[发明专利]室内热环境舒适性评价用暖体假人系统及其评价方法

权利要求书

1.一种室内热环境舒适性评价用暖体假人系统，其特征在于，包括暖体假人、测控系统和评价系统，

所述暖体假人包括暖体假人本体，将所述暖体假人本体按照实际人体的传热特性，划分为多段分区本体，在每段所述分区本体的内表面上依次设置加热层、均温层和保温层；

所述测控系统与每段所述分区本体连接，用于测量所述分区本体的表面温度值和表面热流值，并独立控制每段所述分区本体的表面热流值以使每段所述分区本体处于人体舒适状态；

所述评价系统与所述测控系统连接，用于根据所述分区本体的表面温度值、表面热流值以及服装基础热阻得到所述暖体假人的等效空间温度，并根据所述暖体假人的等效空间温度来对室内热环境舒适性进行评价。

2.如权利要求1所述的暖体假人系统，其特征在于，所述暖体假人本体分为16段分区本体，依次为头部分区本体、胸部分区本体、背部分区本体、腰臀部分区本体、左上臂分区本体、右上臂分区本体、左前臂分区本体、右前臂分区本体、左大腿分区本体、右大腿分区本体、左小腿分区本体、右小腿分区本体、左手分区本体、右手分区本体、左足分区本体和右足分区本体。

3.如权利要求1所述的暖体假人系统，其特征在于，所述测控系统包括：

表面温度测量装置，设置于所述暖体假人本体和所述加热层之间，用于测量各段分区本体的表面温度值；

表面热流测量装置，用于测量各段分区本体的表面热流值；表面热流值通过测量加热量得到，所述加热量为采用功率计测量加热层的电功率得到的加热功率；

暖体假人热状态控制装置，与所述表面温度测量装置、所述表面热流测量装置和所述加热层连接，用于通过所述暖体假人热状态控制装置的PID调节器对各段分区本体的加热层进行独立控制以使每段分区本体处于人体舒适状态。

4.如权利要求3所述的暖体假人系统，其特征在于，所述暖体假人热状态控制装置根据公式t_sk＝36.4-0.054Q对所述PID调节器进行控制；

在不考虑暖体假人对外做功情况下，所述公式由解算人体舒适状态热平衡方程得到，所述人体舒适状态热平衡方程如下：

1)M＝Q_t＝Q_res+E_s+Q；

2)Q_res＝1.7×10^-5M(5867－Pa)+0.0014M(34－ta)；

3)E_s＝3.05×10^-3(5733－6.99M－Pa)+0.42(M－58.15)；

由以上1)、2)和3)式得出Q_t与Q间的关系如下：

4)Q_t＝1.96Q-21.56；

t_sk与Q_t间有如下关系：

5)t_sk＝35.77-0.028Q_t；

由4)和5)两式得出暖体假人热状态的加热控制方程：t_sk＝36.4-0.054Q；

其中，M为人体代谢率，单位为W/m²；Q_t为人体与环境间的总换热，单位为W/m²；Q_res为人体呼吸换热，单位为W/m²；E_s为人体皮肤蒸发换热，单位为W/m²；Q为人体与环境间的对流辐射干换热，即表面热流值，W/m²；Pa为环境水蒸汽分压，取1500P_a；t_a为环境气温，取20℃，t_sk为舒适状态下分区本体的表面温度，单位为℃。