[发明专利]通过红外热成像从室外快速获取室内空气温度的方法

权利要求书

1.一种通过红外热成像从室外快速获取室内空气温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取被测房间所属建筑的环境参数并获取被测房间外窗窗洞的红外图像；其中，所述环境参数包括环境反射温度、室外空气温度和室外风速；

2)判断各窗户是否满足利用开窗区域温度计算室内温度的条件

如果获取的红外图像中窗户开窗区域的开度大于或者等于开度设定阈值，并且窗户开窗区域的开度满足红外相机的分辨率要求，则判定满足利用开窗区域温度计算室内温度的条件，执行步骤3)；

如果获取的红外图像中窗户完全关闭，并且窗户玻璃表面无明显反光现象，则判定窗户为有效关窗窗户，则判定满足利用有效关窗窗户的温度计算室内温度的条件，执行步骤4)；

如果上述条件均不满足，则该窗户的温度信息无效，应重新拍摄直至满足上述任一条件；

3)对获取的红外图像进行处理，得到该红外图像中开窗区域的红外温度场的温度平均值，将此作为开窗前的室内空气温度；

4)利用有效关窗窗户的温度计算室内空气温度，具体步骤如下：

4.1)对获取的红外图像进行处理，得到该红外图像中有效关窗窗户的红外温度场的温度平均值；根据窗户的发射率以及步骤1)获得的环境反射温度和室外空气温度，对得到的有效关窗窗户温度的平均值进行修正，得到有效关窗外表面温度；

4.2)根据传热模型计算室内空气温度并输出，所述方法结束；

所述传热模型的计算公式如下：

q_conv，a-si＝q_{conv，se-amb+}q_{rad，se-sky+}q_rad，se-gnd (1)

q_conv，a-si＝K_window·(T_a-T_amb) (2)

q_{conv，se-amb}＝h_c·(T_surf，ext-T_amb) (3)

q_rad，se-sky＝0.5ε·σ·(T_surf，ext⁴-T_sky⁴) (4)

q_rad，se-gnd＝0.5ε·σ·(T_surf，ext⁴-T_ground⁴) (5)

h_c＝0.365V_wind+4.967 (6)

T_sky＝T_amb-6 (7)

T_ground＝0.89T_amb+2.25 (8)

式中：

q_conv，a-si为室内空气向外窗内表面的对流换热热流系数；

q_{conv，se-amb}为外窗外表面向室外空气的对流换热热流系数；

q_rad，se-sky为外窗外表面向天空的长波辐射换热热流系数；

q_rad，se-gnd为外窗外表面向地面的长波辐射换热热流系数；

T_ground，T_sky，T_amb，T_surf，ext，T_a分别为地面温度，天空温度，室外空气温度，有效关窗窗户外表面温度和室内空气温度；

V_wind为室外风速；

h_c为室外壁面对流换热系数，ε为单扇窗户外表面发射率，σ为斯蒂芬玻尔兹曼常数，K_window为单扇窗户的传热系数；

所述传热模型的输入参数为：步骤1)获取的室外空气温度T_amb和室外风速V_wind，步骤4.1)得到的有效关窗窗户外表面温度T_surf，ext，以及窗户传热系数K_window；所述传热模型的输出参数为：室内空气温度T_a。