面向个性化舒适需求的室内非均匀热环境营造方法

The thermal comfort levels can be better satisfied if a non-uniform environment is created by addressing the different thermal preferences of people. The existing ventilation and air flow patterns focus on creating a uniform thermal environment, which can only ensure an averaged thermal comfort level. Personalized ventilation is a representative to create a non-uniform environment; however, there are practical restrictions for its application. It is necessary to establish the creation method for non-uniform thermal environment to guide the development of more types of airflow patterns. In this project, the common problems for the non-uniform thermal environment are studied oriented to the multi-location personalized requirements in the same shared space, including: (1) to study the coupling effect of different locations under the complex flow field characteristics, and establish the evaluation method for the non-uniform thermal environment; (2) to evaluate the performance of typical airflow patterns in maintaining a non-uniform environment and further design more efficient airflow patterns; (3) to study the fast prediction of temperature and humidity at multiple locations by using the information from a limited number of sensors under the specific flow field; and (4) to study the fast control of supply air parameters to meet the multi-location parameter requirements under the parameter coupling. It is expected to establish the basic methods for the non-uniform thermal environment in terms of evaluation, design, prediction and control, to provide guidance for creating a non-uniform thermal environment.

考虑不同人员的热环境喜好营造个性化非均匀热环境，将能更好地满足热舒适需求。现有气流组织致力于均匀环境营造，仅能保障平均意义的热舒适；个性化通风是非均匀环境营造的代表形式，但实际应用限制较多。有必要从理论层面建立非均匀热环境营造指导方法，推动更多非均匀热环境系统的构建。本项目以同一共享空间多位置个性需求为保障目标，针对非均匀热环境营造共性问题开展研究，包括：(1) 研究复杂流场下不同位置的耦合关系，建立面向非均匀热环境的评价方法；(2) 全面评价典型气流组织非均匀保障性能，优化设计面向非均匀环境的高效气流组织；(3) 研究特定流场输运规律下，利用有限数量的传感器信息快速预测多位置热、湿参数的方法；(4) 研究多位置参数耦合情况下，以多位置多参数需求为目标的快速送风优化控制方法。通过研究预期在评价、设计、预测、控制四方面建立一套适用于非均匀热环境的基础方法，为非均匀热环境营造提供指导。

考虑不同人员的热环境喜好营造个性化非均匀热环境，将能更好地满足热舒适需求。现有气流组织致力于均匀环境营造，仅能保障平均意义的热舒适；个性化通风是非均匀环境营造的代表形式，但实际应用限制较多。有必要从理论层面建立非均匀热环境营造指导方法，推动更多非均匀热环境系统的构建。本项目以同一共享空间多位置个性需求为保障目标，针对非均匀热环境营造共性问题开展研究，内容包括：（1）研究了复杂流场下不同位置的耦合关系，提出了室内非均匀环境解耦评价方法、评价多目标位置参数差异潜力的差异度指标、评价最终营造的不同位置热舒适差异指标，建立了面向非均匀热环境的评价方法，为室内非均匀热环境的评价和设计提供指导；（2）研究了各类气流组织的非均匀保障性能，分析了就近通风下送风参数改变、送、回风布局、送风面积、物理隔断、空气幕屏障对分区差异化非均匀热质环境营造中的影响，提出了面向非均匀环境的新型通风设计方案和末端装置，提出了面向非均匀热环境的通风空调系统设计流程，为更多类型非均匀环境的系统设计提供指导；（3）研究了利用有限数量传感器快速预测多位置热、湿参数问题，建立了基于有限信息和线性叠加原理的热、湿源辨识方法，确定了温度传感器网络的性能优化评价指标，建立了基于源辨识的温、湿度分布快速预测方法，为室内非均匀热环境的快速预测和在线控制提供支持；（4）研究了位置间耦合下，以多位置差异化需求为目标的快速送风优化控制问题，建立了基于有限传感器信息和线性叠加原理的多位置个性化热需求送风优化模型、面向多位置个性化热舒适的送风优化模型、多步送风联合优化调控策略，建立了面向非均匀热环境的多位置预测性控制流程，为室内非均匀热环境预测性控制提供基础。通过研究在评价、设计、预测、控制四方面建立了适用于差异化非均匀热环境的基础方法，为各类非均匀热环境的营造提供支持。