CN114087713B - 一种室内空气质量自动调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室内空气质量自动调节系统，属于空气质量监测领域，用于解决室内空气质量监测时无法对大范围场所实现精准监测，且大范围场所内空气质量无法实现智能调节的问题，包括区域划分模块、智能调节模块、空质定级模块、区域分析模块，所述区域划分模块用于对工厂车间进行区域划分得到若干个空质监测区域，所述区域分析模块用于对工厂车间中空质监测区域的区域环境数据进行分析，所述空质定级模块用于对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，所述智能调节模块用于对空质调节信号对应的空质监测区域内的空气质量进行调节，本发明对划分后大范围场所内的空气质量进行精准监测，实现了大范围场所内空气质量的智能调节。

Description

一种室内空气质量自动调节系统
技术领域
本发明属于空气质量监测领域，涉及空气质量调节技术，具体是一种室内空气质量自动调节系统。
背景技术
空气质量的好坏反映了空气污染程度，它是依据空气中污染物浓度的高低来判断的。空气污染是一个复杂的现象，在特定时间和地点空气污染物浓度受到许多因素影响。来自固定和流动污染源的人为污染物排放大小是影响空气质量的最主要因素之一，其中包括车辆、船舶、飞机的尾气、工业污染、居民生活和取暖、垃圾焚烧等。城市的发展密度、地形地貌和气象等也是影响空气质量的重要因素。
现有技术中，通常室内空气质量监测时，只能笼统且大范围地对场所进行空气质量进行监测，无法对每个划分后的区域进行小范围监测，空气质量监测精度欠缺，同时，空气质量监测是人为感知后被动式地进行调节，调节设备需要人工操控，但是很难对场所内空气质量实现智能调节，为此，我们提出一种室内空气质量自动调节系统。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种室内空气质量自动调节系统。
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何对划分后大范围场所内的空气质量进行精准监测；
(2)如何实现大范围场所内空气质量的智能调节。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种室内空气质量自动调节系统，包括区域划分模块、数据采集模块、智能调节模块、调节组件、警报终端、空质定级模块、区域分析模块以及服务器，所述区域划分模块用于对工厂车间进行区域划分得到若干个空质监测区域u，并将若干个空质监测区域反馈至服务器，u＝1，2，……，z，z为正整数；所述数据采集模块用于采集空质监测区域的区域环境数据和工厂车间的外部环境数据，并将区域环境数据和外部环境数据发送至服务器；
所述服务器将区域环境数据发送至区域分析模块，所述区域分析模块用于对工厂车间中空质监测区域的区域环境数据进行分析，分析得到空质警报信号或空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu反馈至服务器，所述服务器将控制监测区域的标记次数和气体污染均值发送至空质定级模块，所述空质定级模块用于对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，将监管值JGu和空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器；
服务器通信连接有用户终端和调节组件，所述数据采集模块用于采集调节组件的实时工作数据和预设工作数据，并将实时工作数据和预设工作数据发送至服务器，所述服务器将实时工作数据和预设工作数据发送至智能调节模块，所述服务器中存储有工厂车间的预设环境数据和调节系数表，每个调节系数对应有预设监管值，所述智能调节模块用于对空质调节信号对应的空质监测区域内的空气质量进行调节，计算得到空调的冷媒缺少量并反馈至服务器，所述服务器将冷媒缺少量发送至用户终端，所述用户终端将冷媒缺少量补充至对应的调节组件。
进一步地，区域环境数据为空质监测区域的气体成分、气体浓度、温度值、湿度值、光照度和粉尘值；
预设环境数据包括气体污染阈值、温度阈值、湿度阈值、光照阈度和粉尘阈值；
所述服务器通信连接有若干个警报终端。
进一步地，所述区域分析模块的分析过程具体如下：
步骤一：在每个空质监测区域内采集若干份气体样本，并将若干份气体样本标记为Yui，i＝1，2，……，x，x为正整数，x代表气体样本的编号；
