CN112902294B - 一种基于无增容电采暖控制方法及系统 - Google Patents
一种基于无增容电采暖控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开一种基于无增容电采暖控制方法及系统。所述系统包括设置于每一户的一个定量器、多个温控器和与温控器数量对应的电采暖设备；其中，定量器与温控器之间、以及温控器与电采暖设备之间均通过电力线电连接，定量器与温控器之间基于电力载波通信技术通过电力线进行数据通信；定量器向温控器发送停/供暖信号，温控器控制对应的电采暖设备启/停。采用本申请提供的电采暖控制方法及系统，通过电力载波技术实现只通过电力线即可进行数据通信，实现不必重新布线而能够克服无线通信所导致的控制死角的问题，而且避免了多路信号间的干扰；通过对各电采暖设备的供电优化能够减少用户用电量，极大地实现了电采暖的推广使用。
Description
技术领域
本申请涉及电采暖控制领域，尤其涉及一种基于无增容电采暖控制方法及系统。
背景技术
电采暖是将清洁的电能转换为热能的一种优质舒适环保的采暖方式，将电能转化成热能直接放热或通过热媒介质在采暖管道中循环来满足供暖需求的采暖方式或设备。众所周知，电能因为无噪音、无废气，是最环保、清洁的能源，所以电采暖设备在众多采暖设备当中显得十分时尚、优越。
然而现有的电采暖设备在实际使用时由于没有很好的进行调配优化，所以存在耗电量大的问题，增大了居民使用的成本，大力推广受限，因此亟需一种能够减少耗电量且架设成本更低的采暖方式。
发明内容
本申请提供了一种基于无增容电采暖控制系统，包括：设置于每一户的一个定量器、多个温控器和与温控器数量对应的电采暖设备；
其中，定量器与温控器之间、以及温控器与电采暖设备之间均通过电力线电连接，定量器与温控器之间基于电力载波通信技术通过电力线进行数据通信；定量器向温控器发送停/供暖信号，温控器控制对应的电采暖设备启/停。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，定量器安装在用户的层箱或用户家中的总电箱，每一户的定量器一端连接用户入户线的零线和火线，用于监测用户入户电的实时功率，另一端连接每个温控器，用于单独控制每个温控器对其对应的电采暖设备实施供电/断点指示。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，定量器具体包括定量器MCU控制电路模块、以及与定量器MCU控制电路模块分别连接的定量器电源模块、定量器电力载波模块和入户功率检测电路模块。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，定量器电源模块连接交流电网，将交流电转换为定量器所需的各类直流电压；定量器电力载波模块一端连接定量器MCU控制电路模块、另一端连接温控器，通过定量器电力载波模块能够将定量器MCU控制电路模块的停/供暖信号通过电力线传输至温控器；入户功率检测电路模块用于监测用户入户电的功率，将实时检测到的入户电的功率传输至定量器MCU控制电路模块。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，在定量器MCU控制电路模块的存储器中存储有预置的预警功率，若来自入户功率检测电路模块的用户入户电的功率超出定量器的预警功率时，按照设定的房间的优先等级的高低进行暂时性的断开采暖设备供电；若来自入户功率检测电路模块的用户入户电的功率低于定量器的预警功率时，且通过温控器传输来的房间温度未达到设定温度时，则定量器MCU控制电路模块通过定量器电力载波模块向温控器发送允许加热的命令，则电采暖设备开始加热；若房间温度未达到设定温度但是定量器监测到的空闲功率小于该房间的采暖功率则该房间的采暖设备处于等待加热状态，不能加热。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，每个温控器的一端电连接定量器，另一端连接对应的电采暖设备，通常温控器安装在用户家中的每个安装采暖设备的房间内，用于监测对应加热区域的温度，即监测每个对应电采暖设备的温度。