CN108256739A - 应用于电采暖的负荷确定方法及装置 - Google Patents

应用于电采暖的负荷确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种应用于电采暖的负荷确定方法及装置，根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定待供暖建筑的热负荷特性，其中，热负荷特性用于指示待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化；根据待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及热负荷特性确定电采暖设备的电负荷特性；根据气候记录以及电负荷特性中的电负荷为待供暖建筑进行供暖，解决了相关技术中不能够准确地描述具体地区供暖的热负荷特性和电负荷特性的问题。

Description

应用于电采暖的负荷确定方法及装置
技术领域
本发明涉及电采暖设备供热领域，具体而言，涉及一种应用于电采暖的负荷确定方法及装置。
背景技术
根据不同地区地理纬度、地势条件的不同，各地气候相差悬殊。因此针对不同的气候条件，各地建筑的节能设计都有对应的不同的做法。炎热地区的建筑需要遮阳、隔热和通风，以防室内过热；寒冷地区的建筑则要防寒和保温，让更多地阳光进入室内。为了明确建筑和气候两者的科学关系，中国《民用建筑设计通则》GB 50352-2005将中国划分为了7个主气候区，20个子气候区，并对各个子气候区的建筑设计提出了不同的要求。
而不同子气候区的建筑设计的不同导致了不同地区的地区建筑取暖需求也不相同。而相关技术中的供暖方式，不对建筑所在地区的热负荷特征进行区分，无法准确地描述具体地区的热负荷特性和电负荷特性。
另外，对不同地区的建筑进行无差别的集中式的供暖，会造成一部分地区的供暖需求不能够满足，一部分地区的供暖过剩，无法合理地满足不同地区的不同供暖需求。因此，需要根据不同地区建筑的不同冬季热负荷特性，进行对应地供暖。
因此，如何准确地描述具体地区的热负荷特性和电负荷特性，已经成为相关技术中亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种应用于电采暖的负荷确定方法及装置，以至少解决相关技术中无法准确地描述具体地区的热负荷特性和电负荷特性的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种应用于电采暖的负荷确定方法，包括：根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定上述待供暖建筑的热负荷特性，其中，上述热负荷特性用于指示上述待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化；根据上述待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及上述热负荷特性确定上述电采暖设备的电负荷特性；根据上述气候记录以及上述电负荷特性中的电负荷为上述待供暖建筑进行供暖。
可选地，根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定上述待供暖建筑的热负荷特性，包括：获取上述待供暖建筑所属地区的气候记录，其中，上述气候记录中包括上述待供暖建筑所属地区在上述预定周期内采集的以下参数：最高日平均温度的日期及其温度、最低日平均温度的日期及其温度、平均温度出现频率最高的天数及其所对应的温度；根据上述气候记录确定上述待供暖建筑的热负荷；根据上述地区的气候记录以及上述待供暖建筑的热负荷确定上述待供暖建筑的上述热负荷特性。
可选地，根据上述气候记录获取上述待供暖建筑的热负荷，包括但不限于：根据上述气候记录获取上述待供暖建筑的得热量与散热量，根据上述得热量与上述散热量确定上述热负荷；其中，上述得热量包括上述待供暖建筑的太阳辐射得热量和上述待供暖建筑内部产生的热量；上述散热量包括上述待供暖建筑的维护结构的耗热量和上述待供暖建筑的缝隙渗入的冷空气耗热量。