步骤二：获取若干份气体样本的有害分子量，并将有害分子量标记为FZYui；获取若干份气体样本的有害气体温度，将有害气体温度标记为WDYui；获取若干份气体样本的有害气体压强，并将有害气体压强标记为YQYui；获取若干份气体样本的有害气体体积浓度，并将有害气体体积浓度标记为TNYui；
步骤三：根据气体质量浓度的计算式WRui＝(FZYui/22.4)×[273/(273+WDYui)]×[YQYui/101325]×TNYui将有害气体体积浓度转化成有害气体的质量浓度，计算得到若干份气体样本的气体污染值WRui，若空质监测区域内任意份气体样本的气体污染值超过气体污染阈值，则生成空质警报信号，反之则进入下一步骤；
步骤四：统计空质监测区域所采集气体样本的份数，空质监测区域中若干份气体样本的气体污染值相加求和除以气体样本的份数，得到空质监测区域内气体样本的气体污染均值JWRu；
步骤五：获取每个空质监测区域的温度值WDu、湿度值SDu、光照度GZu和粉尘值FCu；将空质监测区域的温度值组合成温度数组，温度数组内的温度值WDu遍历比对后温度上限值和温度下限值，同理，得到湿度上限值、湿度下限值、光照上限值、光照下限值和粉尘下限值；
步骤六：若温度阈值处于温度下限值与温度上限值的之间，则将空质监测区域的温度值依次与温度阈值进行比对，若温度值大于温度阈值则对应空质监测区域进行标记，若温度值小于温度阈值则对应空质监测区域不进行标记；
若温度上限值小于等于温度阈值，则所有空质监测区域均不进行标记；
若温度下限值大于等于温度阈值，则所有空质监测区域均进行标记；
步骤七：统计每个空质监测区域的标记次数，并将标记次数记为BCu。
进一步地，所述空质定级模块的工作过程具体如下：
步骤S1：将空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu代入计算式
Figure GDA0003539823200000041
计算得到空质监测区域的监管值JGu；式中，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零：
步骤S2：若JGu＜X1，则生成空质安全信号；
步骤S3：若X1≤JGu＜X2，则生成空质调节信号；
步骤S4：若X2≤JGu，则生成空质警报信号；其中，X1和X2均为监管阈值，且X1＜X2。
进一步地，若服务器接收到空质安全信号，则不进行任何操作；
若服务器接收到空质调节信号，则生成调节指令加载至智能调节模块，同时服务器将监管值对应的调节系数也发送至智能调节模块；
若服务器接收到空质警报信号，则生成警报指令加载至对应的警报终端，所述警报终端接收到警报指令后用于工作发出警报声。
进一步地，实时工作数据包括空调的冷凝器、鼓风机、蒸发器、压缩机的振动幅度和工作频率，储液干燥罐的储液量，冷凝器的换热面积，压缩机、冷凝器和蒸发器的灰尘值和空调的冷媒量。
进一步地，所述智能调节模块的调节步骤具体如下：
步骤S1：获取空调的换气次数和工厂车间的车间内部体积，利用公式计算得到空调的实时出风量SCF和预设出风量YCF；
步骤SS：获取空调中鼓风机的实时工作功率SGL、冷凝器的实时换热面积SHR、冷凝器的实时灰尘值SHC和空调的实时冷媒量SLM；
同时，设定空调中鼓风机的预设工作功率YGL、冷凝器的预设换热面积YHR、冷凝器的灰尘阈值YHC和空调的预设冷媒量YLM；
步骤S3：利用差值公式计算得到空调的效率差值XLC；
步骤S4：结合调节系数表和监管值得到空质监测区域的调节系数，每个空质监测区域的调节系数相加取平均值得到调节系数均值；将空质监测区域的调节系数均值代入公式TCF＝SCF×(1+TX)计算得到空调的调节出风量TCF；
步骤S5：利用未知参数设置方法计算得到空调得到的冷媒缺少量。
进一步地，差值公式为：
Figure GDA0003539823200000051
式中，b1和b2均为固定数值的比例系数，且b1和b2的取值均大于零。
进一步地，冷媒缺少量的计算方式具体如下：
将调节出风量带入差值公式作为实时出风量，将实时冷媒量作为未知参数，剩余参数作为已知参数，通过差值公式计算得到空调的调节冷媒量，计算调节冷媒量与采集到的实时冷媒量的差值得到空调的冷媒缺少量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过区域划分模块将工厂车间进行区域划分得到若干个空质监测区域，而后采集空质监测区域的区域环境数据和工厂车间的外部环境数据发送至区域分析模块，利用区域分析模块对工厂车间中空质监测区域的区域环境数据进行分析，依据空质监测区域中气体样本的气体污染值WRui、空质监测区域的温度值、湿度值、光照度和粉尘值得到空质警报信号、标记次数和气体污染均值，最后通过空质定级模块对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，计算得到空质监测区域的监管值，监管值比对监管阈值生成空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号，本发明对划分后大范围场所内的空气质量进行精准监测；
