一种可实现远程自动调节能量的水暖系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种可实现远程自动调节能量的水暖系统及其控制方法。


背景技术：

2.水暖是地板辐射采暖的其中一种，也是最流行的一种采暖方式，它比起电暖还是相当有优势的。水暖是通过地面盘管，管道里有循环流动的热水，通过地板辐射层中的热媒，均匀加热整个地面，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。
3.目前基于水暖系统房间(生活区、办公区、工厂区等)的温度主要依靠来流水的温度和流量，一般调节温度是手动调节入户的阀门，或者通过开窗降温。而且房屋内的温度不能根据用户需要随时进行远程调节。另外房间温度和流量变化不能实时反馈给热水供给系统，热水供给系统一般按常量或手动调节出水温度和流量，不利于节能。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种可实现远程自动调节能量的水暖系统，包括热水供给系统和受热负载，热水供给系统与受热负载通过输水管道连接传递热量，且热水供给系统与受热负载之间通过用户终端传输数据；
5.热水供给系统包括水流调节模块、供热模块、换热模块、进水监测模块和水箱；水流调节模块连接水箱出口和出水管阀门，水箱出口还连接换热模块；换热模块连接供热模块、供热系统进水管和供热系统出水管；供热系统进水管一端连接换热模块，另一端连接所有受热负载出水管，供热系统出水管一端连接换热模块，另一端连接所有受热负载进水管；在供热系统进水管上还连接进水监测模块，进水监测模块连接供热模块；
6.受热负载包括水流调节模块、温度测量模块、散热模块和远程控制模块，温度测量模块连接水流调节模块，温度测量模块将采集到的温度传输至水流调节模块，水流调节模块连接受热负载进水管和散热模块，散热模块连接受热负载出水管，由散热模块进行散热；远程控制模块连接水流调节模块和用户终端，用于将用户终端设置的预设温度发送至水流调节模块。
7.如上所述的可实现远程自动调节能量的水暖系统，其中，热水供应系统可以为某一区域统一供水系统，也可以是为每一户或几户设置的水温调控系统，是能够独立工作且具有独立控制能力的设备。
8.如上所述的可实现远程自动调节能量的水暖系统，其中，受热负载为户内每个受热房间的末端设备，是能够独立工作且具有独立控制能力的设备。
9.如上所述的可实现远程自动调节能量的水暖系统，其中，进水监测模块监测供热系统进水管进水温度、进水流量、进水压力，将这些数据传输至换热模块，由换热模块根据这些数据进行实时计算，得到最佳供热温度，将该信号传输至换热模块进行水量调节。
10.如上所述的可实现远程自动调节能量的水暖系统，其中，水流调节模块根据预先设定的温度，使用预定算法计算对应进水量，控制受热负载进水管阀门，实时调节进水流量。
11.本技术还提供一种可实现远程自动调节能量的水暖系统控制方法，包括：
12.受热负载采集房间温度；
13.接收用户终端设置的每个房间的预设温度，根据预设温度和房间温度调节进水流量；
14.热水供给系统监测进水参数；
15.根据进水参数调节出水流量。
16.如上所述的可实现远程自动调节能量的水暖系统控制方法，其中，根据预设温度和房间温度调节进水流量，具体包括如下子步骤：
17.预先构建温度与水流量的关系模型；
18.计算当前房间温度与预设温度的温度差，将温度差输入关系模型中，输出待调节水流量；
19.根据待调节水流量调节进水阀进水流量，记录调节信息。
20.如上所述的可实现远程自动调节能量的水暖系统控制方法，其中，根据进水参数调节出水流量，具体包括如下子步骤：
21.预先计算热水供给系统与受热负载之间的能量损耗，根据供热温度、受热温度、供热水流量、受热水流量、监测温度、监测水流量以及能量损耗建立热水供给系统与受热负载的供给关系模型；
22.获取受热负载当前时刻的调节信息，并获取热水供给系统监测到的进水温度、进水流量，将进水温度、进水流量和调节信息输入供给关系模型中，得到热水供给系统的供热数据；
23.获取受热负载中每个末端设备的调节信息，根据每个末端设备的调节信息确定每个末端设备的分布水量。
24.本技术还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括至少一个存储器和至少一个处理器；
25.存储器用于存储一个或多个程序指令；
26.处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行上述任一项所述的一种可自动调节能量的水暖系统控制方法。
27.本发明实现的有益效果如下：本技术设计一种可根据所有房间(末端)温度、流量信息，以及热水供给系统进水(回水)温度、流量、压力等信息，通过预定算法，实时调节出水温度和流量，达到精准控制整个系统的温度的目标，实现节能目的；而且通过在受热终端中设置远程控制模块，实现用户终端对受热负载中每个末端设备的独立温度调控，提高用户对房间温度调节的自主性，用户体验更佳。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1是本技术实施例一提供的一种可实现远程自动调节能量的水暖系统控制方法流程图；
