CN116839185B - 一种空调温度调控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空调温度调控方法及系统,包括以下步骤:实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,其中,环境数据包括室内温度、室内湿度、室内VOC浓度、室内CO2浓度、室内人流量和室外温度;根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度;基于空调目标温度、室内CO2浓度和室外温度,对空调的控制模式进行选择;计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态;基于室内人流量,对当前空调运行状态的空调风速进行调整。本发明能够精准地计算空调目标温度,智能选择合适的控制模式,实时调整空调运行状态和风速,可以保证室内温湿度、空气质量和空气流动性等方面的舒适度,提高用户的满意度和健康感受。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域,尤其涉及一种空调温度调控方法及系统。
背景技术
目前,空调在调节室内温度、湿度和空气质量等方面扮演着重要角色;然而,传统空调控制技术往往依赖于手动设置和人为操作,而且精度和效果较难保证。
为此,业界也提出了舒适性空调的概念,即按照人体舒适感的要求来确定和控制室内空气的主要状态参数的空调。由于影响人体舒适感的因素有很多,而且通常还需要考虑能耗等因素,且对于人流量比较多的室内,并不适用。
因此,特提出本发明。
发明内容
为了现有技术存在的上述技术缺陷,本发明提供了一种空调温度调控方法及系统,可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供的技术方案具体如下:
本发明实施例公开了一种空调温度调控方法,包括以下步骤:
实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,其中,环境数据包括室内温度、室内湿度、室内VOC浓度、室内CO2浓度、室内人流量和室外温度;
基于舒适性空调的五大影响因素:1运行模式、2目标温度、3目标湿度、4气流速度、5污染物浓度,分模块进行模式选择、温湿度联合控制、气流速度调整、污染物浓度控制,共四大相对独立又内在联系的核心控制逻辑及公式运算,以同时保证上述五大影响因素目标值同时处于舒适性空调所要求的参数区间;
根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度;
基于空调目标温度、室内CO2浓度和室外温度,对空调的控制模式进行选择,其中,空调的控制模式包括制冷模式、制热模式和通风模式;
计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态;
基于室内人流量,对当前空调运行状态的空调风速进行调整。
在上述任一方案中优选的是,所述实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,包括:
通过公式:对环境数据进行滤波,在本式中,/>为第k个时刻的更新数据值,/>为根据上个时刻的测量数据值预测得到的更新数据值,xk为当前时刻的测量数据值,Kk为卡尔曼增益。
在上述任一方案中优选的是,所述根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度,包括:
通过公式:Thumid=Tair-0.33×(1-RH)×(Tair-22),计算室内湿度对室内温度的影响Thumid,在本式中,RH为相对湿度,Tair为室内温度;
通过公式:Tvoc=c0+c1log(Cvoc),计算室内VOC浓度对温度的影响Tvoc,在本式中,Cvoc为室内空气中VOCs的浓度,c0和c1为预设值的常数;
通过公式:Tset=Tout×w1+Tref×w2+Thumid×w3+Tvoc×w4,计算空调目标温度Tset,在本式中,Tout为室外温度,Tref为参考温度,为预设值,Thumid为湿度对温度的影响,Tvoc为室内VOC浓度对温度的影响,w1,w2,w3和w4分别为不同的权重。
在上述任一方案中优选的是,所述基于空调目标温度,对空调的控制模式进行选择,包括以下步骤:
基于空调目标温度,分别对制冷模式、制热模式和通风模式下的效用函数进行定义;
基于不同控制模式的效用函数,通过公式:选择空调的控制模式,在本式中,Mopt为最优的控制模式,M为控制模式,取值范围为制冷模式、制热模式和通风模式,u(M)为M控制模式的效用函数,Tset为空调目标温度,Tout为室外温度,Tth为室内温度与室外温度之间的温差阈值。
在上述任一方案中优选的是,所述基于空调目标温度,分别对制冷模式、制热模式和通风模式下的效用函数进行定义,包括:
