一種建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法
【專利摘要】一種建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法，包括以下步驟：（1）在夜間，測量室內(nèi)溫度Tin和室外溫度Tout，當(dāng)室內(nèi)外溫差大于設(shè)定值ε，啟動風(fēng)機；（2）在風(fēng)機換氣次數(shù)L1、通風(fēng)時間t1下，測量排風(fēng)溫度T1；在風(fēng)機換氣次數(shù)L2、通風(fēng)時間t2下，測量排風(fēng)溫度T2；（3）根據(jù)L1、t1、T1、L2、t2、T2擬合出函數(shù)T=f1(L，t)；（4）擬合出函數(shù)Qf=f2（L，t）；（5）對風(fēng)機能耗Qf進行尋優(yōu)，得出最佳換氣次數(shù)Ls和最佳通風(fēng)時間ts；（6）計算通風(fēng)能效比ξ，如果通風(fēng)能效比ξ>COP，則風(fēng)機按照最佳換氣次數(shù)Ls和最佳通風(fēng)時間ts運行；否則，風(fēng)機不開啟。本發(fā)明方法能起到很好的降溫效果，能有效減少空調(diào)能耗。
【專利說明】
-種建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，公共建筑能耗中空調(diào)能耗 比例逐年升高。雖然夜間公共建筑的空調(diào)系統(tǒng)處于停止運行階段，但是白天蓄熱的墻體W 及公共建筑里面的散熱設(shè)備在晚上會不斷釋放熱量，運勢必會成為白天公共建筑的一部分 冷負荷。
[0003] 廣大的北方地區(qū)W及一些夏熱冬冷地區(qū)，夏季夜間室外溫度相對白天較低，從而 導(dǎo)致日較差較大，特別是像內(nèi)蒙古和新疆等北方地區(qū)，有時平均最高溫差可達13-15°c，夜 間通風(fēng)可達到很好的降溫效果。夜間通風(fēng)可W降低白天室內(nèi)的空氣溫度，在滿足人體熱舒 適的前提下，推遲空調(diào)的開啟時間，從而降低白天空調(diào)器的運行能耗，起到移峰填谷的作 用。近些年來，隨著國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，建筑節(jié)能越來越受到人們的關(guān)注。關(guān)于利用夜 間通風(fēng)來降低建筑能耗的研究發(fā)展迅速。
[0004] CN102024080A公開了一種建筑物夜間通風(fēng)降溫設(shè)計的簡化計算方法，但是該方法 只給出了自然通風(fēng)的通風(fēng)計算方法。并沒有給出機械通風(fēng)下的最佳通風(fēng)量和通風(fēng)時間的計 算方法，并不能有效控制夜間建筑的通風(fēng)時間與方式，起不到很好的降溫效果，對減少空調(diào) 能耗效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種能起到很好 的降溫效果，從而能有效減少空調(diào)能耗的建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法，包 括W下步驟：
[0007] (1)在夜間，測量室內(nèi)溫度Tin和室外溫度Tout,當(dāng)室內(nèi)外溫差大于設(shè)定值e時，啟動 風(fēng)機；
[000引（2)在風(fēng)機換氣次數(shù)^、通風(fēng)時間ti下，測量建筑內(nèi)室溫即排風(fēng)溫度Tl;在風(fēng)機換氣 次數(shù)L2、通風(fēng)時間t2下，巧慢建筑內(nèi)室溫即排風(fēng)溫度T2;
[0009] (3)根據(jù)風(fēng)機換氣次數(shù)Li、通風(fēng)時間ti、排風(fēng)溫度Tl、風(fēng)機換氣次數(shù)L2、通風(fēng)時間t2、 排風(fēng)溫度T2擬合出函數(shù)T = fi化，t )，L表示換氣次數(shù)，t表示通風(fēng)時間，T表示排風(fēng)溫度；
[0010] (4)根據(jù)廠家給出的風(fēng)機性能曲線，擬合出函數(shù)Qf = f2化，t)，L表示換氣次數(shù)，t表 示通風(fēng)時間，Qf表示風(fēng)機能耗；
[0011] (5)對風(fēng)機能耗Qf進行尋優(yōu)，得出最佳換氣次數(shù)Ls和最佳通風(fēng)時間ts;
[001^ (6)計算通風(fēng)能效比I
