基于大数据分析的网络式新风系统和调控方法技术方案

基于大数据分析的网络式新风系统和调控方法，由大数据分析网络平台和分散的用户新风系统共同构成室外空气质量的监测网络；其中，在用户新风系统中至少包括在送风通道中设置用于监测进入送风通道的室外空气质量的空气质量监测模块、即做为监测网络的数据采集终端；通过广泛分散的各个用户新风系统形成监控网络，收集各个位置的室外空气质量的变化数据，再将数据汇总之后进行大数据分析，实现对网络内空气质量变化的精确预测，并以预测数据为依据对各个用户新风系统的运行进行优化调节。

【技术实现步骤摘要】
基于大数据分析的网络式新风系统和调控方法
本专利技术涉及新风系统技术，尤其涉及一种基于大数据分析的网络式新风系统和调控方法。
技术介绍
新风系统是由送风系统和排风系统组成的空气处理系统，将室外的新鲜空气源源不断的导入室内并置换室内空气、室内空气通过排风通道排出室外；同时对导入室内的室外空气进行净化，从而使得室内持续获得高品质的洁净空气。现有的新风系统其原理主要是采用多级过滤的方法、还可以加入若干个不同功能的净化模块协同工作，逐渐将空气中的有害成分及可吸入颗粒过滤或清除。新风系统的通常运行方式为24小时自动运行，但是根据用户应用需求和使用习惯的不同也不排除某些新风系统为间歇式运行。现有新风系统的问题在于：1、能耗高，换气量偏低：与开窗自然通风相比，新风系统的换气量仅为开窗自然通风的几分之一甚至十几分之一、且送风需要消耗电能；例如，在气候条件适宜且室外空气质量为优的时间段，新风系统与开窗自然通风相比几乎没有优势；2、智能化程度低：新风系统中的过滤装置是按照最恶劣的室外空气质量设计的，虽然过滤效果好，但是通风阻力很大、且长期使用时更换耗材的频率较高；由于室外空气质量波动较大，一年中不同季节不同日期、一天中不同时间段，室外空气质量的数据均有所不同、有时波动很剧烈，如果新风系统能够避开空气质量较差的时间段、同时尽可能利用空气质量较好的时间段，不仅可以降低过滤器耗材的消耗，也可以为室内提供更多、更优质的新鲜空气；但是现有新风系统的设计中并未考虑这个因素的影响。另外，现有技术中有很多基于大数据分析对空气质量进行预测的人工智能算法，例如中国专利申请号201510626776.9的“一种区域空气PM2.5浓度预测方法”，现有技术中类似的方案很多。此类人工智能算法的共同点是：依据待测区域的空气质量、气象的历史数据和实时数据建立算法规则和模型，并通过计算机进行计算和优化，可以实现对空气质量的预测和分析。需要说明的是，所有网格化的预测算法都是以数据为基础的，监测点的数量和密度是决定预测的网格化精细度的关键因素。现有人工智能算法依赖于公共观测点的监测数据，而由于公共观测点的数量较少，所以不能提供精确到与某栋建筑（经纬度）、某个楼层（高度）相关的局部室外空气质量变化数据，也不能监测相关区域小范围内局部突发的室外空气质量的变化情况；因此现有的空气质量预测系统对各个用户的新风系统的运行策略不能起到精确的指导性作用。
技术实现思路
本专利技术的设计思路是：通过广泛分散的各个用户新风系统形成监控网络，收集各个位置的室外空气质量的变化数据，再将数据汇总之后进行大数据分析，实现对网络内空气质量变化的精确预测，并以预测数据为依据对各个用户新风系统的运行进行优化调节。本专利技术的技术方案是：由大数据分析网络平台和分散的用户新风系统共同构成室外空气质量的监测网络；其中，在用户新风系统中至少包括在送风通道中设置用于监测进入送风通道的室外空气质量的空气质量监测模块、即做为监测网络的数据采集终端；所述的用户新风系统是具有根据室外空气质量的变化进行运行规划和运行调节的功能的新风系统；所述的用户新风系统在运行过程中，将其中的空气质量监测模块监测到的室外空气质量监测数据通过网络发送给大数据分析网络平台；大数据分析网络平台汇总各个用户新风系统的位置坐标和监测数据、进行数据分析处理，进而完成对监测网络中各个位置坐标的室外空气质量的变化趋势的预测；大数据分析网络平台将与各个用户新风系统的位置坐标相关的室外空气质量预测数据发送给各个对应的用户新风系统；然后，各个用户新风系统根据接收到的预测数据对用户新风系统的运行计划进行规划。