可选地，上述根据上述待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及上述热负荷特性确定上述电采暖设备的电负荷特性，包括：在上述电采暖设备为热泵装置的情况下，根据上述热负荷、上述热泵装置的压缩机功率以及上述热泵装置的系统制热量确定上述热泵装置的电负荷特性；在上述电采暖设备为地暖装置的情况下，根据上述热负荷以及上述地暖装置的制热功率确定上述地暖装置的电负荷特性。
可选地，在上述根据上述热负荷、上述热泵装置的压缩机功率以及上述热泵装置的系统制热量COP确定上述热泵装置的电负荷特性之前，还包括：根据上述待供暖建筑所属地区的上述气候记录中的环境温度以及上述电采暖设备的上述性能参数中的出水温度和回水温度，获取上述压缩机功率和上述COP；
可选地，上述根据上述热负荷、上述热泵装置的压缩机功率以及上述热泵装置的系统制热量COP确定上述热泵装置的电负荷特性包括：根据上述热负荷、上述热泵装置的压缩机功率以及上述热泵装置的系统制热量COP确定上述热泵装置的电能消耗曲线，根据上述电能消耗曲线确定上述热泵装置的电负荷特性。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种应用于电采暖的负荷确定装置，包括：第一确定单元，用于根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定上述待供暖建筑的热负荷特性，其中，上述热负荷特性用于指示上述待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化；第二确定单元，用于根据上述待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及上述热负荷特性确定上述电采暖设备的电负荷特性；处理单元，用于根据上述气候记录以及上述电负荷特性中的电负荷为上述待供暖建筑进行供暖。
可选地，上述第一确定单元，包括：获取模块，用于获取上述待供暖建筑所属地区的气候记录，其中，上述气候记录中包括上述待供暖建筑所属地区在上述预定周期内采集的以下参数：最高日平均温度的日期及其温度、最低日平均温度的日期及其温度、平均温度出现频率最高的天数及其所对应的温度；第一确定模块，用于根据上述气候记录获取上述待供暖建筑的热负荷；第二确定模块，用于根据上述地区的气候记录以及上述待供暖建筑的热负荷确定上述待供暖建筑的热负荷特性。
可选地，上述第一确定模块，包括：第一确定子模块，用于根据上述气候记录获取上述待供暖建筑的得热量与散热量，根据上述得热量与上述散热量确定上述热负荷；其中，上述得热量包括上述待供暖建筑的太阳辐射得热量和上述待供暖建筑内部产生的热量；上述散热量包括上述待供暖建筑的维护结构的耗热量和上述待供暖建筑的缝隙渗入的冷空气耗热量。
可选地，上述第二确定单元，包括：第三确定模块，用于在上述电采暖设备为热泵装置的情况下，根据上述热负荷、上述热泵装置的压缩机功率以及上述热泵装置的系统制热量确定上述热泵装置的电负荷特性；第四确定模块，用于在上述电采暖设备为地暖装置的情况下，根据上述热负荷以及上述地暖装置的制热功率确定上述地暖装置的电负荷特性。
可选地，上述第二确定模块，具体包括：第二确定子模块，用于在上述根据上述热负荷、上述热泵装置的压缩机功率以及上述热泵装置的系统制热量确定上述热泵装置的电负荷特性之前，根据上述待供暖建筑所属地区的上述气候记录中的环境温度以及上述热泵装置的上述性能参数中的出水温度和回水温度，获取上述压缩机功率和上述；第四确定模块，具体包括：用于根据上述热负荷、上述热泵装置的压缩机功率以及上述热泵装置的系统制热量确定上述热泵装置的电能消耗曲线，根据上述电能消耗曲线确定上述热泵装置的电负荷特性。
