CN116975505B - 带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法,本发明涉及暖通空调领域,其中包括:当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;基于所述求解矩阵,求解空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。本申请能够准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况。
Description
技术领域
本发明涉及暖通空调领域,具体而言,涉及一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法。
背景技术
当前人们开始关注污染物在建筑内部的传播污染特性,尤其是空调系统的回风循环对于传播病毒的风险。在带回风的空调系统中,往往多个房间的空气由多个空气处理装置供应,无论污染物在通风管道中释放,还是在房间内释放,都将引起各房间回风中含有污染物,随着回风流回到空气处理装置,进而污染送风,最终造成污染物在各房间之间的交叉污染。因此,预测带回风空调系统中,污染物在通风管道或房间释放时的各房间污染物分布特征,对于揭示污染暴露风险水平,进一步指导提出有效的污染防控方案,具有重要意义。
目前,当污染物在通风管道或房间释放时,为了预测各房间的污染物分布特征,通常假设通风管道和房间内部的污染物均匀分布。然而,现实情况中,通风管道中各断面的污染物分布是和房间内部的污染物分布是不均匀的,因此现有技术的这种方式,难以准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况。
发明内容
本发明提供一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法,主要在于能够准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况。
根据本发明实施例的第一方面,提供一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法,包括:
当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;
根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;
根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
根据本发明实施例的第二方面,提供一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算装置,包括:
关系建立单元,用于当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;
矩阵构建单元,用于根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
求解单元,用于基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;
计算单元,用于根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
根据本发明实施例的第三方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现以下步骤:
当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;
根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;
根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
根据本发明实施例的第四方面,提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现以下步骤:
当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;
根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;
根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
本发明实施例的创新点包括:
1、通过分别建立建筑房间内的非均匀污染物分布关系和通风管道内的非均匀污染物分布关系,能够避免对建筑房间和通风管道进行整体建模,从而能够减少划分网格的数量,提高迭代计算效率。
2、当污染物在建筑房间或者通风管道中释放时,通过建立建筑房间内和通风管道内的非均匀污染物分布关系,能够避免按照质量守恒关系对通风管道中的污染物传输进行描述,从而能够准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况。
本发明提供的一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法,与现有技术相比,当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,能够分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,并根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵,与此同时,基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度,最终根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。由此可知,当污染物在建筑房间或者通风管道中释放时,本发明通过分别建立建筑房间内的非均匀污染物分布关系和通风管道内的非均匀污染物分布关系,能够充分考虑管道中各断面污染物的非均匀分布的特点,避免按照质量守恒关系对通风管道中的污染物传输进行描述,从而能够准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况,与此同时,由于本发明是对建筑房间和通风管道分别建模,并进行非均匀特征表达,因此能够减少划分网格的数量,提高迭代计算效率。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提供的一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法流程示意图;
图2示出了本发明实施例提供的通用空气处理装置与通风管道整体建模的示意图;
