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CN118586322B - 房间换气次数的测量方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

房间换气次数的测量方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN118586322B
CN118586322B CN202411068190.0A CN202411068190A CN118586322B CN 118586322 B CN118586322 B CN 118586322B CN 202411068190 A CN202411068190 A CN 202411068190A CN 118586322 B CN118586322 B CN 118586322B
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carbon dioxide
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dioxide concentration
indoor carbon
gas stove
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张文炜
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Xiamen University
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Xiamen University
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Abstract

本申请涉及室内空气新风量测量技术领域，特别涉及一种房间换气次数的测量方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：基于待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度和第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，并基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。由此，解决了相关技术的测试方法难度大、操作繁琐等问题，降低了测量成本，提高了房间较高换气次数的测试精度。

Description

房间换气次数的测量方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及室内空气新风量测量技术领域，特别涉及一种房间换气次数的测量方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对健康的室内空气环境的需求日益增强，厨房换气次数既是衡量烹饪污染排出效果、也是影响住宅采暖空调能耗的关键参数。
相关技术中，目前，国内外对房间的换气次数测试方法主要有两种。一种是示踪气体法，需要向被测房间内通入一定量的示踪气体，例如二氧化碳，但其衰减过程的测定需满足室内空气混合均匀的限制，且较大的厨房换气次数使得室内二氧化碳浓度衰减极快，测试难度大；另一种是风管法，测量通风管道送风面的面积与风速，但操作繁琐，且会对厨房排风管道造成不可逆的破坏。测试方法的限制使得目前厨房换气次数实测数据较少，亟待解决。
发明内容
本申请提供一种房间换气次数的测量方法、装置、电子设备及存储介质，以解决相关技术的测试方法难度大、操作繁琐等问题，简化了厨房换气次数的测量工作量，降低了测量成本，双恒定释放源减缓了室内二氧化碳浓度的变化速率，提高了厨房较高换气次数的测试精度。
本申请第一方面实施例提供一种房间换气次数的测量方法，包括以下步骤：
获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度；
基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，并基于所述房间体积、所述第三初始室内二氧化碳浓度、所述燃气灶的二氧化碳散发源强和所述用户的二氧化碳散发源强，计算所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；
获取所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的实测值，并基于所述室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对所述室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为所述待换气房间的房间目标换气次数。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，包括：
关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶；
获取所述燃气灶的开启时长，基于预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度、所述开启时长和所述开启时长对应的室内二氧化碳浓度计算所述燃气灶的二氧化碳散发源强；
其中，所述预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为燃气灶的二氧化碳散发源强，T E1为燃气灶的开启时长，C in,E1(T E1)为开启时长对应的室内二氧化碳浓度，C in,E1(0)为第一初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，还包括：
关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶；
获取用户使用所述燃气灶的操作时长；
基于预设的用户二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第二初始室内二氧化碳浓度、所述用户使用所述燃气灶的操作时长、所述操作时长对应的室内二氧化碳浓度和所述燃气灶的二氧化碳散发源强，计算所述用户的二氧化碳散发源强；
