一种空调的控制方法、装置、存储介质及空调制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种空调的控制方法、装置、存储介质及空调，该方法包括：获取所述空调所属环境的环境参数、以及所述环境中用户的生理参数；根据所述环境参数和所述生理参数，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值；根据所述新陈代谢率对所述用户的人体舒适性状态进行评估，确定人体舒适性评价水平；根据所述人体舒适性评价水平和/或所述PMV值对所述空调进行控制。本发明专利技术的方案，可以解决现有技术中基于人体不同活动状态下的估算值确定的新陈代谢率进行空调的PMV控制存在控制精度低的问题，达到提升控制精度的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种空调的控制方法、装置、存储介质及空调
本专利技术属于空调
，具体涉及一种空调的控制方法、装置、存储介质及空调，尤其涉及一种PMV空调精确控制方法、与该方法对应的装置、具有该装置的空调系统、存储有该方法对应的指令的计算机可读存储介质、以及能够执行该方法对应的指令的空调系统。
技术介绍
热舒适性对于人们的工作和生活环境都具有重要影响，目前的空调大多采用传统的基于环境温度和湿度的控制策略，有大量的实验和实地调查证明，这种传统的空调控制方法在很多场合无法取得令人满意的热舒适性。同时，部分空调厂商开始着眼于使用基于预测平均投票数(PMV)公式的室内热舒适控制方法，该方法起源于20世纪60年代，Fanger提出了该方法的核心理论即经典PMV-PPD公式(如PMV-PPD热舒适模型)，随后有众多学者对其进行改进研究，产生了大量的PMV公式及其变形公式，这些公式普遍使用了“空气温度”、“湿度”、“人体新陈代谢率”、“风速”、“辐射温度”和“服装热阻”这几个参数，如Fanger教授提出的经典PMV计算方法见方程式(1)～(4)：其中：M为人体代谢率，单位W/m2；W为有用功，单位W/m2；Icl为衣服热阻，单位m2.K/W；fcl为衣服表面系数；ta为空气温度，单位℃；tr为平均辐射温度，单位℃；Var为相对风速，单位m/s；pa为局部水蒸汽压力，单位Pa；hc为对流热交换系数，单位W/m2.K；tcl为衣服表面温度，单位℃。经典PMV公式能计算出代谢率、衣服热阻、空气温度、平均辐射温度、风速及相对湿度(可以参见ISO7726的相关规定)在不同组合方式下产生的热舒适性。tcl和hc方程可以通过反复代换得出。经典PMV公式是在稳定环境中得出的评价指标，评价指标仅仅应用在PMV在-2～+2之间，且六个主要参数在下列范围内：M可以为46～232W/m2；Icl可以为0～0.310m2.K/W(0clo～2clo)；ta可以为10～30℃；tr可以为10～40℃；Var可以为0～1m/S；Pa可以为0～2700Pa。以上可以看出经典PMV方程具有较大的局限性，类似的PMV改进公式，如nPMV、ePMV、mPMV方程在一定程度上拓展了经典PMV方程的应用范围，并且提高了其精度。但是，几乎所有的这些方程，使用的“新陈代谢率”都是基于人体不同活动状态下的估算值，如下表所示(可以参见ISO8996的相关规定)：可以理解，这些估算值在某些限制的场合能够发挥很好的作用，但是人体的运动状态往往与这些有限的行为有所偏差，此时再选用这些值代入PMV方程难免会造成误差，如在经典PMV方程中，图6反映了由于新陈代谢率的误差导致的PMV模型计算误差，当新陈代谢率误差为10％时，经典PMV模型部分预测值偏离中性值可达50％。图6中，PMV(predictedmeanvote)，即预计平均热感觉投票指数(即预测平均投票数)；Neutraltemperaturedifferenceduetometabolicrateerror，即由于新陈代谢率误差导致的中性温度差异；PMVdifferenceduetometabolicrateerror，即由于新陈代谢率误差导致的PMV值差异；AirTemperature，即空气温度。因此，如果能够找到一个精确得到人体新陈代谢率的方法，可以极大地提高当前的基于经典PMV或者修正的PMV方程进行控制的空调的控制精度。许多复杂的问题由于计算能力的限制，只能通过简化来进行分析，比如大多数高阶的微分方程以前只能通过简化来求得解析解，而随着计算机技术的发展，这些问题可以通过数值计算得到十分精确的解，通过生理参数计算新陈代谢率的问题就是其中之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述缺陷，提供一种空调的控制方法、装置、存储介质及空调，以解决现有技术中基于人体不同活动状态下的估算值确定的新陈代谢率进行空调的PMV控制存在控制精度低的问题，达到提升控制精度的效果。