CN109682032A - 空调控制装置 - Google Patents

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Abstract

空调控制装置。一种空调控制装置(100)具备控制模块(150)、皮肤温度检测模块(110)、信息获取模块(120)、决策模块(140)。控制模块(150)控制对用户所在的房间(200)进行空气调节的空调机(210)。皮肤温度检测模块(110)检测用户的皮肤温度。信息获取模块(120)获取用户对所在的空间的热感觉信息。决策模块(140)基于在发生热感觉信息时的用户的皮肤温度，确定用户感觉舒适的皮肤温度舒适域。并且，控制模块(150)基于决策模块(140)所确定的皮肤温度舒适域，对空调机(210)进行控制。

Description

空调控制装置
技术领域
本发明涉及对空调机进行控制的空调控制装置。
背景技术
对室内空气进行调节的空调机是由内藏或另外设置的控制装置进行控制。若用户决定了室内温度的设定值，则由CPU和存储器等构成的控制装置基于该设定值对空调机的各部件进行控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题
如果只根据室内温度的设定值对空调机进行控制，会引起各种各样的问题，例如，不能提高用户的舒适性、浪费能量等。为了应对这些问题，有利用PMV(预测平均热感觉投票)、SET(标准有效温度)等有关室内热环境的指标对空调机进行控制的例子，但还不能充分满足不同用户的个性化需求。
本发明的课题在于提供一种空调控制装置，其能提高用户的满意度。
用于解决技术问题的技术手段
本发明的空调控制装置具备控制模块、皮肤温度检测模块、信息获取模块、决策模块。控制模块控制对用户所在的空间进行空气调节的空调机。皮肤温度检测模块检测用户的皮肤温度。信息获取模块获取用户对所在的空间的热感觉信息。决策模块基于在发生热感觉信息时的用户的皮肤温度，决定用户感觉舒适的皮肤温度舒适域。并且，控制模块基于决策模块所决定的皮肤温度舒适域，对空调机进行控制。
根据本发明，先获取“热”、“冷”等用户的热感觉信息，并基于在发生该信息时的用户的皮肤温度，决定用户感觉舒适的皮肤温度舒适域。并且，空调控制装置基于该皮肤温度舒适域对空调机进行控制。因此，用户对空气调节的满意度会提高。
另外，优选地，控制模块除了基于决策模块所决定的皮肤温度舒适域之外，还基于现在的用户的皮肤温度对空调机进行控制。
另外，优选地，空调控制装置还具备测量模块。测量模块测量用户所在的空间的空气的温度及/或湿度。在这种情况下，优选地，控制模块还基于测量模块的测量值对空调机进行控制。
另外，优选地，皮肤温度检测模块具有分析从用户放射出的红外线的红外热成像装置。
另外，优选地，皮肤温度检测模块至少每五分钟检测一次用户的皮肤温度。在这种情况下，优选地，控制模块基于决策模块所决定的皮肤温度舒适域、现在的用户的皮肤温度、及用户的皮肤温度的变化率，预测用户的现在的热感觉，并基于该预测的用户现在的热感觉，对空调机进行控制。优选地，决策模块在发生用户的热感觉信息时，更新用户感觉舒适的皮肤温度舒适域。
另外，优选地，决策模块在31℃-33℃的范围选择用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的下限，并在33℃-35℃的范围选择用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的上限。
另外，优选地，决策模块具有用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的初始值，根据季节或时期变化，更改初始值。
另外，优选地，在多个用户存在的情况下，控制模块基于多个用户的皮肤温度舒适域执行空调机的控制，以使多个用户的舒适感的总和变大，或者使多个用户中舒适感最低的用户的舒适感提高；或者控制模块根据对多个用户分别设定的优先顺序，对空调机执行基于多个用户的皮肤温度舒适域的控制。
附图说明
图1是表示空调控制装置结构的示意框图。
图2是决定和更新用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的流程。