定义制冷模式的效用函数为:在本式中,ucool为制冷模式的效用函数,Tin为当前室内温度,Tset为空调目标温度,Tdif为当前控制模式使室内温度到达空调目标温度所需要的时间;
定义制热模式的效用函数为:在本式中,uheat为制热模式的效用函数,Tin为当前室内温度,Tset为空调目标温度,Tdif为当前控制模式使室内温度到达空调目标温度所需要的时间;
定义通风模式的效用函数为:在本式中,ufan为通风模式的效用函数,c为常数,fVOC和/>分别为室内VOC浓度和CO2的浓度占比。
在上述任一方案中优选的是,所述计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态,包括以下步骤:
监测室内实时环境温度,并将室内实时环境温度与空调目标温度进行比较,得到空调在选择的控制模式下运行的误差;
根据得到的误差,通过控制器输出控制量,以对空调内部元件进行调整,使室内实时环境温度与空调目标温度相同;其中,控制器的控制公式为:在本式中,u(t)为控制器的控制量,Kp、Ki和Kd分别为比例控制系数、积分控制系数和微分控制系数,e(t)为当前时刻的误差,e(τ)为误差在过去一时间τ内的取值。
在上述任一方案中优选的是,所述基于室内人流量,对前空调运行状态的空调风速进行调整,包括以下步骤:
计算当前空调运行状态的空调风速V;
通过公式:计算调整后的送风机转速Vout,并依据调整后的送风机转速Vout对送风机进行调整,在本式中,V为当前空调运行状态的空调风速,wp为与室内人流量相关的权重系数,Nin为当前室内人流量,Nmax为室内最大容纳人数。
在上述任一方案中优选的是,所述计算当前空调运行状态的空调风速,包括:
使用神经网络,并通过公式:V=f(W3·f(W2·f(W1·[T,Tt])+b1)+b2),计算当前空调运行状态的空调风速V,在本式中,[T,Tt]为将当前温度T和空调目标温度Tt合并为一个特征向量向网络中输入,W1、W2、W3和b1、b2分别为神经网络的各层之间连接的权重和偏差,f为神经元激活函数。
在上述任一方案中优选的是,所述通过公式:计算调整后的送风机转速Vout,并依据调整后的送风机转速Vout对送风机进行调整中,包括:
通过公式:计算wp;在本式中,Nin(k)为当前时刻的室内人流量,Nin(k-1)为上一时刻的室内人流量。
第二方面,一种空调温度调控系统,所述系统包括:
采集模块,用于实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,其中,环境数据包括室内温度、室内湿度、室内VOC浓度、室内CO2浓度、室内人流量和室外温度;
计算模块,用于根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度;
选择模块,用于基于空调目标温度、室内CO2浓度和室外温度,对空调的控制模式进行选择,其中,空调的控制模式包括制冷模式、制热模式和通风模式;
调整模块,用于计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态;
控制模块,用于基于室内人流量,对当前空调运行状态的空调风速进行调整。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明提供了一种空调温度调控方法及系统,能够精准地计算空调目标温度,智能选择合适的控制模式,实时调整空调运行状态和风速,可以保证室内温湿度、空气质量和空气流动性等方面的舒适度,提高用户的满意度和健康感受,可以自动调整空调的运行状态和风速等参数,可以达到最佳的能源利用效率,降低空调的能耗和运行成本,同时减少环境污染和碳排放。
附图说明
附图用于对本发明的进一步理解,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1是本发明空调温度调控方法的流程示意图;
图2是本发明空调温度调控系统的模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
为了更好地理解上述技术方案,下面将结合说明书附图及具体实施方式对本发明技术方案进行详细说明。
如图1所示,本发明提供了一种空调温度调控方法,包括以下步骤:
步骤1,实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,其中,环境数据包括室内温度、室内湿度、室内VOC浓度、室内CO2浓度、室内人流量和室外温度;
基于舒适性空调的五大影响因素:1运行模式、2目标温度、3目标湿度、4气流速度、5污染物浓度,分模块进行模式选择、温湿度联合控制、气流速度调整、污染物浓度控制,共四大相对独立又内在联系的核心控制逻辑及公式运算,以同时保证上述五大影响因素目标值同时处于舒适性空调所要求的参数区间;
步骤2,根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度;
步骤3,基于空调目标温度、室内CO2浓度和室外温度,对空调的控制模式进行选择,其中,空调的控制模式包括制冷模式、制热模式和通风模式;
