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基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统及方法

阅读:407发布:2020-05-08

专利汇可以提供基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了基于多参数评价的室内空气环境 质量 协调控制系统及方法,该系统包括环境数据监测系统、 计算机系统 和室内空气环境调控系统;环境数据监测系统包括红外阵列 传感器 、温 湿度传感器 、室内污染物传感器和室外污染物传感器;室内空气环境调控系统包括用于对室内 温度 及湿度进行调节的 空调 系统、用于对室内污染物浓度进行调控的 净化 系统和新 风 系统;计算机系统根据所述环境数据监测系统传递的数据对所述室内空气环境调控系统进行控制。本发明在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,最大程度的减少了 能源 的浪费。,下面是基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统及方法专利的具体信息内容。

1.一种基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,采用一种基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统,包括环境数据监测系统、与所述环境数据监测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空气环境调控系统;
所述环境数据监测系统包括红外阵列传感器、温湿度传感器、室内污染物传感器和室外污染物传感器;
所述红外阵列传感器用于对室内人体进行感应,并将感应的数据传递给所述计算机系统;
所述温湿度传感器用于对室内的温度和湿度进行监测,并将监测的数据传递给所述计算机系统;
所述室内污染物传感器用于对室内的污染物浓度进行监测,并将监测的数据传递给所述计算机系统;
所述室外污染物传感器用于对室外的污染物浓度进行监测,并将监测的数据传递给所述计算机系统;
所述室内空气环境调控系统包括用于对室内温度及湿度进行调节的空调系统、用于对室内污染物浓度进行调控的净化系统和新系统,所述空调系统、所述净化系统和所述新风系统均与所述计算机系统的控制端连接;
所述计算机系统根据所述环境数据监测系统传递的数据对所述室内空气环境调控系统进行控制;
该控制方法包括以下步骤:
步骤1)利用红外阵列传感器感应室内有人或无人,当红外阵列传感器感应到室内有人时,执行步骤3),当红外阵列传感器感应到室内无人时,执行步骤2);
步骤2)当红外阵列传感器感应到室内无人时,关闭空调系统及净化系统,同时计算机系统对室外污染物传感器监测的数据和室内污染物传感器监测的数据进行判定,当室外污染物传感器监测的数据大于室内污染物传感器监测的数据时,关闭新风系统,当室外污染物传感器监测的数据小于室内污染物传感器监测的数据时,开启新风系统;然后执行步骤
5);
步骤3)当红外阵列传感器感应到室内有人时,计算机系统根据温湿度传感器和室内污染物传感器传递的数据计算得到室内环境质量综合评价指数IAQI;
步骤4)计算采用不同调控方式得到的室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,选择比值R最大的调控方式对室内环境质量进行调控;
步骤5)返回执行步骤1)。
2.如权利要求1所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,步骤3)中的室内环境质量综合评价指数IAQI按以下方法计算:
式中:IAQIi为污染物i的室内环境质量分指数;
n为污染物项目数;
Ci为污染物i的浓度监测值;
BPHi为与Ci相近的污染物i浓度限值的高位值;
BPLi为与Ci相近的污染物i浓度限值的低位值;
IAQIHi为与BPHi对应的室内环境质量分指数;
IAQILi为与BPLi对应的室内环境质量分指数。
3.如权利要求1所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,步骤4)中的调控方式包括:
调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行;
或调控净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行;
或调控新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行。
4.如权利要求3所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,步骤4)中,当采用调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
式中:T1为空调系统调控前室内空气温度;
T2为空调系统调控后室内空气温度;
A为外墙面积;
COP为空调能效比;
IAQI1为室内温度为T1时的室内环境质量综合评价指数;
IAQI2为室内温度为T2时的室内环境质量综合评价指数。
5.如权利要求3所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,步骤4)中,当采用净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
