目前,空调大多采用定向送风、摆动送风等机械送风模式,吹风感较大,人体热舒适性差。与自然环境相比,室内环境中空气流动速率过低,频率变化很小,空气品质较差。长期处于这样的热中性环境中,人体缺少适当刺激,不仅会使人感到胸闷乏力,还会降低其对自然环境变化的适应能力,导致抵抗力降低和人体体温调节能力衰退。而室外的自然风柔和、舒适,可以提高人体舒适度。不过中国现有的雾霾问题使得室外空气质量很差,开窗通风反而会污染室内空气。自然风模拟装置可以让人们不开窗就体验到微风拂面的感觉,进而改善室内空气流通不佳的状况,因此,如果能在难以得到自然风的室内,通过调节风机转速,模拟、还原出自然风或者类似自然风的送风模式,便可以改善室内风环境。目前有关自然风的研究主要集中在自然风风扇方面,对于自然风空调研究较少。本文主要是对空调模拟自然风特性进行试验和研究,包括自然风的多种特性,将自然风与室内机械风进行比较,设定直观的模拟自然风判定标准;通过模拟这些特性建立新的自然风模拟模型并试验;然后,简化该模型并试制装置以达到简单、低成本的目的,并对此进行了测试。主要成果如下:首先,采集了不同地点的自然风数据,通过统计分析得到了其平均风速、湍流度、概率分布及自相关系数等特性,同时还测量了室内机械风的相应数据,总结了机械风与自然风的主要区别,从而设定了模拟自然风的判定标准。其次,根据其平均风速、概率分布规律、湍流度、自相关系数以及自然风风速波动的变化范围,建立了类马可夫链的链式反应模型,并且运用Matlab作为平台输出风速数列,使用Labview等软件控制变频器和风机的转速来模拟自然风。然后根据本文所提出的判定标准,对输出的风速进行了测试与分析,与某品牌自然风模拟装置的数据进行了比较和验证。最后,根据单片机技术和性能要求,研发自然风模拟装置,使之具有高性价比。本文简化了链式反应模型,通过减少、优化原有模型的随机量控制参数以减少单片机计算量,设置适当的时间间隔以减少单片机计算时间来达到产品所需要求,并按照同样标准对该装置进行测试并获得良好效果。