图3示出了本发明实施例提供的回风管道和送风管道分别建模的示意图;
图4示出了本发明实施例提供的回风管道和送风管道部分建模的示意图;
图5示出了本发明实施例提供的采用质量守恒原理进行特征表达的示意图;
图6示出了本发明实施例提供的一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算装置结构示意图;
图7示出了本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
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付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。
需要说明的是,本发明实施例及附图中的术语 “包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有技术难以准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况。
为了克服上述缺陷,本发明实施例提供了一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法,如图1所示,该方法包括:
步骤101、当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系。
其中,带回风的空调系统包括通用空气处理装置和与其连接的通风管道,通风管道包括送风管道和回风管道,送风管道与房间的送风口连接,回风管道与房间的回风口连接,通用空气处理装置通过送风管道和回风管道为房间供应空气,此外,直接新风管道通向每个房间,新风管道通向每个通用空气处理装置,如图2所示。
本发明实施例的主要适用场景为当污染物在建筑房间或者通风管道中释放时,预测各房间的污染物分布情况。本发明实施例的执行主体为能够预测各房间污染物分布情况的装置或者设备。
当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,为了能够准确预测各房间的污染物分布情况,本发明实施例分别建立了建筑房间内的非均匀污染物分布关系和通风管道内的非均匀污染物分布关系。
对于建筑房间,当房间中流场可认为固定时,房间内任意位置p处的污染物浓度可表示为:
(1)
其中,为第个送风口处的污染物浓度,为第个污染源源强,为初始
污染物平均浓度,为房间通风量,、和分别为第个送风口对点p的
送风可及度、第个污染源对点p的污染源可及度、初始污染物条件对于点p的初始条件可
及度,上述可及度指标需要通过建模迭代计算获取,和分别为送风口和污染源的数
量。由此根据上述表达式(1)能够建立建筑房间内的非均匀污染物分布关系。
同理如果将通风管道看作一个房间,则也可以利用表达式(1)描述通风管道内任意位置p处的污染物浓度,从而能够建立通风管道内的非均匀污染物分布关系。
在具体预测各房间的污染物分布时,本发明实施例提供了四种实施方式,第一种实施方式是将每个通用空气处理装置和与其连接的所有回风管道和送风管道视为一个虚拟房间,进行几何建模和非均匀特征描述;第二种实施方式是将每个空气处理装置连接的送风管道和回风管道分别作为一个虚拟房间,进行几何建模和非均匀特征描述,以减少几何模型的网格数量和对应的迭代时长;第三种实施方式是仅对部分送风管道和部分回风管道建模,并进行非均匀特征描述,而剩余部分管道则采用质量守恒关系描述,以进一步减少建模的工作量和网格数;第四种实施方式是基于质量守恒关系,对各管道段进行描述,不进行任何建模。
为了能够顺利求解各房间的污染物分布,在第一种实施方式、第二种实时方式和第三种实施方式中,需要对新风管道和直接新风管道进行非均匀特征描述,构建相关表达式。针对该过程,所述方法包括:分别建立新风管道内的非均匀污染物分布关系和直接新风管道内的非均匀污染物分布关系;将连接所述通用空气处理装置的新风管道和连接各房间的直接新风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到新风管道模型和直接新风管道模型;基于所述新风管道模型和所述直接新风管道模型,分别迭代计算所述新风管道的相关可及度指标和所述直接新风管道的相关可及度指标;根据所述新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述新风管道的相关可及度指标,建立所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式;根据所述直接新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述直接新风管道的相关可及度指标,建立所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式。
具体地,可以将连接各通用空气处理装置的新风管道和连接各房间的直接新风管道分别看作一个虚拟房间,利用表达式(1)描述新风管道内任意位置p处的污染物浓度和直接新风管道内任意位置p处的污染物浓度,从而能够建立新风管道和直接新风管道内的非均匀污染物分布关系。与此同时,利用CFD软件分别对新风管道和直接新风管道进行建模,迭代计算新风管道的相关可及度指标和直接新风管道的相关可及度指标。
进一步地,基于新风管道内的非均匀污染物分布关系和新风管道的相关可及度指标,建立新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式:
(2)
其中,为新风管道连接的第m个通用空气处理装置的新风口的污染物浓度,为室外新风浓度,为新风管道内的第个污染源的源强,为新风量,为新风
对连接第m个通用空气处理装置的新风口的可及度,为新风管道中第个污染源对
连接第m个通用空气处理装置的新风口的可及度,为新风管道中的污染源数量。
进一步地,根据所述直接新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述直接新风管道的相关可及度指标,建立直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式:
(3)
其中,为直接新风管道连接的第n个房间的第个新风口的污染物浓度,
为室外新风浓度,为直接新风管道中第个污染源的源强,为直接新风管道的通风
量,为直接新风对连接第n个房间的第个新风口的可及度,为直接新风管道中
第个污染源对连接第n个房间的第个新风口的可及度,为直接新风管道中的污染源
数量。
步骤102、根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵。