其中，所述预设的用户二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为用户的二氧化碳散发源强，T E2为用户使用燃气灶的操作时长，C in,E2(T E2)为T E2时刻检测的室内二氧化碳浓度，C in,E2(0)为第二初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积，为燃气灶的二氧化碳散发源强。
根据本申请的一个实施例，所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值为：
；
其中，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，t为时间，T 1为关闭燃气灶时刻，T 2为结束烹饪时刻，a为换气次数，E 1为燃气灶的二氧化碳散发源强，E 2为用户的二氧化碳散发源强，V为房间体积，C out为室外的二氧化碳浓度，C in(0)为第三初始室内二氧化碳浓度，C in(T 1)为T 1时刻的室内二氧化碳浓度。
根据本申请的一个实施例，所述拟合优度值为：
；
其中，为拟合优度值，i为室内二氧化碳浓度测试的序号，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，C in(t)为t时刻室内二氧化碳浓度的实测值，为0至T 2时刻室内二氧化碳浓度的实测值的平均值。
根据本申请实施例的房间换气次数的测量方法，基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；并基于室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。由此，解决了相关技术的测试方法难度大、操作繁琐等问题，降低了测量成本，提高了房间较高换气次数的测试精度。
本申请第二方面实施例提供一种房间换气次数的测量装置，包括：
获取模块，用于获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度；
计算模块，用于基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，并基于所述房间体积、所述第三初始室内二氧化碳浓度、所述燃气灶的二氧化碳散发源强和所述用户的二氧化碳散发源强，计算所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；
处理模块，用于获取所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的实测值，并基于所述室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对所述室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为所述待换气房间的房间目标换气次数。
根据本申请的一个实施例，所述计算模块，用于：
关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶；
获取所述燃气灶的开启时长，基于预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度、所述开启时长和所述开启时长对应的室内二氧化碳浓度计算所述燃气灶的二氧化碳散发源强；
其中，所述预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为燃气灶的二氧化碳散发源强，T E1为燃气灶的开启时长，C in,E1(T E1)为开启时长对应的室内二氧化碳浓度，C in,E1(0)为第一初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积。
根据本申请的一个实施例，所述计算模块，还用于：
关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶；
获取用户使用所述燃气灶的操作时长；
基于预设的用户二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第二初始室内二氧化碳浓度、所述用户使用所述燃气灶的操作时长、所述操作时长对应的室内二氧化碳浓度和所述燃气灶的二氧化碳散发源强，计算所述用户的二氧化碳散发源强；
其中，所述预设的用户二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为用户的二氧化碳散发源强，T E2为用户使用燃气灶的操作时长，C in,E2(T E2)为T E2时刻检测的室内二氧化碳浓度，C in,E2(0)为第二初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积，为燃气灶的二氧化碳散发源强。
根据本申请的一个实施例，所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值为：
；
其中，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，t为时间，T 1为关闭燃气灶时刻，T 2为结束烹饪时刻，a为换气次数，E 1为燃气灶的二氧化碳散发源强，E 2为用户的二氧化碳散发源强，V为房间体积，C out为室外的二氧化碳浓度，C in(0)为第三初始室内二氧化碳浓度，C in(T 1)为T 1时刻的室内二氧化碳浓度。
根据本申请的一个实施例，所述拟合优度值为：
；
其中，为拟合优度值，i为室内二氧化碳浓度测试的序号，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，C in(t)为t时刻室内二氧化碳浓度的实测值，为0至T 2时刻室内二氧化碳浓度的实测值的平均值。
