CN112880002A - 一种家庭自采暖系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种家庭自采暖系统。基于物联网智能控制和数据分析技术，实现精细化与人性化控制家庭自采暖。所述家庭自采暖系统将供热系统与水循环系统分开控制，充分利用余热供暖，达到节能效果；控制方式更加智能化，采用室内集中控制与手机APP远程控制双模式；实时监测室内温度、锅炉内水温水位以及天然气消耗和泄漏情况，并将数据发送至控制端处理展示；可设置厨房、卫生间、客厅及卧室不同房间的温度，实现个性化和精细化控制；对可能存在的天然气泄漏和水位下降等安全隐患进行监测，并提供安全报警功能。本发明实现了一种节能、智能且安全的家庭自采暖系统。

Description

一种家庭自采暖系统

技术领域

本发明属于家庭自采暖系统智能控制领域。涉及嵌入式、无线传输、手机APP开发、数据采集与处理等多学科领域，以采集的诸多传感器信息和接收到的人为控制信息为参考对象，尤其涉及一种家庭自采暖系统。

背景技术

我国北方地区冬季寒冷，需要依靠暖气过冬。目前，供暖系统主要分为区域集中供暖和家庭自采暖两种。

现在的家庭自采暖系统主要以天然气为燃料，大部分可自行设定供暖温度和供暖时间，但工作模式较为单一，且存在能源浪费问题。

首先，在锅炉停止加热时，水循环也随之停止，不能很好的利用锅炉内水的余热进行供暖；其次，工作模式单一，只能设定供暖温度和供暖时间；再者，每个房间的温度设定都一样，不能满足个性化的温度需求；最后，控制模式单一，无法实现手机远程监控，存在一定安全隐患。

如何实现一种节能、智能且安全的家庭自采暖系统成为一个需要解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有家庭自采暖系统技术的不足，基于物联网智能控制和数据分析技术，提出一种家庭自采暖系统，有效解决了现有家庭自采暖系统存在的能源浪费、工作控制模式单一和无法满足个性化需求等问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种家庭自采暖系统，包括：烷类传感器(2)、室内集中控制端(3)、水箱(4)、锅炉(5)、天然气流量计(6)、天然气管道(7)、流量控制阀、房间、暖气片、温度传感器、通水管(20)、潜水泵(21)、继电器组(22)、手机控制端(24)、水位传感器(25)、以及水温传感器(26)；其中，所述家庭自采暖系统分为供热系统、水循环系统以及控制系统。

在一些实施例中，所述供热系统包括：烷类传感器(2)、锅炉(5)、天然气流量计(6)、天然气管道(7)、暖气片(12、16)、通水管(20)、潜水泵(21)、继电器组(22)和水温传感器(26)。

在一些实施例中，通过室内集中控制端(3)和手机控制端(24)控制继电器组(22)来间接控制锅炉(5)内的水是否进行加热；锅炉(5)内装有水温传感器(26)，用于感知水温并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)，所述集中控制端或手机控制端判断是否需要加热；当锅炉(5)内的水温低于80℃则开始加热，加热至100℃则停止加热。

在一些实施例中，烷类传感器(2)用于监测天然气泄漏情况，并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)供用户实时查看；天然气管道(7)内装有天然气流量计(6)，用于监测天然气使用情况，并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)。

在一些实施例中，所述水循环系统包括：水箱(4)、锅炉(5)、流量控制阀、暖气片、通水管(20)、潜水泵(21)、继电器组(22)和水位传感器(25)。

在一些实施例中，通过室内集中控制端(3)和手机控制端(24)控制继电器组(22)来间接控制潜水泵(21)是否工作，所述工作为水循环是否继续。

在一些实施例中，水箱(4)中装有水位传感器(25)，用于监测水位变化，并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)。

在一些实施例中，所述控制系统包括：烷类传感器(2)、室内集中控制端(3)、流量控制阀、温度传感器、继电器组(22)、手机控制端(24)、水位传感器(25)和水温传感器(26)；所述控制系统由室内集中控制端(3)室内集中控制，或由手机控制端(24)远程控制。

在一些实施例中，所述控制系统将供热系统与水循环系统分开控制，以实现加热停止而水循环继续，充分利用锅炉(5)内水的余热进行供暖。

在一些实施例中，室内集中控制端(3)和手机控制端(24)可以设定供热系统与水循环系统的工作时段，所述工作时段可实施为回家前1小时通过手机控制端(24)远程开启供热子系统和水循环子系统；室内集中控制端(3)和手机控制端(24)实时查看锅炉水温和水位、天然气使用和泄漏情况、房间温度；室内集中控制端(3)和手机控制端(24)通过温度传感器感知房间温度，再通过流量控制阀控制房间的进出水量以调节温度。

本申请的有益效果：通过基于物联网智能控制和数据分析技术、采用精细化、人性化的家庭自采暖系统，实现家庭自采暖系统节约能源、多方式工作模式控制、以及可以提高控制个性化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请一实施例家庭自采暖系统的结构示意图。

