[发明专利]一种矿井井下热环境评价方法及其装置

权利要求书

1.一种矿井井下热环境评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.装置初始化；

B.利用测量模块中的温度测量元件、湿度测量元件、压力测量元件、风速测量元件对矿井井下热环境进行测量，通过数据采集电路组件进行数据采集、数据传输线进行数据传输、数据转换电路进行数据采集信号转换；

C.根据获取的矿井井下热环境数据采集信号以及人体新陈代谢率和服装热阻值建立PMV-PPD的矿工热环境评价模型；

D.计算所述PMV-PPD矿工热环境评价模型下的热舒适性指标PMV值和PPD值，并分析；

E.通过显示模块对矿井井下PMV-PPD热环境舒适性指标及评价结果进行显示。

2.如权利要求1所述的一种矿井井下热环境的评价方法，其特征在于，所述根据获取的数据采集信号以及人体新陈代谢率和服装热阻值建立PMV-PPD的矿工热环境评价模型具体包括：

首先，结合影响因素，建立矿工的热舒适性方程，结合矿井高温高湿的特点，推导出适合矿工的热平衡方程式：

M-W-7.897hc(Pa-Ps)11+0.143fclhcIcl-0.42[(M-W)-58.15]-1.72×10-5M(5867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.4×10-8fcl[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)=0]]>

其中，M是人体代谢产生的热量，W是人体所作的机械功，h_C是对流换热系数，P_a是人体周围空气的水蒸气分气压，P_s是皮肤表面的水蒸气分气压，f_cl是着装面积系数，I_cl是服装热阻，t_a是人体周围环境温度，t_cl是服装表面温度，t_r是环境的平均辐射温度；

其次，确定矿工热舒适性的评价指标PMV，以及PMV值的计算公式：

PMV=[0.303exp(-0.036M)+0.028]{M-W-7.897hc(Pa-Ps)11+0.143fclhcIcl-0.42[(M-W)-58.15]-1.72×10-5M(5867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.4×10-8fcl[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)]]>

最后，确定矿工热舒适性的评价指标PPD，以及PPD值的计算公式：

PPD＝100-95exp[-(0.3353PMV⁴+0.2179PMV²)]

3.一种进行矿井井下热环境评价的装置，其特征在于：

设置所述评价装置组成包括：由温度测量元件、湿度测量元件、压力测量元件、风速测量元件构成的测量模块、数据传输线、数据采集电路组件、数据转换电路、单片机模块、显示模块、电源与复位模块和按键模块；

由所述测量模块、数据采集电路组件、数据传输线及数据转换电路获得矿井井下热环境采集信号，包括：由所述温度测量元件测量矿内风流温度和评价辐射温度、所述湿度测量元件测量矿内相对湿度、所述压力测量元件测量矿内大气压力、所述风速测量元件测量矿内风流速度，由所述数据采集电路组件将测量数据采集，由所述数据传输线将数据传输，由所述数据转换电路将采集数据转换为信号；

以所述矿井井下热环境采集信号以及通过按键模块输入的人体新陈代谢率和服装热阻值作为单片机模块的输入信号，在单片机模块中针对所述输入信号建立PMV-PPD的矿工热环境评价模型，计算所述PMV-PPD矿工热环境评价模型下的热舒适性指标PMV值和PPD值并分析，通过显示模块对矿井井下PMV-PPD热环境舒适性指标及评价结果进行显示。