CN106016620B - 空调系统的节能、热舒适控制方法 - Google Patents

空调系统的节能、热舒适控制方法 Download PDF

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Abstract

空调系统的节能、热舒适控制方法，包括以下步骤：（1）空调开启时，获取热舒适度PMV的预设值；（2）获取服装热阻和人体代谢率；（3）获取室内热环境初始状态点及初始状态点对应的能耗值；（4）利用寻优方法使空调系统的设定值不断逼近最优组合；（5）当室内PMV值不满足热舒适度范围时，重复步骤（3）、（4）。使用本发明方法，可对热舒适度进行精确的控制；在保证热舒适度的前提下，又能有效降低空调能耗；无需样本数据就能自适用于不同的建筑类型、不同空调系统在不同时刻的热舒适控制，适用范围广。

Description

空调系统的节能、热舒适控制方法
技术领域
本发明涉及空调系统热舒适控制方法，具体是涉及一种空调系统的节能、热舒适控制方法。
背景技术
空调系统能耗的影响因素较多，不同的建筑、不同的空调系统、不同的使用情况能耗不同，不同的室外气象条件下，能耗也不相同。当这些因素发生改变时，使空调系统能耗最小所对应的室内环境参数组合是大不一样的。而实际运行中，空调系统的这些影响因素是经常变化的，特别是室外气象参数，变化更为频繁，只有使室内环境参数组合随着能耗影响因素的变化而改变，才能使运行中的空调系统实现真正的节能。
以PMV、SET*(PMV、SET*的中文含义，SET*表示新标准有效温度，PMV值是丹麦的范格尔(P.O.Fanger)教授提出的表征人体热反应(冷热感)的评价指标，代表了同一环境中大多数人的冷热感觉的平均)为代表的热舒适评价指标，反映了影响人体冷热感觉的六大环境参数(空气温度、相对湿度、平均辐射温度、风速、人体代谢率和服装热阻)综合对人体的作用效果。为了满足人体热舒适，空调系统的作用点应该是人而不是室内空气，不管构成热环境的各参数如何组合，只要它们的组合达到相同的热舒适评价指标值，人体就具有相同的热感觉；即使其他条件相同，不同的热湿环境参数(空气温度、湿度、平均辐射温度、风速)组合，空调系统的能耗是不同的。将热舒适指标作为控制目标，不但可以将空调系统的作用点真正转移到人体上来，同时也有利于实现空调系统舒适与节能的协调统一。在这六大参数中，人体代谢率与人体的活动状况直接相关，如睡眠、静坐、轻体力劳动、重体力劳动对应不同的人体代谢率。服装热阻与季节、人们的生活习惯以及所处的热湿环境等相关，对于一个具有具体用途的空调房间，人体代谢率和服装热阻两大要素变化很小。而剩余的四大要素(空气温度、相对湿度、平均辐射温度、风速)，可以随空调系统的调节、室外气象参数的变化等随时改变。以往的空调系统常常只改变空气温度以适应这些变化，从而保持人体的热舒适，这显然是远远不够的。
通过对以往空调系统热舒适控制方法的研究，我们发现主要存在以下几个问题：
(1)空调的智能控制方法多着眼于人体热舒适，没有考虑空调系统的能耗。CN94216957.3公开了一种基于神经网络与模糊逻辑的智能空调控制器，仅控制热舒适指数PMV值在一定范围，未进行节能方案设计，因此无法进一步降低系统能耗。
(2)热舒适控制多采用神经网络控制等人工智能方法，它通过建立模型来模拟人的某些思维过程和智能行为，适用于非线性、时变、滞后、模型不完全系统的控制。但模型的建立依赖于对“经验”的学习，需要不断从解决一类问题的经验中获取知识，学习策略。对于一个既有建筑内的空调控制系统而言，“经验”来自于样本数据，样本数据适宜与否对模型的性能有很大影响。样本数据一般通过实测获得，但实际测试的工作量非常大，需要测试一年中各种室外气候条件下室内外各参数，会对模型预测结果的准确性会产生影响。CN200610128692.3公开了一种节能型热舒适控制器及控制方法，根据PMV实际值和PMV设定值之间的差异运用神经网络控制算法输出控制信号到能够改变室内热湿状况的装置，对于同一个建筑和空调系统，需要测量一段时间条件下的样本数据，但测量期间室外气象条件和测量周期的长短，限制了样本数据全面性，继而影响了神经网络模型的准确性；同时一个既有建筑内的既有空调系统，其热舒适控制对应一个神经网络模型，若再用其他空调形式或该空调形式应用于其他建筑，其神经网络模型也相应的发生变化，限制了采用神经网络控制方法进行热舒适控制的范围。
(3)以往研究中大多没有完全考虑与人体热舒适相关的六个参数。CN02136099.5公开了一种热舒适模糊控制空调器，仅考虑了空气温度、相对湿度、平均辐射温度、风速等四个参数，从而难于对热舒适度进行精确的控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种可对热舒适度进行精确控制，在保证热舒适度的前提下，又能有效降低空调能耗，适用范围广的空调系统的节能、热舒适控制方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种空调系统的节能、热舒适控制方法，包括以下步骤：
(1)空调开启时，获取热舒适度PMV的预设值；
(2)获取服装热阻和人体代谢率；
(3)获取室内热环境初始状态点及初始状态点对应的能耗值；
