CN116447643B - 一种用于热网调节优化的能源评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于热网调节优化的能源评价方法及系统，包括热网调节模块，人体探查模块，功率相互调节模块、效果评价模块；所述热网调节模块用于毛细管发热调节室内温度，人体探查模块用于探测毛细管周围环境中是否有人存在，功率相互调节模块用于将各个区域的毛细网后的发热元件电连接起来进行功率的分配，所述效果评价模块用于使用者对毛细管发热的效果进行评价反馈，以此决定调控的温度应该如何调整，所述热网调节模块包括温控节点模块、加热功率计算模块、功率调控模块、控温决策模块，所述人体探查模块包括红外扫描成像模块、姿态判断模块、停留界定模块、人体识别模块、毛细网管投影模块，本发明，具有节省能源的特点。
Description
技术领域
本发明涉及热网调节技术领域，具体为一种用于热网调节优化的能源评价方法及系统。
背景技术
室内温控系统除了暖气和空调以外，还出现了毛细网管网栅直接铺设在房间围护结构表面上(顶面、墙面、地面均可)，利用毛细网管热网调节温度的方法，通过向毛细网管热网内注入热水形成循环，来通过发热或冷却整体调控室内的温度，毛细网管一般高出原平面不超过 15mm。这种方式因其无需空气循环，没有噪音的特点，在南方没有暖气的一些地方得到采用。
目前室内热网毛细网管为整体热水循环的方式，整个墙内的所有管路内水温都是一样的，但是由于人所在的位置只占室内的一小部分空间，而人如果长时间位于室内的一个地方，其体感温度只由周围的空间温度决定，而室内的其他地方不需要那么高的温度，整体循环的方式比较浪费能源。因此，设计节省能源的一种用于热网调节优化的能源评价方法及系统是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于热网调节优化的能源评价方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于热网调节优化的能源评价系统，包括热网调节模块，人体探查模块，功率相互调节模块、效果评价模块；所述热网调节模块用于毛细管发热调节室内温度，人体探查模块用于探测毛细管周围环境中是否有人存在，功率相互调节模块用于将各个区域的毛细网后的发热元件电连接起来进行功率的分配，所述效果评价模块用于使用者对毛细管发热的效果进行评价反馈，以此决定调控的温度应该如何调整。
根据上述技术方案，所述热网调节模块包括温控节点模块、加热功率计算模块、功率调控模块、控温决策模块，所述人体探查模块包括红外扫描成像模块、姿态判断模块、停留界定模块、人体识别模块、毛细网管投影模块，所述功率相互调节模块与各热网调节模块的加热功率计算模块电连接，所述加热功率计算模块和控温决策模块与人体识别模块电连接；
所述温控节点模块安装与毛细网管的各个连接节点处，用于利用制热使毛细网管的发热调控室内温度，所述加热功率计算模块用于调节温控节点模块的加热功率，控制毛细网管的工作状态，所述功率调控模块用于动态调节温控节点模块的加热功率，控温决策模块用于控制毛细网管连接节点处的温控节点模块的关闭和启动，实现对室内使用者的区域灵活调控的功能，所述红外扫描成像模块用于根据红外感应得到使用者的热成像，所述姿态判断模块用于分析红外成像人身体的轮廓体态，所述停留界定模块用于计算使用者移动速度并判断是否在某个位置长时间停留，人体识别模块用于将使用者的轮廓与装置预设值进行比对，判断人身体轮廓类型，所述毛细网管投影模块用于将人体轮廓区域平行投影在毛细网管上，并判断覆盖了哪些连接节点；
所述温控节点模块包括电加热板，所述电加热板用于对毛细网管的连接处进行加热，进而加热内部流通的水流。
一种用于热网调节优化的能源评价方法，包括以下具体步骤：
S0、将毛细网管平行安装与墙壁内，使得其与地面相垂直，多张毛细网管形成长方体的室内空间，室内无人且需要控温时，毛细网管正常工作，内部的水流开始循环，整体调控室内温度；
