[0034]本实施例首先利用室内颗粒物PM2.5浓度变化规律公式建立Simulink动态仿真模型。所述的室内颗粒物PM2.5浓度变化规律公式推导如下:
[0035]根据室内颗粒物的质量守恒原则建立颗粒物浓度的数学表达式:
[0036]dc/dt = Rs-Rr (I)
[0037]式(I)中&为进入室内的颗粒物浓度速率为排到室外的颗粒物浓度速率。
[0038]根据影响室内颗粒物浓度的各个参数建立数学表达式:
[0039]Rs= pk V (1-m) c+pkvmca+s (2)
[0040]Rr= k vc+ (k+kd) c (3)
[0041]式(2)、(3)中kv是换气次数，k <!是颗粒物的沉积效率，k是颗粒物衰减效率，由于衰减效率是通过化学反应而产生的，而就普通室内空间而言不存在化学反应，所以k选择数值为0，s是室内污染源强度。
[0042]由式(I)、⑵和(3)可得室内颗粒物PM2.5浓度变化规律公式为:
[0043]dc/dt = [pkv(l_m) _kv_ (k+kd) ] c+pkvmca+s (4)
[0044]参看图2，本实施例利用Simulink仿真模型对室内颗粒物浓度进行模拟仿真的具体过程为:
[0045](I)确定上述回风量Qp新风量Qa，过滤器渗透效率P，新风比m，室内颗粒物浓度C，室外颗粒物浓度Ca0假定室内区域的空气完全混合，室内颗粒物浓度C和室外颗粒物浓度Ca均由TSI颗粒物浓度检测仪测量。其中，室内颗粒物初始浓度C ^为随机选取室内48个检测点，取该48个检测点的测量平均值；且室内颗粒物初始浓度Ctl和室外颗粒物浓度c a在一天中每隔I小时检测一次，如此可保证实际检测数据的准确性，也能够更方便的预测全天各时段的室内颗粒物浓度变化。
[0046]新风比m = Qa/Q，新风量Qa可以通过风量仪在新风入口处测量得出，Q 大小可通过调速开关控制，送风量Q则可以通过风量罩在空调系统末端送风口处测量得出。换气次数kv= Q/V，V为空调房间体积。渗透效率P是指颗粒物穿透过滤器进入房间的百分比，可以通过过滤器渗透效率曲线选择，本实施例根据经验选择渗透效率P为0.65。沉积效率kd随着体表比、颗粒物特点等变化而变化，相对于空气处理速率，沉积效率k d是影响很小的值，本实施例设定沉积效率kd为0.2h Λ此外，本实施例所针对室内空间没有烟气等污染源，固污染源强度s设为O。
[0047](2)在simulink中建立仿真模型。在MATLAB窗口菜单中点击File建立新的Model文件并命名为MODEL，在Simulink Browser界面中拖入相关参数对应的模块到MODEL模型窗口，并修改模块的标签与对应的参数表示字母一致，本实施例建立的Simulink仿真模型参看图3。
[0048](3)在MATLAB的Command Window中输入各模块所对应参数的数值，即步骤(I)检测和计算获得的数据。
[0049](4)对所述模型文件MODEL进行仿真，在simulink模型仿真界面中，运行StartSimulat1n命令，对所述模型文件MODEL进行仿真，输出仿真数据，根据仿真结果预测室内颗粒物PM2.5浓度动态变化。
[0050]图4为不同渗透效率情况下室内颗粒物浓度变化趋势图，图5为不同新风比情况下室内颗粒物浓度变化趋势图。工作人员通过观察如图4和图5所示的动态仿真曲线能够准确、快速、直观的掌握室内颗粒物浓度变化趋势，为后续进行数据分析提供了方便。
[0051]本实施例首先通过实际检测室内颗粒物初始浓度Ctl、室外颗粒物浓度(^等数据带入Simulink仿真模型中，预测实际情况下室内颗粒物浓度变化趋势。为了最终制定的室内通风方案更加科学合理，本实施例利用Simulink仿真模型仿真精细、贴近实际和灵活的特点，还通过固定其他输入参数不变，只改变某一输入参数，来研宄新风比m、过滤器渗透效率P、换气次数 <等单一因素变化对室内颗粒物PM2.5浓度变化的影响，如从理论上设定输入不同的新风比来仿真在不同新风比情况下室内颗粒物浓度的变化趋势。通过对实际和理论数据进行分析、比较，结合室内舒适性的要求，本实施例最终可确定最佳的室内通风方案。
[0052]实施例1所述的一种预测室内PM2.5浓度动态变化的方法，无需使用精密检测仪器，检测成本低，通过实际检测和理论分析相结合，能够准确超前预测室内颗粒物浓度变化，实时性强，便于推广应用。
[0053]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种预测室内PM2.5浓度动态变化的方法，其步骤为: 步骤一、利用室内颗粒物PM2.5浓度变化规律公式建立Simulink动态仿真模型； 步骤二、检测室内颗粒物PM2.5初始浓度Ctl、室外颗粒物PM2.5浓度Ca、空调系统的新风量QjP回风量Q b，并计算新风比m和换气次数kv; 步骤三、将步骤二所得参数输入步骤一所述的动态仿真模型中，根据实际检测数据获得室内颗粒物PM2.5浓度变化数据； 步骤四、控制步骤一所建动态仿真模型中某一输入参数变化，其他参数不变，根据理论设定值获得室内颗粒物PM2.5浓度变化数据； 步骤五、对步骤三和步骤四所得数据进行分析、比较，制定最佳室内通风方案。
2.根据权利要求1所述的一种预测室内PM2.5浓度动态变化的方法，其特征在于:步骤一所述的室内颗粒物PM2.5浓度变化规律公式为:dc/dt = [pkv (1-m) -kv- (k+kd) ] c+pkvmca+s 式中，P为空调系统过滤器渗透效率，k为颗粒物衰减率，kd为沉积速率，s为室内颗粒物污染源强度。
3.根据权利要求2所述的一种预测室内PM2.5浓度动态变化的方法，其特征在于:步骤二在室内随机选取48个点，测量该48个点的室内颗粒物PM2.5浓度值，将所得48个测量值的平均值作为室内颗粒物PM2.5初始浓度C(l。
4.根据权利要求3所述的一种预测室内PM2.5浓度动态变化的方法，其特征在于:步骤二所述的室内颗粒物PM2.5初始浓度cQ、室外颗粒物PM2.5浓度Ca在一天中每隔I小时检测一次。
【专利摘要】本发明公开了一种预测室内PM2.5浓度动态变化的方法，属于颗粒物浓度监测技术领域。发明的步骤为：一、建立Simulink动态仿真模型；二、检测室内颗粒物PM2.5浓度、室外颗粒物PM2.5浓度、空调系统的新风量和回风量，并计算新风比和换气次数；三、将所得参数输入动态仿真模型中，根据实际检测数据获得室内颗粒物PM2.5浓度变化数据；四、控制动态仿真模型中某一输入参数变化，其他参数不变，根据理论设定值获得室内颗粒物PM2.5浓度变化数据；五、对步骤三和四所得数据进行分析、比较，制定最佳室内通风方案。发明的检测方案设计合理，检测成低、精度高，能够达到预测室内颗粒物浓度变化的目的，实时性好。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104573379
【申请号】CN201510033279
【发明人】钱付平, 吴显庆, 黄乃金, 江中, 鲁进利, 韩云龙
【申请人】安徽工业大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月22日