一種空調(diào)器及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種空調(diào)器及其控制方法，空調(diào)器的控制方法為采集人群信息、季節(jié)信息和人體舒適度相關(guān)參數(shù)，并利用修正的PMV方程計(jì)算空調(diào)器的控制參數(shù)，利用所述控制參數(shù)對(duì)空調(diào)器進(jìn)行控制以使PMV=0，達(dá)到人體最佳舒適狀態(tài)。本發(fā)明修正的PMV方程的修正參數(shù)是根據(jù)不同地區(qū)和人群進(jìn)行事先實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，因而，本發(fā)明的空調(diào)器完全能夠適用于不同地區(qū)和不同人群，能夠快速準(zhǔn)確的達(dá)到相應(yīng)地區(qū)和人群的人體最佳舒適狀態(tài)，節(jié)約了能源。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種空調(diào)器及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于空調(diào)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，是涉及一種空調(diào)器根據(jù)人體舒適度進(jìn) 行自動(dòng)控制的方法及采用所述方法的空調(diào)器。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的空調(diào)器一般僅通過(guò)采集環(huán)境溫度的信號(hào)來(lái)控制空調(diào)器的運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)環(huán) 境溫度的控制，或者，通過(guò)采集環(huán)境溫度和相對(duì)濕度的信號(hào)來(lái)控制空調(diào)器的運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn) 環(huán)境溫度和相對(duì)濕度的控制。然而，上述兩種方式僅僅對(duì)環(huán)境溫度或相對(duì)濕度進(jìn)行了控制， 而忽略了其他因素的影響，一旦風(fēng)速、輻射溫度、衣著情況、人體活動(dòng)量等發(fā)生變化時(shí)，空調(diào) 器將無(wú)法自動(dòng)運(yùn)行相應(yīng)的模式來(lái)滿足人體舒適度要求。
[0003] 針對(duì)上述缺陷，現(xiàn)有一種通過(guò)采集人體舒適度參數(shù)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)PMV方程，獲 取相應(yīng)的人體熱舒適感覺(jué)計(jì)算結(jié)果對(duì)空調(diào)器進(jìn)行控制的方法。由于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)PMV方程： PMV=a *F，其僅與人體舒適度相關(guān)參數(shù)有關(guān)，是通過(guò)熱模型計(jì)算人體熱負(fù)荷預(yù)測(cè)群體平均 熱感覺(jué)評(píng)價(jià)。但是，由于生活習(xí)慣、地域氣候和體質(zhì)特點(diǎn)等因素，不同地域人群對(duì)于熱環(huán)境 的感覺(jué)存在不同程度的偏差。因而，采用上述統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)方程對(duì)不同人群均采用相同的控制 方式，導(dǎo)致不同人群在相同代謝率下的最適溫度是完全相同的，這顯然是不合理的，并不能 夠使所有人群真正達(dá)到最佳舒適狀態(tài)。
[0004] 因而，如何根據(jù)不同人群，對(duì)PMV方程進(jìn)行修正，并采用修正的PMV方程對(duì)空調(diào)器 進(jìn)行控制，以適應(yīng)于各類(lèi)人群，使各類(lèi)人群均能夠達(dá)到最佳舒適狀態(tài)，對(duì)提高空調(diào)的舒適性 和節(jié)能性都具有重大意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種空調(diào)器的控制方法，解決了現(xiàn)有控制人體舒適度空調(diào) 器的控制方法不能夠根據(jù)地區(qū)和人群差異進(jìn)行修正，不能夠保證所有人群均能夠達(dá)到最佳 舒適狀態(tài)的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種空調(diào)器的控制方法，所述控制方法如下：
