CN106196490B - 空调器的控制方法及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器控制方法，包括：获取房间内辐射温度以及人体表面的温度值以及人体附近的空气温度值，通过人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，通过人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，通过所述第一散热量和第二散热量获得人体的散热量，以及通过人体的散热量获取人体的冷热感状态，根据所述冷热感状态控制空调器运行。本发明还公开了一种空调器。本发明通过人体当前的冷热感状态值自动调节空调器的运行参数，使得人体处于舒适的状态，解决了由于用户手动调节空调器的运行参数带来的过冷或者过热带来的不舒适感问题。

Description

空调器的控制方法及空调器

技术领域

本发明涉及空调设备领域，尤其涉及一种空调器控制方法和空调器。

背景技术

通常空调器执行制冷或制热操作都是根据用户预先设定的温度或风速等参数值进行调节的，而用户预先设定的参数只是按照用户自己以往的习惯来设置，有时并不是真正适合用户的调节参数。例如，有些用户在比较热的环境下设定比较低的温度如20℃，经过一段时间后房间温度会迅速降低，用户会感觉比较冷，于是又将空调器的设定温度调高，如此将引起用户的不舒适感。并且，当用户处在房间内的不同位置时，由于距离空调器的出风口位置不同，用户感受到的空调器的制冷或制热效果也是不同的。因此，如果空调器都按照同一个调节参数去运行，会产生过冷或者过热现象，造成用户不舒适感，这样会降低空调器的用户使用体验效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供空调器控制方法，旨在解决上述空调按照用户设置的空调器调节参数运行，带来过冷或过热从而引起用户不舒适的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的空调器控制方法，所述空调器控制方法包括：

获取房间内辐射温度以及人体表面的温度值；

获取人体附近的空气温度值；

根据所述人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，根据所述人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量；

根据所述人体的第一散热量和人体的第二散热量，获得人体的冷热感状态；

根据所述冷热感状态，控制空调器运行。

优选地，所述获取人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制冷模式时，检测人体所在的位置，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述人体所在位置、空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值。

优选地，所述获取人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制热模式时，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值。

优选地，所述根据人体的散热量获得人体的冷热感状态之后还包括：

当空调器运行制冷模式时，检测环境温度值，根据所述环境温度值修正冷热感状态。

优选地，所述根据所述冷热感状态控制空调器运行的步骤包括：

根据所述冷热感状态，控制空调器的设定温度、运行风速以及导风条参数的一种或者多种。

为实现上述目的，本发明还提供一种空调器，所述空调器包括：

温度检测模块，用于检测房间内辐射温度以及人体表面的温度值；

空气温度检测模块，用于检测人体附近的空气温度值；

冷热感获取模块，用于根据人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，根据人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，根据所述人体的第一散热量和第二散热量获得人体的散热量，根据所述人体的散热量，获得人体的冷热感状态；

控制模块，根据所述的冷热感状态控制空调器运行。

优选地，所述获取人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制冷模式时，检测人体所在的位置，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述人体所在位置、空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值；

优选地，所述获取人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制热模式时，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值；

优选地，所述根据人体的散热量获得人体的冷热感状态之后还包括：

当空调器运行制冷模式时，检测环境温度值，根据所述环境温度值修正冷热感状态；

优选地，所述根据所述冷热感状态控制空调器运行的步骤包括：

根据所述冷热感状态，控制空调器的设定温度、运行风速以及导风条参数的一种或者多种。

本发明通过获取房间内辐射温度以及人体表面的温度值以及人体附近的空气温度值，通过人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，通过人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，通过所述第一散热量和第二散热量获得人体的散热量，以及通过人体的散热量获取人体的冷热感状态，最后通过人体的冷热感状态调节空调器的设定温度、运行风速和导风条状态，实现了空调器根据人体的冷热感状态对影响用户冷热感受的参数进行自动调节，解决了由于用户自身设置空调器参数带来的过冷过热问题，提高了用户的舒适性。

附图说明

图1为本发明空调器控制方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明空调器控制方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明红外阵列传感器在上下方向检测人***置示意图；

图4本本发明红外阵列传感器在左右方向检测人***置示意图；

图5为本发明中人***置在房间中的区域分布图；

图6为为本发明的空调器的一实施例的功能模块图；

图7为本发明中红外阵列传感器扫描物体的热图像示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的空调器控制方法和空调器。

首先对本发明实施例提出的空调器控制方法进行说明。图1为根据本发明的一个实施例的空调器控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例的空调器控制方法包括以下步骤：

