[发明专利]干煤棚通风系统及通风方法

说明书

本发明公开了一种大型干煤棚智能通风系统及方法，涉及大型工业建筑的风环境优化技术，能够解决大型堆场干煤棚结构的人员工作舒适度及环保问题。所述系统主要包括风速风向仪、电动百叶窗及其控制装置、有害气体及颗粒浓度监测仪、风环境数据库组成。基于计算流体力学(CFD)数值模拟技术建立干煤棚边界条件并对基本工况风环境进行模拟，将换气次数模拟结果存储到风环境数据库中，结合场地风速风向、有害气体及颗粒实测数据对模拟数据进行补充、修正、训练、预测，并发出控制指令对电动百叶窗开合角度进行调控，从而实现大跨度干煤棚最优的通风效果。

技术领域

本发明涉煤棚通风领域，具体而言，涉及干煤棚通风系统及通风方法。

背景技术

大跨度干煤棚结构属于大型工业建筑，由于其工艺及作业需求，对内部风环境要求较高。大空间工业建筑需要保证一定的通风次数，适当提高空间内的空气流动速度，保障对人员的工作舒适性，同时利于有害气体和热量的散发，对降低煤炭自燃几率有一定作用。此外，为满足环保要求，通风换气次数也不宜超过特定的数量导致粉尘扩散，造成大气污染。大型干煤棚结构山墙采取一定的开敞或开孔能够保证一定的通风性能，而在外部风速较大时，则需要减小开敞或开孔面积，保证粉尘不被吹出，因此需要对山墙的开敞率进行一定调控。现有技术中常常采用经验控制的方式进行换气参数进行控制。

发明内容

本发明为了解决现有干煤棚控制方式采用人工经验的方式，从而造成控制粗糙的问题，提出了一种干煤棚通风系统及通风方法，基于计算流体力学(CFD)数值模拟建立干煤棚风环境数据库，结合现场实测对风环境参数进行智能预测从而反馈到山墙的百叶窗调控系统实现智能控制联动，可以有效解决干煤棚的通风优化问题。

第一方面，本发明实施例体统了一种干煤棚通风系统，包括干煤棚、位于所述干煤棚外部的风速风向仪、位于所述干煤棚山墙上的电动百叶窗，还包括控制系统；所述风速风向仪用于将采集的风速、风向信息发送给所述控制系统，所述控制系统用于将所述风速、风向信息和预设的目标换气次数输入到换气次数预测模型中，反向求解出所述电动百叶窗开合角度，并利用所述电动百叶窗开合角度控制所述电动百叶窗进行换气；其中，所述换气次数预测模型的输出信息包括换气次数，输入信息包括百叶窗开合角度、风速信息和风向信息。

进一步地，还包括位于所述干煤棚内部的监测仪，所述控制系统还用于在求解出所述电动百叶窗开合角度之后，接收所述监测仪检测到的污染源颗粒浓度值，并判端所述污染源颗粒浓度值大于等于阈值时，控制所述电动百叶窗按照最大开合角度进行换气。

进一步地，所述预训练的换气次数预测模型通过如下方法获取：

利用计算流体力学数值模拟方法，对所述干煤棚在几何边界条件下进行不同来流条件和开敞情况的风环境模拟，获取内、外部风环境模拟结果，形成风环境数据库，所述风环境数据库中的数据包含干煤棚内、外部参考点的风速风向、干煤棚各几何边界上的风速通量、换气次数；

采用人工神经网络对风环境数据库中数据进行训练并交叉验证，最终得到所述预训练的换气次数预测模型。

进一步地，所述控制系统还用于，判断所述污染源颗粒浓度值小于阈值时，利用所述电动百叶窗开合角度控制所述电动百叶窗进行换气。

进一步地，在形成风环境数据库过程，通过如下方法获取换气次数：

获取干煤棚各几何边界上的风速通量Q，并通过计算干煤棚内各几何边界上的风速通量Q的总和∑Q与干煤棚内部空间体积V的比值得到所述换气次数R。

第二方面，本发明实施例提供了一种利用上述干煤棚通风系统的干煤棚通风方法，包括如下步骤：

获取风速风向仪采集的风速、风向信息；