CN101457968A - 利用空调系统来控制环境的舒适度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用一空调系统来控制一环境的热舒适度的方法，其中该空调系统包含有多个不同的环境因子调整装置，并且本发明的方法在利用该空调系统来改善环境的热舒适度的同时，还能够降低该空调系统的能耗。

Description

利用空调系统来控制环境的舒适度的方法

技术领域

本发明有关于一种利用包含有多个不同的环境因子调整装置的一空调系统来控制一环境的热舒适度(thermal comfort level)的方法，尤其指一种可以达成节能最佳化的环境热舒适度控制方法。

背景技术

目前国际标准ISO 7730与ASHRAE 55都是利用预期平均评价(predictedmean vote，PMV)指标以及预期不满意百分率(predicted percentdissatisfied，PPD)来描述和评价环境的热舒适度(thermal comfort level)，其中，预期平均评价指标代表对于同一环境绝大多数人的冷热感觉，以及预期不满意百分率指标表示了人们对热环境不满意的百分率，另外，请注意PMV-PPD指标综合考虑了人体活动程度、衣服热阻、空气温度、平均辐射温度、空气流动速度以及空气湿度等六个因素。请参考图1，图1为预期平均评价指标与预期不满意百分率指标的对应关系的示意图。

以目前的建筑来说，大多数室内环境的热舒适度控制系统主要是针对当下的环境温度或是湿度个别来做调整，而没有考虑到热舒适度综合评估的问题。由于没有综合考量到热舒适度度整体评量的问题，导致一些其他会影响热舒适度度的因素并没有被考虑到，因此有可能产生空气温度已经调整到理想的温度，但是由于没考虑到空气流动速度与空气湿度的影响，使得目前的环境还是会让人感觉到不够舒适。

此外，关于传统的热舒适度控制系统，由于只对单一因子(例如温度或湿度)作考量，所以对单一冷气系统的改进主要只能针对EER来进行，以及对除湿系统的改进只能针对EF来进行。因此，一般而言使用传统的热舒适度控制系统需要耗损比较多的能源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的的一在于提供一种利用包含有多个不同的环境因子调整装置的一空调系统来控制一环境的热舒适度的方法，以解决上述的问题。

依据本发明的权利要求，其公开一种利用一空调系统来控制一环境的热舒适度的方法，其中该空调系统包含有多个不同的环境因子调整装置，而该方法包含有：决定是否进入一节能模式；当进入该节能模式，则进行下列步骤：(a)判断是否有接收到一输入信号；(b)当有接收到该输入信号，则依据该输入信号来产生一目标预期平均评价(predicted mean vote，PMV)数值；(c)检测目前该环境的多个环境因子来产生一预期平均评价数值以作为一目前热舒适度检测值；(d)依据该目标预期平均评价数值与该目前热舒适度检测值的差值来取得该多个调整装置所分别对应的多个能量效率指标(PMV-EER)数值；(e)判断该多个环境因子调整装置中何者具有最大的能量效率指标数值，并且选择其来进行该环境的热舒适度的一调整操作；(f)计算该环境在进行该调整操作之后的一预期平均评价数值来更新该目前热舒适度检测值；(g)判断该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值是否小于一预定的阈值；以及(h)如果该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值不小于该预定的阈值，则重复进行步骤(d)、(e)、(f)与(g)直到该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值小于该预定的阈值。

附图说明

图1为预期平均评价指标与预期不满意百分率指标的对应关系的示意图。

图2为依据本发明的一实施例的一种利用一空调系统来控制一环境的热舒适度的方法的流程图。

主要元件符号说明

100～200步骤

具体实施方式

在本说明书与后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的装置。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个装置。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分装置的方式，而是以装置在功能上的差异来作为区分的准则，此外，在通篇说明书及后续的请求当中所提及的“包含有”为一开放式的用语，故应解释成“包含有但不限定于”。

请参考图2，图2为依据本发明的一实施例的一种利用一空调系统来控制一环境的热舒适度的方法的流程图，其中该空调系统包含有多个不同的环境因子调整装置，举例来说，该多个环境调整装置可以包含有一温度调整装置、一湿度调整装置以及一风量调整装置，此外，如果可以得到相同的结果，则流程中的步骤不一定需要照图2所示的顺序来执行，也不一定需要是连续的，也就是说，这些步骤的间可以插入其他的步骤。本发明的环境热舒适度控制方法的一实施例包含有下列步骤：

步骤100：开始。

步骤110：决定是否进入一节能模式；如果不进入该节能模式，则进行步骤120；反之，则进行步骤130。

步骤120：进入一传统空调模式。

步骤130：判断是否有接收到一输入信号；如果有接收到该输入信号，则进行步骤140；反之，则进行步骤210。

步骤140：依据该输入信号来产生一目标预期平均评价(predicted meanvote，PMV)数值。

步骤150：检测目前该环境的多个环境因子来产生一预期平均评价数值以作为一目前热舒适度检测值。

步骤160：依据该目标预期平均评价数值与该目前热舒适度检测值的差值来取得该多个调整装置所分别对应的多个能量效率指标(PMV-EER)数值。

步骤170：判断该多个环境因子调整装置中何者具有最大的能量效率指标数值，并且选择其来进行该环境的热舒适度的一调整操作。

步骤180：计算该环境在进行该调整操作之后的一预期平均评价数值来更新该目前热舒适度检测值。

步骤190：判断该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值是否小于一预定的阈值；如果该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值不小于该预定的阈值，则回头再次进行步骤160；反之，则回头再次进行步骤130。