(4)利用寻优方法使空调系统的设定值不断逼近最优组合；
(5)当室内PMV值不满足热舒适度范围时，重复步骤(3)、(4)。
进一步，对于风机盘管系统和全空气系统，步骤(3)的具体过程如下：
(301)在约束条件范围内，随机产生第一组空气温度ta1和相对湿度φ1；
(302)根据步骤(301)中的空气温度ta1得到平均辐射温度tr1，tr1＝ta1，将平均辐射温度tr1、空气温度ta1、相对湿度φ1以及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程，求得PMV值等于预设值时的工作区风速v；热舒适度方程为：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
(303)若求得的v值不在约束范围内，约束范围取0-1m/s，放弃该点随机产生一组新的空气温度和相对湿度；若求得的v值在约束范围内，转入步骤(304)；
(304)根据求得的v值，调节风机转速，测量工作区的PMV值；
其中，工作区的PMV值由以下公式求得：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
(305)当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得空气温度为ta1，相对湿度为φ1时空调的能耗值W1；
(306)在约束条件范围内，随机产生第二组空气温度ta2和相对湿度φ2；第k-1组空气温度tak-1和相对湿度φk-1；第k组空气温度tak和相对湿度φk,，k＝3或4；得到第二组数据、k-1组数据和第k组数据构成初始复合形的各顶点，并分别测得各顶点对应的能耗值，即空气温度为ta2，相对湿度为φ2时空调的能耗值W2；空气温度为tak-1，相对湿度为φk-1时空调的能耗值Wk-1；空气温度为tak，相对湿度为φk时空调的能耗值Wk。
进一步，对于风机盘管系统和全空气系统，步骤(4)的具体过程如下：
(401)读取初始复合形及各顶点对应的能耗值；
(402)将各顶点对应的能耗值按大小排序；在各顶点中找出最坏点XH和最好点XL；最坏点即能耗值最大的点，最好点即能耗值最小的点；
(403)检验各顶点的能耗值是否满足迭代终止条件：
ε1表示误差限，ε1范围取0.01W-0.05W，W代表能耗的数量级；δ为各顶点与最好点对应的空调能耗值之差的均方根值；
若满足迭代终止条件，最好点XL即为最优解X*；输出最优解，结束迭代；
若不满足迭代终止条件，转入步骤(404)；
(404)计算除最坏点XH外其余各顶点的中心XC；
(405)检查XC点的可行性，若XC不在可行域D内，可行域D为a1≤x1≤b1，a2≤x2≤b2，在以XL点为起点、XC点为终点的超立方体中利用随机数产生新复合形的各个顶点，则变量的上下限变为a1＝xL1，a2＝xL2，b1＝xC1，b2＝xC2，然后转回步骤(401)；若XC在可行域D内，转入步骤(406)；
(406)寻求映射点XR
XR＝XC+α(XC+XH)；
式中α为映射系数；
(407)检查XR点是否在可行域D内；若在可行域D内，则转入步骤(408)；若不在可行域D内，将映射系数α减半，即令α＝0.5α，再按上式计算新的映射点，使其向可行域方向靠拢；若新的映射点仍在可行域D外，则将映射系数α减半，继续重复迭代直到映射点XR进入可行域D为止；
(408)测得映射点XR的能耗值WR并与最坏点XH的能耗值WH相比较，若WR＜WH，转入步骤(409)；否则，判断是否满足条件α≤10-5，如果否，将映射系数α减半，返回步骤(406)，重新计算新的回缩的映射点XR，循环迭代，直至WR＜WH；如果是，找出次坏点XG，并以次坏点XG替换最坏点XH，次坏点XG即为除去最坏点XH外能耗值最大的点，表达式为XG：W(XG)＝max{W(Xj)(j＝1,2,k,j≠H)}；返回步骤(404)；
(409)XR替换点XH，即XR＝XH，构成一个新复合形，返回到步骤(401)。
进一步，对于分体式空调和多联机，步骤(3)的具体过程如下：
(301)设空调的空气温度ta设定值的约束区间为[a0，b0]，即得到空气温度初始区间[a0，b0]，令空气温度ta＝a0；
(302)根据步骤(301)中的空气温度ta得到平均辐射温度tr，tr＝a0；
测得此时工作区的相对湿度φ，将空气温度ta、相对湿度φ、平均辐射温度tr、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程，求得PMV值等于预设值时的工作区风速v；热舒适度方程为：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
(303)判断求得的风速v是否在约束范围内，约束范围取0-1m/s；若不在约束范围内，当v小于左端点时，v取左端点值；当v大于右端点时，v取右端点值；若在约束范围内，转入步骤(304)；
(304)：根据求得的v值，调节风机转速，测量工作区的PMV值；
其中，工作区的PMV以下公式求得：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