妻中Qf表示風(fēng)機能耗，Q表示室內(nèi)余熱，將通風(fēng)能效 比C與室內(nèi)空調(diào)機組的COP進行比較，如果通風(fēng)能效比。C0P，則風(fēng)機按照最佳換氣次數(shù)Ls和 最佳通風(fēng)時間ts運行；否則，風(fēng)機不開啟。
[0013] 進一步，步驟(3)中，所述擬合為對數(shù)擬合，擬合出的函數(shù)T = fi化，t)為對數(shù)函數(shù)， 擬合方法如下：
[0014] T = alnt+b 式 1 [001 引 a = clnL+d 式 2
[0016] b = elnL+f 式 3
[0017] T= (clnL+d)lnt+elnL+f 式 4
[0018] 所述式1、式2、式3、式4中，a、b、c、d、e、f都是待定的系數(shù)，由擬合得出；
[0019] 根據(jù)式1擬合出系數(shù)a、b;再根據(jù)式2和式3分別擬合出系數(shù)c、d和系數(shù)e、f;最后根 據(jù)式4整合出T = fi化，t)的公式。
[0020] 進一步，步驟(3)中，所述擬合為指數(shù)擬合，擬合出的函數(shù)T = fi化，t)為指數(shù)函數(shù)， 擬合方法如下：
[0021] T = gth 式 5
[0022] 邑=iLj 式 6
[002；3] h =化 1 式 7
[0024]
式 S
[0025] 所述式5、式6、式7、式8中，g、h、i、j、k、l都是待定的系數(shù)，由擬合得出；
[0026] 根據(jù)式5擬合出系數(shù)g、h;再根據(jù)式6和式7分別擬合出系數(shù)i、j和系數(shù)k、l;最后根 據(jù)式8整合出T = fi化，t)的公式。
[0027] 進一步，步驟(4)中，擬合出函數(shù)Qf = f2(L，t)的方法如下：
[002引根據(jù)廠家給出的風(fēng)機性能曲線，擬合出風(fēng)壓Ap，Ap=mL2+化+0，m、n、o均為系數(shù)， 又根據(jù)Qf = Ap X L X t/ri，最終得到函數(shù)Qf = f 2化，t )，其中Tl表示風(fēng)機效率，L表示換氣次數(shù)， t表示通風(fēng)時間。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下:方法簡單，便于實現(xiàn)，通過對建筑夜間通風(fēng) 的優(yōu)化，能夠起到很好的降溫效果，從而能有效減少空調(diào)能耗;將本發(fā)明方法寫成最優(yōu)解的 求解程序，將最優(yōu)解的求解程序?qū)懭氲酵L(fēng)控制器中，就能實現(xiàn)建筑物室內(nèi)夜間通風(fēng)時間 與方式的自動控制，達到最大限度節(jié)能降耗的目的。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0032] 實施例1
[0033] 本實施例包括W下步驟：
[0034] (1)在夜間，測量室內(nèi)溫度Tin和室外溫度Tout,當(dāng)室內(nèi)外溫差大于設(shè)定值e時，啟動 風(fēng)機；
[0035] (2)在風(fēng)機換氣次數(shù)^、通風(fēng)時間ti下，測量建筑內(nèi)室溫即排風(fēng)溫度Tl;在風(fēng)機換氣 次數(shù)L2、通風(fēng)時間t2下，測量建筑內(nèi)室溫即排風(fēng)溫度T2;機械通風(fēng)條件下，排風(fēng)溫度T與通風(fēng) 時間t、換氣次數(shù)L服從一定的函數(shù)關(guān)系；
[0036] (3)根據(jù)風(fēng)機換氣次數(shù)b、通風(fēng)時間ti、排風(fēng)溫度Ti、風(fēng)機換氣次數(shù)L2、通風(fēng)時間t2、 排風(fēng)溫度T2擬合出函數(shù)T = fi化，t )，L表示換氣次數(shù)，t表示通風(fēng)時間，T表示排風(fēng)溫度；
[0037] 所述擬合為對數(shù)擬合，擬合出的函數(shù)T = fi化，t)為對數(shù)函數(shù)，擬合方法如下：
[003引 T = alnt+b 式 1
[0039] a = clnL+d 式 2
[0040] b = elnL+f 式 3
[0041] T= (clnL+d)lnt+elnL+f 式 4
[0042] 式1、式2、式3、式4中，a、b、c、d、e、f都是待定的系數(shù)，由擬合得出；
[0043] 根據(jù)式1擬合出系數(shù)a、b;再根據(jù)式2和式3分別擬合出系數(shù)c、d和系數(shù)e、f;最后根 據(jù)式4整合出T = fi化，t)的公式；
