專利名稱：建筑物居住者的熱舒適度個性化控制的制作方法
建筑物居住者的熱舒適度個性化控制本發(fā)明涉及加熱和/或通風(fēng)和/或空調(diào)(CVC)系統(tǒng)的控制方法，以及實(shí)施該方法的加熱和/或通風(fēng)和/或空調(diào)系統(tǒng)。還涉及包括實(shí)施該方法的軟件的介質(zhì)。最后，還涉及裝有該CVC系統(tǒng)的建筑物。加熱-通風(fēng)-空調(diào)(CVC)系統(tǒng)的最普遍控制一般使用被叫做“居住者”的人員占據(jù)的一定封閉空間中存在的空氣的溫度作為主要控制參數(shù)。在該控制中，管理者或居住者確定希望的CVC系統(tǒng)的空氣溫度和速度的固定設(shè)置值，并且，該控制進(jìn)行CVC系統(tǒng)的調(diào)節(jié)以便達(dá)到這些設(shè)置值。該調(diào)節(jié)非常不足以達(dá)到建筑物的居住者滿意的舒適度。為了改進(jìn)這些普遍的方法，更先進(jìn)的控制還將CVC系統(tǒng)的控制建立在更復(fù)雜的方法上，其考慮建筑物的居住者特有的兩個參數(shù)，即表示人體產(chǎn)生熱量的代謝率(met)(lmet=58W/m2)，和表示衣服熱絕緣的衣著情況(clo)(lclo=0. 155K.m2/W)。該方法一般使用叫做Fanger的熱感覺模型，并基于四個環(huán)境參數(shù)即內(nèi)部空氣溫度(Ta)、空氣速度(Va)、平均輻射溫度(Tr)、相對濕度(HR)并且基于居住者特有的上述兩個參數(shù)即代謝率(met)和衣著情況(clo)來計(jì)算居住者的舒適度理論指數(shù)，叫做PMV“Predicted Mean Vote”。因此，該更先進(jìn)的方法允許尤其是通過考慮居住者特有的參數(shù)和影響居住者的熱感覺的一組環(huán)境參數(shù)，來更好地考慮對建筑物居住者重要的熱現(xiàn)象。但是，基于該第二方法的系統(tǒng)具有許多缺點(diǎn)，其中有一這些系統(tǒng)使用針對建筑物的給定區(qū)域的平均值，在該給定區(qū)域內(nèi)，認(rèn)為所有居住者感到相同的熱舒適度；一這些系統(tǒng)基于居住者特有的參數(shù)的簡化和粗略假設(shè)，對這些參數(shù)選擇恒定值，對同一熱區(qū)域的所有居住者都是一樣的，可能的情況下是根據(jù)季節(jié)變化的由于應(yīng)用的該方法忽略每個個體在體形、衣著習(xí)慣、和代謝周期方面的特性，所以沒有考慮不同居住者的熱感覺差別。將舒適度標(biāo)準(zhǔn)賦予所有人，因此沒有人具有其特有的舒適度的個性化控制；一這些系統(tǒng)從不考慮每個熱區(qū)域一個以上居住者的(個人的和主觀的)感覺和存在；—這些系統(tǒng)使用基于恒定參數(shù)(met；clo)假設(shè)的線性舒適度指數(shù)，如文獻(xiàn)US5170935中的指數(shù)V ;一這些系統(tǒng)要求繁多的信息源來實(shí)施用于使通過算法計(jì)算的熱感覺趨向于居住者的實(shí)際熱感覺的復(fù)雜優(yōu)化計(jì)算，有時需要很長的定期校準(zhǔn)步驟，如文獻(xiàn)US5170935中提出的方法。因此，本發(fā)明的總目標(biāo)是提出部分或全部克服上述缺點(diǎn)的CVC系統(tǒng)控制的改進(jìn)方法。更確切地說，本發(fā)明力求達(dá)到以下目的中的全部或一部分本發(fā)明的第一目的是提出考慮同一建筑物中每個熱區(qū)的不同居住者的舒適度的CVC系統(tǒng)控制方案。本發(fā)明的第二目的是提出無論建筑物居住者的數(shù)量如何都不要求太復(fù)雜和昂貴的計(jì)算裝置的CVC系統(tǒng)控制方案。
為此，本發(fā)明提出加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟一基于居住者特有的至少一個參數(shù)來針對建筑物的至少一個區(qū)域的至少一個居住者計(jì)算理論熱舒適度參數(shù)(PM Valgo)，并控制加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)，以使得理論熱舒適度參數(shù)向與滿意舒適度相對應(yīng)的預(yù)定熱舒適度范圍收斂，所述至少一個參數(shù)如居住者的代謝率(met)和/或衣著情況(clo)；一如果居住者的真實(shí)熱感覺不令人滿意，則校正居住者特有的至少一個參數(shù)。校正包括只改變居住者特有的一個、甚至多個參數(shù)，而不改變其它計(jì)算元素。