CN110300942B - 用于执行与外部温度相关的控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对第一建筑物(H)中的第一加热或冷却系统的供应温度的至少一个热功率指示参数执行外部温度相关控制的方法，其中，基于至少一个热功率指示参数执行该控制，其中，至少一个热功率指示参数指示位于距第一建筑物一定距离处的第二建筑物(H'、H"、H”')的至少一个第二加热或冷却系统的热消耗或冷却功率，并且经由数据网络(1)、特别是经由因特网而被接收。此外，本发明涉及一种用于控制第一建筑物的第一加热或冷却系统的装置，其中该装置适于执行上述方法。此外，本发明涉及一种适于接收至少一个热功率指示参数的服务器。

Description

用于执行与外部温度相关的控制的方法

技术领域

本发明涉及一种用于执行与外部温度相关的控制的方法、一种用于控制第一加热或冷却系统的装置和一种服务器。

背景技术

在现有技术中，加热或冷却系统的调节通常通过利用根据天气数据和建筑物数据实施调节来执行。然而，为了实现可靠的调节过程，关键是收集必要的建筑物特定信息和天气预报数据，并且实现被配置为基于特定的建筑物特定信息和天气预报数据来计算设置的调节器。现有技术中已知的根据上述特定建筑物数据和天气预报数据来应用调节的所有方法都是复杂且昂贵的。

发明内容

因此，本发明所基于的问题是提供一种更简单且更便宜的方案，用于基于特定建筑物数据和外部数据来控制加热或冷却系统。

根据本发明，提供了一种用于执行与外部温度相关的控制的方法，通过调节第一建筑物中的第一加热或冷却系统的供应温度来控制至少第一建筑物的至少一部分的热特性，其中，基于至少一个热功率指示参数来执行控制，其中，至少一个热功率指示参数指示位于与第一建筑物相距一定距离处的第二建筑物的至少一个第二加热或冷却系统的热消耗或冷却功率，并且经由数据网络、特别是经由因特网来接收所述至少一个热功率指示参数。因此，根据本发明的方法，通过连续地收集其它建筑物的至少一个热功率指示参数，可以以改进的且更简单的方式调节加热或冷却系统。例如，位于距第一建筑物一定距离处的建筑物可能经受诸如冷锋或热浪等天气变化。收集来自其它建筑物的数据，即，连续地收集指示来自这些其它建筑物的热消耗的热功率指示参数，以及基于这些参数确定对于第一建筑物出现的变化的天气状况，使得能够相应地适应性和连续的基于前馈地调节第一建筑物的加热或冷却系统。热特性可以包括舒适度。舒适度可取决于室内温度、热辐射(例如，来自室内墙壁)和气流(例如，来自通风管道)。因此，该方法可以控制这些参数中的任何一个。通过调节第一建筑物的第一加热或冷却系统的供应温度来执行调节。第一建筑物和第二或额外建筑物可以是任何种类的建筑物，例如，住宅建筑物、公共建筑物和包括温室的工业建筑物。

根据本发明，第一建筑物中的第一加热或冷却系统从数据存储器接收指示至少一个热功率指示参数的时间导数的信号、即前导(leading)信号，以控制所述至少一个热功率指示参数。

根据优选实施例，连续地收集指示至少一个第二加热或冷却系统的热消耗的数据或关于所述至少一个第二加热或冷却系统的冷却功率的数据。表述“连续地”应当理解为也包括“间歇地”收集数据，例如在定期的、特别是预定的基础上。

根据另一优选实施例，确定至少一个热功率指示参数的时间导数。

优选地，将至少一个第二建筑物到第一建筑物的距离结合到根据(前导)信号对第一加热或冷却系统的至少一个热功率指示参数的控制中。

如果至少一个热功率指示参数指示位于与第一建筑物相距一定距离处的相应额外建筑物的多个额外的加热或冷却系统的热消耗或冷却功率，则也是有利的。

可以确定相应额外建筑物的额外加热或冷却系统与第一建筑物的至少一个热功率指示参数之间的关系。

此外，可以为每个额外建筑物分配增益因子，其中，增益因子可以基于所确定的相应额外建筑物的额外加热或冷却系统与第一建筑物的至少一个热功率指示参数之间的关系。请注意，术语“关系”也可理解为“相关性”的含义。

