基于体表温度感应的舒适度模型研究和应用研发夏季课件

基于体表温度感应的舒适度模型研究和应用研发（夏季）,研发内容技术方案QCD指标研发成果风险及措施,一、研发内容,基于红外传感器的应用研究，建立红外侦测温度运行模式，完成多点侦测数据比对算法,建立体表温度与活动模式的关系模型和数据库,基于算法的模式自动处理机制,完成功能库接口定义与研发,二、技术方案,人体内部调节机制变化的自然界环境,概念：热舒适,b动态,a稳态中性,特点：完全无差别、对人感觉无刺激型层次：卓越环境品质追求,特点：对人感觉具一定刺激的、环境参数具波动性层次：人体基本能接受+电力节能,人类生存矛盾之一,自然通风、无空调非均匀环境局部热舒适,动态含义:空气参数(tairtfVair)中一个或几个随时间波动变化,a稳态热环境简介评价指标：PMV-PPD（预测平均投票数-预期不满意百分率）应用参数：环境四要素（气温、相对湿度、空气流速、表面（辐射）温度）+人体热反应感觉（人体活动程度、衣着及其热阻）计算方程：人体热平衡方程热舒适方程技术判断：PMV-PPD要素全面、科学性高，已归入ASHRAE和ISO标准目录-室内热环境标准的依据,二、技术方案,b动态热环境简介评价对象的环境模式两种评价方法：,二、技术方案,空调人群的流行病学调查；人体在动态热环境中的热反应状况；改变室内热环境调节策略的节能效果；其他可能的采取的具体调节方式；,空调环境非空调环境,评价指标：TSV（热感觉评价）,计算方程：TSV=-8.068+0.319*t0（条件:自然通风无空调）,注:t0-操作温度t0=（hc*tair+hr*tmrt）/（hc+hr）hc-对流换热系数tair-室内温度hr-辐射换热系数tmrt-室内表面平均辐射温度,二、技术方案,二、技术方案,解决常见的“空调病”较佳的处理方案,举例：北京夏季办公室南向24升至28，冷负荷降低15%、供冷时间缩短22%,二、技术方案,二、技术方案,计算方程：人体热平衡方程热舒适方程（借鉴PMV-PPD）技术依据：对室内热环境分析，PMV-PPD全球认可。原因：PMV要素全面、科学性高，已归入ASHRAE和ISO标准目录,面对研究环境:室内空调热环境分析人体:久居室内居民,二、技术方案,从相关量分析:体表状况(符号tb)与PMV的四个参数强烈相关,tb是这些参数变化后的综合结果体现。从人体生理现象观察：人体有适应热环境的自我调整生理机能，表现之一即体表状态（汗液、皮温等）计算方程：人体热平衡方程热舒适方程（使用tb使参数值模糊化）,个人认为:tb是PMV中几个参量变化后的集中体现，对热舒适评价讲是较接近人体生理现状的生理指标，具有变化性。该指标稳定后，即认为达到了最后主动人体机能调节与外部被动影响下相适应、确定的结果。,二、技术方案,c.1.1工作思路对于tb模式（暂时简称），有一定的参数非定量化特性。如果要实施之，下面为本项组工作思路，正确与否请评价。,二、技术方案,c.1.2技术难点,二、技术方案,体表温度的获得方式：红外传感器或红外测温仪红外传感器特点区域性-根据待测目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。高复杂性-对人体的多区域识别并找到最高的、移动目标体表温度的技术难度较大且成本较高,注：热探测器对入射的各种波长的辐射能量全部吸收，它是一种对红外光波无选择的红外传感器热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射，引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。热敏探测器对红外辐射的响应时间一般在ms以上。,红外传感器的应用思路：,二、技术方案,红外测温仪分析：包括几个重要概念,其中，发射率分析：影响发射率的主要因素材料种类表面几何形状(平面,凹面,凸面)透过率(例如塑料薄膜)测量温度（有变化趋势）测量角度（有变化趋势）,波长发射率距离系数,物体红外能量的传播发射率决定了实际物体的红外辐射特性,“理想黑体”,“实际物体”,既是完全吸收体也是完全发射体,部分能量被反射部分能量透过,I,I,I,I,R,A,T,E,E,E,E,二、技术方案,探头到目标的距离,测量斑直径大小,2.50.1,7.50.3,140.6,210.8,331.3,mm英寸,00,251,502,763,1305,mm英寸,测斑直径,测量距离,=D:S,距离系数分析：,二、技术方案,实际物体的测温示意图,目标,探头,R,T,E,三要素：反射率,透射率,发射率,环境温度,I,I=入射能量R=反射能量T=透射能量E=发射能量,二、技术方案,目标与视场,要确保目标大于仪器所测圆点的大小。目标越小，则应离得越近。如果精度非常重要，则要确保目标至少是测量圆点大小的两倍。,最好一般差,探头,目标大于测量视场,目标等于测量视场,目标小于测量视场,二、技术方案,红外测温仪工作原理,窗口和光学系统,目标,环境,探测器,显示及输出,453,SP1470,EMS?85,红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚集在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。,二、技术方案,测温范围/响应波长距离系数（测量距离与目标大小）发射率设定测量精度/重复性响应时间瞄准方式（激光、透镜、视频、目视、瞄准灯/镜）现场环境要求/输出方式,测温仪的选型参数,二、技术方案,与“真实值”比较当测量位置不同或使用不同仪器测同一物体时，精度非常重要指相同条件下输出比较(距离、发射率、精度）建立当地“基准”，测量与基准的偏差工艺监控中实际起作用，“工艺精度”,精度,重复性,二、技术方案,红外测温仪的应用思路：,二、技术方案,方法1：将人员及活动模式分类，分别计量体表的测量范围（特点：建立大数据库）,方法2：从某时刻开始测量室内人体的体表温度并记录，然后让测试人员按方法1进行定时活动，同时计量体表的变化量。（特点：建立小数据库）,建立体表温度与活动模式的关系模型和数据库,.1建立测试人员与活动模式数据库，进行数据采集,二、技术方案,.3测试数据tb与PMV比较，建立相应的数据库,.2建立PMV的初始默认值，并计算结果热舒适方程：f(M,W,ta,Pa,tf,Icl,hc)=0;,三、QCD指标,Q指标：1基于红外传感器的应用研究1.1、确认红外传感器应用方案（室内使用）（此为关键项）；感测红外辐射距离：1.55获取温度范围：2050温度感应精度：1扫描区域：水平范围：50垂直范围：水平向下532或301.2、对该方案进行技术验证，完成多点侦测数据比对算法。1.3、在试验过程中，申请“红外侦测体表温度新模式”的实用新型专利；2建立体表温度与活动模式的关系模型和数据库2.1、制定“体表温度差-设定值（室内温度、风速、风向）修正量”对应曲线：2.2、申请“体表温度感应的舒适度模型”发明专利。,三、QCD指标,Q指标（续）3基于算法的模式自动处理机制3.1、申请“”发明专利。4完成功能库接口定义与研发4.1、申请“”发明专利。,三、QCD指标,C指标：一人力资源计划子项目经理：,三、QCD指标,二基于红外传感器的应用研究1、该项目需外购相应的器件：,总计成本：18260元22060（人民币）,三、QCD指标,三建立体表温度与活动模式的关系模型和数据库1、该项目需测试人员及劳务报酬：,2、需一间温度可控的房间（房间面积：4*6=24m2）,每个人员共需10小时，共支付300元。总计支付5*3001500元（人民币）,三、QCD指标,