基于动态热舒适的空调器控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于空调领域，特别设及一种基于动态热舒适的空调器控制系统及其控制 方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，人们越来越重视身体健康，对室内环境的要求也越来越高，运使 得越来越多的空调进入人们的工作和生活中。
[0003] 传统的空调主要是由使用者自己手动设定空调模式（除湿、制冷、制热、自动、送 风五种），并手动调节室内溫度、风速、导风板（风向、摆风）等满足舒适度，对使用者对空调 方面要求较高，一般人只会进行模式和室内溫度设置，对空调房间热环境不满意。随着空调 使用大幅增加，实践表明，传统空调带来的"空调病"问题也日趋严重。
[0004] 在现有技术中，已有产品都是直接调节溫度进行空调控制，已成功申请的一些发 明专利已经提出W热舒适评价指标PMV进行控制的空调系统，有单独对溫度控制的的空调 (申请号为201410155235. 8);有同时对溫度和湿度（仅除湿，未考虑加湿）控制的空调（申 请号分别为200610128692. 3,201310454415. 1);也有对溫度、湿度（加湿和除湿）、风速综 合控制的空调系统（申请号为201410653230. 8)。虽然考虑的都是W热舒适评价指标PMV 进行控制，但最终状态溫度、湿度和风速不变，室内环境处于一种稳定状态，W稳态热中性 环境为控制目标。
[0005] 研究表明，人们对运种稳态的室内环境并不满意，而且人长期处于稳定的热中性 状态，减弱了对环境的适应能力，不利于人体健康，而且为实现运一人工调节的稳定热环 境，需要W消耗大量能源和环境污染为代价。而动态环境下的热舒适更容易被人们所接受。 在此，提出基于动态热舒适的空调器控制系统。
【发明内容】
[0006] 本发明W被控室内环境动态变化实现热舒适的室内环境为目标，设计一款智能空 调控制系统。
[0007] 根据本发明的第一种实施方式：
[0008] -种基于动态热舒适的空调器控制系统，包括风速智能调节模块、溫度智能调节 模块、手动调节模块和记忆模块。风速智能调节模块是根据风速动态变化时，目标区域的 PMV在[-0.5, +0.引区间的瞬时风速函数。溫度智能调节模块是根据溫度动态变化时，目 标区域的PMV在[-0.5,+0.引区间的瞬时空气溫度函数。目标区域的瞬时风速函数和瞬时 空气溫度函数是联动控制的。风速智能调节模块用于根据目标区域设定的风速函数控制调 节送风风速。溫度智能调节模块根据目标区域设定的溫度函数控制调节送风溫度。手动调 节模块用于进行室内溫度调控。记忆模块为记忆空调上一次使用状态的装置。
[0009] 在本发明中，目标区域的PMV按如下公式计算：
[0010] PMV= [0. 303exp(-0. 036M) +0. 028]X{(M-W) -3. 05X10 3X[5733-6. 99 (M-W)-Pa]
[0011] -〇.42[(M-W)-58.15]-1.7Xl〇5M6867-Pa)-〇.0014M(34-ta)
[001引-3. 96 X 10 Sfci[(tci+273) 4- (tm"+273) 4] -fc山(tci-ta)}
[0013]式-1，
[0014] tci = 35. 7-0. 028 (M-W) -I cl {3. 96 X 10 Sfci[(tci+27：3) 4- (tm"+27：3) 4] +fc山（tci-ta)} [001引 式-2，
[0019] 在本发明中，在风速智能调节模块和溫度智能调节模块设置有制冷、制热、送风Ξ 种标准模式。
[0020] 式中变量的取值范围：
[0021] Μ一一单位皮肤面积的人体新陈代谢量（单位met)。取值范围为1. 0~1. 2met。 其中1.Omet= 58. 15W/m2 (单位换算）。当没有进行活动（该活动指体育活动或体力运动） 而进入开启空调的房间时，Μ的取值为1. 0 ;如果进行少量活动（活动时间少于半小时）进 入开启空调的房间，Μ的取值为1. 1 ;如果进行大量活动（活动时间超过半小时）进入开启 空调的房间，Μ的取值为1.2。