本专利技术的基于大数据分析的网络式新风系统的调控方法，包括以下步骤：S101、在大数据分析网络平台中，登记各个用户新风系统所在的位置坐标；需要说明的是，所述的位置坐标以安装空气质量监测模块的位置为准，其坐标包括经度、纬度和高度；当用户新风系统中包括多个分散的送风通道和分散安装的空气质量监测模块时，可以分别进行位置坐标的设定；S102、当用户新风系统运行时，空气质量监测模块实时监测进入送风通道的空气质量，并通过网络将监测数据发送给大数据分析网络平台；S103、用户新风系统根据各自的监测数据，对各自系统的运行模式进行实时调节；调节的原则是在满足用户需求的前提下，当室外空气质量较好时增强引进新风换气的运行，当室外空气质量较差时减弱或停止引进新风换气的运行；需要说明的是，通过S103步骤已可以对用户新风系统进行有益的调节，但是存在一定的缺陷、即缺乏“前瞻性”；空气质量监测模块可以在新风系统运行的过程中实时监测当前的室外空气质量，但是却无法判断此时的室外空气质量与一段时间之后的室外空气质量相比是更好还是更差；例如，当前室外PM2.5浓度为100μg/m³，也许一小时之后浓度上升为200μg/m³、或者一小时之后浓度下降为50μg/m³；对于这种变化的趋势，用户新风系统很难做出独立的判断、也就无法实现精确的控制策略；S104、大数据分析网络平台获取各个用户新风系统的空气质量监测数据，将数据汇总后通过人工智能算法对监测网络中各个位置的室外空气质量的变化趋势进行预测分析；S105、大数据分析网络平台通过网络将与各个用户新风系统的位置坐标相关的室外空气质量预测数据发送给各个对应的用户新风系统，用户新风系统以用户需求为基础、结合室外空气质量预测数据，制定系统运行计划，并按照计划运行；制定运行计划的原则是在满足用户需求的前提下，充分利用室外空气质量较好的时间段增强引进新风换气的运行，从而在室外空气质量较差的时间段适当减弱或停止引进新风换气的运行；需要说明的是，S105基于预测分析的调节手段、S103是基于实时数据的调节措施；通常情况下，系统预测的空气质量数据与实时监测的空气质量数据一致或相差较小，此时可按照S105步骤设定的运行计划的执行；但若出现某些特殊情况，则以S103作为备份措施、维持正常运行，例如遇到网络故障无法及时更新数据或局部突发空气污染等导致预测失准的情况等；S106、若由大数据分析网络平台发送的最新的室外空气质量预测数据与之前一段时间的室外空气质量预测数据有差异时，用户新风系统以用户需求为基础、结合最新的室外空气质量预测数据，更新系统运行计划，并按照更新后的计划运行。进一步的，在对空气质量进行预测分析时，不仅要用到历史和实时的空气质量数据，气象因素也是必须考虑的重要因素。由此，大数据分析网络平台的人工智能算法中还需要引用气象数据作为原始数据，通过与气象观测站或气象卫星的联接获取相关数据；相应的在预测结果中，包含了对监测网络中各个位置的气象条件的预测、以及气象条件对室外空气质量的影响。所述的人工智能算法均可采用现有技术，或在现有人工智能算法模型的基础上进行拓展，此处不再赘述。