CN114004937A - 一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法及其系统，包括扫描建筑物信息，根据扫描建筑物信息建立三维空间模型，在三维空间模型上选取安装基准面，在安装基准面上布置排风口，在三维空间模型内选取检测点，设置排风口气流参数，模拟空调气流，计算空调气流抵达检测点时间，加权计算得到空调使用效率。本发明通过计算机模拟中央空调排风口安装位置的使用效率，使得中央空调排风口布置不再依靠人工经验判断，从而摆脱了传统方式的局限性，减少了人在中央空调安装使用上的主观性影响，可以有效指导室内设计中对空调排风口的预排布，从而方便室内设计中空调布管设计，使得中央空调的使用效果更好，提升用户使用感官。

Description

一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法及其系统
技术领域
本发明涉及室内设计领域，尤其涉及一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法及其系统。
背景技术
中央空调系统由一个或多个冷热源系统和多个空气调节系统组成，通过多个空气调节系统间相互配合处理空气以达到舒适要求，中央空调系统一般应用于大型商业或者办公场所，但随着经济社会的发展，家用中央空调系统的需求也日益增大。
在专利号CN201610982619.6的发明中提出了一种模拟空调在不同工况下的性能变化规律的方法，从而指示空调的使用性能，但在现实应用中，中央空调的使用效果不仅受性能影响，还因安装位置和布置的不同存在不同的使用效果，而现有中央空调的上的布管设计和排风口布置基本基于经验判断，中央空调的使用效果由人的主观性影响，在使用过程中，往往使得中央空调的调节效率得不到最大化利用，导致整个系统的能耗变大，也带给使用者的不佳的观感体验。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法及其系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：包括以下步骤：
S1，扫描建筑物信息，扫描方式采用三维立体扫描仪，扫描内容包括建筑物几何特征、建筑物室内布置；
S2，根据扫描建筑物信息建立三维空间模型，软件系统在电脑上建立扫描信息对应的三维空间模型，所述三维空间模型反应建筑物室内空间的长、宽、高和几何形状，所述三维空间模型内还包括室内空间布置的墙体、家具；
S3，在三维空间模型上选取安装基准面；
S4，在安装基准面上布置排风口；
S5，在三维空间模型内选取检测点，所述检测点为随机选取或手动选取；
S6，设置排风口气流参数；
S7，模拟空调气流，利用软件模拟气流在所述三维空间内的流动情况；
S8，计算空调气流抵达检测点时间，所述时间为空调气流从所述排风口出发，第一次抵达所述检测点的时间；
S9，加权计算得到空调使用效率。
优选的，所述安装基准面设置有一个或多个，所述排风口布置于所述安装基准面上，所述排风口设置有一个或多个。
优选的，所述检测点选取若干个，若干个检测点随机分布于所述三维空间模型内，每组检测点对应设置有一组加权系数。
优选的，所述加权系数批量设置或单独设置。
优选的，所述排风口气流参数包括排风类型、排风方向和排风流量。
优选的，所述模拟空调气流的方法选用CFD仿真模拟。
一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法的系统，包括空间建模模块、布置模块、参数设置模块、气流模拟模块和计算输出模块；
所述空间建模模块，用于通过扫描信息建立室内三维空间模型，并在三维空间模型内建立三维空间坐标系；
所述布置模块，用于在三维空间模型内进行布置，通过布置模块，在三维空间模型内添加安装基准面、排风口、检测点、隔断墙和隔断门；
所述参数设置模块，用于系统参数设置，包括排风口参数和检测点加权系数；
所述气流模拟模块，用于模拟气流在室内空间的流动；
所述计算输出模块，用于对检测点模拟效果进行加权计算，并根据所有检测点的计算结果综合得到中央空调的模拟使用效率。
优选的，所述布置模块内设置有安装基准面工具、排风口工具、检测点工具、隔断墙工具和隔断门工具。
优选的，所述隔断墙视为实体不通风墙体，所述隔断门存在两种状态。
优选的，所述计算输出模块进行两次计算，第一次计算为对所述检测点加权计算，第二次计算对若干所述检测点综合效率计算。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过计算机模拟中央空调排风口安装位置的使用效率，使得中央空调排风口布置不再依靠人工经验判断，从而摆脱了传统方式的局限性，减少了人在中央空调安装使用上的主观性影响；
2、本发明可以有效指导室内设计中对空调排风口的预排布，从而方便室内设计中空调布管设计，使得中央空调的使用效果更好，有利于减少实际使用能耗，提升用户使用感官；
