接到所述目标建筑空间(空调房间)中,所述混风风道用于将所述新风输送到所述目标建筑空间,
所述回风风道的第一端连接到所述空调设备的进风端,所述回风风道的第二端连接到所述目标建筑空间中,
所述空调设备用于将新风传输至所述目标建筑空间,并排出所述目标建筑空间的污气。
在一种可能的实施方式中,所述监测模块可以包括至少一个二氧化碳浓度传感器,二氧化碳浓度传感器可以布置在目标建筑空间的任意位置,当目标建筑空间的体积大于预设体积时,可以将多个二氧化碳浓度传感器布置在多个测试点,以对多个目标建筑空间的多个测试点进行监测,以得到所述目标建筑空间中的多个位置的二氧化碳浓度。
当然,本公开实施例对目标建筑空间的具体大小不做限定,对目标建筑空间的具体类型也不做限定,本公开实施例的新风控制系统可以应用于任意建筑空间中。
本公开实施例对二氧化碳浓度传感器的具体实施方式也不做限定,本领域技术人员可以根据需要选择相关技术中的传感器,或根据需要自行设计。
在一个示例中,如图3所示,控制模块(新风量控制器)可以接收设置在目标建筑空间中监测模块(CO2浓度传感器)监测得到的浓度信息,根据浓度信息对设置在新风风道的新风阀和设置在回风风道的回风阀进行控制,从而实现新风输送。
在一种可能的实施方式中,所述控制模块还用于:
在需要新风时,控制所述新风阀的开度及所述回风阀的开度之和为100%,其中,所述新风阀的开度为0~10%;或
不需新风时,控制所述新风阀的开度为0,控制所述回风阀的开度为100%。
在一个示例中,本公开实施例可以根据新风风量的大小控制新风阀的开度及打开的时间,以确保所述目标建筑空间通风高效。
通过以上方式,本公开实施例可以高效的实现对目标建筑空间的新风控制。
在一种可能的实施方式中,控制模块实现各个步骤的具体实施方式可以包括多种,下面进行示例性介绍。
在一种可能的实施方式中,步骤S11获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息,可以包括:
确定所述第一时间段中每一时刻在多个位置的二氧化碳浓度的加权平均值;
利用每个时刻的所述加权平均值确定所述第一浓度信息。
当目标建筑空间的体积大于预设体积时,本公开实施例可以将目标建筑空间划分为多个区域位置,并在各个区域位置设置二氧化碳浓度传感器,以监测各个区域位置的二氧化碳浓度。
在一个示例中,所述预设体积可以根据实际情况或需要确定,本公开实施例不做限定。
在一个示例中,可以获取各个位置在同一时刻的二氧化碳浓度数据,并进行加权平均运算,将运算结果作为该时刻目标建筑空间的二氧化碳浓度,当计算得到第一时间段每个时刻的加权平均二氧化碳浓度时,可以将各个时刻的二氧化碳浓度作为所述第一浓度信息。
在一个示例中,在对各个时刻不同位置的二氧化碳浓度进行加权平均处理时,可以根据不同的位置设定不同的权值,权值的设定可以根据实际情况或需要,对此,本公开实施例不做限定。
通过以上方式,本公开实施例可以对较大空间的目标建筑空间的二氧化碳浓度进行监控,得到准确的第一浓度信息。
当然,以上对设置在目标建筑空间中的二氧化碳传感器进行了示例性介绍,本公开实施例不止于此,监测模块还可以包括更多的二氧化碳传感器,可以将二氧化碳传感器设置在所述目标建筑空间外部,即室外,以监测室外的二氧化碳浓度及变化;也可以将二氧化碳传感器设置在目标建筑空间与外界的接口,例如窗户、门口等位置,以监测接口处的二氧化碳浓度及变化,对此,本公开实施例不做限定。
在一种可能的实现方式中,步骤S12利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,可以包括:
利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度;
利用所述第一换气次数及所述人员密度确定所述二氧化碳平衡浓度。
通过以上方式,本公开实施例可以利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度,并利用所述第一换气次数及所述人员密度确定所述二氧化碳平衡浓度,可以快速、准确地得到目标建筑空间的二氧化碳平衡浓度。
相关技术通常采用风量测试法、含湿量下降法计算,相关计数在计算时,误差较大,体验较差。在一个示例中,本公开实施例可以利用所述目标建筑空间中室内人员呼吸产生的二氧化碳作为示踪气体,采用示踪气体浓度衰减法,计算第一换气次数。
在一种可能的实施方式中,所述第一时间段中,第一浓度信息中可能包括多个二氧化碳浓度处于下降阶段的第二时段,在一个示例中,可以将多个处于下降阶段中时长最长的第二时段的浓度信息作为所述第二浓度信息,也可以将多个第二时段中的浓度信息进行处理后作为所述第二浓度信息,例如,可以进行加权平均处理(权值可以根据实际情况或需要确定)。