对于本发明实施例,上述四种实施方式在构建求解矩阵的过程中,还需要对每个房间进行建模,并建立通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式,针对该过程,所述方法包括:对所述建筑房间进行建模,得到建筑房间模型;基于所述建筑房间模型,迭代计算所述建筑房间的相关可及度指标;根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述建筑房间的相关可及度指标,建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式;基于所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵。
具体地,建立每个房间的CFD模型,并迭代计算房间的相关可及度指标,之后基于房间的相关可及度指标和房间内的非均匀污染物分布关系,建立通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式:
(4)
其中,为第m个通用空气处理装置连接的第n个房间的第k个回风口的污染物
浓度,为第个通用空气处理装置连接的第n个房间的第个送风口的污染物浓度,为第个通用空气处理装置连接的第n个房间的第个送风口对第m个通用空气处理
装置连接的第n个房间的第k个回风口的可及度,为直接新风管道连接的第n个房间
的第个风口对第m个通用空气处理装置连接的第n个房间的第k个回风口的可及度,
为第n个房间的第个污染源对第m个通用空气处理装置连接的第n个房间的第k个回风口的
可及度。
进一步地,在建立通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式之后,基于通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵。
对于第一种实施方式,将每个通用空气处理装置以及与其连接的所有送风管道和回风管道视为一个虚拟房间,建立CFD几何模型,如图2所示,所述方法包括:将所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道整体作为虚拟房间进行建模,得到空调系统模型;基于所述空调系统模型,迭代计算所述空调系统的相关可及度指标;根据所述空调系统的相关可及度指标和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,建立所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
具体地,通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式可以表示为:
(5)
其中,为第m个通用空气处理装置和所连接的送风管道和回风管道组成的虚
拟房间通向第q个房间的第个送风口的污染物浓度,为第m个通用空气处理装置连接
的第n个房间的第k个回风口的污染物浓度,为新风管道连接的第m个通用空气处理装
置的新风口的污染物浓度,为第m个通用空气处理装置和所连接的送风管道和回风管
道组成的虚拟房间中第个污染源的源强,为第m个通用空气处理装置和所连接的送风
管道和回风管道组成的虚拟房间的通风量,为第m个通用空气处理装置连接的第n个
房间的第k个回风口对第m个通用空气处理装置连接的第q个房间的第个送风口的可及度,为第m个通用空气处理装置的新风口对第m个通用空气处理装置连接的第q个房间的第个送风口的可及度,为第m个通用空气处理装置和所连接的送风管道和回风管道组
成的虚拟房间中第个污染源对第m个通用空气处理装置连接的第q个房间的第个送风口
的可及度,N为房间数量,为第m个通用空气处理装置连接的第n个房间的回风口数量,为第m个通用空气处理装置和所连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间中的污染
源数量。
进一步地,将表达式(2)~(5)联合整理,可以得到各送风口污染物浓度之间的关系,具体公式如下:
(6)
基于公式(6),构建关于送风浓度的求解矩阵:
(7)
在具体应用场景中,第一种实施方式中通用空气处理装置和通风管道整体建模的工作量比较大,划分网格数量较多,由此导致计算可及度指标需要的模拟迭代耗时过长,相对于第一种实施方式,第二种实施方式对每个空气处理装置连接的回风管道和送风管道分别建模,如图3所示,以减少每个几何模型的网格数量和迭代时长,由于空气处理装置内部结构复杂,对其采用质量守恒关系进行描述,以避免复杂的几何建模工作。
基于此,对于第二种实施方式,所述方法包括:将所述通用空气处理装置连接的回风管道和送风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到回风管道模型和送风管道模型;基于所述回风管道模型和所述送风管道模型,分别迭代计算所述回风管道的相关可及度指标和所述送风管道的相关可及度指标;根据所述回风管道的相关可及度指标和所述回风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式;基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;根据所述送风管道的相关可及度指标和所述送风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
具体地,连接通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向通用空气处理装置的总回风浓度关系式可以表示为:
(8)
其中,为连接第m个通用空气处理装的回风管道虚拟房间进入第m个通用空气
处理装的总回风浓度(与新风混合之前的位置处),为第m个通用空气处理装置连接
的第n个房间的第k个回风口的污染物浓度,为第m个通用空气处理装置连接的回风管
道内的第个污染源的源强,为第m个通用空气处理装置连接的回风管道的通风量,为第m个通用空气处理装置连接的第n个房间的第k个回风口对第m个通用空气处理
装置的总回风的可及度,为第m个通用空气处理装置连接的回风管道中的第个污染
源对第m个通用空气处理装置的总回风的可及度,为第m个通用空气处理装置连接的回
风管道中的污染源数量。
进一步地,通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式可以表示为:
(9)
式中:为第m个通用空气处理装置的送风污染物浓度,为新风管道连接的
第m个通用空气处理装置的新风口的污染物浓度,为连接第m个通用空气处理装的回风
管道虚拟房间进入第m个通用空气处理装的总回风浓度(与新风混合之前的位置处),为
第m个通用空气处理装置的新风比,为第m个通用空气处理装置内净化组件之前的污染
源的源强,为第m个通用空气处理装置内净化组件之后的污染源的源强,为第m个通
用空气处理装置的净化效率,、、分别为第m个通用空气处理装置的送风量、新
