CN111795426A - 一种新型室内智慧供暖系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种新型室内智慧系统及方法,属于智慧家居和智慧供暖领域;针对现有方案无法提供对单独住户的个性化供暖、无法实现用户自主设定室内温度、无法实现用户设定供热时间等问题;本发明的技术方案通过数据采集系统、数据处理系统和智慧供暖实现系统三大部分,实现远程系统控制和个性化管理,通过运维方和用户共同参与供暖调节,提供了节约能源的个性化供暖服务。
Description
技术领域
本发明属于智慧家居和智慧供暖领域,尤其涉及一种新型室内智慧供暖系统及方法。
背景技术
随着社会发展,国家对环境保护和能源节约愈加重视,民众的环保意识增强。与此同时,伴随着生活水平提高,民众还对居家环境的经济性、自主性、舒适性和便捷性也提出了更大的需求。
现有冬季生活供暖难以同时保证节能环保和生活舒适。现有生活供暖体系不论用户需要与否都持续提供热量,尤其当室内无人时依然供暖,这样必然会导致能源浪费。为避免能源浪费只能整体降低供热品质,必然会导致居住环境质量下降。由于用户个人体验具有差异性,同样供热品质必然会导致个体室温体验过高和过低同时存在的情况,这对个性化供热提出需求。
现有供暖无法做到住宅具有独立的供暖;同时用户也无法自主调节室内温度,让相邻住宅具有不同室温,进而无法做到真正供暖计热收费;在室内无人情况下无法自动降低供暖强度;在住户回家之前没办法预先提高供暖强度;无法通过住户居家时间模拟住户行为模式,进而无法做到远程控制室内供暖;实现不了自动对室内供暖系统进行控制。
目前需要一种新型室内智慧供暖系统,可以融合最新互联网技术、通信技术和自动化控制技术,保证环境保护和个性化需求。
发明内容
本发明克服现有供暖系统的个性化不足,无法实现供需一体化的问题,提供一种新型室内智慧供暖系统及方法,本发明的技术方案如下:
方案A:新型室内智慧供暖系统包括数据采集系统、数据处理系统和智慧供暖实现系统;
所述的数据采集系统,用于采集基本数据及用户数据;
所述的数据处理系统,用于存储、汇总、处理整体智慧供暖体系产生的数据;
所述的智慧供暖实现系统,用于实现室内智慧供暖;
所述的数据采集系统与数据处理系统双向连接;
所述的数据处理系统和智慧供暖实现系统双向连接;
所述的智慧供暖操作系统和数据采集系统双向连接。
优选的,数据采集系统包括基本数据采集模块和用户数据采集模块,其中基础数据采集用于搜集整理基础数据;用户数据采集模块用于搜集整理用户数据。
优选的,数据处理系统包括用户客户端、运维管理端和中央服务器;用户通过用户客户端与所述的数据处理系统进行数据交互;运维方通过所述的运维管理端对供暖区域的监测;中央服务器用于汇总、存储、处理整体供暖系统产生的数据。
优选的,智慧供暖实现系统包括自动控制装置和新型管网布置方式,其中自动控制装置用于接收数据处理系统发布的指令进行自动供暖操作;新型管网布置方式用于对管网布置进行优化。
方案B:为实现上述一种新型室内智慧供暖系统的供暖方法,具体的方法步骤如下:
步骤一,所述的数据采集系统进行基本数据采集和用户数据采集;
步骤二,所述的数据处理系统用于存储、汇总、处理整体智慧供暖体系产生的数据,运维方对采集的数据进行管理和查询,用户对个人信息查询、管理并上传,用户对室内供暖进行个性化设定,经计算处理形成对智慧供暖实现系统的指令;
步骤三,所述的智慧供暖实现系统用于实现室内智慧供暖,根据数据处理系统的指令对室内温度和供热时间进行自动化调节,平衡相邻用户室内的热平衡,实现用户个性化供暖需求。
进一步地,所述的基本数据采集包括环境数据、建筑数据和局部管网数据的采集;用户数据采集包括用于室内数据、用户的人员数据和室内管网数据的采集,
进一步地,所述的环境数据包括大气湿度和大气温度;
所述的建筑数据包括楼宇外墙隔热系数、楼宇门窗隔热系数、楼宇门窗面积和楼宇内壁隔热系数作为参数;
所述的局部管网数据包括换热站数据和小区管网数据;
所述的室内数据包括室内温度和室内湿度;
所述的用户的人员数据包括室内人员数量和室内人员存在起始时间;