2、本发明通过智能调节模块对空质调节信号对应的空质监测区域内的空气质量进行调节，依据调节组件的实时工作数据和预设工作数据，结合差值公式计算得到调节组件的效率差值，而后通过调节系数表和监管值得到空质监测区域的调节系数，每个空质监测区域的调节系数相加取平均值得到调节系数均值，结合调节系数均值计算得到调节的调节出风量，利用未知参数设置方法计算得到空调的冷媒缺少量，本发明实现了大范围场所内空气质量的智能调节。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体系统框图；
图2为本发明的又一系统框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1所示，一种室内空气质量自动调节系统，包括区域划分模块、数据采集模块、智能调节模块、调节组件、警报终端、空质定级模块、区域分析模块以及服务器；
在具体实施时，室内空气质量自动调节系统可以应用于工厂车间、办公区域、家庭住所等，在此不作具体限定，本实施例中，系统用于工厂场所，所述区域划分模块用于对工厂车间进行区域划分得到若干个空质监测区域u，并将若干个空质监测区域反馈至服务器，u＝1，2，……，z，z为正整数；
具体的，区域划分的规格可以按照区域的功能进行划分，也可以按照工厂车间中地面所画的边界线进行，本实施例中只是为了将工厂车间进行简单地区域分割，因此不做过多的描述；
在本发明的技术方案中，所述服务器通信连接有若干个警报终端，警报终端在具体实施安装在每个空质监测区域中，警报终端可以为电动警报器、电声警报器、气动警报器中一种或多种；
所述数据采集模块用于采集空质监测区域的区域环境数据和工厂车间的外部环境数据，并将区域环境数据和外部环境数据发送至服务器；
具体的，所述区域环境数据为空质监测区域的气体成分、气体浓度、温度值、湿度值、光照度、粉尘值等，在具体实施时，数据采集模块可以为气敏传感器、温湿度传感器、光照测试仪、粉尘传感器，只要能够采集区域环境数据的设备即可；
具体的，所述服务器中存储有工厂车间的预设环境数据和调节系数表，其中，预设环境数据包括气体污染阈值、温度阈值、湿度阈值、光照阈度、粉尘阈值等，每个调节系数对应有预设监管值；
所述服务器将区域环境数据发送至区域分析模块，所述区域分析模块用于对工厂车间中空质监测区域的区域环境数据进行分析，分析过程具体如下：
步骤一：在每个空质监测区域内采集若干份气体样本，并将若干份气体样本标记为Yui，i＝1，2，……，x，x为正整数，x代表气体样本的编号；
步骤二：获取若干份气体样本的有害分子量，并将有害分子量标记为FZYui；获取若干份气体样本的有害气体温度，将有害气体温度标记为WDYui；获取若干份气体样本的有害气体压强，并将有害气体压强标记为YQYui；获取若干份气体样本的有害气体体积浓度，并将有害气体体积浓度标记为TNYui；
步骤三：根据气体质量浓度的计算式WRui＝(FZYui/22.4)×[273/(273+WDYui)]×[YQYui/101325]×TNYui将有害气体体积浓度转化成有害气体的质量浓度，计算得到若干份气体样本的气体污染值WRui，若空质监测区域内任意份气体样本的气体污染值超过气体污染阈值，则生成空质警报信号，反之则进入下一步骤；
步骤四：统计空质监测区域所采集气体样本的份数，空质监测区域中若干份气体样本的气体污染值相加求和除以气体样本的份数，得到空质监测区域内气体样本的气体污染均值JWRu；
步骤五：获取每个空质监测区域的温度值WDu、湿度值SDu、光照度GZu和粉尘值FCu；将空质监测区域的温度值组合成温度数组，温度数组内的温度值WDu遍历比对后温度上限值和温度下限值，同理，得到湿度上限值、湿度下限值、光照上限值、光照下限值和粉尘下限值；
需要具体说明的是：例如一个空质监测区域的温度值为WD1，一个空质监测区域的温度值为WD2，一个空质监测区域的温度值为WD3，WD1、WD2和WD3组成温度数组，遍历比对时WD1与WD2进行比对，若WD1大于WD2则WD1为当前最大值，WD1再与WD3进行比对，若WD3大于WD1则WD3替换为当前最大值，以此类推比对从而可以得到温度上限值；
反过来操作，若WD1小于WD2则WD1为当前最小值，WD1再与WD3进行比对，若WD3小于WD1则WD3替换为当前最小值，以此类推比对从而可以得到温度下限值，湿度上限值、湿度下限值、光照上限值、光照下限值、粉尘上限值和粉尘下限值同理如此操作即可；