(305)当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得空气温度a0时的空调的能耗值Wa0；
(306)按步骤(301)-(305)的方法测得空气温度b0时的空调的能耗值Wb0；由此得到空气温度初始区间端点对应的能耗值。
进一步，对于分体式空调和多联机，步骤(4)的具体过程如下：
(401)读取空气温度初始区间[a0，b0]及空气温度初始区间端点对应的能耗值；
(402)令λ＝0.618，a＝a0，b＝b0；
(403)令ta1＝b-λ(b-a)；
根据空气温度ta1得到平均辐射温度tr1，tr1＝ta1；测得此时工作区的相对湿度φ1，将此时工作区的相对湿度φ1，将空气温度ta1、相对湿度φ1、平均辐射温度tr1、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不
同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
求得此时的风速v1；
(404)调整风机转速，当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得此时空调的能耗值W1；
(405)令ta2＝a+λ(b-a)；
根据空气温度ta2得到平均辐射温度tr2，tr2＝ta2；测得此时工作区的相对湿度φ2，将此时工作区的相对湿度φ2，将空气温度ta2、相对湿度φ2、平均辐射温度tr2、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
求得此时的风速v2；
(406)调整风机转速，当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得此时空调的能耗值W2；
(407)判断是否W1≥W2；若是，转入步骤(408)；若否，转入步骤(409)；
(408)令a＝ta1，ta1＝ta2，ta2＝a+λ(b-a)，W1＝W2，同时将空调系统空气温度设定值改为新的ta2，求得此时其对应的工作区风速并调整风机转速，待PMV值稳定求得此时空调系统能耗W2＝W(ta2)；
(409)令b＝ta2，ta2＝ta1，ta1＝a-λ(b-a)，W2＝W1，同时将空调系统空气温度设定值改为新的ta1，求得此时其对应的工作区风速并调整风机转速，待PMV值稳定求得此时空调系统能耗W1＝W(ta1)；
(410)判断是否成立，ε2表示误差限，ε2的取值范围为0.05-0.3；若成立，转入步骤(411)；若不成立，返回步骤(407)；
(411)输出最优解
进一步，步骤(305)中，设定值取0.1。
进一步，步骤(404)、(406)中，设定值取0.1。
进一步，步骤(406)中，映射系数α取值1.3。
进一步，步骤(5)中，所述热舒适度范围取-1～1。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明控制方法考虑了六个环境参数(空气温度、相对湿度、平均辐射温度、风速、人体代谢率和服装热阻)，可对热舒适度进行精确的控制；本发明控制方法是以节能为目的的热舒适度控制，使控制参数会不断地接近最优点，使空调系统总是贴近最优点运行，在保证热舒适度的前提下，又能有效降低空调能耗；无需样本数据就能自适用于不同的建筑类型、不同空调系统在不同时刻的热舒适控制，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例1和实施例2拟采用的测量控制原理图。
图2是本发明实施例1和实施例2的总体流程图。
图3是本发明实施例1中步骤(3)的具体流程图。
图4是图3所示实施例中步骤(4)的具体流程图。
图5是本发明实施例2中步骤(3)的具体流程图。
图6是图5所示实施例中步骤(4)的具体流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
参照图1，空调房间外扰与内扰的变化使室内热环境参数(空气温度ta、平均辐射温度tr、相对湿度φ和风速v)发生改变，从而对空调系统的能耗产生影响。通过实测这些室内热环境参数和空调系统的瞬时能耗，建立起室内热环境参数与能耗之间的对应关系。通过对室内热舒适度的测量，在满足所需的热舒适指标值的条件下，在现有规范规定的参数变化范围内，存在使空调运行能耗最低的环境参数组合即最优组合，通过数据处理器的计算可以得到该最优组合。该最优组合传输至控制器，将主机和空调末端调节至该最优组合值。
对于风机盘管系统、全空气系统、分体式空调和多联机四种空调类型，本发明中风机盘管系统和全空气系统的控制方法相同，分体式空调和多联机的控制方法相同。
实施例1
本实施例针对于风机盘管系统和全空气系统。
参照图2，本实施例包括以下步骤：
(1)空调开启时，获取热舒适度(PMV)的预设值；
如表1所示，根据PMV值将人体的冷热感分为7个等级，每个等级对应PMV下的预测不满意率。
表1PMV值与人体冷热感及预测不满足的关系
在获取PMV的预设值之前，需先对PMV进行预设值设定，PMV指数的数值范围为-3～+3。正常情况下，PMV值为0时热环境最舒适，大于0较热，小于0较冷。表2为《民用建筑供暖通风与空调设计规范》中对热舒适等级的规定，根据不同的场合，PMV的约束条件不同。在此我们以Ⅰ级热舒适为例。本发明实施例中，夏季PMV预设值为0.5，冬季PMV预设值为-0.5，用户也可根据需要灵活设置一个PMV预设值。