步骤S10，获取房间内辐射温度值以及人体表面的温度值。

上述人体表面的温度是人体体表的温度值，辐射温度为环境四周表面对人体辐射作用的温度。以人在房间内为例，此时辐射温度为房间内的周围环境如四周的墙体、窗户等对人体辐射作用的温度值，这两个温度值可通过具有测量热图像功能的传感器测量读取得到，例如阵列式红外传感器模块，其红外传感器扫描人体或者周围环境时会得到热图像，如图7所示，热图像通过阵列排布方式可以获得其中每个小区域即其中一个像素的温度值，如图7所示每个像素的颜色深浅表示了其温度值的高低不同，并可读取每个像素的具体温度值。热红外传感器扫描人体时同样会得到一定面积区域的热图像，因为人体表面的各个地方的温度是不相同的，因此反映到对应的热图像也不相同，因此测量人体表面的温度时可以通过测量人体对应热图像所有像素的温度点取平均值的方式获取，即人体表面的平均温度值表示人体表面温度值。而测量房间内辐射温度是通过红外传感器扫描房间内的四周区域如墙壁、天花板、窗户形成的热图像后，去掉人体所在热图像部分，读取剩下部分的热图像的各个像素的温度值然后取平均值就获得了房间内的辐射温度值，即房间内的平均辐射温度值表示房间内的辐射温度值。

步骤S20，获取人体附近的空气温度值。

在房间内可以通过空调器检测到环境温度值，一般通过安装在空调器上的温度传感器检测得到，为了根据空调器检测的环境温度值获得在房间内人体附近的空气温度值，需要结合空调器的具体制冷制热的运行状态来考虑，因为制冷和制热送风的风速时对人体附近的空气温度的影响不同，且制冷模式下送风时对人体处于房间内不同的位置也对人体附近的空气温度影响很大，制热送风时对人体处于房间内的位置影响很小，为了获得人体附近的空气温度，需要具体结合空调器的制冷制热模式考虑不同的影响因素。

具体获取人体附近的空气温度值的规则如下：

在制冷模式下，检测人体所在的位置，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述人体所在位置、空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值。

进一步的，检测人体所在的位置时，通过安装在空调器上的红外传感器在左右方向上的检测人的位置角度以及人与所述红外传感器的在上下方向上检测人的位置角度来确定人体所在位置。

从阵列式红外传感器模块不仅可以读取到房间内辐射温度值以及人体表面的温度值，还可以通过其获得人体在房间内的所在位置。人体在房间内的位置基于阵列式红外传感器模块的测量值可通过两方面参数确定，一是基于阵列式红外传感器模块在其上下方向上测量人体的位置参数；另外是基于阵列式红外传感器模块在其左右方向上测量人体的位置参数。

图3所示为阵列式红外传感器模块在其上下方向上测量人体的位置参数的示意图，图中1为空调器，2是安装在空调器上的阵列式红外传感器模块，3为人体所在位置，4是房间四周的墙体，5是地面，阵列式红外传感器模块可检测到上下方向上与人***置的连线与安装阵列式红外传感器模块的空调器所固定的墙面的夹角大小，即图中阵列式红外传感器模块与人***置的连线L和与固定空调器墙面竖直平行的线H的夹角θ值，又因为空调器的安装高度为一固定值，即图中的H为固定值，其值可通过用户对空调器安装后的高度进行测量输入到空调器的控制界面中获得，或者可以粗略的估算得到，这样通过H和夹角θ的值通过三角函数公式可以计算得到W的大小：W＝H＊tanθ，即获得人体所在位置相对空调器在地面方向上的最短距离W值。

图4所示为阵列式红外传感器模块在其左右方向上测量人体的位置参数的示意图，图中1为空调器，2是安装在空调器上的阵列式红外传感器模块，3为人体，4是房间四周的墙体，A1和A2是人体所在的不同位置点，阵列式红外传感器模块在左右方向上能扫描检测周围环境和物体的范围的最大视角是固定的，如图中L1和L4线构成的夹角b3为阵列式红外传感器模块在左右方向上能检测到周围环境和物体的最大视角，当人处在房间中的不同位置时，如图中的A1和A2点，其在位于最大视角范围的在左右方向上的位置可以被阵列式红外传感器模块检测确定，由于L1和L4线是固定的，人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与这两个边的夹角就可以被检测得到，如人***于A1点位置时，人体与阵列式红外传感器模块确定的连线L2与L1的夹角b1的大小可以被检测得到；同理人***于A2点位置时，人体与阵列式红外传感器模块确定的连线L3与L1的夹角b2的大小可以被检测得到。这样通过夹角b1和b2的大小就可以确定人体在阵列式红外传感器模块左右方向上的位置，当然夹角不一定固定是人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与最大视角左边线L1形成的角度，也可以是人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与最大视角右边连续L4形成的角度，或者是人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与空调所在墙面的垂直线确定的角度。

通过上述阵列式红外传感器模块在其上下方向上测量人体的位置参数和在其左右方向上测量人体的位置参数即可确定人体在房间中的位置。

根据人体在房间中的区域确定了人体所在的位置，再根据空调器运行风速值和环境温度值，就可以确定制冷模式下人体附近的空气温度值。根据实验可知，当人体所在的位置越靠近空调器所在正对位置时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越大；当人体所在的位置越远离空调器所在正对位置时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越小。当空调器运行风速值越高时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越小；当空调器运行风速值越低时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越大。