步骤六：若温度阈值处于温度下限值与温度上限值(不含)的之间，则将空质监测区域的温度值依次与温度阈值进行比对，若温度值大于温度阈值则对应空质监测区域进行标记，若温度值小于温度阈值则对应空质监测区域不进行标记；
若温度上限值小于等于温度阈值，则所有空质监测区域均不进行标记；
若温度下限值大于等于温度阈值，则所有空质监测区域均进行标记；
步骤七：统计每个空质监测区域的标记次数，并将标记次数记为BCu；
所述区域分析模块将空质警报信号或空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu反馈至服务器，所述服务器将控制监测区域的标记次数和气体污染均值发送至空质定级模块，所述空质定级模块用于对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，工作过程具体如下：
步骤S1：将空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu代入计算式
Figure GDA0003539823200000091
计算得到空质监测区域的监管值JGu；式中，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零：
步骤S2：若JGu＜X1，则生成空质安全信号；
步骤S3：若X1≤JGu＜X2，则生成空质调节信号；
在具体实施时，预设监管值也处于监管阈值X1和监管阈值X2之间，是为了能够在生成空质调节信号后对工厂车间的空气质量进行调节；
步骤S4：若X2≤JGu，则生成空质警报信号；其中，X1和X2均为监管阈值，且X1＜X2；
所述空质定级模块将监管值JGu和空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器；
若服务器接收到空质安全信号，则不进行任何操作；
若服务器接收到空质调节信号，则生成调节指令加载至智能调节模块，同时服务器将监管值对应的调节系数也发送至智能调节模块；
若服务器接收到空质警报信号，则生成警报指令加载至对应的警报终端，所述警报终端接收到警报指令后用于工作发出警报声；
进一步地，所述服务器通信连接有用户终端和调节组件，调节组件设置在工厂车间的内部和各个空质监测区域中，调节组件可以包括空调、百叶窗、送排风扇、喷淋器但不局限于此，在本发明的实施例中，调节组件为空调，所述数据采集模块用于采集调节组件的实时工作数据和预设工作数据，并将实时工作数据和预设工作数据发送至服务器；
其中，实时工作数据包括空调的冷凝器、鼓风机、蒸发器、压缩机的振动幅度和工作频率，储液干燥罐的储液量，冷凝器的换热面积，压缩机、冷凝器和蒸发器的灰尘值，空调的冷媒量，等等，预设工作数据同实时工作数据，同时，需要具体说明的是，冷凝器散热面积采用的冷凝器换热面积计算方法计算得到，具体为：制冷量+压缩机功率200～250＝冷凝器换热面积；
所述服务器将实时工作数据和预设工作数据发送至智能调节模块，所述智能调节模块用于对空质调节信号对应的空质监测区域内的空气质量进行调节，调节步骤具体如下：
步骤S1：获取空调的换气次数和工厂车间的车间内部体积，利用公式计算得到空调的实时出风量SCF和预设出风量YCF；
其中，理论上空调的出风量和进风量是相等的，但是实际操作中这个是有不少偏差，此处为了保证工厂车间内部和空质监测区域内部的空气质量，需要使出风量大于进风量；
步骤SS：获取空调中鼓风机的实时工作功率SGL、冷凝器的实时换热面积SHR、冷凝器的实时灰尘值SHC和空调的实时冷媒量SLM；
同时，设定空调中鼓风机的预设工作功率YGL、冷凝器的预设换热面积YHR、冷凝器的灰尘阈值YHC和空调的预设冷媒量YLM；
步骤S3：利用差值公式
Figure GDA0003539823200000111
计算得到空调的效率差值XLC；式中b1和b2均为固定数值的比例系数，且b1和b2的取值均大于零；
步骤S4：结合调节系数表和监管值得到空质监测区域的调节系数，每个空质监测区域的调节系数相加取平均值得到调节系数均值；将空质监测区域的调节系数均值代入公式TCF＝SCF×(1+TX)计算得到空调的调节出风量TCF；
步骤S5：利用未知参数设置方法(即改变未知参数)计算得到空调得到的冷媒缺少量，冷媒缺少量的计算方式具体如下：
将调节出风量(调节出风量大于实时出风量)带入差值公式作为实时出风量，将实时冷媒量(即后续计算的调节冷媒量)作为未知参数，剩余参数作为已知参数，通过差值公式计算得到空调的调节冷媒量，计算调节冷媒量与采集到的实时冷媒量的差值得到空调的冷媒缺少量；
