CN114234374A - 一种分体空调节电控制器及其系统、节电量计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分体空调节电控制器及其系统、节电量计算方法,该方法包括:步骤S1,利用控制器监测并采集用户行为数据、当前环境的温湿度数据以及空调的实时用电量,并实时传送至服务系统;步骤S2,当根据采集的数据判断进入节能模式后,产生相应的控制指令以启动空调控制模块对空调进行干预性控制,并启动节电量计算和/或通知服务系统进行节电量计算;步骤S3,控制器从服务系统获取空调用电量预测曲线,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量;和/或由服务系统进行节电量计算。
Description
技术领域
本发明涉及空调节能技术领域,特别是涉及一种分体空调节电控制器及其系统、节电量计算方法。
背景技术
节能减排是一项基本国策,是人类向环境污染和低效浪费宣战的有力武器。随着空调应用的日益普及,暖通设备已成为耗能大户,特别是分体空调,虽然单个用电量不大,但使用广泛,数量庞大,在使用分体空调过程中,应当从设计、运行等方面特别注意节能的问题,不断提高空调系统的节能设计水平,节能运行管理水平,采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用,改善空调系统的节能效果,这对于节约能源,保护环境,促进国民经济的可持续发展都具有十分重要的意义。
近些年分体空调厂商从设计角度不断地提高、优化空调的效率,已从三、四级能耗提高到现在的一、二级能耗,但空调在应用层面,并没有达到良好的节能使用效果。由此市场上产生了很多的管理型空调节电器。
目前市面上,空调节能控制器类型众多,各种控制节能手段各不相同,但对于节电器的节电量多少,都无法给出明确的数据,一般只是在每月总的电量统计时能大概知道是否有节能,大概有节能多少。
因此,由于目前的节能控制器使用过程中所带来的节能效果无法量化,节能量无法定量计算统计,实际节能效果难以评估,导致节能项目的推广受阻。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足,本发明之目的在于提供一种分体空调节电控制器及精确节能量计算方法,可以准确地计算出控制系统使用过程中的节能量,能够更加直观、定量、实时地给出节能效果,对分体空调节能控制系统的推广带来极大益处。
为达上述目的,本发明提出一种分体空调节电控制器,包括:
用户行为监测模块,用于监测用户对空调的操控行为以及被控空调的各类设置数据,并将其传送至主控模块;
温湿度监测模块,用于监测当前环境的温湿度数据并传送至主控模块;
电量计量模块,用于实时监测、记录空调的用电量数据并传送至主控模块;
空调控制模块,用于根据在主控模块的控制指令的控制下启动对空调进行干预性控制;
主控模块,用于接收所述用户行为监测模块、温湿度监测模块以及电量计量模块采集的数据,并将采集的数据通过通信模块传送至服务系统;根据采集的数据产生相应的控制指令以启动所述空调控制模块对空调进行干预性控制并通知服务系统;进行节电量计算或接收服务系统的节电量计算结果;
通信模块,用于建立所述控制器与服务系统的通信通道。
优选地,所述主控模块包括:
采集数据接收单元,用于接收所述用户行为监测模块、温湿度监测模块以及电量计量模块采集的数据,并对采集的数据进行相应的处理;
控制指令产生单元,用于根据所述温湿度监测模块采集的数据以及用户行为监测模块监测到的行为产生相应的控制指令至空调控制模块,在产生启动节能的控制指令至所述空调控制模块对空调进行干预性控制时,还产生节电计算指令至节电量计算单元和/或服务系统;
节电量计算单元,用于在接收到节电计算指令时,从服务系统获取空调用电量预测曲线,以获得的空调用电量预测曲线为参考,根据采集获得的实时的空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量;
数据传送单元,用于将采集的数据通过通信模块传送至服务系统。
优选地,当根据温湿度监测模块采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度低于制冷低温限值或者当前制热模式下环境温度高于制热高温限值,所述控制指令产生单元产生启动节能的控制指令至所述空调控制模块对空调进行干预性控制。
