CN105402908A - 一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电器自动控制技术领域，其公开了一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统，解决传统技术中控制手段单一、无法为用户创造更好的舒适度体验的问题。该系统包括：多源传感器模块用于采集太阳辐射度、空气温度、水箱温度、当天的气象数据等参数；用户舒适度感知模块，通过一段时间的监控学习获取用户用水习惯的舒适度数据；机组状态监控模块，用于监测系统运行的模式、运行工况参数，判断太阳能和空气源热泵的各自工作条件；多参数特征辨识组态软件，负责整个系统运行任务的分析、规划、协调和控制，并负责对全局共享资源进行分配；驱动和执行控制模块，基于多参数特征辨识组态软件生成的控制特征向量P控制机组各个执行部件。

Description

一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统
技术领域
本发明涉及智能电器交互技术、多组态控制技术、人工智能、模糊控制技术，是一种空气源热泵辅助太阳能热水机组的交互控制技术，属于电器自动控制技术领域。
背景技术
太阳能热水机组具有环保、节能等优点，行业及技术日趋成熟，但太阳能应用技术也存在弱点，如太阳能能量密度低、加热时间长、每天的太阳辐射量不确定等。因此，用太阳能供热水有可靠性较差，每天产热水量不确定等缺点。
空气源热泵热水机组根据逆卡诺循环原理，是以制冷剂为载体，源源不断地吸收空气中难以利用的低品位热能，并将其转化为可用的高品位热能，是比较理想的辅助太阳能热水机组的手段之一。
随着空气源热泵辅助太阳能热水机组需求的迅猛发展，空气源热泵辅助太阳能热水机组达到充分利用太阳能和空气能，确保热水供给的可靠性，不仅与系统本身的特性相关.还与控制系统的设计密切相关，传统控制方式根据温度、湿度等单一参数控制，缺乏对用户使用习惯，天气等参数采集，控制手段单一。传统的控制模式越来越多地被智能控制、模糊控制、网络控制等控制方式取代。依赖人与机器的简单指令交互，已经不能给用户创造良好的使用舒适度体验。为了改善用户的满意度，厂家开始创新应用人工智能、机器学习、模糊控制等技术提高空气源热泵辅助太阳能热水机组的控制方式。
本发明就是将人工智能、机器学习、模糊控制等技术创新性地整合到空气源热泵辅助太阳能热水机组控制方案上，实现具有机器自动学习的功能，有效地改善基于用户使用习惯，实际工况等约束情况下的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制，机组可以学习用户的使用习惯，结合温度、湿度、太阳能辐射、气象数据等情况，为用户实时设定符合用户行为习惯的热水制水控制曲线等参数，为用户提供家庭差异化的空气源热泵辅助太阳能热水控制服务。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统，解决传统技术中控制手段单一、无法为用户创造更好的舒适度体验的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统，包括：
多源传感器模块，由太阳能传感组件，空气源热泵传感组件和网络气象数据组件构成；太阳能传感组件和空气源热泵传感组件分别采集太阳辐射度、空气温度、水箱温度等参数；网络气象数据组件获取当天的气象数据；
用户舒适度感知模块，通过一段时间的监控学习获取用户用水习惯的舒适度数据；
机组状态监控模块，用于监测系统运行的模式、运行工况参数，判断太阳能和空气源热泵的各自工作条件；
多参数特征辨识组态软件，用于结合多源传感器模块、用户舒适度感知模块、机组状态监控模块的数据负责整个系统运行任务的分析、规划、协调和控制，并负责对全局共享资源进行分配，使系统能够根据用户用水习惯、太阳辐射度、空气温度、天气情况、机组工况条件等情况调整制水量、制水温度以及机组启动等，生成制水水温控制曲线，太阳能和空气源热泵机组启停时间、制水水量等控制特征向量P；
驱动和执行控制模块，基于多参数特征辨识组态软件生成的控制特征向量P控制机组各个执行部件，并监控运行状态，调节并继续采集多源传感器模块、用户舒适度感知模块、机组状态监控模块的参数，生成控制特征向量P′，如果P′与当前执行的特征向量P相差超过一定的阈值，用新的控制特征向量P′进行调节。
进一步的，所述用户用水习惯的舒适度数据包括：用户用水时间分布，用户用水温度分布和用户用水量分布数据。
本发明的有益效果是：本发明采用了其它空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统没有采用的气象数据，用户舒适数据等多参数，机组控制系统能自适应地对动态变化的现场环境进行监控，按照专家思维的模式和经验，自动地对设备运行性能和系统运行参数进行分析、推理和判断，实现空气源热泵辅助太阳能热水机组对用户制水需求最大程度的协调和控制，同时节省电能，提高机组使用寿命等。
附图说明：
图1为本发明控制系统结构示意图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统，解决传统技术中控制手段单一、无法为用户创造更好的舒适度体验的问题。
如图1所示，本发明中的控制系统包括：
多源传感器模块，由太阳能传感组件，空气源热泵传感组件和网络气象数据组件构成；太阳能传感组件和空气源热泵传感组件分别采集太阳辐射度、空气温度、水箱温度等参数；网络气象数据组件获取当天的气象数据；
用户舒适度感知模块，通过一段时间的监控学习获取用户用水习惯的舒适度数据：用户用水时间分布，用户用水温度分布和用户用水量分布数据；
机组状态监控模块，用于监测系统运行的模式、运行工况参数，判断太阳能和空气源热泵的各自工作条件；
多参数特征辨识组态软件，用于结合多源传感器模块、用户舒适度感知模块、机组状态监控模块的数据负责整个系统运行任务的分析、规划、协调和控制，并负责对全局共享资源进行分配，使系统能够根据用户用水习惯、太阳辐射度、空气温度、天气情况、机组工况条件等情况调整制水量、制水温度以及机组启动等，生成制水水温控制曲线，太阳能和空气源热泵机组启停时间、制水水量等控制特征向量P；
驱动和执行控制模块，基于多参数特征辨识组态软件生成的控制特征向量P控制机组各个执行部件，并监控运行状态，调节并继续采集多源传感器模块、用户舒适度感知模块、机组状态监控模块的参数，生成控制特征向量P′，如果P′与当前执行的特征向量P相差超过一定的阈值，用新的控制特征向量P′进行调节。

