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传统的空调控制技术以室内空气的温湿度作为控制对象,有时不能提供满足人体热舒适需求的热环境,并常常忽略了系统的节能潜力。现代生活中人们更加关注影响人体热感觉的室内环境指标,从而使热舒适控制得以迅速发展。热舒适指标控制是以热舒适指标为控制目标的HVAC系统运行控制方式,采用热舒适控制不仅能满足人体的热舒适感,而且还能减少空调系统的能耗。
本文选用热舒适指标PMV作为舒适控制系统的控制目标,首先分析了各环境变量对PMV指标的影响,指出基于PMV指标的舒适控制系统的作用点由室内空气转移到了人体上。为了与传统的空调控制方式进行对比,分析了一个典型房间的能耗情况,根据室内空气热平衡和维护结构内表面的热平衡,对房间热环境与负荷变化进行了动态分析。结果表明,采用舒适控制不仅能满足人体对热舒适的需求,而且具有较大的节能潜力。
随后,本文在分析传统舒适控制策略的基础上,引入了模糊PID控制,通过对系统的控制目标和设计条件的分析,设计一模糊PID控制器,并提出基于温度和风速的PMV控制。通过仿真研究表明,本文采用的模糊PID控制比普通的控制在系统超调、波动、过渡时间等方面具有更好的性能指标,并且具有更好的节能效果。
文章最后设计了基于嵌入式Linux的热舒适空调控制器,包括硬件电路的实现和软件程序的开发,并把此控制器应用于实际系统,即提出了一种基于嵌入式Linux的实现热舒适控制的交互式系统。主要包括空调控制器、嵌入式Linux服务器和用户机三部分;其中空调控制器采用模糊PID控制策略,嵌入式Linux服务器主要负责三者之间的通讯,它把用户机发送来的信息转变为空调控制器所需的参变量,同时,还会把整个系统的耗能、节能情况反馈给用户。整个系统的研究测试表明,基于嵌入式Linux的热舒适控制系统,不仅能满足人体的热感觉,而且还能满足系统节能的需要,从而最终实现舒适性与节能性的和谐统一。