表2热舒适等级
(2)获取服装热阻和人体代谢率；
用户服装热阻的数据则通过用户着衣状况进行设定，各分为“弱”、“中”、“强”三档。当用户选择“弱”档时，用户着衣量设置为0.5clo(相当于0.0755m2·K/W，m2·K/W表示热阻值的单位)；当用户选择“中”档时，用户着衣量设置为0.8clo(相当于0.124m2·K/W)；当用户选择“强”档时，用户着衣量设置为1.2clo(相当于0.1705m2·K/W)。在制热模式下，服装热阻设置为1.2clo，即为“强”档；在制冷模式下，服装热阻设置为0.5clo，即为“弱”档。当然，该服装热阻是以正常人的标准设置的，若是小孩、老人或病人则可以灵活调整，在此并不限定。
人体代谢率根据用户活动状态设定为“弱”、“中”、“强”三档。静坐时人体代谢率为0.8met(相当于46.6W/m2)，即为“弱”档；有轻微活动量时人体代谢率为1.2met(相当于70W/m2)，即为“中”档；有中等活动量时人体代谢率为1.7met(相当于99W/m2)，即为“强”档。在默认状况下，设置为“中”档，也可用户自行设定。
(3)获取室内热环境初始状态点(即初始复合形的顶点)及初始状态点对应的能耗值；
风机盘管系统和全空气系统可以控制房间工作区的空气温度ta、相对湿度φ和风速v，选取空气温度ta、相对湿度φ作为自变量，风速v作为因变量；选取空气温度ta、相对湿度φ的k组值作为初始复合形的顶点，第一组ta1、φ1，第二组ta2、φ2…第k组tak、φk,，k＝3或4。
参照图3，步骤(3)的具体流程如下：
步骤301：在约束条件范围内，随机产生第一组空气温度ta1和相对湿度φ1；
步骤302：根据步骤301中的空气温度ta1得到平均辐射温度tr1，tr1＝ta1，将平均辐射温度tr1、空气温度ta1、相对湿度φ1以及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程，求得PMV值等于预设值时的工作区风速v；热舒适度方程为：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2(瓦/每平方米)；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
步骤303：若求得的v值不在约束范围内，约束范围取0-1m/s，放弃该点随机产生一组新的空气温度和相对湿度，即转回步骤301；若求得的v值在约束范围内，转入步骤304；
步骤304：根据求得的v值，调节风机转速，测量工作区的PMV值。
其中，工作区的PMV值由以下公式求得：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
公式中的空气温度ta由工作区的温度传感器测量得到；
平均辐射温度tr是指房间围护结构内表面、室内设备等的平均辐射温度；假定平均辐射温度tr与空气温度ta相同；
风速v可通过其与风机功率之间的对应关系得到。同时对于某特定型号的风机，其输入功率、转速与出口风速之间具有明确的对应关系。而用户感应到的风速与其距风机的距离成一定的比例关系。因此，根据暖通空调系统的供冷/供热能力，可获知其用的室内空间大小，进一步计算得到用户与风机的平均距离。基于此，可以得到风机输入功率与用户感应风速之间的关系拟合函数，保存在中央处理单元中。如果厂家能够提供该函数，则可以利用风机功率和风速的对应关系，直接获得风速，不用在房间内布置风速传感器；
步骤305：当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，设定值取0.1，可视为此时工作区的热舒适度已经较为稳定，此时，测得空气温度为ta1，相对湿度为φ1时空调的能耗值W1；
对于没有采用新风系统的风机盘管系统，空调的能耗值W1即为风机盘管的能耗值，风机盘管的能耗值可通过冷冻水送入房间的冷量Qi所耗费的电量Pia和风机耗电量Pib之和来反映。
冷冻水送入房间的冷量Qi所耗费的电量Pia可通过以下方法获得：通过流量计可直接测得冷冻水流量L，通过温度传感器可直接测得冷冻水进口温度tj、出口温度tc；温差△t＝tc-tj与流量L的乘积即为送入房间的冷量Qi，产生该部分冷量所需耗费电能COP为空调能效比，其取值范围为3-5。
通过电表测得通过风机瞬时功率，得到风机耗电量Pib。
风机盘管的能耗值＝冷冻水送入房间的冷量Qi所耗费的电量Pia+风机耗电量Pib。
对于采用新风系统的风机盘管系统，空调的能耗值W1为风机盘管的能耗值与新风系统能耗之和。
新风系统能耗通过新风送入室内的冷量Qx所耗费的电量来反映。通过流量计测得新风流量L，通过室内外温度传感器和湿度传感器测量室外空气和室内新风的温度和相对湿度，由此得到室外空气的焓值hw和室内新风的焓值hi，流量L与焓差△h＝hw-hi的乘积即为送入房间的冷量，新风送入室内的冷量所耗费的COP为空调能效比，其取值范围为3-5。
采用新风系统的风机盘管系统，空调的能耗值W1＝风机盘管的能耗值+新风系统能耗。