通过本发明，根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定所述待供暖建筑的热负荷特性，其中，热负荷特性用于指示待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化，根据待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及热负荷特性确定电采暖设备的电负荷特性；根据气候记录以及电负荷特性中的电负荷为待供暖建筑进行供暖。实现了确定电采暖过程中的热负荷特性以及电负荷特性，因此可以针对不同地区的不同采暖期间的热负荷特性进行对应的供暖，保证了准确地描述具体地区的热负荷特性和电负荷特性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种应用于电采暖的负荷确定方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选地建筑的结构图；
图3是根据本发明实施例的一种可选地热泵机组的压焓图；
图4是根据本发明实施例的一种可选地热泵机组系统制热量COP随室外温度的变化曲线示意图；
图5是根据本发明可选实施例的一种可选地日均温最高日其采暖设备耗电量曲线的示意图；
图6是根据本发明可选实施例的一种可选地日均温最低日热泵耗电量曲线的示意图；
图7是根据本发明可选实施例的一种可选地频率最大的日均温为-2℃热泵耗电量曲线的示意图；
图8是根据本发明可选实施例的一种可选地频率最大的日均温为1℃热泵耗电量曲线的示意图；
图9是根据本发明可选实施例的一种应用于电采暖的负荷确定装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在对本发明的技术方案进行介绍之前，还需要对热负荷特性以及电负荷特性进行说明，在本实施例中，热负荷特性是针对具体的地区的具体建筑的在供暖时段的所需热负荷的数据，而电负荷特性则是对该建筑在供暖时段期间进行供暖所耗电能的数据，用于描述电采暖设备的电能消耗特性。需要说明的是，本发明的技术方案是应用于电采暖设备的负荷确定方法，因此关于待供暖建筑的热负荷特性以及电采暖设备的电负荷特性。而针对于其他采暖设备，例如燃煤、天然气等供暖设备，其负荷确定可以通过热负荷特性以及能源负荷特性(燃煤、天然气等能源消耗特性)来确定，以上仅是一种示例，在此不做任何限定。
根据本发明实施例，提供了一种应用于电采暖的负荷确定方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101，根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定待供暖建筑的热负荷特性，其中，热负荷特性用于指示待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化；
S102，根据待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及热负荷特性确定电采暖设备的电负荷特性；
S103，根据气候记录以及电负荷特性中的电负荷为待供暖建筑进行供暖。
在本发明实施例中，根据待供暖建筑所属地区的气候记录，确定该地区的气候记录中近几年的气象记录，获取其供暖时段中的最高温度、最低温度以及平均温度，基于该地区的气候记录以及建筑自身特点确定待供暖建筑在供暖时段间的热负荷特性，然后基于电采暖设备性能参数以及热负荷特性确定电采暖设备在供暖时段期间的电负荷特性，然后根据气候记录中的温度以及电负荷特性中的电负荷为待供暖建筑进行供暖。
作为一种可选地的实施方式，根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定待供暖建筑的热负荷特性，包括但不限于：获取待供暖建筑所属地区的气候记录，其中，气候记录中包括待供暖建筑所属地区在预定周期内采集的以下参数：最高日平均温度的日期及其温度、最低日平均温度的日期及其温度、平均温度出现频率最高的天数及其所对应的温度；根据气候记录确定待供暖建筑的热负荷；根据地区的气候记录以及待供暖建筑的热负荷确定待供暖建筑的热负荷特性。
由于在供暖时段内的不同时期，待供暖建筑所在地区的温度也会不同，因此在获取到上述的待供暖建筑所属地区的温度记录后，可以基于这些不同温度的气候记录确定不同温度下待供暖建筑的热负荷，然后根据该地区的气候记录以及待供暖建筑的热负荷确定待供暖建筑的热负荷特性。