所述的室内管网数据包括住户进水温度、进水量、回水温度和回水量。
进一步地,用户在电脑或手机端的用户客户端对住宅用热量、供暖费用余额进行查询,交纳供热费用;用户客户端还包含户主、联系方式和住宅地址的个人信息进行管理查询功能,设定自定室温和供热时间的个性化供暖策略,在线反馈供热异常情况,从而对运维服务进行评价和投诉;
运维方在电脑或手机端上的运维管理端对辖区住户信息、缴费信息进行查询,提醒用户交纳供暖费用,远程控制住宅供暖的开启和关闭,设置供暖的最低温度和默认温度,接收供暖异常情况和用户的反馈情况,远程运维供暖系统,对远程控制无法解决的问题则派遣工作人员现场处理;
所述的中央服务器用于汇总、存储、处理整体供暖系统产生的数据,采用人工智能和大数据模拟用户行为模式,根据模拟行为模式、所采集数据和用户自定供暖策略,经过中央服务器整合用户及其邻居的供暖策略以及计算该用户的供热费用,根据所采集数据自动识别出供暖异常情况进行智能化调控,对无法智能化解决的异常情况联系运维人员进行人工解决,对所有异常情况和解决方案进行保存并采用人工智能分析,训练出更优运维方案。
进一步地,所述的自动控制装置接收数据处理系统发布的指令进行自动供暖操作,可开启或关闭室内供暖,对室内管网的供热的时间进行调控以及进水、回水的水量和水温进行调控;
所述的新型管网布置于楼宇外壁内侧、邻里隔墙上铺设管道,实现相邻住户出现室内温差的效果。
本发明的有益效果体现在:
1、根据采集到的用户数据,采用人工智能和大数据拟合用户独特的行为模式,得到用户适宜室温、普遍的离家时间和归家时间等数据;
2、默认供热策略是当室内有人时按照用户适宜室温进行供热,室内无人时按照最低温度进行供热,并根据用户归家时间自动预热;
3、用户可自定室内温度和供热时间,自定供热策略优先级高于默认供热策略;
4、用户自定供热策略会被人工智能和大数据采纳,影响现有用户独特行为模式的拟合;
5、新型室内管网布置可实现公寓室温差异化,实现用户个性化供暖;
6、新型室内管网布置可实现公寓具有独立的室内供暖;
7、采用独特算法,综合考虑用户及其邻居的供暖策略,计算该用户的供热费用;
8、中央服务器自动对供暖异常情况进行处理,对无法解决的问题自动联系距事发点最近的运维人员;
9、中央服务器存储异常情况及其解决方案,通过人工智能训练出更优运维方案。
10、新型管网布置用于通过有区别于传统室内供暖装置的布置实现智慧供暖要求,在楼宇外壁和邻里隔墙上同样铺设供暖管道,保证相邻住户出现室内温差时可以保证热平衡。
附图说明
图1是本发明框架图;
图2是数据采集系统框架图;
图3是数据处理系统框架图;
图4是智慧供暖实现系统框架图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1-图4说明本实施方式,本实施方式的一种新型室内智慧供暖系统及方法中,所述数据采集系统用于采集环境、楼宇和管网的基本数据和实时数据,采集用户室内的自定数据和实时数据,采集的数据远程传输至数据操作系统,智慧供暖实现系统导致的各项数据变化被数据采集系统实时采集;
基本数据采集用于采集大气湿度、大气压、大气温度等实时数据,采集楼宇外墙隔热系数、楼宇门窗隔热系数和楼宇内壁隔热系数等实时数据,采集换热站基本数据和实时数据和楼宇所在小区管网的基本数据和实时温度;
用户数据采集用于采集用户室内温度、湿度等实时数据,采集单独对用户供暖的管网的进水温度、进水量、回水温度、回水量等实时数据,采集用户室内是否有人和室内人员存在起始时间。
具体实施方式二:结合图1-图4说明本实施方式,本实施方式的一种新型室内智慧供暖系统及方法中,所述数据处理系统用于汇总、存储、处理整体智慧供暖体系产生的数据,运维方对采集的数据进行管理和查询,用户对个人信息查询、管理并上传,用户对室内供暖进行个性化设定,经软件计算处理形成对智慧供暖实现系统的指令;
用户客户端用于用户对个人信息和住宅信息进行查询和管理,操作可在个人电脑和移动设备上完成,可以设定住宅供暖温度和供暖时间形成个性化的供暖策略,可以查询供暖费用并线上交纳费用,可以实时联系供暖运维人员,可以进行投诉和情况反馈。