在一种可能的实现方式中,所述利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度,可以包括:
根据预设室外二氧化碳浓度、所述目标建筑空间的体积,以及所述第二浓度信息中二氧化碳的初始浓度及各个时刻的二氧化碳浓度,确定所述第一换气次数。
通过以上方式,本公开实施例采用浓度衰减法计算第一换气次数时,样本量较大且误差较小,可以得到准确的换气次数,以提高换气的准确性。
在一个示例中,可以将所述目标建筑空间视为一个控制体,在这种情况下,所述目标建筑空间中的CO2满足质量守恒定律,室内CO2浓度变化是由外界进入室内的空气和室内散发源共同影响的结果,如式(1):
其中,𝑉表示所述目标建筑空间的体积,单位可以为m3;Ct表示所述目标建筑空间中CO2在𝑡时刻的浓度,单位可以为mg/m3;𝑅表示单位时间室内外换气量,单位可以为m3/s;Ca表示预设室外CO2浓度,单位可以为mg/m3;Gt表示单位时间室内CO2产生速率,单位mg/s。
在一个示例中,预设室外二氧化碳浓度可以提前测量得到。
在一个示例中,可以对公式(1)进行积分得到公式(2)如下:
其中, C0表示积分时段的室内CO2的起始浓度,单位可以为mg/m3;R/V表示换气次数,单位可以为h-1(h表示小时)。
在一个示例中,若所述目标建筑空间中无CO2散发源,则Gt为0,公式(2)可以简化为公式(3)或公式(4),通过拟合浓度衰减时段的ln[(C0-Ca)/ Ct-Ca] ~ t,即可计算出换气次数R/V。
其中,t表示时间,Ct表示室内CO2在𝑡时刻的浓度,C0为起始浓度(定值),Ca为预设室外二氧化碳浓度(定值,一般在400ppm左右)。
在一个示例中,由衰减时段的第二浓度信息(CO2浓度的时间序列),可得到ln[(C0-Ca)/(Ct-Ca)] 与t的一系列组合,对其进行一次函数关系拟合,其斜率R/V即换气次数。
在一个示例中,在对其进行拟合时,可以选择拟合误差较小(R2>0.85)的浓度确定换气次数,以提高准确性。
通过以上方式,本公开实施例可以利用预设室外二氧化碳浓度、所述目标建筑空间的体积,以及所述第二浓度信息中二氧化碳的初始浓度及各个时刻的二氧化碳浓度,确定所述第一换气次数,方法简单,准确性高,可以准确地评估第一时间段的换气情况。
在一种可能的实现方式中,所述利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度,可以包括:
根据所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间中二氧化碳浓度的瞬时变化速率;
根据所述瞬时变化速率、人体单位时间二氧化碳释放量及二氧化碳密度确定所述人员密度。
通过以上方式,本公开实施例可以利用第二浓度信息确定所述目标建筑空间中二氧化碳浓度的瞬时变化速率,并根据所述瞬时变化速率、人体单位时间二氧化碳释放量及二氧化碳密度确定所述人员密度。
在一个示例中,当所述目标建筑空间的门窗等开口较固定或不可调,可认为室内外换气情况较稳定,可视换气次数R/V为稳定常量,由公式(2)可反推室内CO2浓度的瞬时变化速率Gt/V,如式(5):
通过人体CO2释放量公式(6),可由CO2产生速率反推室内人数,
其中,表示人体单位时间CO2释放量,单位可以为mL/s;M表示单位人体表面积新陈代谢率,单位可以为W/m2;RQ表示呼吸商,表示呼吸作用释放的CO2和吸收O2的分子比,与人体的膳食结构、活动强度、健康状况等有关,一般轻体力劳动下取值为0.83;AD表示人体表面积,单位可以为m2二氧化碳浓度。
从式(6)可见,人体单位时间CO2释放量与代谢率M成正比,假设人“静坐”的代谢率为58W/m2,CO2释放量可以为13L/h,在一个示例中,公建中室内人员最常见的“坐着活动、站立休息”代谢率为70W/m2,则该活动强度下CO2释放量典型值为15.7L/h。结合空间的瞬时总散发量Gt/V,可计算出单位室内空间体积的人员密度Dt,人/m3,如式(7):
通过以上方式,本公开实施例可以快速、准确地确定所述目标建筑空间中的人员密度,以进行后续运算。
在一种可能的实现方式中,步骤S12利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,可以包括:
若根据所述第二浓度信息确定室内二氧化碳产生速率及室内外换气量在预设时间内保持稳定时,利用所述稳定的二氧化碳产生速率、室内外换气量及室外二氧化碳浓度确定所述二氧化碳平衡浓度。
在一个示例中,若室内CO2产生速率G和单位时间室内外换气量R在长时间内较稳定,则t→∞时,室内CO2浓度存在一个稳态极限值(即二氧化碳平衡浓度)C∞,该值与C0无关,式(2)可简化为式(8):