[0008] 采集人群信息、季節(jié)信息和人體舒適度相關(guān)參數(shù)；
[0009] 調(diào)用相應(yīng)季節(jié)下相應(yīng)人群所對(duì)應(yīng)的熱敏感系數(shù)a和熱感覺(jué)特性系數(shù)b，并根據(jù)采 集的人體舒適度參數(shù)，依據(jù)修正的PMV方程，計(jì)算得到PMV值；
[0010] 對(duì)空調(diào)器的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至PMV達(dá)到最佳值；
[0011] 其中，標(biāo)準(zhǔn)PMV方程為：PMV= a *F，修正的PMV方程為：PMV=a*F_b，a、b值是事先根 據(jù)不同人群在不同季節(jié)下進(jìn)行舒適度實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。
[0012] 為了提高人體舒適度的計(jì)算精度，所述人體舒適度相關(guān)參數(shù)至少包括以下之一： 人體代謝率M、人體對(duì)外機(jī)械功W、服裝熱阻I d、皮膚平均溫度tsk、空氣溫度ta、輻射溫度仁、 相對(duì)濕度H和空氣流速V。
[0013] 進(jìn)一步的，所述tsk=c*ta+d-i3 * (M-W)，其中，c為皮膚溫度回歸斜率，d為皮膚溫 度回歸截距，c、d值是事先根據(jù)不同人群在不同季節(jié)下進(jìn)行皮膚平均溫度與環(huán)境溫度關(guān)系 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，β為皮膚溫度的修正系數(shù)。
[0014] 其中，人體代謝率M為事先對(duì)不同人群在不同對(duì)外機(jī)械功狀態(tài)下通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定 的。
[0015] 為了達(dá)到最佳舒適狀態(tài)，需要使PMV=O,對(duì)空調(diào)器調(diào)節(jié)至PMV=O的方法為：令 PMV=O,計(jì)算空調(diào)器控制參數(shù)，利用所述參數(shù)對(duì)空調(diào)器進(jìn)行控制。
[0016] 基于上述空調(diào)器控制方法的設(shè)計(jì)，本發(fā)明還提出了一種空調(diào)器，包括：
[0017] 參數(shù)采集模塊，用于采集人群信息、季節(jié)信息和人體舒適度相關(guān)參數(shù)；
[0018] 調(diào)用模塊，用于根據(jù)參數(shù)采集模塊采集的人群信息、季節(jié)信息，調(diào)用相應(yīng)季節(jié)下相 應(yīng)人群所對(duì)應(yīng)的熱敏感系數(shù)a和熱感覺(jué)特性系數(shù)b ;
[0019] 計(jì)算模塊，用于根據(jù)參數(shù)采集模塊采集的人體舒適度相關(guān)參數(shù)和調(diào)用模塊調(diào)用的 系數(shù)并依據(jù)修訂的PMV方程計(jì)算；
[0020] 控制模塊，控制空調(diào)器的工作狀態(tài)，使得PMV達(dá)到最佳值。
[0021] 為了提高人體舒適度的計(jì)算精度，所述人體舒適度相關(guān)參數(shù)至少包括以下之一： 人體代謝率M、人體對(duì)外機(jī)械功W、服裝熱阻I d、皮膚平均溫度tsk、空氣溫度ta、輻射溫度仁、 相對(duì)濕度H和空氣流速V。
[0022] 進(jìn)一步的，所述tsk=c*ta+d-i3 * (M-W)，其中，c為皮膚溫度回歸斜率，d為皮膚溫 度回歸截距，c、d值是事先根據(jù)不同人群在不同季節(jié)下進(jìn)行皮膚平均溫度與環(huán)境溫度關(guān)系 實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，β為皮膚溫度的修正系數(shù)。
[0023] 其中，所述人體代謝率M為事先對(duì)不同人群在不同對(duì)外機(jī)械功狀態(tài)下通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè) 定的。