运维管理端用于运维方在运维中心管理和查询智慧供暖体系的信息和单独用户的信息,也可以通过运维人员移动设备的操作界面进行管理,设定供暖最低温度和供暖默认温度,对智慧供暖实现系统进行远程管理,实时接收智慧供暖体系中异常和事故信息,对难以远程运维的情况可由运维人员至现场进行解决;
中央服务器用于汇总、存储、处理整体智慧供暖体系产生的数据,采用人工智能和大数据模拟用户行为模式,根据数据采集系统得到的数据和用户在用户客户端自定的供暖策略,经过算法计算形成指令,远程控制智慧供暖实现系统,以实现个性化供暖,并采用独特算法,综合考虑用户及其邻居的供暖策略,计算该用户的供热费用,通过采集得到的数据自动识别出供暖异常情况,对异常情况进行自动处理,存储所有异常情况及其解决办法,并训练处更优运维方案;
具体实施方式三:结合图1-图4说明本实施方式,本实施方式的一种新型室内智慧供暖系统及方法中,所述智慧供暖实现系统用于实现室内智慧供暖,根据数据处理系统的指令对室内温度和供热时间进行自动化调节,平衡相邻用户室内的热平衡,实现用户个性化供暖需求,智慧供暖实现系统导致的室内数据变化可被数据采集系统实时采集;
自动控制装置用于接收数据处理系统发布的指令自动进行供暖服务,可开启、关闭室内供暖,对室内管网的进水、回水的水量和水温进行调控,对管网供热的时间进行调控,以实现用户的个性化供暖目标。
具体实施方式四:结合图1-图4说明本实施方式,本实施方式的一种新型室内智慧供暖系统及方法中,包含了室内管网布置,管网自控装置,个性化供暖、供暖独特算法和人工智能训练框架,下面详细阐述其具体实施内容:
1.室内管网布置,由于现有技术中传统室内供热管网只在地面布置,新型室内管网需要在地面、室内顶部、邻壁上布置,地面管网提供室内绝大部分的热量;因此室内顶部、邻壁上的管网作用是当相邻住户室内温度不同时,调节相邻住户的热平衡,因此室内顶部、邻壁的管网布置密度比地面管网布置密度低。
2.管网自控装置,其中管网自控装置的作用是根据中央服务器的指令调节室内进水和回水量。住户拥有单独的自动装置,自控装置安装在室内进水管道的起始点。中央服务器的指令远程无线传送至自控装置,自控装置根据指令调节进水量。
3.个性化供暖,每个公寓的住户有自己独特的供暖偏好,实现独特的供暖偏好即为个性化供暖。独特供暖偏好主要包含两点:室内无人时是否继续供热、住户认为舒适的室温。
4.独特算法,所述的独特算法是指供暖收费算法,由于本方案中可以实现相邻住户的室温不同、室温可以自动调节,而且热量可以通过墙壁传导,因此不可以采用简单的计热收费。供热过程中可能出现极端情况,如某公寓将室温调节至最低温度,完全依靠周围公寓的热传导供热,这样会导致周围公寓需要更多的热量供应才能维持自定室温;如某公寓将室温调节至很高,周围公寓由于热传导,可以需要较少热量供应即可维持自定室温。因此简单依靠室内的热量供应进行供热收费是不严谨的,会鼓励用户恶意降低室内温度,因此收费计算方法是根据室内热量供应±相邻公寓传导热量来计算供热费用。
5.人工智能训练框架,由于室内住户在室内居住时间是具有一定规律性的,传感器便可记录住户的居住时间,人工智能可以预测户主的离家时间、回家时间。如果室内无人时室内自动降低供热水平,需要在户主回家之前预热,以实现户主回家时室内温度达到户主的自定室温。人工智能训练框架就是根据已有户主居家时间以预测户主的离家时间、回家时间。
综上,本发明通过室内数据自动采集、布置新型室内供暖管网、依据新型管网开发的算法,能够在感知室内无人时减少供热;能够根据用户需要提供个性化供热服务,表现为用户自定室温和供热时间;能够允许相邻公寓出现温差,通过以供热量收取供暖费用,保证运维人员远程控制供暖系统。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (9)
1.一种新型室内智慧供暖系统,其特征在于:包括数据采集系统、数据处理系统和智慧供暖实现系统;
所述的数据采集系统,用于采集基本数据及用户数据;
所述的数据处理系统,用于存储、汇总、处理整体智慧供暖体系产生的数据;