ΔP2=P2-P1;
式中:Q3为调控前的净化空气量;
Q4为调控后的净化空气量;
P1为调控前净化系统的功率;
P2为调控后净化系统的功率;
C1i为净化系统调控前污染物i的浓度;
C2i为净化系统调控后污染物i的浓度;
η为净化系统净化效率;
V为房间体积;
IAQI3为净化系统调控前室内环境质量综合评价指数;
IAQI4为净化系统调控后室内环境质量综合评价指数。
6.如权利要求3所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,步骤4)中,当采用新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
式中:Q1为调控前的新风量;
Q2为调控后的新风量;
T3为新风系统进风口处温度;
T4为新风系统排风口处温度;
C3i为新风系统进风口污染物i的浓度;
C4i为新风系统排风口处污染物i的浓度;
C5i为新风系统调控前污染物i的浓度;
C6i为新风系统调控后污染物i的浓度;
COP2为新风系统能效比;
IAQI5为新风系统调控前室内环境质量综合评价指数;
IAQI6为新风系统调控后室内环境质量综合评价指数。
7.如权利要求1所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,室内污染物传感器中包括有甲浓度传感器、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;
3
步骤3)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/m ,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;当室内污染物传感器中甲醛浓度传感器、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,则判定室内污染物传感器监测到的污染物浓度大于设定值并开启净化系统;
当温湿度传感器监测到室内温度大于28℃时,开启空调系统;
当室外污染物传感器监测的数据大于室内污染物传感器监测的数据时,关闭新风系统,当室外污染物传感器监测的数据小于室内污染物传感器监测的数据时,开启新风系统。
8.如权利要求1所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,
当室内环境质量综合评价指数IAQI为0-50,则空气质量为“优”,用绿色标识表示;
当室内环境质量综合评价指数IAQI为51-100,则空气质量为“良”,用黄色标识表示;
当室内环境质量综合评价指数IAQI为101-200,则空气质量为“轻度污染”,用橙色标识表示;
当室内环境质量综合评价指数IAQI为201-300,则空气质量为“中度污染”,用红色标识表示;
当室内环境质量综合评价指数IAQI为301-500,则空气质量为“重度污染”,用紫色标识表示;
当室内环境质量综合评价指数IAQI大于500,则空气质量为“严重污染”,用褐色标识表示。
9.如权利要求1所述的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统的控制方法,其特征在于,当室内环境质量综合评价指数IAQI不大于100,在用户端将提示室内环境健康评级为优或良;当室内环境质量综合评价指数IAQI大于100,在用户端将根据室内污染物传感器和温湿度传感器监测的数据提示污染物超标和(或)热湿环境因子偏高或偏低。

说明书全文

基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及空气质量检测技术领域,具体为一种基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统及方法。

背景技术

[0002] 传统的空气质量检测方法人成本较高而操作复杂,室内环境的传感器技术和信息处理技术的广泛应用使得对空气质量的实时监测成为可能。然而,目前室内空气质量监测控制系统只针对单一污染物进行控制,如规定甲30min平均值的最高限值为0.1mg/m3或TVOC(挥发性有机物)8h平均值最高浓度限值为0.6mg/m3或空气中PM2.5浓度日均最高限3
值为75μg/m或CO2浓度日均最高限值为1000ppm等;而在实际建筑中,室内不仅仅存在一种污染物,而是多种污染物并存,室内温度和湿度等状态也多种多样;同时该系统没有考虑到是否有人员在室内的情况,因此也存在一定的能源浪费。

发明内容

[0003] 针对上述现有技术的不足,本发明要解决的技术问题是:如何提供一种能综合考虑室内污染物、室内温湿度状态及室内是否有人等因素,在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,减少能源浪费的基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统及方法。
[0004] 为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:
[0005] 一种基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统,包括环境数据监测系统、与所述环境数据监测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空气环境调控系统;