3、可以在系统中预览中央空调的安装位置，并提前展示效果，更便于室内设计工作者与用户进行方案沟通，便于工作的进行。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的系统模块图；
图3为本发明的布置模块内工具组件；
图4为本发明的使用场景模拟图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1，本发明提供的一种实施例：包括以下步骤：
S1，扫描建筑物信息，扫描方式采用三维立体扫描仪，扫描内容包括建筑物几何特征、建筑物室内布置；
S2，根据扫描建筑物信息建立三维空间模型，软件系统在电脑上建立扫描信息对应的三维空间模型，三维空间模型反应建筑物室内空间的长、宽、高和几何形状，三维空间模型内还包括室内空间布置的墙体、家具；
S3，在三维空间模型上选取安装基准面；
S4，在安装基准面上布置排风口；
S5，在三维空间模型内选取检测点，检测点为随机选取或手动选取；
S6，设置排风口气流参数；
S7，模拟空调气流，利用软件模拟气流在三维空间内的流动情况；
S8，计算空调气流抵达检测点时间，时间为空调气流从排风口出发，第一次抵达检测点的时间；
S9，加权计算得到空调使用效率。
进一步的，安装基准面设置有一个或多个，排风口布置于安装基准面上，排风口设置有一个或多个。
三维空间模型里的安装基准面对应现实中中央空调排风口的安装面，排风口的布置个数也由实际需求设定安排。
进一步的，检测点选取若干个，若干个检测点随机分布于三维空间模型内，每组检测点对应设置有一组加权系数。
检测点对应在三维空间模型内的一个坐标位置，检测点设置的越多，则在模拟计算中的实际精准度更高，反馈实际中央空调的使用效果也更准确，但测试点设置越多，系统的工作量也就更大，测试点数设置多少需要根据实际需求设定，但是，在同一个室内空间内，不同点位在重要程度是不同的，例如，在一个办公场所，工位位置处的使用频率肯定高于角落位置，工位位置处中央空调的使用效果在计算效率时，重要性必然高于角落位置处，因而可以通过设置加权系数，体现不同检测点的重要程度是不同的。
进一步的，加权系数批量设置或单独设置。
可以对某一区域内的加权系数批量设置也可以单独设置，一方面可以体现不同点位的重要程度不同，同时方便对区域内检测点整体设置，从而减少工作量。
进一步的，排风口气流参数包括排风类型、排风方向和排风流量。
在实际使用时，中央空调可以排出暖风也可以排出冷风，不同的排风类型需要进行不同的模型计算，最后反馈的制暖效果或者制冷效果也会存在区别，排风方向和排风流量同样是后续模拟计算时需要的参数，在对排风口预设模拟中，需要保持同一组模拟中参数设置是相同的。
进一步的，模拟空调气流的方法选用CFD仿真模拟。
从计算方法出发，利用计算机快速的计算能力得到流体控制方程的近似解，将流体力学的控制方程中积分、微分项近似地表示为离散的代数形式，使其成为代数方程组，然后通过计算机求解这些离散的代数方程组，获得离散的时间/空间点上的数值解，从而实现对流体运动状态的仿真模拟。
参考图2和图3，一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法的系统，包括空间建模模块、布置模块、参数设置模块、气流模拟模块和计算输出模块；
空间建模模块，用于通过扫描信息建立室内三维空间模型，并在三维空间模型内建立三维空间坐标系；
布置模块，用于在三维空间模型内进行布置，通过布置模块，在三维空间模型内添加安装基准面、排风口、检测点、隔断墙和隔断门；
参数设置模块，用于系统参数设置，包括排风口参数和检测点加权系数；
气流模拟模块，用于模拟气流在室内空间的流动；
计算输出模块，用于对检测点模拟效果进行加权计算，并根据所有检测点的计算结果综合得到中央空调的模拟使用效率。
进一步的，布置模块内设置有安装基准面工具、排风口工具、检测点工具、隔断墙工具和隔断门工具。
安装基准面工具用于在三维空间模型内添加安装基准面，布置模块内可实现添加工具内容，从而可以在三维模拟空间内添加更多的组件，使得模拟状况更符合现实使用场景。
进一步的，隔断墙视为实体不通风墙体，隔断门存在两种状态。
隔断门在关闭的情况下，视为一种隔断墙，为不通风的结构，隔断门在开启时，可以视为能流通空气。
进一步的，计算输出模块进行两次计算，第一次计算为对检测点加权计算，第二次计算对若干检测点综合效率计算。
通过气流模拟模块可以模拟出排风口送出气流的运动状况，通过预设的气流性质参数，可以模拟气流到达检测点的时间，在现实环境中，气流到达检测点的时间可以反映气流的制冷(制暖)速度，同时气流到达检测点的速度越快，气流与空气的热交换越少，即可说明降温(升温)更明显，因而气流到达检测点的时间能反应空调的使用效率；而在第一次计算中，通过将加权系数和气流到达检测点的时间综合计算，可以得到软件对于每个检测点位的效果判断，第二次计算是对第一次计算中所有不同检测点位综合计算，取所有的检测点位的时间数据取平均值，从而反映空调实际使用效率。