风量和回风量。
进一步地,连接通用空气处理装置的送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式可以表示为:
(10)
其中,为第m个通用空气处理装置连接的送风管道虚拟房间通向第q个房间
的第个送风口的污染物浓度,为第m个通用空气处理装置的送风污染物浓度,为
第m个通用空气处理装置连接的送风管道内的第个污染源的源强,为第m个通用空
气处理装置连接的送风管道内的第个污染源对第m个通用空气处理装置连接的第q个房间
的第个送风口的可及度,为第m个通用空气处理装置连接的送风管道内的污染源数
量。
进一步地,将表达式(2)~(4),(8)~(10)联合整理,可以得到各送风口污染物浓度之间的关系,具体公式如下:
(11)
基于公式(11),构建关于送风浓度的求解矩阵:
(12)
在具体应用场景中,第二种实施方式将送风管道和回风管道分别整体建模,仍然存在较大的建模工作量和网格数,因此在第三种实施方式中,可以根据实际情况,仅对送风管道和回风管道部分建模,而剩余管道部分采用质量守恒关系描述,以减少计算工作量。对于回风管道,如果在与回风出口直接连接的回风支管中存在污染源,则回风管道只能作为一个整体建模,无法简化;否则,对从每个回风口连接的回风支路气流汇合点开始,并以覆盖所有污染源的回风管道部分进行建模,如图4所示,剩余上游回风管道部分采用质量守恒关系描述,此时无需计算回风管道中每个房间回风口的可及度,只需要计算每个回风口气流混合后的回风的可及度,从而使可及度计算的工作量大幅度减少。
基于此,对于第三种实施方式,所述方法包括:将所述通用空气处理装置连接的回风管道和下游送风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到回风管道模型和下游送风管道模型;基于所述回风管道模型和所述下游送风管道模型,分别迭代计算所述回风管道的相关可及度指标和所述下游送风管道的相关可及度指标;基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的回风混合之后的污染物浓度关系式;根据所述回风管道的相关可及度指标和所述回风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式;建立所述通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度关系式;根据所述下游送风管道的相关可及度指标和所述下游送风管道内的非均匀污染物分布关系,建立下游送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的回风混合之后的污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式、所述通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度关系式、下游送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
具体地,通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的回风混合之后的污染物浓度关系式可以表示为:
(13)
其中,为第m个通用空气处理装置连接的第n个房间的每个回风口的回风混合
之后的污染物浓度,为第m个通用空气处理装置连接的第n个房间的第k个回风口的回风
量与第m个通用空气处理装置来自第n个房间的总回风量之比。
进一步地,连接通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向通用空气处理装置的总回风浓度关系式可以表示为:
(14)
其中,为连接第m个通用空气处理装置的回风管道虚拟房间进入第m个通用空
气处理装置的总回风浓度(与新风混合之前的位置处),为第m个通用空气处理装置
连接的第n个房间的混合后的回风对第m个通用空气处理装置的总回风的可及度。
进一步地,通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度关系式可以表示为:
(15)
其中,为第m个通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度,为第m个通用空气处理装置的送风污染物浓度。
进一步地,下游送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式可以表示为:
(16)
其中,为第m个通用空气处理装置连接的下游送风管道虚拟房间通向第q个
房间的第个送风口的污染物浓度。
进一步地,将表达式(2)~(4),(9),(13)~(16)联合整理,可以得到各送风口污染物浓度之间的关系,具体公式如下:
(17)
进一步地,基于公式(17),构建与公式(12)相同的关于送风浓度的求解矩阵。
在具体应用场景中,最简单的处理方法是各段管道均采用质量守恒关系表达,而不进行任何建模,即第四种实施方式,当使用每个通风管段的质量守恒关系时,默认每个出口断面的污染物浓度是均匀的,因此在使用第四种实施方式之前,需要判定实际出口断面的污染物浓度分布是否均匀。
基于此,对于第四种实施方式,如图5所示,所述方法包括:基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;建立排风之前所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式;建立排风之后所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式;对所述送风管道进行分段处理,并根据送风管道分段结果,确定送风口处的污染物浓度关系式;对直接新风管道进行分段处理,并根据直接新风管道分段结果,确定所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第二污染物浓度关系式;对新风管道进行分段处理,并根据新风管道分段结果,确定所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第二污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、排风之前所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式、排风之后所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式、所述送风口处的污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第二污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第二污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
