CN115031388B - 基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统及方法,包括:空调设备数据收集模块,用于采集室内热环境状态参数;热适应处理模块,用于计算反映人群特征的适应性舒适温度范围;用户作息判断模块,用于划分用户作息阶段,并确认当前作息阶段;个性热需求处理模块,用于计算符合个性热需求的调温动作;热舒适智能预测模块,用于根据适应性舒适温度范围、当前作息阶段、调温动作确定最终舒适设定温度;控制执行模块,用于控制空调设备。与现有技术相比,本发明能根据用户的热需求智能调控空调设定温度,实现高舒适、低碳化、健康型空调温度控制,具有实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及空调控制领域,尤其是涉及一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统和方法。
背景技术
人的大部分时间在室内度过,室内热环境对人的身心健康、舒适感受和工作效率具有巨大的影响,保持良好舒适的室内热环境对保证人们的学习、工作、生活都有重要意义。随着社会发展和经济进步,人们对室内环境的舒适性要求逐渐提高,尤其是个体热舒适方面的要求越来越高。为了创造适宜的室内热环境来保障人员舒适健康需求,往往要使用暖通空调设备并且消耗大量能源,已有数据表明,暖通空调能耗在建筑总能耗中占比高达30%-40%。如何实现暖通空调设备的舒适性能提升和节能减排目标成为行业关注的热点。
然而,在空调设备的优化控制领域,市面上尚未出现根据用户热舒适需求智能预判和空调使用习惯的“一键智能”型控制空调设定温度的产品。已有的一些空调智能控制技术大多需要额外加装诸如红外成像仪之类传感器,增加了制造成本。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统和方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统,包括:
空调设备数据收集模块,用于采集室内热环境状态参数;
热适应处理模块,用于计算反映人群特征的适应性舒适温度范围;
用户作息判断模块,用于划分用户作息阶段,并确认当前作息阶段;
个性热需求处理模块,用于计算符合个性热需求的调温动作;
热舒适智能预测模块,用于根据适应性舒适温度范围、当前作息阶段、调温动作确定最终舒适设定温度;
控制执行模块,用于控制空调设备。
优选地,所述的热适应处理模块内置数据驱动热适应模型,所述的数据驱动热适应模型用于基于采集到的室内热环境状态参数获取符合人群特征的适应性舒适温度。
优选地,所述的数据驱动热适应模型为基于RP-884、Database II、中国数据库,建立的数据驱动型人群气候热适应模型。
一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法,基于上述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统,包括以下步骤:
S1:空调设备数据收集模块连接空调设备内置传感器,收集室内热环境状态参数;
S2:热适应处理模块根据收集到的室内热环境状态参数获取反映人群特征的适应性舒适温度范围;
S3:作息预判模块基于用户作息规律信息获取当前时刻反映用户作息规律的当前作息阶段;
S4:个性热需求模块根据室内热环境状态参数中的室内外温度及历史调温动作,结合内置的数据驱动算法,得到反映个性热需求的个性调温动作;
S5:热舒适智能预测模块根据所述的适应性舒适温度范围、当前作息阶段、个性调温动作确定最终设定温度,并基于确定最终设定温度对空调设备进行控制;
S6:重复S1至S5,对空调设备进行动态调整。
优选地,所述的步骤S1具体包括:
S101:每隔预设时间间隔采集室内温度数据和室外温度数据;
S102:根据当前时刻获得月份和小时数据;
S103:获取用户的升温和降温动作,并获取与动作时刻及对应的室内温度数据和室外温度数据。
优选地,所述的步骤S2具体包括:
S201:热适应处理模块获取当前月份的平均温度;
S202:根据当前月份的平均温度,并基于热适应处理模块内置的数据驱动热适应模型获得反映人群特征的适应性舒适温度范围。
优选地,所述的步骤S3具体包括:
作息预判模块根据室内温度和当前时刻确认当前作息阶段,所述的作息阶段的类型包括工作、居家、睡眠。
优选地,所述的步骤S4包括以下步骤:
S401:从空调设备数据收集模块中获取室内热环境状态参数;
S402:基于空调设备数据收集模块内置的数据驱动算法对基于室内热环境状态参数和历史调温动作进行处理,得到反映个性热需求的调温动作。
优选地,
所述的步骤S5具体包括:
S501:根据适应性舒适温度范围获取最佳适应性热中性温度和适应性舒适温度的上下限;
S502:根据当前作息阶段对最佳适应性热中性温度进行调温,获取第一温度值;
S503:根据调温动作对第一温度值进行调温,获取第二温度值;
S504:判断第二温度值是否位于适应性舒适温度范围内,若第二温度值位于舒适温度范围内,将第二温度值作为最终设定温度;否则在应性舒适温度的上限温度、下限温度中选取与第二温度值温差最小的温度作为最终设定温度;
S505:基于舒适设定温度,通过执行模块对空调设备进行控制。一种电子设备,包括:存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法。
所述的空调设备数据收集模块内置的数据驱动算法包括但不限于随机森林算法、支持向量机算法、最近邻算法。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1)、本发明充分利用空调设备自身配备的传感器,未增添诸如红外成像仪等额外的传感器,因此具有成本优势;
2)、本发明提出的人群气候热适应模型,可以反映人员对热环境需求的人群特征,并且充分考虑室外气候对室内舒适温度的影响,具有5%-10%左右的节能潜力;
3)、用户根据自己作息规律设定生活模式,作息预判模块根据当前时刻和内置算法,快速得到反映用户作息规律的舒适温度;
