專利名稱：基于云服務的集中供暖監控系統及集中供暖系統調節方法
技術領域：
本發明涉及智能供暖技術，具體涉及基于云服務的集中供暖監控系統及集中供暖系統調節方法。
背景技術：
我國城市集中供熱面積至少30億平方米，這些供熱面積內的用戶大多不具備自動調節供暖溫度的節能系統，這樣既浪費能源，又不舒適。現有的室內供暖終端監控設備調節方法一種是用戶人工調節用戶操作面板完成對供回水管路的流量的調節。這種方式需要用戶人工調節，自動化程度低，能耗高。另一種室內供暖終端監控設備通過室內溫度傳感器來進行自動調節。用戶設定室內溫度后，將室內溫度傳感器的檢測值與用戶設定的室內溫度值進行比較，比較結果發送給控制部分，通過對安裝在供熱水管上的電動調節閥進行控制，可以使室內的溫度達到設定的目標值。該技術方案雖然在一定程度上可以達到節能減排的效果，但是根據溫度傳感器的探測值進行被動調節，室內的實際溫度很難保持在用戶的設定值上。而且由于熱能的傳導性，每單元的供熱消耗量除該單元的自身消耗外與該單元在樓內的位置、鄰居情況及建筑本身的護圍結構有密切關系，因此，這種室內供暖終端監控設備的調節精確度和節能程度仍需提高。
發明內容
本發明的目的在于提出一種基于云服務的集中供暖監控系統及其調節方法，基于云端的大規模計算能力，統籌整個集中供暖系統中各個用戶的負荷和用戶個人的行為模式，提高室內供暖終端監控設備的調節精確度和節能程度。本發明公開了一種基于云服務的集中供暖監控系統，包括云端服務器和與云端服務器通信連接的供暖終端監控設備:所述云端服務器包括用戶行為函數獲取模塊、負荷及水溫獲取模塊和參數計算模塊；所述用戶行為函數獲取模塊用于根據歷史數據獲取每一用戶對應的用戶行為函數，所述用戶行為函數為房間供暖設備參數與時間、對應的用戶供暖負荷、供水溫度之間關系的函數；所述負荷及水溫獲取模塊用于預測各個用戶供暖負荷并獲取各個用戶的當前供水溫度；所述參數計算模塊用于根據預測的各個用戶供暖負荷、當前供水溫度以及時間信息計算房間供暖設備參數并下發到各個供暖終端監控設備；所述供暖終端監控設備用于獲取所監控的房間供暖設備所處用戶的當前供水溫度以及根據所述房間供暖設備參數對房間供暖設備進行調節。優選地，所述負荷及水溫獲取模塊根據氣象數據以及預先獲得的能耗函數預測各個用戶供暖負荷；所述能耗函數為體現所述氣象數據與每個用戶供暖負荷之間關系的函數，其通過對歷史氣象數據和各個用戶供暖負荷的歷史數據擬合得到。優選地，所述氣象數據包括溫度、濕度和照度。優選地，所述房間供暖設備參數為電動調節閥開度。優選地，所述云端服務器還包括反饋調整模塊:所述反饋調整模塊用于根據用戶的手動調節參數修正所述用戶行為函數。優選地，所述云端服務器還包括最優調整模塊；所述最優調整模塊用于根據最節能用戶的用戶行為函數修正其它用戶的用戶行為函數。本發明還公開了一種基于云服務的集中供暖系統調節方法，包括:云端服務器根據歷史數據獲取用戶行為函數，所述用戶行為函數為體現房間供暖設備參數與時間、對應的用戶供暖負荷、供水溫度之間關系的函數；云端服務器預測各個用戶供暖負荷并通過供暖終端監控設備獲取各個用戶的當前供水溫度；云端服務器根據預測的各個用戶供暖負荷、當前供水溫度以及時間信息計算房間供暖設備參數并下發到各個供暖終端監控設備；根據所述房間供暖設備參數對房間供暖設備進行調節。優選地，所述云端服務器根據氣象數據以及預先獲得的能耗函數預測各個用戶供暖負荷；所述能耗函數為所述氣象數據與所述各個用戶供暖負荷之間關系的函數，其通過對歷史氣象數據和各個用戶供暖負荷的歷史數據擬合獲得。優選地，所述氣象數據包括溫度、濕度和照度。優選地，所述房間供暖設備參數為電動調節閥開度。優選地，所述方法還包括:根據用戶的手動調節參數修正所述用戶行為函數。優選地，所述方法還包括:根據最節能用戶的用戶行為函數修正其它用戶的用戶行為函數。本發明通過歷史數據獲取用戶行為函數，在云端服務器基于用戶行為函數根據預測的各個用戶供暖負荷和供水溫度周期性地來計算當前的房間供暖設備參數，并根據計算得到的房間供暖參數進行調節。由此，房間供暖設備的調節既能夠符合用戶的行為模式，又能從整體上優化整個供暖系統的負荷，智能程度高，精度好，節能程度也得到一定提高。
圖1是本發明第一實施例的基于云服務的集中供暖監控系統的示意圖。圖2是本發明第一實施例的基于云服務的集中供暖監控系統的供暖終端監控設備的不意圖。圖3是本發明第二實施例的基于云服務的集中供暖系統的調節方法的流程圖。主要附圖標記說明:
