控制多个空调设备的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及控制多个空调设备的技术，且更具体地，涉及根据多个用户的各自的 个性化需求来集中控制多个空调设备的技术。
【背景技术】
[0002] 近几十年来，不断增长的能源消耗已经给全球带来了严重的经济危机、温室效应 和气候变化。能源消耗领域主要包括建筑、交通和工业，其中建筑领域包含商业建筑和住宅 建筑，大约占总能源消耗的35%至40%。而建筑能耗可进一步细分为照明、空调和各种插 拔式电器等。因建筑所在地的纬度和气候特征等因素而异，诸如暖通空调等的空调设备的 耗电量平均大约占建筑总能耗的40%左右。因此，如何通过更有效地控制空调来降低其耗 电量，始终是当今社会重要的研究课题。
[0003] 另一方面，建筑的主要功能在于提供适宜人们生活居住和工作的微环境。而不同 的人在不同的气候条件下对建筑内的环境通常具有不同的需求，包括对室内照明、温度、湿 度、风速等方面的需求。如果当前某些环境参数不能满足人们的需求，则可能会导致人们低 效的工作、不良的情绪甚至疾病。因此，当代的智能建筑都希望能根据人们对环境的个性化 要求对建筑内的各种环境参数进行智能地调节。
[0004] 目前空调设备的控制方法中最常见的是基于设定的温度进行开关控制，即当环境 温度未达到或超过设定温度时，空调设备按照设定的风速（和/或风向）开始工作；当环境 温度达到设定温度时，则停止空调的运行。近年来流行起来的变频空调系统，改进了上述不 断启停的开关控制，通过改变压缩机工作的频率来进行缓冲，使得环境温度变化较为缓和， 并减少了压缩机启停的次数。此外，某些空调厂商在其空调设备上安装了自动检测人的位 置的传感器，根据对人的位置的判断对气流方向进行定向控制，在满足人的需要的同时，减 少了不必要的能量消耗。
[0005] 然而，据调查目前为止的暖通空调控制方法均具有如下问题：
[0006] 1.检测温度的传感器一般安装在空调设备上，而室内温度的分布往往是不均匀 的，因此传感器的显示温度与人所在位置的实际温度可能具有较大差异，从而可能会导致 人的不舒适感；
[0007] 2.人对环境的热舒适性的判断不仅仅依赖于温度，还可能包括湿度和风速等，因 此即使人所在位置的温度达到设定值，由于其他因素的影响，仍然可能导致人对环境的不 满意；
[0008] 3.在同一空间内可能有不止一个人，而不同的人对其所在热环境具有不同的要 求，即使同一个人在从事不同活动时对热环境的要求也是不同的。而目前的空调系统在某 段时间内只能满足某一个人的要求，因此可能会导致另外一部分人的不舒适感；
[0009] 4.在一个空间内有多个空调设备的情况下，传统技术无法在节能的同时集中控制 多个空调设备使得多个人的各自的环境需求同时满足。
[0010] 因此，对于空调设备控制系统，为了满足人们对其所在热环境的个性化需求，需要 一种在节能的同时对多个空调设备进行集中控制以满足人们各自对室内热环境的个性化 需求的技术。
【发明内容】
[0011] 根据本公开的一个方面，提供一种根据多个用户的热舒适性需求控制多个空调设 备的方法，包括：（a)获得多个用户的每个的热舒适性期望值；(b)获取每个用户的位置处 的当前实际环境参数值；（c)根据每个用户的热舒适性期望值和实际环境参数值来计算该 用户的位置处的期望的可调环境参数值；（d)根据每个空调设备的可调参数的不同取值对 每个用户的位置处的可调环境参数值的影响和每个用户的位置处的期望的可调环境参数 值，来估算多个空调设备的各自的可调参数的最优取值；(e)根据估算的多个空调设备的 各自的可调参数的最优取值，控制所述多个空调设备按照各自的可调参数的最优取值而工 作。
[0012] 根据本公开的另一方面，提供一种根据多个用户的热舒适性需求控制多个空调设 备的系统，包括：热舒适性期望值获得装置，被配置为获得多个用户的每个的热舒适性期 望值；实际环境参数值获取装置，被配置为获取每个用户的位置处的当前实际环境参数值； 期望可调环境参数值计算装置，被配置为根据每个用户的热舒适性期望值和实际环境参数 值来计算该用户的位置处的期望的可调环境参数值；空调设备可调参数最优取值估算装 置，被配置为根据每个空调设备的可调参数的不同取值对每个用户的位置处的可调环境参 数值的影响和每个用户的位置处的期望的可调环境参数值，来估算多个空调设备的各自的 可调参数的最优取值；控制装置，被配置为根据估算的多个空调设备的各自的可调参数的 最优取值，控制所述多个空调设备按照各自的可调参数的最优取值而工作。
【附图说明】
[0013] 图1示出了根据本发明的各个实施例的示例系统架构示意图。
[0014] 图2 出了应用根据本发明的各个实施例的例硬件设备框图。
[0015] 图3示出了应用根据本发明的各个实施例的示例应用场景示意图。
[0016] 图4示出了根据本发明的一个实施例的根据多个用户的热舒适性需求控制多个 空调设备的方法的流程图。
[0017] 图5示出了图4所示的方法中的步骤404的一个例子的具体流程图。
[0018] 图6示出了根据本发明的一个具体实施例（其中，空调可调参数是风向和风速而 用户的期望可调环境参数是风速）的根据多个用户的热舒适性需求控制多个空调设备的 方法的示例流程图。