对于全空气系统，空调的能耗值W1即为全空气系统的能耗值，全空气系统的能耗值通过组合式空气处理机组的冷冻水传递给回风的冷量Qj所耗费的电量Pja和风机耗电量Pjb之和来反映。全空气系统的空气处理装置为组合式空气处理机组，一个组合式空气处理机组调节多个功能相同的空调房间的热湿环境。可将这多个房间看成一个大房间，原理同风机盘管系统一致。
冷冻水传递给回风的冷量Qj所耗费的电量Pja可通过以下方法获得：通过流量计直接测量冷冻水流量，通过温度传感器直接测量冷冻水进口温度和出口温度；温差为进口温度和出口温度之差，温差与冷冻水流量的乘积即为冷冻水传递给回风的冷量Qj，产生该部分冷量所需耗费电能COP为空调能效比，其取值范围为3-5。
通过电表测得通过风机瞬时功率，得到风机耗电量Pjb。
全空气系统的能耗值＝冷冻水传递给回风的冷量Qj所耗费的电量Pja+风机耗电量Pjb。
步骤306：同理，在约束条件范围内，随机产生第二组空气温度ta2和相对湿度φ2；第k-1组空气温度tak-1和相对湿度φk-1；第k组空气温度tak和相对湿度φk,，k＝3或4；得到第二组数据、k-1组数据和第k组数据构成初始复合形的各顶点，并分别测得各顶点对应的能耗值，即空气温度为ta2，相对湿度为φ2时空调的能耗值W2；空气温度为tak-1，相对湿度为φk-1时空调的能耗值Wk-1；空气温度为tak，相对湿度为φk时空调的能耗值Wk；
步骤307：转入步骤401。
(4)利用寻优方法使空调系统的设定值不断逼近最优组合；
风机盘管系统和全空气系统根据产生的初始复合形按照复合形法原理进行计算。
参照图4，步骤(4)的具体流程如下：
步骤401：读取初始复合形及各顶点对应的能耗值；
步骤402：将各顶点对应的能耗值按大小排序；在各顶点中找出最坏点XH和最好点XL；最坏点即能耗值最大的点，最好点即能耗值最小的点；
步骤403：检验各顶点的能耗值是否满足迭代终止条件：
ε1表示误差限，ε1范围取0.01W-0.05W，W代表能耗的数量级；δ为各顶点与最好点对应的空调能耗值之差的均方根值；
若满足迭代终止条件，最好点XL即为最优解X*；输出最优解，结束迭代；
若不满足迭代终止条件，转入步骤404；
步骤404：计算除最坏点XH外其余各顶点的中心XC；
步骤405：检查XC点的可行性，若XC不在可行域D内，可行域D为a1≤x1≤b1，a2≤x2≤b2，这时可在以XL点为起点、XC点为终点的超立方体中(二维则为长方形)利用随机数产生新复合形的各个顶点，则变量的上下限变为a1＝xL1，a2＝xL2，b1＝xC1，b2＝xC2，然后转回步骤401；若XC在可行域D内，转入步骤406；
步骤406：寻求映射点XR
XR＝XC+α(XC+XH)；
式中映射系数α通常取1.3；
步骤407：检查XR点是否在可行域D内；若在可行域D内，则转入步骤408；若不在可行域D内，将映射系数α减半，即令α＝0.5α，再按上式计算新的映射点，使其向可行域方向靠拢；若新的映射点仍在可行域D外，则将映射系数α减半，继续重复迭代直到映射点XR进入可行域D为止；
步骤408：测得映射点XR的能耗值WR并与最坏点XH的能耗值WH相比较，若WR＜WH，转入步骤409；否则，判断是否满足条件α≤10-5，如果否，将映射系数α减半，返回步骤406，重新计算新的回缩的映射点XR，循环迭代，直至WR＜WH；如果是，找出次坏点XG，并以次坏点XG替换最坏点XH，次坏点XG即为除去最坏点XH外能耗值最大的点，
表达式为XG：W(XG)＝max{W(Xj)(j＝1,2,k,j≠H)}；返回步骤404。
步骤409：XR替换点XH，即XR＝XH，构成一个新复合形，返回到步骤401。
(5)当室内PMV值不满足热舒适度范围时，重复步骤(3)、(4)，热舒适度范围取-1～1。
实施例2
本实施例针对于分体式空调和多联机。
本实施例与实施例1的区别仅在于步骤(3)、步骤(4)的具体流程不同。其余同实施例1。
分体式空调和多联机可以控制房间工作区的空气温度ta和风速v，选取空气温度ta作为自变量，风速v作为因变量。本实施例步骤(3)采取一维寻寻优方法——黄金分割法来得到分体式空调和多联机的最优空气温度和风速组合。
参照图5，本实施例步骤(3)的具体流程如下：
步骤301：设空调的空气温度ta设定值的约束区间为[a0，b0]，即得到空气温度初始区间[a0，b0]，令空气温度ta＝a0；
步骤302：根据步骤301中的空气温度ta得到平均辐射温度tr，tr＝a0；
测得此时工作区的相对湿度φ，将空气温度ta、相对湿度φ、平均辐射温度tr、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程，求得PMV值等于预设值时的工作区风速v；热舒适度方程为：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
步骤303：判断求得的风速v是否在约束范围内，约束范围取0-1m/s；若不在约束范围内，当v小于左端点时，v取左端点值；当v大于右端点时，v取右端点值；若在约束范围内，转入步骤304；
步骤304：根据求得的v值，调节风机转速，测量工作区的PMV值；
