一种建筑夜间通风优化控制方法
【专利摘要】一种建筑夜间通风优化控制方法，包括以下步骤：（1）在夜间，测量室内温度Tin和室外温度Tout，当室内外温差大于设定值ε，启动风机；（2）在风机换气次数L1、通风时间t1下，测量排风温度T1；在风机换气次数L2、通风时间t2下，测量排风温度T2；（3）根据L1、t1、T1、L2、t2、T2拟合出函数T=f1(L，t)；（4）拟合出函数Qf=f2（L，t）；（5）对风机能耗Qf进行寻优，得出最佳换气次数Ls和最佳通风时间ts；（6）计算通风能效比ξ，如果通风能效比ξ>COP，则风机按照最佳换气次数Ls和最佳通风时间ts运行；否则，风机不开启。本发明方法能起到很好的降温效果，能有效减少空调能耗。
【专利说明】
-种建筑夜间通风优化控制方法
技术领域
[0001 ]本发明设及一种建筑夜间通风优化控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，公共建筑能耗中空调能耗 比例逐年升高。虽然夜间公共建筑的空调系统处于停止运行阶段，但是白天蓄热的墙体W 及公共建筑里面的散热设备在晚上会不断释放热量，运势必会成为白天公共建筑的一部分 冷负荷。
[0003] 广大的北方地区W及一些夏热冬冷地区，夏季夜间室外溫度相对白天较低，从而 导致日较差较大，特别是像内蒙古和新疆等北方地区，有时平均最高溫差可达13-15°c，夜 间通风可达到很好的降溫效果。夜间通风可W降低白天室内的空气溫度，在满足人体热舒 适的前提下，推迟空调的开启时间，从而降低白天空调器的运行能耗，起到移峰填谷的作 用。近些年来，随着国家大力倡导节能减排，建筑节能越来越受到人们的关注。关于利用夜 间通风来降低建筑能耗的研究发展迅速。
[0004] CN102024080A公开了一种建筑物夜间通风降溫设计的简化计算方法，但是该方法 只给出了自然通风的通风计算方法。并没有给出机械通风下的最佳通风量和通风时间的计 算方法，并不能有效控制夜间建筑的通风时间与方式，起不到很好的降溫效果，对减少空调 能耗效果不明显。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，克服上述【背景技术】的不足，提供一种能起到很好 的降溫效果，从而能有效减少空调能耗的建筑夜间通风优化控制方法。
[0006] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种建筑夜间通风优化控制方法，包 括W下步骤：
[0007] (1)在夜间，测量室内溫度Tin和室外溫度Tout,当室内外溫差大于设定值e时，启动 风机；
[000引（2)在风机换气次数^、通风时间ti下，测量建筑内室溫即排风溫度Tl;在风机换气 次数L2、通风时间t2下，巧慢建筑内室溫即排风溫度T2;
[0009] (3)根据风机换气次数Li、通风时间ti、排风溫度Tl、风机换气次数L2、通风时间t2、 排风溫度T2拟合出函数T = fi化，t )，L表示换气次数，t表示通风时间，T表示排风溫度；
[0010] (4)根据厂家给出的风机性能曲线，拟合出函数Qf = f2化，t)，L表示换气次数，t表 示通风时间，Qf表示风机能耗；
[0011] (5)对风机能耗Qf进行寻优，得出最佳换气次数Ls和最佳通风时间ts;
[001^ (6)计算通风能效比I
妻中Qf表示风机能耗，Q表示室内余热，将通风能效 比C与室内空调机组的COP进行比较，如果通风能效比。C0P，则风机按照最佳换气次数Ls和 最佳通风时间ts运行；否则，风机不开启。
[0013] 进一步，步骤(3)中，所述拟合为对数拟合，拟合出的函数T = fi化，t)为对数函数， 拟合方法如下：
[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都是待定的系数，由拟合得出；
[0019] 根据式1拟合出系数a、b;再根据式2和式3分别拟合出系数c、d和系数e、f;最后根 据式4整合出T = fi化，t)的公式。
[0020] 进一步，步骤(3)中，所述拟合为指数拟合，拟合出的函数T = fi化，t)为指数函数， 拟合方法如下：
[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都是待定的系数，由拟合得出；