步骤4,计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态;
步骤5,基于室内人流量,对当前空调运行状态的空调风速进行调整。
具体的,所述步骤1,实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,包括:
通过公式:对环境数据进行滤波,在本式中,/>为第k个时刻的更新数据值,/>为根据上个时刻的测量数据值预测得到的更新数据值,xk为当前时刻的测量数据值,Kk为卡尔曼增益。
在本发明实施例所述的空调温度调控方法中,此公式是一种使用状态估计和实际测量数据对实际测量数据进行更新的算法,可以对采集的环境数据,即测量数据进行滤波,去除环境数据中的噪声和异常值,提高数据的准确性和稳定性。
具体的,所述步骤2,根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度,包括:
步骤21,通过公式:Thumid=Tair-0.33×(1-RH)×(Tair-22),计算室内湿度对室内温度的影响Thumid,在本式中,RH为相对湿度,Tair为室内温度;
步骤22,通过公式:Tvoc=c0+c1log(Cvoc),计算室内VOC浓度对温度的影响Tvoc,在本式中,Cvoc为室内空气中VOCs的浓度,c0和c1为预设值的常数;
步骤23,通过公式:Tset=Tout×w1+Tref×w2+Thumid×w3+Tvoc×w4,计算空调目标温度Tset,在本式中,Tout为室外温度,Tref为参考温度,为预设值,Thumid为湿度对温度的影响,Tvoc为室内VOC浓度对温度的影响,w1,w2,w3和w4分别为不同的权重。
具体的,所述步骤3,基于空调目标温度,对空调的控制模式进行选择,包括以下步骤:
步骤31,基于空调目标温度,分别对制冷模式、制热模式和通风模式下的效用函数进行定义;
步骤32,基于不同控制模式的效用函数,通过公式:选择空调的控制模式,在本式中,Mopt为最优的控制模式,M为控制模式,取值范围为制冷模式、制热模式和通风模式,u(M)为M控制模式的效用函数,Tset为空调目标温度,Tout为室外温度,Tth为室内温度与室外温度之间的温差阈值。
在本发明实施例所述的空调温度调控方法中,在步骤32中,当室内温度与室外温度的差值大于Tth时,意味着室内温度偏高(或偏低),需要采取适当的空调模式来调整室内温度,而当室内温度与室外温度的差值小于等于Tth时,则表明室内温度与室外温度相差不大,因此可以预先根据室内外的温差设置Tth,并依据Tth作为最优的空调的控制模式的判定条件。
进一步的,所述步骤31,基于空调目标温度,分别对制冷模式、制热模式和通风模式下的效用函数进行定义,包括:
定义制冷模式的效用函数为:在本式中,ucool为制冷模式的效用函数,Tin为当前室内温度,Tset为空调目标温度,Tdif为当前控制模式使室内温度到达空调目标温度所需要的时间;
定义制热模式的效用函数为:在本式中,uheat为制热模式的效用函数,Tin为当前室内温度,Tset为空调目标温度,Tdif为当前控制模式使室内温度到达空调目标温度所需要的时间;
定义通风模式的效用函数为:ufan=c×(1-fVOC)×(1-fCO2),在本式中,ufan为通风模式的效用函数,c为常数,fVOC和分别为室内VOC浓度和CO2的浓度占比。
在本发明实施例所述的空调温度调控方法中,对于制冷模式,其主要任务目的是能够尽可能快地将室内温度降到目标温度以下,并且保持在该温度附近;对于制热模式,其主要任务目的是能够尽可能快地将室内温度提高到目标温度以上,并且保持在该温度附近;对于通风模式,其主要任务目的是能够有效地降低室内空气的污染物浓度,并且保持室内空气流通。
具体的,所述步骤4,计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态,包括以下步骤:
步骤41,监测室内实时环境温度,并将室内实时环境温度与空调目标温度进行比较,得到空调在选择的控制模式下运行的误差;
步骤42,根据得到的误差,通过控制器输出控制量,以对空调内部元件进行调整,使室内实时环境温度与空调目标温度相同;
其中,控制器的控制公式为:在本式中,u(t)为控制器的控制量,Kp、Ki和Kd分别为比例控制系数、积分控制系数和微分控制系数,e(t)为当前时刻的误差,e(τ)为误差在过去一时间τ内的取值。
在本发明实施例所述的空调温度调控方法中,通过控制器输出的u(t)对空调内部元件进行调整,例如调整冷凝器的制冷量等,是一个实际的控制量。
具体的,所述步骤5,基于室内人流量,对前空调运行状态的空调风速进行调整,包括以下步骤:
步骤51,计算当前空调运行状态的空调风速V;
步骤52,通过公式:计算调整后的送风机转速Vout,并依据调整后的送风机转速Vout对送风机进行调整,在本式中,V为当前空调运行状态的空调风速,wp为与室内人流量相关的权重系数,Nin为当前室内人流量,Nmax为室内最大容纳人数。