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，温控器包括温控器MCU控制模块、温控器电源模块、温度检测模块、温控器电力载波模块和电采暖设备启停模块。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，温控器电源模块连接交流电网，将交流电转换为温控器所需的各类直流电压；温控器电力载波模块一端连接温控器MCU控制电路模块、另一端连接定量器，通过温控器电力载波模块能够接收定量器发送的停/供暖信号，以及通过温控器电力载波模块将温度检测模块检测到的电采暖设备的当前温度传输至定量器；温控器 MCU控制电路模块用于通过温控器电力载波模块接收定量器发送的停/供暖信号，以及用于通过温控器电力载波模块向定量器发送检测到的当前温度，还用于向电采暖设备启停模块传输启 /停电采暖设备的指示；电采暖设备启停模块一端连接温控器MCU控制模块，另一端连接电采暖设备，用于根据来自温控器MCU控制模块的启/停电采暖设备的指示开启或关闭电采暖设备。
如上所述的基于无增容电采暖控制系统，其中，电采暖设备安装在每个需要供热的房间内；每个电采暖设备电连接对应的一个温控器，根据温控器给予的供电/断点指示进行房间供暖或停暖处理；电采暖设备在将房间加热到设定温度后即停止加热，由此空闲出功率，当优先等级高的房间到达温度后，其他的房间再启动加热。
本申请还提供一种基于无增容电采暖控制方法，包括：
定量器预置预警功率、设定温度和各房间采暖功率，并监测用户入户电功率，并且定量器实时接收温控器发送的各房间当前温度；
定量器根据预警功率、设定温度和各房间采暖功率、以及当前温度分析用户入户电功率：
如果用户入户电功率超出预警功率，则按照设定的房间的优先等级的高低，向对应的温控器发送暂时断开电采暖设备供电指示；
如果监测到入户电有空闲功率，且存在当前温度未达到设定温度的房间，则向该房间温控器发送允许加热指示，由温控器开启电采暖设备的供电模式；
如果存在当前温度未达到设定温度的房间且入户电空闲功率小于该房间的采暖功率，则向该房间温控器发送等待加热指示，由温控器控制该房间的采暖设备处于等待加热状态，不能加热。
本申请实现的有益效果如下：采用本申请提供的电采暖控制方法及系统，通过电力载波技术实现只通过电力线即可进行数据通信，实现不必重新布线而能够克服无线通信所导致的控制死角的问题，而且避免了多路信号间的干扰；通过对各电采暖设备的供电优化能够减少用户用电量，极大地实现了电采暖的推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例一提供的一种基于电力线载波通信的无增容电采暖控制系统接线图；
图2是定量器示意图；
图3是温控器示意图；
图4是本申请实施例二提供的一种基于电力线载波通信的无增容电采暖控制方法流程图。
具体实施方式
下面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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本申请实施例一提供一种基于电力线载波通信的无增容电采暖控制系统，如图1所示，包括设置于每一户的一个定量器、多个温控器和与温控器数量对应的电采暖设备(即图1中的负载)，其中，定量器与温控器之间、以及温控器与电采暖设备之间都通过电力线电连接，而且基于电力载波通信技术实现定量器与温控器之间通过电力线即可进行数据通信，由此实现不必重新布线而能够克服无线通信所导致的控制死角的问题，而且避免了多路信号间的干扰。
①定量器安装在用户的层箱或用户家中的总电箱，每一户的定量器一端连接用户入户线 (一般只接火线和零线，且定量器的检测线圈套接在入户线的火线上，可以在总闸的上口或下口均可)，用于监测用户入户电的实时功率，另一端连接每个温控器，用于单独控制每个温控器对其对应的电采暖设备实施供电/断点指示；