[0026] 根据式5拟合出系数g、h;再根据式6和式7分别拟合出系数i、j和系数k、l;最后根 据式8整合出T = fi化，t)的公式。
[0027] 进一步，步骤(4)中，拟合出函数Qf = f2(L，t)的方法如下：
[002引根据厂家给出的风机性能曲线，拟合出风压Ap，Ap=mL2+化+0，m、n、o均为系数， 又根据Qf = Ap X L X t/ri，最终得到函数Qf = f 2化，t )，其中Tl表示风机效率，L表示换气次数， t表示通风时间。
[0029] 与现有技术相比，本发明的优点如下:方法简单，便于实现，通过对建筑夜间通风 的优化，能够起到很好的降溫效果，从而能有效减少空调能耗;将本发明方法写成最优解的 求解程序，将最优解的求解程序写入到通风控制器中，就能实现建筑物室内夜间通风时间 与方式的自动控制，达到最大限度节能降耗的目的。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0032] 实施例1
[0033] 本实施例包括W下步骤：
[0034] (1)在夜间，测量室内溫度Tin和室外溫度Tout,当室内外溫差大于设定值e时，启动 风机；
[0035] (2)在风机换气次数^、通风时间ti下，测量建筑内室溫即排风溫度Tl;在风机换气 次数L2、通风时间t2下，测量建筑内室溫即排风溫度T2;机械通风条件下，排风溫度T与通风 时间t、换气次数L服从一定的函数关系；
[0036] (3)根据风机换气次数b、通风时间ti、排风溫度Ti、风机换气次数L2、通风时间t2、 排风溫度T2拟合出函数T = fi化，t )，L表示换气次数，t表示通风时间，T表示排风溫度；
[0037] 所述拟合为对数拟合，拟合出的函数T = fi化，t)为对数函数，拟合方法如下：
[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都是待定的系数，由拟合得出；
[0043] 根据式1拟合出系数a、b;再根据式2和式3分别拟合出系数c、d和系数e、f;最后根 据式4整合出T = fi化，t)的公式；
[0044] (4)根据厂家给出的风机性能曲线，拟合出函数Qf = f2化，t)，L表示换气次数，t表 示通风时间，Qf表示风机能耗；
[0045] 拟合出函数Qf = f2(L，t)的方法如下：
[0046] 根据厂家给出的风机性能曲线，拟合出风压Ap，Ap=mL2+化+0，m、n、o均为系数， 又根据Qf = Ap X L X t/ri，最终得到函数Qf = f 2化，t )，其中Tl表示风机效率，L表示换气次数， t表示通风时间；
[0047] (5)利用一维寻优法对风机能耗Qf进行寻优，得出最佳换气次数Ls和最佳通风时间
ts；
[004引（6)计算通风能效比C 其中Qf表示风机能耗，Q表示室内余热，将通风能效 比C与室内空调机组的COP(空调能效比）进行比较，如果通风能效比。C0P，则风机按照最佳 换气次数Ls和最佳通风时间ts运行;否则，风机不开启。
[0049] 将步骤（1)-(6)编写成最优解的求解程序，将最优解的求解程序写入到通风控制 器中，通过溫度传感器实时测量排风溫度T，实现对室内夜间通风时间与方式的自动控制， 达到最大限度节能降耗的目的。
[00加]实施例2
[0051]本实施例与实施例1的区别仅在于:步骤(3)中，所述拟合为指数拟合;拟合出的函 数T = fi(L，t)为指数函数，拟合方法如下：
[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都是待定的系数，由拟合得出；
[0057] 根据式5拟合出系数g、h;再根据式6和式7分别拟合出系数i、j和系数k、l;最后根 据式8整合出T = fi化，t)的公式。
[005引其余同实施例1。
[0059] 参照图1，本发明方法的具体流程如下：
[0060] 步骤Ol:利用溫度传感器测量室内溫度Tin和室外溫度Tout;
[006。 步骤02:判断I Tin-Tout I > e，如果是，转入步骤03，如果否，转入步骤10;
[0062] 步骤03:风机开机；
[00创步骤04:在风机换气次数为^的情况下，现慢风机开机时间ti，测量排风溫度Tl，在 风机换气次数为L2的情况下，测量风机开机时间t2测量排风溫度T2;
