[发明专利]融合图像信息的大空间建筑空调动态负荷估计及新风量控制方法

说明书

本发明公开一种融合图像信息的大空间建筑空调动态负荷估计及新风量控制方法，包括：步骤1：采集大空间公共建筑图像，建立前景和背景的分割模型，提取建筑空间中人员目标；步骤2：利用线性回归方法建立估计建筑空间人员密度的线性模型；步骤3：实时估计的建筑空间内人员密度的变化，计算出动态人体负荷；步骤4：得到建筑空间内t时刻动态新风量L_w(t)估计；步骤5：基于步骤3估计的大空间建筑中的人员负荷，以及步骤4得到的动态新风量，进行大空间建筑的动态负荷空调新风量控制。本发明能够根据建筑空间内人群密度快速准确估计空调动态负荷及分布，并以此为依据实时调整新风量的大小，避免了空调系统在实际运行时新风量按照设计定额方式运行所导致新风能耗负荷巨大的问题。

技术领域

本发明属于空调负荷控制技术领域，具体涉及一种融合图像信息的大空间建筑空调动态负荷估计及新风量控制方法。

背景技术

公共大空间建筑的日趋增加以及其高额的空调能耗使公共大空间建筑空调节能优化控制成为降低建筑能耗研究中的重中之重。合理、准确估计建筑空间内部负荷是进行有效空调系统节能优化控制的首要条件，对降低建筑能耗影响显著。对于一些人员密度大、人流量变化大的公共建筑，如商场、餐饮医院等场所，传统的建筑中的人流量和新风焓值为定值的设计方法在空调运行过程中由于不能有效确定建筑内的负荷大小而造成空调的不节能，并且会影响到建筑空间中的环境品质。

目前，针对大空间建筑的负荷估计通常采用动态负荷分析模型进行预估，负荷模型的影响因子主要包括建筑模型因子和内部得热因子。建筑模型因子主要考虑建筑形式对室内负荷的影响，主要包括建筑面积、围护结构、建筑朝向、建筑层高、穿墙比以及建筑外形等固有因素。内部得热因子反映了得热与新风对室内负荷的影响，主要包括室外气象参数、人员负荷、照明负荷以及新风量等动态变化的因素，其中大型公建人流量的变化具有一定的随机性，导致室内人员负荷，特别是室内人员的负荷分布难以准确估计，因而难以准确快速估计大空间建筑空调动态负荷。

尾岛俊雄等人(尾岛俊雄,许雷,王健,等.2010年上海世博园能源系统规划的研究——能源基础设施的基本规划理念[J].暖通空调,2005,35(5):107-111.)利用日本世博会在能源规划方面的经验和相关技术数据，对上海世博园的最大空调供冷负荷及其分布进行估算，但是这种方法仅利用建筑物的功能相似性进行负荷预估，由于缺乏当前建筑的基础数据，因此并不能准确得到当前建筑的实时空调负荷和建筑空间的空调负荷分布等特性。

瞿燕等人(瞿燕,潘毅群,黄治钟.上海世博园区空调动态负荷预测与研究[J].制冷空调与电力机械,2008,38(6):22-27.)通过统计典型日(包括“五一”、“十一”节假日，工作日，双休日和暑假等4种情景)世博园区内各建筑内的客流量分布确定场馆建筑内的人员逐时负荷，以此为依据，根据相关规范预测各个建筑不同功能区的峰值客流量，设定了各个建筑的人员密度时刻表，但是这种通过典型日预测方法得到的建筑内负荷仅是采用估算的方式对建筑人员负荷进行粗略的分时划分，并不能准确估计建筑内部的实时动态负荷，且这种方法也不能直接有效给出人员负荷的实时动态分布。

李慧等人(李慧,段培永,刘凤英.大型商场建筑夏季冷负荷动态预测模型[J].土木建筑与环境工程,2016,38(2):104-110)提出了大型商场建筑夏季冷负荷动态预测模型，提出了夏季基于新风机组供电频率的商场顾客率间接测量方法，解决了商场内顾客量难以检测的难题。还提出了AFC－HCMAC神经网络预测模型算法，实现了大型商场建筑冷负荷的动态预测。但这种方法也不能直接有效给出人员负荷的实时动态分布。

发明内容