所述智能调节模块将空调的冷媒缺少量反馈至服务器，所述服务器将冷媒缺少量发送至用户终端，所述用户终端将冷媒缺少量补充至对应的调节组件。
实施例二
请参阅图2所示，与实施例一不同之处在于，系统还包括环境监测模块，所述数据采集模块还用于采集工厂车间的外部环境数据，并将外部环境数据发送至服务器；
其中，外部环境数据为工厂车间外部的水源样本和气体样本；
所述服务器将工厂车间的外部环境数据发送至环境监测模块，所述环境监测模块用于对厂车间的外部环境数据进行监测，监测过程具体如下：
步骤P1：在工厂车间外部采集若干份气体样本QYo和水源样本QYo，o＝1，2，……，v，v为正整数，o代表气体样本和水源样本的编号；
步骤P2：获取工厂车间外部若干份气体样本的有害分子量FZo、有害气体温度WDo和有害气体压强YQo和有害气体体积浓度TNo；
步骤P3：同理，根据气体质量浓度的计算式将有害气体体积浓度转化成有害气体的质量浓度，计算得到若干份气体样本的气体污染值WR1o，若工厂车间外部任意份气体样本的气体污染值超过气体污染阈值，则生成空质警报信号，反之则进入下一步骤；
步骤P4：统计工厂车间外部所采集气体样本的份数，工厂车间外部若干份气体样本的气体污染值相加求和除以气体样本的份数，得到工厂车间外部气体样本的气体污染均值JWR1o；
步骤P5：获取工厂车间外部若干份水源样本的酸碱值PHo、浊度值ZDo、溶解氧值RJo和硫化物值LHo；
步骤P6：结合公式WR2o＝|PHo-8|×c1+ZDo×c2-RJo×c3+LHo×c4计算得到工厂车间外部若干份水源样本的水源污染值WR2o，若工厂车间外部任意份水源样本的水源污染值超过水源污染阈值，则生成空质警报信号，反之则进入下一步骤；
步骤P7：统计工厂车间外部所采集水源样本的份数，工厂车间外部若干份水源样本的水源污染值相加求和除以水源样本的份数，得到工厂车间外部水源样本的水源污染均值JWR2o；
所述环境监测模块将工厂车间外部气体样本的气体污染均值JWR1o和水源污染均值JWR2o反馈至服务器，所述服务器将气体污染均值和水源污染均值发送至空质定级模块；
所述空质定级模块用于对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，工作过程具体如下：
步骤S1：归一化处理后，将空质监测区域的标记次数BCu、气体污染均值JWRu、气体污染均值JWR1o和水源污染均值JWR2o代入计算式计算得到空质监测区域的监管值JGu，计算式具体如下：
Figure GDA0003539823200000131
式中，a1、a2、a3和a4均为固定数值的比例系数，且a1、a2、a3和a4的取值均大于零：
步骤S2：若JGu＜X1，则生成空质安全信号；
步骤S3：若X1≤JGu＜X2，则生成空质调节信号；
在具体实施时，预设监管值也处于监管阈值X1和监管阈值X2之间，是为了能够在生成空质调节信号后对工厂车间的空气质量进行调节；
步骤S4：若X2≤JGu，则生成空质警报信号；其中，X1和X2均为监管阈值，且X1＜X2；
所述空质定级模块将监管值JGu和空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器；
所述空质定级模块将空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器；
若服务器接收到空质安全信号，则不进行任何操作；
若服务器接收到空质调节信号，则生成调节指令加载至智能调节模块，同时服务器将监管值对应的调节系数也发送至智能调节模块；
若服务器接收到空质警报信号，则生成警报指令加载至对应的警报终端，所述警报终端接收到警报指令后用于工作发出警报声。
一种室内空气质量自动调节系统，工作时，通过区域划分模块将工厂车间进行区域划分得到若干个空质监测区域u，并将若干个空质监测区域反馈至服务器，通过数据采集模块采集空质监测区域的区域环境数据和工厂车间的外部环境数据，并将区域环境数据和外部环境数据发送至服务器，服务器将区域环境数据发送至区域分析模块；