本發(fā)明還涉及包括實(shí)施上面描述的控制加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)的控制方法的步驟的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)介質(zhì)。本發(fā)明還涉及加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)，包括加熱和/或空調(diào)設(shè)備和/或通風(fēng)設(shè)備，一個或多個測量至少一個環(huán)境參數(shù)的測量傳感器，控制裝置，控制裝置包括允許根據(jù)至少一個計(jì)算的設(shè)置值來改變CVC系統(tǒng)的運(yùn)行條件的致動器，其特征在于，該系統(tǒng)包括考慮至少一個居住者的真實(shí)熱感覺的裝置和實(shí)施如上面描述的控制方法的裝置。本發(fā)明還涉及建筑物，其特征在于，該建筑物包括實(shí)施如上面描述的控制方法的加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及包括輸入建筑物的居住者的真實(shí)熱感覺的輸入裝置的加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)的人機(jī)界面。人機(jī)界面可提供從六個不同熱感覺級別中輸入的可能性，六個不同熱感覺級別是三個“熱”級別和三個“冷”級別，并且/或者可包括用于改進(jìn)居住者的舒適度的至少一個建議的顯示，并且/或者可包括環(huán)境參數(shù)值的顯示，并且/或者可包括理論舒適度參數(shù)值的顯示，并且/或者可包括能耗的顯示，并且/或者可包括CVC系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)或過渡狀態(tài)的顯不O本發(fā)明更具體地通過權(quán)利要求限定。在參照附圖以非限定方式進(jìn)行的對具體實(shí)施例的以下描述中，將詳細(xì)展開本發(fā)明的這些目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中

圖1示意地示出包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CVC系統(tǒng)的建筑物熱區(qū)域。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CVC系統(tǒng)的人機(jī)界面(IHM)。圖3示意地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的由CVC系統(tǒng)的控制方法實(shí)施的算法。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的環(huán)境參數(shù)、居住者的真實(shí)PMV和通過與該居住者相關(guān)算法計(jì)算的PMV在冬季一天的時間變化。圖5詳細(xì)示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的當(dāng)與圖4中的時刻tl相對應(yīng)地、居住者在IHM上進(jìn)行干預(yù)時這些參數(shù)在(PMV、Ta)圖中的變化。本發(fā)明的實(shí)施例限定CVC系統(tǒng)，該CVC系統(tǒng)包括與加熱和空調(diào)系統(tǒng)3配合的個人通風(fēng)系統(tǒng)2(作為變型，這兩個功能可以分開)，適用于第三產(chǎn)業(yè)建筑物1，更一般地用于任何封閉空間，如運(yùn)輸車輛的車廂、住房等。通風(fēng)和加熱/空調(diào)(CVC)系統(tǒng)的運(yùn)行由基于硬件或/和軟件的設(shè)備在控制參數(shù)(如溫度(Ta)和空氣速度(Va))的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制，從而允許作用于未出示的熱和/或氣動致動器，以限定加熱、空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)的選定運(yùn)行。該設(shè)備包括一些與計(jì)算裝置7連接的測量傳感器6，以便實(shí)施下面將要描述的CVC系統(tǒng)的控制方法的步驟。根據(jù)本發(fā)明的主要部分，CVC系統(tǒng)還包括考慮居住者的真實(shí)熱感覺的裝置，特別是通過居住者的干預(yù)裝置4來考慮居住者的真實(shí)熱感覺的裝置。根據(jù)選擇的實(shí)施例，該裝置基于建筑物I的每個居住者4處的個人人機(jī)界面5，通過人機(jī)界面5在幾個預(yù)先確定選擇中輸入感到的熱感覺，并且其結(jié)果傳遞給計(jì)算裝置7，以考慮該感覺。