本技術(shù)涉及通風(fēng)換氣設(shè)備的領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型通風(fēng)換氣設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、通風(fēng)器，動力通風(fēng)器，依靠產(chǎn)品自身附帶動力裝置實現(xiàn)通風(fēng)的窗式通風(fēng)器，安裝于建筑物外圍護結(jié)構(gòu)上或墻體與門窗之間，在工作狀態(tài)下具有一定抗風(fēng)壓、水密、氣密、隔聲等性能，并能實現(xiàn)室內(nèi)外可控通風(fēng)的裝置。可以裝在任何窗型和位置上，可以裝在窗框上，也可以裝在窗扇上，還可以作為窗臺的一部分裝在整個窗檻的下部。窗式通風(fēng)器可以水平裝，可以垂直裝。

2、通風(fēng)器作為改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的重要設(shè)備，依據(jù)不同的工作原理和結(jié)構(gòu)，可分為自然通風(fēng)器和主動通風(fēng)器。自然通風(fēng)器主要依靠自然風(fēng)力和室內(nèi)外溫差產(chǎn)生的熱壓，驅(qū)動空氣流動實現(xiàn)通風(fēng)換氣，無動力裝置，優(yōu)點是節(jié)能環(huán)保，如公告號為cn118980141b的中國專利就公開了一種建筑通風(fēng)用通風(fēng)器，涉及通風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域，安裝板，所述安裝板的中心位置開設(shè)有圓形孔，所述安裝板中心圓形孔邊緣固定連接有安裝筒，所述安裝筒的中間位置外壁一圈開設(shè)有連接孔，所述安裝筒的中間位置固定連接有擋風(fēng)罩，所述擋風(fēng)罩的頂部固定連接有多個進風(fēng)瓣，所述進風(fēng)瓣呈一定角度均勻排列安裝，所述進風(fēng)瓣的頂部固定連接有固定圈，所述固定圈可以使進風(fēng)瓣的排列結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，所述安裝筒的頂部滑動連接有轉(zhuǎn)動環(huán)，所述轉(zhuǎn)動環(huán)的頂部固定連接有多個風(fēng)力半球。該專利公開的一種建筑通風(fēng)用通風(fēng)器采用自然通風(fēng)器對建筑進行通風(fēng)換氣。但是隨著科技發(fā)展，生活水平不斷提高，人們居住的室內(nèi)往往通過溫控設(shè)備與室外保持較大溫差，直接引入外部空氣會導(dǎo)致能量損失，看似自然通風(fēng)不耗能，實際卻增加溫控設(shè)備的負擔(dān)，從而增加整體能耗。而若是采用依賴電力驅(qū)動的主動通風(fēng)器，其大多采用定頻運行模式，風(fēng)機轉(zhuǎn)速和通風(fēng)量固定若要維持較好的通風(fēng)效果，往往需要持續(xù)運轉(zhuǎn)會消耗大量電能。

3、針對上述中的相關(guān)技術(shù)，發(fā)明人認(rèn)為現(xiàn)有通風(fēng)換氣設(shè)備存在綜合能耗高且通風(fēng)換氣舒適性低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本技術(shù)提供一種新型通風(fēng)換氣設(shè)備。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種新型通風(fēng)換氣設(shè)備，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種新型通風(fēng)換氣設(shè)備，包括：

4、通風(fēng)換氣模塊，包括通風(fēng)風(fēng)機、風(fēng)管組件、過濾組件和熱交換器，用于實現(xiàn)室內(nèi)外空氣的流通、交換及能量回收；

5、自然能回收模塊，用于采集自然環(huán)境中的自然能并轉(zhuǎn)換為電能；

6、能源管理模塊，連接所述自然能回收模塊與外部電網(wǎng)，用于協(xié)調(diào)可再生能源與電網(wǎng)供電的分配為設(shè)備供能，并配置有儲能單元用于存儲自然能回收模塊產(chǎn)生的多余電能；

7、ai動態(tài)風(fēng)量調(diào)節(jié)模塊，用于通過分析歷史環(huán)境數(shù)據(jù)和實時人員分布預(yù)測未來30分鐘的預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量，并在執(zhí)行過程中定時對預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量進行校準(zhǔn)；