例如，在具体的应用场景中，以A地区的气候记录为例进行说明，如图2所示的建筑物结构，其中A地区2016-2017年度供暖季(相当于上述供暖时段)最高日平均温度日(2017.03.11)、最低日平均温度日(2017.01.30)以及平均温度出现最多的两天(2016.12.11和2017.02.12)对某民用住宅进行24个时刻的热负荷计算。其中2017年3月11日为供暖季最高日平均温度日，这一天的日平均温度为12℃；2017年1月30日为供暖季最低日平均温度日，这一天的日平均温度为-7℃；2016年12月11日的日平均温度为-2℃，在120天的供暖时间内有17天的日平均温度为-2℃；2017年2月12日的日平均温度为1℃，在120天的供暖时间内有17天的日平均温度为1℃。根据A地区的气候记录以及如图2所示的建筑物的结构确定该建筑的热负荷特性。
作为一种可选地实施方式，根据气候记录获取待供暖建筑的热负荷，包括但不限于：根据气候记录获取待供暖建筑的得热量与散热量，根据得热量与散热量确定热负荷；其中，得热量包括待供暖建筑的太阳辐射得热量和待供暖建筑内部产生的热量；散热量包括待供暖建筑的维护结构的耗热量和待供暖建筑的缝隙渗入的冷空气耗热量。
在实际的应用场景中，在供暖时段内太阳辐射一般比较弱，室外温度较低，室内由采暖设备维持一定温度，热量持续由室内流向室外，采暖的目的是维持室内一定的热湿环境和空气条件，所以计算采暖热负荷首先需要确定待供暖建筑的散热量和得热量，具体描述如下：
(一)关于待供暖建筑的散热量，其中，一般建筑物在散热量计算时，散热量主要包括通过围护结构的传热耗热量、由外门和窗的缝隙渗入室内的冷空气耗热量、由外门开启时经外门进入室内的冷空气耗热量、通风耗热量四部分。由于实际应用场景中民用建筑外门开启频率较小、通风要求不高，所以对后两部分耗热量忽略不计。围护结构是构成建筑空间，抵御环境不利影响的构件(也包括某些配件)。根据在建筑物中的位置，围护结构分为外围护结构和内围护结构。需要说明的是，外围护结构包括外墙、屋顶、侧窗、外门等，内围护结构如隔墙、楼板和内门窗等。围护结构通常是指外墙和屋顶等外围护结构。围护结构的耗热量主要包括墙体的耗热量、屋顶的耗热量、窗户的耗热量、地面的传热量。
(二)关于待供暖建筑的得热量，其中，待供暖建筑的得热量主要包括通过窗户进入到室内的太阳辐射的热量和待供暖建筑内部的热量。其中通过窗户的日射得热量包括透过玻璃的日射得热量和被玻璃吸收后由玻璃内表面通过辐射和对流传入的热量两部分。窗户玻璃对阳光吸收性较差，所以只考虑透过玻璃的日射得热量，不考虑被玻璃吸收后由玻璃内表面通过辐射和对流传入的热量。透过玻璃的日射得热量包括投射在计算表面的直接日射、天空散射日射和地面反射日射辐照量。待供暖建筑内部得热量主要包括室内电气设备热量及照明灯具发热量等供暖建筑内部产生的热量。
在本发明实施例中，通过电采暖设备为待供暖建筑进行供暖，基于不同的电采暖设备的不同供暖机制以及供暖效率，其对应的电负荷特性也不相同。作为一种可选地实施方式，根据待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及热负荷特性确定电采暖设备的电负荷特性，，包括至少以下三种：
(1)在电采暖设备为热泵装置的情况下，根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电负荷特性；
(2)在电采暖设备为地暖装置的情况下，根据热负荷以及地暖装置的制热功率确定地暖装置的电负荷特性；
(3)在电采暖设备为蓄热装置的情况下，通常情况下，蓄热装置蓄热的热量与建筑的热负荷相同。其中，如果是热泵制热水蓄热，则按上述(1)所述计算热泵的电能消耗，进而确定其电负荷特性；如果是电加热蓄热，则蓄热量与耗电量基本相等，其电能消耗相当于蓄热热量。具体的，采用集总参数法确定蓄热材料在蓄热、释热(释放热量)过程中的瞬态温度变化。
作为一种可选地实施方式，在根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电负荷特性之前，还包括：根据待供暖建筑所属地区的气候记录中的环境温度以及电采暖设备的性能参数中的出水温度和回水温度，获取压缩机功率和COP。