云服務器11、供暖終端監控設備12、供暖管道13、氣象中心14、用戶行為函數獲取模塊111、負荷及水溫獲取模塊112、參數計算模塊113、最優調整模塊114、反饋調節模塊115、通信模塊121、控制電路板122、電動調節閥123、水溫傳感器124、用戶操作設定旋鈕12具體實施例方式下面結合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發明的技術方案。圖1是本發明第一實施例的基于云服務的集中供暖監控系統的示意圖。如圖1所示，基于云服務的集中供暖監控系統包括云服務器11和本地供暖設備，本地供暖設備包括設于用戶室內的供暖終端監控設備12和供暖管道13，供暖終端監控設備12可以控制供暖管道13流入室內房間供暖設備的水流量從而控制溫度。具體地，云端服務器11包括用戶行為函數獲取模塊111，負荷及水溫獲取模塊112、參數計算模塊113。用戶行為函數獲取模塊111用于根據歷史數據獲取用戶行為函數，用戶行為函數為體現房間供暖設備參數與時間、各個用戶供暖負荷、供水溫度之間關系的函數。負荷及水溫獲取模塊112用于預測各個用戶供暖負荷并獲取當前供水溫度。參數計算模塊113用于根據預測的各個用戶供暖負荷、當前供水溫度、時間信息計算房間供暖設備參數并下發到供暖終端監控設備。圖2是本發明第一實施例的基于云服務的集中供暖系統的供暖終端監控設備的示意圖。如圖2所示，供暖終端監控設備12包括通信模塊121、控制電路板122、設置于供暖管道上的用于調節進入室內的熱水流量的電動調節閥123和設置于供暖管道上的水溫傳感器124。優選地，還可以包括用戶操作設定旋鈕125。通信模塊121用于與云端服務器通信上報水溫傳感器124測量的當前時刻的供暖管道供水溫度，并接收來自云端服務器11計算獲得的房間供暖設備參數。控制電路板122與通信模塊121連接，用于根據通信模塊121傳遞的房間供暖設備參數控制電動調節閥123進行調節。電動調節閥123用于根據控制電路板122控制對進水量進行調節。優選地，用戶操作設定旋鈕125與控制電路板122連接，用于向控制電路板122傳遞用戶的操作指令。在本實施例的一個優選實施方式中，房間供暖設備參數為供暖終端監控設備電動調節閥123的開度。所述云端服務器的用戶行為函數獲取模塊111根據保存的供水溫度的歷史數據、各個用戶供暖負荷的歷史數據及用戶手動操作歷史信息來建立供水溫度、各個用戶供暖負荷與房間供暖設備參數之間的函數關系，也即，用戶行為函數。所述歷史數據的獲取可以以兩至三周為周期來進行，也即，周期時間內，不進行自動調整，而是讓用戶操作調整室內供暖終端監控設備，由此采集反映用戶行為模式的歷史數據。優選地，可以在本階段通過用戶行為函數獲取模塊111對時間、負荷、供水溫度、電動調節閥開度的歷史數據進行經驗曲線擬合，計算在不同時間、集中各個用戶供暖負荷和供水溫度下，用戶調節電動調節閥開度的規律，獲得所述用戶行為函數如下:Phi=f (t) * (al+a2*L+a3*L2+bl*T+b2*T2+c*L*T)
其中，Phi為電動調節閥123開度；f (t)為表示供暖終端監控設備調節時間的函數，L為集中各個用戶供暖負荷，其可以通過云端服務器在函數獲取周期內各個用戶供暖負荷參數計算獲得；T為供水溫度，其通過設置于供暖管道上的水溫傳感器124采集；al、a2、a3、bl、b2、c為擬合系數。由此，云端服務器可以根據時間、各個用戶供暖負荷和供水溫度來計算獲取符合用戶行為模式的房間供暖設備參數。在本實施例的一個優選實施方式中，云端服務器11的負荷及水溫獲取模塊112根據氣象數據以及預先獲得的能耗函數預測各個用戶供暖負荷，并通過供暖終端監控設備12的通信模塊121獲取該供暖終端監控設備的供暖管道13的供水溫度。所述能耗函數為體現所述氣象數據與所述各個用戶供暖負荷之間關系的函數，也即，各個用戶供暖符合隨氣象數據的變化而變化的規律，其通過對歷史數據按照預測算法訓練或擬合獲得。可以通過在云服務器11上設置專門的模塊利用來自于氣象中心14的數據以及為獲取用戶行為函數所積累的歷史數據來訓練或擬合獲取所述的能耗函數，也可以對上述數據單獨訓練獲取或擬合獲取所述的能耗函數。優選地，可以在云端服務器11中基于氣象預測算法根據用戶所在區域的氣象信息及天氣預報預測的全天氣象信息逐時計算溫度、濕度、照度等氣象信息。利用氣象預測算法來進行氣象參數的逐時計算可以在一定程度提高氣象信息的獲取效率。逐時溫度T根據天氣預報得到的最高室外溫度Th和最低室外溫度T1信息采用下述公式進行計算:T = Th-QtX (Th-T1), 式中，a t為預設的t時刻溫度預測系數，該系數可以根據該地區歷史溫度信息擬合得到。逐時濕度9根據某一天的歷史數據采集濕度變化趨勢，利用天氣預報得到的全天