图标：1-家；2-烷类传感器；3-室内集中控制端；4-水箱；5-锅炉；6-天然气流量计；7-天然气管道；8-流量控制阀1；9-流量控制阀2；10-流量控制阀3；14-流量控制阀4；18-流量控制阀5；23-流量控制阀6；11-房间1；15-房间2；12-暖气片1；16-暖气片2；13-温度传感器1；17-温度传感器2；19-水流方向；20-通水管；21-潜水泵；22-继电器组；24-手机控制端；25-水位传感器；26-水温传感器。

具体实施方式

为使本申请示例性实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中示出的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整技术方案。

应当理解，本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语″第一″、″第二″、″第三″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，例如能够根据本申请实施例图示或描述中给出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，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

本申请中使用的术语″模块″，是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代码的组合，能够执行与该元件相关的功能。

本说明书通篇提及的″多个实施例″、″一些实施例″、″一个实施例″或″实施例″等，意味着结合该实施例描述的具体特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，本说明书通篇出现的短语″在多个实施例中″、″在一些实施例中″、″在至少另一个实施例中″或″在实施例中″等并不一定都指相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，具体特征、结构或特性可以任何合适的方式进行组合。因此，在无限制的情形下，结合一个实施例示出或描述的具体特征、结构或特性可全部或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构或特性进行组合。这种修改和变型旨在包括在本申请的范围之内。

图1示出了本申请一实施例家庭自采暖系统的结构示意图。

本申请提供的家庭自采暖系统，可包括：家1、烷类传感器2、室内集中控制端3、水箱4、锅炉5、天然气流量计6、天然气管道7、多个流量控制阀(8、9、10、14、18、23)、多个房间(11、15)、多个暖气片(12、16)、多个温度传感器(13、17)、水流方向19、通水管20、潜水泵21、继电器组22、手机控制端24、水位传感器25和水温传感器26。

通过物联网智能控制和数据分析技术，实现节能、智能且安全的家庭自采暖系统。该家庭自采暖系统可以分为供热系统、水循环系统和控制系统三个子系统。

在一些实施例中，供热系统由锅炉5、天然气流量计6、天然气管道7、暖气片12、16、通水管20、潜水泵21、继电器组22和水温传感器26组成。

通过继电器组22控制锅炉5内的水由天然气管道7提供的天然气进行加热，加热后的水由潜水泵21提供动力经通水管20和暖气片12、16给房间11、15进行供暖。

其中，天然气流量计6用于监测天然气使用情况，并把数据传至室内集中控制端3和手机控制端24，以便实时监测。

水温传感器26用于监测锅炉5内水的温度，并把信息传至室内集中控制端3和手机控制端24，由它们判断是否需要加热锅炉内的水。

在一些实施例中，水循环系统由水箱4、锅炉5、流量控制阀、暖气片、通水管20、潜水泵21、继电器组22和水位传感器25组成。

通过继电器组22控制锅炉5内的水由潜水泵21提供动力经通水管20、流量控制阀和暖气片实现水循环。

其中，流量控制阀(8、23)可控制锅炉5内水的进出量，流量控制阀(9、14)可控制房间11内水的进出量，流量控制阀(10、18)可控制房间15内水的进出量。

水箱4则用来加水和排气，以保障水循环系统水量充足且气压平衡。

通过水位传感器25可判断是否需要加水，并把信息传至室内集中控制端3和手机控制端24，若需要加水则主动提醒用户。

在一些实施例中，控制系统由烷类传感器2、室内集中控制端3、天然气流量计6、流量控制阀、温度传感器、继电器组22、手机控制端24、水位传感器25和水温传感器26组成。

室内集中控制端3和手机控制端24是控制子系统的主要组成部分可接收烷类传感器2、天然气流量计6、流量控制阀、温度传感器、继电器组22、水位传感器25和水温传感器26的状态和信息，并处理展示。

其中烷类传感器2可监测天然气是否泄漏，若有天然气泄漏则主动提醒用户及时处理。

另外，室内集中控制端3和手机控制端24可通过继电器组22间接控制供热系统和水循环系统，包括供热系统和水循环系统的工作时间和条件、锅炉5和房间(11、15)内水的进出量等。

在一些实施例中，室内集中控制端3和手机控制端24通过烷类传感器2、天然气流量计6、温度传感器、水位传感器25和水温传感器26等获取状态数据信息，进行判断和处理，然后在控制端进行展示，同时发出相应控制命令通过继电器组22对锅炉5、流量控制阀和潜水泵21进行控制。

首先，通过室内集中控制端3和手机控制端24控制继电器组22来实现供热系统与水循环系统分开控制，以实现加热停止而水循环继续，充分利用锅炉5内水的余热进行供暖，达到节能目的。

例如，在锅炉5内的水中装有水温传感器26，用其感知锅炉5内的水温，并传至室内集中控制端3和手机控制端24，再进一步判断是否需要加热，当锅炉5内的水温低于80℃则开始加热，加热至100℃则停止加热。