[0006] 所述环境数据监测系统包括红外阵列传感器、温湿度传感器、室内污染物传感器和室外污染物传感器;
[0007] 所述红外阵列传感器用于对室内人体进行感应,并将感应的数据传递给所述计算机系统;
[0008] 所述温湿度传感器用于对室内的温度和湿度进行监测,并将监测的数据传递给所述计算机系统;
[0009] 所述室内污染物传感器用于对室内的污染物浓度进行监测,并将监测的数据传递给所述计算机系统;
[0010] 所述室外污染物传感器用于对室外的污染物浓度进行监测,并将监测的数据传递给所述计算机系统;
[0011] 所述室内空气环境调控系统包括用于对室内温度及湿度进行调节的空调系统、用于对室内污染物浓度进行调控的净化系统和新系统;
[0012] 所述计算机系统根据所述环境数据监测系统传递的数据对所述室内空气环境调控系统进行控制。
[0013] 一种基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制方法,包括以下步骤:
[0014] 步骤1)利用红外阵列传感器感应室内有人或无人,当红外阵列传感器感应到室内有人时,执行步骤3),当红外阵列传感器感应到室内无人时,执行步骤2);
[0015] 步骤2)当红外阵列传感器感应到室内无人时,关闭空调系统及净化系统,同时计算机系统对室外污染物传感器监测的数据和室内污染物传感器监测的数据进行判定,当室外污染物传感器监测的数据大于室内污染物传感器监测的数据时,关闭新风系统,当室外污染物传感器监测的数据小于室内污染物传感器监测的数据时,开启新风系统;然后执行步骤5);
[0016] 步骤3)当红外阵列传感器感应到室内有人时,计算机系统根据温湿度传感器和室内污染物传感器传递的数据计算得到室内环境质量综合评价指数IAQI;
[0017] 步骤4)计算采用不同调控方式得到的室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,选择比值R最大的调控方式对室内环境质量进行调控;
[0018] 步骤5)返回执行步骤1)。
[0019] 本发明先利用红外阵列传感器对室内是否有人进行感应,当感应到室内无人时,将空调系统和净化系统关闭,并根据室内污染物和室外污染物的浓度大小选择开启或是关闭新风系统,这样避免了室内无人时空调系统和净化系统一直工作产生的能源浪费,同时通过新风系统使得室内可以一直保持较好的空气质量又不会在室外污染严重时将室外的污染物引入到室内。
[0020] 当室内有人时,利用温湿度传感器和室内污染物传感器对室内的温湿度和污染物浓度进行监测,计算机系统根据监测数据计算得到室内环境质量综合评价指数IAQI,再计算不同调控方式得到的室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,选择比值最大的调控方式对室内环境质量进行调控,即在室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI一定的情况下,通过选择能耗增加值最小的调控方式对室内环境质量进行调控,这样在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,最大程度的减少了能源的浪费。
[0021] 本发明的有益效果是:本发明综合考虑了人体行为特征、室内污染物和温湿度环境参数的时空分布特性,基于分子生物学实验知识,提出了以热湿环境和室内污染物综合因素得到的室内环境质量综合评价指数IAQI,并以最经济节能的调控方式对室内环境质量进行调控,因此本发明在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,最大程度的减少了能源的浪费。
[0022] 优选的,步骤3)中的室内环境质量综合评价指数IAQI按以下方法计算:
[0023]
[0024] 式中:IAQIi为污染物i的室内环境质量分指数;
[0025] n为污染物项目数;
[0026] Ci为污染物i的浓度监测值;
[0027] BPHi为与Ci相近的污染物i浓度限值的高位值;
[0028] BPLi为与Ci相近的污染物i浓度限值的低位值;
[0029] IAQIHi为与BPHi对应的室内环境质量分指数;
[0030] IAQILi为与BPLi对应的室内环境质量分指数。
[0031] 这样,可以根据室内污染物浓度的监测数据具体得到室内环境质量综合评价指数IAQI,其中BPHi、BPLi、IAQIHi、IAQILi的值按照下表1选取。
[0032] 表1:室内空气质量分指数及其对应的浓度限值
[0033]
[0034] 表1中:热感觉绝对值1表示稍凉或稍暖、2表示凉或暖、3表示冷或热,其计算方法参照GB/T50785-2012《民用建筑室内热湿环境评价标准》。
[0035] 优选的,步骤4)中的调控方式包括:
[0036] 调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行;
[0037] 或调控净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行;
[0038] 或调控新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行。