图3是空调控制的流程。
图4是表示利用模糊逻辑的室温设定值决定方法的表。
图5是红外热成像装置拍摄的包含用户的皮肤温度的图像。
符号说明
100 空调控制装置
110 皮肤温度检测模块
112 红外热成像装置
120 信息获取模块
130 测量模块
140 决策模块
150 控制模块
200 房间
210 空调机
220 计算机
具体实施方式
(1)空调控制装置的结构
图1表示作为空调机210的控制装置的空调控制装置100，空调机210对用户所在的房间(空间)200进行制冷、制热、换气等空调控制。空调控制装置100具备控制模块150、皮肤温度检测模块110、信息获取模块120、决策模块140、测量模块130。
皮肤温度检测模块110具有分析从用户放射出的红外线的红外热成像装置112。使用红外热成像装置112可以取得如图5所示的图像。皮肤温度检测模块110从该图像检测出用户的皮肤温度。
信息获取模块120获取用户的热感觉信息。信息获取模块120例如是有触摸屏功能的显示器(人机交互装置)或键盘等输入设备，其将用户所输入的热感觉信息以有线或无线方式传送到计算机220。作为信息获取模块120采用有触摸屏功能的显示器时，优选安装应用程序(app)，并通过软件协助用户的输入。此外，若作为信息获取模块120采用多个机器式输入键，让用户输入“热”、“冷”等热感觉信息，则可以抑制输入设备的费用。
在此，作为信息获取模块120采用了有触摸屏功能的显示器，该显示器也兼容用户输入房间的温度目标值或湿度目标值的设备。
决策模块140和控制模块150是通过计算机220所执行的程序起作用的功能模块。决策模块140基于在发生热感觉信息时的用户的皮肤温度，本实施例中是在该用户输入热感觉信息时的用户的皮肤温度，决定用户感觉舒适的皮肤温度舒适域。此外，控制模块150基于决策模块140所决定的皮肤温度舒适域，对空调机210进行控制。
计算机220由CPU、存储器、容纳程序的存储装置等所构成，并通过执行用于空调控制的程序作为控制模块150起作用；或通过执行用于决定用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的程序，作为决策模块140起作用。在计算机220上执行的程序包括能够实现多个逻辑功能、执行处理操作指令的程序代码模块。
测量模块130测量用户所在的房间200的空气温度、湿度、二氧化碳(CO2)浓度等。具体地，由温度传感器、湿度传感器等多个传感器构成测量模块130。
测量模块130的测量值被利用于由控制模块150进行的对空调机210的控制。详细后述。
(2)由决策模块进行的用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的决定和更新
图2表示有关决策模块140的动作，即，决定和更新用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的流程。
决策模块140一直监视是否有从作为输入设备的信息获取模块120发过来用户的热感觉信息，例如“热”或“冷”等输入信息(步骤S31)。然后，在步骤S31中，在决策模块140判断为没有发生用户的热感觉信息，即没有输入的情况下，决策模块140继续等待。在步骤S31中，若决策模块140判断为发生了用户的热感觉信息，则进入步骤S32，检测或获取用户的皮肤温度。该用户的皮肤温度可以采用在发生用户的热感觉信息(被输入)之前不久检测到的皮肤温度，也可以利用发生热感觉信息后立刻检测到的皮肤温度。
另外，皮肤温度检测模块110至少每五分钟检测一次用户的皮肤温度，在此每一分钟检测一次用户的皮肤温度。
在步骤S33中，决策模块140通过机器学习模式算法之一的在线学习算法，基于用户的热感觉和用户的皮肤温度，从而决定用户感觉舒适的皮肤温度舒适域。另外，若已存在皮肤温度舒适域，则将之前的皮肤温度舒适域的旧数据替换(更新)为该决定了的皮肤温度舒适域。
具体地，通过在线学习算法，若用户输入了他在觉得热，则决策模块140将皮肤舒适温度的上限值替换为在用户输入时的用户的皮肤温度。另一方面，若用户输入了他在觉得冷，则决策模块140将皮肤舒适温度的下限值替换为在用户输入时的用户的皮肤温度。