根据本申请实施例的房间换气次数的测量装置，基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；并基于室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。由此，解决了相关技术的测试方法难度大、操作繁琐等问题，降低了测量成本，提高了房间较高换气次数的测试精度。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的房间换气次数的测量方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的房间换气次数的测量方法。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请实施例提供的一种房间换气次数的测量方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例的某住宅楼厨房模型图；
图3为根据本申请一个实施例的室内测试点布置图；
图4为根据本申请一个实施例的基于二氧化碳双源释放的厨房换气次数的测量方法的流程示意图；
图5为根据本申请实施例的房间换气次数的测量装置的方框示意图；
图6为根据本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参照附图描述根据本申请实施例的房间换气次数的测量方法、装置、电子设备及存储介质，针对上述背景技术中提到的测试方法难度大、操作繁琐等问题，本申请提供了一种房间换气次数的测量方法，在该方法中，基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；并基于室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。由此，解决了相关技术的测试方法难度大、操作繁琐等问题，降低了测量成本，提高了房间较高换气次数的测试精度。
在介绍本申请实施例的房间换气次数的测量方法之前，首先介绍一下本申请的基于二氧化碳双源释放的房间换气次数的测量系统和基于二氧化碳双源释放的房间换气次数的测量设备。
具体而言，该房间换气次数的测量系统包括：
输入层，用于获取房间体积，检测燃气灶启停状态、人员活动状态、室外二氧化碳浓度、室内二氧化碳浓度变化；
计算层，用于基于燃气灶启停状态、人员活动状态、房间体积、当前检测的室内二氧化碳浓度变化，确定燃气灶和烹饪操作人员的二氧化碳散发源强；基于两类二氧化碳释放源源强、燃气灶启停状态、人员活动状态、房间体积、当前检测的室外二氧化碳浓度、当前检测的室内二氧化碳起始浓度、假定的房间换气次数换气次数，计算室内二氧化碳浓度逐时的理论值；
控制层，用于基于计算值、室内二氧化碳浓度逐时的实测值，计算拟合优度值，通过非线性拟合使得拟合优度值最大，输出换气次数。
进一步地，房间换气次数的测量设备基于上述的房间换气次数的测量系统，包括：二氧化氮传感器、红外人员检测传感器、二氧化碳传感器、中央控制器；
输入层包括二氧化氮传感器、红外人员检测传感器、二氧化碳传感器，二氧化氮传感器用于检测燃气灶启停状态，红外人员检测传感器用于检测人员活动状态，二氧化碳传感器用于检测室外二氧化碳浓度、室内二氧化碳浓度变化；
中央控制器基于燃气灶启停状态、人员活动状态、房间体积、当前检测的室内二氧化碳浓度变化，计算燃气灶和烹饪操作人员的二氧化碳散发源强；基于两类二氧化碳释放源源强、燃气灶启停状态、人员活动状态、房间体积、当前检测的室外二氧化碳浓度、当前检测的室内二氧化碳起始浓度、假定的房间换气次数，计算室内二氧化碳浓度逐时的理论值；基于计算值、室内二氧化碳浓度逐时的实测值，计算拟合优度值；通过非线性拟合使得拟合优度值最大，输出换气次数。
下面介绍本申请实施例的房间换气次数的测量方法。
具体而言，图1为本申请实施例提供的一种房间换气次数的测量方法的流程示意图。
如图1所示，该房间换气次数的测量方法包括以下步骤：
在步骤S101中，获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度。
其中，第一初始室内二氧化碳浓度指的是关闭待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启待换气房间的燃气灶，且用户不在待换气房间内停留时，室内二氧化碳的浓度水平；第二初始室内二氧化碳浓度指的是关闭待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启待换气房间的燃气灶，且用户在待换气房间内停留时，室内二氧化碳的浓度水平；第三初始室内二氧化碳浓度指的是将待换气房间的房门、窗户的开合状态设置为常用状态或所需测试的状态，将待换气房间的抽油烟机开启，并将抽油烟机的档位设置为常用档位或所需测试的档位，且用户在待换气房间内使用燃气灶烹饪时，室内二氧化碳的浓度水平。
具体而言，本申请实施例可以通过实际测量待换气房间的长、宽和高，计算得到待换气房间的房间体积，可以通过二氧化碳浓度传感器获取待换气房间的第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度。
此外，获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度的方式还有很多种，本领域技术人员可以根据实际情况采取现有技术中的其他方式获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度，在此不作具体限定。
在步骤S102中，基于房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度和第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，并基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值。
进一步地，在一些实施例中，基于房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度和第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，包括：关闭待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启待换气房间的燃气灶；获取燃气灶的开启时长，基于预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式，根据房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、开启时长和开启时长对应的室内二氧化碳浓度计算燃气灶的二氧化碳散发源强。
其中，本申请实施例的用户可以为烹饪操作人员。
可选地，本申请实施例可以通过计时器获取燃气灶的开启时长，在此不作具体限定。
