CN110347052A - 一种基于空调控制的智能家电热能管理方法、系统及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于空调控制的智能家电热能管理方法，包括：空调控制器与至少一个智能家电建立通信连接，所述空调及智能家电分别包括储热单元，且所述储热单元之间相互连通；所述空调控制器接收所述至少一个智能家电发送的其储热单元的热能存储量信息，所述存储量信息由所述智能家电实时检测并记录；所述空调控制器对所述储热单元的存储量信息进行统计，并通过所述存储量信息对各储热单元进行热能分配。通过空调控制器实现以家庭为单位的多种电器设备的储热与热传输能量控制，使得家庭中的热能能够合理利用，节能环保、减小电力损耗，同时将热能管理功能集成至空调控制器可以避免单独设计控制模块增加成本。
Description
技术领域
本发明及空调技术领域，具体而言，涉及一种基于空调控制的智能家电热能管理方法、系统及空调器。
背景技术
随着家居的发展方向通往智能化，未来的智能家居必然体现为集中控制、智能控制。目前家庭用的智能家电常常存在热能消耗无法被利用的情况，例如部分厨电产热后导致厨房温度过高需要排气，该类行为产生了很大的能量损耗。如果将该类热能合理利用，则能达到节能环保、减小电力损耗的目标。
发明内容
本发明解决的问题是以较低的成本实现家庭热能的合理利用，实现节能环保的家庭热能控制。
为解决上述问题，本发明提供一种基于空调控制的智能家电热能管理方法，包括：
空调控制器与至少一个智能家电建立通信连接，所述空调及智能家电分别包括储热单元，且所述储热单元之间相互连通；
所述空调控制器接收所述至少一个智能家电发送的其储热单元的热能存储量信息，所述存储量信息由所述智能家电实时检测并记录；
所述空调控制器对所述储热单元的存储量信息进行统计，并通过所述存储量信息对各储热单元进行热能分配。
通过空调控制器控制的适用于家庭的智能家电热能管理，可以实现以家庭为单位的多种电器设备的储热与热传输能量控制，使得家庭中的热能能够合理利用，节能环保、减小电力损耗，同时热能管理功能集成至空调控制器可以避免单独设计控制模块，避免增加成本。
进一步的，所述空调控制器根据所述存储量信息，判断该存储量信息对应的智能家电的储热单元是否需要释放或获取热能；或者所述至少一个智能家电根据自身的存储量信息，向所述空调控制器发送调节热能存储的请求。热能存储量由家电设备自行检测已存储热量占存储上限百分比，再由空调控制器对室内已存储热量进行统计，并通过各智能家居的请求或空调器的判断分析进行热能分配，能够进一步实现能量的合理分配。
进一步的，所述空调控制器对所述至少一个智能家电的存储量信息进行统计后，根据热能释放优先级及热能获取优先级对热能进行分配。在空调器进行能量分配时，需要设定合适的分配策略，因此可以根据实际需要，对不同的智能家电设置不同的优先级。
进一步的，所述空调的热能释放优先级和/或热能获取优先级最高。
进一步的，每个所述储热单元设置有第一储能百分比，当所述存储量大于该第一储能百分比时，所述空调控制器判定该储热单元需要释放热能，或该储热单元对应的智能家电向空调控制器发送释放热能请求。
进一步的，所述智能家电的储热单元的储热速度越快，所述第一储能百分比越小；所述储热单元的储热速度越慢，所述第一储能百分比越大。为了适应不同家电储热情况的不同，每个家电对应的第一储能百分比也有所不同。所述智能家电的储热单元的储热速度越快，其越快达到储热上限，因此设置对应层第一储能百分比尽量小，从而防止检测装置频繁报“即将溢出”信号；反之，所述储热单元的储热速度越慢，其达到储热上限所需的时间越长，因此设置对应的第一储能百分比越大。
进一步的，当所述储热单元释放热能时，该储热单元的所有热能被全部转移至需要获取热能的至少一个储热单元。通过一次性释放全部热能，可避免检测装置频繁报“即将溢出”信号，并且能够降低空调控制器计算压力，提高处理容错率。
进一步的，每个所述储热单元设置有第二储能百分比，当所述存储量小于该第二储能百分比时，所述空调控制器判定该储热单元需要获取热能，或该储热单元对应的智能家电向空调控制器发送获取热能请求。
进一步的，每个所述储热单元设置有第三储能百分比，当所述存储量达到该第三储能百分比时，所述储热单元停止存储或获取热能，防止储热单元储存的热能超出上限造成设备损坏。
进一步的，所述空调控制器与人机交互终端通信连接，并控制所述人机交互终端提供用于进行热能管理的人机交互界面。由于空调通常配备有相应智能终端APP，使用空调控制器作为控制模块，不需要另外开辟人机交互界面，只需将所述空调控制器与人机交互终端通信连接，即可通过热能管理的人机交互界面控制所述指定智能家电的热能存储情况