进一步的，用户新风系统在制定运行计划时，首先要考虑用户需求和室外空气质量因素；同时也要考虑到气象条件的影响，例如天气状况、温度、湿度、风向、风速等；这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于大数据分析的网络式新风系统，其特征在于：由大数据分析网络平台(1)和分散的用户新风系统(2)共同构成室外空气质量的监测网络；/n其中，在用户新风系统(2)中至少包括在送风通道(101)中设置用于监测进入送风通道(101)的室外空气质量的空气质量监测模块(105)、即做为监测网络的数据采集终端；/n所述的用户新风系统(2)是具有根据室外空气质量的变化进行运行规划和运行调节的功能的新风系统；/n所述的用户新风系统(2)在运行过程中，将其中的空气质量监测模块(105)监测到的室外空气质量监测数据通过网络发送给大数据分析网络平台(1)；大数据分析网络平台(1)汇总各个用户新风系统(2)的位置坐标和监测数据、进行数据分析处理，进而完成对监测网络中各个位置坐标的室外空气质量的变化趋势的预测；大数据分析网络平台(1)将与各个用户新风系统(2)的位置坐标相关的室外空气质量预测数据发送给各个对应的用户新风系统(2)；然后，各个用户新风系统(2)根据接收到的预测数据对用户新风系统(2)的运行计划进行规划。/n

【技术特征摘要】
1.基于大数据分析的网络式新风系统，其特征在于：由大数据分析网络平台(1)和分散的用户新风系统(2)共同构成室外空气质量的监测网络；
其中，在用户新风系统(2)中至少包括在送风通道(101)中设置用于监测进入送风通道(101)的室外空气质量的空气质量监测模块(105)、即做为监测网络的数据采集终端；
所述的用户新风系统(2)是具有根据室外空气质量的变化进行运行规划和运行调节的功能的新风系统；
所述的用户新风系统(2)在运行过程中，将其中的空气质量监测模块(105)监测到的室外空气质量监测数据通过网络发送给大数据分析网络平台(1)；大数据分析网络平台(1)汇总各个用户新风系统(2)的位置坐标和监测数据、进行数据分析处理，进而完成对监测网络中各个位置坐标的室外空气质量的变化趋势的预测；大数据分析网络平台(1)将与各个用户新风系统(2)的位置坐标相关的室外空气质量预测数据发送给各个对应的用户新风系统(2)；然后，各个用户新风系统(2)根据接收到的预测数据对用户新风系统(2)的运行计划进行规划。


2.基于大数据分析的网络式新风系统的调控方法，其特征在于：包括：大数据分析网络平台(1)和分散的用户新风系统(2)；用户新风系统(2)中至少包括在送风通道(101)中设置用于监测进入送风通道(101)的空气质量的空气质量监测模块(105)；该方法包括以下步骤：
S101、在大数据分析网络平台(1)中，登记各个用户新风系统(2)所在的位置坐标；
S102、当用户新风系统(2)运行时，空气质量监测模块(105)实时监测进入送风通道(101)的空气质量，并通过网络将监测数据发送给大数据分析网络平台(1)；
S103、用户新风系统(2)根据各自的监测数据，对各自系统的运行模式进行实时调节；调节的原则是在满足用户需求的前提下，当室外空气质量较好时增强引进新风换气的运行，当室外空气质量较差时减弱或停止引进新风换气的运行；
S104、大数据分析网络平台(1)获取各个用户新风系统(2)的空气质量监测数据，将数据汇总后通过人工智能算法对监测网络中各个位置的室外空气质量的变化趋势进行预测分析；
S105、大数据分析网络平台(1)通过网络将与各个用户新风系统(2)的位置坐标相关的室外空气质量预测数据发送给各个对应的用户新风系统(2)，用户新风系统(2)以用户需求为基础、结合室外空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰，
申请(专利权)人：南京酷朗电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32