[發明專利]一種用于住宅的智能溫度控制系統

有效

• 申請號: 202210978906.5
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115046243B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 任江;汪凱巍;陳維玲;任源源
• 申請（專利權）人: 泛太能源環境（浙江）有限公司
• 主分類號: F24D15/02
• 分類號: F24D15/02;F24D19/10;F24D18/00;F24S23/70;F24S60/10;F24S50/20;F24D101/40
• 代理公司: 杭州衡峰知識產權代理事務所(普通合伙) 33426
• 代理人: 尹麗

本發明面向綠色低碳的應用需求，公開了一種用于住宅的智能溫度控制系統與方法，系統包括：參數收集模塊，包括照度傳感器，用于測量太陽光照度，溫度傳感器，用于獲取住宅內的溫度信息；溫度控制模塊，用于在根據照度參數、溫度參數及用戶選擇溫度確定系統進入升溫模式、集熱模式或保溫模式；光線控制模塊，用于反射太陽光線到熱量供應模塊；熱量供應模塊，包括用來接收太陽光的真空集熱單元、用來存儲熱量的相變儲熱單元、用來防止熱量散失的保溫隔熱單元，以及與真空集熱單元、相變儲熱單元機械連接，用來將熱量傳遞至住宅內的熱循環管道。本發明使用利用太陽輻射，為住宅供暖，可大大降低住宅能耗；進行智能隔熱，進一步維護室內熱量保持。

技術領域

本申請面向低碳環保建筑領域，提出一種涉及溫度控制的系統，特別是用于住宅的智能溫度控制與調節。

技術背景

隨著人民生活水平的提高，供暖的需求愈發旺盛。在北方和西藏等地區，主要采用空調、電熱爐或火爐的方式取暖，住宅供暖消耗的能源占有很大的比重，部分供暖方式能效低且對環境的危害大。因此，研究適應當地氣候條件和發展要求的科學供暖方式，促進供暖清潔低碳、經濟高效發展，是實現碳達峰、碳中和的必然要求。在這些地區，冬季由于天氣晴朗，太陽輻照強烈，太陽能資源豐富。太陽能發電供暖雖低碳環保，但光電轉化效率為20％左右，而電能進一步轉化為熱能的過程又存在熱能損失，最終，能夠為住宅供暖的熱效率僅為17％左右。若將太陽能直接轉化為熱能，轉化效率可達40％左右，光熱利用率提高的同時，能量轉化過程中無任何污染，節能環保，一定程度上避免產生過多的溫室氣體排放。

發明內容

本發明提供一種用于住宅的智能溫度控制系統。

本發明的智能溫度控制系統，包括參數收集模塊、溫度控制模塊、光線控制模塊以及熱量供應模塊；其中，

所述參數收集模塊，包括照度傳感器，裝在住宅外墻上，用于測量系統工作時的太陽光照度；溫度傳感器，裝于住宅內墻上，用于獲取住宅內的溫度信息；參數收集模塊與溫度控制模塊電性連接；

所述溫度控制模塊，設置于后端服務器，用于在根據參數收集模塊傳輸的照度參數與溫度參數及用戶選擇溫度確定系統進入升溫模式、集熱模式或保溫模式；

所述光線控制模塊，包括入射角度探測單元、反射墻、電機、和太陽能電池。所述入射角度探測單元用于實時探測陽光入射角度；反射墻由多塊反射鏡組成用于反射太陽光線，每塊反射鏡配有獨立的電機控制用于旋轉角度；太陽能電池用于給電機供電；

所述熱量供應模塊，包括裝在北墻上的真空集熱單元、相變儲熱單元、保溫隔熱單元，以及與真空集熱單元、相變儲熱單元機械連接的熱循環管道；所述真空集熱單元用來接收由反射鏡反射進住宅內的太陽光以收集熱量；所述相變儲熱單元用來存儲無需實時利用的多余熱量；所述保溫隔熱單元位于北墻所開小窗處，與真空集熱單元、相變儲熱單元相連，用于分隔室內外，防止熱量散失；所述熱循環管道用于將熱量傳遞至住宅內。

進一步地，所述反射墻由裝在住宅外的北墻之后的多塊反射鏡組成，安裝高度應高于住宅高度保證其不會被遮擋；為減少熱量損失，反射墻應盡量靠近住宅北墻安裝，經過反射墻中心的法線應經過真空集熱單元的中心。

進一步地，所述照度傳感器接收到的太陽光照度大于一定值時，在溫度控制模塊的作用下，系統進入升溫模式，保溫隔熱單元打開。

進一步地，所述入射角度探測單元，裝于反射墻上，包括：濾光片，用于防止聚光后的像點能量過高損壞圖像傳感器；焦距為f的聚光鏡，用于匯聚太陽光；圖像傳感器，位于聚光鏡焦平面上，中心坐標與聚光鏡中心同軸，用于實時獲取太陽光經聚光鏡后的像點的坐標(x，y)，其中x代表水平方向，y代表豎直方向，入射角度θ計算公式為：

進一步地，所述電機在升溫模式使反射鏡角度α的計算所需要的信息包括：