优选地,当根据所述温湿度监测模块采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度高于制冷低温限值或者当前制热模式下环境温度低于制热高温限值,或者在节能模式下根据所述用户行为监测模块采集的操作行为数据判断需释放节能模式时,所述控制指令产生单元产生释放节能的控制指令至空调控制模块,同时产生节电量停止计算指令并通知服务系统。
优选地,当根据节电量计算单元判断出当前节能模式下的实际用电量等于或是大于从服务系统获得的空调用电量预测曲线的用电量时,所述控制指令产生单元产生节能释放的控制指令至所述空调控制模块,同时产生节电量停止计算指令并通知服务系统。
为达到上述目的,本发明还提供一种分体空调节电控制系统,包括:
若干分体空调节电控制器,各分体空调节电控制器安装在对应的空调旁边,用于监测并采集用户行为数据、当前环境的温湿度数据以及空调的实时用电量,并实时传送至服务系统;当根据采集的数据判断进入节能模式时,产生相应的控制指令以启动空调控制模块对空调进行干预性控制,同时从服务系统获取空调用电量预测曲线节电量计算和/或通知服务系统进行节电量计算或停止节电量计算,以及获取服务系统的节电量计算结果;
服务系统,用于接收各控制器采集的现场数据,根据预先建立的空调实际运行用电量库以及控制器实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量。
优选地,所述服务系统包括:
数据采集分析子系统,用于采集从控制器收集的有效信息进行存储、统计、分析,并预先建立空调实际运行用电量库;
用户行为分析模块,用于根据控制器用户行为监测模块提供的监测数据,分析监测数据得出用户具体的行为数据;
模型建立及节电量分析模块,用于根据数据采集分析子系统中提供的空调实际运行用电量库,以及实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据所述数据采集分析子系统采集获得的实时空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量。
优选地,所述数据采集分析子系统预先在未安装空调节电控制器的情况下,通过控制器监测用户行为及其相应的空调运行数据,保存各类条件下空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存,并按时序排列,形成空调实际运行用电量库,和/或所述数据采集分析子系统通过云服务器获取相同条件下同型号空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存,并按时序排列,建立所述空调实际运行用电量库。
优选地,所述模型建立及节电量分析模块包括:
模型建立模块,用于根据实时采集的现场数据于所述空调实际运行用电量库寻找与之条件相同或相近的空调用电量数据,生成空调用电量预测曲线;
节电量计算模块,用于在接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据所述数据采集分析子系统采集获得的实时的空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量。
为达到上述目的,本发明还提供一种分体空调节电控制器的节电量计算方法,包括如下步骤:
步骤S1,利用控制器监测并采集用户行为数据、当前环境的温湿度数据以及空调的实时用电量,并实时传送至服务系统;
步骤S2,当根据采集的数据判断进入节能模式后,产生相应的控制指令以启动空调控制模块对空调进行干预性控制,并启动节电量计算和/或通知服务系统进行节电量计算;
步骤S3,控制器从服务系统获取空调用电量预测曲线,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量;和/或服务系统根据预先建立的空调实际运行用电量库以及控制器实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量。
与现有技术相比,本发明一种分体空调节电控制器及其系统、节电量计算方法,通过预先建立的空调实际运行用电量库以及实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,在进入节能模式后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据采集获得的实时空调用电量计算获得当前空调的节电量,本发明可以准确地计算出控制系统使用过程中的节能量,能够更加直观、定量、实时地给出节能效果,对分体空调节能控制系统的推广带来极大益处。
