船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法技术方案

本发明专利技术属于海洋工程技术领域，提供一种船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法。本方法通过计算海洋平台各舱室区域的权重系数的方式，确定舱室通风控制优先级，并根据舱室控制优先级调节新风阀开度及各舱室区域送风末端的设计值，从而改变各舱室送风量及送风量中的新风比例。可以解决现有方法存在的成本高、通用性差，灵活性低，无法有效满足舱室多样化差异化通风需求以及无法实现特殊区域需求优先满足等问题。需求优先满足等问题。需求优先满足等问题。

【技术实现步骤摘要】
船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法


[0001]本专利技术涉及海洋工程
，涉及一种船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法。

技术介绍

[0002]船舶及海洋平台作为海上油气资源开发的重要装备，为海上油气生产提供作业平台。然而，海洋平台上聚集的大量的作业人员和设备，需要保证设备的正常运行以及人员的健康生活。通风是保障平台生产生活的必要手段，无论是生产还是生活区都应进行合理的通风，以维持舱室合理温度，保证电仪设备的正常运行；同时也可以控制室内的污染物浓度，提供良好的室内空气质量，保证人员健康。
[0003]舱室环境质量主要通过室内空气质量指标和室内的温度指标来衡量。维持安全健康的舱室环境质量需要设计合理可行的舱室通风管理办法。通常海洋平台中需要通风的区域往往不止有一个，各区域根据其功能不同具有不同的通风需求。且海洋平台部分生产舱室因其特殊的环境需求（如部分工作区散热量大，生活区空气质量要求高等）需要被重点关注，海洋平台上的机械通风系统可以为主工作区的发电柴油机等设备的燃烧提供所需的室外新鲜空气，并将运行设备散发的热量排到室外，同时为工作人员提供舒适的工作和生活环境，因此可以通过设计合理的通风方案，满足各区域的不同通风需求，保障平台的正常生产生活。
[0004]对于现有通风方法，同时满足所有舱室的需求非常困难。通常是通过通风系统对舱室内的空气流量、温度、压力等参数的监测实现空调系统的流量、压差等的自动控制，但是此种方法依赖于风机、压差变送器、PLC控制器等硬件措施，同时还需要操作人员手动操作，对于需要多舱室通风的海洋平台来说十分不便；此外还有根据海洋平台各舱室的类型选择通风方式和风机类型的方法，而此种方法需要考虑舱室的具体情况，对舱室进行具体的热力学建模以选择特定的通风系统，实施时十分繁琐，且不具有通用性。对于通风区需求特殊的区域， 主要采用典型区域风量计算的方法，但是该方法需要确定换气次数，余湿余热等参数，以及考虑风机的备用原则，还需要风机的设计厂家选型取整，设计方法繁琐，且缺乏准确性，对于突发情况也不能够及时调整方案以处理。
[0005]综上，现有方法存在着成本高、通用性差，灵活性低，无法有效满足舱室通风需求多样化以及无法实现特殊区域需求优先满足等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决以上技术问题，提供一种船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法，基于各舱室的控制需要，更合理的控制各舱室通风，降低预制式舱室通风系统的控制成本。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法，所述通风系统包括空
气处理机和安装在每个有用风需求的舱室内的变风量末端，所述空气处理机包括新风阀，每个舱室内末端均包括一个送风箱，所述控制方法包括以下步骤：定义舱室中需经过通风进行处理的重要性因素：u＝{f1，f2, ...,, ...,f
N
}，其中，表示舱室的重要性因素；定义模糊判断矩阵A=(a
ij
)
N
×
N
，矩阵中元素a
ij
表示一个重要性因素f
i
相对于另一个重要性因素f
j
的重要性程度，0.1<a
ij
<0.9，且，为舱室数量；基于模糊判断矩阵A，计算各舱室重要性因素的权重系数：；；其中：是一个向量，是向量中的元素，表示各舱室的重要性因素权重系数；模糊判断矩阵A的特征矩阵W为：；其中：表示矩阵A的特征矩阵；是矩阵中的元素，表示因素f
i
相对于因素f
j
的特征系数；定义矩阵A和W的一致性指数：；基于上述推导，对矩阵A和W进行一致性推导，判断矩阵A和W的一致性是否满足设计要求，若不满足设计要求，则重新设计新的模糊判断矩阵A并计算其特征矩阵W，计算更新后判断矩阵A和其特征矩阵W的一致性，直至满足设计要求，最终获得各舱室区域的重要性因素的权重系数：；基于获得的各舱室区域的权重系数，确定舱室通风控制优先级，并根据舱室控制优先级调节新风阀开度和各舱室区域末端送风向的设计风量值，改变各舱室送风量及送风量中的新风比例。
[0008]本专利技术一些实施例中，进一步包括以下步骤：确定舱室在时刻的温度的控制范围：；，其中为舱室数量，为舱室温度最小值，为舱室温度最大值；确定舱室在时刻的空气质量控制范围：；，其中为舱室数量，为舱室i要求的有害气体浓度最大值。
[0009]本专利技术一些实施例中，进一步包括以下步骤：定义各舱室温度指标和空气质量指标控制优先级，因此有：定义各舱室温度指标和空气质量指标控制优先级，因此有：其中，表示各舱室温度指标重要性系数权重向量，表示各舱室空气质量指标