根据另一优选实施例，第一建筑物中的第一加热系统是地板加热系统。由于地板加热系统需要一些前置时间(lead time)来适应新的设置，因此该方法特别适合于它们的调节，因为例如即将到来的天气变化是预先已知的，并且因此由于连续的前馈调节，地板加热系统有足够的时间来适应新的设置。

优选地，将基于从额外建筑物的额外加热或冷却系统接收的热消耗或冷却功率计算的数据以加权方式并入所述(前导)信号中。这可以提供对加热或冷却系统的更进一步改进的调节。

此外，优选的是，如果执行根据前导信号控制至少一个热功率指示参数的准确度的确定，则再导致更进一步改进的调节过程。

对热特性指示参数的控制还可以基于

-关于温度的预定舒适度规范，特别是根据一天中的时间的关于温度的预定舒适度规范；

-能量流速，和/或

-由用户发送的额外控制信息。

将这些数据结合到调节过程中使得调节过程更加精确。

此外，注意，该方法仅间接地依赖于外部温度。诸如风速或者晴天或多云的天气等其它参数也可能是重要的。

根据另一优选实施例，在第一加热或冷却系统中布置组件，特别是循环泵、至少一个热交换器和/或至少一个阀，这些组件直接从基于云的数据存储器接收控制数据。然而，由这些组件接收的数据可以不必存储在基于云的数据存储器中。为此目的，也可以实施其他数据存储装置，例如中央专用服务器或多个服务器或装置。

此外，可以在包括中央的基于云的服务器的各种位置处、或者可替换地在布置在每个建筑物中的控制装置中本地地执行计算。

有利地，该方法可以例如通过应用人工神经网络来应用机器学习。根据又一实施例，持续地调整增益因子。因此，根据上述方法，能连续地优化可随时间变化的增益因子。

根据本发明，还提供了一种用于控制第一建筑物的第一加热或冷却系统的装置，其中，该装置适于执行用于对第一建筑物中的第一加热或冷却系统的供应温度的至少一个热功率指示参数执行外部温度相关控制的方法。

此外，根据本发明，提供了一种服务器，该服务器适于经由数据网络、特别是经由因特网，从第二建筑物的至少一个第二加热或冷却系统接收至少一个热功率指示参数，并且适于经由数据网络向第一建筑物的第一加热和冷却系统提供数据，其中，该至少一个热功率指示参数用于影响第一加热或冷却系统的至少一个热功率指示参数，并且其中该至少一个热功率指示参数基于至少一个第二加热或冷却系统的热消耗或冷却功率。

附图说明

本发明的进一步细节和特征以及本发明的具体实施例可以从以下结合附图的描述中得到，其中：

图1是包括具有相应的加热或冷却系统的各种建筑物的场景的示意图；

图2是包括具有相应的加热或冷却系统的各种建筑物的另一场景的另一示意图；以及

图3是连续前馈调节过程的示意图。

具体实施方式

图1是包括具有相应的加热或冷却系统的各种建筑物的第一场景的示意图。这里，第一建筑物由附图标记H表示，第二建筑物或额外建筑物由附图标记H'、H”和H”'表示。这三个额外建筑物代表在该图中示出的多个额外建筑物，但这些额外建筑物没有单独地由附图标记指示。如图2所示，所有建筑物都通过网络1连接到中央单元，网络1由连接建筑物H、H'、H”、H”'和云2的虚线示意性地表示。所有的建筑物H、H'、H”、H”'都装备有相应的加热或冷却系统，这些系统在这里没有详细示出，但是是公知的。加热或冷却系统可包括电加热或冷却系统以及包含一个或多个泵的基于流体的加热或冷却系统。

通过调节第一建筑物H中的第一加热或冷却系统的供应温度来执行第一建筑物H的至少一部分的热特性的与外部温度相关的控制的方法涉及基于一个或多个热功率指示参数来执行控制，该一个或多个热功率指示参数指示位于距第一建筑物距离D处的第二建筑物H'的至少一个第二或额外加热或冷却系统的热消耗或冷却功率，如将参照图2进一步详细解释的。

此外，在该过程中，确定相应的额外建筑物H'、H”、H”'的额外加热或冷却系统与第一建筑物H的一个或多个热功率指示参数之间的关系(例如，相关性)。随后，计算每个额外建筑物H'、H”、H”'的增益因子G'、G”、G'”，由此，例如额外建筑物H'的额外加热或冷却系统与第一建筑物H的热功率指示参数之间的高相关性将导致高增益因子G'。因此，相比于较小相关的建筑物，高度相关的建筑物获得更高的加权。增益因子可以随时间而改变，因此，该方法使用包括更新的增益因子的更新信息可以是有利的。