[0039] 这样,设置不同的调控方式,通过计算不同调控方式实现的室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,选取比值R最大的方式进行调控,以此在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,最大程度的减少了能源的浪费。
[0040] 优选的,步骤4)中,当采用调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
[0041]
[0042] 式中:T1为空调系统调控前室内空气温度;
[0043] T2为空调系统调控后室内空气温度;
[0044] A为外墙面积;
[0045] COP为空调能效比;
[0046] IAQI1为室内温度为T1时的室内环境质量综合评价指数;
[0047] IAQI2为室内温度为T2时的室内环境质量综合评价指数。
[0048] 这样,通过计算可以得到采用调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,室内环境质量综合评价指数的减少值与能耗增加值的比值,为调控方式的选择提供依据。
[0049] 优选的,步骤4)中,当采用净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
[0050]
[0051]
[0052]
[0053]
[0054] 式中:Q3为调控前的净化空气量;
[0055] Q4为调控后的净化空气量;
[0056] P1为调控前净化系统的功率;
[0057] P2为调控后净化系统的功率;
[0058] C1i为净化系统调控前污染物i的浓度;
[0059] C2i为净化系统调控后污染物i的浓度;
[0060] η为净化系统净化效率;
[0061] V为房间体积;
[0062] IAQI3为净化系统调控前室内环境质量综合评价指数;
[0063] IAQI4为净化系统调控后室内环境质量综合评价指数。
[0064] 这样,通过计算可以得到采用净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,室内环境质量综合评价指数的减少值与能耗增加值的比值,为调控方式的选择提供依据。
[0065] 优选的,步骤4)中,当采用新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]
[0070] 式中:Q1为调控前的新风量;
[0071] Q2为调控后的新风量;
[0072] T3为新风系统进风口处温度;
[0073] T4为新风系统排风口处温度;
[0074] C3i为新风系统进风口污染物i的浓度;
[0075] C4i为新风系统排风口处污染物i的浓度;
[0076] C5i为新风系统调控前污染物i的浓度;
[0077] C6i为新风系统调控后污染物i的浓度;
[0078] COP2为新风系统能效比;
[0079] IAQI5为新风系统调控前室内环境质量综合评价指数;
[0080] IAQI6为新风系统调控后室内环境质量综合评价指数。
[0081] 这样,通过计算可以得到采用新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行的调控方式时,室内环境质量综合评价指数的减少值与能耗增加值的比值,为调控方式的选择提供依据。
[0082] 优选的,室内污染物传感器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;
[0083] 步骤3)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;当室内污染物传感器中甲醛浓度传感器、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,则判定室内污染物传感器监测到的污染物浓度大于设定值并开启净化系统;
[0084] 当温湿度传感器监测到室内温度大于28℃时,开启空调系统;
[0085] 当室外污染物传感器监测的数据大于室内污染物传感器监测的数据时,关闭新风系统,当室外污染物传感器监测的数据小于室内污染物传感器监测的数据时,开启新风系统。
[0086] 这样,当室内温度大于28℃时开启空调系统,避免室内人员感觉到过热,当室内污染物传感器监测到任一污染物浓度超过设定值时,开启净化系统,减少污染物浓度超标对室内人员的健康带来的伤害,同时通过新风系统使得室内可以一直保持较好的空气质量又不会在室外污染严重时将室外的污染物引入到室内。
[0087] 优选的,当室内环境质量综合评价指数IAQI为0-50,则空气质量为“优”,用绿色标识表示;
[0088] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为51-100,则空气质量为“良”,用黄色标识表示;
[0089] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为101-200,则空气质量为“轻度污染”,用橙色标识表示;
[0090] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为201-300,则空气质量为“中度污染”,用红色标识表示;
[0091] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为301-500,则空气质量为“重度污染”,用紫色标识表示;
