[發(fā)明專利]一種用于獨立式供熱系統(tǒng)的自反饋調(diào)溫方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011424106.6
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112541259B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁鈺祥;趙輝宏;趙夢迪;穆彥彤;孟海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N3/02;G06N3/08;G06F119/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種獨立式供熱系統(tǒng)的自反饋調(diào)溫方法及系統(tǒng)，包括根據(jù)供熱標準及人員作息規(guī)律，將供熱時段由預(yù)熱階段、升溫階段、調(diào)溫階段和保溫階段構(gòu)成；根據(jù)輸入?yún)?shù)細化表給出的參數(shù)，并適當加入對預(yù)測結(jié)果有影響的參數(shù)，建立每個耗熱產(chǎn)熱參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，進而建立用于預(yù)測逐時需熱量的數(shù)學(xué)模型。在調(diào)溫階段引入一套自反饋調(diào)溫系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)逐時熱負荷，從而快速控制逐時需熱量來逼近實際需熱量；同時，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來進行逐時熱負荷計算，使該系統(tǒng)可以很好的應(yīng)對節(jié)假日，作息規(guī)律突變等情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及建筑供暖及控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于獨立式供熱系統(tǒng)的自反饋調(diào)溫方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

目前我國的供暖系統(tǒng)在末端熱用戶處基本沒有自動控制裝置，造成冷熱分配不均，有些用戶在室內(nèi)穿短袖、開窗戶，而有些用戶在室內(nèi)穿棉衣等現(xiàn)象。這種情況不僅用戶的舒適度、滿意度較差，而且不利于用戶的身體健康，也造成供暖能源的浪費；因此，熱負荷預(yù)測的精確度直接影響著住戶供暖季的舒適度，對供熱需熱量進行準確預(yù)測是非常必要的；多年來國內(nèi)外在該領(lǐng)域的研究人員做了大量的研究工作，提出了多方面的觀點和預(yù)測方案。

其中，在國內(nèi)的一些研究中，白雪亮等人分析研究了國內(nèi)外城市綜合體的功能和類型，通過調(diào)查研究分析居民室內(nèi)的設(shè)備、燈具使用和人員活動等因素的變化規(guī)律，利用計算機對室內(nèi)場景進行仿真模擬，并以此為基礎(chǔ)建立模型，對熱負荷進行預(yù)測；李琦等人認為室外溫度對熱負荷的影響比重較大，先是提出了一套改進的BRP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滾動預(yù)測模型，而后又提出了一套基于遺傳算法的動態(tài)K均值聚類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。后者以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立模型，先是分析了室外溫度與日期的特點，并對他們數(shù)量化，然后進行需熱量，得到未來一天的逐時熱負荷，利用此方法預(yù)測較為準確；白珊等人對室外天氣變化情況為主要依據(jù)進行深入研究，以此建立熱負荷計算模型。該方法以大量的實際氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對熱負荷進行線性擬合。該模型在保證滿足工程應(yīng)用的誤差下，預(yù)測準確率較高；楊帆等人以國內(nèi)某工業(yè)園區(qū)為研究對象，先通過現(xiàn)場調(diào)研，然后使用系數(shù)法和典型日負荷疊加法分別得到最大、最小和平均熱負荷，最終確定熱負荷變化規(guī)律。

在國外的研究中，Peder Bacher等人在進行熱負荷預(yù)測時，主要采用時間序列的方法來建立模型，并以獨立的房間為研究對象進行研究的。但結(jié)果并不理想，不確定的天氣情況及室內(nèi)人員活動對需熱量預(yù)測有很大影響，特別是太陽輻射；Willian J Stevenson最早使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來建立需熱量預(yù)測模型。考慮了時間變化及各種室外氣象條件。

綜上所述，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，盡管在供熱熱負荷預(yù)測的研究上，國內(nèi)外都取得了一定的成果，但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的各個系統(tǒng)都存在一些不足，需熱量預(yù)測值與實際熱負荷仍有較大誤差；雖然計算時盡可能將各個影響因素考慮周全，但各個研究人員都是基于歷史數(shù)據(jù)來進行熱負荷的預(yù)測，但歷史數(shù)據(jù)既無法替代年年變化的實際天氣情況，更無法適用于不同地理位置的建筑。

發(fā)明內(nèi)容

本公開為了解決上述問題，提供了一種用于獨立式供熱系統(tǒng)的自反饋調(diào)溫方法及系統(tǒng)，所述方案通過一種逐時熱負荷計算模型，充分考慮各種室外及室內(nèi)的影響因素，并考慮了人員作息情況及工作日節(jié)假日之分，以此建立需熱量預(yù)測的數(shù)學(xué)模型；通過本公開中的自反饋調(diào)溫系統(tǒng)，在保證預(yù)測需熱量與實際熱負荷相接近的同時獲取有效數(shù)據(jù)；并使用該建筑主體的實體數(shù)據(jù)進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，以此得到穩(wěn)定高效的需熱量預(yù)測值。

根據(jù)本公開實施例的第一個方面，提供了用于獨立式供熱系統(tǒng)的自反饋調(diào)溫方法，包括：

預(yù)先將目標建筑的供熱過程劃分為預(yù)熱、升溫、自反饋調(diào)節(jié)以及保溫階段；

基于目標建筑所處環(huán)境構(gòu)建建筑的逐時熱負荷計算模型；

利用所述逐時熱負荷計算模型計算逐時需熱量并輸出；