[0064] 步骤05:对步骤04中的六个参数进行对数或者指数拟合，拟合出函数T = fi化，t);
[0065] 步骤06:根据厂家给出的风机性能曲线，拟合出函数Qf = f2化，t);
[0066] 步骤07:对函数Qf = f2化，t)进行寻优，得到最佳换气次数Ls和最佳通风时间ts;
[0067] 步骤08:计算通风能效比I，判断C是否大于室内空调机组的C0P，如果是，转入步骤 09,如果否，转入步骤10;
[0068] 步骤09:风机W最佳换气次数Ls和最佳通风时间ts运行；
[0069] 步骤10:风机停机，在一段时间（时间可根据具体情况设定，如30分钟）后，转入步 骤01。
[0070] 本发明方法简单，便于实现，通过对建筑夜间通风的优化，能够起到很好的降溫效 果，从而能有效减少空调能耗;将本发明方法写成最优解的求解程序，将最优解的求解程序 写入到通风控制器中，就能实现建筑物室内夜间通风时间与方式的自动控制，达到最大限 度节能降耗的目的。
[0071] 本领域的技术人员可W对本发明进行各种修改和变型，倘若运些修改和变型在本 发明权利要求及其等同技术的范围之内，则运些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
[0072] 说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种建筑夜间通风优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 在夜间，测量室内温度Tin和室外温度Tciut，当室内外温差大于设定值ε时，启动风机； (2) 在风机换气次数1^、通风时间七下，测量建筑内室温即排风温度T1;在风机换气次数 L2、通风时间〖2下，测量建筑内室温即排风温度T2; (3) 根据风机换气次数L1、通风时间t、排风温度T1、风机换气次数L2、通风时间^、排风 温度T 2拟合出函数T = (L，t )，L表示换气次数，t表示通风时间，T表示排风温度； (4) 根据厂家给出的风机性能曲线，拟合出函数也=5(1^，〇儿表示换气次数4表示通 风时间，Qf表示风机能耗； (5) 对风机能耗Qf进行寻优，得出最佳换气次数LdP最佳通风时间ts; Q (6) 计算通风能效比ξ，@ = 其中Qf表示风机能耗，Q表示室内余热，将通风能效比ξ与 室内空调机组的⑶P进行比较，如果通风能效比ξ>⑶P，则风机按照最佳换气次数Ls和最佳 通风时间ts运行；否则，风机不开启。2. 如权利要求1所述的建筑夜间通风优化控制方法，其特征在于:步骤(3)中，所述拟合 为对数拟合，拟合出的函数T = fi(L，t)为对数函数，拟合方法如下： 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都是待定的系数，由拟合得出； 根据式1拟合出系数a、b;再根据式2和式3分别拟合出系数c、d和系数e、f;最后根据式4 整合出T = fi(L，t)的公式。3. 如权利要求1所述的建筑夜间通风优化控制方法，其特征在于:步骤(3)中，所述拟合 为指数拟合，拟合出的函数T = fi(L，t)为指数函数，拟合方法如下： 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都是待定的系数，由拟合得出； 根据式5拟合出系数g、h;再根据式6和式7分别拟合出系数i、j和系数k、l;最后根据式8 整合出T = fi(L，t)的公式。4. 如权利要求1-3之一所述的建筑夜间通风优化控制方法，其特征在于:步骤(4)中，拟 合出函数Qf = f2(L，t)的方法如下： 根据厂家给出的风机性能曲线，拟合出风压Δ p，Δ p =mL2+nL+o，m、η、〇均为系数，又根 据Qf= Δ pXLXt/n，最终得到函数Qf = f2(L，t)，其中η表示风机效率，L表示换气次数，t表 示通风时间。
【文档编号】F24F11/00GK106016615SQ201610390231
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】杨昌智, 胡攀, 龙展图, 陈超, 严鹏飞
【申请人】湖南大学