进一步的，所述人机交互终端提供设置指定的智能家电的热能分配的功能，用于控制所述指定智能家电的热能存储情况和/或屏蔽该指定智能家电的热能转移，和/或设置热能释放优先级及热能获取优先级，从而满足用户的自主需求或特殊状况，。
进一步的，所述空调控制器还用于：控制所述储热单元存储的热能进行与电能之间的相互转换。
根据本发明的另一个方面，提供了一种空调器，包括：
可读存储介质，所述可读存储介质用于存储可执行指令；
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器根据所述可执行指令执行如前所述的智能家电热能管理方法。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于空调控制的智能家电热能管理系统，包括：
如前所述的空调器；
至少一个智能家电，所述智能家电与所述空调器通信连接；
其中，所述空调及智能家电分别包括储热单元，且所述储热单元之间相互连通。
进一步的，所述储热单元之间通过隔热通道相互连通，所述隔热通道内设置有储热介质。储热单元之间由隔热通道连接，确保能量存储与交换过程减少热量损失。
进一步的，所述的智能家电热能管理系统还包括：
能量中转单元，每个所述储热单元均连接至该能量中转单元，进行热能转移时，释放热能的储热单元将热能转移至所述能量中转单元，所述能量中转单元再将热能转移至获取热能的储热单元。由于设置了该能量中转单元，不需要在所有储热单元之间设置两两连通的隔热通道，从而降低了成本。
进一步的，所述的智能家电热能管理系统，还包括：
热能-电能转换单元，连接至所述空调控制器及各储热单元，用于将储热单元存储的热能与电能之间进行相互转换。由此，可以进一步实现能量转换的多样性，充分利用能源。
附图说明
图1为本发明基于空调控制的智能家电热能管理系统的结构示意图；
图2为本发明基于空调控制的智能家电热能管理方法的流程图。
具体实施方式
本发明通过空调控制器对家庭中产热和损耗热的设备智能集中控制管理，从而达到节能的效果。目前，热存储已经在很多地方应用，家庭内使用如保温杯，隔热水箱等。如果将家庭用电器的热能合理利用，则能达到节能环保、减小电力损耗的目标。
本发明采用以空调控制器作为热交换的控制核心判断热量的存储量与分配方式。由于空调相比其他家用电器功能多，逻辑功能复杂，因此空调控制器在设计时在稳定性上的考虑更多；同时空调普及程度广，几乎家家都安装空调；再者空调相比其他家电平均日使用时长(h/d)更长，即使关机模式下也可以进行控制；并且空调自带WIFI等无线连接功能，并配备有相应智能终端APP，使用空调控制器作为控制模块，不需要另外开辟人机交互界面，借用已有平台，实用性强，因此该功能集成在空调上可以避免单独设计控制模块，造成不必要的成本增加。
通过空调控制器控制的适用于家庭的智能储热与热交换系统，可以实现以家庭为单位的厨电设备、浴室设备及其他热能电器的储热与热传输能量，并可根据实际经济情况选择存储效率和转化效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在本发明一个示意性实施例中，提供了一种基于空调控制的智能家电热能管理方法。图1为本发明基于空调控制的智能家电热能管理系统的结构示意图。如图1所示，所述基于空调控制的智能家电热能管理系统包括：空调、厨电智能电器、浴室智能电器及其他电器。在一实施例中，空调的室外机连接有储热单元，其能够在空调制冷模式下储存空调室外机排除的热能，而厨电智能电器、浴室智能电器及其他电器也分别包括各自的储热单元。空调还包括控制器，该空调控制器通过无线网络连接到其他多种智能电器，并且，各个储热单元之间通过隔热通道相互连通，隔热通道内设置可以流通的储热介质。在一实施例中，隔热通道内采用水作为储热介质进行热量传递及转移，在不同智能家电的储热单元之间的隔热通道上，设置有用于控制管路开闭的阀门。通过在家中的多个储热单元之间由隔热通道连接，确保能量存储与交换过程中不会有太大的能量损失。
可选地，所述智能家电热能管理系统还包括能量中转单元，每个所述储热单元分别连接至该能量中转单元，进行热能转移时，释放热能的储热单元将热能可以先转移至所述能量中转单元，再由所述能量中转单元将热能转移至获取热能的储热单元。由于设置了该能量中转单元，不需要在所有储热单元之间设置两两连通的隔热通道，从而降低了成本。
本实施例中，空调控制器通过家庭WIFI网络连接到厨电智能电器、浴室智能电器及其他电器，从而控制各智能电器的储热与热传输能量。图2为本发明基于空调控制的智能家电热能管理方法的流程图。如图2所示，所述智能家电热能管理方法包括：
S1，空调控制器与至少一个智能家电建立通信连接，所述空调及智能家电分别包括储热单元，且所述储热单元之间相互连通；
S2，所述空调控制器接收所述至少一个智能家电发送的热能的存储量信息，所述存储量信息通过所述智能家电实时检测并记录；
