CN101957011A - 具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够收集外部温度变化等多种数据，并据此更有效地进行蓄热及供暖的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备及其控制方法。本发明涉及的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备包括：探测室外温度的室外温度探测部；利用夜间电力通过加热器进行蓄热的蓄热用加热器；探测蓄热用加热器的温度的蓄热温度探测部；根据室外温度探测部探测的室外温度计算蓄热量，控制蓄热用加热器的工作状态，并将保存的热量供给到多个暖风机，向室内供暖的控制服务器；向室内供暖的多个暖风机；向暖风机传送服务器数据，对当前暖风机状态进行监测，收集暖风机的数据并传送给服务器的数据处理/收集装置。本发明能更有效地蓄热及供暖，具有防止能源浪费的效果。

Description

具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备及其控制方法
技术领域
本发明关于蓄热式暖房设备，具体为，关于能够收集外部温度变化等多种数据，并据此更加有效地进行蓄热及供暖的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备及其控制方法。
背景技术
所谓暖房设备，指的是用于供暖的设备。
暖房设备可以大致分为：①直接燃烧燃料进行供暖的小型暖炉、壁炉等；②在室内设置放热器，并将室外锅炉产生的蒸汽、热水等供给到放热器进行供暖的蒸汽暖房、热水暖房；③将通过热气、蒸汽、热水、电热等升高温度的空气供给到室内的暖房，即暖风暖房、空调；④在墙壁、地板、天花板内设置管道，并向管道内供给热水、暖风等，使墙壁、地板、天花板的表面温度升高，从而进行供暖的辐射暖房；⑤利用太阳能的暖房等多种。
最近，为了节约能源，蓄热式暖房设备，即利用蓄热器的暖房设备呈增加趋势。
一般来说，蓄热器是利用夜间电力在蓄热槽内储存冷气/热气，在白天作为空调使用的系统，该蓄热器因为以抑制夏季峰值以及通过增加基本负荷提高负荷率为目标而得到普及。对于部分蓄热的情形，将白天负荷的一部分在夜间启动，进行蓄冷，可以减小冷冻机的容量，即使对于剧烈的负荷变动，也能够很好地通过蓄热部分应对各负荷，从而能够实现舒适的冷房，对于冷房时间较长，或冷房容量较大的建筑物尤为有利。
但是，上述以往的蓄热式暖房设备，其工作状态与外部温度等多种条件完全无关，从而无法有效地利用能源。
发明内容
本发明为解决上述问题而提出，其目的是提供一种能够收集外部温度变化等多种数据，并据此更加有效地进行蓄热及供暖的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备及其控制方法。
为达到上述目的，本发明的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，该设备包括：探测室外温度的室外温度探测部；利用夜间电力通过加热器进行蓄热的蓄热用加热器；探测所述蓄热用加热器的温度的蓄热温度探测部；根据所述室外温度探测部探测的室外温度来计算蓄热量，控制所述蓄热用加热器的工作状态，并将保存的热量供给到多个暖风机以向室内供暖的控制服务器；向室内供暖的多个暖风机；向所述暖风机传送服务器数据，对当前暖风机状态进行监测，收集所述暖风机的数据并传送给服务器的数据处理/收集装置。
所述暖风机具有探测室内温度的温度传感器，能够将所述温度传感器探测的室内温度传送给所述数据处理/收集装置，并从所述数据处理/收集装置接收所述服务器的控制命令，以驱动加热器及风扇，并且具有相同暖房条件的暖风机被编为一组，从而简化所述暖风机的运转设置。
本发明还包括通过工作时间及容量计算累积用电量的电力计。
所述服务器可以根据运转设定来从平时、休息日、休息日前一天、休息日后一天、星期六中选择一种作为运转类型，并对暖风机组指定运转模式，生成每日运转类型。
所述服务器可以根据运转计划设定来管理整体或个别运转日程，还可以对不同日期进行整体运转类型设定以及对运转类型中例外的暖风机进行个别运转模式设定。
所述服务器将运转记录保存在另外设置的存储器中，需要时能够读取保存的运转记录。
所述服务器在暖房运转时，对于手动模式，通过控制暖房风扇的开启/关闭状态而将室内温度维持在室内设定温度±1℃的范围内，对于自动模式，则根据制定的运转计划的设定温度来维持室内温度。