附图说明
图1为本发明一种分体空调节电控制系统的系统架构图;
图2为本发明具体实施例中分体空调节电控制器的结构示意图;
图3为本发明具体实施例中服务系统的系统结构图;
图4为本发明一种分体空调节电控制器的节电量计算方法的步骤流程图;
图5为本发明具体实施例中分体空调节电控制系统的示意图;
图6为本发明具体实施例中空调用电量预测曲线示意图;
图7为本发明具体实施例中节电量计算示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种分体空调节电控制系统的系统架构图。如图1所示,本发明一种分体空调节电控制系统,包括:
若干分体空调节电控制器1,各分体空调节电控制器1安装在对应的空调旁边,用于监测并采集用户行为数据、当前环境的温湿度数据以及空调的实时用电量,并实时传送至服务系统;当根据采集的数据判断进入节能模式时,产生相应的控制指令以启动空调控制模块对空调进行干预性控制,同时从服务系统获取空调用电量预测曲线节电量计算和/或通知服务系统进行节电量计算。
具体地,如图2所示,分体空调节电控制器1包括:
用户行为监测模块100,用于监测用户对空调的操控行为以及被控空调的各类设置数据,并将其传送至主控模块,所述操控行为包括红外控制行为、按键控制行为等。例如,通过空调的红外接收模块,当用户通过红外遥控器试图控制空调时,红外遥控器发出的红外信息在空调收到的同时,用户行为监测模块100也可以监测到。
温湿度监测模块101,用于监测当前环境温湿度,并传送至主控模块。在本发明具体实施例中,所述温湿度监测模块101可采用温度传感器和湿度传感器采集当前环境温湿度。
电量计量模块102,用于实时监测、记录空调的用电量。
空调控制模块103,用于根据在主控模块的控制指令的控制下启动对空调进行干预性控制。具体地,当主控模块根据温湿度监测模块101采集的数据判断当前环境温度低于制冷低温限值(例如26度),则发送控制指令启动空调控制模块103对空调进行干预性控制,确保环境温度不会继续下降,此时控制器进入节能状态;空调控制模块103也可以模拟红外的空调遥控器产生指令对空调进行干预性控制,或者通过协议发送控制指令对空调进行干预性控制(例如空调在其出厂时已配套有通讯接口以及对应的通讯协议),主控模块也可以通过接收红外信号,例如红外遥控器发出的控制信号,根据红外控制信号启动空调控制模块103对空调进行干预性控制,或者通过通讯协议利用通讯接口(对于有提供通讯接口的空调的应用)接收其他控制设备的控制信号从而启动空调控制模块103对空调进行干预性控制。
主控模块(MCU)104,用于控制其他模块,接收用户行为监测模块100、温湿度监测模块101以及电量计量模块102采集的数据,并将采集的数据通过通信模块105传送至服务系统20;根据采集的数据产生相应的控制指令以启动空调控制模块103对空调进行干预性控制;进行节电量计算或接收服务系统2的节电量计算结果并予以显示。
具体地,主控模块104进一步包括:
采集数据接收单元,用于接收用户行为监测模块100、温湿度监测模块101以及电量计量模块102采集的数据,并对采集的数据进行相应的处理。
控制指令产生单元,用于根据温湿度监测模块101采集的数据以及用户行为监测模块100监测到的行为产生相应的控制指令至空调控制模块103。具体地,当根据温湿度监测模块101采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度低于制冷低温限值(例如26度)或者当前制热模式下环境温度高于制热高温限值(例如20度),产生启动节能的控制指令至空调控制模块103对空调进行干预性控制,确保环境温度不会继续下降或上升,此时控制器进入节能状态,产生节电计算指令至节电量计算单元和/或服务系统2;而当根据温湿度监测模块101采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度高于制冷低温限值(例如26度)或者当前制热模式下环境温度低于制热高温限值(例如20度),则产生释放节能的控制指令至空调控制模块103,控制器结束节能模式,产生节电量停止计算指令,并通知服务系统2,例如当在节能模式下根据用户行为监测模块100采集的操作行为数据判断需释放节能模式时,产生释放节能的控制指令至空调控制模块103,例如在节能模式下通过用户行为监测模块监测到用户的自主调温行为,例如制冷低温限值为26度,而用户调节的制冷温度为26度或大于26度时,则产生节能释放指令,结束节能模式,并停止节电量计量;当根据节电量计算单元的计算结果判断出当前节能模式下的实际用电量等于或大于根据从服务系统2获得的空调用电量预测曲线的用电量时,则产生节能释放的控制指令至空调控制模块103,产生节电量停止计算指令,并通知服务系统2。
