CN112212387B - 一种防止开窗散热温度聚降的控制装置及控制方法 - Google Patents

一种防止开窗散热温度聚降的控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制装置及控制方法，该控制装置包括多个碳纤维加热装置（1）、多个碳纤维控制器（2）、采集器（3）、服务器（4），单个所述碳纤维加热装置（1）与单个所述碳纤维控制器（2）一一对应相连，多个所述碳纤维控制器（2）分别与所述采集器（3）相连，所述采集器（3）与所述服务器（4）相连。本发明的有益效果是：本发明的控制装置和控制方法使供暖达到均衡，减少部分用户室内过热现象，减少过热开窗行为，并且通过互联网等信息渠道提醒用户正在开窗行为，引导用户减少开窗或缩短开窗时间，同时在正在开窗期间，暂停该室正在加热的热源，减少能源流失浪费，达到节能供暖的效果。

Description

一种防止开窗散热温度聚降的控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及供热控制领域，尤其涉及一种碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制装置及控制方法。
背景技术
传统的集中供暖是目前北方城市最常见的一种供暖方式，其将集中的热源通过供热管网将热量传递给各个用户。传统的集中供暖管网很难实现热力平衡，容易供暖不均，会存在部分用户温度过高，需要开窗散热。这样一边高温供暖，一边开窗散热，不但增加了供暖公司的运营成本，也大量的浪费了能源。
发明内容
本发明提供了一种碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制装置，包括多个碳纤维加热装置、多个碳纤维控制器、采集器、服务器，单个所述碳纤维加热装置与单个所述碳纤维控制器一一对应相连，多个所述碳纤维控制器分别与所述采集器相连，所述采集器与所述服务器相连；
所述碳纤维控制器：用于接收所述采集器传输的控制参量，并根据所接收到的控制参量控制所述碳纤维加热装置电源的开关，实现所述碳纤维加热装置的供暖和停暖；所述碳纤维控制器还用于实时测量室内温度，并根据测量的室内温度计算室内温度变化率，然后将其发送给所述采集器；
所述采集器：用于采集所述碳纤维控制器测量的室内温度、室内温度变化率数据，并将所采集的数据发送给所述服务器；所述采集器还用于接收所述服务器下发的控制参量及控制指令，并负责发送给所述碳纤维控制器；
所述服务器：所述服务器用于接收所述采集器采集的室内温度、室内温度变化率数据，并负责将控制参量及控制指令下发给采集器；服务器还负责对所接收的数据进行管理、分析和决策，识别用户的开窗行为，在检测到有开窗行为时，控制碳纤维控制器暂停加热，并通过互联网将用户开窗情况以消息的形式发送给用户。
作为本发明的进一步改进，所述控制参量包括设定温度、加热时段。
作为本发明的进一步改进，该控制装置还包括电缆，所述碳纤维加热装置与所述碳纤维控制器通过所述电缆相连。
作为本发明的进一步改进，所述碳纤维控制器与所述采集器采用LoRa无线连接。
作为本发明的进一步改进，所述采集器与所述服务器采用4G无线连接。
作为本发明的进一步改进，该控制装置还包括客户端，所述客户端与所述服务器相连，所述客户端为用户提供与服务器的交互界面。
作为本发明的进一步改进，该控制装置还包括手机APP，所述手机APP与所述服务器相连，所述手机APP为用户提供消息接收、数据查询、数据上报服务。
本发明还公开了一种碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制方法，步骤1：服务器通过对采集器采集的室内温度、室内温度变化率数据进行管理、分析和决策，来识别用户的房屋开窗行为；
步骤2：当服务器识别到有房屋开窗行为时，控制碳纤维控制器暂停加热，并通过互联网将用户开窗情况以消息的形式发送到用户的手机APP、客户端上；
步骤3：服务器通过对采集器采集的室内温度、室内温度变化率数据进行管理、分析和决策，来识别有开窗行为用户的房屋窗户是否已关闭，如果判断房屋窗户已关闭，则执行步骤4，否则服务器继续控制碳纤维控制器暂停加热；
步骤4：服务器识别到房屋窗户已关闭时，根据最高加热室温进行判定是否继续进行加热。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，服务器识别用户的房屋开窗行为还包括执行以下步骤：