具体而言，关闭待换气房间的房门、窗户和抽油烟机，并开启燃气灶常用档位，用户不在房间内停留，获取燃气灶的开启时长，根据预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式，基于房间体积、初始二氧化碳浓度、开启时长和开启时长对应的室内二氧化碳浓度计算燃气灶的二氧化碳散发源强。
其中，预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为燃气灶的二氧化碳散发源强，T E1为燃气灶的开启时长，C in,E1(T E1)为T E1时刻检测的室内二氧化碳浓度，C in,E1(0)为第一初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积。
进一步地，在一些实施例中，基于房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度和第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，还包括：关闭待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启待换气房间的燃气灶；获取用户使用燃气灶的操作时长；基于预设的用户二氧化碳散发源强公式，根据房间体积、第二初始室内二氧化碳浓度、用户使用燃气灶的操作时长、操作时长对应的室内二氧化碳浓度和燃气灶的二氧化碳散发源强，计算用户的二氧化碳散发源强。
可选地，本申请实施例可以通过计时器获取用户使用燃气灶的操作时长，在此不作具体限定。
具体而言，关闭待换气房间的房门、窗户和抽油烟机，开启燃气灶常用档位，用户在厨房内停留，获取用户使用燃气灶的操作时长；基于预设的用户二氧化碳散发源强公式，根据房间体积、初始二氧化碳浓度、用户使用燃气灶的操作时长、操作时长对应的室内二氧化碳浓度和燃气灶的二氧化碳散发源强，计算用户的二氧化碳散发源强。
其中，预设的用户二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为用户的二氧化碳散发源强，T E2为用户使用燃气灶的操作时长，C in,E2(T E2)为T E2时刻检测的室内二氧化碳浓度，C in,E2(0)为第二初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积，为燃气灶的二氧化碳散发源强。
进一步地，基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值。
具体而言，将待换气房间的房门、窗户的开合状态设置为常用状态或所需测试的状态，将待换气房间的抽油烟机开启，并将抽油烟机的档位设置为常用档位或所需测试的档位，获取用户使用燃气灶烹饪的操作时长，和停止烹饪、关闭燃气灶后用户操作时长，测试室内二氧化碳浓度变化，并基于房间体积、燃气灶和用户的二氧化碳散发源强、当前检测的室外二氧化碳浓度、当前检测的室内二氧化碳起始浓度、假定的房间换气次数，计算室内二氧化碳浓度逐时的理论值。
其中，在一些实施例中，待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值为：
；
其中，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，t为时间，T 1为关闭燃气灶时刻，T 2为结束烹饪时刻，即0<t<T 1期间厨房内存在燃气灶和用户两类二氧化碳释放源，T 1≤t<T 2期间仅存在用户一类二氧化碳释放源，a为换气次数，E 1为燃气灶的二氧化碳散发源强，E 2为用户的二氧化碳散发源强，V为房间体积，C out为检测的室外二氧化碳浓度，C in(0)为第三初始室内二氧化碳浓度，C in(T 1)为T 1时刻的室内二氧化碳浓度。
在步骤S103中，获取待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的实测值，并基于室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。
具体而言，获取待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的实测值，将室内二氧化碳浓度逐时的实测值根据计算公式关于时间的变化进行非线性拟合，使得拟合优度值R 2最大，输出换气次数，使得室内二氧化碳浓度逐时的理论值与实测值最接近。
其中，在一些实施例中，拟合优度值为：
；
其中，为拟合优度值，i为室内二氧化碳浓度测试的序号，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，C in(t)为t时刻室内二氧化碳浓度的实测值，为0至T 2时刻室内二氧化碳浓度的实测值的平均值。
由此，本发明以二氧化碳作为示踪气体，以待换气房间内既有的燃气灶和烹饪操作人员作为两类二氧化碳恒定释放源，根据对燃气灶启停状态及用户操作情况的自动识别，根据假定的房间换气次数得到室内二氧化碳浓度计算值，通过二氧化碳传感器得到室内二氧化碳浓度实测值，将计算公式关于时间的变化进行非线性拟合，使得拟合优度值R 2最大，最终确定房间换气次数，且操作简单，易推广。
下面结合具体实施例对本发明的房间换气次数的测量方法进行详细说明，以下为本发明实施例其一具体的实现方式。
如图2所示，将某居民楼内一带窗厨房作为实验房，实验房内有一台油烟机、一台双孔天然气灶台，一台消毒柜，若干锅具等烹饪设施，在室内设置两个测试点（如图3中的测试点1和测试点2），还包括位于测试点1、测试点2的二氧化氮传感器、红外人员检测传感器、二氧化碳传感器、中央控制器，以及抽油烟机、燃气灶、烹饪操作人员；通过开启燃气灶以及烹饪操作人员恒定释放二氧化碳；开启抽油烟机、开启窗户决定了厨房的通风条件；通过测量二氧化碳浓度，根据公式拟合得到厨房通风换气次数。
具体而言，测试点1位于灶台旁，距离地面高度约1.5米左右；测试点2位于厨房消毒柜上，距离地面高度约1.5米左右。测试点1和测试点2均布置二氧化氮传感器、红外人员检测传感器、二氧化碳传感器，传感器使用前进行校准，设置10s为传感器的测量时间间隔；在室外设置一个测试点，布置二氧化碳传感器。
实验开始前，记录室外测试点的二氧化碳传感器读数，确定室外二氧化碳浓度C out。