节电量计算单元,用于在接收到节电计算指令时,从服务系统2获取空调用电量预测曲线,以获得的空调用电量预测曲线为参考,根据采集获得的实时的空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量;在接收到节电量停止计算指令时,停止节电量计算。
具体地,节电量计算单元从服务系统获取到空调用电量预测曲线后,开始节电计算,以空调用电量曲线为参考,减去当前单位时间内实际用电量,即为节省的电量,比如在节能模式启动为起点,预测曲线显示第一分钟的功率为1100W,用电量为0.022度电,与空调的实际功率相同,空调节电量是0度电,到了第4分钟,预测曲线功率为1150W,此一分钟的用电量为0.023。而实际实时功率为60W,此一分钟的用电量为0.0012,那么第4分钟的节电量即为0.023-0.0012=0.0218,节能模式启动后,控制器每分钟对比预测曲线中的用电量与实际用电量,并核算出这一分钟的节电量。
数据传送单元,用于将采集的数据通过通信模块传送至服务系统20。例如当采集数据接收单元将接收到的用户行为监测模块100、温湿度监测模块101以及电量计量模块102采集的数据进行相应的处理后,则由数据传送单元通过通信模块105传送至服务系统,即在本发明中,各分体空调节电控制器1还将采集的节能原始数据发送至服务系统2。
通信模块105,用于建立控制器10与服务系统20的通信通道,所述通信模块可根据用户需求和应用场所要求使用不同的通讯方式,包含但不限于RS485/wifi/LORA/4G/ZIGBEE/以太网/NBIOT等。
当然,除上述模块外,本发明之空调节电控制器还包括:
RTC时钟模块106,用于为控制器提供准确可靠的时间信息;
指示显示模块107,用于根据控制器采集的数据显示当前的各种状态信息、环境温湿度信息等,用于为用户提供当前的各种状态信息、环境温湿度信息等。
电源管理模块108,用于为控制器提供稳定可靠的电源。
由于上述RTC时钟模块106、指示显示模块107以及电源管理模块108为现有技术中的常规模块,在此不予赘述。
服务系统2,可根据需求安装在互联网云端或局域网内,用于接收控制器采集的现场数据,根据预先建立的空调实际运行用电量库以及控制器实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量。
具体地,如图3所示,服务系统2进一步包括:
数据采集分析子系统201,用于采集从控制器收集的有效信息进行存储、统计、分析,并预先建立空调实际运行用电量库。
具体地说,数据采集分析子系统201需预先在未启用节电模式的情况下,通过控制器监测用户行为及其相应的空调运行数据,保存各类条件(条件包括室内环境温湿度,室外环境温湿度,空调的设定温度,设定风速,模式)下空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存(根据不同的用户需求,计量时段可以以分、秒为一个计量单位),并按时序排列,形成空调实际运行用电量库。
优选地,在自身空调有可能会出现数据量不足的情况下,数据采集分析子系统201还可以通过云服务器获取相同条件(地区相同,空调应用空间大小相同,空间围护结构相同,空调使用年限相同,空调使用时的户外温湿度,室内温湿度相同,空调设定的温度、风速、模式相同)下同型号空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存(根据不同的用户需求,计量时段可以以分、秒为一个计量单位),并按时序排列,建立所述空调实际运行用电量库。
当空调实际运行用电量库建立好之后,在利用本发明控制器进行节点控制过程中,数据采集分析子系统201实时接收控制器通过通信模块传送的温湿度数据及空调用电量数据,并进行存储、统计和分析。