进一步的,所述步骤51,计算当前空调运行状态的空调风速,包括:
使用神经网络,并通过公式:V=f(W3·f(W2·f(W1·[T,Tt])+b1)+b2),计算当前空调运行状态的空调风速V,在本式中,[T,Tt]为将当前温度T和空调目标温度Tt合并为一个特征向量向网络中输入,W1、W2、W3和b1、b2分别为神经网络的各层之间连接的权重和偏差,f为神经元激活函数,例如可以选择常见的sigmoid函数、ReLU函数等等。
进一步的,所述步骤52,通过公式:计算调整后的送风机转速Vout,并依据调整后的送风机转速Vout对送风机进行调整中,包括:
通过公式:计算wp;在本式中,Nin(k)为当前时刻的室内人流量,Nin(k-1)为上一时刻的室内人流量。
如图2所示,一种空调温度调控系统,所述系统包括:
采集模块,用于实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,其中,环境数据包括室内温度、室内湿度、室内VOC浓度、室内CO2浓度、室内人流量和室外温度;
计算模块,用于根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度;
选择模块,用于基于空调目标温度、室内CO2浓度和室外温度,对空调的控制模式进行选择,其中,空调的控制模式包括制冷模式、制热模式和通风模式;
调整模块,用于计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态;
控制模块,用于基于室内人流量,对当前空调运行状态的空调风速进行调整。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供了一种空调温度调控方法及系统,能够精准地计算空调目标温度,智能选择合适的控制模式,实时调整空调运行状态和风速,可以保证室内温湿度、空气质量和空气流动性等方面的舒适度,提高用户的满意度和健康感受,可以自动调整空调的运行状态和风速等参数,可以达到最佳的能源利用效率,降低空调的能耗和运行成本,同时减少环境污染和碳排放。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种空调温度调控方法,其特征在于:包括以下步骤:
实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,其中,环境数据包括室内温度、室内湿度、室内VOC浓度、室内CO2浓度、室内人流量和室外温度;
基于舒适性空调的五大影响因素:1运行模式、2目标温度、3目标湿度、4气流速度、5污染物浓度,分模块进行模式选择、温湿度联合控制、气流速度调整、污染物浓度控制,共四大相对独立又内在联系的核心控制逻辑及公式运算,以同时保证上述五大影响因素目标值同时处于舒适性空调所要求的参数区间;
根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度,包括:
通过公式:Thumid=Tair-0.33×(1-RH)×(Tair-22),计算室内湿度对室内温度的影响Thumid,在本式中,RH为相对湿度,Tair为室内温度;
通过公式:Tvoc=c0+c1log(Cvoc),计算室内VOC浓度对温度的影响Tvoc,在本式中,Cvoc为室内空气中VOC的浓度,c0和c1为预设值的常数;
通过公式:Tset=Tout×w1+Tref×w2+Thumid×w3+Tvoc×w4,计算空调目标温度Tset,在本式中,Tout为室外温度,Tref为参考温度,为预设值,Thumid为湿度对温度的影响,Tvoc为室内VOC浓度对温度的影响,w1,w2,w3和w4分别为不同的权重;
基于空调目标温度、室内CO2浓度和室外温度,对空调的控制模式进行选择,其中,空调的控制模式包括制冷模式、制热模式和通风模式;
计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态;
基于室内人流量,对当前空调运行状态的空调风速进行调整。
2.根据权利要求1所述的空调温度调控方法,其特征在于:所述实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,包括:
通过公式:对环境数据进行滤波,在本式中,/>为第k个时刻的更新数据值,/>为根据上个时刻的测量数据值预测得到的更新数据值,xk为当前时刻的测量数据值,Kk为卡尔曼增益。
3.根据权利要求2所述的空调温度调控方法,其特征在于:所述基于空调目标温度,对空调的控制模式进行选择,包括以下步骤:
基于空调目标温度,分别对制冷模式、制热模式和通风模式下的效用函数进行定义;
基于不同控制模式的效用函数,通过公式:选择空调的控制模式,在本式中,Mopt为最优的控制模式,M为控制模式,取值范围为制冷模式、制热模式和通风模式,u(M)为M控制模式的效用函数,Tset为空调目标温度,Tout为室外温度,Tth为室内温度与室外温度之间的温差阈值。