作为一种可选地实施方式，根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电负荷特性包括：根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电能消耗曲线，根据电能消耗曲线确定热泵装置的电负荷特性
在具体的应用场景中，以图2中所示的01位置为例进行说明，假设为该01位置所在的房间采用热泵装置即热泵机组进行供暖，该热泵机组采用的热力循环过程进行热水加热。假设该热泵机组的压焓图如图3所示，该房间热负荷为φ，热泵机组系统压缩机所需的总的轴功率为Pall，则热泵机组的系统制热量COP＝φ/Pall，通过设置不同的冷凝端的出水温度以及回水温度，可以得到如图4所示的热泵变工况特性图，表示了热泵装置系统制热量COP随室外温度变化的曲线，其中，图4中表示了三组冷凝端温度：出水温度45度回水温度40度、出水温度50度回水温度45度以及出水温度55度回水温度50度。
通过前述A地区的待供暖建筑的热负荷特性为依据确定该热泵机组的电能消耗曲线，然后通过相应的电能消耗曲线确定A地区待供暖建筑01位置的电负荷特性。
(1)最高平均温度日的电能消耗
2016-2017年冬天采暖季A地区最高日平均温度约为12℃，该日室外温度和热泵系统在该日耗电量随时间变化曲线见图5所示。图5所示的热泵机组耗电量曲线，由于下午15时左右室外温度达到20℃，室内不需供暖，因此耗电量为零。热泵最大电功率在450W左右。
(2)最低平均温度日的电能消耗
2016-2017年冬天采暖季A地区最低日平均温度约为-4.5℃，该日室外温度和热泵系统耗电功率随时间变化曲线见图6所示。热泵最大运行功率在1400W左右。
(3)频率最大的日均温时的电能消耗
频率最大的日均温度有两个，分别为-2℃和1℃，均出现了17天，室外温度和热泵系统耗电功率随时间变化曲线分别见图7和图8所示。即该热泵系统大部分时间运行功率为1000W左右。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种应用于电采暖的负荷确定装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图9根据本发明实施例的应用于电采暖的负荷确定装置的结构框图，如图9所示，该装置包括：
1)第一确定单元901，用于根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定待供暖建筑的热负荷特性，其中，热负荷特性用于指示待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化；
2)第二确定单元902，用于根据待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及热负荷特性确定电采暖设备的电负荷特性；
3)处理单元903，用于根据气候记录以及电负荷特性中的电负荷为待供暖建筑进行供暖。
在本发明实施例中，根据待供暖建筑所属地区的气候记录，确定该地区的气候记录中近几年的气象记录，获取其供暖时段中的最高温度、最低温度以及平均温度，基于该地区的气候记录以及建筑自身特点确定待供暖建筑在供暖时段间的热负荷特性，然后基于电采暖设备性能参数以及热负荷特性确定电采暖设备在供暖时段期间的电负荷特性，然后根据气候记录中的温度以及电负荷特性中的电负荷为待供暖建筑进行供暖。
作为一种可选地实施方式，第一确定单元，包括：
1)获取模块，用于获取待供暖建筑所属地区的气候记录，其中，气候记录中包括待供暖建筑所属地区在预定周期内采集的以下参数：最高日平均温度的日期及其温度、最低日平均温度的日期及其温度、平均温度出现频率最高的天数及其所对应的温度；
2)第一确定模块，用于根据气候记录获取待供暖建筑的热负荷；
3)第二确定模块，用于根据地区的气候记录以及待供暖建筑的热负荷确定待供暖建筑的热负荷特性。
由于在供暖时段内的不同时期，待供暖建筑所在地区的温度也会不同，因此在获取到上述的待供暖建筑所属地区的温度记录后，可以基于这些不同温度的气候记录确定不同温度下待供暖建筑的热负荷，然后根据该地区的气候记录以及待供暖建筑的热负荷确定待供暖建筑的热负荷特性。