通过区域分析模块对工厂车间中空质监测区域的区域环境数据进行分析，在每个空质监测区域内采集若干份气体样本Yui，获取若干份气体样本的有害分子量FZYui、有害气体温度WDYui、有害气体压强YQYui、有害气体体积浓度TNYui，根据气体质量浓度的计算式WRui＝(FZYui/22.4)×[273/(273+WDYui)]×[YQYui/101325]×TNYui将有害气体体积浓度转化成有害气体的质量浓度，计算得到若干份气体样本的气体污染值WRui，若空质监测区域内任意份气体样本的气体污染值超过气体污染阈值，则生成空质警报信号，反之则统计空质监测区域所采集气体样本的份数，空质监测区域中若干份气体样本的气体污染值相加求和除以气体样本的份数，得到空质监测区域内气体样本的气体污染均值JWRu，而后获取每个空质监测区域的温度值WDu、湿度值SDu、光照度GZu和粉尘值FCu，将空质监测区域的温度值组合成温度数组，温度数组内的温度值WDu遍历比对后温度上限值和温度下限值，同理，得到湿度上限值、湿度下限值、光照上限值、光照下限值和粉尘下限值，若温度阈值处于温度下限值与温度上限值(不含)的之间，则将空质监测区域的温度值依次与温度阈值进行比对，若温度值大于温度阈值则对应空质监测区域进行标记，若温度值小于温度阈值则对应空质监测区域不进行标记，若温度上限值小于等于温度阈值，则所有空质监测区域均不进行标记，若温度下限值大于等于温度阈值，则所有空质监测区域均进行标记，统计每个空质监测区域的标记次数BCu，区域分析模块将空质警报信号或空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu反馈至服务器，服务器将控制监测区域的标记次数和气体污染均值发送至空质定级模块；
通过空质定级模块对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，将空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu代入计算式
Figure GDA0003539823200000151
计算得到空质监测区域的监管值JGu，若JGu＜X1，则生成空质安全信号，若X1≤JGu＜X2，则生成空质调节信号，若X2≤JGu，则生成空质警报信号，空质定级模块将监管值JGu和空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器，若服务器接收到空质安全信号，则不进行任何操作，若服务器接收到空质调节信号，则生成调节指令加载至智能调节模块，同时服务器将监管值对应的调节系数也发送至智能调节模块，若服务器接收到空质警报信号，则生成警报指令加载至对应的警报终端，所述警报终端接收到警报指令后用于工作发出警报声；
服务器通信连接有用户终端和调节组件，调节组件设置在工厂车间的内部和各个空质监测区域中，数据采集模块用于采集调节组件的实时工作数据和预设工作数据，并将实时工作数据和预设工作数据发送至服务器，服务器将实时工作数据和预设工作数据发送至智能调节模块；
通过智能调节模块对空质调节信号对应的空质监测区域内的空气质量进行调节，获取空调的换气次数和工厂车间的车间内部体积，利用公式计算得到空调的实时出风量SCF和预设出风量YCF，而后获取空调中鼓风机的实时工作功率SGL、冷凝器的实时换热面积SHR、冷凝器的实时灰尘值SHC和空调的实时冷媒量SLM，同时，设定空调中鼓风机的预设工作功率YGL、冷凝器的预设换热面积YHR、冷凝器的灰尘阈值YHC和空调的预设冷媒量YLM，利用差值公式
Figure GDA0003539823200000161
计算得到空调的效率差值XLC，结合调节系数表和监管值得到空质监测区域的调节系数，每个空质监测区域的调节系数相加取平均值得到调节系数均值，将空质监测区域的调节系数均值代入公式TCF＝SCF×(1+TX)计算得到空调的调节出风量TCF，利用未知参数设置方法计算得到空调得到的冷媒缺少量，智能调节模块将空调的冷媒缺少量反馈至服务器，服务器将冷媒缺少量发送至用户终端，用户终端将冷媒缺少量补充至对应的调节组件；
同时，数据采集模块还采集工厂车间的外部环境数据，并将外部环境数据发送至服务器，服务器将工厂车间的外部环境数据发送至环境监测模块，通过环境监测模块对厂车间的外部环境数据进行监测，在工厂车间外部采集若干份气体样本QYo和水源样本QYo，而后获取工厂车间外部若干份气体样本的有害分子量FZo、有害气体温度WDo和有害气体压强YQo和有害气体体积浓度TNo，同理，根据气体质量浓度的计算式将有害气体体积浓度转化成有害气体的质量浓度，计算得到若干份气体样本的气体污染值WR1o，若工厂车间外部任意份气体样本的气体污染值超过气体污染阈值，则生成空质警报信号，反之则统计工厂车间外部所采集气体样本的份数，工厂车间外部若干份气体样本的气体污染值相加求和除以气体样本的份数，得到工厂车间外部气体样本的气体污染均值JWR1o，而后获取工厂车间外部若干份水源样本的酸碱值PHo、浊度值ZDo、溶解氧值RJo和硫化物值LHo，结合公式WR2o＝|PHo-8|×c1+ZDo×c2-RJo×c3+LHo×c4计算得到工厂车间外部若干份水源样本的水源污染值WR2o，若工厂车间外部任意份水源样本的水源污染值超过水源污染阈值，则生成空质警报信号，反之则统计工厂车间外部所采集水源样本的份数，工厂车间外部若干份水源样本的水源污染值相加求和除以水源样本的份数，得到工厂车间外部水源样本的水源污染均值JWR2o，环境监测模块将工厂车间外部气体样本的气体污染均值JWR1o和水源污染均值JWR2o反馈至服务器，服务器将气体污染均值和水源污染均值发送至空质定级模块；