本专利技术提供一种空调的控制方法，包括：获取所述空调所属环境的环境参数、以及所述环境中用户的生理参数；根据所述环境参数和所述生理参数，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值；根据所述新陈代谢率对所述用户的人体舒适性状态进行评估，确定人体舒适性评价水平；根据所述人体舒适性评价水平和/或所述PMV值对所述空调进行控制。可选地，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值，包括：根据所述环境参数和所述生理参数，利用预设的计算服务模块进行计算，得到所述新陈代谢率；根据所述新陈代谢率，利用预设的PMV公式进行计算，得到所述PMV值。可选地，其中，利用预设的计算服务模块进行计算，包括：将预先构建的人体物理模型进行离散后，将所述离散得到的每个节点的生物学传热方程作为控制方程；将所述生理参数和所述环境参数作为所述控制方程的边界条件，进行迭代求解，得到所述新陈代谢率；和/或，所述PMV公式，包括：aPMV公式、ePMV公式、nPMV公式、以及ISO7730中推荐的经典PMV公式中的至少之一，或aPMV公式、ePMV公式、nPMV公式、以及ISO7730中推荐的PMV公式中两种以上的组合公式或加权平均公式。可选地，其中，所述人体物理模型，包括：基于人体内部生物传热和/或传质的原理，按照预设的实际人体模型的结构构建得到的所述人体物理模型；和/或，所述生物学传热方程，包括：该方程中，T为人体各组分温度，ρ为人体各组分密度，C为人体各组分的比热，λ为人体各组分的导热系数，qb为组分与血液换热量，q为各组分的代谢产热量，qr为呼吸带来的与外界的热交换量，qsw为出汗导致的换热量。可选地，其中，所述生物传热和/或传质的原理，包括：生物传质原理和/或生物传热原理；还包括：人体激素与内分泌系统调控、神经系统调控、血压调控、血液循环调控、呼吸系统调控、视听系统调控、姿态与运动系统调控中的至少一种原理；和/或，在所述生物学传热方程中：所述组分与血液换热量包括血管与组分的直接换热量，所述血管与组分的直接换热量由下式表示：Q＝h*πD*η*(Tb-T)；其中，Tb为血液温度，D为血管直径，h为换热系数，η为外形系数；和/或，所述组分与血液换热量动脉血管通过血液对各组分的灌注与组分的换热量，所述各组分的灌注与组分的换热量由下式表示：Q＝BCb(Tb-T)；其中，B为血流量，Cb为血液的比热；和/或，所述出汗导致的换热量能够依据人体汗腺活动规律计算得到，所述人体汗腺活动规律包括：FSW＝KSW(0.9TC+0.1TS-37)+Fmin，S；其中，FSW为不同部位出汗量，KSW为不同部位增益系数，TC为头部核心温度，TS为平均皮肤温度，Fmin，S为汗腺活动的最小阈值。可选地，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值，还包括：利用预设的计算服务模块进行计算后，将计算得到的所述新陈代谢率存储于预设的数据库和/或预设的专家系统进行训练，以：在获取新的环境参数和新的生理参数后，使用所述训练后的数据库和/或专家系统判断新的环境参数和新的生理参数是否是所述数据库和/或所述专家系统存储的；若是，则使用所述训练后的数据库和/或专家系统确定所需的新陈代谢率；否则，才利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空调的控制方法，其特征在于，包括：获取所述空调所属环境的环境参数、以及所述环境中用户的生理参数；根据所述环境参数和所述生理参数，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值；根据所述新陈代谢率对所述用户的人体舒适性状态进行评估，确定人体舒适性评价水平；根据所述人体舒适性评价水平和/或所述PMV值对所述空调进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种空调的控制方法，其特征在于，包括：获取所述空调所属环境的环境参数、以及所述环境中用户的生理参数；根据所述环境参数和所述生理参数，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值；根据所述新陈代谢率对所述用户的人体舒适性状态进行评估，确定人体舒适性评价水平；根据所述人体舒适性评价水平和/或所述PMV值对