用户行为分析模块202,用于根据控制器用户行为监测模块提供的监测数据,分析监测数据得出用户具体的行为数据。
以用户采用遥控器控制空调为实例,当用户利用遥控器发射指令控制空调时,控制器会捕获到用户的红外码值,但这串码值是需要解析的,控制器本身带有解析功能,大多数据解析是由控制器自身完成的,控制器自身的解析功能可以确保控制器第一时间了解用户操控空调的信息。但由于控制器存储空间有限,算力有限,对于一些无法解析的指令,也可能需要服务系统的用户行为分析模块完成。
这里需说明是,本发明中控制器与后端服务系统只是分工问题,从设计理念上讲,大多数分析处理工作,甚至是数据的存储最好由控制器完成,因为这样才能保证处理的及时性。但由于存储空间有限,算力有限,可以根据设计将有些数据和计算放于服务系统,对于公用数据,比如用电量库,则各控制器都会用到,这些数据则存放于服务系统。
模型建立及节电量分析模块203,用于根据数据采集分析子系统中提供的空调实际运行用电量库,以及实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据数据采集分析子系统201采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量。
具体地,模型建立模块,用于根据实时采集的现场数据于所述空调实际运行用电量库寻找与之条件相同或相近的空调用电量数据,生成空调用电量预测曲线。
具体地,服务系统的模型建立模块需要根据当前的条件(条件包括室内环境温湿度,室外环境温湿度,空调的设定温度,设定风速,模式)寻找空调实际用电量库中与之条件相同或相近的空调用电量数据,由于数据采集/分析子系统采集的数据量较大、较多,需要排除由于空调故障等原因产生的无效数据,同时考虑到空调使用年限对空调性能的影响,同条件的数据在不同时期有可能会有不同,模型建立模块需要不断的寻找最接近于当前空调状态的数据,不断的修正并生成空调用电量预测曲线。
这里需说明的是,在本发明具体实施例中,考虑到控制器的算力有限问题,将空调用电量预测曲线设置于服务系统端,但也不排除预测曲线可直接在控制器端建立,本发明不以此为限。
节电量计算模块,用于在接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据数据采集分析子系统201采集获得的实时的空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量。
具体地,空调用电量预测曲线建立后,当节电量计算模块接收到控制器端的节电计算指令后,开始节电计算,以空调用电量曲线为参考,减去当前单位时间内实际用电量,即为节省的电量,比如在节能模式启动为起点,预测曲线显示第一分钟的功率为1100W,用电量为0.022度电,与空调的实际功率相同,空调节电量是0度电,到了第4分钟,预测曲线功率为1150W,此一分钟的用电量为0.023。而实际实时功率为60W,此一分钟的用电量为0.0012,那么第4分钟的节电量即为0.023-0.0012=0.0218,节能模式启动后,控制器每分钟对比预测曲线中的用电量与实际用电量,并核算出这一分钟的节电量。
图4为本发明一种分体空调节电控制器的节电量计算方法的步骤流程图。如图4所示,本发明一种分体空调节电控制器的节电量计算方法,包括如下步骤:
步骤S1,利用控制器监测并采集用户行为数据、当前环境的温湿度数据以及空调的实时用电量,并实时传送至服务系统。
在本发明具体实施例中,控制器利用用户行为监测模块监测用户对空调的操控行为以及被控空调的各类设置数据,利用温湿度监测模块监测当前环境温湿度数据,以及利用电量计量模块实时监测、记录空调的用电量。
步骤S2,当根据采集的数据判断进入节能模式后,产生相应的控制指令以启动空调控制模块对空调进行干预性控制,并启动节电量计算和/或通知服务系统进行节电量计算。
具体地,当根据温湿度监测模块采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度低于制冷低温限值(例如26度)或者当前制热模式下环境温度高于制热高温限值(例如20度),产生启动节能的控制指令至空调控制模块对空调进行干预性控制,确保环境温度不会继续下降或上升,此时控制器进入节能状态,启动节电量计算和/或产生节电量计算指令至服务系统。