具体地,排风之前通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式可以表示为:
(18)
其中,为排风之前的第m个通用空气处理装置的总回风污染物浓度,为第m
个通用空气处理装置来自第n个房间的总回风量与第m个通用空气处理装置的总回风量之
比,为排风之前的第m个通用空气处理装置的回风管道内的污染源的总源强。
进一步地,排风之后通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式可以表示为:
(19)
其中,为排风之后第m个通用空气处理装置的总回风污染物浓度,为排风
之后的第m个通用空气处理装置的回风管道内的污染源的总源强。
进一步地,将送风管道通过管路上的分流点进行分段,假设从第m个通用空气处理
装置的送风开始,到连接的第q个房间的第个送风口为止,沿程共分为个管段,此
时,送风口处的污染物浓度关系式可以表示为:
(20)
其中,为第个送风口处的污染物浓度,和分别为通向第m个通
用空气处理装置连接的第q个房间的第个送风口的管道中第个管段的污染源的源强和
通风量。
进一步地,将直接新风管道通过管路上的分流点进行分段,假设从新风入口开始,
到连接的第n个房间的第个新风口为止,沿程共分为个管段,此时,直接新风管道连
接的任意一个房间的新风口的第二污染物浓度关系式可以表示为:
(21)
其中,为直接新风管道连接的第n个房间的第个新风口的污染物浓度,
为直接新风的净化效率,和分别为通向第n个房间的第个新风口的管道中第个
管段的污染源的源强和通风量。
进一步地,将连接通用空气处理装置的新风管道通过管路上的分流点进行分段,
假设从新风入口开始,到连接的第m个通用空气处理装置的新风口为止,沿程共分为个
管段,此时,新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第二污染物浓度关系式可以表
示为:
(22)
其中,为新风管道连接的第m个通用空气处理装置的新风口的污染物浓度,和分别为通向第m个通用空气处理装置的新风管道中第个管段的污染源的源强和
通风量。
进一步地,将表达式(4),(9),(18)~(22)联合整理,可以得到各送风口污染物浓度之间的关系,具体公式如下:
(23)
进一步地,基于公式(23),构建与公式(12)相同的关于送风浓度的求解矩阵。
步骤103、基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度。
对于本发明实施例,基于上述构建的求解矩阵,通过求解可以得到第个通用空气
处理装置连接的第n个房间的第个送风口的污染物浓度,以及直接新风管道连接的
第n个房间的第个新风口的污染物浓度。
步骤104、根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
对于本发明实施例,为了计算各房间的污染物分布,步骤104具体包括:
根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度、直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的污染物浓度、所述任意一个房间的污染源的源强和所述任意一个房间的通风量,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。具体公式如下:
(24)
其中,为第n个房间内位置p处的稳态污染物浓度,为第个通用空气处理
装置连接的第n个房间的第个送风口的污染物浓度,为直接新风管道连接的第n个房
间的第个新风口的污染物浓度,为第n个房间的第个污染源的源强,为第n个房间
的通风量,为第个通用空气处理装置连接的第n个房间的第个送风口对点p的可及
度,为直接新风管道连接的第n个房间的第个风口对点p的可及度,为第n个房间
的第个污染源对点p的可及度,为第个通用空气处理装置连接的第n个房间的送风口
数量,为直接新风管道连接的第n个房间的风口数量,为第n个房间的污染源数量。
本发明实施例提供的一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法,通过分别建立建筑房间内的非均匀污染物分布关系和通风管道内的非均匀污染物分布关系,能够充分考虑管道中各断面污染物的非均匀分布的特点,避免按照质量守恒关系对通风管道中的污染物传输进行描述,从而能够准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况,与此同时,由于本发明是对建筑房间和通风管道分别建模,并进行非均匀特征表达,因此能够减少划分网格的数量,提高迭代计算效率。
进一步地,作为图1的具体实现,本发明实施例提供了一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算装置,如图6所示,所述装置包括:关系建立单元21、矩阵构建单元22、求解单元23和计算单元24。
所述关系建立单元21,可以用于当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系。
所述矩阵构建单元22,可以用于根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵。
所述求解单元23,可以用于基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度。
所述计算单元24,可以用于根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
在具体应用场景中,所述矩阵构建单元22,可以具体用于对所述建筑房间进行建模,得到建筑房间模型;基于所述建筑房间模型,迭代计算所述建筑房间的相关可及度指标;根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述建筑房间的相关可及度指标,建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式;基于所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵。
在具体应用场景中,所述装置还包括建模单元。
所述关系建立单元21,还可以用于分别建立新风管道内的非均匀污染物分布关系和直接新风管道内的非均匀污染物分布关系。
所述建模单元,可以用于将连接所述通用空气处理装置的新风管道和连接各房间的直接新风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到新风管道模型和直接新风管道模型。