Claims (3)

1.一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统，其特征在于，包括：
多源传感器模块，由太阳能传感组件，空气源热泵传感组件和网络气象数据组件构成；太阳能传感组件和空气源热泵传感组件分别采集太阳辐射度、空气温度、水箱温度等参数；网络气象数据组件获取当天的气象单位发布的实时气象数据；
用户舒适度感知模块，通过一段时间的监控学习获取用户用水习惯的舒适度数据；用户可以远程登录服务器修改舒适度数据，通过网络发送给控制器，以修正参数；
机组状态监控模块，用于监测系统运行的模式、运行工况参数，判断太阳能和空气源热泵的各自工作条件；
多参数特征辨识组态软件，用于结合多源传感器模块、用户舒适度感知模块、机组状态监控模块的数据负责整个系统运行任务的分析、规划、协调和控制，并负责对全局共享资源进行分配，使系统能够根据用户用水习惯、太阳辐射度、空气温度、天气情况、机组工况条件等情况调整制水量、制水温度以及机组启动等，生成制水水温控制曲线，太阳能和空气源热泵机组启停时间、制水水量等控制特征向量P；
驱动和执行控制模块，基于多参数特征辨识组态软件生成的控制特征向量P控制机组各个执行部件，并监控运行状态，调节并继续采集多源传感器模块、用户舒适度感知模块、机组状态监控模块的参数，生成控制特征向量P′，如果P′与当前执行的特征向量P相差超过一定的阈值，用新的控制特征向量P′进行调节。
2.如权利要求1所述的一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统，其特征在于，所述用户用水习惯的舒适度数据包括：用户用水时间分布，用户用水温度分布和用户用水量分布数据。
3.如权利要求1所述的一种多源参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组控制系统，其特征在于，气象数据是通过网络获取的气象单位发布的实时气象数据，包括太阳辐射度等气象数据在未来时间的预测。
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