另外，根据对许多人的热感觉进行的调查结果，在此，决策模块140在31℃-33℃的范围选择皮肤温度舒适域的下限(皮肤舒适温度的下限值)。并且，决策模块140在33℃-35℃的范围选择皮肤温度舒适域的上限(皮肤舒适温度的上限值)。
(3)由控制模块进行的空调控制
如上所述，空调控制是由控制模块150所进行。控制模块150基于决策模块140所决定的皮肤温度舒适域进行空调控制。并且，控制模块150除了基于该皮肤温度舒适域之外，还基于现在的用户的皮肤温度和用户的皮肤温度的变化率，预测用户的现在的热感觉，并基于该预测了的用户的现在的热感觉进行空调控制。
图3表示由控制模块150进行的空调控制的流程。首先，在步骤S41中，针对皮肤温度舒适域是否有变化进行判断。若皮肤温度舒适域有了变化，则控制模块150读取该皮肤温度舒适域(步骤S42)，若皮肤温度舒适域没有变化，则进入步骤S43。在步骤S43中，测量模块130读取房间200的空气的温度、湿度、二氧化碳(CO2)浓度的测量值。然后，在步骤S44中，控制模块150通过模糊逻辑，决定房间的温度、湿度、二氧化碳(CO2)浓度的各个目标值，并通过PID(比例积分微分)控制来控制空调机210。以下，作为一个例子，对房间温度的目标值的决定方法进行详细说明。
图4是表示基于现在的用户的皮肤温度预测用户的热感觉，并基于该预测调整室温设定值(房间温度的目标值)的逻辑表。控制模块150如上所述，利用决策模块140所决定的皮肤舒适温度的上限值和下限值来演算各系数，还利用现在的用户的皮肤温度(t skin)来演算用户的皮肤温度的变化率(dt/dτ)。然后，根据该皮肤温度的变化率，和现在的用户的皮肤温度与皮肤舒适温度(将皮肤舒适温度的上限值与下限值之和除以2的值)之差，控制模块150调整室温设定值。然后，控制模块150基于室温设定值和现在的房间温度(室温)进行空调控制，通过增加或降低空调机210的压缩机的输出等，使室温接近室温设定值。
(4)空调控制装置的特征
根据上述的空调控制装置100，信息获取模块120获取“热”、“冷”等用户的热感觉信息，决策模块140基于在该信息发生时的用户的皮肤温度，决定用户感觉舒适的皮肤温度舒适域。并且，控制模块150基于该皮肤温度舒适域，进行空调机210的控制。因此，用户对空气调节的满意度会提高。
(5)空调控制装置的变形例
以上说明了空调控制装置的一个例子，可以理解的为，上述实施例是示例性的。本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
例如，决策模块140也可以根据季节或时期变化更改用户感觉舒适的皮肤温度舒适域的初始值。对季节而言，可以考虑在夏季将初始值设定为31.5℃-33.5℃，在冬季将初始值设定为32.5℃-34.5℃。对时期而言，可以考虑在雨天多的时期将初始值设定为较低，在旱季将初始值设定为较高。
另外，在上述实施方式中，作为信息获取模块120采用了让用户手动输入的有触摸屏功能的显示器，但作为替代也可以采用一种能够检测用户的出汗、心律、发声等设备，而获取用户的热感觉信息。在这种情况下，可以减少用户手动输入的麻烦。
另外，在上述实施方式中，由测量模块130测量温度、湿度、二氧化碳(CO2)浓度，空调控制装置100通过空调控制使各个环境参数接近目标值。但是，也可以只测量温度，并进行只调整温度目标值的空调控制。
另外，上述实施方式中，皮肤温度检测模块110每一分钟检测一次用户的皮肤温度。但如果由红外热成像装置112进行实时检测，则可以实现更精确的空调控制。
另外，在上述实施方式中，将如图2或图3所示的流程作为一个例子进行了说明。但在计算机220所执行的程序中，可以按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行各逻辑功能或可执行指令的代码模块，这应被本领域技术人员所理解。
另外，在上述实施方式中，空调控制装置100的主要部分由硬件、软件、固件、或它们的组合来实现。即，多个步骤或方法可以用存储在存储装置中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。但代替它，例如也可以采用用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路、离散逻辑电路、逻辑门电路的专用集成电路、可程序设计门阵列(PGA)、现场可程序设计门阵列(FPGA)等。