例如，在具体的应用场景中，以A地区的气候记录为例进行说明，如图2所示的建筑物结构，其中A地区2016-2017年度供暖季(相当于上述供暖时段)最高日平均温度日(2017.03.11)、最低日平均温度日(2017.01.30)以及平均温度出现最多的两天(2016.12.11和2017.02.12)对某民用住宅进行24个时刻的热负荷计算。其中2017年3月11日为供暖季最高日平均温度日，这一天的日平均温度为12℃；2017年1月30日为供暖季最低日平均温度日，这一天的日平均温度为-7℃；2016年12月11日的日平均温度为-2℃，在120天的供暖时间内有17天的日平均温度为-2℃；2017年2月12日的日平均温度为1℃，在120天的供暖时间内有17天的日平均温度为1℃。根据A地区的气候记录以及如图2所示的建筑物的结构确定该建筑的热负荷特性。
作为一种可选地实施方式，第一确定模块，包括：
1)第一确定子模块，用于根据气候记录获取待供暖建筑的得热量与散热量，根据得热量与散热量确定热负荷；其中，得热量包括待供暖建筑的太阳辐射的热量和待供暖建筑内部产生的热量；散热量包括待供暖建筑的维护结构的耗热量和待供暖建筑的缝隙渗入的冷空气耗热量。
在实际的应用场景中，在供暖时段内太阳辐射一般比较弱，室外温度较低，室内由采暖设备维持一定温度，热量持续由室内流向室外，采暖的目的是维持室内一定的热湿环境和空气条件，所以计算采暖热负荷首先需要确定待供暖建筑的散热量和得热量，具体描述如下：
(一)关于待供暖建筑的散热量，其中，一般建筑物在散热量计算时，散热量主要包括通过围护结构的传热耗热量、由外门和窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量、由外门开启时经外门进入室内的冷空气耗热量、通风耗热量四部分。由于实际应用场景中民用建筑外门开启频率较小、通风要求不高，所以对后两部分耗热量忽略不计。围护结构是构成建筑空间，抵御环境不利影响的构件(也包括某些配件)。根据在建筑物中的位置，围护结构分为外围护结构和内围护结构。需要说明的是，外围护结构包括外墙、屋顶、侧窗、外门等，内围护结构如隔墙、楼板和内门窗等。围护结构通常是指外墙和屋顶等外围护结构。围护结构的耗热量主要包括墙体的耗热量、屋顶的耗热量、窗户的耗热量、地面的传热量。
(二)关于待供暖建筑的得热量，其中，待供暖建筑的得热量主要包括通过窗户进入到室内的太阳辐射的热量和待供暖建筑内部的热量。其中通过窗户的日射得热量包括透过玻璃的日射得热量和被玻璃吸收后由玻璃内表面通过辐射和对流传入的热量两部分。窗户玻璃对阳光吸收性较差，所以只考虑透过玻璃的日射得热量，不考虑被玻璃吸收后由玻璃内表面通过辐射和对流传入的热量。透过玻璃的日射得热量包括投射在计算表面的直接日射、天空散射日射和地面反射日射辐照量。待供暖建筑内部得热量主要包括室内电气设备热量及照明灯具发热量等供暖建筑内部产生的热量。
在本发明实施例中，通过电采暖设备为待供暖建筑进行供暖，基于不同的电采暖设备的不同供暖机制以及供暖效率，其对应的电负荷特性也不相同。作为一种可选地实施方式，第二确定单元902，包括：
1)第三确定模块，用于在电采暖设备为热泵装置的情况下，根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电负荷特性；
2)第四确定模块，用于在电采暖设备为地暖装置的情况下，根据热负荷以及地暖装置的制热功率确定地暖装置的电负荷特性。
(1)在电采暖设备为热泵装置的情况下，根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电负荷特性；
(2)在电采暖设备为地暖装置的情况下，根据热负荷以及地暖装置的制热功率确定地暖装置的电负荷特性；
(3)在电采暖设备为蓄热装置的情况下，通常情况下，蓄热装置蓄热的热量与建筑的热负荷相同。其中，如果是热泵制热水蓄热，则按上述(1)所述计算热泵的电能消耗，进而确定其电负荷特性；如果是电加热蓄热，则蓄热量与耗电量基本相等，其电能消耗相当于蓄热热量。具体的，采用集总参数法确定蓄热材料在蓄热、释热(释放热量)过程中的瞬态温度变化。