S3，所述空调控制器对所述储热单元的存储量信息进行统计，并通过所述存储量信息对各储热单元进行热能分配。
所述步骤S1中，空调与智能家电之间通过WIFI信号通讯，在智能储热模式开启的情况下，通过由空调作为热交换的控制核心判断热量的存储量与分配方式。所述空调控制器可以通过控制不同智能家电的储热单元之间的隔热通道上的阀门的开闭，控制储热介质的流向，从而实现热量的传输。
所述步骤S2中，热能存储量由家电设备自行检测并存储已存储热量占存储上限的百分比，并发送至空调控制器。在一实施例中，空调运行在制冷模式下，其室外机产生大量热量并存储在空调的储热单元中，空调器实时检测储热单元单元的存储量并发送至空调控制器。
所述步骤S3中，所述空调控制器根据所述存储量信息，判断该存储量信息对应的智能家电的储热单元是否需要释放或获取热能。在上述实施例中，该当空调器检测到其热能存储量达存储上限的80％时，空调控制器判断此时是否有设备需要消耗热能(如热水器等)，如有则通过热交换媒介在隔热通道将热能转移到中转储能点再转移到其他储能点进行消耗；如果没有则在达存储上限95％时停止存储。
可选的，所述步骤S3中通过所述存储量信息对各储热单元进行热能分配，还可以由所述至少一个智能家电根据自身的存储量信息，向所述空调控制器发送调节热能存储的请求实现。空调控制器对室内已存储热量进行统计，并通过各智能家居的请求进行热能分配，由空调控制器智能分配优先级，空调本身优先级最高。
在一实施例中，例如隔热水箱等厨电电器在工作过程中产生了多余的热量并存储到其储热单元内，而通过该隔热水箱对其热能存储量的实时检测，其当前热能存储量达到了60％的释放阈值，因此该隔热水箱向空调控制器发送其热能存储量信息及释放热能的请求。此时空调控制器判断此时是否有设备需要消耗热能，如果有需求则进行热能转移。
具体地，每个所述储热单元设置有第一储能百分比，当所述存储量大于该第一储能百分比时，所述空调控制器判定该储热单元需要释放热能，或该储热单元对应的智能家电向空调控制器发送释放热能请求。为了避免用电高峰检测装置频繁报“即将溢出”信号，当所述储热单元释放热能时，该储热单元的所有热能被全部转移至需要获取热能的至少一个储热单元，同时可以降低空调控制器计算压力，提高处理容错率。
进一步的，为了适应不同家电储热情况的不同，每个家电对应的第一储能百分比也有所不同。一般地，所述智能家电的储热单元的储热速度越快，其越快达到储热上限，因此设置对应层第一储能百分比尽量小，从而防止检测装置频繁报“即将溢出”信号；反之，所述储热单元的储热速度越慢，其达到储热上限所需的时间越长，因此设置对应的第一储能百分比越大。
空调器在进行热能分配时，还需要判断哪些智能家电需要获取热能。本实施例总，每个所述储热单元设置有第二储能百分比，当所述存储量小于该第二储能百分比时，所述空调控制器判定该储热单元需要获取热能，或该储热单元对应的智能家电向空调控制器发送获取热能请求。
进一步的，为了防止储热单元储存的热能超出上限造成设备损坏，每个所述储热单元设置有第三储能百分比，当所述存储量达到该第三储能百分比时，所述储热单元停止存储或获取热能。
由于空调通常配备有相应智能终端APP，使用空调控制器作为控制模块，不需要另外开辟人机交互界面，只需将所述空调控制器与人机交互终端通信连接，并控制所述人机交互终端向用户提供用于进行热能管理的人机交互界面，例如在空调APP上实时显示各储热单元的热能存储量，并提供控制选项，用于控制所述指定智能家电的热能存储情况，从而实现人为干预能量分配。而为了满足用户的自主需求或特殊状况，还可以通过空调APP屏蔽该指定智能家电的热能转移功能和/或热能释放、获取的优先级设置，以保证目标家电使用时有足够的热量消耗。
进一步可选的，所述的智能家电热能管理系统还可以包括：热能-电能转换单元，该连接至热能-电能转换单元所述空调控制器，以及各储热单元或能量中转单元，用于实现储热单元存储的热能与电能之间的相互转换；所述空调控制器用于控制所述储热单元存储的热能进行与电能之间的相互转换。由此，可以进一步实现能量转换的多样性，充分利用能源。
在本发明第二个示意性实施例中，提供了一种空调器，其包括可读存储介质及一个或多个处理器，其中，所述可读存储介质用于存储可执行指令；所述一个或多个处理器根据所述可执行指令执行如第一实施例所述的智能家电热能管理方法。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (17)
1.一种基于空调控制的智能家电热能管理方法，其特征在于，包括：
空调控制器与至少一个智能家电建立通信连接，所述空调及智能家电分别包括储热单元，且所述储热单元之间相互连通；
所述空调控制器接收所述至少一个智能家电发送的其储热单元的热能存储量信息，所述存储量信息由所述智能家电实时检测并记录；