4)、个性热需求模块根据室内外温度、历史调温动作,结合内置数据驱动算法,得到反应个性热需求的调温动作,改善了过往方法只考虑整体均值意义、针对性弱的问题,提高了热舒适需求预测的准确性;
5)、控制系统可以根据实际情景在热适应舒适温度、作息舒适温度、个性调温动作中选取最终设定温度,既考虑人群整体,又兼顾用户个体,同时符合用户的作息规律,兼具高舒适、低碳化、健康型的特征。
附图说明
图1是本发明方法的总体流程逻辑图。
图2是本发明热舒适智能预测模块的工作逻辑图。
图3是本发明系统的结构示意图。
其中,1、空调设备数据收集模块,2、热适应处理模块,3、用户作息判断模块,4、个性热需求处理模块,5、热舒适智能预测模块,6、控制执行模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意,以下的实施方式的说明只是实质上的例示,本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定,且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例1
一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统,如图3所示,包括:
空调设备数据收集模块1,用于采集室内热环境状态参数;
热适应处理模块2,用于计算反映人群特征的适应性舒适温度范围;
用户作息判断模块3,用于划分用户作息阶段,并确认当前作息阶段;
个性热需求处理模块4,用于计算符合个性热需求的调温动作;
热舒适智能预测模块5,用于根据适应性舒适温度范围、当前作息阶段、调温动作确定最终舒适设定温度;
控制执行模块6,用于控制空调设备。
本实施例中,热适应处理模块2内置数据驱动热适应模型,所述的数据驱动热适应模型用于基于采集到的室内热环境状态参数获取符合人群特征的适应性舒适温度。
具体地,数据驱动热适应模型为基于RP-884、Database II、中国数据库,建立的数据驱动型人群气候热适应模型。
实施例2
本发明还提供了一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法,基于上述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统,如图1所示,包括以下步骤:
S1:空调设备数据收集模块1连接空调设备内置传感器,收集室内热环境状态参数。
步骤S1具体包括:
S101:每隔预设时间间隔采集室内温度数据和室外温度数据;
S102:根据当前时刻获得月份和小时数据;
S103:获取用户的升温和降温动作,并获取与动作时刻及对应的室内温度数据和室外温度数据。
S2:热适应处理模块2根据收集到的室内热环境状态参数获取反映人群特征的适应性舒适温度范围;
步骤S2具体包括:
S201:热适应处理模块2获取当前月份的平均温度;
S202:根据当前月份的平均温度,并基于热适应处理模块2内置的数据驱动热适应模型获得反映人群特征的适应性舒适温度范围。
S3:作息预判模块基于用户作息规律信息获取当前时刻反映用户作息规律的当前作息阶段;
步骤S3具体包括:
作息预判模块根据室内温度和当前时刻确认当前作息阶段,所述的作息阶段的类型包括工作、居家、睡眠。另外,用户作息的确定可以分为缺省模式和自定义模式。
S4:个性热需求模块根据室内热环境状态参数中的室内外温度及历史调温动作,结合内置的数据驱动算法,得到反映个性热需求的个性调温动作;
步骤S4包括以下步骤:
S401:从空调设备数据收集模块1中获取室内热环境状态参数;
S402:基于空调设备数据收集模块1内置的数据驱动算法对基于室内热环境状态参数和历史调温动作进行处理,得到反映个性热需求的调温动作。所述的空调设备数据收集模块1内置的数据驱动算法包括但不限于随机森林算法、支持向量机算法、最近邻算法。
S5:热舒适智能预测模块5根据上述适应性舒适温度范围、当前作息阶段、个性调温动作确定最终设定温度,并基于确定最终设定温度对空调设备进行控制;
步骤S5具体包括,如图2所示:
S501:根据适应性舒适温度范围获取最佳适应性热中性温度和适应性舒适温度的上下限;
S502:根据当前作息阶段对最佳适应性热中性温度进行调温,获取第一温度值;
S503:根据调温动作对第一温度值进行调温,获取第二温度值;
S504:判断第二温度值是否位于适应性舒适温度范围内,若第二温度值位于舒适温度范围内,将第二温度值作为最终设定温度;否则在应性舒适温度的上限温度、下限温度中选取与第二温度值温差最小的温度作为最终设定温度;
S505:基于舒适设定温度,通过执行模块对空调设备进行控制。具体地,本实施例中具体列举,步骤S502中,当前作息阶段分别对应温度调整形式,“睡眠”对应“2℃升温”、“居家”对应“0℃调温”、“工作”对应“1℃降温”;步骤S503 中,调温动作包括升温动作和降温动作,“升温动作”对应“1℃温升”、“降温动作”对应“1℃降温”。
步骤S5中,以适应性舒适温度范围的上限温度为28摄氏度,下限温度为24 赦制度,中心温度为26摄氏度,当前作息状态为睡眠,调温动作为降温,则在步骤S502中第一温度值为28摄氏度,第二温度值为27摄氏度,由于27摄氏度位于适应性舒适温度范围内,将27摄氏度作为最终设定温度。
S6:重复S1至S5,对空调设备进行动态调整。本实施例中,每隔半个小时重复S1至S5进行动态调整。
实施例3
本发明还提供了一种电子设备,包括:存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法。
本发明还提供了一种可读存储介质,可读存储介质上存储有计算机指令,该计算机指令被处理器执行时实现上述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法。
上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程,在此不再赘述。