具体地，如图2所示，定量器具体包括定量器MCU控制电路模块、以及与定量器MCU控制电路模块分别连接的定量器电源模块、定量器电力载波模块、定量器显示模块和入户功率检测电路模块；
其中，定量器电源模块连接220V交流电网，通过定量器电源模块将220V交流市电转换为定量器所需的各类直流电压；
定量器电力载波模块一端连接定量器MCU控制电路模块、另一端连接温控器，通过定量器电力载波模块能够将定量器MCU控制电路模块的停/供暖信号通过电力线传输至温控器；
定量器显示模块包括显示屏和按键，可以为实体按键或触摸屏，用于接收用户对参数的设置，包括设置流经定量器的最大电流、需要启停某组温控器、当前显示日期时间、供暖/停暖时段等；
入户功率检测电路模块用于监测用户入户电的功率，将实时检测到的入户电的功率传输至定量器MCU控制电路模块；
在定量器MCU控制电路模块的存储器中存储有预置的预警功率，若来自入户功率检测电路模块的用户入户电的功率超出定量器的预警功率时，按照设定的房间的优先等级的高低进行暂时性的断开采暖设备供电；若来自入户功率检测电路模块的用户入户电的功率低于定量器的预警功率时，且通过温控器传输来的房间温度未达到设定温度时，则定量器MCU控制电路模块通过定量器电力载波模块向温控器发送允许加热的命令，则电采暖设备开始加热；若房间温度未达到设定温度但是定量器监测到的空闲功率小于该房间的采暖功率则该房间的采暖设备处于等待加热状态，不能加热。
另外，为了方便对实际调整方案的查阅，在温控器上进行的调整均需要在定量器中所有记录，故在定量器MCU控制电路模块的存储器中还设置存储模块，用于存储温控器通过电力线发送的温度、湿度等记录，以及记录每次调整温控器的日志信息。
本申请实施例通过定量器调配采暖用电和生活用电，根据大功率的生活用电设备的使用特点功率大时间短的特点，进行生活用电和采暖用电的调配，当大功率的生活用电接入定量器监测到入户功率超出预警值则按照房间优先等级中断优先等级低的房间的采暖设备降低整体用电功率保证用户用电在入户功率以内，当大功率的生活用电设备停止使用时定量器监测到空闲功率则按照优先等级和采暖功率来启动采暖设备。由此定量器时刻处在电采暖控制系统中实时动态的调整电采暖设备的启停，把入户功率充分利用，由电采暖设备的交替启动来实现房间内的温度达标，解决了为电采暖增容问题。
②每个温控器的一端电连接定量器，另一端连接对应的电采暖设备，通常温控器安装在用户家中的每个安装采暖设备的房间内，用于监测对应加热区域的温度，即相当于监测每个对应电采暖设备的温度；
具体地，如图3所示，温控器包括温控器MCU控制模块、温控器电源模块、温度检测模块、温控器电力载波模块、温控器显示模块和电采暖设备启停模块；
其中，温控器电源模块连接220V交流电网，通过温控器电源模块将220V交流市电转换为温控器所需的各类直流电压；
温度检测模块用于检测对应的电采暖设备的当前温度，实时将采集到的温度传输至温控器 MCU控制模块；
温控器电力载波模块一端连接温控器MCU控制电路模块、另一端连接定量器，通过温控器电力载波模块能够接收定量器发送的停/供暖信号，以及通过温控器电力载波模块将温度检测模块检测到的电采暖设备的当前温度传输至定量器；
温控器显示模块包括显示屏和按键，可以为实体按键或触摸屏，用于接收用户对控制目标参数的设置，如用户设置温度或适度等；
温控器MCU控制电路模块用于通过温控器电力载波模块接收定量器发送的停/供暖信号，以及用于通过温控器电力载波模块向定量器发送检测到的当前温度，还用于向电采暖设备启停模块传输启/停电采暖设备的指示；
电采暖设备启停模块一端连接温控器MCU控制模块，另一端连接电采暖设备，用于根据来自温控器MCU控制模块的启/停电采暖设备的指示开启或关闭电采暖设备。
③电采暖设备安装在每个需要供热的房间内，具体安装位置和数量可由用户自行设定；每个电采暖设备电连接对应的一个温控器，根据温控器给予的供电/断点指示进行房间供暖或停暖处理；电采暖设备在将房间加热到设定温度后即停止加热，由此空闲出功率，因此每个采暖设备在一天中大部分时间是不工作的，也因此根据这个特性，当优先等级高的房间到达温度后，其他的房间再启动加热，这样交替启动达到不增容的效果。