所述空调控制器对所述储热单元的存储量信息进行统计，并通过所述存储量信息对各储热单元进行热能分配。
2.根据权利要求1所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，所述空调控制器根据所述存储量信息，判断该存储量信息对应的智能家电的储热单元是否需要释放或获取热能；或者所述至少一个智能家电根据自身的存储量信息，向所述空调控制器发送调节热能存储的请求。
3.根据权利要求1所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，所述空调控制器对所述至少一个智能家电的存储量信息进行统计后，根据热能释放优先级及热能获取优先级对热能进行分配。
4.根据权利要求3所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，所述空调的热能释放优先级和/或热能获取优先级最高。
5.根据权利要求1所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，每个所述储热单元设置有第一储能百分比，当所述存储量大于该第一储能百分比时，所述空调控制器判定该储热单元需要释放热能，或该储热单元对应的智能家电向空调控制器发送释放热能请求。
6.根据权利要求5所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，所述智能家电的储热单元的储热速度越快，所述第一储能百分比越小；所述储热单元的储热速度越慢，所述第一储能百分比越大。
7.根据权利要求5所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，当所述储热单元释放热能时，该储热单元的所有热能被全部转移至需要获取热能的至少一个储热单元。
8.根据权利要求1所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，每个所述储热单元设置有第二储能百分比，当所述存储量小于该第二储能百分比时，所述空调控制器判定该储热单元需要获取热能，或该储热单元对应的智能家电向空调控制器发送获取热能请求。
9.根据权利要求1所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，每个所述储热单元设置有第三储能百分比，当所述存储量达到该第三储能百分比时，所述储热单元停止存储或获取热能。
10.根据权利要求1所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，所述空调控制器与人机交互终端通信连接，并控制所述人机交互终端提供用于进行热能管理的人机交互界面。
11.根据权利要求10所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，所述人机交互终端提供设置指定的智能家电的热能分配的功能，用于控制所述指定智能家电的热能存储情况，和/或屏蔽该指定智能家电的热能转移，和/或设置热能释放优先级及热能获取优先级。
12.根据权利要求1所述的智能家电热能管理方法，其特征在于，所述空调控制器还用于：控制所述储热单元存储的热能进行与电能之间的相互转换。
13.一种空调器，其特征在于，包括：
可读存储介质，所述可读存储介质用于存储可执行指令；
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器根据所述可执行指令执行如权利要求1-12任一项所述的智能家电热能管理方法。
14.一种基于空调控制的智能家电热能管理系统，其特征在于，包括：
如权利要求13所述的空调器；
至少一个智能家电，所述智能家电与所述空调器通信连接；
其中，所述空调及智能家电分别包括储热单元，且所述储热单元之间相互连通。
15.根据权利要求14所述的智能家电热能管理系统，其特征在于，所述储热单元之间通过隔热通道相互连通，所述隔热通道内设置有储热介质。
16.根据权利要求14所述的智能家电热能管理系统，其特征在于，还包括：
能量中转单元，每个所述储热单元均连接至该能量中转单元，进行热能转移时，释放热能的储热单元将热能转移至所述能量中转单元，所述能量中转单元再将热能转移至获取热能的储热单元。
17.根据权利要求14所述的智能家电热能管理系统，其特征在于，还包括：
热能-电能转换单元，连接至所述空调控制器及各储热单元，用于将储热单元存储的热能与电能之间进行相互转换。
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2019
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