[0044] (4)根據(jù)廠家給出的風(fēng)機性能曲線，擬合出函數(shù)Qf = f2化，t)，L表示換氣次數(shù)，t表 示通風(fēng)時間，Qf表示風(fēng)機能耗；
[0045] 擬合出函數(shù)Qf = f2(L，t)的方法如下：
[0046] 根據(jù)廠家給出的風(fēng)機性能曲線，擬合出風(fēng)壓Ap，Ap=mL2+化+0，m、n、o均為系數(shù)， 又根據(jù)Qf = Ap X L X t/ri，最終得到函數(shù)Qf = f 2化，t )，其中Tl表示風(fēng)機效率，L表示換氣次數(shù)， t表示通風(fēng)時間；
[0047] (5)利用一維尋優(yōu)法對風(fēng)機能耗Qf進行尋優(yōu)，得出最佳換氣次數(shù)Ls和最佳通風(fēng)時間
ts；
[004引（6)計算通風(fēng)能效比C 其中Qf表示風(fēng)機能耗，Q表示室內(nèi)余熱，將通風(fēng)能效 比C與室內(nèi)空調(diào)機組的COP(空調(diào)能效比）進行比較，如果通風(fēng)能效比。C0P，則風(fēng)機按照最佳 換氣次數(shù)Ls和最佳通風(fēng)時間ts運行;否則，風(fēng)機不開啟。
[0049] 將步驟（1)-(6)編寫成最優(yōu)解的求解程序，將最優(yōu)解的求解程序?qū)懭氲酵L(fēng)控制 器中，通過溫度傳感器實時測量排風(fēng)溫度T，實現(xiàn)對室內(nèi)夜間通風(fēng)時間與方式的自動控制， 達到最大限度節(jié)能降耗的目的。
[00加]實施例2
[0051]本實施例與實施例1的區(qū)別僅在于:步驟(3)中，所述擬合為指數(shù)擬合;擬合出的函 數(shù)T = fi(L，t)為指數(shù)函數(shù)，擬合方法如下：
[0化2] T = gth 式 5
[0化3]邑=iLj 式6
[0化4] h =化1 式7
[0化引 7'二UJxl扣 式8
[0056] 式5、式6、式7、式8中，g、h、i、j、k、l都是待定的系數(shù)，由擬合得出；
[0057] 根據(jù)式5擬合出系數(shù)g、h;再根據(jù)式6和式7分別擬合出系數(shù)i、j和系數(shù)k、l;最后根 據(jù)式8整合出T = fi化，t)的公式。
[005引其余同實施例1。
[0059] 參照圖1，本發(fā)明方法的具體流程如下：
[0060] 步驟Ol:利用溫度傳感器測量室內(nèi)溫度Tin和室外溫度Tout;
[006。 步驟02:判斷I Tin-Tout I > e，如果是，轉(zhuǎn)入步驟03，如果否，轉(zhuǎn)入步驟10;
[0062] 步驟03:風(fēng)機開機；
[00創(chuàng)步驟04:在風(fēng)機換氣次數(shù)為^的情況下，現(xiàn)慢風(fēng)機開機時間ti，測量排風(fēng)溫度Tl，在 風(fēng)機換氣次數(shù)為L2的情況下，測量風(fēng)機開機時間t2測量排風(fēng)溫度T2;
[0064] 步驟05:對步驟04中的六個參數(shù)進行對數(shù)或者指數(shù)擬合，擬合出函數(shù)T = fi化，t);
[0065] 步驟06:根據(jù)廠家給出的風(fēng)機性能曲線，擬合出函數(shù)Qf = f2化，t);
[0066] 步驟07:對函數(shù)Qf = f2化，t)進行尋優(yōu)，得到最佳換氣次數(shù)Ls和最佳通風(fēng)時間ts;
[0067] 步驟08:計算通風(fēng)能效比I，判斷C是否大于室內(nèi)空調(diào)機組的C0P，如果是，轉(zhuǎn)入步驟 09,如果否，轉(zhuǎn)入步驟10;
[0068] 步驟09:風(fēng)機W最佳換氣次數(shù)Ls和最佳通風(fēng)時間ts運行；
[0069] 步驟10:風(fēng)機停機，在一段時間（時間可根據(jù)具體情況設(shè)定，如30分鐘）后，轉(zhuǎn)入步 驟01。
[0070] 本發(fā)明方法簡單，便于實現(xiàn)，通過對建筑夜間通風(fēng)的優(yōu)化，能夠起到很好的降溫效 果，從而能有效減少空調(diào)能耗;將本發(fā)明方法寫成最優(yōu)解的求解程序，將最優(yōu)解的求解程序 寫入到通風(fēng)控制器中，就能實現(xiàn)建筑物室內(nèi)夜間通風(fēng)時間與方式的自動控制，達到最大限 度節(jié)能降耗的目的。