[0092] 当室内环境质量综合评价指数IAQI大于500,则空气质量为“严重污染”,用褐色标识表示。
[0093] 这样,通过采用不同的颜色标识来对应室内环境质量综合评价指数IAQI不同的数值范围,这样可以十分清晰的通过颜色标识了解到当前室内环境质量情况。
[0094] 优选的,当室内环境质量综合评价指数IAQI不大于100,在用户端将提示室内环境健康评级为优或良;当室内环境质量综合评价指数IAQI大于100,在用户端将根据室内污染物传感器和温湿度传感器监测的数据提示污染物i超标和(或)热湿环境因子偏高或偏低。
[0095] 这样,通过在用户端根据室内环境质量综合评价指数IAQI值的高低对室内环境情况进行显示,当室内环境质量综合评价指数IAQI不大于100,在用户端将提示室内环境健康评级为优或良,室内人员可以安全放心的在室内活动,当室内环境质量综合评价指数IAQI大于100,在用户端将根据室内污染物传感器和温湿度传感器监测的数据提示污染物i超标和(或)热湿环境因子偏高或偏低,这样室内人员可以清楚的看到室内环境质量存在的问题,弥补了目前现有预警系统和装置的不足,可以提升整个空气质量运营系统链的科技平,带动环境健康产业的发展,减少人体健康风险和社会医疗负担。附图说明
[0096] 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:
[0097] 图1为本发明具体实施方式基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制方法的系统示意图;
[0098] 图2为本发明具体实施方式基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制方法的控制流程图

具体实施方式

[0099] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0100] 如附图1所示,基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制系统,包括环境数据监测系统、与环境数据监测系统进行数据传输连接的计算机系统和与计算机系统进行数据传输连接的室内空气环境调控系统;
[0101] 环境数据监测系统包括红外阵列传感器、温湿度传感器、室内污染物传感器和室外污染物传感器;
[0102] 红外阵列传感器用于对室内人体进行感应,并将感应的数据传递给计算机系统;
[0103] 温湿度传感器用于对室内的温度和湿度进行监测,并将监测的数据传递给计算机系统;
[0104] 室内污染物传感器用于对室内的污染物浓度进行监测,并将监测的数据传递给计算机系统;
[0105] 室外污染物传感器用于对室外的污染物浓度进行监测,并将监测的数据传递给计算机系统;
[0106] 室内空气环境调控系统包括用于对室内温度及湿度进行调节的空调系统、用于对室内污染物浓度进行调控的净化系统和新风系统;
[0107] 计算机系统根据环境数据监测系统传递的数据对室内空气环境调控系统进行控制。
[0108] 在本实施例中,计算机系统还包括用户端,用户端用于显示环境数据监测系统传递到计算机系统的数据和室内空气环境调控系统的运行信息。
[0109] 这样,监测人员可通过用户端实时掌握目前室内各污染物浓度及温湿度的相关数据信息,同时还可以直观的了解到目前室内空气环境调控系统的具体工作情况。
[0110] 在本实施例中,在用户端上还设有操作界面,操作界面上可人工输入数据,用于对空调系统、净化系统和新风系统进行人工调控。
[0111] 这样,监测人员可通过人工在操作界面上输入数据来对空调系统、净化系统和新风系统进行调控,以更好的满足室内人员对空气质量的个性化需求。
[0112] 在本实施例中,红外阵列传感器的误差小于2.5℃。
[0113] 这样,红外阵列传感器能准确的检测到室内是否有人,避免检测精度不准导致的错误判断。
[0114] 在本实施例中,环境数据监测系统通过无线的方式与计算机系统连接。
[0115] 这样,采用无线的方式连接,计算机系统和环境数据检测系统之间的位置布置更加的灵活。
[0116] 当然,环境数据监测系统也可以通过数据线与计算机系统连接。
[0117] 这样,使得环境数据监测系统检测的数据能更加快速稳定的传递到计算机系统。
[0118] 如附图2所示,基于多参数评价的室内空气环境质量协调控制方法,包括以下步骤:
[0119] 步骤1)利用红外阵列传感器感应室内有人或无人,当红外阵列传感器感应到室内有人时,执行步骤3),当红外阵列传感器感应到室内无人时,执行步骤2);
[0120] 步骤2)当红外阵列传感器感应到室内无人时,关闭空调系统及净化系统,同时计算机系统对室外污染物传感器监测的数据和室内污染物传感器监测的数据进行判定,当室外污染物传感器监测的数据大于室内污染物传感器监测的数据时,关闭新风系统,当室外污染物传感器监测的数据小于室内污染物传感器监测的数据时,开启新风系统;然后执行步骤5);
[0121] 步骤3)当红外阵列传感器感应到室内有人时,计算机系统根据温湿度传感器和室内污染物传感器传递的数据计算得到室内环境质量综合评价指数IAQI;
[0122] 步骤4)计算采用不同调控方式得到的室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,选择比值R最大的调控方式对室内环境质量进行调控;
[0123] 步骤5)返回执行步骤1)。