所述空调进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值，包括：根据所述环境参数和所述生理参数，利用预设的计算服务模块进行计算，得到所述新陈代谢率；根据所述新陈代谢率，利用预设的PMV公式进行计算，得到所述PMV值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，利用预设的计算服务模块进行计算，包括：将预先构建的人体物理模型进行离散后，将所述离散得到的每个节点的生物学传热方程作为控制方程；将所述生理参数和所述环境参数作为所述控制方程的边界条件，进行迭代求解，得到所述新陈代谢率；和/或，所述PMV公式，包括：aPMV公式、ePMV公式、nPMV公式、以及ISO7730中推荐的PMV公式中的至少之一，或aPMV公式、ePMV公式、nPMV公式、以及ISO7730中推荐的经典PMV公式中两种以上的组合公式或加权平均公式。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述人体物理模型，包括：基于人体内部生物传热和/或传质的原理，按照预设的实际人体模型的结构构建得到的所述人体物理模型；和/或，所述生物学传热方程，包括：该方程中，T为人体各组分温度，ρ为人体各组分密度，C为人体各组分的比热，λ为人体各组分的导热系数，qb为组分与血液换热量，q为各组分的代谢产热量，qr为呼吸带来的与外界的热交换量，qsw为出汗导致的换热量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述生物传热和/或传质的原理，包括：生物传质原理和/或生物传热原理；还包括：人体激素与内分泌系统调控、神经系统调控、血压调控、血液循环调控、呼吸系统调控、视听系统调控、姿态与运动系统调控中的至少一种原理；和/或，在所述生物学传热方程中：所述组分与血液换热量包括血管与组分的直接换热量，所述血管与组分的直接换热量由下式表示：Q＝h*πD*η*(Tb-T)；其中，Tb为血液温度，D为血管直径，h为换热系数，η为外形系数；和/或，所述组分与血液换热量动脉血管通过血液对各组分的灌注与组分的换热量，所述各组分的灌注与组分的换热量由下式表示：Q＝BCb(Tb-T)；其中，B为血流量，Cb为血液的比热；和/或，所述出汗导致的换热量能够依据人体汗腺活动规律计算得到，所述人体汗腺活动规律包括：FSW＝KSW(0.9TC+0.1TS-37)+Fmin，S；其中，FSW为不同部位出汗量，KSW为不同部位增益系数，TC为头部核心温度，TS为平均皮肤温度，Fmin，S为汗腺活动的最小阈值。6.根据权利要求2-5之一所述的方法，其特征在于，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值，还包括：利用预设的计算服务模块进行计算后，将计算得到的所述新陈代谢率存储于预设的数据库和/或预设的专家系统进行训练，以：在获取新的环境参数和新的生理参数后，使用所述训练后的数据库和/或专家系统判断新的环境参数和新的生理参数是否是所述数据库和/或所述专家系统存储的；若是，则使用所述训练后的数据库和/或专家系统确定所需的新陈代谢率；否则，才利用预设的计算服务模块进行计算。7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，其中，所述环境参数，包括：温度；还包括：湿度、光照、振动、噪音、风速中的至少之一；和/或，所述生理参数，包括：皮肤温度和排汗率；还包括：血压、心率、神经传导速度、肌电、皮肤电阻中的至少之一；和/或，根据所述新陈代谢率和所述PMV值对所述用户的人体舒适性状态进行评估，包括：根据所述新陈代谢率，分析所述用户的的身体状况以及所处的运动状态；基于预设的评估策略，根据所述身体状况和所述运行状态，评估得到所需的人体舒适性状态；和/或，根据所述人体舒适性评价水平和/或所述PMV值对所述空调进行控制，包括：根据所述人体舒适性评价水平和/或所述PMV值，对所述空调的目标温度和/或目标风速进行控制。8.一种空调的控制装置，其特征在于，包括：参数采集模块，用于获取所述空调所属环境的环境参数、以及所述环境中用户的生理参数；远程计算服务模块，用于根据所述环境参数和所述生理参数，至少确定所述用户的新陈代谢率和所述空调在当前状态下的PMV值；本地计算模块，用于根据所述新陈代谢率对所述用户的人体舒适...

【专利技术属性】
技术研发人员：许彪，袁琪，岳锐，李欣，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44