通过空质定级模块对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，归一化处理后，将空质监测区域的标记次数BCu、气体污染均值JWRu、气体污染均值JWR1o和水源污染均值JWR2o代入计算式
Figure GDA0003539823200000171
计算得到空质监测区域的监管值JGu，若JGu＜X1，则生成空质安全信号，若X1≤JGu＜X2，则生成空质调节信号，若X2≤JGu，则生成空质警报信号；其中，X1和X2均为监管阈值，且X1＜X2，空质定级模块将空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器，空质定级模块将监管值JGu和空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器，若服务器接收到空质安全信号，则不进行任何操作，若服务器接收到空质调节信号，则生成调节指令加载至智能调节模块，同时服务器将监管值对应的调节系数也发送至智能调节模块，若服务器接收到空质警报信号，则生成警报指令加载至对应的警报终端，所述警报终端接收到警报指令后用于工作发出警报声。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置，如公式：
Figure GDA0003539823200000181
计算得到空质监测区域的监管值JGu，由本领域技术人员计算得到的空质监测区域的标记次数BCu、气体污染均值JWRu并代入计算式，并对空质监测区域的标记次数BCu、气体污染均值JWRu设定对应的比例系数，将设定的比例系数和采集的样本数据代入公式，计算得到空质监测区域的监管值JGu，比例系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，包括区域划分模块、数据采集模块、智能调节模块、调节组件、警报终端、空质定级模块、区域分析模块以及服务器，所述区域划分模块用于对工厂车间进行区域划分得到若干个空质监测区域u，并将若干个空质监测区域反馈至服务器，u＝1，2，……，z，z为正整数；所述数据采集模块用于采集空质监测区域的区域环境数据和工厂车间的外部环境数据，并将区域环境数据和外部环境数据发送至服务器；
所述服务器将区域环境数据发送至区域分析模块，所述区域分析模块用于对工厂车间中空质监测区域的区域环境数据进行分析，分析过程具体如下：
步骤一：在每个空质监测区域内采集若干份气体样本，并将若干份气体样本标记为Yui，i＝1，2，……，x，x为正整数，x代表气体样本的编号；
步骤二：获取若干份气体样本的有害分子量，并将有害分子量标记为FZYui；获取若干份气体样本的有害气体温度，将有害气体温度标记为WDYui；获取若干份气体样本的有害气体压强，并将有害气体压强标记为YQYui；获取若干份气体样本的有害气体体积浓度，并将有害气体体积浓度标记为TNYui；
步骤三：根据气体质量浓度的计算式WRui＝(FZYui/22.4)×[273/(273+WDYui)]×[YQYui/101325]×TNYui将有害气体体积浓度转化成有害气体的质量浓度，计算得到若干份气体样本的气体污染值WRui，若空质监测区域内任意份气体样本的气体污染值超过气体污染阈值，则生成空质警报信号，反之则进入下一步骤；
步骤四：统计空质监测区域所采集气体样本的份数，空质监测区域中若干份气体样本的气体污染值相加求和除以气体样本的份数，得到空质监测区域内气体样本的气体污染均值JWRu；
步骤五：获取每个空质监测区域的温度值WDu、湿度值SDu、光照度GZu和粉尘值FCu；将空质监测区域的温度值组合成温度数组，温度数组内的温度值WDu遍历比对后温度上限值和温度下限值，同理，得到湿度上限值、湿度下限值、光照上限值、光照下限值和粉尘下限值；
步骤六：若温度阈值处于温度下限值与温度上限值的之间，则将空质监测区域的温度值依次与温度阈值进行比对，若温度值大于温度阈值则对应空质监测区域进行标记，若温度值小于温度阈值则对应空质监测区域不进行标记；
若温度上限值小于等于温度阈值，则所有空质监测区域均不进行标记；
若温度下限值大于等于温度阈值，则所有空质监测区域均进行标记；