[0124] 本发明先利用红外阵列传感器对室内是否有人进行感应,当感应到室内无人时,将空调系统和净化系统关闭,并根据室内污染物和室外污染物的浓度大小选择开启或是关闭新风系统,这样避免了室内无人时空调系统和净化系统一直工作产生的能源浪费,同时通过新风系统使得室内可以一直保持较好的空气质量又不会在室外污染严重时将室外的污染物引入到室内。由于室内家具装修可能存在污染释放,需要及时排出,在人不在且空调关闭的时候通风比较节能,这相当于是预通风,这样在人进入房间的时候室内污染不会大于室外,减少人员进入房间的一刻就感觉空气不好的情况,如果人进入房间再通风,过程会比较漫长,污染不会一下降下来,人在里面已经不舒服了,比如办公室的夜间通风,比人来了再开始通风效果要好,更节能。
[0125] 当室内有人时,利用温湿度传感器和室内污染物传感器对室内的温湿度和污染物浓度进行监测,计算机系统根据监测数据计算得到室内环境质量综合评价指数IAQI,再计算不同调控方式得到的室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,选择比值最大的调控方式对室内环境质量进行调控,即在室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI一定的情况下,通过选择能耗增加值最小的调控方式对室内环境质量进行调控,这样在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,最大程度的减少了能源的浪费。
[0126] 本发明的有益效果是:
[0127] 本发明综合考虑了人体行为特征、室内污染物和温湿度环境参数的时空分布特性,基于分子生物学实验知识,提出了以热湿环境和室内污染物综合因素得到的室内环境质量综合评价指数IAQI,并以最经济节能的调控方式对室内环境质量进行调控,因此本发明在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,最大程度的减少了能源的浪费。
[0128] 在本实施例中,步骤3)中的室内环境质量综合评价指数IAQI按以下方法计算:
[0129]
[0130] 式中:IAQIi为污染物i的室内环境质量分指数;
[0131] n为污染物项目数;
[0132] Ci为污染物i的浓度监测值;
[0133] BPHi为与Ci相近的污染物i浓度限值的高位值;
[0134] BPLi为与Ci相近的污染物i浓度限值的低位值;
[0135] IAQIHi为与BPHi对应的室内环境质量分指数;
[0136] IAQILi为与BPLi对应的室内环境质量分指数。
[0137] 这样,可以根据室内污染物浓度的监测数据具体得到室内环境质量综合评价指数IAQI,其中BPHi、BPLi、IAQIHi、IAQILi的值按照下表1选取。
[0138] 表1:室内空气质量分指数及其对应的浓度限值
[0139]
[0140] 表1中:热感觉绝对值1表示稍凉或稍暖、2表示凉或暖、3表示冷或热,其计算方法参照GB/T50785-2012《民用建筑室内热湿环境评价标准》。
[0141] 在本实施例中,步骤4)中的调控方式包括:
[0142] 调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行;
[0143] 或调控净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行;
[0144] 或调控新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行。
[0145] 这样,设置不同的调控方式,通过计算不同调控方式实现的室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,选取比值R最大的方式进行调控,以此在满足室内人员对室内环境质量要求的前提下,最大程度的减少了能源的浪费。
[0146] 在本实施例中,当步骤4)采用调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
[0147]
[0148] 式中:T1为空调系统调控前室内空气温度;
[0149] T2为空调系统调控后室内空气温度;
[0150] A为外墙面积;
[0151] COP为空调能效比;
[0152] IAQI1为室内温度为T1时的室内环境质量综合评价指数;
[0153] IAQI2为室内温度为T2时的室内环境质量综合评价指数。
[0154] 这样,通过计算可以得到采用调控空调系统改变室内温度和湿度,净化系统和新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,为调控方式的选择提供依据。
[0155] 在本实施例中,当步骤4)采用净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
[0156]
[0157]
[0158]
[0159]
[0160] 式中:Q3为调控前的净化空气量;
[0161] Q4为调控后的净化空气量;
[0162] P1为调控前净化系统的功率;
[0163] P2为调控后净化系统的功率;
[0164] C1i为净化系统调控前污染物i的浓度;
[0165] C2i为净化系统调控后污染物i的浓度;
[0166] η为净化系统净化效率;
[0167] V为房间体积;
[0168] IAQI3为净化系统调控前室内环境质量综合评价指数;
[0169] IAQI4为净化系统调控后室内环境质量综合评价指数。