优选地,当根据温湿度监测模块采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度高于制冷低温限值(例如26度)或者当前制热模式下环境温度低于制热高温限值(例如20度),则产生释放节能的控制指令至空调控制模块,控制器结束节能模式,停止节电量计算和/或同时通知服务系统停止节电量计算。
优选地,当在节能模式下根据用户行为监测模块采集的操作行为数据判断需释放节能模式时,产生释放节能的控制指令至空调控制模块,例如在节能模式下通过用户行为监测模块监测到用户的自主调温行为,例如制冷低温限值为26度,而用户调节的制冷温度为26度或大于26度时,则产生节能释放指令,结束节能模式,停止节电量计算和/或同时通知服务系统停止节电量计量。
步骤S3,控制器从服务系统获取空调用电量预测曲线,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量,和/或服务系统根据预先建立的空调实际运行用电量库以及控制器实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量。
具体地,服务系统的模型建立模块需要根据当前的条件(条件包括室内环境温湿度,室外环境温湿度,空调的设定温度,设定风速,模式)寻找空调实际用电量库中与之条件相同或相近的空调用电量数据,由于数据采集/分析子系统采集的数据量较大、较多,需要排除由于空调故障等原因产生的无效数据,同时考虑到空调使用年限对空调性能的影响,同条件的数据在不同时期有可能会有不同,模型建立模块需要不断的寻找最接近于当前空调状态的数据,不断的修正并生成空调用电量预测曲线。
当空调用电量预测曲线建立后,当节电量计算模块接收到节电计算指令后,开始节电计算,以空调用电量预测曲线为参考,减去当前单位时间内实际用电量,即为节省的电量,比如在节能模式启动为起点,预测曲线显示第一分钟的功率为1100W,用电量为0.022度电,与空调的实际功率相同,空调节电量是0度电,到了第4分钟,预测曲线功率为1150W,此一分钟的用电量为0.023。而实际实时功率为60W,此一分钟的用电量为0.0012,那么第4分钟的节电量即为0.023-0.0012=0.0218,节能模式启动后,控制器每分钟对比预测曲线中的用电量与实际用电量,并核算出这一分钟的节电量。
优选地,本发明之分体空调节电控制器的精确节能量计算方法,还包括如下步骤:
当控制器判断出当前节能模式下的实际用电量等于或是大于空调用电量预测曲线的用电量时,则产生节能模式停止指令至服务系统,并产生节能释放的控制指令至空调控制模块。
实施例
图5为本发明实施例中分体空调节电控制系统的系统结构图。在本实施例中,该控制系统由服务系统和若干安装在空调旁边的分体空调节能控制器(控制器)两部份组成,服务系统可根据需求安装在互联网云端或局域网内,控制器接入到服务系统,其中控制器由MCU、电源管理模块、用户行为监测模块、温湿度监测模块、温度调节模块、电量计量模块、通信模块、RTC时钟模块、指示显示模块组成,服务系统由数据采集/分析系统、用户行为分析模块以及模型建立模块组成。
一、应用前准备
1、建立空调实际运行用电量库:
于服务系统的数据采集/分析子系统建立空调实际运行用电量库
A、本空调用电数据信息采集
在未安装空调节电器的情况下,控制器监测用户行为及其相应的空调运行数据,保存各类条件(条件包括室内环境温湿度,室外环境温湿度,空调的设定温度,设定风速,模式)下空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存(根据不同的用户需求,计量时段可以以分、秒为一个计量单位),并按时序排列。
B、同类型空调用电数据信息采集
在自身空调有可能会出现数据量不足的情况下,可以通过云服务器获取相同条件(地区相同,空调应用空间大小相同,空间围护结构相同,空调使用年限相同,空调使用时的户外温湿度,室内温湿度相同,空调设定的温度、风速、模式相同)下同型号空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存(根据不同的用户需求,计量时段可以以分、秒为一个计量单位),并按时序排列。
2、安装控制器在对应的空调附近。
3、为控制器设置控制器所在环境下,制冷条件下制冷低温限值(比如26度),以及制暖条件下的制热高温限值(比如20度)
二、节能应用
1、第一步
当空调开启后,
用户行为监测模块开始监测用户行为及被控空调的各类设置数据,