实施例二
本申请实施例二提供一种基于电力线载波通信的无增容电采暖控制方法，如图4所示，包括如下步骤：
步骤410、定量器预置预警功率、设定温度和各房间采暖功率，并监测用户入户电功率，并且定量器实时接收温控器发送的各房间当前温度；
本申请实施例中，定量器安装在用户入户线上，监测的用户入户电的实时功率，其中实时功率包括电采暖设备的功率以及各其他大功率用电设备的功率，预警功率一般略低于定量器所能承受的额定功率，防止定量器因功率太大而烧坏；但若所有电采暖设备均启动且同时又启动其他大功率用电设备时，即可能存在入户总功率超过预警功率的情况，另外考虑到其他大功率用电设备的用电时长相对较短，而短时间的停止电采暖设备供电不会明显影响用户体验，因此为了方便用户使用其他大功率用户设备，定量器根据当前出现的各种情况执行相应对策；
另外，在定量器中预先存储有用户自行设定的最佳温度，该温度可以由用户根据需求进行更新；当温控器检测到当前温度超过了设定的温度时，为了减少用电量，优选在房间加热到该设定温度之后停止电采暖设备的供电，由此即可空闲出功率；此外还在定量器中预先存储各房间采暖功率，是否要启动某一房间的电采暖设备由空闲功率和该房间采暖功率决定。
步骤420、定量器根据预警功率、设定温度和各房间采暖功率、以及当前温度分析用户入户电功率：
如果用户入户电功率超出预警功率，则按照设定的房间的优先等级的高低，向对应的温控器发送暂时断开电采暖设备供电指示；
优选地，由于每个房间所需的供暖量不同，如向阳房间需要的供暖量低，向阴房间需要的供暖量高，因此在定量器中设置各个房间的优先等级，如根据需要的供暖量由低到高的顺序设置的优先等级为房间1>房间3>房间4>房间2，当用户入户电功率超出预警功率时，优先关闭供暖量需求最低的房间，沿着优先等级依次关闭房间，即按照房间1、3、4、2的顺序依次关闭对应的电采暖设备，直至用户入户电功率不超出预警功率为止。
如果监测到入户电有空闲功率，且存在当前温度未达到设定温度的房间，则向该房间温控器发送允许加热指示，由温控器开启电采暖设备的供电模式；
若存在某一房间的温度达到设定温度时，则该房间的入户电即出现空闲功率，则定量器检测各个温控器传输来的各房间当前温度，如果存在当前温度未达到设定温度的房间，则根据预先设定的规则进行电采暖设备的开启；可选地根据供暖量需求设定的优先等级和当前温度分别所占的权重计算最先开启哪个房间的电采暖设备，例如存在当前温度未达到设定温度的房间为房间1、2、4，供暖量需求设定的优先等级为1、4、2，且对应的当前温度为21℃、18℃、23℃，预先设置供暖量需求所占权重为30％、当前温度所占权重为70％，则分别计算各房间：供暖量需求优先等级*供暖量需求所占权重+当前温度*当前温度所占权重，按照计算结果由小到大的顺序排序，得到的最小值即为最先开启的房间。
如果存在当前温度未达到设定温度的房间且入户电空闲功率小于该房间的采暖功率，则向该房间温控器发送等待加热指示，由温控器控制该房间的采暖设备处于等待加热状态，不能加热。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种无增容电采暖控制系统，其特征在于，包括：设置于每一户的一个定量器、多个温控器和与温控器数量对应的电采暖设备；
其中，定量器与温控器之间、以及温控器与电采暖设备之间均通过电力线电连接，定量器与温控器之间基于电力载波通信技术通过电力线进行数据通信；定量器向温控器发送停/供暖信号，温控器控制对应的电采暖设备启/停；
定量器安装在用户的层箱或用户家中的总电箱，每一户的定量器的检测线圈套接在入户线的火线上，用于监测用户入户电的实时功率，另一端连接每个温控器，用于单独控制每个温控器对其对应的电采暖设备实施供电/断电指示；
每个温控器的一端电连接定量器，另一端连接对应的电采暖设备，通常温控器安装在用户家中的每个安装采暖设备的房间内，用于监测对应加热区域的温度，即监测每个对应电采暖设备的温度；
