一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用降低厨房污染物水平的自然通风控制系统，包括风速传感器、风向传感器、无线传输模块、PM2.5传感器、终端、微处理器、人机交互面板以及门窗开关控制模块，所述终端上安装有围护结构气密性数据库、住宅模型数据库和污染物传播多区域网络模型平台；所述污染物传播多区域网络模型平台结合住宅模型数据库以及围护结构气密性数据库，计算厨房污染物向住宅建筑其他房间传播浓度最低情况下的门窗启闭状态，从而得到不同通风控制策略；所述微处理器将通风策略比较出最优组合后通过人机交互面板进行展示，住户通过人机交互面板发送开关门窗的指令来控制门窗开关控制模块。本发明专利技术利用自然通风改善室内空气品质，高效且节能环保。

A natural ventilation control system for reducing pollutant level in kitchen

The invention discloses a natural ventilation control system for reducing the level of kitchen contaminants, including wind speed sensor, wind direction sensor, wireless transmission module, PM2.5 sensor, terminal, microprocessor, man-machine interaction panel and door and window switch control module. The terminal is equipped with a enclosure structure gas density database, The residential model database and the multi area network model platform for pollutant transmission are used to calculate the opening and closing state of the doors and windows under the condition of the lowest transmission concentration of the kitchen pollutants to the other rooms of the residential buildings, and the result is that the multi regional network model platform of the pollutant transmission is combined with the residential model database and the enclosure structure gas density database. With the ventilation control strategy, the microprocessor compares the ventilation strategy with the optimal combination to display through the man-machine interaction panel, and the household controls the switch control module of the door and window through the instruction of the switch door and window through the man-machine interaction panel. The invention uses natural ventilation to improve indoor air quality, which is efficient, energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统
本专利技术涉及室内空气品质评价与反馈控制领域，特别是涉及一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统。
技术介绍
