一种基于工况环境的智能通风系统的制作方法

本发明涉及地铁通风系统领域，特别是涉及一种基于工况环境的智能通风系统。

背景技术：

1、近年来，由于地铁建设速度加快，我国地铁累计运营线路长度也不断增长，截至2022年已增至8012.85公里。这致使我们现有大量的地铁站，地铁站作为封闭地下空间，其内部空气交换和温度交换是极为重要的。

2、由于地铁站环境中多有独立的密闭空间结构，且其中普遍存在设备存放运行等具有发热特性的空间特点。这导致独立空间和公共空间联通时难以避免产生较强热对流问题，此问题在集中温控条件下难以得到有效的解决。同时地铁站作为地下环境，其结构承受应力相对常规建筑结构更大，不平衡的温控环境和通风环境会导致混凝土等受热形变量大的材料伸缩膨胀，建筑结构加速老化。同时中央布风难以有效的解决一些空气流通盲区问题。

3、现有技术的分布式结构是解决此问题的技术手段，但此类技术多考虑末端使用需求，这导致了公共空间作为其他中转空间其温控和气控状态的不稳定。尤其是随时间跨度和环境跨度调节时，其气控状态难以避免受到外界环境条件影响整体效果，使整体系统在时间跨度和环境跨度上，其使用效果难以得到有效统一。

4、现需一种基于工况环境的智能通风系统解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明是为了解决现有技术中现有的分布式结构是解决此问题的技术手段，但此类技术多考虑末端使用需求，这导致了公共空间作为其他中转空间其温控和气控状态的不稳定。尤其是随时间跨度和环境跨度调节时，其气控状态难以避免受到外界环境条件影响整体效果，使整体系统在时间跨度和环境跨度上，其使用效果难以得到有效统一的问题，提供了一种基于工况环境的智能通风系统，采用关联性分布式通风控制方法，解决了上述问题。

2、本发明提供了一种基于工况环境的智能通风系统，包括一对全局通风装置、公共区域、独立区域、若干独立区域热交换装置、若干独立区域空气交换装置、控制器、人流统计装置、时钟、温湿度传感器和二氧化碳传感器，公共区域为外周封闭空间，全局通风装置设置于公共区域相对两端，独立区域与公共空间可封闭式联通，独立区域热交换装置和独立区域空气交换装置通过阀门组件联通公共区域和独立区域，人流统计装置设置于公共区域入口位置和出口位置，温湿度传感器设置于公共区域内、各独立区域内和公共区域外周，二氧化碳传感器设置于公共区域内和各独立区域内，时钟、全局通风系统、独立区域热交换装置、独立区域空气交换装置、人流统计装置、温湿度传感器和二氧化碳传感器均与控制器信号连接；

3、全局通风装置用于根据时刻表、人流量、温湿度和二氧化碳浓度控制公共区域与外界的空气流通和热交换，独立区域热交换装置用于根据时刻表、温湿度和二氧化碳浓度控制公共区域与独立区域的热交换，独立区域空气交换装置用于根据时刻表、温湿度和二氧化碳浓度控制公共区域与独立区域的空气交换，温湿度传感器用于检测各位置的温湿度，二氧化碳传感器用于检测各位置的二氧化碳浓度，人流统计装置用于统计公共区域人流量，时钟用于生成时刻表，控制器用于基于获取的时刻表、人流量、温湿度和二氧化碳浓度控制公共区域与外界、公共区域与独立区域之间的空气交换；

4、控制器控制公共区域和独立区域的空气和热交换的方式为：

5、sa1、判断当前独立区域类型是否为设备房间，是则进行步骤sa2，否则进行步骤sa7；

6、sa2、判断设备房间的平均温度tr是否大于28℃，是则进行步骤sa3，否则进行步骤sa2；

7、sa3、控制器通过时钟获取时刻表，并判断时刻表日期处于第一日期段，是则进行步骤sa4，否则进行步骤sa5；

8、sa4、判断时刻表日期是否处于第二日期段，是则将阀门组件的开启角度调整为第一角度后开启独立区域空气交换装置后进行步骤sa6，否则将阀门组件的开启角度调整为第二角度后开启独立区域空气交换装置后进行步骤sa6；