平均相對濕度信息對歷史變化趨勢進行修正:
權利要求
1.一種基于云服務的集中供暖監控系統，包括云端服務器和與云端服務器通信連接的供暖終端監控設備: 所述云端服務器包括用戶行為函數獲取模塊、負荷及水溫獲取模塊和參數計算模塊；所述用戶行為函數獲取模塊用于根據歷史數據獲取每一用戶對應的用戶行為函數，所述用戶行為函數為房間供暖設備參數與時間、對應的用戶供暖負荷、供水溫度之間關系的函數； 所述負荷及水溫獲取模塊用于預測各個用戶供暖負荷并獲取各個用戶的當前供水溫度； 所述參數計算模塊用于根據預測的各個用戶供暖負荷、當前供水溫度以及時間信息計算房間供暖設備參數并下發到各個供暖終端監控設備； 所述供暖終端監控設備用于獲取所監控的房間供暖設備所處用戶的當前供水溫度以及根據所述房間供暖設備參數對房間供暖設備進行調節。
2.根據權利要求1所述的基于云服務的集中供暖監控系統，其特征在于，所述負荷及水溫獲取模塊根據氣象數據以及預先獲得的能耗函數預測各個用戶供暖負荷； 所述能耗函數為體現所述氣象數據與每個用戶供暖負荷之間關系的函數，所述能耗函數通過對歷史氣象數據和各個用戶供暖負荷的歷史數據擬合得到。
3.根據權利要求2所述的基于云服務的集中供暖監控系統，其特征在于，所述氣象數據包括溫度、濕度和照度。
4.根據權利 要求1所述的基于云服務的集中供暖監控系統，其特征在于，所述房間供暖設備參數為電動調節閥開度。
5.根據權利要求1所述的基于云服務的集中供暖監控系統，其特征在于，所述云端服務器還包括反饋調整模塊: 所述反饋調整模塊用于根據用戶的手動調節參數修正所述用戶行為函數。
6.根據權利要求1所述的基于云服務的集中供暖監控系統，其特征在于，所述云端服務器還包括最優調整模塊； 所述最優調整模塊用于根據最節能用戶的用戶行為函數修正其它用戶的用戶行為函數。
7.一種基于云服務的集中供暖系統調節方法，包括: 云端服務器根據歷史數據獲取用戶行為函數，所述用戶行為函數為體現房間供暖設備參數與時間、對應的用戶供暖負荷、供水溫度之間關系的函數； 云端服務器預測各個用戶供暖負荷并通過供暖終端監控設備獲取各個用戶的當前供水溫度； 云端服務器根據預測的各個用戶供暖負荷、當前供水溫度以及時間信息計算房間供暖設備參數并下發到各個供暖終端監控設備； 供暖終端監控設備根據所述房間供暖設備參數對房間供暖設備進行調節。
8.根據權利要求7所述的基于云服務的集中供暖系統調節方法，其特征在于，所述云端服務器根據氣象數據以及預先獲得的能耗函數預測各個用戶供暖負荷； 所述能耗函數為所述氣象數據與所述各個用戶供暖負荷之間關系的函數，其通過對歷史氣象數據和各個用戶供暖負荷的歷史數據擬合獲得。
9.根據權利要求8所述的基于云服務的集中供暖系統調節方法，其特征在于，所述氣象數據包括溫度、濕度和照度。
10.根據權利要求7所述的基于云服務的集中供暖系統調節方法，其特征在于，所述房間供暖設備參數為電動調節閥開度。
11.根據權利要求7所述的基于云服務的集中供暖系統調節方法，其特征在于，所述方法還包括: 根據用戶的手動調節參數修正所述用戶行為函數。
12.根據權利要求7所述的基于云服務的集中供暖系統調節方法，其特征在于，所述方法還包括: 根據最節能 用戶的用戶行為函數修正其它用戶的用戶行為函數。
全文摘要
本發明公開了一種基于云服務的集中供暖監控系統及集中供暖系統的調整方法，所述集中供暖監控系統包括云端服務器和與云端服務器通信連接的供暖終端監控設備；云端服務器根據歷史數據獲取每一用戶對應的用戶行為函數，用戶行為函數反應房屋供暖設備參數與各個用戶的供暖負荷、供水溫度以及時間的關系，云端服務器預測各個用戶供暖負荷和獲取各個用戶的當前供水溫度，并根據上述參數計算房間供暖設備參數并下發到各個供暖終端監控設備；供暖終端監控設備根據所述房間供暖設備參數進行調節。本發明能從整體上優化各個用戶的供暖系統，從而降低了整個供暖系統的負荷，智能程度高，精度好，節能程度也得到一定提高。
文檔編號F24D19/10GK103162346SQ201310102330
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者張凡, 林海龍, 李俊 申請人:新奧科技發展有限公司