申请/专利权人：安徽理工大学

申请日：2023-07-05

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117077363B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11;G06F17/16;F24F11/88;F24F11/89;G06F113/08;G06F119/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2023.12.05#实质审查的生效;2023.11.17#公开

摘要：本发明涉及室内温度建模领域，尤其涉及一种室内温度模型的构建方法、室内温度计算方法和系统。所述建模方法用于构建考虑多个实体结构的建筑房间的温度模型，包括获取室内空气温度计算公式，获取实体结构在其一维导热方向上各个节点的导热控制方程式；获取上述室内空气温度计算公式和导热控制方程式两者的全隐式离散代数方程；联立室内空气温度计算公式的全隐式离散代数方程和导热控制方程式的全隐式离散代数方程，构建温度模型。通过该建模方法构建的温度模型能够快速准确求解室内温度随时间的动态变化。

主权项：1.一种室内温度模型的构建方法，其特征在于，用于构建考虑多个实体结构的房间的温度模型，实体结构包括围护结构或者同时包括围护结构和内容物，围护结构为隔离室内外的结构，包括墙、门和窗户；内容物指的是室内放置的对室内温度有影响的非电器类物品，包括家具；所述室内温度模型的构建方法包括以下步骤：S1、获取室内空气温度计算公式，获取实体结构在其一维导热方向上各个节点的非稳态导热控制方程式；S2、获取室内空气温度计算公式的全隐式离散代数方程和各实体结构的非稳态导热控制方程式的全隐式离散代数方程；S3、联立上述所有全隐式离散代数方程，构建温度模型；温度模型用于结合室内空气的热物性参数、各实体结构在其一维导热方向上各个节点的热物性参数以及n’-1时刻上室内空气温度以及实体结构在其一维导热方向上各个节点的温度计算n’时刻上室内空气温度和实体结构在其一维导热方向上各个节点的温度；所述温度模型为：TM＝YM-1BMTM、YM和BM均为矩阵，上标-1为矩阵的逆；TM＝[Tia,T1,T2,...,Tr,...,TR-1,TR]TTia为室内空气温度；Tr为第r个实体结构的过渡矩阵参数，R为实体结构的数量，1≤r≤R；Tr＝Tr,1,Tr,2,…,Tr,nr,…,Tr,Nr-1,Tr,NrTTr,nr为第r个实体结构在其一维导热方向上的第nr个节点的温度，第一个节点指的是实体结构与室内空气接触表面上的节点，第Nr个节点为第r个实体结构在其一维导热方向上远离室内空气一端的节点；Nr为第r个实体结构在其一维导热方向上的节点总数，1≤nr≤Nr；上标T为矩阵转置；Tia和Tr,nr均为待求解量；BM＝[B,b1,b2,...,br,...,bR-1,bR]T KL＝La×Δpm3600×ρoa×coaB和KL均为过渡项，ρia和cia分别为室内空气的密度和比热容，Via为室内空气容积，Δt为时间步长，NL为制冷机的数量；Tia0为室内空气的上一时刻温度，f’Tia0为fTia0对Tia0的一阶导数，f为单台制冷机的制冷量Qe,s和Tia之间的函数关系，即Qe,s＝fTia；Toa为室外空气温度，Pi为室内热源的功率之和；Is,g为室内空气所获得的透过第g个窗户的太阳直射辐射辐照度，Ag为第g个窗户面积，G为窗户数量；fTia0为根据函数关系f获得的室内温度Tia0对应的单台制冷机的制冷量；La、Δp和m分别为漏风系数、室内外空气压差和漏风指数；ρoa为室外空气的密度，coa为室外空气的比热容；br＝br,1,br,2,…,br,nr,…,br,Nr-1,br,NrTbr为第r个实体结构的过渡矩阵参数；br,nr为第r个实体结构在其一维导热方向上的第nr个节点的参数项； 其中，0...0表示省略项均为0；令为矩阵YM的第行第列的元素，当时，YM1,1＝Cia；当时，当时，当且时，当且时，Cia为室内空气参数计算值； hia为室内空气的换热系数；Ar为第r个实体结构与室内空气接触的面积；Hr和Cr均为第r个实体结构的过渡矩阵参数Hr＝[-hia,0,...,0]T，Hr共有Nr-1个“0”；Cr＝[-hiaAr,0,...,0]，Cr共有Nr-1个“0”；令Tr,nr0为第r个实体结构在其一维导热方向上的第nr个节点在上一时刻的温度，Tia0和Tr,nr0均为已知量；Tsa和hsa分别为实体结构在其一维导热方向上远离室内空气的一端的环境的温度和换热系数；ρr,nr和cr,nr分别为第r个实体结构在其一维导热方向的第nr个节点处的密度和比热容；λr,nr为第r个实体结构在其一维导热方向上第nr个节点处的热导率，λr,nr+1为第r个实体结构在其一维导热方向上第nr+1个节点处的热导率，λr,nr-1为第r个实体结构在其一维导热方向上第nr-1个节点处的热导率；Δxr为第r个实体结构在其一维导热方向上的节点间距；定义过渡参数ar,nr,p、ar,nr+1、ar,nr-1和ar,nr,p’：nr＝1时：ar,nr,p＝ar,nr+1+ar,nr,p’+hia；ar,nr+1＝λr,nr+1Δxr；ar,nr,p’＝ρr,nr×cr,nr×Δxr2Δt；br,nr＝ar,nr,p’×Tr,nr0；2≤nr≤Nr-1时：ar,nr,p＝ar,nr+1+ar,nr-1+ar,nr,p’；ar,nr+1＝λr,nr+1Δxr；ar,nr-1＝λr,nr-1Δxr；ar,nr,p’＝ρr,nr×cr,nr×ΔxrΔt；br,nr＝ar,nr,p’×Tr,nr0；nr＝Nr时：ar,nr,p＝ar,nr-1+ar,nr,p’+hsa；ar,nr-1＝λr,nr-1Δxr；ar,nr,p’＝ρr,nr×cr,nr×Δxr2Δt；br,nr＝ar,nr,p’×Tr,nr0+hsaTsaZr为第r个实体结构的相关矩阵： 令Zrnr,ur为矩阵Zr的第nr行第ur列的元素，1≤nr≤Nr，1≤ur≤Nr；则：当nr＝ur，Zrnr,ur＝ar,nr,p；当ur＝nr+1，Zrnr,ur＝-ar,nr+1；当ur＝nr-1，Zrnr,ur＝-ar,nr-1；当urnr+1，或者urnr-1，则Zrnr,ur＝0。

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百度查询： 安徽理工大学 室内温度模型的构建方法、室内温度计算方法和系统

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