本发明专利技术公开了一种教室环境控制装置及方法，该装置包括：计算流体动力学模型、PLC控制器、新风机、空调器和传感器组；所述传感器组用于获取教室内的环境参数；所述计算流体动力学模型用于根据所述环境参数计算得到教室内的温度场和速度场；基于所述温度场和所述速度场，在所述PLC内设定预设条件；在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC控制器开启或者关闭所述新风机和所述空调器。本发明专利技术通过建立计算流体动力学模型对教室内的环境进行模拟，以计算流体动力学模型得到的温度场和速度场，参考温度场和速度场，设定预设条件，根据预设条件对教室内环境进行动态控制，不仅能提供一个舒适的环境，还能节省能源。还能节省能源。还能节省能源。
【技术实现步骤摘要】
一种教室环境控制装置及方法
[0001]本专利技术属于环境控制
，具体涉及一种教室环境装置及方法。
技术介绍
[0002]教室作为人员密度较大、停留时间较长的公共空间区域，其空气质量保障、温度调节、体感温度控制难以实现，在现有技术中，当教室温度与人体温度不匹配时，只能通过手动打开新风机、空调器或吊顶风扇，使用不方便；再或者，对于一些新风机、空调器、吊顶风扇由后台系统统一开启或者关闭的教室来说，无法实现动态控制，不但浪费资源，不利于节能减排，而且还不能确保教室处于适宜的环境。
技术实现思路
[0003]为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供了一种教室环境控制装置及方法，其能实现教室环境的动态控制。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：
[0005]一种教室环境控制装置，包括：计算流体动力学模型、PLC控制器、新风机和空调器；
[0006]所述传感器组用于获取教室内的环境参数；
[0007]所述计算流体动力学模型用于根据所述环境参数计算得到教室内的温度场和速度场；
[0008]基于所述温度场和所述速度场，在所述PLC内设定预设条件；
[0009]在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC控制器开启或者关闭所述新风机和所述空调器。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述新风机设置有等比例调节型电动二通阀和无级调速风机；在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC通过控制等比例调节型电动二通阀的开度对所述新风机的风量进行控制、或/和控制所述无级调速风机对所述新风机进行调速；
[0011]所述空调器设置有等比例调节型电动二通阀，在所述环境参数不满足预设条件时，所述 PLC通过控制等比例调节型电动二通阀的开度对所述空调器的风量进行控制、或/和控制所述无级调速风机对所述空调器进行调速。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，本专利技术还包括：风扇，所述风扇设置有调速控制箱；
[0013]在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC通过控制调速控制箱对所述风扇的风速进行控制。
[0014]此外，本专利技术还提供了一种教室环境控制方法，包括步骤：
[0015]建立计算流体动力学模型；
[0016]获取教室内的边界条件；
[0017]将所述边界条件输入至所述计算流体动力学模型，计算得到教室内的温度场和速度场；
[0018]基于所述温度场和所述速度场，设定教室内环境参数；
[0019]获取教室内的环境参数；
[0020]在所述环境参数不满足预设条件时，对教室内的空调器、新风机和风扇进行控制。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述边界条件包括：外墙条件、人体条件和灯光条件，所述获取教室内的边界条件的步骤，包括如下步骤：
[0022]在教室设计图纸中获取教室内的所述外墙条件和所述灯光条件；
[0023]在教室内设置图像识别人数计数摄像机，获取教室内的人体条件。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，所述将所述边界条件输入至所述计算流体动力学模型的步骤，包括如下步骤：
[0025]将所述外墙条件简化为平板热源输入至所述计算流体动力学模型中；
[0026]将所述人体条件、所述灯光条件简化为体热源输入至所述计算流体动力学模型中。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，所述边界条件包括：新风机条件、空调器条件，所述新风机条件包括：新风机的安装信息、新风机的回风温度和新风机的送风温度；所述空调器条件包括：空调器的安装信息、空调器的回风温度；所述获取教室内的边界条件的步骤，包括如下步骤：
[0028]根据教室设计图纸获取所述新风机安装信息和所述空调器安装信息；
[0029]在新风机的回风口设置回风温度传感器，实时获取所述新风机的回风温度，在新风机的送风口设置送风温度传感器，实时获取所述新风机的送风温度。
[0030]作为本专利技术的进一步改进，所述边界条件包括：风扇条件，所述风扇条件包括：风扇安装信息和风扇运行风速；所述获取教室内的边界条件的步骤，包括如下步骤：