具体地，可根据人体在房间中的位置不同，将房间内的空间分为若干个区域，如图5所示，将房间内的区域分为A至E 5个区域，其中C区域为相对靠近空调器正对位置的区域。将空调器的运行风速值大小从小到大分为若干个等级F，每个风速等级具有相应的运行风速值。本实施例中，根据房间划分区域以及运行风速的等级与人体附近的空气温度值之间的关系，可以确定人体附近的空气温度值。例如：

以上表格可以看出，如空调器运行某一个风速等级如60时，如果人***于房间内的不同区域，可以看出人体相对靠近空调器正对位置的C区域的空气温度值与环境温度值相差最大，而其他A、B、D、E区域空气温度值与环境温度值相差最要小。如当人体都处在同一个区域如C区域时，空调器运行风速为100等级时要比运行风速为80等级对应的人体附近的空气温度值与环境温度值偏差值小。在获得当前人体所处的区域，以及空调当前的运行风速值后，即可根据上表中的关系，获得人体附近的空气温度值。

在制热模式下，检测人体附近的空气温度值时，由于与人体所在的位置关系很小，因此不需要考虑此参数，制热模式下对人体附近的空气温度其决定新影响的是空调器的运行风速值，由于人体对制热模式下的热风感受比制冷模式下的冷风感受要敏感，且对不同大小的热风风速感受差别明显，因此不适合采取固定的计算法则来根据环境温度值T1来获取人体附近的空气温度值，而需要根据不同的风速区间来区别计算。例如可以根据空调器的运行风速值按照风速从小到大分为100个等级，并将这100个等级分为10个区间，每个区间采用不同的计算法则：

其中Ta为人体附近的空气温度值，T1为环境温度值，c1、c2、c3、c4、c5、c6为正数值且互不相等。

根据实验获知，当风速越高时，人体附近的空气温度与环境温度差别越小，风速越低时，人体附近的空气温度与环境温度差别越大，即上述c1、c2、c3、c4、c5、c6的大小关系为：c1＞c2＞c3＞c4＞c5＞c6，例如上面的表格列举c1、c2、c3、c4、c5、c6的具体值时可以如下：

风速区间	计算法则
		[1，10]	Ta＝T1－11
[11，30]	Ta＝T1－9.3
		[31，50]	Ta＝T1－8.4
[51，70]	Ta＝T1－4.1
		[71，90]	Ta＝T1－2.4
[91，100]	Ta＝T1－0.9

步骤S30，根据所述人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，根据所述人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，根据所述人体的第一散热量和第二散热量获得人体的散热量。

根据热力学第一定律，人体产生的散热量基本等于人体消耗的热量，因此通过测量人体消耗的热量即可得到人体的散热量，人体消耗的热量可通过以下公式计算：

H＝H1+H2

其中H1＝Φ(Tcl－Tax)

H2＝A1＊Mh＊(A2－Ta)

其中H1为人体的第一散热量，主要与Tcl和Tax相关，Tcl为人体表面的温度值，Tax为辐射温度值，Φ为附加计算系数，这些计算系数为人体热舒适性研究领域的一些通用计算系数，如考虑周围环境的有效辐射面积系数f＿eff、着装的人体面积系数f＿cl，Φ＝f＿eff＊f＿cl，此时H1＝f＿eff＊f＿cl＊(Tcl－Ta)，通过计算人体表面的温度值Tcl和辐射温度Ta的差值再结合计算系数Φ，得到人体的第一散热量H1。H2为人体的第二散热量，H2的计算主要与人体代谢率Mh和人体附近的空气温度值Ta相关，其中人体代谢率Mh于人的年龄相关，不同年龄阶段的人群如老人和青年不同，A1和A2为引入的固定计算系数，可通过实验获得。通过确定了第一散热量H1和第二散热量H2，再求和就得到了人体的总散热量H。

步骤S40，根据所述人体的散热量，获得人体的冷热感状态。

人体的冷热感状态可通过具体的不同值来体现，如下表：

冷热感状态值	冷热感区间	热舒适感
			－3≤M＜－2	区间8	冷
－2＜M≤－1	区间7	有点冷
			－1＜M≤0.5	区间6	凉
－0.5≤M＜0	区间5	舒适
			0≤M≤0.5	区间4	舒适
0.5＜M≤1	区间3	暖
			1＜M≤2	区间2	有点热
2＜M≤3	区间1	热