圖2示出人機(jī)界面(IHM)的例子5，人機(jī)界面(IHM)的形式為包括操作按鈕和用于顯示信息的屏幕的盒子，所述信息如環(huán)境參數(shù)、能耗、以及通過CVC系統(tǒng)的控制而實(shí)現(xiàn)的居住者的熱舒適度評價。該人機(jī)界面5向居住者4提出在分布在與尋求的舒適度對應(yīng)的中間值周圍的六個不同熱感覺之間的選擇。因此，居住者可以指示其熱、很熱或太熱，或者其具有涼、冷或太冷的感覺。人機(jī)界面5允許居住者4可以通過簡單按壓六個控制按鈕8之一在六個上述定義的選擇中進(jìn)行輸入。作為變型，人機(jī)界面可以呈現(xiàn)觸摸屏的形式，或者是其計(jì)算機(jī)或便攜物品(如電話)上的應(yīng)用的形式。要注意的是，當(dāng)居住者滿意他的熱舒適度時不進(jìn)行任何動作。根據(jù)選擇的實(shí)施例，居住者的熱舒適度的控制基于前面給出的Fanger模型。該模型限定七個熱感覺級別，這七個級別對應(yīng)于舒適度指數(shù)PMV和對他們的熱舒適度不滿人員的百分比PPD。
權(quán)利要求
1.一種控制加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟 (12)-基于居住者特有的至少一個參數(shù)來針對建筑物的至少一個區(qū)域的至少一個居住者計(jì)算理論熱舒適度參數(shù)(PMValgo)，并控制加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)，以使得理論熱舒適度參數(shù)向與滿意舒適度相對應(yīng)的預(yù)定熱舒適度范圍收斂，所述至少一個參數(shù)如居住者的代謝率(met)和/或衣著情況(clo)； (17)-如果居住者的真實(shí)熱感覺不令人滿意，則校正居住者特有的至少一個參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，校正居住者特有的至少一個參數(shù)的校正步驟(17)包括在針對居住者計(jì)算理論熱舒適度參數(shù)中僅校正居住者特有的一個或多個參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，至少一個區(qū)域包括多個居住者，計(jì)算理論熱舒適度參數(shù)(PVMalgo)的計(jì)算步驟(12)是針對每個居住者實(shí)現(xiàn)的，并且校正步驟(17)是對居住者中的至少一個實(shí)現(xiàn)的。
4.如權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，該控制方法包括當(dāng)控制方法開始時使居住者特有的至少一個參數(shù)自動初始化的步驟。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的控制方法，其特征在于，居住者特有的至少一個參數(shù)是居住者的代謝率(met)和/或衣著情況(clo)。
6.如上述權(quán)利要求之一所述的控制方法，其特征在于，該方法包括通過人機(jī)界面輸入居住者的真實(shí)熱感覺以便得到(15)真實(shí)熱舒適度參數(shù)值(PVMihm)的輸入步驟(22)。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，如果加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)處于向穩(wěn)定狀態(tài)收斂的過渡狀態(tài)，則禁止通過人機(jī)界面輸入居住者的真實(shí)熱感覺的輸入步驟(22)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，該控制方法包括以下步驟在得到使居住者滿意的真實(shí)熱舒適度的同時校正居住者特有的至少一個參數(shù)，以使得對加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)的控制導(dǎo)致向新的穩(wěn)定狀態(tài)收斂，在該新的穩(wěn)定狀態(tài)中理論熱舒適度參數(shù)向與滿意舒適度相對應(yīng)的預(yù)定舒適度范圍收斂。
9.如上述權(quán)利要求之一所述的控制方法，其特征在于，該控制方法包括測量和/或估計(jì)環(huán)境參數(shù)并且考慮這些測量和/或估計(jì)以計(jì)算理論熱舒適度參數(shù)(PMValgo)的步驟(11)。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的控制方法，其特征在于，計(jì)算理論熱舒適度參數(shù)(PMValgO )的計(jì)算步驟是基于內(nèi)部空氣溫度(Ta)、平均輻射溫度(Tr )、空氣速度(Va)、相對濕度(HR)、代謝率(met)、和衣著情況(clo)通過Fanger方法得到的。