4.根据权利要求3所述的空调温度调控方法,其特征在于:所述基于空调目标温度,分别对制冷模式、制热模式和通风模式下的效用函数进行定义,包括:
定义制冷模式的效用函数为:在本式中,ucool为制冷模式的效用函数,Tin为当前室内温度,Tset为空调目标温度,Tdif为当前控制模式使室内温度到达空调目标温度所需要的时间;
定义制热模式的效用函数为:在本式中,uheat为制热模式的效用函数,Tin为当前室内温度,Tset为空调目标温度,Tdif为当前控制模式使室内温度到达空调目标温度所需要的时间;
定义通风模式的效用函数为:ufan=c×(1-fVOC)×(1-fCO2),在本式中,ufan为通风模式的效用函数,c为常数,fVOC和分别为室内VOC浓度和CO2的浓度占比。
5.根据权利要求4所述的空调温度调控方法,其特征在于:所述计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态,包括以下步骤:
监测空调出风口的温度,并将空调出风口的温度与空调目标温度进行比较,得到空调在选择的控制模式下运行的误差;
根据得到的误差,通过控制器输出控制量,以对空调内部元件进行调整,使空调出风口的温度与空调目标温度相同;其中,控制器的控制公式为:在本式中,u(t)为控制器的控制量,Kp、Ki和Kd分别为比例控制系数、积分控制系数和微分控制系数,e(t)为当前时刻的误差,e(t)为误差在过去一时间t内的取值。
6.根据权利要求5所述的空调温度调控方法,其特征在于:所述基于室内人流量,对前空调运行状态的空调风速进行调整,包括以下步骤:
计算当前空调运行状态的空调风速V;
通过公式:计算调整后的送风机转速Vout,并依据调整后的送风机转速Vout对送风机进行调整,在本式中,V为当前空调运行状态的空调风速,wp为与室内人流量相关的权重系数,Nin为当前室内人流量,Nmax为室内最大容纳人数。
7.根据权利要求6所述的空调温度调控方法,其特征在于:所述计算当前空调运行状态的空调风速,包括:
使用神经网络,并通过公式:V=f(W3·f(W2·f(W1·[T,Tt])+b1)+b2),计算当前空调运行状态的空调风速V,在本式中,[T,Tt]为将当前温度T和空调目标温度Tt合并为一个特征向量向网络中输入,W1、W2、W3和b1、b2分别为神经网络的各层之间连接的权重和偏差,f为神经元激活函数。
8.根据权利要求7所述的空调温度调控方法,其特征在于:所述通过公式:计算调整后的送风机转速Vout,并依据调整后的送风机转速Vout对送风机进行调整中,包括:
通过公式:计算wp;在本式中,Nin(k)为当前时刻的室内人流量,Nin(k-1)为上一时刻的室内人流量。
9.一种空调温度调控系统,其特征在于:所述系统包括:
采集模块,用于实时采集环境数据,并对环境数据进行滤波,其中,环境数据包括室内温度、室内湿度、室内VOC浓度、室内CO2浓度、室内人流量和室外温度;基于舒适性空调的五大影响因素:1运行模式、2目标温度、3目标湿度、4气流速度、5污染物浓度,分模块进行模式选择、温湿度联合控制、气流速度调整、污染物浓度控制,共四大相对独立又内在联系的核心控制逻辑及公式运算,以同时保证上述五大影响因素目标值同时处于舒适性空调所要求的参数区间;
计算模块,用于根据室内温度、室内湿度和室内VOC浓度,计算空调目标温度,包括:
通过公式:Thumid=Tair-0.33×(1-RH)×(Tair-22),计算室内湿度对室内温度的影响Thumid,在本式中,RH为相对湿度,Tair为室内温度;
通过公式:Tvoc=c0+c1log(Cvoc),计算室内VOC浓度对温度的影响Tvoc,在本式中,Cvoc为室内空气中VOC的浓度,c0和c1为预设值的常数;
通过公式:Tset=Tout×w1+Tref×w2+Thumid×w3+Tvoc×w4,计算空调目标温度Tset,在本式中,Tout为室外温度,Tref为参考温度,为预设值,Thumid为湿度对温度的影响,Tvoc为室内VOC浓度对温度的影响,w1,w2,w3和w4分别为不同的权重;
选择模块,用于基于空调目标温度、室内CO2浓度和室外温度,对空调的控制模式进行选择,其中,空调的控制模式包括制冷模式、制热模式和通风模式;
调整模块,用于计算空调在选择的控制模式下运行的误差信号,并根据误差信号调整空调运行状态;
控制模块,用于基于室内人流量,对当前空调运行状态的空调风速进行调整。
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| CN113485498A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-10-08 | 北京工业大学 | 一种基于深度学习的室内环境舒适度调节方法及系统 |
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