其中，工作区的PMV以下公式求得：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
公式中的空气温度ta由工作区的温度传感器测量得到；
平均辐射温度tr是指房间围护结构内表面、室内设备等的平均辐射温度。假定平均辐射温度tr与空气温度ta相同。
风速v可通过其与风机功率之间的对应关系得到。同时对于某特定型号的风机，其输入功率、转速与出口风速之间具有明确的对应关系。而用户感应到的风速与其距风机的距离成一定的比例关系。因此，根据暖通空调系统的供冷/供热能力，可获知其用的室内空间大小，进一步计算得到用户与风机的平均距离。基于此，可以得到风机输入功率与用户感应风速之间的关系拟合函数，保存在中央处理单元中。如果厂家能够提供该函数，则可以利用风机功率和风速的对应关系，直接获得风速，不用在房间内布置风速传感器。
步骤305：当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，设定值取0.1，可视为此时工作区的热舒适度已经较为稳定，此时测得空气温度a0时的空调的能耗值Wa0；
对于没有采用新风系统的分体式空调，空调的能耗值即为分体式空调的能耗值，分体式空调的能耗值可通过测空调设备瞬时功率接得出。
对于采用新风系统的分体式空调，空调的能耗值为分体式空调的能耗值与新风系统能耗之和。
新风系统能耗通过新风送入室内的冷量Qx所耗费的电量来反映。通过流量计测得新风流量L，通过室内外温度传感器和湿度传感器测量室外空气和室内新风的温度和相对湿度，由此得到室外空气的焓值hw和室内新风的焓值hi，流量L与焓差△h＝hw-hi的乘积即为送入房间的冷量，新风送入室内的冷量所耗费的COP为空调能效比，其取值范围为3-5。
采用新风系统的分体式空调，空调的能耗值W1＝分体式空调的能耗值+新风系统能耗。
对于没有采用新风系统的多联机，空调的能耗值即为多联机的能耗值。
多联机的能耗值可通过冷冻水送入房间的冷量Qi所耗费的电量Pia和风机耗电量Pib之和来反映。可通过流量计测得冷冻水流量L，通过温度传感器测得冷冻水进口温度tj、出口温度tc，温差△t＝tc-tj，温差△t与冷冻水流量L的乘积即为冷冻水送入房间的冷量Qi，产生该部分冷量所需耗费电能COP为空调能效比，其取值范围为3-5。
通过电表测得通过风机瞬时功率，得到风机耗电量Pib。
多联机的能耗值＝冷冻水送入房间的冷量Qi所耗费的电量Pia+风机耗电量Pib。
对于采用新风系统的多联机，空调的能耗值为分多联机的能耗值与新风系统能耗之和。
新风系统能耗通过新风送入室内的冷量Qx所耗费的电量来反映。通过流量计测得新风流量L，通过室内外温度传感器和湿度传感器测量室外空气和室内新风的温度和相对湿度，由此得到室外空气的焓值hw和室内新风的焓值hi，流量L与焓差△h＝hw-hi的乘积即为送入房间的冷量，新风送入室内的冷量所耗费的COP为空调能效比，其取值范围为3-5。
采用新风系统的分体式空调，空调的能耗值W1＝多联机的能耗值+新风系统能耗。
步骤306：同理，按步骤301-305的方法测得空气温度b0时的空调的能耗值Wb0；由此得到空气温度初始区间端点对应的能耗值；
步骤307：转入步骤401。
本实施例步骤(4)根据空气温度初始区间按照黄金分割法原理进行计算，求得在满足热舒适度条件下的使得空调能耗最低的空调最优组合值。
参照图6，本实施例步骤(4)的具体流程如下：
步骤401：读取空气温度初始区间[a0，b0]及空气温度初始区间端点对应的能耗值；
步骤402：令λ＝0.618，a＝a0，b＝b0；
步骤403：令ta1＝b-λ(b-a)；
根据空气温度ta1得到平均辐射温度tr1，tr1＝ta1；测得此时工作区的相对湿度φ1，将此时工作区的相对湿度φ1，将空气温度ta1、相对湿度φ1、平均辐射温度tr1、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
求得此时的风速v1；
步骤404：调整风机转速，当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，设定值取0.1，可视为此时工作区的热舒适度已经较为稳定，测得此时空调的能耗值W1；
步骤405：令ta2＝a+λ(b-a)；
根据空气温度ta2得到平均辐射温度tr2，tr2＝ta2；测得此时工作区的相对湿度φ2，将此时工作区的相对湿度φ2，将空气温度ta2、相对湿度φ2、平均辐射温度tr2、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程：
PMV＝[0.303exp(-0.036M)+0.0275]×{M-W-3.05[5.733-0.07(M-W)-Pa]-0.42(M-W-58.2)-0.0173M(5.867-Pa)-0.0014M(34-ta)-3.96×10-8fcl；×[(tcl+273)4-(tr+273)4]-fclhc(tcl-ta)}
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
求得此时的风速v2；
步骤406：调整风机转速，当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，设定值取0.1，可视为此时工作区的热舒适度已经较为稳定，测得此时空调的能耗值W2；