控制器电能计量模块开始对空调进行实时计量。
温湿度监测模块开始监测当前环境温湿度。
2、第二步(以制冷条件为例)
当环境温度低于限值(26度),启动控制器的空调控制模块对空调进行干预性控制,确保环境温度不会继续下降。此时控制器进入节能状态
3、第三步(用电量预测曲线的建立)
首先由服务系统的模型建立模块建立空调用电量预测曲线,具体地,服务系统的模型建立模块需要根据当前的条件(条件包括室内环境温湿度,室外环境温湿度,空调的设定温度,设定风速,模式)寻找空调实际用电量库中与之条件相同或相近的空调用电量数据,由于数据采集/分析模块采集的数据量较大、较多,需要排除由于空调故障等原因产生的无效数据,同时考虑到空调使用年限对空调性能的影响,同条件的数据在不同时期有可能会有不同,模型建立模块需要不断的寻找最接近于当前空调状态的数据,不断的修正并生成空调用电量预测曲线,如图6所示。
4、第四步(节电计算)
空调用电量预测曲线建立后,开始节电计算后,以空调用电量曲线为参考,减去当前单位时间内实际用电量,即为节省的电量,比如在节能模式启动为起点,预测曲线显示第一分钟的功率为1100W,用电量为0.022度电,与空调的实际功率相同,空调节电量是0度电,到了第4分钟,预测曲线功率为1150W,此一分钟的用电量为0.023。而实际实时功率为60W,此一分钟的用电量为0.0012,那么第4分钟的节电量即为0.023-0.0012=0.0218,节能模式启动后,控制器每分钟对比预测曲线中的用电量与实际用电量,并核算出这一分钟的节电量,如图7所示。
第五步(节能释放)
A、用户自主调温后,如所调温度在限温范围之外,比如制冷限温限为26度,用户调节的制冷温度为26度或大于26度时,节能释放,结束节能模式,停止节电量计量,
B、当前节能模式下的实际用电量等于或是大小于预测曲线的用电量时,结束节能模式,停止节电量计量
C、当环境温度大于限温值时,比如在制冷模式下,限温值为26度,当环境温度大于26度,达到27度,甚至更高时,节能释放,结束节能模式,停止节电量计量。
本阶段节电量计量结束
6、预测用电曲线重建
当用户自主调温后,所调温度在限温范围以内时,如根据调节的温度数据,按第2点重新建立预测温度曲线,比如制冷限温为26度,之前设定的温度为20度,用户调节温度为24度在限温26度范围以内,且节能在启动状态,没有释放,服务系统则根据实际用电量库中相同条件的数据重建预测用电曲线,重新进入第三步。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。
Claims (10)
1.一种分体空调节电控制器,包括:
用户行为监测模块,用于监测用户对空调的操控行为以及被控空调的各类设置数据,并将其传送至主控模块;
温湿度监测模块,用于监测当前环境的温湿度数据并传送至主控模块;
电量计量模块,用于实时监测、记录空调的用电量数据并传送至主控模块;
空调控制模块,用于根据在主控模块的控制指令的控制下启动对空调进行干预性控制;
主控模块,用于接收所述用户行为监测模块、温湿度监测模块以及电量计量模块采集的数据,并将采集的数据通过通信模块传送至服务系统;根据采集的数据产生相应的控制指令以启动所述空调控制模块对空调进行干预性控制并通知服务系统;进行节电量计算或接收服务系统的节电量计算结果;
通信模块,用于建立所述控制器与服务系统的通信通道。
2.如权利要求1所述的一种分体空调节电控制器,其特征在于,所述主控模块包括:
采集数据接收单元,用于接收所述用户行为监测模块、温湿度监测模块以及电量计量模块采集的数据,并对采集的数据进行相应的处理;
控制指令产生单元,用于根据所述温湿度监测模块采集的数据以及用户行为监测模块监测到的行为产生相应的控制指令至空调控制模块,在产生启动节能的控制指令至所述空调控制模块对空调进行干预性控制时,产生节电计算指令至节电量计算单元和/或服务系统;
节电量计算单元,用于在接收到节电计算指令时,从服务系统获取空调用电量预测曲线,以获得的空调用电量预测曲线为参考,根据采集获得的实时的空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量;
数据传送单元,用于将采集的数据通过通信模块传送至服务系统。
3.如权利要求2所述的一种分体空调节电控制器,其特征在于,当根据温湿度监测模块采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度低于制冷低温限值或者当前制热模式下环境温度高于制热高温限值,所述控制指令产生单元产生启动节能的控制指令至所述空调控制模块对空调进行干预性控制。
