CN106369762B - 一种空调自然风模拟方法 - Google Patents

一种空调自然风模拟方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106369762B
CN106369762B CN201610876976.4A CN201610876976A CN106369762B CN 106369762 B CN106369762 B CN 106369762B CN 201610876976 A CN201610876976 A CN 201610876976A CN 106369762 B CN106369762 B CN 106369762B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind
wind speed
natural wind
air
range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610876976.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106369762A (zh
Inventor
韩杰
欧阳磊鑫
徐照南
唐敏
陈翚
殷维
张国强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN201610876976.4A priority Critical patent/CN106369762B/zh
Publication of CN106369762A publication Critical patent/CN106369762A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106369762B publication Critical patent/CN106369762B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56—Remote control
    • F24F11/59—Remote control for presetting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/30—Velocity
    • F24F2110/32—Velocity of the outside air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种空调自然风模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：通过输入室外自然风初值，根据以下风速特征方程计算当前时刻输入的风速Utn，同时对输出风速Utn标准化得到期望输出的风速u(t)，根据所述期望输出的风速u(t)和风机电机的电压—风速关系，得到风机电机的输出电压，风机电机按照该输出电压调整转速，输出模拟自然风。本发明可以模拟不同类型的自然风，可以根据不同设备进行调整，从而对自然风进行模拟，让人们不开窗就体验到微风拂面的感觉，进而改善室内空气流通不佳的状况，并提高人体舒适度；本发明方法实现过程简单。

Description

一种空调自然风模拟方法
技术领域
本发明涉及一种空调自然风模拟方法。
背景技术
目前，空调大多采用定向送风、摆动送风等机械送风模式，吹风感较大，人体热舒适性差。与自然环境相比，室内环境中空气流动速率过低，频率变化很小，空气品质较差。长期处于这样的热中性环境中，人体缺少适当刺激，不仅会使人感到胸闷乏力，还会降低其对自然环境变化的适应能力，导致抵抗力降低和人体体温调节能力衰退。而室外的自然风柔和、舒适，可以提高人体舒适度。不过中国现有的雾霾问题使得室外空气质量很差，开窗通风反而会污染室内空气。
对自然风进行模拟可以让人们不开窗就体验到微风拂面的感觉，进而改善室内空气流通不佳的状况，因此，如果能在难以得到自然风的室内，通过调节风机转速，模拟、还原出自然风的送风模式，便可以改善室内风环境。
与此同时随着空调设备的普及和应用，如果将这些设备的机械式送风情况进行改进，让其具有自然风的特征，从而提高室内人员的舒适度以及提高耐热度，那么这种方法是具有积极意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种空调自然风模拟方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种空调自然风模拟方法，包括以下步骤：
1)根据以下风速特征方程计算当前时刻输入的风速Utn：
Utn＝0.5+(0.5-Random())×(1-Utn-1 2)，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)＜Range时；
Utn＝Range×(Utn-Utn-1)+Utn-1，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)≥Range时；
其中，Random()是随机数生成器输出的随机数；Range是指变化范围；Utn-1为前一时刻输入的风速；
2)利用下式计算期望输出的风速u(t)：
若Utn＜0.5，则u(t)＝Average-(Utn-0.5)×(RangeB-Average)×2；
若Utn≥0.5，则u(t)＝Average+(Utn-0.5)×(RangeA-Average)×2；
其中，Average指输入的平均风速；RangeA、RangeB分别是设定的风速下限与上限；
3)根据所述期望输出的风速u(t)和风机电机的电压—风速关系，得到风机电
机的输出电压，风机电机按照该输出电压改变转速，输出模拟自然风。
步骤3)之后，对模拟自然风进行判定，若满足以下条件，则为自然风：风时序图为非固定模式；风速概率符合随机定义，并有对数正态分布的性质；湍流度为0.1—0.7；有自相关的性质，波动且不收敛；风速变化概率分布在变化幅度范围内，且符合幂指数方程。
本发明中，Range取值为0.3；RangeA取值为1.3；RangeB取值为3.6；Average取值为1.6～2.8。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明可以模拟不同类型的自然风，可以根据不同设备进行调整，从而对自然风进行模拟，让人们不开窗就体验到微风拂面的感觉，进而改善室内空气流通不佳的状况，并提高人体舒适度；本发明方法实现过程简单。
附图说明
图1为本发明一实施例流程图。
具体实施方式
自然风具有的特征如下：自然风风速波动较大，不同地域的风速样本有差别，平均风速水平也有不同，紊乱的程度也是有差异的，风速样本均呈现对数正态分布的规律，湍流度在0.2-0.7之间，各时刻风速自相关性较大，此外还有变化幅度符合幂次方的规律等等。自然风与机械风在风时序图、概率分布、功率谱、湍流度、自相关图上的特征都存在较大差异。
本发明采用以下风速特征方程
Utn＝0.5+(0.5-Random())×(1-Utn-1 2)
IfΔU＝abs(Utn-Utn-1)≥Range then Utn＝Range×(Utn-Utn-1)+Utn-1
为获得多种类自然风将风速进行标准化，标准化公式如下：
其中： u(t)是指所期望输出的风速
Ut<sub>n</sub>是输入的风速，也就是第一阶段计算出的风速
Average是指所输入的平均风速，(为预留变量)
RangeA与RangeB分别是设定的风速下限与上限(为预留变量)
将上述公式编译至单片机或计算机中，并且预设好所有参数，并且将输出的风速通过特定程序或设备转化为电机转速，从而输出模拟自然风。
本发明中，相关参数设定如下表1：
表1相关参数设定
本发明采用下列标准对模拟自然风进行判定：
表2自然风判定标准