上表中通过冷热感状态值M的大小分为8个区间，分别代表了人体不同的热舒适感觉，其中区间5为稍微凉爽的舒适感，区间6为稍微暖和的舒适感。

由于人体的冷热感状态与人体消耗的热量相关，而人体消耗的热量等于人体的散热量，因此人体的散热量的大小反映了人的冷热感状态，通过前期空调器研发过程中对不同用户的冷热感觉进行体验测试，并根据当时计算得到的不同冷热感觉下的散热量值，可通过拟合公式获得二者之间的关系式，例如冷热感状态值M和散热量H的关系式可以表示如下：

M＝a0+a1H+a2H²+a3H³+.....+anHⁿ

其中a0、a1、a2、a3、an为根据实验获得的不同的计算系数值，n为正数值，其取值大小依据具体的H和M数据组之间的形成拟合公式确定，如N可以取值为4。通过以上公式中人体的冷热感值M与散热量H之间的关系式，当计算得到人体的散热量值H后，代入以上公式就得到了人体的冷热感状态值M。需要说明的是，上述拟合公式仅仅用来说明人体冷热感值与散热量存在一定的关系，并不限定本发明的范围，根据前期实验过程中H和M数据组也可以根据其他拟合方法拟合，获得其他拟合公式。

步骤S50，根据所述冷热感状态控制空调器运行。

根据人体的冷热感状态值，控制空调器的运行参数，使人体的冷热感状态值往舒适的区间变化，空调器的运行参数包括设定温度、运行风速、导风条状态中的一种或者多种，例如当人体当前的冷热感状态值为2.5位于区间1即处于热的感觉，通过自动空调器的设定温度时的当前空调器的设定温度降低以使得房间内的环境温度降低，使得人的冷热感状态值逐渐减小，最后保持在区间4内，使得人体冷热感状态变化到舒适状态。

根据本发明所述的空调器控制方法，通过获取人体表面的温度以及房间内辐射温度值得到人体的第一散热量，并通过检测人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，根据人体的第一散热量和人体的第二散热量获得人体的散热量值，并进一步根据人体的散热量值获得人体的当前冷热感状态值，通过此种方式获取的冷热感状态值准确性高，并进一步在获取冷热感状态值以后根据空调器运行的制冷或者制热模式对冷热感状态进行修正，使得人体的冷热感状态值更加准确的适应于当前空调器运行不同温度环境，最后通过人体当前的冷热感状态值自动调整空调器的运行参数，使得人体处于舒适的状态，解决了由于用户手动调节空调器的运行参数带来的过冷或者过热的不舒适感。

进一步的，参照图2，图2为根据本发明的另外一个实施例的空调器控制方法的流程示意图，基于上述本发明的空调控制方法第一实施例，在本实施例中，在上述步骤S40之后还包括：

步骤S401，当空调器运行制冷模式时，检测环境温度值，根据温度值修正冷热感状态值。

在根据散热量计算得到人体的冷热感状态值后，如果空调器运行制冷模式，此时可根据检测到的环境温度值，进一步对冷热感状态值进行修正。

具体的调整规则如下：

获取空调器检测到的环境温度值T1，根据环境温度值T1值的大小对冷热感状态值M进行修正，例如可以通过一个公式对其修正，如：

M＝aT1³+b T1²+c T1+d

其中a、b、c、d为不同的计算系数值。

或者也可以根据环境温度值T1值分为不同的温度区间，根据不同的温度区间对冷热感状态值M值进行不同的修正，如：

a1＜T1≤a2时，M＝M+b1

a2＜T1≤a3时，M＝M+b2

T1＞a4时，M＝M+b3

其中a1＜a2＜a3，b1、b2、b3为不同的修正值，例如具体的修正值可以如下：

18℃＜T1≤21℃时M＝M–1

21℃＜T1≤25℃时M＝M–0.5

T1＞25℃时M＝M+1

从以上修正的计算式可以看出，当环境温度值T1处于偏冷状态(18℃＜T1≤21℃)或者偏热状态时(T1＞25℃)，对冷热感状态值M的修正大；当环境温度值T1处于比较舒适的状态(21℃＜T1≤25℃)时，对冷热感状态值M的修正小。

进一步的，冷热感状态值M值可以限定上下限值，如：

M≤－3时，取M＝－3

M≥3时，取M＝3

本发明实施例中，通过当空调器运行制冷模式时，检测环境温度值，根据该环境温度值修正冷热感状态值，从而进一步保证了冷热感状态值所反映的用户当前的冷热感状态更加贴近用户当前的冷热感受，使得后续根据冷热感状态值控制空调器调整运行参数时更加准确，进一步提升用户的舒适性体验。

下面参照附图描述根据本发明另外实施例提出的空调器。

参照图6，图6为本发明的空调器一实施例的功能模块示意图。在本实施例中，所述空调器包括：

温度检测模块10，获取房间内辐射温度值以及人体表面的温度值；

空气温度检测模块20，用于检测人体附近的空气温度值；

冷热感获取模块30，用于根据人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，根据人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，根据人体的第一散热量和第二散热量获得人体的散热量，根据所述人体的散热量，获得人体的冷热感状态；