图2是包括具有相应的加热或冷却系统的各种建筑物的另一场景的另一示意图。同样，存在配备有加热或冷却系统的第一建筑物H，以及多个第二或额外建筑物H'、H”、H”'，这些建筑物也分别配备有加热或冷却系统，并且位于距第一建筑物H的相应距离D1、D2、D3处。根据连续的基于前馈的调节来调节安装在第一建筑物H中的加热或冷却系统，该连续的基于前馈的调节是基于从额外建筑物H'、H”、H”'经由网络1发送到云2的热消耗或冷却功率信息I、I'、I”、I”'。关于热消耗或冷却功率的信息对应于用于调节加热或冷却系统的热功率指示参数。然而，如虚线I所示，第一建筑物H也将其热功率指示参数发送到云2。热功率指示参数可以包括流量、压力、泵速、热流(热能)、电力消耗(例如，如果使用电加热)、阀位置等。所有这些热功率指示参数都受诸如冷锋3等天气变化的影响。

如在该图中可以看到的，建筑物H'、H”、H”'已经经历了天气变动，即，向第一建筑物H传播的冷锋3。现在，应用从建筑物H、H'、H”到第一建筑物H的距离D1、D2、D3，以便调节从云2发送到第一建筑物H的前馈信号，其中，建筑物H、H'、H”经由云2发送热消耗或冷却功率信息I'、I”、I”'，第一建筑物H从云2接收用于其加热或冷却系统的调节信息。由于建筑物H'已经首先经历了天气锋面(weather front)，所以其关于热消耗或冷却功率的信息I'或者热功率指示参数被分别发送到云，这是在在稍后的时间点经历温度下降的来自建筑物H”的信息I”和来自建筑物H”'的信息I”'之前。然后，根据用于执行外部温度相关控制的方法的实施例，基于记录的梯度

来计算冷锋3的方向，由此预期大的梯度比小的梯度引起更快的调节。

此外，根据用于执行外部温度相关控制的方法的实施例，可以执行根据例如其隔离特性将建筑物H'、H”、H”'分组为多个组团(cluster)或群组或类别的步骤。然后，可以基于属于相同隔离组的建筑物的信息来调节第一建筑物H。例如，可以根据以下给出的方案来应用分类：

隔离组I：快速反应建筑物(不具有良好隔离的建筑物外壳的建筑物)

隔离组II：中速反应建筑物

隔离组III：慢反应建筑物(具有良好隔离的建筑物外壳的建筑物)。

在图2中，组I的建筑物是完全黑色的，属于组II的建筑物是完全白色的，属于组III的建筑物是阴影线的。然而，基于从云2接收的数据，属于第一组I的建筑物可以被移动到另一组中。还可以消去(deselect)不属于相关隔离组的建筑物。该方法也可以是自适应的，并且因此学习消去不提供用于调节第一建筑物H的加热或冷却系统的适当数据的建筑物。这可以基于历史数据来实现。

在对建筑物H、H'、H”、H”'进行分组或分类的步骤之后，可以执行对热消耗或冷却功率信息I'、I”、I”'即热功率指示参数进行加权的进一步步骤，以便更进一步改进对第一建筑物H的调节过程。

此外，根据实施例的方法可以包括通过计算实际(在相应建筑物中测量的)温度和可选的预定温度之间的差来评估前馈调节的预测是否良好的步骤。可以有利的是，应用评估来更新用于执行该方法的调节步骤。由此，该方法将是自适应的，并且不断地尝试优化调节步骤，以便实现最期望的性能。

该方法控制第一建筑物H的至少一部分的热特性。该方法可以应用于控制建筑物H的单个房间或多个房间。

在根据本发明的优选实施例中，热特性是舒适度特定参数，包括室内温度，并且优选地包括与建筑物内的人将经历的温度感知有关的额外参数。因此，该方法可用于控制建筑物中的用户特定的舒适度。