另外，在上述实施方式中，对一个用户存在于制冷或制热的对象房间的情况进行了说明，但，在多个用户存在于房间的情况下，也可以提高一个或者多个用户对空气调节的满足程度。在决定了每个用户感觉舒适的皮肤温度舒适域后，空调控制装置可以基于这些皮肤温度舒适域，以下述方式进行空调机的控制，例如，将用户的舒适感转换成分数，分数越高则代表舒适度越高，使得房间里的用户的分数的总和成为最高。另外，空调控制装置也可以以下述方式进行空调机的控制：使房间里的用户中分数最低(表示其舒适感最低)的用户的舒适感提高；基于对各个用户预先设定的优先顺序，使优先顺序在先的用户的舒适感提高。

Claims (9)

1.一种空调控制装置(100)，其特征在于，具备：
控制模块(150)，其控制对用户所在的空间(200)进行空气调节的空调机(210)；
皮肤温度检测模块(110)，其检测所述用户的皮肤温度；
信息获取模块(120)，获取所述用户对所在的空间的热感觉信息；
决策模块(140)，其基于在发生所述热感觉信息时的所述用户的皮肤温度，决定所述用户感觉舒适的皮肤温度舒适域，
所述控制模块(150)基于所述决策模块所决定的所述皮肤温度舒适域，进行所述空调机的控制。
2.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，
所述控制模块(150)还基于现在的所述用户的皮肤温度，进行所述空调机的控制。
3.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，还具备测量模块(130)，其测量所述用户所在的空间的空气的温度及/或湿度，
所述控制模块(150)还基于所述测量模块的测量值，进行所述空调机的控制。
4.根据权利要求1所述的空调控制装置，其特征在于，
所述皮肤温度检测模块(110)具有分析从所述用户放射出的红外线的红外热成像装置(112)。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的空调控制装置，其特征在于，
所述皮肤温度检测模块(110)至少每五分钟检测一次所述用户的皮肤温度，
所述控制模块(150)基于所述决策模块所决定的所述皮肤温度舒适域、现在的所述用户的皮肤温度、及所述用户的皮肤温度的变化率，预测所述用户的现在的热感觉，并基于该预测的所述用户的现在的热感觉，进行所述空调机的控制。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的空调控制装置，其特征在于，
所述皮肤温度检测模块(110)至少每五分钟检测一次所述用户的皮肤温度，
所述决策模块(140)在发生所述热感觉信息时，更新所述皮肤温度舒适域。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的空调控制装置，其特征在于，
所述决策模块(140)，在31℃-33℃的范围选择所述皮肤温度舒适域的下限，
在33℃-35℃的范围选择所述皮肤温度舒适域的上限。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的空调控制装置，其特征在于，
所述决策模块(140)具有所述皮肤温度舒适域的初始值，根据季节或时期变化，更改所述初始值。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的空调控制装置，其特征在于，
所述皮肤温度检测模块检测多个所述用户的皮肤温度，
所述信息获取模块获取多个所述用户的所述热感觉信息，
所述决策模块决定多个所述用户的所述皮肤温度舒适域，
在多个所述用户在所述空调机进行空气调节的所述空间的情况下，所述控制模块,
基于多个所述用户的所述皮肤温度舒适域，进行所述空调机的控制，以使多个所述用户的舒适感的总和变大，或者，
基于多个所述用户的所述皮肤温度舒适域，进行所述空调机的控制,以使多个所述用户中舒适感最低的所述用户的舒适感提高，或者，
基于多个所述用户的所述皮肤温度舒适域、以及对多个所述用户分别设定的优先顺序，进行所述空调机的控制。
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