研究表明，人类有超80％的时间在室内度过，因此室内空气品质的优劣直接影响到人类的生存健康，特别地，家庭住宅内烹饪活动过程产生的大量燃烧产物以及油烟颗粒物，严重影响住宅内空气品质。为改善厨房内空气品质，授权公开号CN206001580U专利技术了一种带个性化空气净化器的油烟机，该装置能够有效降低厨房内污染物水平，但并未解决由于厨房污染物传播导致的其他房间空气品质问题，为此授权公开号CN104896694A公开了一种室内空气品质调节系统，虽然该系统能够通过引入新风整体改善室内空气品质，但其较高的能耗使得其适用性受到较大的限制。与此同时，自然通风以其较佳的适用性及节能性优点，越来越被更多的研究者重视。本专利技术充分利用自然通风对室内污染物的稀释作用，通过围护结构的阻挡对自然通风的流向进行有效地控制，达到控制污染物传播方向和速率的目的，从而使得住宅污染物控制高效且节能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服目前室内空气品质控制技术的缺陷，提出一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统，利用该系统引入自然通风对室内空气品质进行改善，并通过控制不同门窗启闭状态来改变自然通风的流向和流速，以此改变污染物传播的途径，达到对居住住宅室内控制品质进行有目的性控制的效果。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统，包括风速传感器、风向传感器、无线传输模块、PM2.5传感器、终端、微处理器、人机交互面板以及门窗开关控制模块，所述终端上安装有围护结构气密性数据库、住宅模型数据库和污染物传播多区域网络模型平台，所述住宅模型数据库存储住宅建筑平面布局及相应房间尺寸信息，所述围护结构气密性数据库存储着对应不同建筑类型下围护结构在不同状态下的气密性值；所述风速传感器和风向传感器通过无线传输模块传输室外的风速风向数据至污染物传播多区域网络模型平台；所述PM2.5传感器通过ZigBee通讯协议与微处理器进行通信；所述污染物传播多区域网络模型平台通过调用围护结构气密性数据库、住宅模型数据库和输入的室外风速风向数据，完成数学模型搭建,计算得出通风策略传给微处理器；所述污染物传播多区域网络模型平台对建筑围护结构的门窗开关状态进行排列组合设定计算工况，并将不同工况下室内污染物浓度水平值传送到微处理器内进行比较分析；所述微处理器将通风策略比较出最优组合后，通过人机交互面板发生指令控制门窗开关控制模块；所述门窗开关控制模块执行通风策略，控制住宅各个门窗的启闭。所述风速传感器与风向传感器采用市销售的FC-5SX风速风向传感器。所述无线传输模块选用GSM4G模块，该模块采用4G网络实现数据通信。所述微处理器采用MICROCHIP制造的ATMEGA8-16AU。所述PM2.5传感器采用市面上销售的AGS-V8光散射原理的PM2.5传感器。所述PM2.5传感器的检测值小于限值时，微处理器发出结束通风策略的指令。所述人机交互面板采用HITECH公司生产的触摸屏面板。所述门窗开关控制模块采用odenx品牌的DL-80轻型门窗开关控制模块。住户通过人机交互面板自定义发送操作指令控制门窗开关。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术引入自然通风对室内污染物水平进行有效的控制，避免了用新风净化设备产生额外的能源消耗，具有较好的节能环保效益。2、本专利技术对不同门窗启闭状态组合下污染物浓度水平进行比较计算，给出烹饪时最佳的门窗启闭组合，能够在烹饪时最大限度地保证房间内的空气品质，最大限度降低厨房污染物对其他房间空气品质的影响，具有较好的针对性和实用性。附图说明图1本专利技术原理框图；图2本专利技术装置布置示意图。附图说明：1-建筑物、2-厨房、3-风速传感器、4-风向传感器、5-无线传输模块、6-终端、7-PM2.5传感器、8-微处理器、9-人机交互面板、10-门窗开关控制模块；a-围护结构气密性数据库、b-住宅模型数据库、c-污染物传播多区域网络模型平台。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。图1为本专利技术原理框图，布置示意图如图2所示，本专利技术一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统，包括风速传感器3、风向传感器4、无线传输模块5、终端6、PM2.5传感器7、微处理器8、人机交互面板9以及门窗开关控制模块10，所述终端6上安装有围护结构气密性数据库a、住宅模型数据库b和污染物传播多区域网络模型平台c，所述住宅模型数据库b存储住宅建筑平面布局及相应房间尺寸信息，所述围护结构气密性数据库a存储着对应不同建筑类型下围护结构在不同状态下的气密性值；所述风速传感器3和风向传感器4通过无线传输模块5传输室外的风速风向数据至污染物传播多区域网络模型平台c；所述污染物传播多区域网络模型平台c通过调用围护结构气密性数据库a、住宅模型数据库b和输入的室外风速风向数据，完成数学模型搭建,计算得出通风策略传给微处理器8；所述PM2.5传感器7放置在厨房2内，通过ZigBee通讯协议与微处理器8进行通信，本实施例中所述PM2.5传感器7采用市面上销售的AGS-V8光散射原理的PM2.5传感器；所述微处理器8将通风策略比较出最优组合后，通过人机交互面板9发生指令控制门窗开关控制模块10，所述门窗开关控制模块10执行通风策略，控制住宅各个门窗的启闭；当PM2.5传感器7的检测值小于限值时，微处理器8发出结束通风策略的指令；本实施例中所述门窗开关控制模块10采用odenx品牌的DL-80轻型门窗开关控制模块。