S1、在使用者进入室内时，人体探查模块开始工作，红外扫描成像模块开始平行扫描该毛细网管的前方附近区域；
S2、当有人身体轮廓出现时，红外扫描成像模块通过红外感应热成像得到人身体轮廓，姿态判断模块计算使用者的人体姿态，得出人身体轮廓热成像的面积，停留界定模块实时计算出使用者移动速度，如果使用者长时间停留在同一位置或者移动速度过低，则能够触发控温决策模块的工作；
S3、人体识别模块将人身体轮廓热成像面积与系统预设值进行比对，得出对该使用者是否为人类的判定结果，结合不同的判定结果，人体识别模块控制加热功率计算模块和控温决策模块的工作，调节毛细网管的工作模式。
根据上述技术方案，上述步骤S3中，判定结果的判定依据为：
S3-1、当热成像面积大于等于设定值M时，人体识别模块对于此人身体轮廓的判定结果为人类；
S3-2、当热成像面积小于设定值M时，人体识别模块对于前方扫描判定为宠物。
根据上述技术方案，还包括以下具体步骤：
S4、没有人身体轮廓出现时，温控节点模块以休眠工作模式不进行调节室内温度工作；
S5、当使用者进入室内活动时，该室内使用者附近位置的人体探查模块的判定结果为室内使用者，控温决策模块开启温控节点模块使得毛细管发热调控室内温度，热网调节模块开始工作，此时热网调节模块的加热功率；
S6、室内使用者离开后，人体探查模块判定结果为无人身体轮廓，此时控温决策模块关闭毛细网管，热网调节模块按正常休眠状态停止工作；
S7、当有使用者出现在室内统一位置达到规定时间时，人体探查模块识别出长期停留在某处的使用者，热网调节模块根据判定结果以增加效能工作模式工作，毛细网管投影模块判断人体覆盖了哪些节点，对人体轮廓所在区域进行额外的温控。
根据上述技术方案，上述步骤S7中热网调节模块的增加效能工作状态的工作过程包括以下具体步骤：
S7-1、在使用者出现在室内并长期停留在某处时，红外扫描成像模块通过红外感应热成像得到人身体轮廓，姿态判断模块计算使用者的姿势，得出人身体轮廓热成像的面积m；
S7-2、将可变功率通过功率相互调节模块传输至其他区域的热网调节模块，其他正常工作区域的加热功率计算模块通过功率相互调节模块向长期停留在某处的使用者出现区域的功率调控模块输送可变加热功率；
S7-3、热网调节模块获得输送可变加热功率后，以增加效能工作状态进行工作。
根据上述技术方案，所述功率调控模块中的可变加热功率输送至各个温控节点模块过程中，装置设定增加效能工作范围，该范围内的温控节点模块通过输送可变加热功率以增加效能工作状态进行工作，范围内温控节点模块的加热功率满足公式：
n为热网调节模块总数量，i为增加效能工作范围内的热网调节模块数量；
该范围外的热网调节模块根据加热功率计算模块输出加热功率以低加热功率状态进行工作，其加热功率；
上述步骤S7-2中的输送可变加热功率与长期停留在某处的使用者的热成像面积m成正比关系，/>与热成像面积m需要满足公式/>；其中/>为功率换算系数，d为使用者与其投影的热网调节模块的距离。
所述效果评价模块包括语音识别模块和功率修正模块，所述语音识别模块用于接收和识别室内的语音信号，并且对使用者的温度反馈进行判断，所述功率修正模块用于根据使用者反馈的判断对温控节点模块的加热功率进行调整，当使用者反馈当前体感温度过高时，降低输送可变加热功率，当使用者反馈当前体感温度过低时，提高输送可变加热功率/>。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，在毛细网管的连接节点两侧安装温度调控的模块，当使用者出现在室内并且长期停留在某处时，将人体位置所覆盖的节点的加热功率提升，而其他位置的加热功率降低，有效调整毛细网管关于人体体感温度区域的温度，调控方式更加精确，人的使用体验更好，并且因为总功率是不变的，只是将功率分配的方式进行调整，有效节约了能源，且输入功率稳定。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的原理示意图；