[0024] 為了達(dá)到最佳舒適狀態(tài)，需要使PMV=O,空調(diào)器的計(jì)算模塊令PMV=O,計(jì)算空調(diào)器 控制參數(shù)，控制模塊利用所述參數(shù)對(duì)空調(diào)器的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0026] (1)本發(fā)明基于修正的PMV方程對(duì)空調(diào)器的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在標(biāo)準(zhǔn)PMV方程 的基礎(chǔ)上采用熱敏感系數(shù)a和熱感覺(jué)特性系數(shù)b替代了 α，熱敏感系數(shù)a和熱感覺(jué)熱性系 數(shù)b是根據(jù)工況不同而變化的參數(shù)，用以修正不同人群在不同季節(jié)下的熱感覺(jué)偏差。通過(guò) 上述系數(shù)的修正，令PMV=O,可以精確地針對(duì)某種工況下相應(yīng)人群對(duì)應(yīng)的空調(diào)器最佳控制參 數(shù)，從而使相應(yīng)人群能夠快速達(dá)到最佳舒適狀態(tài)，同時(shí)，由于空調(diào)器能夠快速達(dá)到最佳舒適 狀態(tài)，因而也更加節(jié)能。
[0027] (2)本發(fā)明通過(guò)建立皮膚平均溫度與空氣溫度的關(guān)系進(jìn)一步提高了人體舒適度的 計(jì)算精度，通過(guò)測(cè)量不同人群不同季節(jié)人體皮膚平均溫度與空氣溫度的變化關(guān)系，得出相 關(guān)性良好的線性回歸式，用以預(yù)測(cè)皮膚平均溫度，能夠更加精確的預(yù)測(cè)皮膚溫度，因而，使 得PMV方程的計(jì)算更加準(zhǔn)確。
[0028] 結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更 加清楚。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例控制方法的流程圖。
[0030] 圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例空調(diào)器的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0032] 本實(shí)施例的解決方案主要是：基于包括影響人體舒適度的最主要的八個(gè)參數(shù)(人 體代謝率、人體對(duì)外機(jī)械功、服裝熱阻、皮膚平均溫度、空氣溫度、輻射溫度、相對(duì)濕度和空 氣流速）的修正PMV控制機(jī)理，通過(guò)傳感器對(duì)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)和人體活動(dòng)情況進(jìn)行采樣，通過(guò) 攝像頭獲取人群信息，并調(diào)用相關(guān)系數(shù)，根據(jù)PMV方程，得出相應(yīng)人群的熱舒適感覺(jué)，控制 和驅(qū)動(dòng)空調(diào)器的壓縮機(jī)、室外電機(jī)、節(jié)流部件等的運(yùn)行模式，直至PMV=O,以滿足相關(guān)人群的 熱舒適需求，并據(jù)此提高空調(diào)器的節(jié)能效果。
[0033] 如圖1所示，本實(shí)施例提出了一種空調(diào)器的控制方法，控制方法包括如下步驟：
[0034] Sl、空調(diào)器開(kāi)啟。
[0035] S2、判定空調(diào)器的運(yùn)行模式。
[0036] S3、采集人群信息、季節(jié)信息和人體舒適度相關(guān)參數(shù)。
[0037] 其中，人群信息通過(guò)空調(diào)器的攝像頭進(jìn)行采集，人群信息分為成年男性、成年女 性、老人、兒童，當(dāng)然也可按照實(shí)際需求進(jìn)行其他形式的劃分。設(shè)定人群信息的優(yōu)先級(jí)別為 兒童、老人、成年女性、成年男性。
[0038] 季節(jié)信息通過(guò)空調(diào)器的時(shí)間模塊進(jìn)行采集，一般分為夏季和冬季。
[0039] 人體舒適度相關(guān)參數(shù)的獲取方式如下：
[0040] 人體對(duì)外機(jī)械功W、服裝熱阻Id、空氣溫度ta、輻射溫度k、相對(duì)濕度H和空氣流速 V均可通過(guò)相應(yīng)的傳感器進(jìn)行測(cè)定。
[0041] 人體代謝率M為事先對(duì)不同人群在不同對(duì)外機(jī)械功狀態(tài)下通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。
[0042] 以中國(guó)人為例：其不同人群在不同對(duì)外機(jī)械功狀態(tài)下人體代謝率M的取值如下表 所示：
