Способ и устройство для определения скорости воздухообмена в комнате или здании - RU2018136431A

1. Способ определения скорости ACH воздухообмена в пространстве, отличающийся тем, что он включает этапы, при которых:

по меньшей мере, в течение двух последовательных периодов D_k времени, соответствующих разным расходам q_k заданного газа, применяемого в пространстве, проводится операция измерений, позволяющая определить концентрацию газа внутри пространства С_ik с малыми временными интервалами, и концентрацию газа вне пространства С_ek, определяемую с малыми временными интервалами;

значение скорости ACH воздухообмена в пространстве определяется посредством обеспечения сходимости

с одной стороны, диффузионной модели, выражающей временное изменение концентрации газа внутри пространства С_ik в зависимости от концентрации газа вне пространства С_ek и физических параметров пространства, из которых возможно вычислить параметры скорости ACH воздухообмена в пространстве, и

с другой стороны, измеренного изменения С_ik(t) в концентрации газа внутри пространства С_ik как функции времени.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает этапы, при которых

в течение, по меньшей мере, двух последовательных периодов D_k времени, соответствующих разным расходам q_k газа, использованного в пространстве, проводится кампания измерений, позволяющая определять концентрацию газа внутри пространства С_ik с близкими интервалами времени, и концентрацию газа вне пространства С_ek, определенную с близкими интервалами времени;

для каждого периода D_k времени, начиная с измеренного изменения С_ik(t) в концентрации газа внутри пространства С_ik в зависимости от времени:

либо, если имеется временной интервал Δt_k, для которого изменение С_ik(t) является, по существу, линейным, градиент a_k касательной при изменении С_ik(t) определяется за этот временной интервал Δt_k и значение скорости ACH воздухообмена в пространстве выводится из градиентов a_k;

либо, если отсутствует временной интервал, для которого изменение С_ik(t) является, по существу, линейным, выбирается временной интервал Δt_k', в котором изменение С_ik(t) является, по существу, экспоненциально типа exp(-t/τ), где τ является временем, в конце которого объем воздуха внутри пространства был изменен, и выводится значение скорости ACH воздухообмена в пространстве, при этом это значение является таким, что изменение является прямой линией, где θ_k(t)=С_ik(t)-С_ekm', где С_ekm' является средним значением концентрации С_ek газа вне пространства за временной интервал Δt_k'.

3. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он реализован с двумя последовательными периодами D₁ и D₂ времени, соответствующими двум различным заданным значениям расхода q₁ и q₂ газа в пространстве.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что газ представляет собой H₂O, CO₂, He, SF₆, H₂, N₂ или газ хладагента.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что для каждого периода D_k времени расход q_k газа, подаваемого в пространство, содержит расход q_impk, вводимый посредством, по меньшей мере, одного устройства (20) с регулируемым расходом.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что измерения, позволяющие определять концентрацию газа внутри пространства С_ik, получаются с использованием одного или нескольких датчиков (40) упомянутого газа, которые размещаются внутри объема пространства.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что за каждый период D_k времени, температура T_ik внутри пространства является стабильной.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в течение каждого периода D_k времени концентрация газа вне пространства С_ek является стабильной.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что за каждый период D_k времени, солнечное излучение является низким, предпочтительно, равным нулю.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что способ реализован, в то время, когда пространство не занято.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что подтверждено, что значение V_calc эффективного объема пространства, рассчитанное по диффузионной модели и измеренное изменение С_ik(t), соответствует фактическому объему пространства, а именно, в пределах 20%.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он включает этапы, при которых

