[發(fā)明專(zhuān)利]基于室內(nèi)熱負(fù)荷的模塊式電采暖控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910590276.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110285481A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚羽非;何秀義;張?zhí)鹛?/a>;王正;于克成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F24D19/10
• 分類(lèi)號(hào): F24D19/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 劉冰

基于室內(nèi)熱負(fù)荷的模塊式電采暖控制系統(tǒng)及控制方法，涉及電采暖控制方法及裝置。本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有電采暖系統(tǒng)運(yùn)行溫度控制中出現(xiàn)的傳熱滯后從而導(dǎo)致的能耗問(wèn)題。基于室內(nèi)熱負(fù)荷的模塊式電采暖控制系統(tǒng)包括通信模塊、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊、控制模塊、遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊和監(jiān)控報(bào)警模塊；通信模塊用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度；用于監(jiān)測(cè)室外溫度；用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電采暖設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況下的電壓波動(dòng)、功率衰減信息；數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊用于獲得通信模塊監(jiān)測(cè)的室外溫度數(shù)據(jù)、電采暖設(shè)備運(yùn)行時(shí)室內(nèi)溫度以及電采暖設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況下的電壓波動(dòng)、功率衰減信息；完成實(shí)時(shí)熱負(fù)荷的計(jì)算，從而確定需要運(yùn)行的電采暖模塊數(shù)量。本發(fā)明用于清潔能源建筑采暖領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所屬清潔能源建筑采暖領(lǐng)域，涉及電采暖控制方法及裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，電采暖以其具有平衡電力資源分配，容易實(shí)現(xiàn)分戶(hù)計(jì)量，可控可調(diào)靈活方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)高效等一系列優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)冬季采暖時(shí)間短的夏熱冬冷及大部分寒冷地區(qū)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

但由于電采暖的電能是經(jīng)一次能量轉(zhuǎn)換而來(lái)的優(yōu)質(zhì)能，1kW電費(fèi)遠(yuǎn)高于1kW的熱費(fèi)，所以實(shí)施電采暖的前提是必須發(fā)揮其可靈活控制的優(yōu)勢(shì)。目前的電采暖系統(tǒng)的控制基本上都是通過(guò)在室內(nèi)安裝溫控器，在溫控器上設(shè)定所需的采暖溫度，來(lái)實(shí)施對(duì)電采暖系統(tǒng)的自動(dòng)啟停控制，甚至可以通過(guò)智能插座等裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。也就是說(shuō)，在室內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)溫度時(shí)，溫控器指令給電采暖系統(tǒng)自動(dòng)斷電停止運(yùn)行，反過(guò)來(lái)一旦室內(nèi)低于設(shè)計(jì)溫度，電采暖系統(tǒng)接受溫控器指令通電運(yùn)行。

但目前這種采用基于溫控器的控制方法，雖然能夠根據(jù)室內(nèi)的采暖需求來(lái)控制電采暖系統(tǒng)的啟停，比傳統(tǒng)的集中熱水供暖方式控制靈活，但并不是最佳節(jié)能的高效運(yùn)行方式。我們知道，熱量的傳遞過(guò)程是具有延遲效應(yīng)的，首先是在電發(fā)熱體接到停止指令后，電發(fā)熱體本身的余熱還會(huì)散出，使房間溫度繼續(xù)升高；其次由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有較大的蓄熱能力，材料本身有一定的熱容量，外界溫度改變時(shí)材料的溫度不會(huì)隨即改變，在房間內(nèi)熱源停止供熱后，隨著室溫的降低，房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)所蓄的熱量就會(huì)釋放，這同樣會(huì)使房間內(nèi)溫度升高。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，對(duì)于節(jié)能75％的節(jié)能型建筑，在室溫達(dá)到20℃電采暖系統(tǒng)關(guān)閉后，室內(nèi)溫度還會(huì)上升1-3度，這無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致較大熱能的能源損失。

目前市場(chǎng)上適用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的電采暖產(chǎn)品，大部分是鋪裝在建筑圍護(hù)墻體或地面內(nèi)，并采用模塊式布置，其優(yōu)點(diǎn)一是比室內(nèi)散熱器減少了占地面積，二是實(shí)現(xiàn)大面積低溫均勻散熱，增加了室內(nèi)的熱舒適性，而且模塊式產(chǎn)品，可根據(jù)室內(nèi)采暖面積要求自由拼裝，目前市場(chǎng)上最受歡迎的如電熱膜、電熱板等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為保證電采暖方式能夠節(jié)能高效運(yùn)行，提出了基于室內(nèi)熱負(fù)荷的模塊式電采暖控制系統(tǒng)及控制方法，基本思路為：基于對(duì)室外溫度的監(jiān)測(cè)，在滿(mǎn)足室內(nèi)采暖溫度前提下，確定室內(nèi)采暖所需的供熱負(fù)荷，基于熱平衡原理，依據(jù)室內(nèi)需求的供熱量，確定并控制電采暖模塊實(shí)際需求運(yùn)行數(shù)量。

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有電采暖系統(tǒng)運(yùn)行溫度控制中出現(xiàn)的傳熱滯后從而導(dǎo)致的能耗問(wèn)題，而提出基于室內(nèi)熱負(fù)荷的模塊式電采暖控制系統(tǒng)及控制方法。

基于室內(nèi)熱負(fù)荷的模塊式電采暖控制系統(tǒng)包括通信模塊、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊、控制模塊、遠(yuǎn)程服務(wù)器模塊和監(jiān)控報(bào)警模塊；

通信模塊用于監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度；用于監(jiān)測(cè)室外溫度；用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電采暖設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況下的電壓波動(dòng)、功率衰減信息；

數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊用于獲得通信模塊監(jiān)測(cè)的室外溫度數(shù)據(jù)、電采暖設(shè)備運(yùn)行時(shí)室內(nèi)溫度以及電采暖設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況下的電壓波動(dòng)、功率衰減信息；完成實(shí)時(shí)熱負(fù)荷的計(jì)算，從而確定需要運(yùn)行的電采暖模塊數(shù)量；同時(shí)將計(jì)算得到的熱負(fù)荷、電采暖模塊運(yùn)行數(shù)量、電采暖設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況下的電壓波動(dòng)、功率衰減信息以及室內(nèi)外溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)；

控制模塊用于實(shí)時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，當(dāng)電采暖模塊運(yùn)行數(shù)量發(fā)生改變時(shí)，根據(jù)控制策略生成控制指令，通過(guò)通信模塊將控制指令下發(fā)至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制電采暖模塊的啟停；