30.图2是本技术实施例二提供的一种可实现远程自动调节能量的水暖系统示意图。
具体实施方式
31.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一
33.如图1所示，本技术实施例一提供一种可实现远程自动调节能量的水暖系统控制方法，包括：
34.步骤110、受热负载采集房间温度；
35.受热负载包括多个户内房间末端设备，末端设备采集对应房间内的温度，具体可以通过设置在末端设备中的温度测量模块采集当前房间温度，也可以是通过设置单独与末端设备连接的温度传感器去采集房间内的温度。
36.步骤120、受热负载接收用户终端设置的每个房间的预设温度，根据预设温度和房间温度调节进水流量；
37.为了能够实现动态调节每个房间的预设温度，使得随着室外气温的变化而实时确定房间所需要的适宜温度，本技术在用户终端中安装与受热负载匹配的应用程序app，该应用程序与受热负载之间可以通过远程方式进行通信，由用户可以在离家很远的室外即可调节房间温度，在用户离开时能够合理降低房间温度，在用户即将入户时提前调高房间温度，由此更加提高用户对房间温度调节的自主性，用户体验更佳。
38.其中，根据预设温度和房间温度调节进水流量，具体包括如下子步骤：
39.步骤121、预先构建温度与水流量的关系模型；
40.其中，构建温度与水流量的关系模型，具体包括：
41.采集末端设备记录的受热断面数据集，包括多个历史温度与对应的水流量，例如采集到的供热断面数据集为s
r
＝{(x1,y1),(x2,y2)
…
(x
t
,y
t
)}，x1,x2…
x
t
为房间温度，y1,y2…
y
t
为对应时刻的供热水流量；
42.将房间温度特征集作为输入、对应时刻的供热水流量作为输出，构建温度与水流量的关系模型其中，w1为输入层到隐含层的权值，w2为隐含层到输出层的权值；β1为输入层到隐含层的阈值；β2为隐含层到输出层的阈值；为隐含层到输出层的函数，e为自然常数；μ(x)为输入层到隐含层的函数。
43.步骤122、计算当前房间温度与预设温度的温度差，将温度差输入关系模型中，输出待调节水流量；
44.预设温度是由用户在各个房间的末端设备上设置的自定义最适宜温度，计算当前
房间温度x
r
与预设温度x
′
的温度差x＝x
r
‑
x
′
，将温度差输入关系模型中，输出待调节水流量y
r
。
45.步骤123、根据待调节水流量调节进水阀进水流量，记录调节信息；其中，调节信息包括但不限于受热负载标识、采集的温度、调节的进水流量。
46.返回参见图1，步骤130、热水供给系统监测进水参数；
47.在受热负载的水流调节模块根据当前房间温度调节进水流量之后，与水流调节模块连接的散热模块温度降低，对应的与散热模块连接的出水流量改变，受热负载的出水管连接热水供给系统的进水管，由于热水供给系统的进水温度和进水流量都改变，因此热水供给系统的进水监测模块监测到的进水参数实时改变，由此热水供给系统需要实时调节供水量，由此实现水流供应的优化，使得受热负载温度可实时调控。
48.热水供给系统中的进水监测模块监测进水管的进水温度、进水流量和进水压力，并通过通信模块从受热负载中获取记录的调节信息，包括但不限于受热负载标识、采集的温度、调节的进水流量。
49.步骤140、根据进水参数调节出水流量；
50.本技术实施例中，根据进水参数调节出水流量，具体包括如下子步骤：
51.步骤141、预先计算热水供给系统与受热负载之间的能量损耗，根据供热温度、受热温度、供热水流量、受热水流量、监测温度、监测水流量以及能量损耗建立热水供给系统与受热负载的供给关系模型；
52.具体地，计算热水供给系统与受热负载之间的能量损耗的计算公式为：
[0053][0054]
其中，q
i
表示第i时刻热水供给系统与受热负载之间的能量损耗；t
i
表示第i时刻监测到的进水温度，l
i
表示第i时刻监测到的进水流量，t
i
′
表示第i时刻的受热温度，l
′
i
表示第i时刻的受热水流量。
[0055]
建立的热水供给系统与受热负载的供给关系模型为：
[0056][0057]
其中，t
ir
为第i时刻热水供给系统的供热温度；为第i时刻热水供给系统的供热水流量；t
i
表示第i时刻监测到的进水温度，l
i
表示第i时刻监测到的进水流量，t
i
′
表示第i时刻的受热温度，l
′
i
表示第i时刻的受热水流量；q
i
表示第i时刻热水供给系统与受热负载之间的能量损耗。
[0058]
步骤142、获取受热负载当前时刻的调节信息，并获取热水供给系统监测到的进水温度、进水流量，将进水温度、进水流量和调节信息输入供给关系模型中，得到热水供给系统的供热数据；
[0059]
受热负载的调节信息存储于受热负载的每个末端设备中，可以在热水供给系统和受热负载之间建立rs485总线通信、电力线载波通信、wifi通信、lora连接通信，或者是通过