[0071] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W對本發(fā)明進行各種修改和變型，倘若運些修改和變型在本 發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則運些修改和變型也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0072] 說明書中未詳細描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 在夜間，測量室內(nèi)溫度Tin和室外溫度Tciut，當(dāng)室內(nèi)外溫差大于設(shè)定值ε時，啟動風(fēng)機； (2) 在風(fēng)機換氣次數(shù)1^、通風(fēng)時間七下，測量建筑內(nèi)室溫即排風(fēng)溫度T1;在風(fēng)機換氣次數(shù) L2、通風(fēng)時間〖2下，測量建筑內(nèi)室溫即排風(fēng)溫度T2; (3) 根據(jù)風(fēng)機換氣次數(shù)L1、通風(fēng)時間t、排風(fēng)溫度T1、風(fēng)機換氣次數(shù)L2、通風(fēng)時間^、排風(fēng) 溫度T 2擬合出函數(shù)T = (L，t )，L表示換氣次數(shù)，t表示通風(fēng)時間，T表示排風(fēng)溫度； (4) 根據(jù)廠家給出的風(fēng)機性能曲線，擬合出函數(shù)也=5(1^，〇兒表示換氣次數(shù)4表示通 風(fēng)時間，Qf表示風(fēng)機能耗； (5) 對風(fēng)機能耗Qf進行尋優(yōu)，得出最佳換氣次數(shù)LdP最佳通風(fēng)時間ts; Q (6) 計算通風(fēng)能效比ξ，@ = 其中Qf表示風(fēng)機能耗，Q表示室內(nèi)余熱，將通風(fēng)能效比ξ與 室內(nèi)空調(diào)機組的⑶P進行比較，如果通風(fēng)能效比ξ>⑶P，則風(fēng)機按照最佳換氣次數(shù)Ls和最佳 通風(fēng)時間ts運行；否則，風(fēng)機不開啟。2. 如權(quán)利要求1所述的建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法，其特征在于:步驟(3)中，所述擬合 為對數(shù)擬合，擬合出的函數(shù)T = fi(L，t)為對數(shù)函數(shù)，擬合方法如下： T = a In t+b 式I a = c In L+d 式2 b = e In L+f 式3 T= (c In L+d)In t+e In L+f 式4 所述式1、式2、式3、式4中，a、b、c、d、e、f都是待定的系數(shù)，由擬合得出； 根據(jù)式1擬合出系數(shù)a、b;再根據(jù)式2和式3分別擬合出系數(shù)c、d和系數(shù)e、f;最后根據(jù)式4 整合出T = fi(L，t)的公式。3. 如權(quán)利要求1所述的建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法，其特征在于:步驟(3)中，所述擬合 為指數(shù)擬合，擬合出的函數(shù)T = fi(L，t)為指數(shù)函數(shù)，擬合方法如下： T = gth 式 5 g=iLJ 式 6 Ii = IiL1 式 7 T = UJxIkl JtC 8 所述式5、式6、式7、式8中，g、h、i、j、k、l都是待定的系數(shù)，由擬合得出； 根據(jù)式5擬合出系數(shù)g、h;再根據(jù)式6和式7分別擬合出系數(shù)i、j和系數(shù)k、l;最后根據(jù)式8 整合出T = fi(L，t)的公式。4. 如權(quán)利要求1-3之一所述的建筑夜間通風(fēng)優(yōu)化控制方法，其特征在于:步驟(4)中，擬 合出函數(shù)Qf = f2(L，t)的方法如下： 根據(jù)廠家給出的風(fēng)機性能曲線，擬合出風(fēng)壓Δ p，Δ p =mL2+nL+o，m、η、〇均為系數(shù)，又根 據(jù)Qf= Δ pXLXt/n，最終得到函數(shù)Qf = f2(L，t)，其中η表示風(fēng)機效率，L表示換氣次數(shù)，t表 示通風(fēng)時間。
【文檔編號】F24F11/00GK106016615SQ201610390231
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】楊昌智, 胡攀, 龍展圖, 陳超, 嚴(yán)鵬飛
【申請人】湖南大學(xué)