第一步骤：碳纤维控制器每秒钟测量室内温度一次，记录最近2N分钟每次的温度测量值，计算最近N分钟的温度测量平均值T1，计算前N分钟至2N分钟的温度测量平均值T2，获得每秒的平均温度变化率为K＝(T1－T2)/60N；
第二步骤：设定碳纤维控制器在加热状态时，最大允许温度变化率为K2；
第三步骤：在碳纤维加热装置加热过程中，服务器检测采集器所采集的温度变化率K大于等于最大允许温度变化率K2，识别为正在开窗。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤4中，服务器识别用户的房屋窗户已关闭行为还包括执行以下步骤：
步骤S1：设定碳纤维控制器在未加热状态时，最大允许温度变化率为K1；
步骤S2：在碳纤维加热装置未加热状态下，服务器检测采集器所采集的温度变化率K小于等于最大允许温度变化率K1时，识别为正在开窗，当检测到温度变化率K大于最大允许温度变化率K1时，识别为房屋窗户已关闭。
本发明的有益效果是：本发明的控制装置和控制方法使供暖达到均衡，减少部分用户室内过热现象，减少过热开窗行为，并且通过互联网等信息渠道提醒用户正在开窗行为，引导用户减少开窗或缩短开窗时间，同时在正在开窗期间，暂停该室正在加热的热源，减少能源流失浪费，达到节能供暖的效果。
附图说明
图1是本发明的控制装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制装置，包括多个碳纤维加热装置1、多个碳纤维控制器2、采集器3、服务器4，单个所述碳纤维加热装置1与单个所述碳纤维控制器2一一对应相连，多个所述碳纤维控制器2分别与所述采集器3相连，所述采集器3与所述服务器4相连。
所述碳纤维控制器2：用于接收所述采集器3传输的控制参量，并根据所接收到的控制参量控制所述碳纤维加热装置1电源的开关，实现所述碳纤维加热装置1的供暖和停暖；所述碳纤维控制器2还用于实时测量室内温度，并根据测量的室内温度计算室内温度变化率，然后将其发送给所述采集器3。
所述采集器3：用于采集所述碳纤维控制器2测量的室内温度、室内温度变化率等数据，并将所采集的数据发送给所述服务器4；所述采集器3还用于接收所述服务器4下发的控制参量及控制指令，并负责发送给所述碳纤维控制器2。
所述服务器4：所述服务器4用于接收所述采集器3采集的室内温度、室内温度变化率数据，并负责将控制参量下发给采集器3；服务器4还负责对所接收的数据进行管理、分析和决策，识别用户的开窗行为，在检测到有开窗行为时，控制碳纤维控制器2暂停加热，并通过互联网将用户开窗情况以消息的形式发送给用户。
所述控制参量包括设定温度、加热时段。
该控制装置还包括电缆，所述碳纤维加热装置1与所述碳纤维控制器2通过所述电缆相连。
所述碳纤维控制器2与所述采集器3采用LoRa无线连接。采集器3通过LoRa无线采集碳纤维控制器2测量的室内温度、室内温度变化率等数据。
所述采集器3与所述服务器4采用4G无线连接。
该控制装置还包括客户端6，所述客户端6与所述服务器4采用Internet进行连接，所述客户端6为用户提供与服务器4的交互界面。
该控制装置还包括手机APP 7，所述手机APP 7与所述服务器4采用Internet进行连接，所述手机APP 7主要为用户提供消息接收、数据查询、数据上报等服务。
一种碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制装置在供暖时，以下两种情况均可以识别为开窗行为。其一，在未加热状态下，检测温度下降的变化率变大时，可识别为正在开窗；其二，在加热过程中，温度升温变化率变缓时，可识别为正在开窗。
碳纤维控制器2每秒钟测量室内温度一次，记录最近2N分钟每次的温度测量值，计算最近N分钟的温度测量平均值T1，计算前N分钟至2N分钟的温度测量平均值T2，即每秒的平均温度变化率为K＝(T1－T2)/60N。上述计算取值分钟数可根据房屋保温情况进行适当调整。
碳纤维控制器2在未加热时，室内温度会随之下降，即T1小于T2，其温度变化率K为负值。碳纤维控制器2在加热时，室内温度会随之上升，即T1大于T2，其温度变化率K为正值。
分别设定碳纤维控制器2在未加热时，最大允许温度变化率为K1，碳纤维控制器2在加热时，最大允许温度变化率为K2。
碳纤维控制器2在未加热时，当检测到温度变化率K小于等于K1时，即记为该房间正在开窗。碳纤维控制器2在加热时，当检测到温度变化率K大于等于K2时，即记为该房间正在开窗。