本实施例中所述微处理器8采用MICROCHIP制造的ATMEGA8-16AU；所述人机交互面板9采用HITECH公司生产的触摸屏面板；住户通过人机交互面板9可自定义发送操作指令控制门窗开关。本实施例中风速传感器3，风向传感器4以及无线传输模块5放置在建筑物1顶处，风速传感器3与风向传感器4分别与无线传输模块5进行连接通信；本实施例中风速传感器3与风向传感器4采用市面上销售的FC-5SX风速风向传感器，无线传输模块5选用GSM4G模块，该模块采用4G网络实现数据通信，通信速度快，通信灵活，数据传输效率较高；所述无线传输模块5通过无线网络将监测的室外风速风向数据传输到污染物传播多区域网络模型平台c，结合住宅模型数据库b与围护结构气密性数据库a的数据进行污染物传播多区域网络模型平台c的搭建；所述住宅模型数据库b存储住宅建筑平面布局及相应房间尺寸信息，主要包括建筑各个房间之间的连接关系，各个房间的体积，房间之间的连通通道(如门、窗)以及建筑的朝向等信息，通过该数据库确定污染物传播多区域网络模型平台计算的物理模型，确定建筑平面布局；所述围护结构气密性数据库a存储着对应不同建筑类型下围护结构在不同状态下的气密性值，该值表征建筑围护结构的通风特性，对于门、窗等通道在不同的开启状态下有着不同的数值选取，结合该值的选取以及室外风速风向数据的输入，完成污染物传播多区域网络模型平台计算的数学模型搭建；所述微处理器8在得到不同工况下室内污染物浓度水平值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统，其特征在于，包括风速传感器、风向传感器、无线传输模块、PM2.5传感器、终端、微处理器、人机交互面板以及门窗开关控制模块，所述终端上安装有围护结构气密性数据库、住宅模型数据库和污染物传播多区域网络模型平台，所述住宅模型数据库存储住宅建筑平面布局及相应房间尺寸信息，所述围护结构气密性数据库存储着对应不同建筑类型下围护结构在不同状态下的气密性值；所述风速传感器和风向传感器通过无线传输模块传输室外的风速风向数据至污染物传播多区域网络模型平台；所述PM2.5传感器通过ZigBee通讯协议与微处理器进行通信；所述污染物传播多区域网络模型平台通过调用围护结构气密性数据库、住宅模型数据库和输入的室外风速风向数据，完成数学模型搭建,计算得出通风策略传给微处理器；所述污染物传播多区域网络模型平台对建筑围护结构的门窗开关状态进行排列组合设定计算工况，并将不同工况下室内污染物浓度水平值传送到微处理器内进行比较分析；所述微处理器将通风策略比较出最优组合后，通过人机交互面板发生指令控制门窗开关控制模块；所述门窗开关控制模块执行通风策略，控制住宅各个门窗的启闭。

【技术特征摘要】
1.一种降低厨房污染物水平的自然通风控制系统，其特征在于，包括风速传感器、风向传感器、无线传输模块、PM2.5传感器、终端、微处理器、人机交互面板以及门窗开关控制模块，所述终端上安装有围护结构气密性数据库、住宅模型数据库和污染物传播多区域网络模型平台，所述住宅模型数据库存储住宅建筑平面布局及相应房间尺寸信息，所述围护结构气密性数据库存储着对应不同建筑类型下围护结构在不同状态下的气密性值；所述风速传感器和风向传感器通过无线传输模块传输室外的风速风向数据至污染物传播多区域网络模型平台；所述PM2.5传感器通过ZigBee通讯协议与微处理器进行通信；所述污染物传播多区域网络模型平台通过调用围护结构气密性数据库、住宅模型数据库和输入的室外风速风向数据，完成数学模型搭建,计算得出通风策略传给微处理器；所述污染物传播多区域网络模型平台对建筑围护结构的门窗开关状态进行排列组合设定计算工况，并将不同工况下室内污染物浓度水平值传送到微处理器内进行比较分析；所述微处理器将通风策略比较出最优组合后，通过人机交互面板发生指令控制门窗开关控制模块；所述门窗开关控制模块执行通风策略，控制住宅各个门窗的启闭。2.根据权利要求1所述的降低厨房污染物水平的自然通风控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙正伟，张浩，张明蕊，潘武轩，成雄蕾，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12