用户终端从受热负载中获取调节信息，然后由热水共计系统连接用户终端，从用户终端中获取调节信息，实现通过手机信号进行数据转发。
[0060]
将受热负载当前时刻的受热温度、受热水流量、热水供给系统监测到的进水温度、进水流量输入上述公式中，得到供热温度*供热水流量的乘积，在供热温度确定的情况下，即可计算供热水流量，即出水流量。
[0061]
步骤143、获取受热负载中每个末端设备的调节信息，根据每个末端设备的调节信息确定每个末端设备的分布水量；
[0062]
获取每个末端设备的调节信息，根据每个末端设备的调节信息确定每个末端设备的分布水量；具体地，每个末端设备中记录有各自的采集温度和调节的进水流量，按照调节信息分配出水流量，计算公式为其中，l
w
为向第ww个末端设备分配的水量，m
w
为第r个末端设备调节的进水流量，l
r
为热水供给系统供热水流量。
[0063]
实施例二
[0064]
如图2所示，本技术实施例二提供一种可实现远程自动调节能量的水暖系统，包括热水供给系统和受热负载。热水供应系统可以为某一区域统一供水系统，也可以是为每一户或几户设置的水温调控系统，受热负载为户内每个受热房间的末端设备，热水供给系统与每个户内末端设备通过输水管道连接传递热量，且热水供给系统与受热负载之间通过用户终端传输数据。受热负载与热水供给系统均是能够独立工作且具有独立控制能力的设备。热水供给系统根据受热负载实时反馈的温度和水流量调节进水流量，以控制受热负载的温度。
[0065]
受热负载包括多个户内房间末端设备，每个末端设备中均包括水流调节模块、温度测量模块、散热模块和远程通信模块，温度测量模块一般为温度传感器，用于采集当前房间内的实时温度，温度测量模块连接水流调节模块，温度测量模块将采集到的温度传输至水流调节模块，水流调节模块连接受热负载进水管和散热模块，散热模块连接受热负载出水管，由散热模块进行散热；水流调节模块根据预先设定的温度，使用预定算法计算对应进水量，控制受热负载进水管阀门，实时调节进水流量；远程控制模块连接水流调节模块和用户终端，用于将用户终端设置的预设温度发送至水流调节模块，远程通信模块与用户终端通过远程通信方式连接，接收用户终端设置的房间预设温度，每个房间的预设温度的设置互不影响，可以单独调节。
[0066]
具体地，受热负载的水流调节模块具体用于根据预设温度和房间温度调节进水流量，具体包括：
[0067]
预先构建温度与水流量的关系模型，采集末端设备记录的受热断面数据集，包括多个历史温度与对应的水流量，例如采集到的供热断面数据集为s
r
＝{(x1,y1),(x2,y2)
…
(x
t
,y
t
)}，x1,x2…
x
t
为房间温度，y1,y2…
y
t
为对应时刻的供热水流量；将房间温度特征集作为输入、对应时刻的供热水流量作为输出，构建温度与水流量的关系模型其中，w1为输入层到隐含层的权值，w2为隐含层到输出层的权值；β1为输入层到隐含层的阈值；β2为隐含层到输出层的阈值；为隐含层到输出层的函
数，e为自然常数；μ(x)为输入层到隐含层的函数。
[0068]
计算当前房间温度与预设温度的温度差，将温度差输入关系模型中，输出待调节水流量；具体计算当前房间温度x
r
与预设温度x
′
的温度差x＝x
r
‑
x
′
，将温度差输入关系模型中，输出待调节水流量y
r
；根据待调节水流量调节进水阀进水流量，记录调节信息。
[0069]
热水供给系统包括水流调节模块、供热模块、换热模块、进水监测模块和水箱；水流调节模块连接水箱出口和出水管阀门，用于调节水箱进水量和热水供给系统为受热负载提供的出水量；水箱出口还连接换热模块，为换热模块提供水量供应；换热模块连接供热模块、供热系统进水管和供热系统出水管，供热模块为换热模块中的供水加热，以及调节换热模块的出水温度；供热系统进水管一端连接换热模块，另一端连接所有受热负载出水管，供热系统出水管一端连接换热模块，另一端连接所有受热负载进水管；在供热系统进水管上还连接进水监测模块，进水监测模块连接供热模块，进水监测模块监测供热系统进水管进水温度、进水流量、进水压力等，将这些数据传输至换热模块，由换热模块根据这些数据进行实时计算，得到最佳供热温度，将该信号传输至水流调节模块进行水量调节，以控制进水温度，达到实时控制受热负载温度的目的。
[0070]
具体地，热水供给系统的水流调节模块具体用于根据进水参数调节出水流量，具体包括：
[0071]
预先计算热水供给系统与受热负载之间的能量损耗，根据供热温度、受热温度、供热水流量、受热水流量、监测温度、监测水流量以及能量损耗建立热水供给系统与受热负载的供给关系模型；
[0072]
具体地，计算热水供给系统与受热负载之间的能量损耗的计算公式为：
[0073][0074]
其中，q
i
表示第i时刻热水供给系统与受热负载之间的能量损耗；t
i
表示第i时刻监测到的进水温度，l
i
表示第i时刻监测到的进水流量，t
i
′
表示第i时刻的受热温度，l
′
i
表示第i时刻的受热水流量。
[0075]
建立的热水供给系统与受热负载的供给关系模型为：
[0076][0077]
其中，t
ir
为第i时刻热水供给系统的供热温度；为第i时刻热水供给系统的供热水流量；t