所述服务器在进行蓄热控制时，对于手动模式，设定蓄热目标值进行蓄热，对于回应(ECHO)模式，则根据外部大气和蓄热量的变化来算出适当的蓄热目标值，以进行蓄热。
本发明的蓄热式暖房控制方法，其特征在于，该方法包括：当暖房开始运转时，先探测室内温度，判断是否出现错误以及是否处于供暖时间，从而进行控制的步骤；判断工作模式，如果是自动模式，则按照预先设定的运转计划，从存储器读取设定温度到服务器，如果是手动模式，则实行手动运转，并读取设定温度的步骤；比较室内温度和设定温度，控制暖风机风扇的开/关状态，使室内温度与设定温度相一致，以进行供暖的步骤；将室内温度对应的运转记录保存到存储器的步骤。
本发明的蓄热式暖房控制方法，其特征在于，该方法包括：收集暖风机信息，根据该暖风机信息来对错误状态及蓄热时间进行控制的步骤；判断工作模式，如果是自动模式，计算蓄热目标温度及蓄热开始时间，如果是手动模式，则实行手动运转，并读取设定温度的步骤；比较蓄热温度和设定温度，根据比较结果来控制加热器的开/关状态，以使蓄热温度与设定温度相一致，从而进行蓄热控制的步骤；将蓄热温度对应的运转记录保存到存储器的步骤。
本发明涉及的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备及其控制方法，能够收集外部温度变化等多种数据，并据此更加有效地进行蓄热及供暖，具有避免能源浪费的效果。
附图说明
图1是本发明涉及的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备优选实施例的组成模块示意图。
图2是本发明涉及的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房控制方法优选实施例的暖房运转过程流程图。
图3是本发明蓄热控制过程的流程图。
图4是本发明供暖计划设定过程的流程图。
图5是本发明使用状态示意图。
图6是本发明的数据处理/收集装置的组成模块示意图。
图7是本发明进行事件请求时的数据流程图。
图8是本发明发生警告及事件时的数据流程图。
图9是本发明数据收集过程的控制流程图。
图10是本发明的暖风机和遥控器处于连接状态时的组成模块示意图。
附图标记说明
10：室外温度探测部    20：蓄热用加热器
30：蓄热温度探测部    40：电力计
50：服务器            60：数据处理/收集装置
70、80、90：暖风机    71：控制电路板
72：温度传感器        73：加热器
74：风扇              75：无线通信部
76：微机              77：电源
100：遥控器           110：键盘输入部
120：显示部           130：微机
140：无线通信部       150：充电电池
200：底座             210：充电器端子
具体实施方式
下面参照附图对本发明优选实施例进行详细说明。
本说明书及权利要求书中使用的用语及单词的意义并不局限于词典上的解释，基于为达到对发明的最佳说明效果，发明人可适当定义相关用语概念的原则，应该在本发明技术思想范畴内解释相关用语的意义及概念。因此，本说明书所述的实施例及附图所示的结构仅是本发明的优选实施例，并不能完全概括本发明技术思想，可以对其进行多种变形或代之以多种具有相同功能的等价结构。
图1是本发明涉及的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备优选实施例的组成模块示意图。
如图所示，本发明的组成包括：室外温度探测部10；蓄热用加热器20；蓄热温度探测部30；电力计40；服务器50；数据处理/收集装置60；暖风机70、80、90；控制电路板71；温度传感器72；加热器73；风扇74。
室外温度探测部10能够探测室外温度。根据探测到的室外温度，能够以室温手动模式和自动模式运转。在手动模式中，可以每天设定一定温度，在目标设定温度±1℃范围内对供暖进行自动控制。在自动模式中，可以根据不同时段设定温度的运转模式，自动控制室温，进行供暖。
蓄热用加热器20利用夜间电力通过加热器保存热量。这里，可以选择夜间时间(能够蓄热的时间)。
蓄热温度探测部30能够探测蓄热用加热器20的温度。根据探测的温度，能够以蓄热手动模式和自动模式运转。在手动模式中，将蓄热量设定为按照百分比(％)进行蓄热。在自动模式中，为了防止不必要的蓄热，可对蓄热温度进行自动调节。