步骤407：判断是否W1≥W2；若是，转入步骤408；若否，转入步骤409；
步骤408：令a＝ta1，ta1＝ta2，ta2＝a+λ(b-a)，W1＝W2，同时将空调系统空气温度设定值改为新的ta2，求得此时其对应的工作区风速并调整风机转速，待PMV值稳定求得此时空调系统能耗W2＝W(ta2)；
步骤409：令b＝ta2，ta2＝ta1，ta1＝a-λ(b-a)，W2＝W1，同时将空调系统空气温度设定值改为新的ta1，求得此时其对应的工作区风速并调整风机转速，待PMV值稳定求得此时空调系统能耗W1＝W(ta1)；
步骤410：判断是否成立，ε2表示误差限，ε2的取值范围为0.05-0.3；若成立，转入步骤411；若不成立，返回步骤407；
步骤411：输出最优解
本发明控制方法考虑了六个环境参数(空气温度、相对湿度、平均辐射温度、风速、人体代谢率和服装热阻)，可对热舒适度进行精确的控制；本发明控制方法是以节能为目的的热舒适度控制，使控制参数会不断地接近最优点，使空调系统总是贴近最优点运行，在保证热舒适度的前提下，又能有效降低空调能耗；无需样本数据就能自适用于不同的建筑类型和不同空调系统，适用范围广。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种空调系统的节能、热舒适控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)空调开启时，获取热舒适度PMV的预设值；
(2)获取服装热阻和人体代谢率；
(3)获取室内热环境初始状态点及初始状态点对应的能耗值；
(4)利用寻优方法使空调系统的设定值不断逼近最优组合；
(5)当室内PMV值不满足热舒适度范围时，重复步骤(3)、(4)；
对于风机盘管系统和全空气系统，步骤(3)的具体过程如下：
(301)在约束条件范围内，随机产生第一组空气温度ta1和相对湿度φ1；
(302)根据步骤(301)中的空气温度ta1得到平均辐射温度tr1，tr1＝ta1，将平均辐射温度tr1、空气温度ta1、相对湿度φ1以及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程，求得PMV值等于预设值时的工作区风速v；热舒适度方程为：
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
(303)若求得的v值不在约束范围内，约束范围取0-1m/s，放弃该点随机产生一组新的空气温度和相对湿度；若求得的v值在约束范围内，转入步骤(304)；
(304)根据求得的v值，调节风机转速，测量工作区的PMV值；
其中，工作区的PMV值由以下公式求得：
(305)当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得空气温度为ta1，相对湿度为φ1时空调的能耗值W1；
(306)在约束条件范围内，随机产生第二组空气温度ta2和相对湿度φ2；第k-1组空气温度tak-1和相对湿度φk-1；第k组空气温度tak和相对湿度φk，k＝3或4；得到第二组数据、k-1组数据和第k组数据构成初始复合形的各顶点，并分别测得各顶点对应的能耗值，即空气温度为ta2，相对湿度为φ2时空调的能耗值W2；空气温度为tak-1，相对湿度为φk-1时空调的能耗值Wk-1；空气温度为tak，相对湿度为φk时空调的能耗值Wk；
对于风机盘管系统和全空气系统，步骤(4)的具体过程如下：
(401)读取初始复合形及各顶点对应的能耗值；
(402)将各顶点对应的能耗值按大小排序；在各顶点中找出最坏点XH和最好点XL；最坏点即能耗值最大的点，最好点即能耗值最小的点；
(403)检验各顶点的能耗值是否满足迭代终止条件：
ε2表示误差限，ε2范围取0.01W-0.05W，W代表能耗的数量级；δ为各顶点与最好点对应的空调能耗值之差的均方根值；
若满足迭代终止条件，最好点XL即为最优解X*；输出最优解，结束迭代；
若不满足迭代终止条件，转入步骤(404)；
(404)计算除最坏点XH外其余各顶点的中心XC；
(405)检查XC点的可行性，若XC不在可行域D内，可行域D为a1≤x1≤b1，a2≤x2≤b2，在以XL点为起点、XC点为终点的超立方体中利用随机数产生新复合形的各个顶点，则变量的上下限变为a1＝xL1，a2＝xL2，b1＝xC1，b2＝xC2，然后转回步骤(401)；若XC在可行域D内，转入步骤(406)；
(406)寻求映射点XR
XR＝XC+α(XC+XH)；
式中α为映射系数；
(407)检查XR点是否在可行域D内；若在可行域D内，则转入步骤(408)；若不在可行域D内，将映射系数α减半，即令α＝0.5α，再按上式计算新的映射点，使其向可行域方向靠拢；若新的映射点仍在可行域D外，则将映射系数α减半，继续重复迭代直到映射点XR进入可行域D为止；