图2是本发明的整体模块结构示意图。
具体实施方式
下面将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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通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。
请参阅图1-图2，本发明提供技术方案：一种用于热网调节优化的能源评价系统，包括包括热网调节模块，人体探查模块，功率相互调节模块、效果评价模块；热网调节模块用于毛细管发热调节室内温度，人体探查模块用于探测毛细管周围环境中是否有人存在，功率相互调节模块用于将各个区域的毛细网后的发热元件电连接起来进行功率的分配，效果评价模块用于使用者对毛细管发热的效果进行评价反馈，以此决定调控的温度应该如何调整；
热网调节模块包括温控节点模块、加热功率计算模块、功率调控模块、控温决策模块，人体探查模块包括红外扫描成像模块、姿态判断模块、停留界定模块、人体识别模块、毛细网管投影模块，功率相互调节模块与各热网调节模块的加热功率计算模块电连接，加热功率计算模块和控温决策模块与人体识别模块电连接；
温控节点模块安装与毛细网管的各个连接节点处，用于利用制热使毛细网管的发热调控室内温度，加热功率计算模块用于调节温控节点模块的加热功率，控制毛细网管的工作状态，功率调控模块用于动态调节温控节点模块的加热功率，控温决策模块用于控制毛细网管连接节点处的温控节点模块的关闭和启动，实现对室内使用者的区域灵活调控的功能，红外扫描成像模块用于根据红外感应得到使用者的热成像，姿态判断模块用于分析红外成像人身体的轮廓体态，停留界定模块用于计算使用者移动速度并判断是否在某个位置长时间停留，人体识别模块用于将使用者的轮廓与装置预设值进行比对，判断人身体轮廓类型，毛细网管投影模块用于将人体轮廓区域平行投影在毛细网管上，并判断覆盖了哪些连接节点；
温控节点模块包括电加热板，电加热板用于对毛细网管的连接处进行加热，进而加热内部流通的水流；
一种用于热网调节优化的能源评价方法，包括以下具体步骤：
S0、将毛细网管平行安装与墙壁内，使得其与地面相垂直，多张毛细网管形成长方体的室内空间，室内无人且需要控温时，毛细网管正常工作，内部的水流开始循环，整体调控室内温度；
S1、在使用者进入室内时，人体探查模块开始工作，红外扫描成像模块开始平行扫描该毛细网管的前方附近区域；
S2、当有人身体轮廓出现时，红外扫描成像模块通过红外感应热成像得到人身体轮廓，姿态判断模块计算使用者的人体姿态，得出人身体轮廓热成像的面积，停留界定模块实时计算出使用者移动速度，如果使用者长时间停留在同一位置或者移动速度过低，则能够触发控温决策模块的工作；
S3、人体识别模块将人身体轮廓热成像面积与系统预设值进行比对，得出对该使用者是否为人类的判定结果，结合不同的判定结果，人体识别模块控制加热功率计算模块和控温决策模块的工作，调节毛细网管的工作模式；
上述步骤S3中，判定结果的判定依据为：
S3-1、当热成像面积大于等于设定值M时，人体识别模块对于此人身体轮廓的判定结果为人类；
S3-2、当热成像面积小于设定值M时，人体识别模块对于前方扫描判定为宠物；
还包括以下具体步骤：
S4、没有人身体轮廓出现时，温控节点模块以休眠工作模式不进行调节室内温度工作；
S5、当使用者进入室内活动时，该室内使用者附近位置的人体探查模块的判定结果为室内使用者，控温决策模块开启温控节点模块使得毛细管发热调控室内温度，热网调节模块开始工作，此时热网调节模块的加热功率；
S6、室内使用者离开后，人体探查模块判定结果为无人身体轮廓，此时控温决策模块关闭毛细网管，热网调节模块按正常休眠状态停止工作；