电力计40通过启动时间和容量计算累积用电量。
服务器50根据室外温度探测部10探测的室外温度计算蓄热量，控制蓄热用加热器20的工作状态，并将储存的热量供给到暖风机70、80、90对室内供暖。为此，服务器50会向暖风机70、80、90输出控制命令。
另外，服务器50可以设定为平日、休息日、休息日前一天、休息日后一天、星期六等运转模式。另外，也可以对暖风机组指定运转模式，生成每日运转类型。
另外，可以根据运转计划设定，管理整体或个别运转日程，还可以对不同日期进行整体运转类型设定以及对运转类型中例外的暖风机进行个别运转模式设定。
另外，可以将运转记录保存在另外设置的存储器(未示出)中，需要时能够读取保存的运转记录。
服务器在进行供暖时，在手动模式中，通过控制暖房风扇的开启/关闭状态，将室内温度维持在室内设定温度±1℃的范围内，在自动模式中，则根据制定的运转计划的设定温度维持室内温度。
服务器在进行蓄热控制时，在手动模式中，设定蓄热目标值进行蓄热，在回应(ECHO)模式中，则根据外部大气和蓄热量的变化，算出适当的蓄热目标值，进行蓄热。
数据处理/收集装置60向暖风机70、80、90传送服务器50的数据。另外，能够监测当前时刻的暖风机70、80、90的状态，收集暖风机70、80、90的数据，传送给服务器50。
暖风机70、80、90的作用是对室内供暖。暖风机70、80、90的组成包括控制电路板71、温度传感器72、加热器73及风扇74。
对于暖风机70、80、90，可以将具有相同供暖条件的暖风机编为一组，从而简化运转设定。例如，个别暖风机70、80、90最多可以指定320个，暖风机组最多可以设定99个。
温度传感器72用于探测室内温度。暖房目标温度最高可以设定为30℃。另外，可以按照24小时时间单位预先设定室内温度，并以一种模式进行管理。
控制电路板71将温度传感器72探测到的室内温度传送给数据处理/收集装置60。另外，控制电路板71从数据处理/收集装置60接收服务器50的控制命令，驱动加热器73及风扇74。
图2是本发明涉及的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房控制方法优选实施例的暖房运转过程流程图。
如图所示，本发明在开始供暖时，先探测室内温度S110，判断是否出现错误以及是否处于供暖时间，从而进行控制S120。
接着，判断工作模式S130，如果是自动模式，则按照预先设定的运转计划，从存储器(没有图示)向服务器50读取设定温度S140。相反，如果是手动模式，则实行手动运转，并读取相应的设定温度S150。
然后，比较室内温度和设定温度S160，控制暖风机风扇的开/关状态，使室内温度与设定温度相一致，进行供暖。即，如果室内温度低于设定温度，就开启风扇，如果室内温度高于设定温度，就关闭风扇S170～S180。
同时，将室内温度对应的运转记录保存到存储器S190。
图3是本发明蓄热控制过程的流程图。
如图所示，本发明的蓄热控制方法，首先收集暖风机信息，并根据该暖风机信息对错误状态及蓄热时间进行控制S210～S220。
接着，判断工作模式S230，如果是自动模式，计算蓄热目标温度及蓄热开始时间S240。相反，如果是手动模式，则实行手动运转，并读取相应设定温度S250。
然后，比较蓄热温度和设定温度S260，根据比较结果控制加热器的开/关状态，使蓄热温度与设定温度相一致，进行蓄热控制。即，如果蓄热温度低于设定温度，就开启加热器，如果蓄热温度高于设定温度，就关闭加热器S270～S280。
同时，将蓄热温度对应的运转记录保存到存储器S290。
图4是本发明供暖计划设定过程的流程图。
如图所示，本发明的供暖计划设定过程为，首先输入暖风机信息S310。例如，输入暖风机编号、房间号、面积、楼层等信息。
然后，设定暖风机组S320，并设定时间单位及温度管理等运转模式S330。
接着，设定运转类型，例如平日、休息日、运转信息等S340。
然后，按日期指定运转类型，此时，可以以日历形式组成画面S350。
最后，调整节假日，设定例外的运转计划，从而结束供暖计划设定S360～S370。
图5是本发明使用状态示意图。
图中图示了本发明的服务器50、数据处理/收集装置60及暖风机70、80、90。
数据处理/收集装置60和暖风机70、80、90的接口(Interface)可以使用RS485。另外，为了标准化通信，通信参数一般采用共同项目。