对于装置实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本说明书方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
本申请实施例提供的程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合,其中,可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质,而可读存储介质可以是但不限于是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合,具体地,可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、RAM、ROM、可擦式可编程只读存储器 (Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
本申请实施例提供的程序产品可以采用CD-ROM并包括程序代码,还可以在计算设备上运行。然而,本申请实施例提供的程序产品不限于此,在本申请实施例中,可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样,倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
上述实施方式仅为例举,不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施,且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。
Claims (6)
1.一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法,应用于一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制系统,其特征在于,所述空调温度控制系统包括:
空调设备数据收集模块,用于采集室内热环境状态参数;
热适应处理模块,用于计算反映人群特征的适应性舒适温度范围;
用户作息判断模块,用于划分用户作息阶段,并确认当前作息阶段;
个性热需求处理模块,用于计算符合个性热需求的调温动作;
热舒适智能预测模块,用于根据适应性舒适温度范围、当前作息阶段、调温动作确定最终舒适设定温度;
控制执行模块,用于控制空调设备;
所述空调温度控制方法包括以下步骤:
S1:空调设备数据收集模块连接空调设备内置传感器,收集室内热环境状态参数;
S2:热适应处理模块根据收集到的室内热环境状态参数获取反映人群特征的适应性舒适温度范围;
S3:作息预判模块基于用户作息规律信息获取当前时刻反映用户作息规律的当前作息阶段;
S4:个性热需求模块根据室内热环境状态参数中的室内外温度及历史调温动作,结合内置的数据驱动算法,得到反映个性热需求的个性调温动作;
S5:热舒适智能预测模块根据所述的适应性舒适温度范围、当前作息阶段、个性调温动作确定最终设定温度,并基于确定最终设定温度对空调设备进行控制;
S6:重复S1至S5,对空调设备进行动态调整;
所述的步骤S1具体包括:
S101:每隔预设时间间隔采集室内温度数据和室外温度数据;
S102:根据当前时刻获得月份和小时数据;
S103:获取用户的升温和降温动作,并获取与动作时刻及对应的室内温度数据和室外温度数据;
所述的步骤S2具体包括:
S201:热适应处理模块获取当前月份的平均温度;
S202:根据当前月份的平均温度,并基于热适应处理模块内置的数据驱动热适应模型获得反映人群特征的适应性舒适温度范围;
所述的步骤S5具体包括:
S501:根据适应性舒适温度范围获取最佳适应性热中性温度和适应性舒适温度的上下限;
S502:根据当前作息阶段对最佳适应性热中性温度进行调温,获取第一温度值;
S503:根据调温动作对第一温度值进行调温,获取第二温度值;
S504:判断第二温度值是否位于适应性舒适温度范围内,若第二温度值位于舒适温度范围内,将第二温度值作为最终设定温度;否则在应性舒适温度的上限温度、下限温度中选取与第二温度值温差最小的温度作为最终设定温度;
S505:基于舒适设定温度,通过执行模块对空调设备进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法,其特征在于,所述的热适应处理模块内置数据驱动热适应模型,所述的数据驱动热适应模型用于基于采集到的室内热环境状态参数获取符合人群特征的适应性舒适温度。
3.根据权利要求1所述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法,其特征在于,所述的数据驱动热适应模型为基于RP-884、Database II、中国数据库,建立的数据驱动型人群气候热适应模型。
4.根据权利要求1所述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法,其特征在于,所述的步骤S3具体包括:
作息预判模块根据室内温度和当前时刻确认当前作息阶段,所述的作息阶段的类型包括工作、居家、睡眠。
5.根据权利要求1所述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法,其特征在于,所述的步骤S4包括以下步骤:
S401:从空调设备数据收集模块中获取室内热环境状态参数;
S402:基于空调设备数据收集模块内置的数据驱动算法对基于室内热环境状态参数和历史调温动作进行处理,得到反映个性热需求的调温动作。
6.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述的一种基于热需求舒适需求的空调设定温度控制方法。
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- 2022-06-25 CN CN202210731774.6A patent/CN115031388B/zh active Active
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