控制模块40，根据所述的冷热感状态控制空调器运行。

上述人体表面的温度是人体体表的温度值，辐射温度为环境四周表面对人体辐射作用的温度。以人在房间内为例，此时辐射温度为房间内的周围环境如四周的墙体、窗户等对人体辐射作用的温度值，这两个温度值可通过具有测量热图像功能的传感器测量读取得到，例如阵列式红外传感器模块，其红外传感器扫描人体或者周围环境时会得到热图像，如图7所示，热图像通过阵列排布方式可以获得其中每个小区域即其中一个像素的温度值，如图7所示每个像素的颜色深浅表示了其温度值的高低不同，并可读取每个像素的具体温度值。热红外传感器扫描人体时同样会得到一定面积区域的热图像，因为人体表面的各个地方的温度是不相同的，因此反映到对应的热图像也不相同，因此测量人体表面的温度时可以通过测量人体对应热图像所有像素的温度点取平均值的方式获取，即人体表面的平均温度值表示人体表面温度值。而测量房间内辐射温度是通过红外传感器扫描房间内的四周区域如墙壁、天花板、窗户形成的热图像后，去掉人体所在热图像部分，读取剩下部分的热图像的各个像素的温度值然后取平均值就获得了房间内的辐射温度值，即房间内的平均辐射温度值表示房间内的辐射温度值。

在房间内可以通过空调器检测到环境温度值，一般通过安装在空调器上的温度传感器检测得到，为了根据空调器检测的环境温度值获得在房间内人体附近的空气温度值，需要结合空调器的具体制冷制热的运行状态来考虑，因为制冷和制热送风的风速时对人体附近的空气温度的影响不同，且制冷模式下送风时对人体处于房间内不同的位置也对人体附近的空气温度影响很大，制热送风时对人体处于房间内的位置影响很小，为了获得人体附近的空气温度，需要具体结合空调器的制冷制热模式考虑不同的影响因素。

具体获取人体附近的空气温度值的规则如下：

在制冷模式下，检测人体所在的位置，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述人体所在位置、空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值。

进一步的，检测人体所在的位置时，通过安装在空调器上的红外传感器在左右方向上的检测人的位置角度以及人与所述红外传感器的在上下方向上检测人的位置角度来确定人体所在位置。

从阵列式红外传感器模块不仅可以读取到房间内辐射温度值以及人体表面的温度值，还可以通过其获得人体在房间内的所在位置。人体在房间内的位置基于阵列式红外传感器模块的测量值可通过两方面参数确定，一是基于阵列式红外传感器模块在其上下方向上测量人体的位置参数；另外是基于阵列式红外传感器模块在其左右方向上测量人体的位置参数。

图2所示为阵列式红外传感器模块在其上下方向上测量人体的位置参数的示意图，图中1为空调器，2是安装在空调器上的阵列式红外传感器模块，3为人体所在位置，4是房间四周的墙体，5是地面，阵列式红外传感器模块可检测到上下方向上与人***置的连线与安装阵列式红外传感器模块的空调器所固定的墙面的夹角大小，即图中阵列式红外传感器模块与人***置的连线L和与固定空调器墙面竖直平行的线H的夹角θ值，又因为空调器的安装高度为一固定值，即图中的H为固定值，其值可通过用户对空调器安装后的高度进行测量输入到空调器的控制界面中获得，或者可以粗略的估算得到，这样通过H和夹角θ的值通过三角函数公式可以计算得到W的大小：W＝H＊tanθ，即获得人体所在位置相对空调器在地面方向上的最短距离W值。

图3所示为阵列式红外传感器模块在其左右方向上测量人体的位置参数的示意图，图中1为空调器，2是安装在空调器上的阵列式红外传感器模块，3为人体，4是房间四周的墙体，A1和A2是人体所在的不同位置点，阵列式红外传感器模块在左右方向上能扫描检测周围环境和物体的范围的最大视角是固定的，如图中L1和L4线构成的夹角b3为阵列式红外传感器模块在左右方向上能检测到周围环境和物体的最大视角，当人处在房间中的不同位置时，如图中的A1和A2点，其在位于最大视角范围的在左右方向上的位置可以被阵列式红外传感器模块检测确定，由于L1和L4线是固定的，人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与这两个边的夹角就可以被检测得到，如人***于A1点位置时，人体与阵列式红外传感器模块确定的连线L2与L1的夹角b1的大小可以被检测得到；同理人***于A2点位置时，人体与阵列式红外传感器模块确定的连线L3与L1的夹角b2的大小可以被检测得到。这样通过夹角b1和b2的大小就可以确定人体在阵列式红外传感器模块左右方向上的位置，当然夹角不一定固定是人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与最大视角左边线L1形成的角度，也可以是人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与最大视角右边连续L4形成的角度，或者是人体与阵列式红外传感器模块确定的连线与空调所在墙面的垂直线确定的角度。