重要权重性系数向量，其中表示舱室温度指标重要性权重系数，示舱室空气质量指标的重要性权重系数；；根据温度指标重要性权重系数和空气质量重要性权重系数对舱室温度和舱室空气质量进行控制。
[0010]本专利技术一些实施例中，更新权重，并获得最终各舱室区域的重要性系数的方法包括：确定一致性推导的可接受阈值，若一致性推导值大于该阈值，则重新设计模糊判断矩阵A中的权重，并重复计算以得到各舱室区域的重要性系数；若一致性推导值小于阈值表示可以接受当前得到的重要性系数，则采用计算获得的各舱室区域的重要性系数控制各舱室通风。
[0011]本专利技术一些实施例中，进一步包括以下步骤：各舱室温度变化表示为：；其中：C
iρ
是舱室i的空气热容，T
i,t+1
是下一时刻t+1的室内温度，R
ij
和R
oi
表示相邻舱室之间的热阻以及舱室i和室外之间的热阻，
Ω
i
是与舱室i在空间上相邻的其他舱室的集合，是舱室i的变风量末端中送风箱的设计风量值，决定舱室i的实际送风量；T
j,t
是相邻舱室j的温度，T
o,t
是t时刻的室外空气温度，T
c
是空气处理机组的设定温度，c
p
是空气的比热，Q
i,t
是舱室i中居住者或电气设备产生的热增益，Δt是采样时间间隔；各舱室污染物浓度变化表示为：；其中：V
i,t+1
是t+1时刻的气体污染物浓度，N
i,t
是时刻t舱室i中的人员数量，V
g
是气体污染物人均生成率，V
mix,t
是t时刻处混合空气的污染物浓度，可表示为：；其中：V
o,t
是t时刻的污染物的室外浓度，d
t
表示供风量中的新风比，用于调整各区域风量中新风的具体比例；将每个舱室的分风阀定义为一个风阀智能体，为每个风阀智能体定义智能体控制动作a，智能体观测状态s以及智能体奖励r，及智能体控制目标为：最大化总收益；其中，表示舱室i对应的风阀智能体的奖励；智能体观测状态：；智能体控制动作：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法，其特征在于，所述通风系统包括空气处理机和安装在每个有用风需求的舱室内的变风量末端，所述空气处理机包括新风阀，每个舱室内末端均包括一个送风箱，所述控制方法包括以下步骤：定义舱室中需经过通风进行处理的重要性因素：u＝{f1，f2, ...,, ...,f
N
}，其中，表示舱室的重要性因素；定义模糊判断矩阵A=(a
ij
)
N
×
N
，矩阵中元素a
ij
表示一个重要性因素f
i
相对于另一个重要性因素f
j
的重要性程度，0.1<a
ij
<0.9，且，为舱室数量；基于模糊判断矩阵A，计算各舱室重要性因素的权重系数：；；其中：是一个向量，是向量中的元素，表示各舱室的重要性因素权重系数；模糊判断矩阵A的特征矩阵W为：；其中：表示矩阵A的特征矩阵；是矩阵中的元素，表示因素f
i
相对于因素f
j
的特征系数；定义矩阵A和W的一致性指数：；基于上述推导，对矩阵A和W进行一致性推导，判断矩阵A和W的一致性是否满足设计要求，若不满足设计要求，则重新设计新的模糊判断矩阵A并计算其特征矩阵W，计算更新后判断矩阵A和其特征矩阵W的一致性，直至满足设计要求，最终获得各舱室区域的重要性因素的权重系数：；基于获得的各舱室区域的权重系数，确定舱室通风控制优先级，并根据舱室控制优先级调节新风阀开度和各舱室末端送风箱风量设计值，改变各舱室送风量及送风量中的新风比例。2.如权利要求1所述的船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：确定舱室在时刻的温度的控制范围：；，其中为舱室数量，为舱室温度最小值，为舱室温度最大值；确定舱室在时刻的空气质量控制范围：；，其中为舱室数量，为舱室i要求的有害气体浓度最大值。3.如权利要求1或2中任意一项所述的船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：定义各舱室温度指标和空气质量指标控制优先级，因此有：
其中，表示各舱室温度指标重要性系数权重向量，表示各舱室空气质量指标重要权重性系数向量，其中表示舱室温度指标重要性权重系数，示舱室空气质量指标的重要性权重系数；；根据温度指标重要性权重系数和空气质量重要性权重系数对舱室温度和舱室空气质量进行控制。4.如权利要求1所述的船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法，其特征在于，更新权重，并获得最终各舱室区域的重要性系数的方法包括：确定一致性推导的可接受阈值，若一致性推导值大于该阈值，则重新设计模糊判断矩阵A中的权重，并重复计算以得到各舱室区域的重要性系数；若一致性推导值小于阈值表示可以接受当前得到的重要性系数，则采用计算获得的各舱室区域的重要性系数控制各舱室通风。5.如权利要求3所述的船舶或海洋平台用预制式舱室通风系统通风控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：各舱室温度变化表示为：；其中：C
iρ
是舱室i的空气热容，T
i,t+1
是下一时刻t+1的室内温度，R
ij
和R...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔璨，王树青，薛璟，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：