数据处理/收集装置60通过RS485通信方式与暖风机70、80、90的控制电路板71进行周期性的探询(Polling)通信。
图6是本发明的数据处理/收集装置的组成模块示意图。
如图所示，本发明的数据处理/收集装置60的组成包括电源61、协议处理器62、数据处理器63、事件处理器64、以太网处理器65及串行处理器66。
控制电路板71由DC电源和遥控(Remote)输入/输出器(信号I/F，通信I/F)构成，通过各自的固有ID或地址(地址：1～31)进行区分。
图7是本发明进行事件请求时的数据流程图。
如图所示，当本发明的服务器50向数据处理/收集装置60进行事件请求时，数据处理/收集装置60就会将该事件请求传送给暖风机70、80、90。
暖风机70、80、90将回馈数据传送给数据处理/收集装置60，数据处理/收集装置60就会据此向服务器50传送事件回馈数据。
图8是本发明发生警告及事件时的数据流程图。
如图所示，当本发明的服务器50向数据处理/收集装置60进行事件请求时，数据处理/收集装置60就会将该事件请求传送给暖风机70、80、90。
暖风机70、80、90将警告数据传送给数据处理/收集装置60，数据处理/收集装置60再向服务器50传送警告数据，服务器50据此识别警告状态。
图9是本发明数据收集过程的控制流程图。
如图所示，本发明首先选择要使用的DAT种类。例如，可以从DAT-50A/100A/150/200/1000中选择一种。另外，可以从下面3种中选择一种驱动类型(仅串行；以太网：串行+以太网；SECS：串行+以太网+SECS)S401。
然后，根据通信形态选择串行/以太网S420。
接着，对所选端口进行详细设定S430。例如，可以将端口设定为串行：9600bps，8个数据位，1个停止位，无同位(parity none)。
然后，判断是否使用内置的专用协议S440，例如，MODBUSRTU/ASCII/TCP、GLOFA CNET/ENET、MELSEC-Q、SIEMENS 3964(R)。
如果使用上述专用协议，制定数据接收、传送、变换等操作程序S450。
如果不使用专用协议，由用户直接对专用协议以外的协议制定框架S460。
如上所述，完成程序制定后，将完成的程序下载到DAT S470。
图10是本发明的暖风机和遥控器处于连接状态时的组成模块示意图。
如图所示，本发明的暖风机70可以通过遥控器100进行遥控。
暖风机70包括无线通信部75、微机76、电源77。另外，遥控器100包括键盘输入部110、显示部120、微机130、无线通信部140、充电电池150。
另外，为了对遥控器100进行充电，还包括具有充电器端子210的底座200。
底座200的充电器端子210通过连接线以有线方式从暖风机70的电源77受到电源供给，当遥控器100设置在底座200上时，充电器端子210与充电电池150接触，对充电电池150进行充电。
遥控器100的键盘输入部110能够输入当前时间、暖风机70的预约时间及设定温度。
显示部120能够显示时间、设定温度、室内外温度及蓄热用加热器的蓄热量等信息。
微机130将键盘输入部110输入的当前时间、预约时间及设定温度传送给无线通信部140。
无线通信部140将微机130传送的当前时间、预约时间及设定温度传送给暖风机70的无线通信部75。
上述无线通信部140、75之间可以采用红外线无线通信方式。
暖风机70的无线通信部75将接收的当前时间、预约时间及设定温度传送给微机76，微机76根据接收到的当前时间、预约时间及设定温度对暖风机70进行设定。
电源77向暖风机70供给驱动电源，同时与底座200的充电器端子210以有线方式连接，向其供给电源。
以上，通过局限的实施例及附图对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例，具有本发明所属领域相关背景知识者可以根据上述说明进行多种修正及变形。因此，本发明的技术思想应根据权利要求书进行理解，所有与本发明同等或等价的变形仍应属于本发明技术思想范畴。

Claims (11)

1.一种具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，该设备包括：
探测室外温度的室外温度探测部；
利用夜间电力通过加热器进行蓄热的蓄热用加热器；
探测所述蓄热用加热器的温度的蓄热温度探测部；
根据所述室外温度探测部探测的室外温度来计算蓄热量，控制所述蓄热用加热器的工作状态，并将保存的热量供给到多个暖风机以向室内供暖的控制服务器；
