一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法

【技术实现步骤摘要】
一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及通风管道
，特别涉及一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法
、
系统及介质
。

技术介绍

[0002]在建筑环境中，通风管道是各种室内场所暖通空调系统中的重要组成部分，负责将温度适宜的空气输送到各个区域或者将污染过的空气排出室外，有利保障了室内人员的热舒适性
。
然而，室外或室内产生的微小颗粒物在风道系统长期统循环会在多种因素作用下沉积在风道系统中，颗粒物在通风管道中大量沉积会导致室内空气清洁度降低
、
送风阻力增加而加大能源消耗
、
细菌在风道内滋生加剧疾病传播风险等问题
。
已有研究指出，许多与人类健康相关的问题都是由通风管道的污染引起的
。
为此，需要对风道系统中的颗粒物沉积量进行检测
。
但是，微小颗粒物在通风管道中的沉积是一个漫长且复杂的过程，加上所处环境的差异，导致风道系统的实际污染程度达到需要清理的时间难以确定
。
现有的资料中仅是对简单的风道模型
(
风道系统的局部结构
)
进行了评估和预测，没有提出风道系统整体的预测方法
。
对于通风管道系统壁面积尘量总体的预测仍然是一个亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是，针对上述
技术介绍
中存在的不足，提供一种能够根据建筑实际所处的环境制定明确通风管道系统清理周期的方案
。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法，包括：
[0005]S1
，根据风道结构形式
、
颗粒物和风道材料属性及对应的空气条件，结合试验数据与仿真计算建立各种形式风道内颗粒物沉积速度数据库；
[0006]S2
，根据人工输入或自动计算的每段风道相关的参数，将输入的参数与数据库中的参数进行比较，通过插值确定在某一预设条件下的颗粒物沉降速度；
[0007]S3
，根据不同形式风道段内的空气阻力系数计算每段风道空气流速；
[0008]S4
，对每段风道及整个风道内颗粒物沉积量进行预测，依据
S2、S3
获取的参数，结合风道工作时长计算出风道内颗粒物沉积总量及每段风道内的颗粒物局部沉积量；
[0009]S5
，根据人工输入的实际颗粒物沉积量进行系数修正，逐渐适应实际场景
。
[0010]进一步地，
S1
中通过流体力学计算软件计算出不同风道形式在各种条件下颗粒物沉降的速度
V
d
，所涉及的参数包括风道结构参数
G、
表面粗糙度
Ra、
风道空气流速
u、
颗粒物密度
ρ
、
颗粒物浓度
c、
粒径分布
d
p
、
温度
T
和湿度
RH
等参数，获得理论沉降速度
V
d
的数据库，
V
d
与其它参数之间的关系写成以下形式：
[0011]V
d
＝
V
d
(c,
ρ
,d
p
,u,T,RH,G,Ra,
…
)。
[0012]进一步地，颗粒物密度
ρ
能够通过采样的方式进行精确检测，颗粒物浓度
c
和粒径分布
d
p
能够通过对应的传感器获取实时参数，风道空气流速
u、
环境温度
T
和湿度
RH
能够通
过对应的传感器获取实时参数，风道结构参数
G、
表面粗糙度
Ra
根据风道的实际设计参数确定
。
[0013]进一步地，
S3
中局部风道结构的阻力系数通过检索获得，根据每段风道的阻力系数计算出每段的风量衰减量，从而计算出不同形式风道的风道空气流速，每段风道空气流速
u
＝风量
/
风道截面面积
。
[0014]进一步地，
S3
中还能够通过试验测量数据定义实际的风道空气流速和风量，当实际测量数据与理论计算的相对误差超过预设值时，自动修正风量损失修正系数以匹配实际风道内的风量衰减特性
。
[0015]进一步地，
S4
中局部沉积量
J
i
表示某段风道内单位时间内沉积的颗粒物质量，
J
i
＝
γ
i
×
V
di
×
c
i
，