工作原理：通过三维立体扫描仪，扫描获取到室内空间的信息，根据扫描信息，空间建模模块建立一个对应的三维空间模型，通过布置模块可以在三维空间模型上添加安装基准面、排风口和检测点，并通过参数设置模块设定好的系统参数，设定好参数数据后，再通过气流模拟模块，用于模拟气流在室内空间的流动，即可获得可以模拟气流到达检测点的时间，在现实环境中，气流到达检测点的时间可以反映气流的制冷(制暖)速度，同时气流到达检测点的速度越快，气流与空气的热交换越少，即可说明降温(升温)更明显，因而气流到达检测点的时间能反应空调的使用效率，最后通过计算输出模块对所有测试点位进行两次计算，第一次计算，通过将加权系数和气流到达检测点的时间综合计算，得到软件对于每个检测点位的效果判断，第二次计算是对第一次计算中所有不同检测点位综合计算，取所有的检测点位的时间数据取平均值，得到一个所有检测点综合平均时间数据，从而反映空调实际使用效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，扫描建筑物信息，扫描方式采用三维立体扫描仪，扫描内容包括建筑物几何特征、建筑物室内布置；
S2，根据扫描建筑物信息建立三维空间模型，软件系统在电脑上建立扫描信息对应的三维空间模型，所述三维空间模型反应建筑物室内空间的长、宽、高和几何形状，所述三维空间模型内还包括室内空间布置的墙体、家具；
S3，在三维空间模型上选取安装基准面；
S4，在安装基准面上布置排风口；
S5，在三维空间模型内选取检测点，所述检测点为随机选取或手动选取；
S6，设置排风口气流参数；
S7，模拟空调气流，利用软件模拟气流在所述三维空间内的流动情况；
S8，计算空调气流抵达检测点时间，所述时间为空调气流从所述排风口出发，第一次抵达所述检测点的时间；
S9，加权计算得到空调使用效率。
2.根据权利要求1所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法，其特征在于：所述安装基准面设置有一个或多个，所述排风口布置于所述安装基准面上，所述排风口设置有一个或多个。
3.根据权利要求1所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法，其特征在于：所述检测点选取若干个，若干个检测点随机分布于所述三维空间模型内，每组检测点对应设置有一组加权系数。
4.根据权利要求3所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法，其特征在于：所述加权系数批量设置或单独设置。
5.根据权利要求1所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法，其特征在于：所述排风口气流参数包括排风类型、排风方向和排风流量。
6.根据权利要求1所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法，其特征在于：所述模拟空调气流的方法选用CFD仿真模拟。
7.一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法的系统，其特征在于：包括空间建模模块、布置模块、参数设置模块、气流模拟模块和计算输出模块；
所述空间建模模块，用于通过扫描信息建立室内三维空间模型，并在三维空间模型内建立三维空间坐标系；
所述布置模块，用于在三维空间模型内进行布置，通过布置模块，在三维空间模型内添加安装基准面、排风口、检测点、隔断墙和隔断门；
所述参数设置模块，用于系统参数设置，包括排风口参数和检测点加权系数；
所述气流模拟模块，用于模拟气流在室内空间的流动；
所述计算输出模块，用于对检测点模拟效果进行加权计算，并根据所有检测点的计算结果综合得到中央空调的模拟使用效率。
8.根据权利要求7所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法的系统，其特征在于：所述布置模块内设置有安装基准面工具、排风口工具、检测点工具、隔断墙工具和隔断门工具。
9.根据权利要求7所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法的系统，其特征在于：所述隔断墙视为实体不通风墙体，所述隔断门存在两种状态。
10.根据权利要求7所述的一种室内中央空调排风口安装使用效率模拟方法的系统，其特征在于：所述计算输出模块进行两次计算，第一次计算为对所述检测点加权计算，第二次计算对若干所述检测点综合效率计算。
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