Personal Comfort Systems (PCS) are energy-efficient devices that create a microenvironment around occupants and can be controlled individually to improve personal comfort. Most studies related to PCS either focus on improving occupants’ thermal satisfaction or evaluate the energy-saving potential of PCS devices but do not consider the energy and comfort consequences simultaneously. This paper investigates the impact of PCS on improving occupants’ thermal satisfaction and energy consumption across different climates in the U.S. using 16 representative cities. To account for the diversity in individual preferences, 400 comfort profiles for four climatic zones for summer and winter were generated utilizing comfort votes from ASHRAE global thermal comfort database I and II. PCS devices were used to improve occupant satisfaction by integrating the Corrective Power (CP) values into the comfort profiles. CP is defined as the temperature difference between two ambient temperatures that achieve the same thermal sensation one with PCS and another without PCS (reference condition). Then we compute the zone level setpoints that maximize the number of satisfied occupants and evaluate energy consumption of those zone level setpoints using EnergyPlus. Our study includes 3 cases; Case 1: without PCS (baseline), Case 2: only fans in summer and heaters in winter, and Case 3: fans and heaters in both summers and winters as required to improve satisfaction. In each of the three cases, we evaluated the comfort consequences using the comfort profiles, and the energy consumption implications. This accounts for the change in HVAC setpoints and the power requirements of PCS devices. The results show that incorporating PCS can increase occupants’ satisfaction from 68% in Case 1 to 77.8% in Case 2 and 86.6% in Case 3. Moreover, energy consumption results in Case 2 are 0–1% higher, and 0–1.3% higher in Case 3 compared to without PCS, depending on the climate. Our results demonstrate that the adoption of PCS with maximum-satisfaction setpoints can improve occupant satisfaction by 18% and meet the ASHRAE requirement of 80% occupant satisfaction with little increase in energy consumption. The comfort profiles generated in this study are also released as a dataset to support future studies.

个人舒适系统 (PCS) 是一种节能设备，可在居住者周围营造微环境，并可单独控制以提高个人舒适度。大多数与 PCS 相关的研究要么侧重于提高居住者的热满意度，要么评估 PCS 设备的节能潜力，但没有同时考虑能源和舒适度的后果。本文使用 16 个具有代表性的城市调查了美国不同气候条件下 PCS 对提高居住者热满意度和能源消耗的影响。考虑到个人偏好的多样性，利用来自 ASHRAE 全球热舒适数据库 I 和 II 的舒适投票，为夏季和冬季的四个气候区生成了 400 个舒适配置文件。PCS 设备用于通过将校正功率 (CP) 值集成到舒适配置文件中来提高乘员满意度。CP 定义为两个环境温度之间的温差，两个环境温度达到相同的热感觉，一个有 PCS，另一个没有 PCS（参考条件）。然后，我们计算最大化满意居住人数的区域级设定点，并使用 EnergyPlus 评估这些区域级设定点的能耗。我们的研究包括3个案例；案例 1：没有 PCS（基线），案例 2：夏季只有风扇，冬季只有加热器，案例 3：夏季和冬季都需要风扇和加热器，以提高满意度。在这三种情况下，我们都使用舒适度曲线评估了舒适度的后果，以及能源消耗的影响。这说明了 HVAC 设定点的变化和 PCS 设备的电源要求。结果表明，结合 PCS 可以将居住者的满意度从案例 1 中的 68% 提高到案例 2 中的 77.8% 和案例 3 中的 86.6%。此外，案例 2 中的能耗结果分别高出 0-1% 和 0-1.3%与没有 PCS 的情况相比，情况 3 中的值更高，具体取决于气候。我们的结果表明，采用具有最大满意度设定点的 PCS 可以将居住者满意度提高 18%，并满足 ASHRAE 80% 居住者满意度的要求，而能耗几乎没有增加。本研究中生成的舒适度配置文件也作为数据集发布，以支持未来的研究。案例 2 中为 8%，案例 3 中为 86.6%。此外，与没有 PCS 的情况相比，案例 2 中的能耗结果高 0-1%，案例 3 中高 0-1.3%，具体取决于气候。我们的结果表明，采用具有最大满意度设定点的 PCS 可以将居住者满意度提高 18%，并满足 ASHRAE 80% 居住者满意度的要求，而能耗几乎没有增加。本研究中生成的舒适度配置文件也作为数据集发布，以支持未来的研究。案例 2 中为 8%，案例 3 中为 86.6%。此外，与没有 PCS 的情况相比，案例 2 中的能耗结果高 0-1%，案例 3 中高 0-1.3%，具体取决于气候。我们的结果表明，采用具有最大满意度设定点的 PCS 可以将居住者满意度提高 18%，并满足 ASHRAE 80% 居住者满意度的要求，而能耗几乎没有增加。本研究中生成的舒适度配置文件也作为数据集发布，以支持未来的研究。我们的结果表明，采用具有最大满意度设定点的 PCS 可以将居住者满意度提高 18%，并满足 ASHRAE 80% 居住者满意度的要求，而能耗几乎没有增加。本研究中生成的舒适度配置文件也作为数据集发布，以支持未来的研究。我们的结果表明，采用具有最大满意度设定点的 PCS 可以将居住者满意度提高 18%，并满足 ASHRAE 80% 居住者满意度的要求，而能耗几乎没有增加。本研究中生成的舒适度配置文件也作为数据集发布，以支持未来的研究。