所述无增容电采暖控制系统的控制方法具体包括：
定量器预置预警功率、设定温度和各房间采暖功率，并监测用户入户电实时功率，并且定量器实时接收温控器发送的各房间当前温度；实时功率包括电采暖设备的功率以及各其他大功率用电设备的功率；
定量器根据预警功率、设定温度和各房间采暖功率、以及当前温度分析用户入户电功率：
如果用户入户电功率超出预警功率，则按照设定的房间的优先等级的高低，向对应的温控器发送暂时断开电采暖设备供电指示；根据供暖量需求设定的优先等级和当前温度分别所占的权重计算最先开启哪个房间的电采暖设备，具体为计算各房间：供暖量需求优先等级*供暖量需求所占权重+当前温度*当前温度所占权重，按照计算结果由小到大的顺序排序，得到的最小值即为最先开启的房间；
如果监测到入户电有空闲功率，且存在当前温度未达到设定温度的房间，则向该房间温控器发送允许加热指示，由温控器开启电采暖设备的供电模式；
如果存在当前温度未达到设定温度的房间且入户电空闲功率小于该房间的采暖功率，则向该房间温控器发送等待加热指示，由温控器控制该房间的采暖设备处于等待加热状态，不能加热。
2.如权利要求1所述的无增容电采暖控制系统，其特征在于，定量器具体包括定量器MCU控制电路模块、以及与定量器MCU控制电路模块分别连接的定量器电源模块、定量器电力载波模块和入户功率检测电路模块。
3.如权利要求2所述的无增容电采暖控制系统，其特征在于，定量器电源模块连接交流电网，将交流电转换为定量器所需的各类直流电压；定量器电力载波模块一端连接定量器MCU控制电路模块、另一端连接温控器，通过定量器电力载波模块能够将定量器MCU控制电路模块的停/供暖信号通过电力线传输至温控器；入户功率检测电路模块用于监测用户入户电的功率，将实时检测到的入户电的功率传输至定量器MCU控制电路模块。
4.如权利要求3所述的无增容电采暖控制系统，其特征在于，在定量器MCU控制电路模块的存储器中存储有预置的预警功率，若来自入户功率检测电路模块的用户入户电的功率超出定量器的预警功率时，按照设定的房间的优先等级的高低进行暂时性的断开采暖设备供电；若来自入户功率检测电路模块的用户入户电的功率低于定量器的预警功率时，且通过温控器传输来的房间温度未达到设定温度时，则定量器MCU控制电路模块通过定量器电力载波模块向温控器发送允许加热的命令，则电采暖设备开始加热；若房间温度未达到设定温度但是定量器监测到的空闲功率小于该房间的采暖功率则该房间的采暖设备处于等待加热状态，不能加热。
5.如权利要求1所述的无增容电采暖控制系统，其特征在于，温控器包括温控器MCU控制模块、温控器电源模块、温度检测模块、温控器电力载波模块和电采暖设备启停模块。
6.如权利要求5所述的无增容电采暖控制系统，其特征在于，温控器电源模块连接交流电网，将交流电转换为温控器所需的各类直流电压；温控器电力载波模块一端连接温控器MCU控制电路模块、另一端连接定量器，通过温控器电力载波模块能够接收定量器发送的停/供暖信号，以及通过温控器电力载波模块将温度检测模块检测到的电采暖设备的当前温度传输至定量器；温控器MCU控制电路模块用于通过温控器电力载波模块接收定量器发送的停/供暖信号，以及用于通过温控器电力载波模块向定量器发送检测到的当前温度，还用于向电采暖设备启停模块传输启/停电采暖设备的指示；电采暖设备启停模块一端连接温控器MCU控制模块，另一端连接电采暖设备，用于根据来自温控器MCU控制模块的启/停电采暖设备的指示开启或关闭电采暖设备。
7.如权利要求1所述的无增容电采暖控制系统，其特征在于，电采暖设备安装在每个需要供热的房间内；每个电采暖设备电连接对应的一个温控器，根据温控器给予的供电/断点指示进行房间供暖或停暖处理；电采暖设备在将房间加热到设定温度后即停止加热，由此空闲出功率，当优先等级高的房间到达温度后，其他的房间再启动加热。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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