向室内供暖的多个暖风机；
向所述暖风机传送服务器数据，对当前暖风机状态进行监测，收集所述暖风机的数据并传送给服务器的数据处理/收集装置。
2.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，所述暖风机具有探测室内温度的温度传感器，能够将所述温度传感器探测的室内温度传送给所述数据处理/收集装置，并从所述数据处理/收集装置接收所述服务器的控制命令，以驱动加热器及风扇，并且具有相同暖房条件的暖风机被编为一组，从而简化所述暖风机的运转设置。
3.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，该设备还包括通过工作时间及容量计算累积用电量的电力计。
4.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，所述服务器能够根据运转设定来从平时、休息日、休息日前一天、休息日后一天、星期六中选择一种作为运转类型，并对暖风机组指定运转模式，生成每日运转类型。
5.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，所述服务器能够根据运转计划设定来管理整体或个别运转日程，还能够对不同日期进行整体运转类型设定以及对运转类型中例外的暖风机进行个别运转模式设定。
6.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，所述服务器将运转记录保存在另外设置的存储器中，需要时能够读取保存的运转记录。
7.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，所述服务器在进行供暖时，在手动模式中，通过控制暖房用风扇的开启/关闭状态而将室内温度维持在室内设定温度±1℃的范围内，在自动模式中，则根据制定的运转计划的设定温度来维持室内温度。
8.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，所述服务器在进行蓄热控制时，在手动模式中，设定蓄热目标值进行蓄热，在回应模式中，则根据外部大气和蓄热量的变化来算出适当的蓄热目标值，以进行蓄热。
9.根据权利要求1所述的具有外部数据收集功能的蓄热式暖房设备，其特征在于，所述暖风机还包括能够远程控制工作状态的遥控器，
该遥控器包括：用于输入当前时间、暖风机预约时间及设定温度的键盘输入部；用于显示由所述键盘输入部输入的时间、设定温度、室内外温度以及所述蓄热用加热器的蓄热量的显示部；用于将所述键盘输入部输入的当前时间、预约时间及设定温度传送给无线通信部(140)的微机；用于将所述微机传送的当前时间、预约时间及设定温度传送给暖风机的无线通信部的无线通信部，
所述暖风机包括：用于接收当前时间、预约时间及设定温度的无线通信部；用于根据接收的当前时间、预约时间及设定温度来设定暖风机工作状态的微机；用于向暖风机供给工作电源的电源，
设置具有充电器端子的底座以用于给所述遥控器的电源充电，所述底座的充电器端子通过连接线以有线方式从所述暖风机的电源得到电源供给，当所述遥控器设置在所述底座上时，所述充电器端子与充电电池接触，对该充电电池进行充电。
10.一种具有外部数据收集功能的蓄热式暖房控制方法，其特征在于，该方法包括：
当开始供暖时，先探测室内温度，判断是否出现错误以及是否处于供暖时间，从而进行控制的步骤；
判断工作模式，如果是自动模式，则按照预先设定的运转计划，从存储器读取设定温度到服务器，如果是手动模式，则实行手动运转，并读取相应设定温度的步骤；
比较室内温度和设定温度，控制暖风机风扇的开/关状态，使室内温度与设定温度相一致，以进行供暖的步骤；
将室内温度对应的运转记录保存到存储器的步骤。
11.一种具有外部数据收集功能的蓄热式暖房控制方法，其特征在于，该方法包括：
收集暖风机信息，根据该暖风机信息来对错误状态及蓄热时间进行控制的步骤；
判断工作模式，如果是自动模式，计算蓄热目标温度及蓄热开始时间，如果是手动模式，则实行手动运转，并读取相应设定温度的步骤；
比较蓄热温度和设定温度，根据比较结果来控制加热器的开/关状态，以使蓄热温度与设定温度相一致，从而进行蓄热控制的步骤；
将蓄热温度对应的运转记录保存到存储器的步骤。
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