在我国湿热地区的夏季,普遍存在单一依赖空调创造稳态热环境的做法,由此带来了严重的高能耗和健康问题,而风扇在居住建筑环境控制中的有效作用被忽视。如能利用风扇制造空气流动并配合空调调节温度,将能显著改善室内热环境质量,并能缩短空调的运行时间或提高空调的控制温度上限,从而大大降低空调能耗。人的一生约有1/3的时间在休息或睡眠中度过,而在人体休息或睡眠状态下,需要实现风扇和空调的智能自动控制,以满足人体热舒适的要求。 本项目通过实验室实验方法,选取我国湿热地区的典型人群和典型热湿环境状况,开展了系统的实验。以人体躺休状态为研究目标,研究了湿热地区空气流动对人体热舒适反应的影响特征,得到了空调辅以风扇调风的控制策略和适宜的温湿度和风速范围。并且完成了风扇空调联动控制系统的开发。 主要得到了如下结论:1)综合考虑热、湿和气流接受度,在风扇和空调的联动控制下,湿热地区居民平躺休息状态的舒适热环境范围为:室温27~30 ℃、相对湿度35%~75%,风速范围随温度而变,空气温度为27 ℃时,舒适风速范围为0~0.68 m/s,空气温度为28 ℃时,舒适风速范围为0.31~0.87 m/s,空气温度为29 ℃时,舒适风速范围为0.59~1.15 m/s,空气温度为30 ℃时,舒适风速范围为0.78~1.34 m/s;2)热感觉在微凉和微暖之间时,可较好地满足人体的热舒适要求;3)热感觉在微凉以上时,受试者可接受较高的风速气流;4)热感觉偏暖时,更多人希望环境冷点,气流更大,反之亦然。热感觉中性时,热偏好和气流偏好均为保持现状不变;5)热感觉主要受暴露在外部位的皮肤表面温度的影响,热感觉在微凉和微暖之间时,暴露部位的皮肤温度平均值在32.6~33.6 ℃之间。 得到了风扇和空调联动控制的控制策略:采用普通落地风扇和普通家用分体式空调器。空调采用制冷模式,设定温度为 27~30 ℃。风扇采用摇头模式,风扇风速档位根据室内气温确定。该策略可由开发的风扇空调联动控制系统实现。 本项目研究结果将用于利用风扇和空调的联动控制技术,营造短时休息和入睡前的舒适热环境,并为创造良好的睡眠热环境提供基础。由于该技术运用简单方便,如能广泛运用将能取得较大的节能效果。