[0022] W--外部活动量（W/m2)。取值范围为0-0. 1，更一般0-0. 05,更一般0-0. 01。例 如当空调房间内人员均为静坐，无外部活动时，W取值为0。当在空调房间内全部人员或几 乎全部人员一直在走动时取值为0. 1，而大约有一半的人员在走动时取值为0. 05。
[0023]Ici--服装热阻（Clo)。取值范围为0. 045-0. 225,更一般为0. 07-0. 2,更一般为 0. 1-0. 18,更一般 0. 12-0. 15,更一般 0. 130-0. 140,例如 0. 135,单位为Clo。其中IClo= 0. 155m2 .°C/W(单位换算）。
[0024]一一服装面积因素（或因数）。等于着装时人的裸露体表面积+服装外（露） 表面积之和与人裸体体表面积之比。可由式4计算得出。取值范围一般为1. 12-1. 45,更一 般为1. 15-1. 22。例如，由式4计算得出为1. 17415。
[0025]t。一一室内空气溫度，°C。根据不同模式的溫度控制函数确定瞬时室内空气溫度， 由设置在空调内部的溫度传感器测定。
[0026]tmn--平均福射溫度，取值范围为25-35Γ，如25-30°C。室内无福射源时，直接 取平均室内空气溫度，25°C。
[0027]V--相对空气速度（m/s)。取值范围一般为0.5-3m/s，优选为0.6-2. 5m/s，更优 选0. 7-2m/s，更优选0. 7-1. 5m/s。由PMV计算公式确定出不同模式的瞬时风速控制函数。 其中在Ξ种模式下，即制冷标准模式、制热标准模式或送风标准模式，分别由公式7、9和10 计算相对空气速度。
[0028] tti一一衣服的表面溫度（°C)。可由公式2获得。例如，由式2通过迭代计算得来 的：M. 9°C。
[0029] h。一一对流换热系数。可由公式5计算得出。例如，由式5计算得出为36. 3W/ (m2 ·K)。
[0030] P。--人体周围水蒸气分压力。例如，由式3计算得出，Pa。
[0031] Η--空气相对湿度。取值范围一般为30-70%，优选为35-65%，更优选40-60%， 更优选45-55%。例如，按空调房间热湿环境情况，取值为50%。
[0032] 在本发明中，所述制冷标准模式，瞬时空气溫度控制函数为：
[0033]
[0034] 在本发明中，所述制冷标准模式，瞬时风速控制函数为：
[0035]
[0036] 在本发明中，制热标准模式，瞬时空气溫度控制函数为：
[0037]
[0038] 在本发明中，制热标准模式，瞬时风速控制函数为：
[0039]
[0040] 在本发明中，送风标准模式，瞬时风速控制函数为：
[0041]
[0042] 利用公式7、9或10,分别获得了在制冷标准模式下的相对空气速度V(单位m/ S)、在制热标准模式下的相对空气速度V(单位m/s)或在送风标准模式下的相对空气速度 V(单位m/s)。
[0043] 在本发明中，风速动态变化为简谐波、方波、Ξ角波、银齿波等其中某一种。
[0044] 在本发明中，溫度动态变化为简谐波、方波、Ξ角波、银齿波等其中某一种。
[0045] 在本发明中，手动调节模块包括空调器控制器。空调器控制器的控制面板上包括： 开关键（1)、模式键（2)、睡眠键（3)、溫度+键（4)、溫度一键巧）。
[0046] 在本发明中，手动调节模块，按溫度+键，空调制冷运行时，目标区域的瞬时空气 溫度控制函数为
[0047]
[0048] 在本发明中，手动调节模块，按溫度+键，空调制热运行时，目标区域的瞬时空气 溫度控制函数为
[0049]
[0050] 在本发明中，手动调节模块，按溫度-键，空调制冷运行时，目标区域的瞬时空气 溫度控制函数为
[0051]
[0052] 在本发明中，手动调节模块，按溫度-键，空调制热运行时，目标区域的瞬时空气 溫度控制函数为
[0053]
[0054] 根据本发明提供的第二种实施方式：
[00巧]一种基于动态热舒适的空调器控制方法，该空调器控制方法包括W下步骤：
[0056] 1)空调开机，风速智能调节模块、溫度智能调节模块及手动调节模块读取记忆模 块中存储的方式及数据，并控制空调按照读取的数据开始运行；
[0057] 2)记忆模块运行记录与实际需求是否相符，如果是，执行步骤3);否则，执行步骤 4);