通过上述阵列式红外传感器模块在其上下方向上测量人体的位置参数和在其左右方向上测量人体的位置参数即可确定人体在房间中的位置。

根据人体在房间中的区域确定了人体所在的位置，再根据空调器运行风速值和环境温度值，就可以确定制冷模式下人体附近的空气温度值。根据实验可知，当人体所在的位置越靠近空调器所在正对位置时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越大；当人体所在的位置越远离空调器所在正对位置时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越小。当空调器运行风速值越高时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越小；当空调器运行风速值越低时，人体附近的空气温度值与环境温度值偏差越大。

具体地，可根据人体在房间中的位置不同，将房间内的空间分为若干个区域，如图5所示，将房间内的区域分为A至E 5个区域，其中C区域为相对靠近空调器正对位置的区域。将空调器的运行风速值大小从小到大分为若干个等级F，每个风速等级具有相应的运行风速值。本实施例中，根据房间划分区域以及运行风速的等级与人体附近的空气温度值之间的关系，可以确定人体附近的空气温度值。例如：

以上表格可以看出，如空调器运行某一个风速等级如60时，如果人***于房间内的不同区域，可以看出人体相对靠近空调器正对位置的C区域的空气温度值与环境温度值相差最大，而其他A、B、D、E区域空气温度值与环境温度值相差最要小。如当人体都处在同一个区域如C区域时，空调器运行风速为100等级时要比运行风速为80等级对应的人体附近的空气温度值与环境温度值偏差值小。在获得当前人体所处的区域，以及空调当前的运行风速值后，即可根据上表中的关系，获得人体附近的空气温度值。

在制热模式下，检测人体附近的空气温度值时，由于与人体所在的位置关系很小，因此不需要考虑此参数，制热模式下对人体附近的空气温度其决定新影响的是空调器的运行风速值，由于人体对制热模式下的热风感受比制冷模式下的冷风感受要敏感，且对不同大小的热风风速感受差别明显，因此不适合采取固定的计算法则来根据环境温度值T1来获取人体附近的空气温度值，而需要根据不同的风速区间来区别计算。例如可以根据空调器的运行风速值按照风速从小到大分为100个等级，并将这100个等级分为10个区间，每个区间采用不同的计算法则：

风速等级区间	计算法则
		[1，10]	Ta＝T1－c1
[11，30]	Ta＝T1－c2
		[31，50]	Ta＝T1－c3
[51，70]	Ta＝T1－c4
		[71，90]	Ta＝T1－c5
[91，100]	Ta＝T1－c6

其中Ta为人体附近的空气温度值，T1为环境温度值，c1、c2、c3、c4、c5、c6为正数值且互不相等。

根据实验获知，当风速越高时，人体附近的空气温度与环境温度差别越小，风速越低时，人体附近的空气温度与环境温度差别越大，即上述c1、c2、c3、c4、c5、c6的大小关系为：c1＞c2＞c3＞c4＞c5＞c6，例如上面的表格列举c1、c2、c3、c4、c5、c6的具体值时可以如下：

风速区间	计算法则
		[1，10]	Ta＝T1－11
[11，30]	Ta＝T1－9.3
		[31，50]	Ta＝T1－8.4
[51，70]	Ta＝T1－4.1
		[71，90]	Ta＝T1－2.4
[91，100]	Ta＝T1－0.9

根据热力学第一定律，人体产生的散热量基本等于人体消耗的热量，因此通过测量人体消耗的热量即可得到人体的散热量，人体消耗的热量可通过以下公式计算：

H＝H1+H2

其中H1＝Φ(Tcl－Tax)

H2＝A1＊Mh＊(A2－Ta)

其中H1为人体的第一散热量，主要与Tcl和Tax相关，Tcl为人体表面的温度值，Tax为辐射温度值，Φ为附加计算系数，这些计算系数为人体热舒适性研究领域的一些通用计算系数，如考虑周围环境的有效辐射面积系数f＿eff、着装的人体面积系数f＿cl，Φ＝f＿eff＊f＿cl，此时H1＝f＿eff＊f＿cl＊(Tcl－Ta)，通过计算人体表面的温度值Tcl和辐射温度Ta的差值再结合计算系数Φ，得到人体的第一散热量H1。H2为人体的第二散热量，H2的计算主要与人体代谢率Mh和人体附近的空气温度值Ta相关，其中人体代谢率Mh于人的年龄相关，不同年龄阶段的人群如老人和青年不同，A1和A2为引入的固定计算系数，可通过实验获得。通过确定了第一散热量H1和第二散热量H2，再求和就得到了人体的总散热量H。