其次，采用室内集中控制与手机APP远程控制双模式，控制端不仅可以实时监测和展示室内温度、锅炉内水温水位以及天然气消耗和泄漏情况，还可以设置厨房、卫生间、客厅及卧室不同房间的温度，实现个性化和精细化控制，同时对可能存在的天然气泄漏和水位下降等安全隐患进行监测，并提供安全报警功能。

例如，用室内集中控制端3和手机控制端24设定供热子系统与水循环子系统的工作时段，如回家前1小时通过手机控制端24远程开启供热子系统和水循环子系统，提前供暖，既舒适又节能；

用烷类传感器2监测天然气泄漏情况，当有天然气泄漏时，将泄漏信息上传至控制端3、24，主动提醒用户及时处理；

用天然气流量计6监测天然气使用情况，并把数据传至控制端，实现实时监测；

用温度传感器感知房间温度，再通过流量控制阀控制锅炉5和房间内水的进出量，实现个性化设定房间温度；

用水位传感器25感知锅炉5水位，需要加水时通过控制端3、24主动提醒用户。

本申请实施例的有益效果在于，通过基于物联网智能控制和数据分析技术、采用精细化、人性化的家庭自采暖系统，实现家庭自采暖系统节约能源、多方式工作模式控制、以及可以提高控制个性化。

此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为″数据块″、″控制器″、″引擎″、″单元″、″组件″或″系统″。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。

计算机存储介质可能包含一个内合有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。

本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、SCala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual BasiC、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)、或连接至外部计算机(例如通过因特网)、或在云计算环境中、或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

Claims (10)

1.一种家庭自采暖系统，其特征在于，包括：

烷类传感器(2)、室内集中控制端(3)、水箱(4)、锅炉(5)、天然气流量计(6)、天然气管道(7)、流量控制阀、房间、暖气片、温度传感器、通水管(20)、潜水泵(21)、继电器组(22)、手机控制端(24)、水位传感器(25)、以及水温传感器(26)；

其中，所述家庭自采暖系统分为供热系统、水循环系统以及控制系统。

2.根据权利要求1所述的所述家庭自采暖系统，其特征在于，所述供热系统包括：

烷类传感器(2)、锅炉(5)、天然气流量计(6)、天然气管道(7)、暖气片(12、16)、通水管(20)、潜水泵(21)、继电器组(22)和水温传感器(26)。

3.根据权利要求2所述家庭自采暖系统，其特征在于，通过室内集中控制端(3)和手机控制端(24)控制继电器组(22)来间接控制锅炉(5)内的水是否进行加热；

锅炉(5)内装有水温传感器(26)，用于感知水温并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)，所述集中控制端或手机控制端判断是否需要加热；

当锅炉(5)内的水温低于80℃则开始加热，加热至100℃则停止加热。

4.根据权利要求2所述家庭自采暖系统，其特征在于，烷类传感器(2)用于监测天然气泄漏情况，并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)供用户实时查看；

天然气管道(7)内装有天然气流量计(6)，用于监测天然气使用情况，并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)。

5.根据权利要求1所述家庭自采暖系统，其特征在于，所述水循环系统包括：

水箱(4)、锅炉(5)、流量控制阀、暖气片、通水管(20)、潜水泵(21)、继电器组(22)和水位传感器(25)。

6.根据权利要求5所述家庭自采暖系统，其特征在于，通过室内集中控制端(3)和手机控制端(24)控制继电器组(22)来间接控制潜水泵(21)是否工作，所述工作为水循环是否继续。

7.根据权利要求6所述家庭自采暖系统，其特征在于水箱(4)中装有水位传感器(25)，用于监测水位变化，并传输数据至室内集中控制端(3)和手机控制端(24)。

8.根据权利要求1所述家庭自采暖系统，其特征在于，所述控制系统包括：

烷类传感器(2)、室内集中控制端(3)、流量控制阀、温度传感器、继电器组(22)、手机控制端(24)、水位传感器(25)和水温传感器(26)；

所述控制系统由室内集中控制端(3)室内集中控制，或由手机控制端(24)远程控制。

9.根据权利要求8所述家庭自采暖系统，其特征在于，所述控制系统将供热系统与水循环系统分开控制，以实现加热停止而水循环继续，充分利用锅炉(5)内水的余热进行供暖。

10.根据权利要求9所述家庭自采暖系统，其特征在于，室内集中控制端(3)和手机控制端(24)可以设定供热系统与水循环系统的工作时段，所述工作时段可实施为回家前1小时通过手机控制端(24)远程开启供热子系统和水循环子系统；

室内集中控制端(3)和手机控制端(24)实时查看锅炉水温和水位、天然气使用和泄漏情况、房间温度；

室内集中控制端(3)和手机控制端(24)通过温度传感器感知房间温度，再通过流量控制阀控制房间的进出水量以调节温度。

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