一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统，包括环境智能控制网关，以及与环境智能控制网关连接的室内环境传感器、室外气象参数采集系统、多联机空调机组、新风机组和信息采集装置；本发明专利技术实现的动态室内热环境对于用户的健康和舒适度都有明显的好处，使用智能学习的使得空调系统更具人性化，更能提升用户体验，满足用户需求。

A Temperature and Humidity Environment Control System Based on Human Thermal Comfort Mechanism

The invention discloses a temperature and humidity environment control system based on human thermal comfort mechanism, which includes an environment intelligent control gateway, an indoor environment sensor connected with the environment intelligent control gateway, an outdoor meteorological parameter acquisition system, a multi-online air conditioning unit, a new fan unit and an information acquisition device; the dynamic indoor thermal environment realized by the invention is healthy and comfortable for users. Degree has obvious advantages. The use of intelligent learning makes the air conditioning system more humane, can enhance user experience and meet user needs.

【技术实现步骤摘要】
一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统
本专利技术涉及热舒适控制
，具体涉及一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统。
技术介绍
随着经济的发展，人们追求生活水平提高，对室内环境舒适度的要求越来越高。然而现阶段学术界对舒适的定义还有一定的争议，最熟的定义是无刺激、不需要自主调节的“热中性”就等于“舒适”，随着热舒适理论的发展，另一种观点产生了，其舒适是一种短暂的愉快，是伴随着不舒适的消除而产生的，动态的环境才能带来舒适和健康。这两种对立的舒适观点也就对应着截然不同的室内环境营造方式。前者是恒温恒湿，室内环境越接近中性，且波动幅度越小越好，然而无止境的追求室内环境的无偏差、无刺激与稳定导致建筑物越来越密闭，全部采用机械通风系统与严格的自控系统，建筑的能耗也越来越高。研究表明，这样的室内环境不仅是没有必要的，还会为居住者带来健康隐患。目前国内住宅项目大多都以“恒温恒湿”作为室内热环境的控制目标，这是非常不合理的。首先，适宜的环境参数都是对应于一定的人员代谢率和着装情况的，如果锁定了室内环境的温度、湿度，那么用户就成了热环境完全被动接受者，需要通过调节自身的着装以及活动强度以达到热舒适，这样就会导致用户更容易不满意当前的热环境。因此，也需要用户在智能控制热环境的同时也能够主动的对热环境进行手动调节。相比于公其建筑，住宅建筑的一个重要特点是室内的入员数量较少，甚至很多时候室内只有一个用户，这时室内热环境的舒适与否完全取决于该用户的评价。前文中提到，规范中对于室内热环境参数的规定依据是PMV模型，而PMV代表的是某一环境中大多数人冷热感觉的平均值，然而对于住宅内的个体用户而言，着装情况及代谢率强度这两个对人体冷热感受影响显著的量，都有着比较大的自由度和不确定性，很难根据房间的类型做出准确预测。另一方面，PMV热舒适评价方法并没有考虑人与人之间的个体差异，简单说，只要PMIV模型中的6个参数相同，人员就会达到有相同的冷热感受。然而实际上人的性别，年龄，体脂含量等生理差别都会一定程度上影响到人体的冷热感觉，因此照搬规范中对于热环境参数的设定，无法满足用户的个体需求。