一种空调自然风模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种空调自然风模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：通过输入室外自然风初值，根据以下风速特征方程计算当前时刻输入的风速Utn，同时对输出风速Utn标准化得到期望输出的风速u(t)，根据所述期望输出的风速u(t)和风机电机的电压—风速关系，得到风机电机的输出电压，风机电机按照该输出电压调整转速，输出模拟自然风。本发明专利技术可以模拟不同类型的自然风，可以根据不同设备进行调整，从而对自然风进行模拟，让人们不开窗就体验到微风拂面的感觉，进而改善室内空气流通不佳的状况，并提高人体舒适度；本发明专利技术方法实现过程简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空调自然风模拟方法。
技术介绍
目前，空调大多采用定向送风、摆动送风等机械送风模式，吹风感较大，人体热舒适性差。与自然环境相比，室内环境中空气流动速率过低，频率变化很小，空气品质较差。长期处于这样的热中性环境中，人体缺少适当刺激，不仅会使人感到胸闷乏力，还会降低其对自然环境变化的适应能力，导致抵抗力降低和人体体温调节能力衰退。而室外的自然风柔和、舒适，可以提高人体舒适度。不过中国现有的雾霾问题使得室外空气质量很差，开窗通风反而会污染室内空气。对自然风进行模拟可以让人们不开窗就体验到微风拂面的感觉，进而改善室内空气流通不佳的状况，因此，如果能在难以得到自然风的室内，通过调节风机转速，模拟、还原出自然风的送风模式，便可以改善室内风环境。与此同时随着空调设备的普及和应用，如果将这些设备的机械式送风情况进行改进，让其具有自然风的特征，从而提高室内人员的舒适度以及提高耐热度，那么这种方法是具有积极意义的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种空调自然风模拟方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种空调自然风模拟方法，包括以下步骤：1)根据以下风速特征方程计算当前时刻输入的风速Utn：Utn＝0.5+(0.5-Random())×(1-Utn-12)，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)＜Range时；Utn＝Range×(Utn-Utn-1)+Utn-1，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)≥Range时；其中，Random()是随机数生成器输出的随机数；Range是指变化范围；Utn-1为前一时刻输入的风速；2)利用下式计算期望输出的风速u(t)：若Utn＜0.5，则u(t)＝Average-(Utn-0.5)×(RangeB-Average)×2；若Utn≥0.5，则u(t)＝Average+(Utn-0.5)×(RangeA-Average)×2；其中，Average指输入的平均风速；RangeA、RangeB分别是设定的风速下限与上限；3)根据所述期望输出的风速u(t)和风机电机的电压—风速关系，得到风机电机的输出电压，风机电机按照该输出电压改变转速，输出模拟自然风。步骤3)之后，对模拟自然风进行判定，若满足以下条件，则为自然风：风时序图为非固定模式；风速概率符合随机定义，并有对数正态分布的性质；湍流度为0.1—0.7；有自相关的性质，波动且不收敛；风速变化概率分布在变化幅度范围内，且符合幂指数方程。本专利技术中，Range取值为0.3；RangeA取值为1.3；RangeB取值为3.6；Average取值为1.6～2.8。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术可以模拟不同类型的自然风，可以根据不同设备进行调整，从而对自然风进行模拟，让人们不开窗就体验到微风拂面的感觉，进而改善室内空气流通不佳的状况，并提高人体舒适度；本专利技术方法实现过程简单。附图说明图1为本专利技术一实施例流程图。具体实施方式自然风具有的特征如下：自然风风速波动较大，不同地域的风速样本有差别，平均风速水平也有不同，紊乱的程度也是有差异的，风速样本均呈现对数正态分布的规律，湍流度在0.2-0.7之间，各时刻风速自相关性较大，此外还有变化幅度符合幂次方的规律等等。自然风与机械风在风时序图、概率分布、功率谱、湍流度、自相关图上的特征都存在较大差异。本专利技术采用以下风速特征方程Utn＝0.5+(0.5-Random())×(1-Utn-12)IfΔU＝abs(Utn-Utn-1)≥RangethenUtn＝Range×(Utn-Utn-1)+Utn-1为获得多种类自然风将风速进行标准化，标准化公式如下：其中：u(t)是指所期望输出的风速Utn是输入的风速，也就是第一阶段计算出的风速Average是指所输入的平均风速，(为预留变量)RangeA与RangeB分别是设定的风速下限与上限(为预留变量)将上述公式编译至单片机或计算机中，并且预设好所有参数，并且将输出的风速通过特定程序或设备转化为电机转速，从而输出模拟自然风。本专利技术中，相关参数设定如下表1：表1相关参数设定本专利技术采用下列标准对模拟自然风进行判定：表2自然风判定标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空调自然风模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)输入室外自然风初值，根据以下风速特征方程计算当前时刻输入的风速Utn：Utn＝0.5+(0.5‑Random())×(1‑Utn‑12)，当ΔU＝abs(Utn‑Utn‑1)＜Range时；Utn＝Range×(Utn‑Utn‑1)+Utn‑1，当ΔU＝abs(Utn‑Utn‑1)≥Range时；其中，Random()是随机数生成器输出的随机数；Range是指风速变化范围；Utn‑1为前一时刻输入的风速；2)利用下式对Utn进行标准化，计算期望输出的风速u(t)：若Utn＜0.5，则u(t)＝Average‑(Utn‑0.5)×(RangeB‑Average)×2；若Utn≥0.5，则u(t)＝Average+(Utn‑0.5)×(RangeA‑Average)×2；其中，Average指输入的平均风速；RangeA、RangeB分别是设定的风速下限与上限；3)根据所述期望输出的风速u(t)和风机电机的电压—风速关系，得到风机电机的输出电压，风机电机按照该输出电压调整转速，输出模拟自然风。

【技术特征摘要】
1.一种空调自然风模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)输入室外自然风初值，根据以下风速特征方程计算当前时刻输入的风速Utn：Utn＝0.5+(0.5-Random())×(1-Utn-12)，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)＜Range时；Utn＝Range×(Utn-Utn-1)+Utn-1，当ΔU＝abs(Utn-Utn-1)≥Range时；其中，Random()是随机数生成器输出的随机数；Range是指风速变化范围；Utn-1为前一时刻输入的风速；2)利用下式对Utn进行标准化，计算期望输出的风速u(t)：若Utn＜0.5，则u(t)＝Average-(Utn-0.5)×(RangeB-Average)×2；若Utn≥0.5，则u(t)＝Average+(Utn-0.5)×(RangeA-Average)×2；其中，Average指输入的平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩杰，欧阳磊鑫，徐照南，唐敏，陈翚，殷维，张国强，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43