步骤七：统计每个空质监测区域的标记次数，并将标记次数记为BCu；
所述区域分析模块将分析得到空质警报信号或空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu反馈至服务器，所述服务器将控制监测区域的标记次数和气体污染均值发送至空质定级模块，所述空质定级模块用于对工厂车间中空质监测区域的空气质量进行定级，工作过程具体如下：
步骤S1：将空质监测区域的标记次数BCu和气体污染均值JWRu代入计算式
Figure FDA0003539823190000021
计算得到空质监测区域的监管值JGu；式中，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零：
步骤S2：若JGu＜X1，则生成空质安全信号；
步骤S3：若X1≤JGu＜X2，则生成空质调节信号；
步骤S4：若X2≤JGu，则生成空质警报信号；其中，X1和X2均为监管阈值，且X1＜X2；
所述空质定级模块将监管值JGu和空质安全信号、空质调节信号或空质警报信号反馈至服务器；
服务器通信连接有用户终端和调节组件，所述数据采集模块用于采集调节组件的实时工作数据和预设工作数据，并将实时工作数据和预设工作数据发送至服务器，所述服务器将实时工作数据和预设工作数据发送至智能调节模块，所述服务器中存储有工厂车间的预设环境数据和调节系数表，每个调节系数对应有预设监管值，所述智能调节模块用于对空质调节信号对应的空质监测区域内的空气质量进行调节，计算得到空调的冷媒缺少量并反馈至服务器，所述服务器将冷媒缺少量发送至用户终端，所述用户终端将冷媒缺少量补充至对应的调节组件。
2.根据权利要求1所述的一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，区域环境数据为空质监测区域的气体成分、气体浓度、温度值、湿度值、光照度和粉尘值；
预设环境数据包括气体污染阈值、温度阈值、湿度阈值、光照阈度和粉尘阈值；
所述服务器通信连接有若干个警报终端。
3.根据权利要求1所述的一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，若服务器接收到空质安全信号，则不进行任何操作；
若服务器接收到空质调节信号，则生成调节指令加载至智能调节模块，同时服务器将监管值对应的调节系数也发送至智能调节模块；
若服务器接收到空质警报信号，则生成警报指令加载至对应的警报终端，所述警报终端接收到警报指令后用于工作发出警报声。
4.根据权利要求1所述的一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，实时工作数据包括空调的冷凝器、鼓风机、蒸发器、压缩机的振动幅度和工作频率，储液干燥罐的储液量，冷凝器的换热面积，压缩机、冷凝器和蒸发器的灰尘值和空调的冷媒量。
5.根据权利要求4所述的一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，所述智能调节模块的调节步骤具体如下：
步骤S1：获取空调的换气次数和工厂车间的车间内部体积，利用公式计算得到空调的实时出风量SCF和预设出风量YCF；
步骤SS：获取空调中鼓风机的实时工作功率SGL、冷凝器的实时换热面积SHR、冷凝器的实时灰尘值SHC和空调的实时冷媒量SLM；
同时，设定空调中鼓风机的预设工作功率YGL、冷凝器的预设换热面积YHR、冷凝器的灰尘阈值YHC和空调的预设冷媒量YLM；
步骤S3：利用差值公式计算得到空调的效率差值XLC；
步骤S4：结合调节系数表和监管值得到空质监测区域的调节系数，每个空质监测区域的调节系数相加取平均值得到调节系数均值；将空质监测区域的调节系数均值代入公式TCF＝SCF×(1+TX)计算得到空调的调节出风量TCF；
步骤S5：利用未知参数设置方法计算得到空调得到的冷媒缺少量。
6.根据权利要求5所述的一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，差值公式为：
Figure FDA0003539823190000041
式中，b1和b2均为固定数值的比例系数，且b1和b2的取值均大于零。
7.根据权利要求5所述的一种室内空气质量自动调节系统，其特征在于，冷媒缺少量的计算方式具体如下：
将调节出风量带入差值公式作为实时出风量，将实时冷媒量作为未知参数，剩余参数作为已知参数，通过差值公式计算得到空调的调节冷媒量，计算调节冷媒量与采集到的实时冷媒量的差值得到空调的冷媒缺少量。
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