为了实现对室内热环境参数的个体化智能控制，就有必要准确地掌握用户的着装及活动强度情况。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种适用于住宅建筑的能够实现对室内热环境参数的个体化智能控制的基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统。本专利技术的技术方案为：一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统，包括环境智能控制网关，以及与环境智能控制网关连接的室内环境传感器、室外气象参数采集系统、多联机空调机组、新风机组和信息采集装置；在住宅建筑中，对人体热感觉影响的主要环境参数是空气温度、平均辐射温度、相对湿度和风速；其中，空气温度和平均辐射温度在大多数情况下基本相等，而室内环境中风速通常在人体可以感觉到的吹风感的风速以下，即风速小于0.1m/s，在此情况下，人体与周围空气的传热是对流换热，主要跟人体和周围环境的温差有关，因此，实际控制的参数是室内的温度和相对湿度；在我国南方无集中供暖地区，主要的空调设备是分体空调器或者多联机，而多联机因为可以通过一个室外机带动多个室内机，可以有效地减小空调设备对建筑外立面美观程度的影响，能显住它的高端气质，因此采用多联机对室内环境进行控制；所述室内环境传感器用于采集室内环境参数；所述室外气象参数采集系统采集微气象数据；所述环境智能控制网关作为舒适度主机，用于将室外气象参数采集系统采集微气象数据与室内环境传感器采集的室内参数对比，再通过分析得到环境的各种舒适型参数；所述多联机空调机组用于调节室内温度；所述新风机组用于调节室内湿度、CO2浓度、PM2.5浓度等参数；所述信息采集装置用于采集人体信息；其中，人体信息包括人体的活动强度信息和人员的着装信息；所述环境智能控制网关用于将室外气象参数采集系统采集微气象数据与室内环境传感器采集的室内参数对比；然后将信息采集装置采集的人体信息代入到PMV公式中计算出室内环境参数的基础设定值，再通过分析得到环境的各种舒适型参数；其中，环境智能控制网关会记录用户在特定的着装和活动条件下的温度调节情况，利用用户对温度的调节，从而记录用户“不满意”的室内温度点，此时说明室内的温度偏低/偏高；当用户停止对空调温度调节时，认为用户此时对室内的热环境感到满意，此时记录室内的温湿度情况；此时，可以在用户感觉舒适/不舒适的投票记录中，通过最优化的方式确定室内PMV的可行域此时，可对相应情况下用户最优的PMV进行修正，从而确定室内的新的控制点；其中，此时PMV不是均预测投票的含义，而是包含使用者综合热情况一个变量。进一步地，所述信息采集装置包括智能手环和人机交互界面，所述智能手环用于采集人体的活动强度，所述人机交互界面采用用户交互的方式获得人员的着装信息。进一步地，所述环境智能控制网关能够通过互联网与用户的移动终端连接，环境智能控制网关能够通过所述移动终端采集用户的身体信息。进一步地，所述环境智能控制网关能够通过用户每次对实际热环境的反馈，分析用户的实际需求，进而绘制出只属于该用户的热舒适度投票标尺。进一步地，所述环境智能控制网关对每一位用户个人的热舒适投票标尺在判断标准的舒适投票标尺的技术上通过三个参数修正后得到，三个参数分别是：舒适温度偏移修正参数、热环境评价比例参数、冷环境评价比例参数；所述舒适温度偏移修正参数是指由于用户冷热偏好或者个性化参数输入的误差所导致的舒适温度的偏移，所述热环境评价比例参数、冷环境评价比例参数是指由于用户本身的冷热调节能力、冷热环境挑剔程度等因素而导致的对应不同程度冷、热环境的温度范围；通过这三个参数，就可以描绘出用户个人特有的冷热感受的评价标尺，了解了用户个人对于热环境的评价特点之后，我们就能有针对性的为用户量身营造舒适的热环境；学习模式的主要优势，具体来说有两点：一是当计算出的标准的舒适热环境参数不能令用户满意，用户通过评价控制模式调整舒适温度时，系统会自动储存用户舒适温度的偏移值，在之的环境控制时考虑个体偏移，所营造的环境更能满足用户的个体需求：二是每次用户对环境进行评价控制时，由于系统内存储了用户的个体化的评价标尺，所以会更加了解此时用户的真实需求，能够更为快速地将环境调节到用户满意的状态。