9、sa5、判断时刻表日期处于第三日期段或第四日期段，是则将阀门组件的开启角度调整为第三角度后开启独立区域热交换装置，否则进行步骤sa17；

10、sa6、判断当前平均温度tr是否小于17℃，是则进行步骤sa17，否则进行步骤sa6；

11、sa7、判断当前独立区域是否为变电所，是则进行步骤sa8，否则进行sa13；

12、sa8、判断当前房间内平均温度tr是否大于36℃，是则进行步骤sa9，否则进行步骤sa8；

13、sa9、根据时钟获取时刻表，判断当前日期是否属于第一日期段，是则进行步骤sa10，否则进行步骤sa11；

14、sa10、启动独立区域空气交换装置直流通风的低速模式后进行sa12；

15、sa11、启动独立区域空气交换装置直流通风的高速模式后进行sa12；

16、sa12、判断当前房间内平均温度是否tr小于26.3℃，是则进行步骤sa17，否则进行步骤sa12；

17、sa13、根据收集的独立区域和公共区域的空气温度和单位质量干空气含湿量计算独立区域熵值ir和公共区域熵值iw，熵值i的计算公式如下：

18、i＝1.006t+w(2501+1.86t)；

19、其中t表示空气温度，w表示单位质量干空气含湿量；

20、sa14、判断当前独立区域的二氧化碳浓度cp是否大于等于0.1％，是则开启独立区域空气交换装置后进行步骤sa16，否则进行步骤sa15；

21、sa15、判断公共区域熵值iw是否大于独立区域熵值ir，是则开启独立区域空气交换装置后进行步骤sa16，否则进行步骤sa14；

22、sa16、判断公共区域熵值iw是否小于等于独立区域熵值ir且当前独立区域的二氧化碳浓度cp是否小于等于等于0.1％，是则进行步骤sa17，否则进行步骤sa16；

23、sa17、关闭当前的通风装置。

24、控制器控制公共区域和外界的空气和热交换的方式为：

25、sb1、当前日期是否为第五日期段，是则进行步骤sb2，否则进行步骤sb7；

26、sb2、判断公共区域温度与外界温度差值是否小于等于5℃且公共区域温度小于30℃，是则全局通风装置关闭可逆转排热风机及对应风阀，打开迂回风阀后进行步骤sb11，否则进行步骤sb3；

27、sb3、根据时钟获取的时刻表，判断总计时是否超过年限系数y，是则进行sb4，否则将全局通风装置设置为机械排风后进行步骤sb5；

28、sb4、判断当前公共区域温度tc是否大于第一温度阈值且外界温度to是否小于等于第二温度阈值，是则进行步骤sb5，否则进行将全局通风装置设置为活塞通风；

29、sb5、分别计算公共区域熵值iw和外界阈值io，若公共区域熵值iw大于外界阈值io则进行步骤sb6，否则进行步骤sb4；

30、sb6、判断公共区域熵值iw是否持续第一阈值判断时间ti大于外界阈值io，是则进行步骤sb11，否则进行步骤sb4；

31、sb7、根据人流统计装置结合时钟计时收集时刻人流量分布；

32、sb8、根据时刻人流量分布判断公共区域人流是否属于高峰，是则进行步骤sb9，否则进行步骤sb10；

33、sb9、设定排热风机和新风机为预开启后进行步骤sb11；

34、sb10、设定排热风机为预开启后进行步骤sb11；

35、sb11、启动全局通风装置。

36、本发明所述的一种基于工况环境的智能通风系统，作为优选方式，全局通风装置包括可逆转排热风机和新风机，全局通风装置在公共区域内通过相互独立的送风道、排风道和活塞风道完成空气和热交换。

37、本发明所述的一种基于工况环境的智能通风系统，作为优选方式，时刻人流量分布的进入人数和离开人数分别计算。

38、本发明所述的一种基于工况环境的智能通风系统，作为优选方式，公共区域人流是否属于高峰的判断方法为：

39、将进入人数和离开人数作为纵坐标分别按照时间轴味横轴拟合出样条曲线，判断样条曲线中是否有曲线区间符合正态分布特征，有则将此时段标记为高峰时段，否则对比样条曲线竖向坐标值是否有大于基础人流阈值的时段，有则将此时段标记为高峰，否则不进行标记。

40、本发明所述的一种基于工况环境的智能通风系统，作为优选方式，第一日期段、第二日期段、第三日期段、第四日期段和第五日期段均为日期序数，第二日期段为在第一日期段范围内的非端点日期段，第三日期段和第四日期段为与第一日期段不重合的位于第一日期段两端点的日期段，第五日期段和第一日期段相加为一整年。

41、本发明所述的一种基于工况环境的智能通风系统，作为优选方式，第三角度大于第一角度大于第二角度。

42、本发明所述的一种基于工况环境的智能通风系统，作为优选方式，独立区域包括设备房间、变电所房间、普通房间、通风机房、人员房间和带水房间。

43、本发明所述的一种基于工况环境的智能通风系统，作为优选方式，带水房间启动独立区域空气交换装置时不进风仅排气。

44、本发明有益效果如下：

45、(1)本系统通过相互关联的两套通风方法，统筹整体通风环境，实现更均匀的布热的同时有效减少通风系统的开机时长；

46、(2)本系统通过公共区域关联两套动态平衡的通风系统，使封闭空间内的各个独立空间与公共区域的热量相对平衡，减少独立空间与公共区域的突然联通额外的热对流，使整体温度和控制质量更稳定的同时，针对各独立空间特点进行单独调节；

47、(3)本系统基于所处的环境维度和时间维度进行动态调节，使封闭环境内的通风环境始终处于相对平衡的状态，使封闭空间内的温度和通风环境更接近于理想的均质化模型；

48、(4)本系统的动态平衡模式有效的避免了封闭空间内通风盲区的出现，可以使设置通风系统的建筑结构处于更稳定的温控状态下，减少老化风险。