一种基于数字孪生技术的人工智能通风系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术的一种基于数字孪生技术的人工智能通风系统及其控制方法，包括监控组件、通风组件以及与用于动态控制的智能系统，所述监控组件和通风组件分别与智能系统相互连接，所述监控组件由三个CO2浓度传感器组成，用于实时监测室内CO2浓度，所述通风组件由空气热交换器、送风机、回风机以及除尘设备组成，用于控制室内气流流通，所述用于动态控制的智能系统主要涉及三个关键步骤监控、预测和控制；本发明专利技术根据监测到室内CO2浓度分布情况，利用人工智能通风系统快速预测室内环境参数的不均匀分布，进行通风速率的调整，在可接受的环境要求范围内尽量减少能耗，实现智能通风系统的动态控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生技术的人工智能通风系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及通风系统相关领域，具体为一种基于数字孪生技术的人工智能通风系统。

技术介绍

[0002]高浓度的室内污染物会导致较差的室内空气质量，对人体健康和生产力产生负面影响。通风系统的重要作用是去除室内污染物，改善室内空气质量，通风系统会通过影响室内气流模式，进一步影响室内污染物的运输和去除效应。从工程应用的范围来看，机械通风系统可以依靠通风机产生的作用力强制室内外气流流通，也可以根据建筑环境提供特定且恒定的通风换气率以改善室内空气质量，是创造舒适和健康的室内环境的理想解决方案。
[0003]机械通风系统的设计通常不是根据动态的室内空气质量水平变化来提供通风率。而在实际建筑中，人员的实际入住以及室内生产活动的动态变化可能导致环境参数分布不均匀、不稳定甚至剧烈变化，容易造成人体舒适性的不稳定和建筑能效的浪费。从室内环境的动志需求和能源效率的角度来看，坚持使用具有足够固定通风率的传统机械通风系统似乎不再经济和合理。为克服这一缺陷，开发一种基于物联网技术的智能动态控制系统对传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的人工智能通风系统，包括进气组件、通风组件、监控组件、排气组件，所述进气组件和排气组件都与所述通风组件相互连接，其特征在于：所述通风组件由空气热交换器(1)、送风机(2)、回风机(3)以及除尘设备(4)组成，所述通风组件由所述送风管与送风散流器(5)相连接，所述通风组件由所述回风管与回风散流器(6)相连接，所述送风散流器(5)位于房间上方，朝向地面；所述回风散流器(6)位于房间上方，朝向回风管道；在所述通风组件内配合使用有阀门组件，所述阀门组件由多个风阀(10)组成，每个所述风阀(10)都与一个所述散流器(5)(6)相对应。2.根据权利要求1所述的智能通风系统，其特征在于，所述监控组件由三个CO2浓度传感器(7)组成，用于实时监测室内CO2浓度。3.根据权利要求1所述的智能通风系统，其特征在于，所述通风组件由空气热交换器、送风机、回风机以及除尘设备组成，用于控制室内气流流通，所述送风机(2)和回风机(3)配备有风机变频器，可对所述送风机(2)和回风机(3)进行变频。4.根据权利要求1所述的智能通风系统，本发明智能系统主要涉及三个关键步骤监控、预测和控制，其特征在于：所述第一步骤监控用于监测CO2浓度传感器中得到的环境参数，并将这些环境参数输入到下一步骤中，所述环境参数为CO2浓度数值；所述第二步骤预测利用基于低维线性通风模型的人工神经网络来快速预测室内污染物浓度；所述智能系统的第三步骤控制通过通风评价指标(E
v
)对预测的室内环境进行评估，判断是否为当前通风策略的最优解，并通过电流信号改变风机的运行参数。5.根据权利要求4所述的智能通风系统，其特征在于，所述通风评价指标为将能源消耗和室内CO2浓度这两个目标汇总并加权而成的一个单一的指数，所述能源消耗由每小时换气率(ACH)来表示，所述室内CO2浓度由平均CO2浓度(C
mean
)来表示。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的一种基于数字孪生技术的人工智能通风系统，其特征在于：包括如下步骤：S1：监测，传感器采集室内CO2浓度分布情况；S2：预测，基于低维线性(Low
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dimensional linear ventilation models，LLVM)通风模型的人工神经网络(Artificial neural network，ANN)来快速预测室内污染物浓度；S3：控制，根据通风评价指标确定最佳通风策略。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙越霞，娄馨元，万梦方，赵雨萱，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：