所述计算单元24,还可以用于基于所述新风管道模型和所述直接新风管道模型,分别迭代计算所述新风管道的相关可及度指标和所述直接新风管道的相关可及度指标。
所述关系建立单元21,还可以用于根据所述新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述新风管道的相关可及度指标,建立所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式。
所述关系建立单元21,还可以用于根据所述直接新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述直接新风管道的相关可及度指标,建立所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式。
进一步地,所述矩阵构建单元22,可以具体用于将所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道整体作为虚拟房间进行建模,得到空调系统模型;基于所述空调系统模型,迭代计算所述空调系统的相关可及度指标;根据所述空调系统的相关可及度指标和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,建立所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
进一步地,所述矩阵构建单元22,还可以具体用于将所述通用空气处理装置连接的回风管道和送风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到回风管道模型和送风管道模型;基于所述回风管道模型和所述送风管道模型,分别迭代计算所述回风管道的相关可及度指标和所述送风管道的相关可及度指标;根据所述回风管道的相关可及度指标和所述回风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式;基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;根据所述送风管道的相关可及度指标和所述送风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
进一步地,所述矩阵构建单元22,还可以具体用于将所述通用空气处理装置连接的回风管道和下游送风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到回风管道模型和下游送风管道模型;基于所述回风管道模型和所述下游送风管道模型,分别迭代计算所述回风管道的相关可及度指标和所述下游送风管道的相关可及度指标;基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的回风混合之后的污染物浓度关系式;根据所述回风管道的相关可及度指标和所述回风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式;建立所述通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度关系式;根据所述下游送风管道的相关可及度指标和所述下游送风管道内的非均匀污染物分布关系,建立下游送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的回风混合之后的污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式、所述通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度关系式、下游送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
进一步地,所述矩阵构建单元22,还可以具体用于基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;建立排风之前所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式;建立排风之后所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式;对所述送风管道进行分段处理,并根据送风管道分段结果,确定送风口处的污染物浓度关系式;对直接新风管道进行分段处理,并根据直接新风管道分段结果,确定所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第二污染物浓度关系式;对新风管道进行分段处理,并根据新风管道分段结果,确定所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第二污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、排风之前所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式、排风之后所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式、所述送风口处的污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第二污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第二污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
需要说明的是,本发明实施例提供的一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算装置所涉及各功能模块的其他相应描述,可以参考图1所示方法的对应描述,在此不再赘述。
基于上述如图1所示方法,相应的,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现以下步骤:当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
基于上述如图1所示方法和如图6所示装置的实施例,本发明实施例还提供了一种电子设备的实体结构图,如图7所示,该电子设备包括:处理器31、存储器32、及存储在存储器32上并可在处理器上运行的计算机程序,其中,存储器32和处理器31均设置在总线33上,所述处理器31执行所述程序时实现以下步骤:当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