正式实验前，关闭厨房门、厨房窗、厨房抽油烟机，开启燃气灶常用档位，烹饪操作人员不在厨房内停留T E1，进而进入厨房并停留T E2，中央控制器基于燃气灶启停状态、人员活动状态、厨房体积V，以及二氧化碳传感器在起始时刻、燃气灶开启T E1后、人员停留T E2后检测的室内二氧化碳浓度C in,E1(0)、C in,E1(T E1)（也是C in,E2(0)）、C in,E2(T E2)，计算燃气灶和烹饪操作人员的二氧化碳散发源强E 1、E 2。
进一步地，在通风15分钟后开始实验测试，如图4所示，将房间门关闭，一扇窗保持开启该住户习惯开度7cm，其他窗户关闭，静置15分钟后，测量室内二氧化碳浓度初始值C in(0)。
烹饪操作人员将厨房抽油烟机开启，设置为常用档位或所需测试的档位，二氧化氮传感器记录人员使用燃气灶烹饪的操作时长为0时刻至T 1时刻，红外人员检测传感器记录停止烹饪、关闭燃气灶后人员操作时长为T 1时刻至T 2时刻，测试室内二氧化碳浓度变化C in(t)，并基于厨房体积V、燃气灶和烹饪操作人员的二氧化碳散发源强E 1和E 2、室外二氧化碳浓度C out、室内二氧化碳起始浓度C in(0)、假定的厨房换气次数a，计算室内二氧化碳浓度逐时的理论值。
将室内二氧化碳浓度逐时的实测值C in(t)根据计算公式关于时间的变化进行非线性拟合，使得拟合优度值R 2最大，输出换气次数a，使得室内二氧化碳浓度逐时的理论值与实测值C in(t)最接近。
由此，本发明提供基于二氧化碳双源释放的房间换气次数的测量方法，能够更加便捷、准确地测算出厨房通风换气次数，同时更加适应现代住宅厨房内的燃气灶和油烟机使用状态。
为了便于本领域技术人员更直观地了解上述实施例的基于二氧化碳双源释放的厨房换气次数的测量方法，下面结合图4进行详细说明。
如图4所示，该基于二氧化碳双源释放的厨房换气次数的测量方法包括以下步骤：
S401，获取厨房体积和烹饪操作人员信息。
S402，测量燃气灶的二氧化碳散发源强。
S403，测量烹饪操作人员的二氧化碳散发源强。
S404，记录燃气灶启停状态、人员活动状态，测量室外二氧化碳浓度和室内二氧化碳浓度变化，并基于燃气灶启停状态、人员活动状态、室外二氧化碳浓度和假定的厨房换气次数，计算室内二氧化碳浓度逐时的理论值。
S405，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，使得R 2最大、实测值与理论值最接近，得出厨房换气次数。
根据本申请实施例的房间换气次数的测量方法，基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；并基于室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。由此，解决了相关技术的测试方法难度大、操作繁琐等问题，降低了测量成本，提高了房间较高换气次数的测试精度。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的房间换气次数的测量装置。
图5是本申请实施例的房间换气次数的测量装置的方框示意图。
如图5所示，该房间换气次数的测量装置10包括：获取模块100、计算模块200和处理模块300。
其中，获取模块100，用于获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度；计算模块200，用于基于房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度和第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，并基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；处理模块300，用于获取待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的实测值，并基于室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。
进一步地，在一些实施例中，计算模块200，用于：关闭待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启待换气房间的燃气灶；获取燃气灶的开启时长，基于预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式，根据房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、开启时长和开启时长对应的室内二氧化碳浓度计算燃气灶的二氧化碳散发源强；其中，预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为燃气灶的二氧化碳散发源强，T E1为燃气灶的开启时长，C in,E1(T E1)为开启时长对应的室内二氧化碳浓度，C in,E1(0)为第一初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积。
进一步地，在一些实施例中，计算模块200，还用于：关闭待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启待换气房间的燃气灶；获取用户使用燃气灶的操作时长；基于预设的用户二氧化碳散发源强公式，根据房间体积、第二初始室内二氧化碳浓度、用户使用燃气灶的操作时长、操作时长对应的室内二氧化碳浓度和燃气灶的二氧化碳散发源强，计算用户的二氧化碳散发源强；其中，预设的用户二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为用户的二氧化碳散发源强，T E2为用户使用燃气灶的操作时长，C in,E2(T E2)为T E2时刻检测的室内二氧化碳浓度，C in,E2(0)为第二初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积，为燃气灶的二氧化碳散发源强。
进一步地，在一些实施例中，待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值为：
；
其中，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，t为时间，T 1为关闭燃气灶时刻，T 2为结束烹饪时刻，a为换气次数，E 1为燃气灶的二氧化碳散发源强，E 2为用户的二氧化碳散发源强，V为房间体积，C out为室外的二氧化碳浓度，C in(0)为第三初始室内二氧化碳浓度，C in(T 1)为T 1时刻的室内二氧化碳浓度。
