[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

说明书

本发明提出的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，包括：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；若获取的红外图像中窗户开窗区域的开度大于等于开度设定阈值，并且窗户开窗区域的开度满足红外相机的分辨率要求，则使用开窗区域温度计算室内温度，即将红外图像中开窗区域的红外温度场的温度平均值作为开窗前的室内空气温度；若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，则利用有效关窗窗户的温度并基于传热模型计算室内空气温度。本发明可利用红外热成像技术通过房间外窗来获得室内空气温度信息，实现在无需入户情况下，快速、无接触地准确测量室内空气温度。

技术领域

本发明属于建筑节能诊断技术领域，特别涉及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。

背景技术

对于北方地区冬季集中供热系统，室内空气温度是评价供热质量的重要指标。由于供热系统不平衡问题，用户室内常出现过热或过冷现象，导致室内供热环境不舒适。并且过热时用户常采用开窗降温的方法，进一步导致能源浪费。目前大多数室温监测设备具有入户难，投资成本高的特点，因而快速、便捷地获得用户室内空气温度信息是实现集中供热系统节能诊断的关键。红外热成像(Infrared Thermography,IRT)作为非破坏性技术之一，可观察物体表面发出的红外辐射的强度分布，在现有的建筑物能源审计中，红外热像技术已应用于快速识别与结构特征、建筑材料和能源相关的缺陷问题，如热桥、空气泄漏点、水分渗透、保温脱落等，从而提高解决问题的效率。但是，目前在我国的集中供热领域中应用红外热像技术的实践案例，仍限制在供热管道的泄漏检测，有关实际供热效果的快速评估方面仍是空白状态。

发明内容

本发明的目的是从室外快速批量获取室内温度信息，提出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，本发明具有快速、非接触式测量的优点。本发明首次将红外热像技术应用于用户室内供热质量评估，提出了一种从室外通过外窗温度信息快速、便捷地获得用户室温数据的方法，为集中供热系统的节能诊断提供数据支撑。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的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，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，得到有效关窗窗户的外表面温度；

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：