本发明实施例通过分别建立建筑房间内的非均匀污染物分布关系和通风管道内的非均匀污染物分布关系,能够充分考虑管道中各断面污染物的非均匀分布的特点,避免按照质量守恒关系对通风管道中的污染物传输进行描述,从而能够准确预测污染物在通风管道或房间释放时各房间的污染物分布情况,与此同时,由于本发明是对建筑房间和通风管道分别建模,并进行非均匀特征表达,因此能够减少划分网格的数量,提高迭代计算效率。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算方法,其特征在于,包括:
当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;
根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;
根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度;
其中,所述根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵,包括:
对所述建筑房间进行建模,得到建筑房间模型;
基于所述建筑房间模型,迭代计算所述建筑房间的相关可及度指标;
根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述建筑房间的相关可及度指标,建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式;
基于所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
所述方法还包括:
分别建立新风管道内的非均匀污染物分布关系和直接新风管道内的非均匀污染物分布关系;
将连接所述通用空气处理装置的新风管道和连接各房间的直接新风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到新风管道模型和直接新风管道模型;
基于所述新风管道模型和所述直接新风管道模型,分别迭代计算所述新风管道的相关可及度指标和所述直接新风管道的相关可及度指标;
根据所述新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述新风管道的相关可及度指标,建立所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式;
根据所述直接新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述直接新风管道的相关可及度指标,建立所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式;
基于所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵,包括:
将所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道整体作为虚拟房间进行建模,得到空调系统模型;
基于所述空调系统模型,迭代计算所述空调系统的相关可及度指标;
根据所述空调系统的相关可及度指标和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,建立所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;
根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵;
根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度,包括:
根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度、直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的污染物浓度、所述任意一个房间的污染源的源强和所述任意一个房间的通风量,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通风管道包括回风管道和送风管道,基于所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵,包括:
将所述通用空气处理装置连接的回风管道和送风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到回风管道模型和送风管道模型;
基于所述回风管道模型和所述送风管道模型,分别迭代计算所述回风管道的相关可及度指标和所述送风管道的相关可及度指标;
根据所述回风管道的相关可及度指标和所述回风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式;
基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;
根据所述送风管道的相关可及度指标和所述送风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;
根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通风管道包括回风管道和送风管道,所述通风管道包括回风管道和送风管道,基于所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵,包括:
将所述通用空气处理装置连接的回风管道和下游送风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到回风管道模型和下游送风管道模型;
基于所述回风管道模型和所述下游送风管道模型,分别迭代计算所述回风管道的相关可及度指标和所述下游送风管道的相关可及度指标;
基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;
建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的回风混合之后的污染物浓度关系式;
根据所述回风管道的相关可及度指标和所述回风管道内的非均匀污染物分布关系,建立连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式;
建立所述通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度关系式;
根据所述下游送风管道的相关可及度指标和所述下游送风管道内的非均匀污染物分布关系,建立下游送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;