[0170] 这样,通过计算可以得到采用净化系统净化室内污染物的浓度,空调系统用于满足热舒适需求,新风系统依据单项控制参数运行的调控方式时,室内环境质量综合评价指数的减少值ΔIAQI与能耗增加值ΔP的比值R,为调控方式的选择提供依据。
[0171] 在本实施例中,当步骤4)采用新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行的调控方式时,
[0172]
[0173]
[0174]
[0175]
[0176] 式中:Q1为调控前的新风量;
[0177] Q2为调控后的新风量;
[0178] T3为新风系统进风口处温度;
[0179] T4为新风系统排风口处温度;
[0180] C3i为新风系统进风口污染物i的浓度;
[0181] C4i为新风系统排风口处污染物i的浓度;
[0182] C5i为新风系统调控前污染物i的浓度;
[0183] C6i为新风系统调控后污染物i的浓度;
[0184] COP2为新风系统能效比;
[0185] IAQI5为新风系统调控前室内环境质量综合评价指数;
[0186] IAQI6为新风系统调控后室内环境质量综合评价指数。
[0187] 这样,通过计算可以得到采用新风系统降低室内污染物的浓度,空调系统满足热舒适需求,净化系统依据单项控制参数运行的调控方式时,室内环境质量综合评价指数的减少值与能耗增加值的比值,为调控方式的选择提供依据。
[0188] 在本实施例中,室内污染物传感器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;
[0189] 步骤3)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;当室内污染物传感器中甲醛浓度传感器、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,则判定室内污染物传感器监测到的污染物浓度大于设定值并开启净化系统;室内污染物传感器通过检测这些常见污染物的浓度,并将检测的数据传递到计算机系统,计算机系统再对室内空气环境调控系统进行调控,使得当这些污染物的浓度超过标准值时,计算机系统能及时的通过对室内空气环境调控系统的调控来降低这些污染物的浓度,使得污染物的浓度值降到标准值以下,避免了这些污染物浓度过高对室内人员造成的伤害。
[0190] 当温湿度传感器监测到室内温度大于28℃时,开启空调系统;
[0191] 当室外污染物传感器监测的数据大于室内污染物传感器监测的数据时,关闭新风系统,当室外污染物传感器监测的数据小于室内污染物传感器监测的数据时,开启新风系统。
[0192] 这样,当室内温度大于28℃时开启空调系统,避免室内人员感觉到过热,当室内污染物传感器监测到任一污染物浓度超过设定值时,开启净化系统,减少污染物浓度超标对室内人员的健康带来的伤害,同时通过新风系统使得室内可以一直保持较好的空气质量又不会在室外污染严重时将室外的污染物引入到室内。
[0193] 在本实施例中,当室内环境质量综合评价指数IAQI为0-50,则空气质量为“优”,用绿色标识表示;
[0194] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为51-100,则空气质量为“良”,用黄色标识表示;
[0195] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为101-200,则空气质量为“轻度污染”,用橙色标识表示;
[0196] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为201-300,则空气质量为“中度污染”,用红色标识表示;
[0197] 当室内环境质量综合评价指数IAQI为301-500,则空气质量为“重度污染”,用紫色标识表示;
[0198] 当室内环境质量综合评价指数IAQI大于500,则空气质量为“严重污染”,用褐色标识表示。
[0199] 表2:室内环境质量综合评价指数IAQI分类表
[0200]
[0201] 这样,通过采用不同的颜色标识来对应室内环境质量综合评价指数IAQI不同的数值范围,这样可以十分清晰的通过颜色标识了解到当前室内环境质量情况。
[0202] 在本实施例中,当室内环境质量综合评价指数IAQI不大于100,在用户端将提示室内环境健康评级为优或良;当室内环境质量综合评价指数IAQI大于100,在用户端将根据室内污染物传感器和温湿度传感器监测的数据提示污染物i超标和(或)热湿环境因子偏高或偏低。
[0203] 这样,通过在用户端根据室内环境质量综合评价指数IAQI值的高低对室内环境情况进行显示,当室内环境质量综合评价指数IAQI不大于100,在用户端将提示室内环境健康评级为优或良,室内人员可以安全放心的在室内活动,当室内环境质量综合评价指数IAQI大于100,在用户端将根据室内污染物传感器和温湿度传感器监测的数据提示污染物i超标和(或)热湿环境因子偏高或偏低,这样室内人员可以清楚的看到室内环境质量存在的问题,弥补了目前现有预警系统和装置的不足,可以提升整个空气质量运营系统链的科技水平,带动环境健康产业的发展,减少人体健康风险和社会医疗负担。
[0204] 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。
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