[0031]根据教室设计图纸获取所述风扇安装信息，根据风扇的调速测试箱获取所述风扇运行风速。
[0032]作为本专利技术的进一步改进，所述在所述环境参数不满足设计条件时，对教室内的空调器、新风机和风扇进行控制的步骤，包括如下步骤：
[0033]在所述环境参数不满足设计条件时，通过控制等比例调节型电动二通阀的开度对所述新风机的风量进行控制、或/和控制所述无级调速风机对所述新风机进行调速；
[0034]所述空调器设置有等比例调节型电动二通阀，在所述温度场、或/和所述速度场不满足设计条件时，控制等比例调节型电动二通阀的开度对所述空调器的风量进行控制、或/和控制所述无级调速风机对所述空调器进行调速。
[0035]作为本专利技术的进一步改进，所述在所述环境参数不满足设计条件时，对教室内的空调器、新风机和风扇进行控制的步骤，包括如下步骤：
[0036]在所述环境参数不满足设计条件时，控制调速控制箱对所述风扇的风速进行控制。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：首先建立计算流体动力学模型对教室内的环境进行模拟，计算流体动力学模型对于建筑空调系统的气流组织以及人体热舒适性方面具有快速、廉价、直观、易于模拟真实条件的优点，为教室环境的动态控制提供强有力的依据，其次，以计算流体动力学模型得到的温度场和速度场，参考温度场和速度场，设定预设条件，在该预设条件下，教室内的环境能保持在舒适且节能的水平下，实时获取教室
内的环境参数，并将环境参数与预设条件进行比较，在不满足要求的情况下，对教室内的空调器、新风机和风扇进行控制，实现教室环境的动态控制，不仅能提供一个舒适的环境，还能节省能源。
附图说明
[0038]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
[0039]图1为实施例一所述教室环境控制装置的结构示意图；
[0040]图2为实施例二所述教室环境控制方法的流程图；
[0041]图3为实施例二所述计算流体动力学模型的示意图；
[0042]图4为实施例二所述计算流体动力学模型经过网格划分后的示意图；
[0043]图5为实施例二的室内1.1m高度温度场；
[0044]图6为实施例二的室内1.1m高度速度场；
[0045]图7为实施例二的室内1.1m高度PMV分布；
[0046]图8为实施例二的室内1.1m高度PPD分布；
[0047]图9为实施例三的室内1.1m高度温度场；
[0048]图10为实施例三的室内1.1m高度速度场；
[0049]图11为实施例三的室内1.1m高度PMV分布；
[0050]图12为实施例三的室内1.1m高度PPD分布；
[0051]图13为实施例四的室内1.1m高度温度场；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种教室环境控制装置，其特征在于，包括：计算流体动力学模型、PLC控制器、新风机、空调器和传感器组；所述传感器组用于获取教室内的环境参数；所述计算流体动力学模型用于根据所述环境参数计算得到教室内的温度场和速度场；基于所述温度场和所述速度场，在所述PLC内设定预设条件；在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC控制器开启或者关闭所述新风机和所述空调器。2.根据权利要求1所述的教室环境控制装置，其特征在于，所述新风机设置有等比例调节型电动二通阀和无级调速风机；在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC通过控制等比例调节型电动二通阀的开度对所述新风机的风量进行控制、或/和控制所述无级调速风机对所述新风机进行调速；所述空调器设置有等比例调节型电动二通阀，在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC通过控制等比例调节型电动二通阀的开度对所述空调器的风量进行控制、或/和控制所述无级调速风机对所述空调器进行调速。3.根据权利要求1所述的教室环境控制装置，其特征在于，还包括：风扇，所述风扇设置有调速控制箱；在所述环境参数不满足预设条件时，所述PLC通过控制调速控制箱对所述风扇的风速进行控制。4.一种教室环境控制方法，其特征在于，包括步骤：建立计算流体动力学模型；获取教室内的边界条件；将所述边界条件输入至所述计算流体动力学模型，计算得到教室内的温度场和速度场；基于所述温度场和所述速度场，设定预设条件；实时获取教室内的环境参数；在所述环境参数不满足预设条件时，对教室内的空调器、新风机和风扇进行控制。5.根据权利要求4所述的教室环境控制方法，其特征在于，所述边界条件包括：外墙条件、人体条件和灯光条件，所述获取教室内的边界条件的步骤，包括如下步骤：在教室设计图纸中获取教室内的所述外墙条件和所述灯光条件；在教室内设置图像识别人数计数摄像机，获取教室内的人体条件。6.根据权利要求5所述的教室环境控制方法，其特征在于，所述将所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘定华，刘浩君，
申请(专利权)人：广州市昊铭机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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