S7、当有使用者出现在室内统一位置达到规定时间时，人体探查模块识别出长期停留在某处的使用者，热网调节模块根据判定结果以增加效能工作模式工作，毛细网管投影模块判断人体覆盖了哪些节点，对人体轮廓所在区域进行额外的温控；
上述步骤S7中热网调节模块的增加效能工作状态的工作过程包括以下具体步骤：
S7-1、在使用者出现在室内并长期停留在某处时，红外扫描成像模块通过红外感应热成像得到人身体轮廓，姿态判断模块计算使用者的姿势，得出人身体轮廓热成像的面积m；
S7-2、将可变功率通过功率相互调节模块传输至其他区域的热网调节模块，其他正常工作区域的加热功率计算模块通过功率相互调节模块向长期停留在某处的使用者出现区域的功率调控模块输送可变加热功率；
S7-3、热网调节模块获得输送可变加热功率后，以增加效能工作状态进行工作；
功率调控模块中的可变加热功率输送至各个温控节点模块过程中，装置设定增加效能工作范围，该范围内的温控节点模块通过输送可变加热功率以增加效能工作状态进行工作，范围内温控节点模块的加热功率满足公式：
n为热网调节模块总数量，i为增加效能工作范围内的热网调节模块数量；
该范围外的热网调节模块根据加热功率计算模块输出加热功率以低加热功率状态进行工作，其加热功率；
上述步骤S7-2中的输送可变加热功率与长期停留在某处的使用者的热成像面积m成正比关系，/>与热成像面积m需要满足公式/>；其中/>为功率换算系数，d为使用者与其投影的热网调节模块的距离。
效果评价模块包括语音识别模块和功率修正模块，语音识别模块用于接收和识别室内的语音信号，并且对使用者的温度反馈进行判断，功率修正模块用于根据使用者反馈的判断对温控节点模块的加热功率进行调整，当使用者反馈当前体感温度过高时，降低输送可变加热功率，当使用者反馈当前体感温度过低时，提高输送可变加热功率/>。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于热网调节优化的能源评价系统，其特征在于：包括热网调节模块，人体探查模块，功率相互调节模块、效果评价模块；所述热网调节模块用于毛细管发热调节室内温度，人体探查模块用于探测毛细管周围环境中是否有人存在，功率相互调节模块用于将各个区域的毛细网后的发热元件电连接起来进行功率的分配，所述效果评价模块用于使用者对毛细管发热的效果进行评价反馈，以此决定调控的温度应该如何调整；
所述热网调节模块包括温控节点模块、加热功率计算模块、功率调控模块、控温决策模块，所述人体探查模块包括红外扫描成像模块、姿态判断模块、停留界定模块、人体识别模块、毛细网管投影模块，所述功率相互调节模块与各热网调节模块的加热功率计算模块电连接，所述加热功率计算模块和控温决策模块与人体识别模块电连接；
所述温控节点模块安装与毛细网管的各个连接节点处，用于利用制热使毛细网管的发热调控室内温度，所述加热功率计算模块用于调节温控节点模块的加热功率，控制毛细网管的工作状态，所述功率调控模块用于动态调节温控节点模块的加热功率，控温决策模块用于控制毛细网管连接节点处的温控节点模块的关闭和启动，实现对室内使用者的区域灵活调控的功能，所述红外扫描成像模块用于根据红外感应得到使用者的热成像，所述姿态判断模块用于分析红外成像人身体的轮廓体态，所述停留界定模块用于计算使用者移动速度并判断是否在某个位置长时间停留，人体识别模块用于将使用者的轮廓与装置预设值进行比对，判断人身体轮廓类型，所述毛细网管投影模块用于将人体轮廓区域平行投影在毛细网管上，并判断覆盖了哪些连接节点；
该系统的工作方法包括以下具体步骤：
S0、将毛细网管平行安装与墙壁内，使得其与地面相垂直，多张毛细网管形成长方体的室内空间，室内无人且需要控温时，毛细网管正常工作，内部的水流开始循环，整体调控室内温度；
S1、在使用者进入室内时，人体探查模块开始工作，红外扫描成像模块开始平行扫描该毛细网管的前方附近区域；