(408)测得映射点XR的能耗值WR并与最坏点XH的能耗值WH相比较，若WR＜WH，转入步骤(409)；否则，判断是否满足条件α≤10-5，如果否，将映射系数α减半，返回步骤(406)，重新计算新的回缩的映射点XR，循环迭代，直至WR＜WH；如果是，找出次坏点XG，并以次坏点XG替换最坏点XH，次坏点XG即为除去最坏点XH外能耗值最大的点，表达式为XG：W(XG)＝max{W(Xj)(j＝1,2,k,j≠H)}；返回步骤(404)；
(409)XR替换点XH，即XR＝XH，构成一个新复合形，返回到步骤(401)；
对于分体式空调和多联机，步骤(3)的具体过程如下：
(301)设空调的空气温度ta设定值的约束区间为[a0，b0]，即得到空气温度初始区间[a0，b0]，令空气温度ta＝a0；
(302)根据步骤(301)中的空气温度ta得到平均辐射温度tr，tr＝a0；
测得此时工作区的相对湿度φ，将空气温度ta、相对湿度φ、平均辐射温度tr、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程，求得PMV值等于预设值时的工作区风速v；热舒适度方程为：
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
(303)判断求得的风速v是否在约束范围内，约束范围取0-1m/s；若不在约束范围内，当v小于左端点时，v取左端点值；当v大于右端点时，v取右端点值；若在约束范围内，转入步骤(304)；
(304)：根据求得的v值，调节风机转速，测量工作区的PMV值；
其中，工作区的PMV以下公式求得：
(305)当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得空气温度a0时的空调的能耗值Wa0；
(306)按步骤(301)-(305)的方法测得空气温度b0时的空调的能耗值Wb0；由此得到空气温度初始区间端点对应的能耗值；
对于分体式空调和多联机，步骤(4)的具体过程如下：
(401)读取空气温度初始区间[a0，b0]及空气温度初始区间端点对应的能耗值；
(402)令λ＝0.618，a＝a0，b＝b0；
(403)令ta1＝b-λ(b-a)；
根据空气温度ta1得到平均辐射温度tr1，tr1＝ta1；测得此时工作区的相对湿度φ1，将此时工作区的相对湿度φ1，将空气温度ta1、相对湿度φ1、平均辐射温度tr1、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程：
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
求得此时的风速v1；
(404)调整风机转速，当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得此时空调的能耗值W1；
(405)令ta2＝a+λ(b-a)；
根据空气温度ta2得到平均辐射温度tr2，tr2＝ta2；测得此时工作区的相对湿度φ2，将此时工作区的相对湿度φ2，将空气温度ta2、相对湿度φ2、平均辐射温度tr2、及步骤(2)中获取的服装热阻、人体代谢率代入热舒适度方程：
式中，M为人体代谢率，对应于人体活动程度，单位为W/m2；
W为人体对外做工，通常取值为零，单位为W/m2；
Pa为环境空气中水蒸气分压力，单位为kPa，Pa可由空气温度ta和相对湿度φ计算获得；
ta为空气温度，单位为℃；
φ为相对湿度；
fcl为服装的面积系数，其值可以根据人体着衣状况的不同而分别设置为不同的数值；
Icl为服装热阻，单位为m2·K/W，对应人体的着衣状况；
tcl表示衣服外表面温度，单位为℃；
其中，dT＝tr-20；
tr为平均辐射温度，单位为℃；
hc表示对流换热系数，hc的单位为W/m2·K；
v为风速，单位为m/s；
求得此时的风速v2；
(406)调整风机转速，当PMV值趋于稳定即PMV值每分钟变化率的绝对值小于设定值时，测得此时空调的能耗值W2；
(407)判断是否W1≥W2；若是，转入步骤(408)；若否，转入步骤(409)；
(408)令a＝ta1，ta1＝ta2，ta2＝a+λ(b-a)，W1＝W2，同时将空调系统空气温度设定值改为新的ta2，求得此时其对应的工作区风速并调整风机转速，待PMV值稳定求得此时空调系统能耗W2＝W(ta2)；
(409)令b＝ta2，ta2＝ta1，ta1＝a-λ(b-a)，W2＝W1，同时将空调系统空气温度设定值改为新的ta1，求得此时其对应的工作区风速并调整风机转速，待PMV值稳定求得此时空调系统能耗W1＝W(ta1)；
(410)判断是否成立，ε2表示误差限，ε2的取值范围为0.05-0.3；若成立，转入步骤(411)；若不成立，返回步骤(407)；
(411)输出最优解
2.如权利要求1所述的空调系统的节能、热舒适控制方法，其特征在于：步骤(305)中，设定值取0.1。
3.如权利要求1所述的空调系统的节能、热舒适控制方法，其特征在于：步骤(404)、(406)中，设定值取0.1。
4.如权利要求1所述的空调系统的节能、热舒适控制方法，其特征在于：步骤(406)中，映射系数α取值1.3。
5.如权利要求1或2所述的空调系统的节能、热舒适控制方法，其特征在于：步骤(5)中，所述热舒适度范围取-1～1。
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