[0019] 图7A-7D有助于说明根据本发明的该具体实施例得到每个空调设备的可调参数 的不同取值对每个用户的位置处的可调环境参数值的影响的一种示例方式的示意图；其中 图7A示出了假设将每个空调设备的不同风向看做是不同空调设备的示意图；图7B示出了 在图7A的假设下得到的每个空调设备的可调参数的不同取值对每个用户的位置处的可调 环境参数值的影响的部分表格；图7C示出了为了简化图7B的表格而将不同风速下测量的 每个用户的位置处的实际风速的值近似为该风向下对每个用户的一个相对风速比值和与 空调设备的不同风速对应的比例系数的乘积；图7D示出了仅保留图7C中各个风向下对每 个用户的相对风速比值作为影响系数而得到的简化表格。
[0020] 图8A-图8C有助于说明根据本发明的该具体实施例的确定多个空调设备的各自 的可调参数的最优取值的一种示例方式的示意图；其中，图8A示出了利用图7D的简化的影 响系数表格来计算初步最优风速的表格；图8B示出了从图8A的表格中取每个空调设备的 具有最大初步最优风速的风向作为最优风向之后得到的更简化的影响系数表格；图8C示 出了通过图8B的更简化的影响系数表格来计算的最终最优风速的表格、以及可能地量化 为空调设备的离散风速档位的过程。
[0021] 图9是示出根据本发明的另一实施例的根据多个用户的热舒适性需求控制多个 空调设备的系统的框图。
【具体实施方式】
[0022] 现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结 合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆 盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这 里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被 实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
[0023]为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和【具体实施方式】对本发 明作进一步详细说明。
[0024] 图1示出了根据本发明的各个实施例的示例系统架构100的示意图。
[0025] 图1示例性地示出了 m台空调设备和n个用户（其中，m和n都是正整数）。在此， 在一个例子中，空调设备可以是暖通空调（Heating, Ventilating and Air Conditioning, HVAC)，是具有调节风量大小和风力方向的可控设备，包括但不限于排风扇、制冷或制热风 扇、一体式或分体式空调机组等等。这些空调设备可以由例如中央控制器进行控制（130)。 每个用户所在位置附近处可以安放例如传感器，用来测量该处的环境参数，包括例如温度、 湿度、和可选地、风速等（120)。每个用户可以通过例如输入设备输入表示自己的热舒适性 需求的例如热舒适性期望值。热舒适值可以反映热环境物理量及人体有关因素对人体热舒 适的综合作用的指标。影响人体热舒适的因素很多，其中通常可以包括空气温度、平均辐射 温度、相对湿度、气流速度等环境变量和新陈代谢指数、穿衣隔热指数等人体变量。可以选 择其中几个因素来构造热舒适性值的公式。可选地，该热舒适性期望值可以被统一存储至 一个数据库中（110)，以便日后提取和便于对其修改。通过接收每个用户的热舒适性期望值 和传感器测量的或通过建模后模拟计算得到的实际环境参数信息，中央控制器可以调整每 个空调设备的可调参数（比如风量大小和风力方向等），以使整个室内热环境尽可能满足 每个用户的热舒适性需求，同时最大限度地降低能耗。
[0026] 图2出了应用根据本发明的各个实施例的例硬件设备200的框图。
[0027] 图2包括m个空调设备210、中央控制器220、与n个用户对应的n个传感器230 以及n个输入设备240、和可选地、数据库服务器250。其中输入设备240可以用来收集用 户的热舒适性需求信息，其形式上可以是例如带控制面板的遥控器、台式或便携式电脑、智 能终端设备等。输入设备240可通过有线或者无线的方式将收集到的需求信息发送至具有 一定存储能力的数据库服务器250,且可以传递给具有一定计算能力的中央控制器220。实 际系统中，数据库服务器250和中央控制器220也可以是同一个服务器。除了计算能力，中 央控制器220还可以具有丰富的数据接口，以便能够从传感器230实时接收当前的测量数 据，也能够从数据库250中获取用户需求信息，还能够给每台空调设备210发送控制指令， 对其可调节参数进行更改。
[0028] 当然，上述图1和图2示出了架构示意和硬件示意都仅是例子，本发明的各个实施 例可以应用于各种其他形式的架构和硬件。
[0029] 图3示出了应用根据本发明的各个实施例的示例应用场景示意图。
[0030] 图3的示例应用场景包括6个例如吸顶式空调器310,9个用户320坐在各自的工 位330处。可以在每个用户320附近，比如工位的桌子上方，安放一个环境传感器340,用来 检测该处的热环境参数，可以包括温度、湿度、辐射强度和/或风速等。该传感器340还可 以包括检测当前工位是否有人和/或身份识别等功能。除此之外，每个用户320还可以例 如随身携带一台输入设备350,用来获取该用户对周边环境的热舒适性需求和/或用户对 当前热环境的反馈信息。除了有线方式以外，该输入设备350可以优选地采用无线通讯方 式以方便用户携带。
[0031] 在一个优选的实际应用时，例如，当某个或某几个用户320到达其工位之后，传感 器340可以感知到用户存在并得到其身份信息之后，将该身份信息和当前环境参数发送至 中央控制器220,中央控制器220可以利用该身份信息搜索数据库250中该用户已存储的热 舒适性需求、如果没有已存储的热舒适性需求也可以使得用户通过输