выполняют следующее в течение двух последовательных периодов D₁ и D₂ времени:

i. в течение первого периода D₁ времени в пространстве применяют первый расход q₁ газа и проводят кампанию измерений для определения концентрации С_i1 газа внутри пространства с близкими временными интервалами, и концентрацию газа вне пространства С_e1определяют с близким временными интервалами, причем первый расход q₁ газа является таким, что параметр α=1 является меньше или равен 0,8 при ΔC₁(0)=C_i1(0)-C_em, где t=0 является начальной точкой для первого периода D₁ времени, С_em является средней концентрацией газа вне пространства на протяжении всех периодов D₁ и D₂ времени, а ACH_ref является опорным значением для скорости воздухообмена в пространстве, затем

ii. во втором периоде D₂ времени в пространство подают, по существу, нулевой расход q₂ газа, и проводят кампанию измерений для определения концентрации газа внутри пространства С_i2с близкими временными интервалами, и концентрацию газа вне пространства С_e2определяют с близкими временными интервалами;

значение скорости ACH воздухообмена в пространстве определяют посредством обеспечения сходимости

с одной стороны, диффузионной модели, выражающей временное изменение концентрации С_ik газа внутри пространства в зависимости от концентрации газа вне пространства С_ek и физических параметров пространства, из которых могут быть вычислены параметры скорости ACH воздухообмена в пространстве, и

с другой стороны, измеренного изменения С_ik(t) в концентрации газа внутри пространства С_ik как функции времени.

13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что диффузионная модель представляет собой R-C модель.

14. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что диффузионная модель представляет собой модель параметрической идентификации, в частности, ARX модель.

15. Компьютерная программа, содержащая инструкции для выполнения всех или некоторых этапов способа по любому из пп. 1-14, когда упомянутая программа выполняется компьютером.

16. Машиночитаемый носитель информации, на котором записана компьютерная программа, содержащая инструкции для выполнения всех или некоторых этапов способа по любому из пп. 1-14.

17. Устройство для определения скорости ACH воздухообмена в пространстве, причем это устройство отличается тем, что оно содержит:

по меньшей мере, одно устройство (20), выполненное с возможностью подачи, по меньшей мере, в течение двух последовательных периодов D_k времени, различных расходов q_k заданного газа в пространство;

по меньшей мере один датчик (40), выполненный с возможностью измерения концентрации газа внутри пространства С_ik при близких временных интервалах;

оконечное устройство (10), содержащее модуль обработки, выполненный с возможностью обеспечения сходимости, с одной стороны, диффузионной модели, выражающей временное изменение концентрации газа внутри пространства С_ik в зависимости от концентрации газа вне пространства С_ek, и физических параметров пространства, из которых могут быть вычислены параметры скорости ACH воздухообмена в пространстве, а с другой стороны, измеренного изменения С_ik(t) в концентрации газа внутри пространства С_ik в зависимости от времени, чтобы получить значение скорости воздухообмена в пространстве.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик (40), выполненный с возможностью измерения концентрации газа вне пространства С_ek с близкими временными интервалами.

19. Устройство по любому из пп. 1-17 или 18, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по меньшей мере, один датчик температуры, выполненный с возможностью измерения температуры внутри пространства T_ik.

20. Устройство по любому из пп.17-19, отличающееся тем, что оно содержит средства соединения, в частности, беспроводные средства соединения между датчиком (40) измерения концентрации газа и оконечным устройством (10).

21. Устройство по любому из пп. 17-20, отличающееся тем, что оконечное устройство (10) содержит средство управления устройством(20), выполненное с возможностью подачи расхода газа.

22. Оконечное устройство (10), содержащее модуль обработки, выполненный с возможностью обеспечения сходимости, с одной стороны, диффузионной модели, выражающей временное изменение концентрации газа внутри пространства С_ik в зависимости от концентрации газа вне пространства С_ek, и физических параметров пространства, из которых могут быть вычислены параметры скорости ACH воздухообмена в пространстве, а с другой стороны, измеренного изменения С_ik(t) в концентрации газа внутри пространства С_ik в зависимости от времени, чтобы получить значение скорости воздухообмена в пространстве.

23. Оконечное устройство (10) по п.22, отличающееся тем, что модуль обработки содержит компьютерную программу по п.15, причем упомянутая программа записана на носитель записи по п.16, состоящий из перезаписываемой энергонезависимой памяти (18) оконечного устройства, инструкции упомянутой программы, интерпретируемых процессором (11) оконечного устройства.