所述的智慧供暖实现系统,用于实现室内智慧供暖;
所述的数据采集系统与数据处理系统双向连接;
所述的数据处理系统和智慧供暖实现系统双向连接;
所述的智慧供暖操作系统和数据采集系统双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型室内智慧供暖系统,其特征在于:所述的数据采集系统包括基本数据采集模块和用户数据采集模块,其中基础数据采集用于搜集整理基础数据;用户数据采集模块用于搜集整理用户数据。
3.根据权利要求1所述的一种新型室内智慧供暖系统,其特征在于:所述的数据处理系统包括用户客户端、运维管理端和中央服务器;用户通过用户客户端与所述的数据处理系统进行数据交互;运维方通过所述的运维管理端对供暖区域的监测;中央服务器用于汇总、存储、处理整体供暖系统产生的数据。
4.根据权利要求1所述的一种新型室内智慧供暖系统,其特征在于:所述的智慧供暖实现系统包括自动控制装置和新型管网布置方式,其中自动控制装置用于接收数据处理系统发布的指令进行自动供暖操作;新型管网布置方式用于对管网布置进行优化。
5.一种新型室内智慧供暖方法,其依赖于权利要求1-4中任一一项所述的供暖系统实现的,其特征在于:所述方法的具体步骤为:
步骤一,所述的数据采集系统进行基本数据采集和用户数据采集;
步骤二,所述的数据处理系统用于存储、汇总、处理整体智慧供暖体系产生的数据,运维方对采集的数据进行管理和查询,用户对个人信息查询、管理并上传,用户对室内供暖进行个性化设定,经计算处理形成对智慧供暖实现系统的指令;
步骤三,所述的智慧供暖实现系统用于实现室内智慧供暖,根据数据处理系统的指令对室内温度和供热时间进行自动化调节,平衡相邻用户室内的热平衡,实现用户个性化供暖需求。
6.根据权利要求5所述的一种新型室内智慧供暖方法,其特征在于:步骤一中所述的基本数据采集包括环境数据、建筑数据和局部管网数据的采集;用户数据采集包括用于室内数据、用户的人员数据和室内管网数据的采集。
7.根据权利要求6所述的一种新型室内智慧供暖方法,其特征在于:所述的环境数据包括大气湿度和大气温度;
所述的建筑数据包括楼宇外墙隔热系数、楼宇门窗隔热系数、楼宇门窗面积和楼宇内壁隔热系数作为参数;
所述的局部管网数据包括换热站数据和小区管网数据;
所述的室内数据包括室内温度和室内湿度;
所述的用户的人员数据包括室内人员数量和室内人员存在起始时间;
所述的室内管网数据包括住户进水温度、进水量、回水温度和回水量。
8.根据权利要求5所述的一种新型室内智慧供暖系统方法,其特征在于:步骤二中用户在电脑或手机端的用户客户端对住宅用热量、供暖费用余额进行查询,交纳供热费用;用户客户端还包含户主、联系方式和住宅地址的个人信息进行管理查询功能,设定自定室温和供热时间的个性化供暖策略,在线反馈供热异常情况,从而对运维服务进行评价和投诉;
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所述的中央服务器用于汇总、存储、处理整体供暖系统产生的数据,采用人工智能和大数据模拟用户行为模式,根据模拟行为模式、所采集数据和用户自定供暖策略,经过中央服务器处理整合用户及其邻居的供暖策略以及计算该用户的供热费用,根据所采集数据自动识别出供暖异常情况进行智能化调控,对无法智能化解决的异常情况联系运维人员进行人工解决,对所有异常情况和解决方案进行保存并采用人工智能分析,训练出更优运维方案。
9.根据权利要求5所述的一种新型室内智慧供暖系统方法,其特征在于:步骤三中所述的自动控制装置接收数据处理系统发布的指令进行自动供暖操作,可开启或关闭室内供暖,对室内管网的供热的时间进行调控以及进水、回水的水量和水温进行调控;
所述的新型管网布置于楼宇外壁内侧、邻里隔墙上铺设管道,实现相邻住户出现室内温差的效果。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201020 |
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