作为一种可选地实施方式，上述装置具体包括：
1)第二确定模块，具体包括：第二确定子模块，用于在根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电负荷特性之前，根据待供暖建筑所属地区的气候记录中的环境温度以及热泵装置的性能参数中的出水温度和回水温度，获取压缩机功率和COP；
2)第四确定模块，具体包括：用于根据热负荷、热泵装置的压缩机功率以及热泵装置的系统制热量COP确定热泵装置的电能消耗曲线，根据电能消耗曲线确定热泵装置的电负荷特性。
在具体的应用场景中，以图2中所示的01位置为例进行说明，假设为该01位置所在的房间采用热泵装置即热泵机组进行供暖，该热泵机组采用的热力循环过程进行热水加热。假设该热泵机组的压焓图如图3所示，该房间热负荷为φ，热泵机组系统压缩机所需的总的轴功率为Pall，则热泵机组的系统制热量COP＝φ/Pall，通过设置不同的冷凝端的出水温度以及回水温度，可以得到如图4所示的热泵变工况特性图，表示了热泵装置系统制热量COP随室外温度变化的曲线，其中，图4中表示了三组冷凝端温度：出水温度45度回水温度40度、出水温度50度回水温度45度以及出水温度55度回水温度50度。
通过前述A地区的待供暖建筑的热负荷特性为依据确定该热泵机组的电能消耗曲线，然后通过相应的电能消耗曲线确定A地区待供暖建筑01位置的电负荷特性。
(1)最高平均温度日的电能消耗
2016-2017年冬天采暖季A地区最高日平均温度约为12℃，该日室外温度和热泵系统在该日耗电量随时间变化曲线见图5所示。图5所示的热泵机组耗电量曲线，由于下午15时左右室外温度达到20℃，室内不需供暖，因此耗电量为零。热泵最大电功率在450W左右。
(2)最低平均温度日的电能消耗
2016-2017年冬天采暖季A地区最低日平均温度约为-4.5℃，该日室外温度和热泵系统耗电功率随时间变化曲线见图6所示。热泵最大运行功率在1400W左右。
(3)频率最大的日均温时的电能消耗
频率最大的日均温度有两个，分别为-2℃和1℃，均出现了17天，室外温度和热泵系统耗电功率随时间变化曲线分别见图7和图8所示。即该热泵系统大部分时间运行功率为1000W左右。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于电采暖的负荷确定方法，其特征在于，包括：
根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定所述待供暖建筑的热负荷特性，其中，所述热负荷特性用于指示所述待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化；
根据所述待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及所述热负荷特性确定所述电采暖设备的电负荷特性；
根据所述气候记录以及所述电负荷特性中的电负荷为所述待供暖建筑进行供暖。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定所述待供暖建筑的热负荷特性，包括：
获取所述待供暖建筑所属地区的气候记录，其中，所述气候记录中包括所述待供暖建筑所属地区在所述预定周期内采集的以下参数：最高日平均温度的日期及其温度、最低日平均温度的日期及其温度、平均温度出现频率最高的天数及其所对应的温度；
根据所述气候记录确定所述待供暖建筑的热负荷；
根据所述地区的气候记录以及所述待供暖建筑的热负荷确定所述待供暖建筑的所述热负荷特性。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述气候记录获取所述待供暖建筑的热负荷，包括：
根据所述气候记录获取所述待供暖建筑的得热量与散热量，根据所述得热量与所述散热量确定所述热负荷；
其中，所述得热量包括所述待供暖建筑的太阳辐射的热量和所述待供暖建筑内部产生的热量；