i
表示第i时刻监测到的进水温度，l
i
表示第i时刻监测到的进水流量，t
i
′
表示第i时刻的受热温度，l
′
i
表示第i时刻的受热水流量；q
i
表示第i时刻热水供给系统与受热负载之间的能量损耗。
[0078]
获取受热负载当前时刻的调节信息，并获取热水供给系统监测到的进水温度、进水流量，将进水温度、进水流量和调节信息输入供给关系模型中，得到热水供给系统的供热数据；具体地，将受热负载当前时刻的受热温度、受热水流量、热水供给系统监测到的进水温度、进水流量输入上述公式中，得到供热温度*供热水流量的乘积，在供热温度确定的情
况下，即可计算供热水流量，即出水流量。
[0079]
获取受热负载中每个末端设备的调节信息，根据每个末端设备的调节信息确定每个末端设备的分布水量；获取每个末端设备的调节信息，根据每个末端设备的调节信息确定每个末端设备的分布水量；具体地，每个末端设备中记录有各自的采集温度和调节的进水流量，按照调节信息分配出水流量，计算公式为其中，l
w
为向第ww个末端设备分配的水量，m
w
为第r个末端设备调节的进水流量，l
r
为热水供给系统供热水流量。
[0080]
进一步地，热水供给系统与受热负载之间可以通过通信模块传输数据，通信模块可以为rs485总线通信、电力线载波通信、wifi通信、lora连接通信等。
[0081]
与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种计算机存储介质，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
[0082]
存储器用于存储一个或多个程序指令；
[0083]
处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行一种可自动调节能量的水暖系统的控制方法。
[0084]
与上述实施例对应的，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质中包含一个或多个程序指令，一个或多个程序指令用于被处理器执行一种可自动调节能量的水暖系统的控制方法。
[0085]
本发明所公开的实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述的一种可自动调节能量的水暖系统的控制方法。
[0086]
在本发明实施例中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0087]
可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0088]
存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。
[0089]
其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read
‑
only memory，简称rom)、可编程只读存储器(programmable rom，简称prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，简称eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，简称eeprom)或闪存。
[0090]
易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，简称ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存
储器(static ram，简称sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，简称dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，简称sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data ratesdram，简称ddrsdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhancedsdram，简称esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，简称sldram)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus ram，简称drram)。
[0091]
本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
[0092]
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
[0093]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。