8、智能控制模塊，與用戶智能穿戴設(shè)備通信連接，采集用戶實時身體數(shù)據(jù)并生成個性化送風(fēng)策略控制通風(fēng)換氣模塊進行送風(fēng)。

9、優(yōu)選的，所述ai動態(tài)風(fēng)量調(diào)節(jié)模塊包括：

10、環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測單元，用于實時獲取室內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，并覆蓋式存儲記錄過去2小時的環(huán)境數(shù)據(jù)生成歷史環(huán)境數(shù)據(jù)；所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度、濕度、co2、pm2.5以及揮發(fā)性有機物等效濃度數(shù)據(jù)；

11、人員分布識別單元，包括毫米波雷達陣列和紅外傳感器，用于實時監(jiān)測室內(nèi)人員分布情況，并覆蓋式存儲記錄過去2小時內(nèi)室內(nèi)人員活動軌跡信息生成歷史分布情況；所述分布情況包括人員位置信息和建筑各個房間人員密度信息；

12、風(fēng)量預(yù)測單元，用于通過預(yù)設(shè)置的風(fēng)量預(yù)測模型輸入歷史環(huán)境數(shù)據(jù)和歷史分布情況，輸出未來30分鐘的預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量；所述風(fēng)量預(yù)測模型采用長短期記憶網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，基于建筑歷史通風(fēng)數(shù)據(jù)進行迭代訓(xùn)練得到，所述建筑歷史通風(fēng)數(shù)據(jù)包括歷史環(huán)境參數(shù)、歷史人員分布數(shù)據(jù)及對應(yīng)時段的實際需風(fēng)量數(shù)據(jù)；

13、風(fēng)量修正單元，包括pid控制器，用于實時對預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量進行校準(zhǔn)。

14、優(yōu)選的，所述風(fēng)量修正單元實時對預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量進行校準(zhǔn)具體包括以下步驟：

15、a1、實時偏差計算：通過環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測單元和人員分布識別單元獲取當(dāng)前時刻實測環(huán)境綜合參數(shù)值，與風(fēng)量預(yù)測單元輸出的預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量對應(yīng)理論環(huán)境綜合參數(shù)值進行差值計算生成環(huán)境參數(shù)偏差量δp；所述環(huán)境綜合參數(shù)包括環(huán)境數(shù)據(jù)和室內(nèi)人員分布情況；

16、a2、pid動態(tài)修正：將所述δp輸入pid控制器，按如下公式計算修正風(fēng)量δq：

17、δq=kp·δp+ki·+kd·；kp為比例增益系數(shù)，決定系統(tǒng)對當(dāng)前偏差的即時響應(yīng)強度，ki為積分增益系數(shù)，消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，kd為微分增益系數(shù)，抑制系統(tǒng)超調(diào)；為過去5分鐘的累計偏差量；為偏差變化率，反映環(huán)境參數(shù)的動態(tài)趨勢；

18、a3、風(fēng)量校準(zhǔn)：將預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量q和修正風(fēng)量δq疊加，生成校準(zhǔn)后的最終需風(fēng)量q。

19、優(yōu)選的，所述風(fēng)量修正單元實時對預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量進行校準(zhǔn)還包括：

20、a4、參數(shù)自整定：根據(jù)預(yù)設(shè)自整定時間定時計算過去自整定時間內(nèi)修正量的均方根誤差值，按如下規(guī)則調(diào)整控制參數(shù)：

21、當(dāng)均方根誤差值＞10%時：kp增加0.1，ki減少0.02

22、當(dāng)均方根誤差值≤10%時：kd增加0.05；

23、調(diào)整后的參數(shù)值需滿足kp+ki≤1.5且kd≤0.35的約束條件；其中自整定時間為5-30分鐘，由管理人員預(yù)設(shè)置。

24、優(yōu)選的，所述智能控制模塊采集用戶實時身體數(shù)據(jù)并生成個性化送風(fēng)策略控制通風(fēng)換氣模塊進行送風(fēng)具體包括以下步驟：