进一步地，在一些实施例中，拟合优度值为：
；
其中，为拟合优度值，i为室内二氧化碳浓度测试的序号，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，C in(t)为t时刻室内二氧化碳浓度的实测值，为0至T 2时刻室内二氧化碳浓度的实测值的平均值。
需要说明的是，前述对房间换气次数的测量方法实施例的解释说明也适用于该实施例的房间换气次数的测量装置，此处不再赘述。
根据本申请实施例的房间换气次数的测量装置，基于房间体积、第三初始室内二氧化碳浓度、燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，计算待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；并基于室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为待换气房间的房间目标换气次数。由此，解决了相关技术的测试方法难度大、操作繁琐等问题，降低了测量成本，提高了房间较高换气次数的测试精度。
图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
存储器601、处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序。
处理器602执行程序时实现上述实施例中提供的房间换气次数的测量方法。
进一步地，电子设备还包括：
通信接口603，用于存储器601和处理器602之间的通信。
存储器601，用于存放可在处理器602上运行的计算机程序。
存储器601可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器601、处理器602和通信接口603独立实现，则通信接口603、存储器601和处理器602可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构（Industry Standard Architecture，简称为ISA）总线、外部设备互连（PeripheralComponent Interconnect，简称为PCI）总线或扩展工业标准体系结构（Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA）总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器601、处理器602及通信接口603，集成在一块芯片上实现，则存储器601、处理器602及通信接口603可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器602可能是一个中央处理器（Central Processing Unit，简称为CPU），或者是特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC），或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的房间换气次数的测量方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种房间换气次数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度，其中，所述第一初始室内二氧化碳浓度指的是关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶，且用户不在待换气房间内停留时，室内二氧化碳的浓度水平；所述第二初始室内二氧化碳浓度指的是关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶，且所述用户在所述待换气房间内停留时，室内二氧化碳的浓度水平；所述第三初始室内二氧化碳浓度指的是将所述待换气房间的房门、窗户的开合状态设置为常用状态或所需测试的状态，将所述待换气房间的抽油烟机开启，并将所述抽油烟机的档位设置为常用档位或所需测试的档位，且所述用户在待换气房间内使用所述燃气灶烹饪时，室内二氧化碳的浓度水平；
基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，并基于所述房间体积、所述第三初始室内二氧化碳浓度、所述燃气灶的二氧化碳散发源强和所述用户的二氧化碳散发源强，计算所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；
获取所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的实测值，并基于所述室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对所述室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为所述待换气房间的房间目标换气次数；
其中，所述基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，包括：关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶；获取所述燃气灶的开启时长，基于预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度、所述开启时长和所述开启时长对应的室内二氧化碳浓度计算所述燃气灶的二氧化碳散发源强；其中，所述预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为燃气灶的二氧化碳散发源强，T E1为燃气灶的开启时长，C in,E1(T E1)为开启时长对应的室内二氧化碳浓度，C in,E1(0)为第一初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积；