4.如权利要求2所述的一种分体空调节电控制器,其特征在于,当根据所述温湿度监测模块采集的温度数据判断当前制冷模式下环境温度高于制冷低温限值或者当前制热模式下环境温度低于制热高温限值,或者在节能模式下根据所述用户行为监测模块采集的操作行为数据判断需释放节能模式时,所述控制指令单元产生释放节能的控制指令至空调控制模块,同时产生节电量停止计算指令并通知服务系统。
5.如权利要求2所述的一种分体空调节电控制器,其特征在于:当根据节电量计算单元判断出当前节能模式下的实际用电量等于或是大于从服务系统获得的空调用电量预测曲线的用电量时,所述控制指令单元产生节能释放的控制指令至所述空调控制模块,同时产生节电量停止计算指令并通知服务系统。
6.一种分体空调节电控制系统,包括:
若干分体空调节电控制器,各分体空调节电控制器安装在对应的空调旁边,用于监测并采集用户行为数据、当前环境的温湿度数据以及空调的实时用电量,并实时传送至服务系统;当根据采集的数据判断进入节能模式时,产生相应的控制指令以启动空调控制模块对空调进行干预性控制,同时从服务系统获取空调用电量预测曲线进行节电量计算和/或通知服务系统进行节电量计算,以及获取服务系统的节电量计算结果;
服务系统,用于接收各控制器采集的现场数据,根据预先建立的空调实际运行用电量库以及控制器实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量。
7.如权利要求6所述的一种分体空调节电控制系统,其特征在于,所述服务系统包括:
数据采集分析子系统,用于采集从控制器收集的有效信息进行存储、统计、分析,并预先建立空调实际运行用电量库;
用户行为分析模块,用于根据控制器用户行为监测模块提供的监测数据,分析监测数据得出用户具体的行为数据;
模型建立及节电量分析模块,用于根据数据采集分析子系统中提供的空调实际运行用电量库,以及实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据所述数据采集分析子系统采集获得的实时空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量。
8.如权利要求7所述的一种分体空调节电控制系统,其特征在于:所述数据采集分析子系统预先在未安装空调节电控制器的情况下,通过控制器监测用户行为及其相应的空调运行数据,保存各类条件下空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存,并按时序排列,形成空调实际运行用电量库,和/或所述数据采集分析子系统通过云服务器获取相同条件下同型号空调的实际用电数据,用电数据按各类计量时段保存,并按时序排列,建立所述空调实际运行用电量库。
9.如权利要求7所述的一种分体空调节电控制系统,其特征在于:所述模型建立及节电量分析模块包括:
模型建立模块,用于根据实时采集的现场数据于所述空调实际运行用电量库寻找与之条件相同或相近的空调用电量数据,生成空调用电量预测曲线;
节电量计算模块,用于在接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据所述数据采集分析子系统采集获得的实时的空调用电量数据,计算获得当前空调的节电量。
10.一种分体空调节电控制器的节电量计算方法,包括如下步骤:
步骤S1,利用控制器监测并采集用户行为数据、当前环境的温湿度数据以及空调的实时用电量,并实时传送至服务系统;
步骤S2,当根据采集的数据判断进入节能模式后,产生相应的控制指令以启动空调控制模块对空调进行干预性控制,并启动节电量计算和/或通知服务系统进行节电量计算;
步骤S3,控制器从服务系统获取空调用电量预测曲线,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量;和/或服务系统根据预先建立的空调实际运行用电量库以及控制器实时采集的现场的数据建立空调用电量预测曲线,并于接收到节电计算指令后,以所述空调用电量预测曲线为参考,根据控制器采集获得的实时空调用电量,计算获得当前空调的节电量。
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