根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的回风混合之后的污染物浓度关系式、连接所述通用空气处理装置的回风管道虚拟房间通向所述通用空气处理装置的总回风浓度关系式、所述通用空气处理装置的上游送风管道出口处的污染物浓度关系式、下游送风管道虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通风管道包括回风管道和送风管道,所述方法还包括:
基于所述通用空气处理装置的送风污染物浓度、回风污染物浓度和新风污染物浓度之间的质量守恒关系,建立所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式;
建立排风之前所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式;
建立排风之后所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式;
对所述送风管道进行分段处理,并根据送风管道分段结果,确定送风口处的污染物浓度关系式;
对直接新风管道进行分段处理,并根据直接新风管道分段结果,确定所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第二污染物浓度关系式;
对新风管道进行分段处理,并根据新风管道分段结果,确定所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第二污染物浓度关系式;
根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置的送风污染物浓度关系式、排风之前所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式、排风之后所述通用空气处理装置的总回风污染物浓度关系式、所述送风口处的污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第二污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第二污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵。
5.一种带回风通风空调系统污染释放时房间污染物分布计算装置,其特征在于,包括:
关系建立单元,用于当污染物在建筑房间或者带回风的空调系统的通风管道中释放时,分别建立所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系;
矩阵构建单元,用于根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
求解单元,用于基于所述求解矩阵,求解所述空调系统的通用空气处理装置连接的任意一个房间的送风口的污染物浓度;
计算单元,用于根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度;
所述矩阵构建单元,具体用于对所述建筑房间进行建模,得到建筑房间模型;基于所述建筑房间模型,迭代计算所述建筑房间的相关可及度指标;根据所述建筑房间内的非均匀污染物分布关系和所述建筑房间的相关可及度指标,建立所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式;基于所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,构建关于送风浓度的求解矩阵;
所述装置还包括建模单元;
所述关系建立单元,还用于分别建立新风管道内的非均匀污染物分布关系和直接新风管道内的非均匀污染物分布关系;
所述建模单元,用于将连接所述通用空气处理装置的新风管道和连接各房间的直接新风管道分别作为虚拟房间进行建模,得到新风管道模型和直接新风管道模型;
所述计算单元,还用于基于所述新风管道模型和所述直接新风管道模型,分别迭代计算所述新风管道的相关可及度指标和所述直接新风管道的相关可及度指标;
所述关系建立单元,还用于根据所述新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述新风管道的相关可及度指标,建立所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式;
所述关系建立单元,还用于根据所述直接新风管道内的非均匀污染物分布关系和所述直接新风管道的相关可及度指标,建立所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式;
所述矩阵构建单元,还具体用于将所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道整体作为虚拟房间进行建模,得到空调系统模型;基于所述空调系统模型,迭代计算所述空调系统的相关可及度指标;根据所述空调系统的相关可及度指标和所述通风管道内的非均匀污染物分布关系,建立所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式;根据所述通用空气处理装置连接的任意一个房间的回风口的污染物浓度关系式、所述通用空气处理装置及其连接的送风管道和回风管道组成的虚拟房间通向任意一个房间的送风口的污染物浓度关系式、所述新风管道连接的通用空气处理装置的新风口的第一污染物浓度关系式、所述直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的第一污染物浓度关系式,构建关于送风浓度的求解矩阵;
所述计算单元,具体用于根据所述任意一个房间的送风口的污染物浓度、直接新风管道连接的任意一个房间的新风口的污染物浓度、所述任意一个房间的污染源的源强和所述任意一个房间的通风量,计算所述任意一个房间内各个位置处的污染物浓度。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
7.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。
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Quantitative effects of supply air and contaminant sources on steady contaminant distribution in ventilated space with air recirculation;Xiaoliang Shao et.al;《Building and Environment》;第171卷(第15期);全文 * |
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