25、b1、確定用戶狀態(tài)：以建筑房間為基本單位定義用戶所在區(qū)域，通過區(qū)域定位裝置自動識別用戶所在區(qū)域，通過用戶智能穿戴設(shè)備實時采集用戶生理參數(shù)，確定用戶狀態(tài)s，所述用戶狀態(tài)為靜坐狀態(tài)，輕度活動，高強度運動，睡眠狀態(tài)中任意一種；

26、b2、獲取個性化修正系數(shù)：接收ai動態(tài)風(fēng)量調(diào)節(jié)模塊發(fā)送的未來30分鐘預(yù)測需風(fēng)量q，根據(jù)預(yù)設(shè)置的用戶狀態(tài)系數(shù)表基于用戶狀態(tài)s對照獲取用戶所在區(qū)域的個性化修正系數(shù)k；

27、b3、計算執(zhí)行風(fēng)量：通過預(yù)設(shè)置的執(zhí)行風(fēng)量計算公式計算確定用戶所在區(qū)域的執(zhí)行風(fēng)量；所述執(zhí)行風(fēng)量計算公式具體為：q執(zhí)行=q*k*l，l∈[0.5，2]其中l(wèi)為用戶所在區(qū)域的人員密度修正因子。

28、優(yōu)選的，所述用戶所在區(qū)域的人員密度修正因子l的具體計算公式為：

29、l=a×(p/a)+b；

30、其中，p為區(qū)域內(nèi)實時人員數(shù)量，a為區(qū)域面積，a為用戶所在區(qū)域的建筑系數(shù)，b用戶所在區(qū)域的建筑修正值，a、b均在用戶上傳建筑布局圖后，由智能控制模塊按照以下步驟進行提?。?/p>

31、c1、建筑類型識別：智能控制模塊對建筑布局圖進行分析，識別用戶所在區(qū)域的建筑類型，所述建筑類型包括但不限于辦公區(qū)、會議室、臥室、健身房；

32、c2、參數(shù)提?。褐悄芸刂颇K對照預(yù)設(shè)置的建筑類型對照表，提取與識別出的建筑類型相對應(yīng)的a、b參數(shù)值；所述建筑類型對照表為通過對不同建筑類型的通風(fēng)需求進行大量實驗和數(shù)據(jù)分析后建立的映射表；

33、c3、邊界約束：提取后的a、b參數(shù)值需滿足l∈[0.5，2]的約束條件，若計算所得l值超出該范圍，則按照以下規(guī)則調(diào)整：當(dāng)l<0.5時，l取值為0.5；當(dāng)l>2時，l取值為2。

34、優(yōu)選的，所述智能控制模塊采集用戶實時身體數(shù)據(jù)并生成個性化送風(fēng)策略控制通風(fēng)換氣模塊進行送風(fēng)還包括：

35、當(dāng)檢測到用戶連續(xù)10分鐘處于同一狀態(tài)時，觸發(fā)風(fēng)量衰減機制，按q執(zhí)行=q執(zhí)行×(1-0.05t)進行線性衰減，t為持續(xù)時間單位為分鐘；具體包括以下步驟：

36、d1、狀態(tài)持續(xù)判定：當(dāng)用戶在同一區(qū)域內(nèi)且通過用戶智能穿戴設(shè)備實時采集用戶生理參數(shù)，確定用戶狀態(tài)s連續(xù)10分鐘處于同一狀態(tài)時，判定用戶處于同一狀態(tài)；

37、d2、衰減執(zhí)行：觸發(fā)風(fēng)量衰減機制后，實時計算當(dāng)前衰減后的執(zhí)行風(fēng)量，當(dāng)計算所得q執(zhí)行小于預(yù)設(shè)置的最小安全風(fēng)量qmin，執(zhí)行風(fēng)量保持為qmin；

38、d3、衰減終止與恢復(fù)：當(dāng)用戶狀態(tài)發(fā)生變化，或衰減后的執(zhí)行風(fēng)量維持qmin超過5分鐘，立即終止風(fēng)量衰減機制，并按照預(yù)設(shè)置的風(fēng)量恢復(fù)規(guī)則恢復(fù)執(zhí)行風(fēng)量。