人体的冷热感状态可通过具体的不同值来体现，如下表：

冷热感状态值	冷热感区间	热舒适感
			－3≤M＜－2	区间8	冷
－2＜M≤－1	区间7	有点冷
			－1＜M≤0.5	区间6	凉
－0.5≤M＜0	区间5	舒适
			0≤M≤0.5	区间4	舒适
0.5＜M≤1	区间3	暖
			1＜M≤2	区间2	有点热
2＜M≤3	区间1	热

上表中通过冷热感状态值M的大小分为8个区间，分别代表了人体不同的热舒适感觉，其中区间5为稍微凉爽的舒适感，区间6为稍微暖和的舒适感。

由于人体的冷热感状态与人体消耗的热量相关，而人体消耗的热量等于人体的散热量，因此人体的散热量的大小反映了人的冷热感状态，通过前期空调器研发过程中对不同用户的冷热感觉进行体验测试，并根据当时计算得到的不同冷热感觉下的散热量值，可通过拟合公式获得二者之间的关系式，例如冷热感状态值M和散热量H的关系式可以表示如下：

M＝a0+a1H+a2H²+a3H³+.....+anHⁿ

其中a0、a1、a2、a3、an为根据实验获得的不同的计算系数值，n为正数值，其取值大小依据具体的H和M数据组之间的形成拟合公式确定，如N可以取值为4。通过以上公式中人体的冷热感值M与散热量H之间的关系式，当计算得到人体的散热量值H后，代入以上公式就得到了人体的冷热感状态值M。需要说明的是，上述拟合公式仅仅用来说明人体冷热感值与散热量存在一定的关系，并不限定本发明的范围，根据前期实验过程中H和M数据组也可以根据其他拟合方法拟合，获得其他拟合公式。

根据人体的冷热感状态值，控制空调器的运行参数，使人体的冷热感状态值往舒适的区间变化，空调器的运行参数包括设定温度、运行风速、导风条状态中的一种或者多种，例如当人体当前的冷热感状态值为2.5位于区间1即处于热的感觉，通过自动空调器的设定温度时的当前空调器的设定温度降低以使得房间内的环境温度降低，使得人的冷热感状态值逐渐减小，最后保持在区间4内，使得人体冷热感状态变化到舒适状态。

根据本发明所述的空调器控制方法，通过获取人体表面的温度以及房间内辐射温度值得到人体的第一散热量，并通过检测人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，根据人体的第一散热量和人体的第二散热量获得人体的散热量值，并进一步根据人体的散热量值获得人体的当前冷热感状态值，通过此种方式获取的冷热感状态值准确性高，并进一步在获取冷热感状态值以后根据空调器运行的制冷或者制热模式对冷热感状态进行修正，使得人体的冷热感状态值更加准确的适应于当前空调器运行不同温度环境，最后通过人体当前的冷热感状态值自动调整空调器的运行参数，使得人体处于舒适的状态，解决了由于用户手动调节空调器的运行参数带来的过冷或者过热的不舒适感。

进一步的，基于上述本发明的空调器第一实施例，在本实施例中，在上述温度获取模块20用于：

在根据人体的散热量获得人体的冷热感状态之后，若空调器运行制冷模式，则检测环境温度值，根据温度值修正冷热感状态值。

在根据散热量计算得到人体的冷热感状态值后，如果空调器运行制冷模式，此时可根据检测到的环境温度值，进一步对冷热感状态值进行修正。

具体的调整规则如下：

获取空调器检测到环境温度值T1，根据环境温度值T1值的大小对冷热感状态值M进行修正，例如可以通过一个公式对其修正，如：

M＝aT1³+b T1²+c T1+d

其中a、b、c、d为不同的计算系数值。

或者也可以根据环境温度值T1值分为不同的温度区间，根据不同的温度区间对冷热感状态值M值进行不同的修正，如：

a1＜T1≤a2时M＝M+b1

a2＜T1≤a3时M＝M+b2

T1＞a4时M＝M+b3

其中a1＜a2＜a3，b1、b2、b3为不同的修正值，例如具体的修正值可以如下：

18℃＜T1≤21℃时M＝M–1

21℃＜T1≤25℃时M＝M–0.5

T1＞25℃时M＝M+1

从以上修正的计算式可以看出，当环境温度值T1处于偏冷状态(18℃＜T1≤21℃)或者偏热状态时(T1＞25℃)，对冷热感状态值M的修正大；当环境温度值T1处于比较舒适的状态(21℃＜T1≤25℃)时，对冷热感状态值M的修正小。

进一步的，冷热感状态值M值可以限定上下限值，如：

M≤－3时，取M＝－3

M≥3时，取M＝3

本发明实施例中，通过当空调器运行制冷模式时，检测环境温度值，根据温度值修正冷热感状态，从而进一步保证了冷热感状态值所反映的用户当前的冷热感状态更加贴近用户当前的冷热感受，使得后续根据冷热感状态进行空调器调整时更加准确，进一步提升用户的舒适性体验。

