[發明專利]一種人工氣候環境綜合模擬方法

在審

• 申請號: 202111244011.0
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113983573A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 沈丹丹;黃玉林;賈珍;潘曦;劉兆輝;杜曉燕
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司
• 主分類號: F24F3/147
• 分類號: F24F3/147;F24F12/00;F24F11/65;F24F11/64;F24F11/72;F24F11/84;G01N17/00;F24F110/10;F24F110/20
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本發明公開了一種人工氣候環境綜合模擬方法，該方法包括：啟動風機，空氣依次經過集氣段、新風處理機、試驗艙、擴壓段、風機段；調節風機轉速，使風速滿足要求；新風處理機使空氣的濕度滿足實驗要求；試驗艙內的顯熱處理系統使試驗艙內的溫度滿足要求；控制電動轉盤一轉動并制動，使風向滿足要求；控制電動轉盤二，改變電動滑軌的方向，配合伸縮桿伸縮，模擬太陽東升西落；控制短弧氙燈的輻射強度，使短弧氙燈的輻射強度滿足要求。該方法可綜合模擬溫度、相對濕度、太陽輻射強度、風速、風向，能夠模擬更加真實的室外環境，而且節約了成本、降低了能耗、提高了人工氣候環境的準確性，創造了良好的空氣品質，營造了健康舒適的試驗環境。

技術領域

本發明涉及一種人工氣候環境綜合模擬方法，屬于環境模擬領域。

背景技術

室外天氣情況變化難以控制，但是科學研究時往往又需要相對穩定的氣候環境。因此，需要為試驗研究提供一個可控的人工氣候環境系統，用于研究和分析室外氣象條件對試驗對象的影響。

現有的人工氣候環境系統大多是對室外氣候參數單一或組合式的模擬，即單一模擬溫度、相對濕度、太陽輻射強度、風速、風向或組合模擬溫濕度、風速風向等。對室外氣候條件的綜合模擬也是采用傳統空調系統通過同一設備對空氣熱濕處理來調節室內溫濕度，只能根據需要調整設備的能力來維持室內溫度不變，這時，室內相對濕度是變化的，因此濕度得不到精確控制。而且，傳統空調熱濕處理方式主要是對流換熱，不體現輻射、導熱換熱，與室外環境實際溫濕度熱交換原理不完全一致，無法真實反應室外環境狀況。除此以外，夏季傳統空調系統調節室內溫濕度需要采用低溫的冷凍水，冷水機組制冷效率低，且冬季加濕也沒有蒸汽可用，需要另外配備加濕裝置，例如電熱式加濕、濕膜加濕等，全年運行能耗很大。

發明內容

針對現有的人工氣候環境系統存在的問題，本發明提供了一種人工氣候環境綜合模擬方法，可綜合模擬溫度、相對濕度、太陽輻射強度、風速、風向，能夠模擬更加真實的室外環境。

為解決以上技術問題，本發明包括如下技術方案：

一種人工氣候環境綜合模擬方法，采用人工氣候環境綜合模擬系統進行濕度、溫度、光照、風速、風向綜合模擬；所述人工氣候環境綜合模擬系統包括依次連通的集氣段、新風處理機、試驗艙、擴壓段、風機段；風機段設置有風機；試驗艙內設置有用于調節空氣溫度的顯熱處理系統，顯熱處理系統包括熱泵機組、供水管、回水管、輻射盤管；熱泵機組可以提供熱水或冷水；試驗艙內設置有風速探頭，用于測量試驗艙內的風速；試驗艙底部設置有電動轉盤一，電動轉盤一上設置有試驗模型，電動轉盤一能夠帶動試驗模型轉動；試驗艙頂部設置有電動轉盤二，電動轉盤二下方安裝電動滑軌，電動滑軌上安裝有伸縮桿，伸縮桿的底端安裝有短弧氙燈；通過電動滑軌滑動配合伸縮桿伸縮，用以模擬太陽東升西落，試驗艙內設有太陽輻射強度傳感器，測量艙內太陽輻射強度，據此聯動控制短弧氙燈的輻射強度；

所述人工氣候環境綜合模擬方法，包括如下步驟：

步驟一、啟動風機，在風機的驅動下，空氣依次經過集氣段、新風處理機、試驗艙、擴壓段，然后由風機段尾部排出；

步驟二、試驗艙的風速探頭測量試驗艙內的風速，并據此調節風機轉速，使風速滿足要求；

步驟三、新風處理機對空氣濕度進行控制，使空氣的濕度滿足實驗要求；

步驟四、試驗艙內的顯熱處理系統對空氣溫度進行調節，使試驗艙內的溫度滿足要求；控制電動轉盤一轉動并制動，使作用于試驗模型的風向滿足要求；控制電動轉盤二，改變電動滑軌的方向，通過電動滑軌滑動配合伸縮桿伸縮，模擬太陽東升西落；通過太陽輻射強度傳感器測量艙內太陽輻射強度，據此聯動控制短弧氙燈的輻射強度，使短弧氙燈的輻射強度滿足要求。