当识别为房屋开窗行为时，服务器4对用户注册的手机APP账户、微信公众号内注册的账户或预留的手机号，发送正在开窗提醒通知。
在识别到用户开窗行为后，控制碳纤维控制器2暂停加热，再根据上述开窗行为识别方法进行检测，碳纤维控制器2在未加热时，当检测到温度变化率K大于K1时，即记为窗户已关闭。
在识别到窗户已关闭时，再根据最高加热室温进行判定是否继续进行加热。
本发明还公开了一种碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制方法，包括执行以下步骤：
步骤1：服务器4通过对采集器3采集的室内温度、室内温度变化率数据进行管理、分析和决策，来识别用户的房屋开窗行为。
步骤2：当服务器4识别到有房屋开窗行为时，控制碳纤维控制器2暂停加热，并通过互联网将用户开窗情况以消息的形式发送到用户的手机APP 7、客户端6（微信公众号及短信）上。
步骤3：服务器4通过对采集器3采集的室内温度、室内温度变化率数据进行管理、分析和决策，来识别有开窗行为用户的房屋窗户是否已关闭，如果判断房屋窗户已关闭，则执行步骤4，否则服务器4继续控制碳纤维控制器2暂停加热。
步骤4：服务器4识别到房屋窗户已关闭时，根据最高加热室温进行判定是否继续进行加热。
在所述步骤1中，服务器4识别用户的房屋开窗行为还包括执行以下步骤：
第一步骤：碳纤维控制器2每秒钟测量室内温度一次，记录最近2N分钟每次的温度测量值，计算最近N分钟的温度测量平均值T1，计算前N分钟至2N分钟的温度测量平均值T2，获得每秒的平均温度变化率为K＝(T1－T2)/60N；上述计算取值分钟数可根据房屋保温情况进行适当调整。碳纤维控制器2在未加热时，室内温度会随之下降，即T1小于T2，其温度变化率K为负值。碳纤维控制器2在加热时，室内温度会随之上升，即T1大于T2，其温度变化率K为正值。
第二步骤：设定碳纤维控制器2在加热状态时，最大允许温度变化率为K2。
第三步骤：在碳纤维加热装置1加热过程中，服务器4检测采集器3所采集的温度变化率K大于等于最大允许温度变化率K2，识别为正在开窗。
在所述步骤4中，服务器4识别用户的房屋窗户已关闭行为还包括执行以下步骤：
步骤S1：设定碳纤维控制器2在未加热状态时，最大允许温度变化率为K1。
步骤S2：在碳纤维加热装置1未加热状态下，服务器4检测采集器3所采集的温度变化率K小于等于最大允许温度变化率K1时，识别为正在开窗，当检测到温度变化率K大于最大允许温度变化率K1时，识别为房屋窗户已关闭。
本发明的碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制装置，建立基于互联网、物联网技术的智慧运营管理平台，实现了终端供暖数据的采集分析，按户、按室单独调控进行分区供暖，减少空室供暖、防止开窗散热等能源浪费的现象，做到精细、精准供暖，避免了出现居民靠开关窗户来调节室内温度的现象。
本发明的碳纤维电供暖的防止开窗散热温度聚降的控制装置，通过技术手段检测及分析用户开窗行为，采用互联网等信息渠道提醒用户节约用暖，规范用户的用暖行为。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种防止开窗散热温度聚降的控制装置，其特征在于：包括多个碳纤维加热装置（1）、多个碳纤维控制器（2）、采集器（3）、服务器（4），单个所述碳纤维加热装置（1）与单个所述碳纤维控制器（2）一一对应相连，多个所述碳纤维控制器（2）分别与所述采集器（3）相连，所述采集器（3）与所述服务器（4）相连；
所述碳纤维控制器（2）：用于接收所述采集器（3）传输的控制参量，并根据所接收到的控制参量控制所述碳纤维加热装置（1）电源的开关，实现所述碳纤维加热装置（1）的供暖和停暖；所述碳纤维控制器（2）还用于实时测量室内温度，并根据测量的室内温度计算室内温度变化率，然后将其发送给所述采集器（3），所述控制参量包括设定温度、加热时段；
所述采集器（3）：用于采集所述碳纤维控制器（2）测量的室内温度、室内温度变化率数据，并将所采集的数据发送给所述服务器（4）；所述采集器（3）还用于接收所述服务器（4）下发的控制参量及控制指令，并负责发送给所述碳纤维控制器（2）；
