[發明專利]一種基于多用戶熱舒適度數據的暖通系統控制方法

有效

• 申請號: 201710112905.1
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN107120782B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 陳勝;李檸
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F24F11/64
• 分類號: F24F11/64;F24F120/20;F24F120/14;F24F130/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 龐紅芳

本發明提供一種基于多用戶熱舒適度數據的暖通系統控制方法，包括：根據用戶反饋的當前季節信息、用戶當前的活動狀態以及熱舒適度偏好獲取用戶熱舒適度數據；根據用戶熱舒適度數據獲取對應的用戶熱舒適度偏好曲線；根據用戶熱舒適度偏好曲線，分別獲取偏冷、偏熱和舒適三種類型的熱舒適度概率分布曲線；根據每個用戶的熱舒適度概率曲線，獲得在不同室內環境溫度下多用戶的熱舒適概率分布曲線；將多用戶的熱舒適概率分布曲線中的舒適溫度區間作為溫度設定值的選取區間，并根供風量與溫度設定值之間的對應關系獲取被控熱空間的最佳溫度設定值。本發明有效地提高了室內人員的舒適度，同時實現節能減排的目標。

技術領域

本發明涉及智能控制技術領域，特別涉及暖通空調能耗智能優化技術領域，具體為一種基于多用戶熱舒適度數據的暖通系統控制方法。

背景技術

供暖、通風和空調系統(HVAC)在當代社會幾乎是一個不可或缺的家用及商用電器，在人們越來越重視自身的生活質量和品質的今天，對我們的舒適感、健康、滿意度和工作效率等方面都有莫大影響的暖通空調系統幾乎已經完全融入到我們生活的時時刻刻。也正是因為它的不可或缺，美國能源署調查發現暖通系統的能耗占據了整個建筑物能耗的40％到60％。

同時，由于暖通空調系統自身的復雜非線性、時變、強耦合、強干擾和大時滯等特性，導致對其進行精確的建模和理想的最優控制往往顯得力不從心。目前仍被廣泛采用的人為設定值與PID控制方式在很多時候既無法使被控室內人員感到舒適，同時也使系統始終處于一種高能耗的狀態之下。這也意味著針對暖通系統運行效率上的一點點提升，其所帶來的能源利用率的提升都相當可觀。在保證室內人員的最大舒適度同時使系統能耗降到最低這一看似矛盾的要求一直以來都是研究暖通系統控制問題的關鍵所在。

針對暖通空調系統的用戶舒適度控制方法也主要分為兩類，一類是基于PMV-PPD指標計算公式作為暖通空調控制目標和反饋測量標準，代替之前的溫度控制方案。由于基于PMV的控制方法涉及到溫度，濕度，風速等多種環境變量，于是很多的先進控制算法便派上用場，諸如模型預測控制，模糊控制以及遺傳算法等都在暖通空調系統的控制中得到應用。然而，這類方法是對現有控制系統的完全顛覆，其在實用性和擴展性上差強人意，而且基于PMV計算指標本身也存在問題。PMV指標中的人體相關變量由于無法通過傳感器直接測量獲得，因而在應用時很多時候都被人為固定為經驗值，失去了該指標的準確性。同時，熱舒適本身又是一個與性別，年齡及所處地域環境等諸多復雜因素相關，因而根本不可能存在一個一勞永逸的精確計算熱舒適度的標準。

因此，一種將用戶融入到現有暖通空調控制循環之中，將每個不同個體的熱舒適偏好信息作為驅動暖通空調控制的出發點，同時兼顧系統能耗最優的綜合控制方式便顯得尤為重要，在如今這樣一個將每一名用戶的個性化需求放大到很重要位置上的移動互聯時代，針對每一個被控熱空間中的個體的熱偏好信息的學習都是秉持著一種以人為本的理念。更進一步，需要解決多人同處一個被控熱空間的矛盾，我們的反饋檢測標準必須是唯一的，因此我們的被控變量只能是整個熱空間的溫度設定值，換句話說我們也許無法讓所有人都達到最大程度的舒適，但是需要尋找一種渠道學習到每個用戶在不同室內環境下的不同舒適程度，從而也就能找到所有人都達到一定程度舒適的最優區間，正如PMV-PPD模型的核心思想——不同的PMV指標值對應著不同比例的人員感到舒適。最后，我們還需要考慮一種方案，使得該方法可以在現有已應用的暖通系統基礎上進行簡單的擴展便能得到應用和推廣，不過度影響用戶已經習慣的操作體驗。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于多用戶熱舒適度數據的暖通系統控制方法，用于解決現有技術暖通空調控制中無法平衡多用戶熱舒適度的問題。