进一步地，所述室内环境传感器需要安装在所述新风机组的回风口，所述环境智能控制网关安装在室内的弱电箱中；室内环境传感器安装在新风机组的回风口能够有效地监控温度、湿度、二氧化碳浓度、PM2.5浓度等参数；现有的住宅建筑中，环境智能控制网关在弱电箱导轨安装，安装更加便捷，同时不占用空间，能够提升室内美化程度。进一步地，所述利用PMV公式中计算出室内环境参数的基础设定值的具体方法为：相对湿度如果在自然情况下满足规范要求则不做调节，其中，冬季为30％～60％，夏季为40％～70％；风速方面暂定室内气流组织合理，人员活动区风速不超过0.2m/s；然后依据用户的活动强度信息、着装水平信息、身体信息即可得到对应PMV＝0时的中性环境温度t。更进一步地，所述环境智能控制网关对住户在一定时间周期内(一周)的某一时间的作思设定进行记录，从而做到根据相应时间人员作息的预测值，自动设定人员的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统，其特征在于，包括环境智能控制网关，以及与环境智能控制网关连接的室内环境传感器、室外气象参数采集系统、多联机空调机组、新风机组和信息采集装置；所述室内环境传感器用于采集室内环境参数；所述室外气象参数采集系统采集微气象数据；所述环境智能控制网关作为舒适度主机，用于将室外气象参数采集系统采集微气象数据与室内环境传感器采集的室内参数对比，再通过分析得到环境的各种舒适型参数；所述多联机空调机组用于调节室内温度；所述新风机组用于调节湿度、CO2浓度、PM2.5浓度等参数；所述信息采集装置用于采集人体信息；其中，人体信息包括人体的活动强度信息和人员的着装信息；所述环境智能控制网关用于将室外气象参数采集系统采集微气象数据与室内环境传感器采集的室内参数对比；然后将信息采集装置采集的人体信息代入到PMV公式中计算出室内环境参数的基础设定值，再通过分析得到环境的各种舒适型参数；其中，环境智能控制网关会记录用户在特定的着装和活动条件下的温度调节情况，利用用户对温度的调节，从而记录用户“不满意”的室内温度点，此时说明室内的温度偏低/偏高；当用户停止对空调温度调节时，认为用户此时对室内的热环境感到满意，此时记录室内的温湿度情况；此时，可以在用户感觉舒适/不舒适的投票记录中，通过最优化的方式确定室内PMV的可行域此时，可对相应情况下用户最优的PMV进行修正，从而确定室内的新的控制点；其中，此时PMV不是均预测投票的含义，而是包含使用者综合热情况一个变量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统，其特征在于，包括环境智能控制网关，以及与环境智能控制网关连接的室内环境传感器、室外气象参数采集系统、多联机空调机组、新风机组和信息采集装置；所述室内环境传感器用于采集室内环境参数；所述室外气象参数采集系统采集微气象数据；所述环境智能控制网关作为舒适度主机，用于将室外气象参数采集系统采集微气象数据与室内环境传感器采集的室内参数对比，再通过分析得到环境的各种舒适型参数；所述多联机空调机组用于调节室内温度；所述新风机组用于调节湿度、CO2浓度、PM2.5浓度等参数；所述信息采集装置用于采集人体信息；其中，人体信息包括人体的活动强度信息和人员的着装信息；所述环境智能控制网关用于将室外气象参数采集系统采集微气象数据与室内环境传感器采集的室内参数对比；然后将信息采集装置采集的人体信息代入到PMV公式中计算出室内环境参数的基础设定值，再通过分析得到环境的各种舒适型参数；其中，环境智能控制网关会记录用户在特定的着装和活动条件下的温度调节情况，利用用户对温度的调节，从而记录用户“不满意”的室内温度点，此时说明室内的温度偏低/偏高；当用户停止对空调温度调节时，认为用户此时对室内的热环境感到满意，此时记录室内的温湿度情况；此时，可以在用户感觉舒适/不舒适的投票记录中，通过最优化的方式确定室内PMV的可行域此时，可对相应情况下用户最优的PMV进行修正，从而确定室内的新的控制点；其中，此时PMV不是均预测投票的含义，而是包含使用者综合热情况一个变量。2.根据权利要求1所述的一种基于人体热舒适机理的适温适湿环境控制系统，其特征在于，所述信息采集装置包括智能手环和人机交互界面，所述智能手环用于采集人体的活动强度，所述人机交互界面采用用户交互的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏洪兴，董超，
申请(专利权)人：中冶置业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11