此外，执行第一建筑物H中的加热或冷却系统的调节可以基于

-规定的舒适度规范(例如，17和23点钟之间起居室中为21℃)；

-加热或冷却流体介质的流速(例如，通过一个或多个泵的速度调节)；

-加热或冷却流体介质的温度；

-发送给建筑物用户的信息(例如，包括如“打开热力门”、“将恒温器设置从3改变为4”等相关信息的SMS)；

-云可以直接与被配置为由外部装置控制的硬件(阀、泵和热交换器)通信。

图3是连续前馈调节过程的示意图，示出了如何将热功率指示参数X输入到微分器4中，微分器4确定X的时间导数并将其发送到调节器5，以调节例如第一建筑物H。注意，天气数据可以用作用于调节的额外数据，这在该图中未明确指出。

附图标记

H 第一建筑物

H'、H”、H”' 第二或额外建筑物

I、I'、I”、I”' 关于热消耗的信息或冷却功率信息

D、D'、D”、D”' 距离

1 网络

2 云

3 冷锋

4 微分器

5 调节器

Claims (14)

1.一种用于执行与外部温度相关的控制的方法，通过调节第一建筑物(H)的第一加热或冷却系统的供应温度来控制第一建筑物(H)的至少一部分的热特性，其中，基于至少一个热功率指示参数来执行所述控制，其中，所述至少一个热功率指示参数指示位于距第一建筑物一定距离处的第二建筑物(H'、H"、H”')的至少一个第二加热或冷却系统的热消耗或冷却功率，并且是经由数据网络(1)而被接收，其特征在于，第一建筑物(H)的第一加热或冷却系统从数据存储器接收指示所述至少一个热功率指示参数的时间导数的前导信号，以控制所述至少一个热功率指示参数；

其中，将至少一个第二建筑物(H'、H”、H”')到所述第一建筑物(H)的距离(D'、D"、D”')结合到根据所述前导信号对所述第一加热或冷却系统的所述至少一个热功率指示参数的控制中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续地收集表示所述至少一个第二加热或冷却系统的热消耗的数据或关于所述至少一个第二加热或冷却系统的冷却功率的数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定所述至少一个热功率指示参数的时间导数。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个热功率指示参数指示位于距第一建筑物(H)一定距离(D'、D"、D”')处的相应的额外建筑物(H'、H”、H”')的多个额外的加热或冷却系统的热消耗或冷却功率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定相应的额外建筑物(H'、H”、H”')的额外加热或冷却系统与第一建筑物(H)的至少一个热功率指示参数之间的关系。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为每个额外建筑物(H'、H”、H”')分配增益因子，其中，所述增益因子基于所确定的相应的额外建筑物(H'、H”、H”')的额外加热或冷却系统与第一建筑物(H)的至少一个热功率指示参数之间的关系，其中，持续调整所述增益因子。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一建筑物(H)中的第一加热系统是地板加热系统。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将从所述额外建筑物(H'、H"、H”')的额外加热或冷却系统接收的热消耗或冷却功率计算的数据以加权方式并入所述信号中。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，执行根据所述前导信号控制所述至少一个热功率指示参数的准确性的确定。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热特性的控制还基于

-关于温度的预定舒适度规范，特别是根据一天中的时间的关于温度的预定舒适度规范；

-能量流速，和/或

-由用户发送的额外控制信息。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，布置在第一加热或冷却系统中的组件直接从基于云的数据存储器接收控制数据。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，布置在第一加热或冷却系统中的组件选自循环泵、至少一个热交换器和/或至少一个阀。

13.一种用于控制第一建筑物的第一加热或冷却系统的装置，其中，所述装置适于执行根据权利要求1所述的方法。

14.一种服务器，适于经由数据网络(1)从第二建筑物(H'、H"、H”')的至少一个第二加热或冷却系统接收一个或多个热功率指示参数，并且适于经由所述数据网络(1)向第一建筑物(H)的第一加热或冷却系统提供数据，其中，所述一个或多个热功率指示参数用于影响第一建筑物的热特性的控制，并且其中，所述至少一个热功率指示参数基于所述至少一个第二加热或冷却系统的热消耗或冷却功率，其特征在于，第一建筑物(H)的第一加热或冷却系统从数据存储器接收指示所述至少一个热功率指示参数的时间导数的前导信号，以控制所述至少一个热功率指示参数；

其中，将至少一个第二建筑物(H'、H”、H”')到所述第一建筑物(H)的距离(D'、D"、D”')结合到根据所述前导信号对所述第一加热或冷却系统的所述至少一个热功率指示参数的控制中。

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