11.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，校正居住者特有的至少一個參數(shù)的校正步驟(17)包括只改變代謝率(met)。
12.如上權(quán)利要求之一所述的控制方法，其特征在于，該控制方法包括對校正后的居住者特有的至少一個參數(shù)的值(met*)與預(yù)定范圍([metinf ;metsup])進(jìn)行比較的附加步驟(18)，如果該值處于范圍之外，則該情況被判斷為過度，在這種情況下不改變居住者特有的參數(shù)的值(met)。
13.如權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，該控制方法包括如果該情況被判斷為過度則通知居住者并且顯示動作的建議信息從而允許居住者改進(jìn)其舒適度和/或降低其能耗的步驟(23)。
14.一種包括計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序?qū)嵤└鶕?jù)上述權(quán)利要求之一所述的控制加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)的控制方法的步驟。
15.一種加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)，包括加熱和/或空調(diào)設(shè)備(3)和/或通風(fēng)設(shè)備(2)，一個或多個測量至少一個環(huán)境參數(shù)的測量傳感器(6)，控制裝置，控制裝置包括允許根據(jù)至少一個計(jì)算的設(shè)置值來改變CVC系統(tǒng)的運(yùn)行條件的致動器，其特征在于，該系統(tǒng)包括考慮至少一個居住者的真實(shí)熱感覺的裝置和實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-13之一的控制方法的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的加熱和/或空調(diào)和通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)，其特征在于，考慮至少一個居住者的真實(shí)熱感覺的裝置是人機(jī)界面。
17.如權(quán)利要求16所述的加熱和/或空調(diào)和通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)，其特征在于，人機(jī)界面提供從六個不同熱感覺級別中輸入的可能性，六個不同熱感覺級別是三個“熱”級別和三個“冷”級別，并且/或者該人機(jī)界面包括用于改進(jìn)居住者的舒適度的至少一個建議的顯示，并且/或者包括環(huán)境參數(shù)值的顯示，并且/或者包括理論舒適度參數(shù)值的顯示，并且/或者包括能耗的顯示，并且/或者包括CVC系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)或過渡狀態(tài)的顯示。
18.—種建筑物,其特征在于包括實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-13之一所述的控制方法的加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)系統(tǒng)。
19.如權(quán)利要求18所述的建筑物，其特征在于，該建筑物考慮它的所有居住者(4)的真實(shí)熱感覺。
全文摘要
一種控制加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟(12)基于居住者特有的至少一個參數(shù)來針對建筑物的至少一個區(qū)域的至少一個居住者計(jì)算理論熱舒適度參數(shù)(PMValgo)，并控制加熱和/或空調(diào)和/或通風(fēng)(CVC)系統(tǒng)，以使得理論熱舒適度參數(shù)向與滿意舒適度相對應(yīng)的預(yù)定熱舒適度范圍收斂，所述至少一個參數(shù)如居住者的代謝率(met)和/或衣著情況(clo)；(17)如果居住者的真實(shí)熱感覺不令人滿意，則校正居住者特有的至少一個參數(shù)。
文檔編號F24F11/00GK103003637SQ201180032041
公開日2013年3月27日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者R·努韋爾, F·阿萊西 申請人:原子能及能源替代委員會