所述基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，还包括：获取用户使用所述燃气灶的操作时长；基于预设的用户二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第二初始室内二氧化碳浓度、所述用户使用所述燃气灶的操作时长、所述操作时长对应的室内二氧化碳浓度和所述燃气灶的二氧化碳散发源强，计算所述用户的二氧化碳散发源强；其中，所述预设的用户二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为用户的二氧化碳散发源强，T E2为用户使用燃气灶的操作时长，C in,E2(T E2)为T E2时刻检测的室内二氧化碳浓度，C in,E2(0)为第二初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积，为燃气灶的二氧化碳散发源强；
所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值为：
；
其中，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，t为时间，T 1为关闭燃气灶时刻，T 2为结束烹饪时刻，a为换气次数，E 1为燃气灶的二氧化碳散发源强，E 2为用户的二氧化碳散发源强，V为房间体积，C out为室外的二氧化碳浓度，C in(0)为第三初始室内二氧化碳浓度，C in(T 1)为T 1时刻的室内二氧化碳浓度；
所述拟合优度值为：
；
其中，为拟合优度值，i为室内二氧化碳浓度测试的序号，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，C in(t)为t时刻室内二氧化碳浓度的实测值，为0至T 2时刻室内二氧化碳浓度的实测值的平均值。
2.一种房间换气次数的测量装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待换气房间的房间体积、第一初始室内二氧化碳浓度、第二初始室内二氧化碳浓度和第三初始室内二氧化碳浓度，其中，所述第一初始室内二氧化碳浓度指的是关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶，且用户不在待换气房间内停留时，室内二氧化碳的浓度水平；所述第二初始室内二氧化碳浓度指的是关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶，且所述用户在所述待换气房间内停留时，室内二氧化碳的浓度水平；所述第三初始室内二氧化碳浓度指的是将所述待换气房间的房门、窗户的开合状态设置为常用状态或所需测试的状态，将所述待换气房间的抽油烟机开启，并将所述抽油烟机的档位设置为常用档位或所需测试的档位，且所述用户在待换气房间内使用所述燃气灶烹饪时，室内二氧化碳的浓度水平；
计算模块，用于基于所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度和所述第二初始室内二氧化碳浓度，计算燃气灶的二氧化碳散发源强和用户的二氧化碳散发源强，并基于所述房间体积、所述第三初始室内二氧化碳浓度、所述燃气灶的二氧化碳散发源强和所述用户的二氧化碳散发源强，计算所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值；
处理模块，用于获取所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的实测值，并基于所述室内二氧化碳浓度逐时的理论值，对所述室内二氧化碳浓度逐时的实测值进行非线性拟合，并将拟合优度值最大时对应的换气次数作为所述待换气房间的房间目标换气次数；
其中，所述计算模块，用于：关闭所述待换气房间的房门、窗户和油烟机，并开启所述待换气房间的燃气灶；获取所述燃气灶的开启时长，基于预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第一初始室内二氧化碳浓度、所述开启时长和所述开启时长对应的室内二氧化碳浓度计算所述燃气灶的二氧化碳散发源强；其中，所述预设的燃气灶二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为燃气灶的二氧化碳散发源强，T E1为燃气灶的开启时长，C in,E1(T E1)为开启时长对应的室内二氧化碳浓度，C in,E1(0)为第一初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积；
所述计算模块，还用于：获取用户使用所述燃气灶的操作时长；基于预设的用户二氧化碳散发源强公式，根据所述房间体积、所述第二初始室内二氧化碳浓度、所述用户使用所述燃气灶的操作时长、所述操作时长对应的室内二氧化碳浓度和所述燃气灶的二氧化碳散发源强，计算所述用户的二氧化碳散发源强；其中，所述预设的用户二氧化碳散发源强公式为：
；
其中，为用户的二氧化碳散发源强，T E2为用户使用燃气灶的操作时长，C in,E2(T E2)为T E2时刻检测的室内二氧化碳浓度，C in,E2(0)为第二初始室内二氧化碳浓度，V为房间体积，为燃气灶的二氧化碳散发源强；
所述待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值为：
；
其中，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，t为时间，T 1为关闭燃气灶时刻，T 2为结束烹饪时刻，a为换气次数，E 1为燃气灶的二氧化碳散发源强，E 2为用户的二氧化碳散发源强，V为房间体积，C out为室外的二氧化碳浓度，C in(0)为第三初始室内二氧化碳浓度，C in(T 1)为T 1时刻的室内二氧化碳浓度；
所述拟合优度值为：
；
其中，为拟合优度值，i为室内二氧化碳浓度测试的序号，为t时刻待换气房间的室内二氧化碳浓度逐时的理论值，C in(t)为t时刻室内二氧化碳浓度的实测值，为0至T 2时刻室内二氧化碳浓度的实测值的平均值。
3.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1所述的房间换气次数的测量方法。
4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1所述的房间换气次数的测量方法。
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