c
i
表示流经该段风道的时均颗粒物浓度，
V
di
表示在该预设条件下颗粒物对应的沉积速度，
γ
i
表示沉积速度
V
di
的修正系数
。
[0016]进一步地，
S4
中风道内颗粒物沉积总量为
J
s
，时间周期
t
内风道内颗粒物沉积总量
J
s
通过
J
s
＝
J
i
×
t
计算
。
[0017]进一步地，
S5
中能够通过试验测量每段风道或者某段风道内在一段时间的颗粒物累积量，将测量值与预测值进行对比，当测量值与预测值的相对误差超过一定阈值时，修正沉积速度对应的修正系数
。
[0018]本专利技术还提供了一种通风管道系统壁面积尘量实时预测系统，采用如前所述的方法，包括颗粒物沉积速度数据库模块
、
流速计算模块
、
颗粒物沉积量计算模块；
[0019]所述颗粒物沉积速度数据库模块结合试验数据和仿真计算建立，基于风道结构参数
G、
表面粗糙度
Ra、
风道空气流速
u、
颗粒物密度
ρ
、
颗粒物浓度
c、
粒径分布
d
p
、
温度
T
和湿度
RH
等参数对颗粒物的沉降速度的影响，用于确定在某一预设条件下的颗粒物沉降速度；
[0020]所述流速计算模块用于根据每段风道阻力系数计算出每段的风量衰减量，进而计算出不同形式风道的风道空气流速；
[0021]所述颗粒物沉积量计算模块基于所述颗粒物沉积速度数据库模块
、
所述流速计算模块得到的参数，结合风道工作时长计算出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法，其特征在于，包括：
S1
，根据风道结构形式
、
颗粒物和风道材料属性及对应的空气条件，结合试验数据与仿真计算建立各种形式风道内颗粒物沉积速度数据库；
S2
，根据人工输入或自动计算的每段风道相关的参数，将输入的参数与数据库中的参数进行比较，通过插值确定在某一预设条件下的颗粒物沉降速度；
S3
，根据不同形式风道段内的空气阻力系数计算每段风道空气流速；
S4
，对每段风道及整个风道内颗粒物沉积量进行预测，依据
S2、S3
获取的参数，结合风道工作时长计算出风道内颗粒物沉积总量及每段风道内的颗粒物局部沉积量；
S5
，根据人工输入的实际颗粒物沉积量进行系数修正，逐渐适应实际场景
。2.
根据权利要求1所述的一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法，其特征在于，
S1
中通过流体力学计算软件计算出不同风道形式在各种条件下颗粒物沉降的速度
V
d
，所涉及的参数包括风道结构参数
G、
表面粗糙度
Ra、
风道空气流速
u、
颗粒物密度
ρ
、
颗粒物浓度
c、
粒径分布
d
p
、
温度
T
和湿度
RH
，获得理论沉降速度
V
d
的数据库，
V
d
与其它参数之间的关系写成以下形式：
V
d
＝
V
d
(c,
ρ
,d
p
,u,T,RH,G,Ra,
…
)。3.
根据权利要求2所述的一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法，其特征在于，颗粒物密度
ρ
能够通过采样的方式进行精确检测，颗粒物浓度
c
和粒径分布
d
p
能够通过对应的传感器获取实时参数，风道空气流速
u、
环境温度
T
和湿度
RH
能够通过对应的传感器获取实时参数，风道结构参数
G、
表面粗糙度
Ra
根据风道的实际设计参数确定
。4.
根据权利要求3所述的一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法，其特征在于，
S3
中局部风道结构的阻力系数通过检索获得，根据每段风道的阻力系数计算出每段的风量衰减量，从而计算出不同形式风道的风道空气流速，每段风道空气流速
u
＝风量
/
风道截面面积
。5.
根据权利要求4所述的一种通风管道系统壁面积尘量实时预测方法，其特征在于，
S3

【专利技术属性】
技术研发人员：伍钒，余超，彭勇，杨明智，余简慈，周帅雄，徐任泽，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：