Claims (5)

1.一种空调自然风模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)输入室外自然风初值，根据以下风速特征方程计算当前时刻输入的风速Utn：
Utn＝0.5+(0.5-Random())×(1-Utn-1 2)，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)&lt;Range时；
Utn＝Range×(Utn-Utn-1)+Utn-1，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)≥Range时；
其中，Random()是随机数生成器输出的随机数，取值范围为0—1；Range是指风速变化范围；Utn-1为前一时刻输入的风速；
2)利用下式对Utn进行标准化，计算期望输出的风速u(t)：
若Utn&lt;0.5，则u(t)＝Average-(Utn-0.5)×(RangeB-Average)×2；
若Utn≥0.5，则u(t)＝Average+(Utn-0.5)×(RangeA-Average)×2；
其中，Average指输入的平均风速；RangeA、RangeB分别是设定的风速下限与上限；
3)根据所述期望输出的风速u(t)和风机电机的电压—风速关系，得到风机电机的输出电压，风机电机按照该输出电压调整转速，输出模拟自然风。
2.根据权利要求1所述的空调自然风模拟方法，其特征在于，步骤3)之后，对模拟自然风进行判定，若满足以下条件，则为自然风：风时序图为非固定模式；风速概率符合随机定义，并有对数正态分布的性质；湍流度为0.1—0.7；有自相关的性质，波动且不收敛；风速变化概率分布在变化幅度范围内，且符合幂指数方程。
3.根据权利要求1所述的空调自然风模拟方法，其特征在于，Range取值为0.3。
4.根据权利要求1所述的空调自然风模拟方法，其特征在于，RangeA取值为1.3；RangeB取值为3.6。
5.据权利要求1所述的空调自然风模拟方法，其特征在于，Average取值为1.6～2.8。
CN201610876976.4A 2016-10-08 2016-10-08 一种空调自然风模拟方法 Expired - Fee Related CN106369762B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610876976.4A CN106369762B (zh) 2016-10-08 2016-10-08 一种空调自然风模拟方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610876976.4A CN106369762B (zh) 2016-10-08 2016-10-08 一种空调自然风模拟方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106369762A CN106369762A (zh) 2017-02-01
CN106369762B true CN106369762B (zh) 2019-01-22