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種空調(diào)器的控制方法，其特征在于：所述控制方法如下： 采集人群信息、季節(jié)信息和人體舒適度相關(guān)參數(shù)； 調(diào)用相應(yīng)季節(jié)下相應(yīng)人群所對(duì)應(yīng)的熱敏感系數(shù)a和熱感覺(jué)特性系數(shù)b，并根據(jù)采集的 人體舒適度相關(guān)參數(shù)，依據(jù)修正的PMV方程，計(jì)算得到PMV值； 對(duì)空調(diào)器的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至PMV達(dá)到最佳值； 其中，標(biāo)準(zhǔn)PMV方程為：PMV= a *F，修正的PMV方程為：PMV=a*F_b，a、b值是事先根據(jù) 不同人群在不同季節(jié)下進(jìn)行舒適度實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)器的控制方法，其特征在于：所述人體舒適度相關(guān)參數(shù) 至少包括以下之一：人體代謝率M、人體對(duì)外機(jī)械功W、服裝熱阻Id、皮膚平均溫度tsk、空氣 溫度ta、輻射溫度&、相對(duì)濕度H和空氣流速V。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)器的控制方法，其特征在于：所述tsk=c*ta+d-P*(M-W)， 其中，c為皮膚溫度回歸斜率，d為皮膚溫度回歸截距，c、d值是事先根據(jù)不同人群在不同季 節(jié)下進(jìn)行皮膚平均溫度與環(huán)境溫度關(guān)系實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，0為皮膚溫度的修正系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的空調(diào)器的控制方法，其特征在于：所述人體代謝率M為事先 對(duì)不同人群在不同對(duì)外機(jī)械功狀態(tài)下通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的空調(diào)器的控制方法，其特征在于：所述對(duì)空調(diào)器 調(diào)節(jié)直至PMV達(dá)到最佳值的方法為：令PMV=0,計(jì)算空調(diào)器控制參數(shù)，利用所述參數(shù)對(duì)空調(diào) 器進(jìn)行控制。
6. -種空調(diào)器，其特征在于：所述空調(diào)器包括： 參數(shù)采集模塊，用于采集人群信息、季節(jié)信息和人體舒適度相關(guān)參數(shù)； 調(diào)用模塊，用于根據(jù)參數(shù)采集模塊采集的人群信息、季節(jié)信息，調(diào)用相應(yīng)季節(jié)下相應(yīng)人 群所對(duì)應(yīng)的熱敏感系數(shù)a和熱感覺(jué)特性系數(shù)b ; 計(jì)算模塊，用于根據(jù)參數(shù)采集模塊采集的人體舒適度相關(guān)參數(shù)和調(diào)用模塊調(diào)用的系數(shù) 并依據(jù)修訂的PMV方程計(jì)算； 控制模塊，控制空調(diào)器的工作狀態(tài)，直至PMV達(dá)到最佳值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的空調(diào)器，其特征在于：所述人體舒適度相關(guān)參數(shù)至少包括以 下之一：人體代謝率M、人體對(duì)外機(jī)械功W、服裝熱阻Id、皮膚平均溫度tsk、空氣溫度t a、輻 射溫度&、相對(duì)濕度H和空氣流速V。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的空調(diào)器，其特征在于：所述tsk=c*ta+d-P* (M-W)，其中，c為 皮膚溫度回歸斜率，d為皮膚溫度回歸截距，c、d值是事先根據(jù)不同人群在不同季節(jié)下進(jìn)行 皮膚平均溫度與環(huán)境溫度關(guān)系實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，0為皮膚溫度的修正系數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空調(diào)器，其特征在于：所述人體代謝率M為事先對(duì)不同人群 在不同對(duì)外機(jī)械功狀態(tài)下通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9任意一項(xiàng)所述的空調(diào)器，其特征在于：所述計(jì)算模塊令PMV=0,計(jì) 算空調(diào)器控制參數(shù)，控制模塊利用所述參數(shù)對(duì)空調(diào)器的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。
【文檔編號(hào)】F24F11/00GK104344501SQ201310384380
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】張飛, 程永甫, 付裕 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾空調(diào)器有限總公司