39、優(yōu)選的，所述按照預(yù)設(shè)置的風(fēng)量恢復(fù)規(guī)則恢復(fù)執(zhí)行風(fēng)量具體包括：

40、若因用戶狀態(tài)變化終止風(fēng)量衰減機制，則通過用戶智能穿戴設(shè)備實時采集用戶生理參數(shù)，確定用戶狀態(tài)s對照獲取用戶所在區(qū)域的個性化修正系數(shù)k，通過預(yù)設(shè)置的執(zhí)行風(fēng)量計算公式計算確定用戶所在區(qū)域的執(zhí)行風(fēng)量；

41、若因維持qmin超時而終止，則，以1.2倍qmin的風(fēng)量運行3分鐘，再通過用戶智能穿戴設(shè)備實時采集用戶生理參數(shù)，確定用戶狀態(tài)s對照獲取用戶所在區(qū)域的個性化修正系數(shù)k，通過預(yù)設(shè)置的執(zhí)行風(fēng)量計算公式計算確定用戶所在區(qū)域的執(zhí)行風(fēng)量。

42、優(yōu)選的，所述自然能回收模塊包括用于回收太陽能的太陽能板和用于回收風(fēng)能的垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機，其中所述太陽能板背面集成溫差發(fā)電片，所述垂直軸磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機的葉片高度與建筑檐口平齊。

43、優(yōu)選的，所述能源管理模塊設(shè)置有供電優(yōu)先級決策樹，設(shè)置自然能供電優(yōu)先度＞儲能供電＞電網(wǎng)供電的三級供能策略。

44、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

45、1.通過各模塊相互配合，實現(xiàn)了通風(fēng)換氣、能量回收、智能調(diào)控的一體化，能夠根據(jù)環(huán)境和用戶狀態(tài)動態(tài)調(diào)整通風(fēng)量和送風(fēng)策略，提高了室內(nèi)環(huán)境的舒適性和空氣質(zhì)量，突破傳統(tǒng)?“一刀切”定頻運行模式，實現(xiàn)區(qū)域級精準(zhǔn)送風(fēng)，避免總風(fēng)量平均分配導(dǎo)致的能耗浪費，達到低能耗高舒適性的通風(fēng)換氣效果；

46、2.通過ai動態(tài)風(fēng)量調(diào)節(jié)模塊的設(shè)置分析各個區(qū)域的歷史環(huán)境數(shù)據(jù)和實時人員分布，通過全面采集環(huán)境和人員分布數(shù)據(jù)，為風(fēng)量預(yù)測提供了豐富、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)精確預(yù)測各個區(qū)域未來30分鐘的預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量，有助于實現(xiàn)區(qū)域級精準(zhǔn)送風(fēng)，避免風(fēng)機空轉(zhuǎn)，結(jié)合自然能供能，整體能耗大大降低，達到低能耗高舒適性的通風(fēng)換氣效果；

47、3.在根據(jù)各個區(qū)域的預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量進行區(qū)域精確送風(fēng)時，結(jié)合pid閉環(huán)控制與參數(shù)自整定機制，形成了一個動態(tài)自適應(yīng)的風(fēng)量校準(zhǔn)閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)“預(yù)測-校準(zhǔn)-優(yōu)化”的動態(tài)調(diào)節(jié)；基于實時偏差采用pid控制算法進行動態(tài)修正，能夠及時響應(yīng)環(huán)境變化，對預(yù)測需風(fēng)基準(zhǔn)量進行動態(tài)校正，生成各個區(qū)域校準(zhǔn)后的最終需風(fēng)量q，確保室內(nèi)環(huán)境參數(shù)穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，避免“預(yù)測偏差導(dǎo)致的通風(fēng)不足或過?！?，提高了通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；

48、4.在ai動態(tài)風(fēng)量調(diào)節(jié)模塊通過風(fēng)量預(yù)測單元和風(fēng)量修正單元確定用戶所在區(qū)域的需風(fēng)量后，智能控制模塊根據(jù)用戶的實時身體狀態(tài)和所在區(qū)域的人員密度，提供個性化的送風(fēng)服務(wù)，滿足了不同用戶在不同狀態(tài)下的空氣需求，提高了用戶的舒適性和體驗感，使送風(fēng)策略更加科學(xué)合理，達到低能耗高舒適性的通風(fēng)換氣效果。