所述散热量包括所述待供暖建筑的维护结构的耗热量和所述待供暖建筑的缝隙渗入的冷空气耗热量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及所述热负荷特性确定所述电采暖设备的电负荷特性，包括：
在所述电采暖设备为热泵装置的情况下，根据所述热负荷、所述热泵装置的压缩机功率以及所述热泵装置的系统制热量COP确定所述热泵装置的电负荷特性；
在所述电采暖设备为地暖装置的情况下，根据所述热负荷以及所述地暖装置的制热功率确定所述地暖装置的电负荷特性。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
在所述根据所述热负荷、所述热泵装置的压缩机功率以及所述热泵装置的系统制热量COP确定所述热泵装置的电负荷特性之前，还包括：根据所述待供暖建筑所属地区的所述气候记录中的环境温度以及所述电采暖设备的所述性能参数中的出水温度和回水温度，获取所述压缩机功率和所述COP；
所述根据所述热负荷、所述热泵装置的压缩机功率以及所述热泵装置的系统制热量COP确定所述热泵装置的电负荷特性包括：根据所述热负荷、所述热泵装置的压缩机功率以及所述热泵装置的系统制热量COP确定所述热泵装置的电能消耗曲线，根据所述电能消耗曲线确定所述热泵装置的电负荷特性。
6.一种应用于电采暖的负荷确定装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于根据待供暖建筑所属地区的气候记录确定所述待供暖建筑的热负荷特性，其中，所述热负荷特性用于指示所述待供暖建筑在预定周期内的热负荷变化；
第二确定单元，用于根据所述待供暖建筑所使用的电采暖设备的性能参数以及所述热负荷特性确定所述电采暖设备的电负荷特性；
处理单元，用于根据所述气候记录以及所述电负荷特性中的电负荷为所述待供暖建筑进行供暖。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元，包括：
获取模块，用于获取所述待供暖建筑所属地区的气候记录，其中，所述气候记录中包括所述待供暖建筑所属地区在所述预定周期内采集的以下参数：最高日平均温度的日期及其温度、最低日平均温度的日期及其温度、平均温度出现频率最高的天数及其所对应的温度；
第一确定模块，用于根据所述气候记录获取所述待供暖建筑的热负荷；
第二确定模块，用于根据所述地区的气候记录以及所述待供暖建筑的热负荷确定所述待供暖建筑的热负荷特性。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
第一确定子模块，用于根据所述气候记录获取所述待供暖建筑的得热量与散热量，根据所述得热量与所述散热量确定所述热负荷；
其中，所述得热量包括所述待供暖建筑的太阳辐射的热量和所述待供暖建筑内部产生的热量；
所述散热量包括所述待供暖建筑的维护结构的耗热量和所述待供暖建筑的缝隙渗入的冷空气耗热量。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，包括：
第三确定模块，用于在所述电采暖设备为热泵装置的情况下，根据所述热负荷、所述热泵装置的压缩机功率以及所述热泵装置的系统制热量COP确定所述热泵装置的电负荷特性；
第四确定模块，用于在所述电采暖设备为地暖装置的情况下，根据所述热负荷以及所述地暖装置的制热功率确定所述地暖装置的电负荷特性。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述第二确定模块，具体包括：第二确定子模块，用于在所述根据所述热负荷、所述热泵装置的压缩机功率以及所述热泵装置的系统制热量COP确定所述热泵装置的电负荷特性之前，根据所述待供暖建筑所属地区的所述气候记录中的环境温度以及所述热泵装置的所述性能参数中的出水温度和回水温度，获取所述压缩机功率和所述COP；
第四确定模块，具体包括：用于根据所述热负荷、所述热泵装置的压缩机功率以及所述热泵装置的系统制热量COP确定所述热泵装置的电能消耗曲线，根据所述电能消耗曲线确定所述热泵装置的电负荷特性。
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