S2、当有人身体轮廓出现时，红外扫描成像模块通过红外感应热成像得到人身体轮廓，姿态判断模块计算使用者的人体姿态，得出人身体轮廓热成像的面积，停留界定模块实时计算出使用者移动速度，如果使用者长时间停留在同一位置或者移动速度过低，则能够触发控温决策模块的工作；
S3、人体识别模块将人身体轮廓热成像面积与系统预设值进行比对，得出对该使用者是否为人类的判定结果，结合不同的判定结果，人体识别模块控制加热功率计算模块和控温决策模块的工作，调节毛细网管的工作模式；
上述步骤S3中，判定结果的判定依据为：
S3-1、当热成像面积大于等于设定值M时，人体识别模块对于此人身体轮廓的判定结果为人类；
S3-2、当热成像面积小于设定值M时，人体识别模块对于前方扫描判定为宠物；
还包括以下具体步骤：
S4、没有人身体轮廓出现时，温控节点模块以休眠工作模式不进行调节室内温度工作；
S5、当使用者进入室内活动时，该室内使用者附近位置的人体探查模块的判定结果为室内使用者，控温决策模块开启温控节点模块使得毛细管发热调控室内温度，热网调节模块开始工作，此时热网调节模块的加热功率P＝P0；
S6、室内使用者离开后，人体探查模块判定结果为无人身体轮廓，此时控温决策模块关闭毛细网管，热网调节模块按正常休眠状态停止工作；
S7、当有使用者出现在室内统一位置达到规定时间时，人体探查模块识别出长期停留在某处的使用者，热网调节模块根据判定结果以增加效能工作模式工作，毛细网管投影模块判断人体覆盖了哪些节点，对人体轮廓所在区域进行额外的温控；
所述效果评价模块包括语音识别模块和功率修正模块，所述语音识别模块用于接收和识别室内的语音信号，并且对使用者的温度反馈进行判断，所述功率修正模块用于根据使用者反馈的判断对温控节点模块的加热功率进行调整，当使用者反馈当前体感温度过高时，降低输送可变加热功率Pk，当使用者反馈当前体感温度过低时，提高输送可变加热功率Pk。
2.根据权利要求1所述的一种用于热网调节优化的能源评价系统，其特征在于：上述步骤S7中热网调节模块的增加效能工作状态的工作过程包括以下具体步骤：
S7-1、在使用者出现在室内并长期停留在某处时，红外扫描成像模块通过红外感应热成像得到人身体轮廓，姿态判断模块计算使用者的姿势，得出人身体轮廓热成像的面积m；
S7-2、将可变功率通过功率相互调节模块传输至其他区域的热网调节模块，其他正常工作区域的加热功率计算模块通过功率相互调节模块向长期停留在某处的使用者出现区域的功率调控模块输送可变加热功率Pk；
S7-3、热网调节模块获得输送可变加热功率后，以增加效能工作状态进行工作。
3.根据权利要求2所述的一种用于热网调节优化的能源评价系统，其特征在于：所述功率调控模块中的可变加热功率输送至各个温控节点模块过程中，装置设定增加效能工作范围，该范围内的温控节点模块通过输送可变加热功率以增加效能工作状态进行工作，范围内温控节点模块的加热功率满足公式：
P内＝P0+Pk；∑P内＝(n-i)Pk+iP0
n为热网调节模块总数量，i为增加效能工作范围内的热网调节模块数量，P0为室内刚出现使用者时，热网调节模块的初始加热功率，为设定值；
该范围外的热网调节模块根据加热功率计算模块输出加热功率以低加热功率状态进行工作，其加热功率P外＝P0-Pk；∑P外＝nP0-(n-i)Pk；
上述步骤S7-2中的输送可变加热功率Pk与长期停留在某处的使用者的热成像面积m成正比关系，Pk与热成像面积m需要满足公式Pk＝μmd；其中μ为功率换算系数，d为使用者与其投影的热网调节模块的距离。
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- 2023-03-10 CN CN202310229083.0A patent/CN116447643B/zh active Active
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