其中,𝑅表示单位时间室内外换气量,单位可以为m3/s;Ca表示室外CO2浓度;G表示室内CO2产生速率。
通过以上方式,本公开实施例可以在根据所述第二浓度信息确定室内二氧化碳产生速率及室内外换气量在预设时间内保持稳定时,利用所述稳定的二氧化碳产生速率、室内外换气量及室外二氧化碳浓度确定所述二氧化碳平衡浓度。
在根据以上介绍确定所述二氧化碳平衡浓度时,本公开实施例可以通过确定的二氧化碳平衡浓度确定目标风量,并进行新风控制,下面进行示例性介绍。
在一种可能的实现方式中,步骤S13利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量,可以包括:
在所述二氧化碳平衡浓度高于平衡浓度阈值的情况下,根据所述目标建筑空间中的人员密度及预设关联关系确定目标换气次数,其中,所述预设关联关系包括换气次数、人员密度及平衡浓度的关联关系;
根据所述目标换气次数、所述二氧化碳平衡浓度对应的换气次数及所述目标建筑空间的体积确定所述目标风量。
在一个示例中,平衡浓度阈值可以根据实际情况确定,例如,可以为1000ppm,当第一时间段中的二氧化碳平衡浓度高于1000ppm时,可以认定所述目标建筑空间空气不合格,需要进行新风输送;若该二氧化碳平衡浓度低于1000ppm,则可以确定所述目标建筑空气合格,不需额外供给新风。
在一个示例中,所述预设关联关系可以为表格形式,也可以为坐标图等形式,本公开对预设关联关系的具体形式不做限定,本领域技术人员可以根据需要设定。
应该说明的是,所述人员密度的确定请参考之前的描述,在此不再赘述。
请参阅图4,图4示出了根据本公开实施例的预设关联关系的示意图。
在一个示例中,如图4所示,预设关联关系可以是如图4所示的表格,可以通过表格的形式呈现不同换气次数和人员密度组合的平衡浓度。室内人员密度越大,换气次数越小,则CO2平衡浓度越高,室内空气品质越差。该二维图由相关规范中规定的室内浓度限制1000ppm划分出了空气品质合格(白色区域)与不合格(灰色区域)两个区域。根据换气次数及人员密度即可确定平衡浓度,例如,如图4所示,人员密度7及换气次数0.14的对应的平衡浓度为1185。当然,通过平衡浓度及人员密度也可以换气次数,或根据平衡浓度和换气次数可以确定人员密度,利用所述预设关联关系,通过换气次数、人员密度及平衡浓度中的任意两个参数都可以唯一确定对应的一个。
若由CO2浓度曲线确定的人员密度与换气次数落在不合格区,则需供给额外新风。例如,当确定所述二氧化碳平衡浓度为1400,由于其大于平衡浓度阈值(假设为1000),则可以判定其处在不合格区域,因此需要供给额外新风,以改善空气质量。
在一个示例中,所需新风量可以由同一人员密度下合格线换气次数与当前换气次数的差以及所在空间体积确定,下面将进行示例性介绍。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述目标建筑空间中的人员密度及预设关联关系确定目标换气次数,可以包括:
以所述目标建筑空间的人员密度为基础,根据所述预设关联关系中小于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数确定目标换气次数。
在一个示例中,如图4所示,当确定所述二氧化碳平衡浓度为1400,对应的人员密度是9,则可以选择平衡浓度小于平衡浓度阈值(假设为1000)多个平衡浓度确定目标换气次数,例如,如图4所示,平衡浓度可以包括943、887等。
在一个示例中,假设可以选择的换气次数包括多个,则可以根据需要选择其中一个确定,例如如果对空气质量要求较高,则可以选择平衡浓度较低的值对应的换气次数(例如平衡浓度628,对应的换气次数为0.62)。如果对能耗要求较高,则可以选择靠近平衡浓度阈值的值对应的换气次数(例如平衡浓度887,对应的换气次数为0.29)。当然,也可以根据其他的选择条件确定目标换气次数。
在一种可能的实现方式中,根据所述预设关联关系中小于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数确定目标换气次数,可以包括:
将所述预设关联关系中最接近于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数作为所述目标换气次数。
承接上例,为了在确保空气质量的情况下,最大限度的降低能耗,本公开实施例可以将所述预设关联关系中最接近于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数作为所述目标换气次数,例如,平衡浓度943,对应的目标换气次数为0.26。
