用于个性化热舒适度控制的系统和方法与流程

技术特征：
1.一种用于控制暖通空调hvac系统以调节环境的控制系统，该控制系统包括：输入接口，所述输入接口被配置为接受所述环境中在占用者位置处的输入热状态；处理器，所述处理器配置为：确定在将所述hvac系统连接至所述环境的一个或多个通气口处的目标热状态，以使得根据连接在所述环境中不同位置处的热状态的不均匀分布的气流动力学模型adm，在所述通气口处的目标热状态得到在所述占用者位置处的所述输入热状态；并且确定产生在所述通气口处的所述目标热状态的给所述hvac系统的一个或多个执行器的控制命令；以及控制接口，所述控制接口被配置为将所述控制命令传递给所述hvac系统的所述执行器。2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述处理器使用所述adm作为约束并且使用在所述占用者位置处的所述输入热状态和在所述通气口处的所述目标热状态作为对于所述环境中的热状态分布的边界条件，基于所述环境中的空气动力学的计算流体动力学cfd计算，来确定在所述通气口处的所述目标热状态。3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述adm使用带有热传递方程的纳维-斯托克斯方程来表示在所述环境中的空气动力学，其中，所述带有热传递方程的纳维-斯托克斯方程描述了热传递的物理性质和空气运动的变化，其中，所述cfd计算求解所述带有热传递方程的纳维-斯托克斯方程以产生得到在所述占用者位置处的所述输入热状态的在所述通气口处的所述目标热状态。4.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述处理器通过对受到以下约束的所述hvac系统的操作的成本函数进行优化来确定所述控制命令：对在所述占用者位置处的所述输入热状态的约束、对由hvac模型表示的所述hvac系统的动力学的约束、以及对由所述adm表示的在所述环境中的气流动力学的约束。5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，对所述成本函数的优化使所述hvac系统的能耗最小化。6.根据权利要求4所述的控制系统，其中，对所述成本函数的优化基于所述成本函数对所述hvac系统的操作的灵敏度而迭代地执行。7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，使用直接伴随循环dal方法对所述成本函数进行优化。8.根据权利要求1所述的控制系统，其中，在所述环境中的各个位置处的热状态包括温度矢量和气流速度矢量，使得在所述环境中的不同位置处的热状态值的分布包括温度场分布和气流场分布。9.根据权利要求1所述的控制系统，其中，在所述环境中的各个位置处的热状态包括温度矢量、气流速度矢量和湿度矢量，使得在所述环境中的不同位置处的热状态值的分布包括温度场分布、气流场分布和湿度场分布。10.根据权利要求1所述的控制系统，该控制系统还包括：存储器，所述存储器被配置为：存储热舒适度模型tcm，所述热舒适度模型tcm将在所述占用者位置处的当前热状态与在所述占用者位置处的所述输入热状态连接起来，所述输入热状态将所述占用者的当前热
舒适度改变为期望的热舒适度；存储所述adm；并且存储hvac模型，所述hvac模型将在所述通气口处的热状态与所述hvac系统的执行器的状态连接起来；其中，所述输入接口被配置为接受指示所述占用者的所述当前热舒适度的数据；其中，所述处理器配置为：利用由在所述通气口处的当前热状态所确定的边界条件，使用所述adm模型来估计在所述占用者位置处的所述当前热状态；将在所述占用者位置处的所述当前热状态和所述占用者的所述当前热舒适度传递给所述tcm，以产生在所述占用者位置处的所述输入热状态；根据所述adm确定得到在所述占用者位置处的所述输入热状态的在所述通气口处的所述目标热状态；并且根据所述hvac模型确定更新所述执行器的状态以得到在所述通气口处的所述目标热状态的控制命令。11.根据权利要求10所述的控制系统，其中，所述处理器被配置为利用所述hvac系统的所述执行器的当前状态使用所述hvac模型来确定在所述通气口处的当前热状态。12.根据权利要求10所述的控制系统，所述控制系统还包括生物特征传感器，所述生物特征传感器被配置为基于所述占用者的生物特征确定所述占用者的所述当前热舒适度。13.根据权利要求12所述的控制系统，其中，所述生物特征传感器包括以下各项中的一者或者其组合：用于测量所述占用者的一种或更多种生命体征的远程光电容积脉搏波描记法rppg传感器、用于测量所述占用者的一种或更多种生命体征的可穿戴装置、以及用于确定指示所述占用者的热舒适度的所述占用者的姿势的相机。14.根据权利要求10所述的控制系统，其中，所述输入接口被配置为接收由所述占用者提供的所述当前热舒适度的标签。15.根据权利要求10所述的控制系统，其中，所述处理器还被配置为基于使用所述adm确定的在所述占用者位置处的所述当前热状态和所述占用者的所述当前热舒适度来更新所述tcm。16.一种用于控制暖通空调hvac系统以调节环境的方法，该方法包括以下步骤：接受在所述环境中在占用者位置处的输入热状态；由处理器确定在将所述hvac系统连接至所述环境的一个或多个通气口处的目标热状态，以使得根据连接在所述环境中不同位置处的热状态的不均匀分布的气流动力学模型adm，在所述通气口处的所述目标热状态得到在所述占用者位置处的所述输入热状态；以及由所述处理器确定产生在所述通气口处的所述目标热状态的给所述hvac系统的一个或多个执行器的控制命令；以及将所述控制命令传递给所述hvac系统的所述执行器。17.根据权利要求16所述的方法，该方法还包括以下步骤：使用所述adm作为约束并且使用在所述占用者位置处的所述输入热状态和在所述通气口处的所述目标热状态作为对于在所述环境中的热状态分布的边界条件，基于在所述环境中的空气动力学的计算流体动力学cfd计算，来确定在所述通气口处的所述目标热状态。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述adm使用带有热传递方程的纳维-斯托克斯方程来表示在所述环境中的空气动力学，其中，所述带有热传递方程的纳维-斯托克斯方程描述了热传递的物理性质和空气运动的变化，其中，所述cfd计算求解所述带有热传递方程的纳维-斯托克斯方程以产生得到在所述占用者位置处的所述输入热状态的在所述通气口处的所述目标热状态。19.根据权利要求17所述的方法，该方法还包括以下步骤：通过对受到以下约束的所述hvac系统的操作的成本函数进行优化来确定所述控制命令：对在所述占用者位置处的所述输入热状态的约束、对由hvac模型表示的所述hvac系统的动力学的约束、以及对由所述adm表示的在所述环境中的气流动力学的约束。20.根据权利要求19所述的方法，其中，对所述成本函数的优化使所述hvac系统的能耗最小化。

技术总结
用于控制暖通空调HVAC系统的控制系统使用热舒适度模型TCM、气流动力学模型ADM和将在通气口的热状态与HVAC系统的执行器的状态连接在一起的HVAC模型，以用于确定在将HVAC系统连接至环境的通气口处的目标热状态，以使得根据连接在环境中不同位置处的热状态的不均匀分布的ADM在通气口处的目标热状态得到在占用者位置处的输入热状态。此外，控制系统确定产生在通气口处的目标热状态的控制命令并将其传递给HVAC系统的一个或多个执行器。传递给HVAC系统的一个或多个执行器。传递给HVAC系统的一个或多个执行器。


技术研发人员：S
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：2020.09.25
技术公布日：2022/5/10