根据本发明所述的空调器，通过获取人体表面的温度以及房间内辐射温度值的差值获得人体的第一散热量，通过人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，并通过人体的第一散热量和人体的第二散热量得到人体的散热量值，并进一步根据人体的散热量值获得人体的当前冷热感状态值，由于考虑了人体附近温度值的影响，通过此种方式获取的冷热感状态值准确性高，并进一步在获取冷热感状态值以后根据空调器运行的制冷模式对冷热感状态进行修正，使得人体的冷热感状态值更加准确的适应于当前空调器运行不同温度环境，最后通过人体当前的冷热感状态值自动调整空调器的运行参数，使得人体处于舒适的状态，解决了由于用户手动调节空调器的运行参数带来的过冷或者过热的不舒适感。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种空调器控制方法，其特征在于，所述空调器控制方法包括步骤：

获取房间内辐射温度值、人体表面的温度值；

获取人体附近的空气温度值；

根据所述人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，根据所述人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，根据所述人体的第一散热量和第二散热量获得人体的散热量；

根据所述人体的散热量，获得人体的冷热感状态；

根据所述冷热感状态，控制空调器运行；

所述获取人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制冷模式时，检测人体所在的位置，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述人体所在位置、空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值；

将房间内的空间分为若干个区域；

将空调器的运行风速值大小从小到大分为若干个等级，每个风速等级具有相应的运行风速值；

根据房间划分区域以及运行风速的等级与人体附近的空气温度值之间的关系，可以确定人体附近的空气温度值；

所述获得人体的冷热感状态的方法为：

将人体的冷热感状态用冷热感状态值M表示，冷热感状态值M和散热量H的关系式如下：

M＝a0+a1H+a2H²+a3H³+.....+anHⁿ

a0、a1、a2、a3、an为根据实验获得的不同的计算系数值，n为正数值，其取值大小依据具体的H和M数据组之间的形成拟合公式确定；

所述检测人体所在的位置的步骤包括：

通过阵列式红外传感器模块在其上下方向上测量人体的位置参数和在其左右方向上测量人体的位置参数即可确定人体在房间中的位置。

2.如权利要求1所述的空调器控制方法，其特征在于，所述获取人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制热模式时，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值。

3.如权利要求1所述的空调器控制方法，其特征在于，所述根据人体的散热量获得人体的冷热感状态之后还包括：

当空调器运行制冷模式时，检测环境温度值，根据所述环境温度值修正冷热感状态。

4.如权利要求1至3任一所述的空调器控制方法，其特征在于，所述根据所述冷热感状态控制空调器运行的步骤包括：

根据所述冷热感状态，控制空调器的设定温度、运行风速以及导风条参数的一种或者多种。

5.一种空调器，其特征在于，包括：

温度检测模块，用于检测房间内辐射温度以及人体表面的温度值；

阵列式红外传感器模块，用于在其上下方向上测量人体的位置参数和在其左右方向上测量人体的位置参数即可确定人体在房间中的位置；

空气温度检测模块，用于将房间内的空间分为若干个区域，将空调器的运行风速值大小从小到大分为若干个等级，每个风速等级具有相应的运行风速值，根据房间划分区域以及运行风速的等级与人体附近的空气温度值之间的关系，可以确定人体附近的空气温度值；

冷热感获取模块，用于根据人体表面温度值和房间内辐射温度的差值获得人体的第一散热量，根据人体附近的空气温度值获得人体的第二散热量，根据所述人体的第一散热量和人体的第二散热量获得人体的散热量，根据所述人体的散热量，获得人体的冷热感状态，所述获得人体的冷热感状态的方法为：

将人体的冷热感状态用冷热感状态值M表示，冷热感状态值M和散热量H的关系式如下：

M＝a0+a1H+a2H²+a3H³+.....+anHⁿ

a0、a1、a2、a3、an为根据实验获得的不同的计算系数值，n为正数值，其取值大小依据具体的H和M数据组之间的形成拟合公式确定；

控制模块，根据所述的冷热感状态控制空调器运行。

6.如权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述确定人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制冷模式时，检测人体所在的位置，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述人体所在位置、空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值。

7.如权利要求5所述的空调器，其特征在于，所述确定人体附近的空气温度值步骤包括：

当空调器运行制热模式时，检测空调器运行风速值和环境温度值，根据所述空调器运行风速值和环境温度值获取人体附近的空气温度值。

8.如权利要求5所述的空调器，所述根据人体的散热量获得人体的冷热感状态之后还包括：

当空调器运行制冷模式时，检测环境温度值，根据所述环境温度值修正冷热感状态。

9.如权利要求6至8任一所述的空调器，其特征在于，所述根据所述冷热感状态控制空调器运行的步骤包括：

根据所述冷热感状态，控制空调器的设定温度、运行风速以及导风条参数的一种或者多种。

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