通过以上方式本公开实施例可以根据二氧化碳平衡浓度及人员密度快速、准确地确定目标换气次数,以便于后续运算。
在一种可能的实现方式中,所述根据所述目标换气次数、所述二氧化碳平衡浓度对应的换气次数及所述目标建筑空间的体积确定所述目标风量,可以包括:
可以将所述目标换气次数与所述二氧化碳平衡浓度对应的换气次数的差,乘以所述目标建筑空间的体积得到的结果作为所述目标风量。
在一个示例中,如图4所示,假设人员密度为7,换气次数为0.14时,二氧化碳平衡浓度为1185ppm(超标,假设平衡浓度阈值为1000),因此需要额外的新风量。在室内人员密度一定下,在换气次数为0.2时最终平衡浓度为950ppm(标准要求范围内),则需要增加的最小新风量为(0.2-0.14)*空间体积V。
在一种可能的实施方式中,新风控制系统可以包括通信组件(图1未示出),通信组件可以被配置为便于新风控制系统内部(控制模块、监测模块、通风模块之间的通信)或与其他设备之间有线或无线方式的通信。所述系统可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G或3G,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,所述通信组件还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在一个示例中,控制模块可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现,用于执行上述方法。
在一个示例中,新风控制系统还可以包括存储模块,存储模块与所述控制模块、检测模块、通风模块连接,用于存储数据。
在一个示例中,存储模块可以包括计算机可读存储介质,计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身,诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如,通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
请参阅图5,图5示出了根据本公开实施例的新风控制系统的工作流程示意图。
在一种可能的实施方式中,本公开实施例可以利用监测模块得到的第一时间段的第一浓度信息,确定浓度衰减段的第二浓度信息,以确定第一时间段的第一换气次数,并利用当前二氧化碳浓度确定所述目标建筑空间中的人员密度,根据第一换气次数、人员密度等信息确定二氧化碳平衡浓度,以判断是否需要供给额外新风,当判断不需额外供给新风时,维持新风风道中的新风阀处于关闭状态;若判断需要供给新风,则根据目标换气次数、第一换气次数、目标建筑空间的体积确定目标风量后,根据需要开启新风阀,并调节新风阀开度以输出目标风量至目标建筑空间中。
应该说明的是,以上描述是示例性,对于平衡浓度的确定、新风风量的确定等具体实施方式,请参考之前的介绍,在此不再赘述。
通过以上系统,本公开实施例可以获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息,利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,并利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量,以控制所述通风模块对所述目标建筑空间进行通风,可以实现对目标建筑空间的按需通风换气,提高换气效率,且,确定目标风量后进行通风,可以实现因地制宜,避免盲目通风,以节约能源。
以上已经描述了本公开的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种新风控制系统,其特征在于,所述系统包括:
监测模块,设置于目标建筑空间中,用于监测所述目标建筑空间中二氧化碳的浓度;
通风模块,用于对所述目标建筑空间进行通风;
控制模块,电连接于所述监测模块及所述通风模块,用于:
获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息;
利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度;
在所述二氧化碳平衡浓度高于平衡浓度阈值的情况下,利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量;
利用所述目标风量控制所述通风模块对所述目标建筑空间进行通风;
其中,所述利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,包括:
若根据所述第二浓度信息确定室内二氧化碳产生速率及室内外换气量在预设时间内保持稳定时,利用所述稳定的二氧化碳产生速率、室内外换气量及室外二氧化碳浓度确定所述二氧化碳平衡浓度,所述二氧化碳平衡浓度是室内二氧化碳浓度的稳态极限值。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,在所述目标建筑空间的体积大于预设体积时,所述监测模块用于监测所述目标建筑空间中的多个位置的二氧化碳浓度;
其中,所述获取所述监测模块在第一时间段中得到的二氧化碳的第一浓度信息,包括:
确定所述第一时间段中每一时刻在多个位置的二氧化碳浓度的加权平均值;
利用每个时刻的所述加权平均值确定所述第一浓度信息。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述利用所述第一浓度信息中浓度下降阶段的第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段的二氧化碳平衡浓度,包括:
利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度;
利用所述第一换气次数及所述人员密度确定所述二氧化碳平衡浓度。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度,包括:
根据预设室外二氧化碳浓度、所述目标建筑空间的体积,以及所述第二浓度信息中二氧化碳的初始浓度及各个时刻的二氧化碳浓度,确定所述第一换气次数。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述利用所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间在第一时间段中的第一换气次数及人员密度,包括:
根据所述第二浓度信息确定所述目标建筑空间中二氧化碳浓度的瞬时变化速率;
根据所述瞬时变化速率、人体单位时间二氧化碳释放量及二氧化碳密度确定所述人员密度。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,在所述二氧化碳平衡浓度高于平衡浓度阈值的情况下,所述利用所述二氧化碳平衡浓度确定目标风量,包括:
在所述二氧化碳平衡浓度高于平衡浓度阈值的情况下,根据所述目标建筑空间中的人员密度及预设关联关系确定目标换气次数,其中,所述预设关联关系包括换气次数、人员密度及平衡浓度的关联关系;
根据所述目标换气次数、所述二氧化碳平衡浓度对应的换气次数及所述目标建筑空间的体积确定所述目标风量。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述根据所述目标建筑空间中的人员密度及预设关联关系确定目标换气次数,包括:
以所述目标建筑空间的人员密度为基础,根据所述预设关联关系中小于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数确定目标换气次数。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,根据所述预设关联关系中小于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数确定目标换气次数,包括:
将所述预设关联关系中最接近于所述平衡浓度阈值的平衡浓度对应的换气次数作为所述目标换气次数。
9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述监测模块包括至少一个二氧化碳浓度传感器,所述通风模块包括新风风道、混风风道、回风风道、空调设备、新风阀及回风阀,其中,
所述新风风道的第一端连接室外大气,用于输入室外新风,所述新风风道的第二端连接到所述空调设备的进风端,
所述新风阀设置于所述新风风道中,用于控制所述新风风道的导通情况,
所述混风风道的第一端连接到所述空调设备的出风端,所述混风风道的第二端连接到所述目标建筑空间中,所述混风风道用于将所述新风输送到所述目标建筑空间,
所述回风风道的第一端连接到所述空调设备的进风端,所述回风风道的第二端连接到所述目标建筑空间中,
所述空调设备用于将新风传输至所述目标建筑空间,并排出所述目标建筑空间的污气,
其中,所述控制模块还用于:
在需要新风时,控制所述新风阀的开度及所述回风阀的开度之和为100%,其中,所述新风阀的开度为0~10%;或
不需新风时,控制所述新风阀的开度为0,控制所述回风阀的开度为100%。
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