Family

ID=57896099

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610876976.4A Expired - Fee Related CN106369762B (zh) 2016-10-08 2016-10-08 一种空调自然风模拟方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106369762B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106765986B (zh) * 2017-01-13 2019-12-31 青岛海尔空调器有限总公司 空调及其出风控制方法
CN110440385B (zh) * 2019-07-05 2020-06-23 重庆大学 一种舒适仿自然风的机械营造装置及方法
CN111120373B (zh) * 2020-01-02 2021-07-20 上海理工大学 一种模拟自然风的风扇以及模拟自然风的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5505378A (en) * 1994-03-31 1996-04-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Air-conditioner controllable to simulate environmental characteristics of various world regions
CN203869258U (zh) * 2014-03-24 2014-10-08 美的集团股份有限公司 空调系统、空调器和自然风采样器
CN203980552U (zh) * 2014-03-24 2014-12-03 美的集团股份有限公司 自然风空调及自然风空调系统
CN204063452U (zh) * 2014-03-24 2014-12-31 美的集团股份有限公司 自然风采样器、空调器和空调系统
CN105020839A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 美的集团股份有限公司 导风机构的控制方法和空调器
CN105180361A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 珠海格力电器股份有限公司 模拟自然风的方法、装置以及空调器的送风方法、装置
CN105258227A (zh) * 2015-11-16 2016-01-20 珠海格力电器股份有限公司 双风叶送风系统及空调
CN105444337A (zh) * 2014-08-26 2016-03-30 青岛海尔空调器有限总公司 一种自动模拟大自然的方法和装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100077945A (ko) * 2008-12-29 2010-07-08 위니아만도 주식회사 에어컨 운전 제어 방법
JP5403125B2 (ja) * 2011-10-31 2014-01-29 ダイキン工業株式会社 空調室内機

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5505378A (en) * 1994-03-31 1996-04-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Air-conditioner controllable to simulate environmental characteristics of various world regions
CN203869258U (zh) * 2014-03-24 2014-10-08 美的集团股份有限公司 空调系统、空调器和自然风采样器
CN203980552U (zh) * 2014-03-24 2014-12-03 美的集团股份有限公司 自然风空调及自然风空调系统
CN204063452U (zh) * 2014-03-24 2014-12-31 美的集团股份有限公司 自然风采样器、空调器和空调系统
CN105020839A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 美的集团股份有限公司 导风机构的控制方法和空调器
CN105444337A (zh) * 2014-08-26 2016-03-30 青岛海尔空调器有限总公司 一种自动模拟大自然的方法和装置
CN105180361A (zh) * 2015-09-02 2015-12-23 珠海格力电器股份有限公司 模拟自然风的方法、装置以及空调器的送风方法、装置
CN105258227A (zh) * 2015-11-16 2016-01-20 珠海格力电器股份有限公司 双风叶送风系统及空调

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《基于改进一阶马尔可夫链的风速时间序列模型》;蒋平，张龙等;《电力系统自动化》;20141010;全文

Also Published As

Publication number Publication date
CN106369762A (zh) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106369762B (zh) 一种空调自然风模拟方法
CN109612045A (zh) 一种适用于建筑过渡季的自然通风与机械通风转换系统
CN110513845A (zh) 一种空调送风控制方法及控制系统
TWI577941B (zh) 空調機溫度節能控制裝置及溫度節能控制方法
CN102619771B (zh) 一种风扇舒适风的控制方法
CN103900199B (zh) 一种空调送风模式确定方法及空调
CN110440401B (zh) 一种控温除湿控制方法
CN104359202A (zh) 空调温度控制系统及方法
CN105180361B (zh) 模拟自然风的方法、装置以及空调器的送风方法、装置
CN110440385A (zh) 一种舒适仿自然风的机械营造装置及方法
CN105066328B (zh) 空调扫风控制方法及系统
CN104566829A (zh) 空调器控制方法和系统
CN106091234B (zh) 自然风空调风机转速控制方法
CN106765986A (zh) 空调及其出风控制方法
CN209639210U (zh) 一种适用于建筑过渡季的自然通风与机械通风转换系统
CN204358910U (zh) 空调温度控制系统
CN108302706A (zh) 空调控制方法及空调器
CN204063452U (zh) 自然风采样器、空调器和空调系统
CN110411027A (zh) 用于智能家居系统的控制方法
CN101963159A (zh) 一种基于混沌理论模拟自然风的装置
CN111043717B (zh) 一种楼宇自动化环境温度控制方法及其系统
CN103604164A (zh) 一种通风空调机组
CN106610083A (zh) 空调热交换风速的控制方法及装置
CN108036473B (zh) 一种智能温湿度控制方法与装置
CN109140667B (zh) 一种空调目标智能设置方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190122

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee