CN116625018A

CN116625018A - 一种热水系统远程控制方法与系统

Info

Publication number: CN116625018A
Application number: CN202310776491.8A
Authority: CN
Inventors: 孙晓悦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-06-28
Filing date: 2023-06-28
Publication date: 2023-08-22

Abstract

本发明公开了一种热水系统远程控制方法及系统，用于动态实时的调节热泵的加热功率，每一个热泵的加热功率的实时调节包括步骤1~步骤2；步骤1，根据热泵的位置信息，获取所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量；步骤2，根据用户的数量，调整热泵的加热功率直至热泵的温度达到预设温度值。本发明利用用户的位置信息，判断热泵所在场景下用户的数量，从而改变热泵的加热功率，更好的满足用户的生活体验。

Description

一种热水系统远程控制方法与系统

技术领域

本发明属于太阳能供热控制技术领域，更具体的，涉及一种热水系统远程控制方法与系统。

背景技术

随着万物网的迅猛发展，各种设备愈发智能化，设备的智能化导致各种设备可以互相的交换信息，从而使得每一个设备能够发挥出更好的作用。现有技术中，并没有考虑到利用用户的位置信息，对热泵的加热功率进行自动设置，而是以固定的加热功率对热泵进行缓慢的加热。例如，在学校场景下，当学生吃饭前开启热泵，等到热泵加热结束时，学生已吃完离开食堂，造成了很差的用户体验。基于此，亟需一种根据需求分配热泵加热功率的方法，甚至最好是预加热的方法，从而获得更好的用户体验等。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述缺陷，进而提出一种热水系统远程控制方法与系统。

本发明采用如下的技术方案。

本发明第一方面公开了一种热水系统远程控制方法，用于动态实时的调节热泵的加热功率，每一个热泵的加热功率的实时调节包括步骤1~步骤2；

步骤1，根据热泵的位置信息，获取所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量；

步骤2，根据用户的数量，调整热泵的加热功率直至热泵的温度达到预设温度值。

本发明第二方面公开了一种热水系统远程控制系统，用于执行第一方面所述的方法，系统包括：多个热泵、逻辑计算模块与定位模块；

定位模块用户获取用户的位置信息；逻辑计算模块用于预先存储热泵的位置信息以及热泵的位置信息所在场所，以及获取所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量，以及动态实时的调节热泵的加热功率；热泵用于供暖，用于根据用户的数量，调整热泵的加热功率直至热泵的温度达到预设温度值。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明利用用户的位置信息，判断热泵所在场景下用户的数量，从而改变热泵的加热功率，更好的满足用户的生活体验。

（2）本发明进而根据历史数据，例如用户的数量信息，对热泵进行预加热，从而更好的契合用户的生活习惯。

附图说明

图1为本申请提供的热水系统远程控制方法的流程图。

图2为本申请提供的预加热方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

本发明公开了一种热水系统远程控制系统，包括：多个热泵、逻辑计算模块与定位模块。

其中，逻辑计算模块可以是远程的控制服务端，例如：电脑、CPU等，逻辑计算模块预先存储有每一个热泵的位置信息。而定位模块用于获取用户的位置信息，并上传给逻辑计算模块，逻辑计算模块用于根据用户的位置信息，调整用户的位置信息关联处的热泵的加热功率。

在一些实施例中，定位模块可以包括室内基站与标签，其中，基站固定在房间内的墙角处，其位置信息预先存储在逻辑计算模块中。每一个基站与逻辑计算模块通信的连接，用于将位置信息发送给逻辑计算模块。标签可以集成在手机、电子手环等设备内部，每一个标签绑定一个用户，用于联合基站从而获取用户的位置信息。

考虑到水的比热容极高，这严重降低了其加热速率或降温速率。而现有技术中，热泵的加热功率通常被系统默认设置为固定值。这导致热泵所处的空间迟迟达不到用户设置的预设温度值，从而造成了不好的用户体验。基于此，本发明相应的公开了一种热水系统远程控制方法，用于动态实时的调节热泵的加热功率，每一个热泵的加热功率的实时调节可以包括步骤1~步骤2。

步骤1，根据热泵的位置信息以及用户的位置信息，获取所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量。

可以理解的是，当用户的数量增多时，热水系统分配给该热泵的加热功率也应当相应的增大，从而能够使得该热泵能够快速的达到预设温度值。

进一步的，一种热水系统远程控制方法在执行步骤1前可以包括：响应于温度请求消息，获取热泵的位置信息，其中，温度请求消息包括：预设温度值、加热初始时间与所述热泵的编号。

可以理解的是，温度请求消息由用户端发出，例如，当用户在硬件设备上根据其预设温度值开启热泵时，硬件设备自动发出温度请求消息。其中，硬件设备可以是温度调节面板。

进一步的，一种热水系统远程控制方法在执行步骤1前可以包括：根据热泵的位置信息，获取热泵的位置信息的所在场所；相应的，步骤1具体包括：获取用户的位置信息，以此判断该用户是否在所述热泵的位置信息的所在场所内，进而获取所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量。

热泵的位置信息的所在场所可应当这样理解。通常情况下，热水系统远程控制系统可以管理整个一个大的场所，该大的场所可以是医院、学校等等。然而，在一个大的场所下，可能包含不同的大楼，每一个大楼包含不同的楼层，以及相同的楼层可能包括多个房间。因此，通过一个独一无二的三维坐标来衡量用户的位置信息，既缺乏直观性，在计算坐标的过程中也不方便。基于此，不管是用户的位置信息还是热泵的位置信息都可以通过(x,y,sceneid)的方式进行描述。其中，sceneid为位置信息(x,y,sceneid)的所在场所的ID。通常可以以房间为单位，对场所进行划分。在这种情况下，也不需要高度坐标的信息了。

考虑到在多数场景下，热泵所在场所内的人员数量在一定的时间内应当处于一个相对稳定的数值。例如，在校园场景下，教室、食堂、实验室以及图书馆会在特定的时间段内存在较为稳定的用户数量，因此，可以灵活的根据人员的历史位置信息，从而对关联的热泵进行预加热。

进一步的，一种热水系统远程控制方法在执行步骤1前可以包括步骤S101~步骤S102。

步骤S101，根据历史的位置信息与历史的温度请求消息，结合聚类算法，计算出多组预加热信息；其中，预加热信息至少包括：热泵编号、加热初始时间与目标温度值。

应当理解的是，此处的多组预加热信息的数量与下文中簇的数量是对应的。

步骤S102，若当前时间为预加热信息中的加热初始时间，对所述预加热信息中的热泵以所述预加热信息中的目标温度值进行预加热，其中，所述热泵关联所述热泵编号。

在一些实施例中，预加热信息可以以映射表的形式存储在逻辑计算模块的内存中，其以加热初始时间作为键，以热泵编号以及目标温度值作为值。因此，在该实施例下，要求每一个预加热信息中的加热初始时间都是不一致的。倘若计算出的2个加热初始时间相同，则自动将后者的加热初始时间+1直至不存在加热初始时间相同的预加热信息。

进一步的，步骤S101可以具体包括步骤S201~步骤S203。

步骤S201，获取多个历史的温度请求消息，以温度请求消息中的加热初始时间作为特征输入聚类算法，并输出每一个温度请求消息对应的簇，其中，所述多个历史的温度请求消息对应的是同一个热泵。

可以理解的是，步骤S201中每一个温度请求消息对应的簇表示将温度请求消息按照加热初始时间进行了分类。分类的数量即为簇的数量，每一个簇中包含至少一个温度请求消息。由于步骤S101中多个温度请求消息对应的是同一个热泵，因此，所述被标记簇对应的热泵即为所述被标记簇中任意一个温度请求消息中的热泵。

在一些实施例中，所述聚类算法可以是k-means算法。历史的温度请求消息中加热初始时间应当修改为当日的时间戳。例如，2023年4月24号18时3分59秒应当表达为当日的时间戳65039，而非标准时间戳1682330639。

步骤S202，根据历史的位置信息，获取每一个温度请求消息对应的用户最大数量。

需要说明的是，此处的用户最大数量指的是上文中，当响应于温度请求消息后，不断的轮询执行步骤1~步骤2时，步骤1中所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量的最大值。可以理解的是，温度请求消息与其对应的用户最大数量可以预先保存在逻辑计算模块的数据库中。

步骤S203，逐个判断每一个簇，若某一个簇中所有温度请求消息对应的用户最大数量大于等于预设的阈值，则生成该簇对应的预加热信息。

一般情形下，上述阈值可以包括第一阈值X与第二阈值Y。某一个簇中所有温度请求消息对应的用户最大数量满足预设的阈值可以是某一个簇中X比例的温度请求消息对应的用户最大数量大于Y，则标记该簇。例如，X可以设置为80%，Y可以设置为10。

进一步的，步骤S101中的每一个簇对应的预加热信息中的加热初始时间可以以该簇中最大数量大于Y的所有温度请求消息的加热初始时间的平均值减去预设的加热时长得到。其中，预设的加热时长可以是例如15min或者20min等。相应的，目标温度值也可以是该簇中最大数量大于Y的所有温度请求消息的预设温度值的平均值。

在一些场景下，热泵的位置信息所在场所，例如，可以是学校的图书馆场所，在这种情形下，该图书馆场所可能设置有多个热泵。根据上文所述的思路，若该图书馆场所的热泵有一个处于预加热状态，由于所在场所的用户数量是共享的，则该图书馆场所内的其他热泵也应当会处于预加热状态，此时会导致短时间内该图书馆场所的热泵功率不足的情况。此外，由于本发明实施例着重讨论的是图书馆场所温度达到预设目标温度值前的实施步骤，可理解的是，此时图书馆场所尚未达到热平衡状态，图书馆场所内部的温度差异可能较大。基于此，一种热水系统远程控制方法在执行步骤1前还可以包括步骤S301~步骤S302。

步骤S301，获取每一个热泵对应的第一辐射范围。

步骤S302，根据第一辐射范围，生成第二辐射范围，其中，第一辐射范围小于第二辐射范围，且包含在第二辐射范围内。

步骤S303，获取以预加热信息中的加热初始时间为起点，预设的加热时长2倍时长内的历史的位置信息，以此调整所述热泵对应的第一辐射范围与第二辐射范围。

相应的，步骤1中所述热泵的位置信息所在场所即为步骤S301中所述热泵的对应的第一辐射范围。

在该实施例中，在同一个房间下的不同的热泵，从步骤1中采集到的热泵的位置信息所在场所内的用户的数量也是不同的。当某一个热泵辐射范围内的人数更多时，其加热功率也应当相应的调整。

在一些实施例中，每一个热泵对应的辐射范围可以人工设置，其可以预先存储在逻辑计算模块的数据库中，其存储形式可以如表1所示。

表1

pump	radiation
		2103	{(10.2, 9.7); (5.1, 3.7); (7.3, 6.2)}
2104	{(89.7, 67.7); (78.3, 67.2); (76.2, 80.2) ; (80.2, 90.1) ; (98.9, 81.4)}
		2105	{(32.5, 33.2); (33.6, 24.1); (25.9, 23.5); (22.3, 32.1)}

不难理解的是，pump表示热泵的编号，热泵的位置信息的所在场所是一个凸多边形，因而radiation中每一个坐标为该凸多边形的顶点。因此，radiation中应当至少包含3个坐标。

步骤S303用于通过人员的位置信息，分析出热泵的辐射范围。可以理解的是，当数据样本足够多时，且预加热时间内热泵的辐射范围处的人员数量远大于温度稳定后的热泵的辐射范围处的人员数量。则必然说明该人员数量的可信度是更高的，这也有利于步骤S202中用户的最大数量更加可信，从而更有利于聚类算法的学习。进一步的，步骤S303具体包括步骤S401~步骤S405。

步骤S401，计算分割时间点，其中，分割时间点为预加热信息中的加热初始时间与预设的加热时长之和。

步骤S402，分别筛选出分割时间点附近的历史的第一位置信息与第二位置信息，其中，第一位置信息与第二位置信息分别为热泵的第一辐射范围内与第二辐射范围内的用户的位置信息。

步骤S403，根据第一位置信息，获取分割时间点前后的第一辐射范围内的人员数量之差，记为第一差；根据第二位置信息，获取分割时间点前后的第二辐射范围内的人员数量之差，记为第二差。

例如，可以从数据库中获取分割时间点附件的所有的位置信息，并通过判断这些位置信息是否在第一辐射范围内，从而获得某一个时间点下第一辐射范围内的人员数量。假设分割时间点为5点整，位置数据的采样频率为1min，则可以得到从4点50至5点10分一共21个人员数量数据，分别即为w1、w2…w21，因此，第一差的计算方式可以是w21-w1，也可以是w12~w21的均值与w1~w10的均值之差。

因此，步骤S403中分割时间点前后的第一辐射范围内的人员数量之差

需要说明的是，分割时间点表明的是这样的时间点，即：图书馆场所在达到热平衡前后的时间点。通常在该时间点前，由于房间温差较大，学生更倾向于聚集在温度更高的地方，通常可以是热泵的辐射范围内。因此，步骤S401~步骤S405通过人员的数量前后的差值，对辐射范围进行了“锐化”的处理。这种方式得到的辐射范围内人员的位置信息相比于热泵的位置信息所在场所对热泵功率的关联意义更强。

步骤S404，若第二差与预设偏差值之和小于第一差，以第一辐射范围替代第二辐射范围，并由替代后的第二辐射范围生成新的第一辐射范围，并返回步骤S402；其中，预设偏差值为正整数。

步骤S405，若第一差与预设偏差值之和小于第二差，以第二辐射范围替代第一辐射范围，并由替代后的第一辐射范围生成新的第二辐射范围，并返回步骤S402。

可以理解的是，在步骤S302也可以根据同样的逻辑由第二辐射范围生成第一辐射范围。因此，步骤S404中由替代后的第二辐射范围生成新的第一辐射范围也是同样的逻辑。

步骤S404与步骤S405并没有列举出所有的可能性，也就是说，当第一差与第二差的绝对值小于等于预设偏差值，上述迭代终止。这里需要注意的是，通常，预设偏差值至少设置为大于等于2，从而确保最终的第一差与第二差能够相等，从而确保第一辐射范围与第二辐射范围基本上相同。此处的第一辐射范围可以由人工进行预先设置，第二辐射范围可以在第一辐射范围的基础上对其边长向外扩张a。其中，a为预设的边长值，例如可以是1m。需要说明的是，为了防止无穷迭代，每一次迭代步骤S404或步骤S405时，a的取值应当不断缩小，其缩小的幅度可以与第一差与第二差的差值成正比。

综上，本发明公开了一种热水系统远程控制系统，包括：多个热泵、逻辑计算模块与定位模块。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种热水系统远程控制方法，用于动态实时的调节热泵的加热功率，其特征在于，每一个热泵的加热功率的实时调节包括步骤1~步骤2；

2.根据权利要求1所述的一种热水系统远程控制方法，其特征在于，所述方法在执行步骤1前包括：根据热泵的位置信息，获取热泵的位置信息的所在场所；相应的，步骤1具体包括：获取用户的位置信息，以此判断该用户是否在所述热泵的位置信息的所在场所内，进而获取所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量。

3.根据权利要求1所述的一种热水系统远程控制方法，其特征在于，所述方法在执行步骤1前包括：响应于温度请求消息，获取热泵的位置信息，其中，温度请求消息包括：预设温度值、加热初始时间与所述热泵的编号。

4.根据权利要求3所述的一种热水系统远程控制方法，其特征在于，所述方法在执行步骤1前包括步骤S101~步骤S102；

步骤S101，根据历史的位置信息与历史的温度请求消息，结合聚类算法，计算出多组预加热信息；其中，预加热信息至少包括：热泵编号、加热初始时间与目标温度值；

5.根据权利要求4所述的一种热水系统远程控制方法，其特征在于，所述聚类算法可以是k-means算法；相应的，预加热信息中的加热初始时间修改为当日的时间戳。

6.根据权利要求4所述的一种热水系统远程控制方法，其特征在于，步骤S101具体包括步骤S201~步骤S203；

步骤S201，获取多个历史的温度请求消息，以温度请求消息中的加热初始时间作为特征输入聚类算法，并输出每一个温度请求消息对应的簇，其中，所述多个历史的温度请求消息对应的是同一个热泵；

步骤S202，根据历史的位置信息，获取每一个温度请求消息对应的用户最大数量；

7.根据权利要求1所述的一种热水系统远程控制方法，其特征在于，所述方法在执行步骤1前还可以包括步骤S301~步骤S302；

步骤S301，获取每一个热泵对应的第一辐射范围；

步骤S302，根据第一辐射范围，生成第二辐射范围，其中，第一辐射范围小于第二辐射范围，且包含在第二辐射范围内；

步骤S303，获取以预加热信息中的加热初始时间为起点，预设的加热时长2倍时长内的历史的位置信息，以此调整所述热泵对应的第一辐射范围与第二辐射范围；

8.根据权利要求1所述的一种热水系统远程控制方法，其特征在于，步骤S303具体包括步骤S401~步骤S405；

步骤S401，计算分割时间点，其中，分割时间点为预加热信息中的加热初始时间与预设的加热时长之和；

步骤S402，分别筛选出分割时间点附近的历史的第一位置信息与第二位置信息，其中，第一位置信息与第二位置信息分别为热泵的第一辐射范围内与第二辐射范围内的用户的位置信息；

步骤S403，根据第一位置信息，获取分割时间点前后的第一辐射范围内的人员数量之差，记为第一差；根据第二位置信息，获取分割时间点前后的第二辐射范围内的人员数量之差，记为第二差；

步骤S404，若第二差与预设偏差值之和小于第一差，以第一辐射范围替代第二辐射范围，并由替代后的第二辐射范围生成新的第一辐射范围，并返回步骤S402；其中，预设偏差值为正整数；

9.一种热水系统远程控制系统，用于执行如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述系统包括：多个热泵、逻辑计算模块与定位模块；

定位模块用于获取用户的位置信息；逻辑计算模块用于预先存储热泵的位置信息以及热泵的位置信息所在场所，以及获取所述热泵的位置信息所在场所内的用户的数量，以及动态实时的调节热泵的加热功率；热泵用于供暖，用于根据用户的数量，调整热泵的加热功率直至热泵的温度达到预设温度值。