所述服务器（4）：所述服务器（4）用于接收所述采集器（3）采集的室内温度、室内温度变化率数据，并负责将控制参量及控制指令下发给采集器（3）；服务器（4）还负责对所接收的数据进行管理、分析和决策，识别用户的开窗行为，在检测到有开窗行为时，控制碳纤维控制器（2）暂停加热，并通过互联网将用户开窗情况以消息的形式发送给用户；如果判断窗户已关闭，根据最高加热室温进行判定是否继续进行加热；
所述服务器（4）识别用户的开窗行为有两种方式，第一：在未加热状态下，检测温度下降的变化率变大时，识别为正在开窗；第二：在加热过程中，温度升温变化率变缓时，识别为正在开窗；
所述服务器（4）识别用户的开窗行为的方式如下：
碳纤维控制器（2）每秒钟测量室内温度一次，记录最近2N分钟每次的温度测量值，计算最近N分钟的温度测量平均值T1，计算前N分钟至2N分钟的温度测量平均值T2，即每秒的平均温度变化率为K＝(T1－T2)/60N；
碳纤维控制器（2）在未加热时，T1小于T2，其温度变化率K为负值；碳纤维控制器（2）在加热时， T1大于T2，其温度变化率K为正值；
分别设定碳纤维控制器（2）在未加热时，最大允许温度变化率为K1，碳纤维控制器（2）在加热时，最大允许温度变化率为K2；
碳纤维控制器（2）在未加热时，当检测到温度变化率K小于等于K1时，即记为房间正在开窗；碳纤维控制器（2）在加热时，当检测到温度变化率K小于等于K2时，即记为房间正在开窗；碳纤维控制器（2）在未加热时，当检测到温度变化率K大于K1时，即记为窗户已关闭。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：该控制装置还包括电缆，所述碳纤维加热装置（1）与所述碳纤维控制器（2）通过所述电缆相连；所述碳纤维控制器（2）与所述采集器（3）采用LoRa无线连接；所述采集器（3）与所述服务器（4）采用4G无线连接。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：该控制装置还包括客户端（6），所述客户端（6）与所述服务器（4）相连，所述客户端（6）为用户提供与服务器（4）的交互界面。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于：该控制装置还包括手机APP（7），所述手机APP（7）与所述服务器（4）相连，所述手机APP（7）为用户提供消息接收、数据查询、数据上报服务。
5.一种防止开窗散热温度聚降的控制方法，其特征在于，包括执行以下步骤：
步骤1：服务器（4）用于接收采集器（3）采集的室内温度、室内温度变化率数据，并负责将控制参量及控制指令下发给采集器（3）；同时服务器（4）还通过对采集器（3）采集的室内温度、室内温度变化率数据进行管理、分析和决策，来识别用户的房屋开窗行为，所述控制参量包括设定温度、加热时段；
步骤2：当服务器（4）识别到有房屋开窗行为时，控制碳纤维控制器（2）暂停加热，并通过互联网将用户开窗情况以消息的形式发送到用户的手机APP（7）、客户端（6）上；
步骤3：服务器（4）通过对采集器（3）采集的室内温度、室内温度变化率数据进行管理、分析和决策，来识别有开窗行为用户的房屋窗户是否已关闭，如果判断房屋窗户已关闭，则执行步骤4，否则服务器（4）继续控制碳纤维控制器（2）暂停加热；
步骤4：服务器（4）识别到房屋窗户已关闭时，根据最高加热室温进行判定是否继续进行加热；
在所述步骤1中，服务器（4）识别用户的房屋开窗行为还包括执行以下步骤：
第一步骤：碳纤维控制器（2）每秒钟测量室内温度一次，记录最近2N分钟每次的温度测量值，计算最近N分钟的温度测量平均值T1，计算前N分钟至2N分钟的温度测量平均值T2，获得每秒的平均温度变化率为K＝(T1－T2)/60N；
第二步骤：设定碳纤维控制器（2）在加热状态时，最大允许温度变化率为K2；
第三步骤：在碳纤维加热装置（1）加热过程中，服务器（4）检测采集器（3）所采集的温度变化率K小于等于最大允许温度变化率K2，识别为正在开窗；
在所述步骤4中，服务器（4）识别用户的房屋窗户已关闭行为还包括执行以下步骤：
步骤S1：设定碳纤维控制器（2）在未加热状态时，最大允许温度变化率为K1；
步骤S2：在碳纤维加热装置（1）未加热状态下，服务器（4）检测采集器（3）所采集的温度变化率K小于等于最大允许温度变化率K1时，识别为正在开窗，当检测到温度变化率K大于最大允许温度变化率K1时，识别为房屋窗户已关闭。
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