步骤200：结束。

其中，当该多个环境调整装置包含有一温度调整装置、一湿度调整装置以及一风量调整装置时，则在步骤130中，该输入信号包含有一温度调整信号、一湿度调整信号或一风速调整信号，以及在步骤150中，该多个环境因子包含有温度、湿度以及空气流动速度。

在步骤160中，能量效率指标(PMV-EER)数值定义为所耗费的单位能量可以对PMV改善多少，亦即PMV-EER＝ΔPMV/ΔP。此外，在步骤190中，该预定的阈值可以设定为不大于0.01或是不大于0.5，然而，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件。

关于冷气设备的PMV-EER运算方法，先求出ΔT，再经由以下的方法，即可用EER计算出相对应的耗能状况。

$C_{\mathrm{cap}}=\frac{\mathrm{\ΔT}\×C_p\×(\mathrm{\ρ}\×V)}{t}$            $\mathrm{\Δp}=\frac{C_{\mathrm{cap}}}{\mathrm{EER}}$

t：操作时间(operating time(hr))

ΔT：温度变化(temperature variation(℃))

C_p：特定比热(the specific heat capacity)

ρ：空气密度(air density)

V：空气体积(air volume(m³))

C_cap：冷却能力(cooling capacity(kcal/hr))

关于除湿设备的PMV-EER运算方法，先求出Δh，再经由以下的方法，即可用EF计算出相对应的耗能状况

$H_{\mathrm{cap}}=\frac{\mathrm{\Δh}\×({\mathrm{\ρ}}_{w,\max }\×V)}{t}$         $\mathrm{\Δp}=\frac{H_{\mathrm{cap}}}{E.F.}$

t：操作时间(operating time(hr))

Δh：相对湿度变化(relative humidity variation(％))

ρ_w，max：饱和湿度(saturated humidity(g/m³))

V：空气体积(air volume(m³))

H_cap：除湿能力(humidity capacity(g/hr))

关于送风设备的PMV-EER运算方法，先求出Δv，再经由以下的方法，即可用EF计算出相对应的耗能状况

AR_cap＝Δv×V_a       $\mathrm{\Δp}=\mathrm{FP}\×\frac{{\mathrm{AR}}_{\mathrm{cap}}}{A_{\mathrm{cap}}}\×t$

t：操作时间(operating time(hr))

Δv：空气速度变化(air velocity variation(m/s))

V_a：空气流经区域面积(air through area(m²))

A_cap：送风能力(blowing capacity(m³/s))

AR_cap：空气流经区域送风能力(blowing air through area capacity(m³/s))

FP：风扇功率(fan power(kw))

举例来说，在温度为摄氏30度，湿度80％的一环境中，当一使用者针对有应用本发明的方法的一空调系统(其中该空调系统包含有一温度调整装置以及一湿度调整装置)输入温度摄氏25度的温度调整信号时，该空调系统就会依据该温度调整信号来产生一目标预期平均评价数值，并且检测目前该环境的多个环境因子来产生一预期平均评价数值以作为一目前热舒适度检测值。接着，再依据该目标预期平均评价数值与该目前热舒适度检测值的差值来取得该温度调整装置的能量效率指标数值以及该湿度调整装置的能量效率指标数值，并且判断该温度调整装置以及该湿度调整装置何者具有最大的能量效率指标数值，然后选择其来进行该环境的热舒适度的一调整操作，举例来说，该空调系统可能会先将温度调整到摄氏27度，然后再将湿度调整到50％，以达到与该使用者所输入的温度摄氏25度相同或相近的预期平均评价数值，并且只需要较少的能源就可以完成上述的目标。

综上所述，本发明所公开的方法可以利用一空调系统来改善环境的热舒适度，并且同时能够降低该空调系统的能耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种利用一空调系统来控制一环境的热舒适度的方法，该空调系统包含有多个不同的环境因子调整装置，该方法包含有：

决定是否进入一节能模式；

当进入该节能模式，则进行下列步骤：

(a)依据一输入信号来产生一目标预期平均评价数值；

(b)检测目前该环境的多个环境因子来产生一预期平均评价数值以作为一目前热舒适度检测值；

(c)依据该目标预期平均评价数值与该目前热舒适度检测值的差值来取得该多个调整装置所分别对应的多个能量效率指标(PMV-EER)数值；

(d)判断该多个环境因子调整装置中何者具有最大的能量效率指标数值，并且选择其来进行该环境的热舒适度的一调整操作；

(e)计算该环境在进行该调整操作之后的一预期平均评价数值来更新该目前热舒适度检测值；

(f)判断该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值是否小于一预定的阈值；以及

(g)如果该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值不小于该预定的阈值，则重复进行步骤(c)、(d)、(e)与(f)直到该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值小于该预定的阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其中该多个环境调整装置包含有一温度调整装置、一湿度调整装置以及一风速调整装置，以及该多个环境因子包含有温度、湿度以及空气流动速度。

3.如权利要求2所述的方法，其中该输入信号包含有一温度调整信号、一湿度调整信号或一风速调整信号。

4.如权利要求1所述的方法，其另包含有：

(h)如果该目前热舒适度检测值与该目标预期平均评价数值的差值小于该预定的阈值，则判断是否有接收到另一输入信号；

(i)如果有接收到另一输入信号，则重复进行步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)与(f)。

(j)如果没有接收到另一输入信号，则结束操作。

5.如权利要求1所述的方法，其中该预定的阈值不大于0.01。

6.如权利要求1所述的方法，其中该预定的阈值不大于0.5。

Images