CN117157490A - 用于调节能源使用的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种调节供水系统的能耗的计算机实现的方法，所述供水系统包括被配置为将热能从周围环境传递至热能储存介质的热泵和被配置为控制所述供水系统的操作的控制模块，所述供水系统被配置为将由所述热能储存介质加热的水提供给出水口，所述方法由所述控制模块执行并且包括：设定被提供给所述出水口的热水的第一温度；设定被提供给所述出水口的热水的第二温度，所述第二温度不同于所述第一温度；以及当确定所述出水口开启时，使被提供给所述出水口的热水的温度在所述第一温度与所述第二温度之间交替。

Description

用于调节能源使用的方法和系统

本公开涉及用于管理公用设施消耗的方法和系统。特别地，本公开涉及用于在家用环境以及具有水和/或能源提供的商业、公共和其他环境中主动调节能耗的方法和系统。

背景技术

无论是在商业还是家庭环境中，全年都需要全天使用热水。不言而喻，提供热水需要清洁的水和热源两者。为了提供热水，将加热系统提供给向通常集中的供水系统以将水加热至例如由用户设定的预定温度，并且所使用的热源通常是一个或多个电加热元件或天然气的燃烧。通常，在高能源(例如天然气或电力)需求时期，公用设施提供商将实现高峰资费，这会增加能源的单位成本，部分是为了支付必须购买更多能源供应给客户的附加成本，部分则是为了阻止不必要的能源使用。然后，在低能源需求时期，公用设施提供商将实现非高峰资费，该资费降低了能源的单位成本以激励客户在这些非高峰时段而不是高峰时段使用能源，从而随着时间的推移实现总体上更平衡的能耗。然而，只有当客户始终意识到资费的变化并且有意识地努力改变他们的能源消费习惯时，这样的策略才会有效。

清洁水作为公用设施目前正受到广泛关注。随着清洁水变得越来越稀缺，一直在努力教育公众节约清洁水，并且开发减少用水的系统和装置，诸如减少水流的充气淋浴器和水龙头、配备有在未检测到运动时停止水流的运动传感器的淋浴器和龙头等等。然而，这些系统和装置限于单一的特定用途，并且仅对有问题的用水习惯具有有限的影响。

随着人们越来越担心能耗对环境的影响，最近人们对使用热泵技术作为提供家用热水的方式越来越感兴趣。热泵是将热能从热源转移至储热器的装置。尽管热泵需要电力来完成将热能从热源转移至储热器的工作，但它通常比电阻加热器(电加热元件)更高效，因为它的性能系数通常至少为3或4。这意味着在同等用电量的情况下，与电阻加热器相比，经由热泵可以将提供3或4倍的热量提供给用户。

携带热能的传热介质被称为制冷剂。来自空气(例如，外部空气或来自房屋中热室的空气)或地源(例如，地面回路或充水钻孔)的热能由接收热交换器提取并且转移至所包含的制冷剂中。现在能源更高的制冷剂被压缩，从而导致其温度显著升高，其中，这种现在很热的制冷剂经由热交换器与加热水回路交换热能。在提供热水的情况下，由热泵提取的热量可以传递至充当热能储存器的隔热水箱中的水，并且可以在以后需要时使用热水。热水可以根据需要被转移至一个或多个出水口，例如水龙头、淋浴器、散热器。然而，与电阻加热器相比，热泵通常需要更多的时间才能将水加热至期望的温度。

由于不同的家庭、工作场所和商业空间对热水的使用有不同的要求和偏好，因此需要新的热水提供方式以使热泵成为电加热器的实用替代品。此外，为了节约能源和水，可能需要调节能源和清洁水的消耗；然而，调节公用设施消耗不能仅仅是对使用的全面限制。

因此，希望提供用于调节能耗的改进的方法和系统。

发明内容

鉴于上述内容，本发明技术的一个方面提供了一种调节供水系统的能耗的计算机实现的方法，所述供水系统包括被配置为将热能从周围环境传递至热能储存介质的热泵和被配置为控制所述供水系统的操作的控制模块，所述供水系统被配置为将由所述热能储存介质加热的水提供给出水口，所述方法由所述控制模块执行并且包括：设定被提供给所述出水口的热水的第一温度；设定被提供给所述出水口的热水的第二温度，所述第二温度不同于所述第一温度；以及当确定所述出水口开启时，使被提供给所述出水口的热水的温度在所述第一温度与所述第二温度之间交替，其中，所述第一温度和/或所述第二温度是基于能耗目标来确定的。

根据本发明技术的实施例，当出水口(例如淋浴器)开启时，被提供给所述出水口的所述热水的所述温度在第一温度与第二温度之间交替。通过在较暖温度与较冷温度之间调节被提供给所述出水口的所述水的所述温度，与当水温在整个持续时间内保持在所述较暖温度时相比，可以减少通过加热水以供提供给所述出水口所消耗的能源。所述第一温度和/或所述第二温度基于可以是由人类操作员设定的能耗目标或者根据所述供水系统特有的能源效率考虑来确定的，使得使被提供给所述出水口的热水的所述温度在所述第一温度与所述第二温度之间交替将所述供水系统的能耗调节成处于或低于所述能耗目标的水平。在这样做的过程中，可以避免用户手动设定可能无法实现期望的节能水平的任意温度。当水由热能储存器加热时，本实施例尤其相关，所述热能储存器储存由热泵从周围传递的热量，因为通过减少每次使用热水的能源需求，可以使储存在所述热能储存器中的相同量的能源持续更长的时间或将热水供应给更多出水口。在这样做的过程中，所述供水系统可以减少其对加热水的其他能效较低的方式的依赖，诸如使用电加热元件，从而使所述供水系统总体上更节能。

在一些实施例中，所述控制模块可以包括计时器，并且所述方法可以还包括：当将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第一温度时将所述计时器初始化为零以记录第一经过时间。

在一些实施例中，所述方法可以还包括：当确定所述第一经过时间超过第一时间阈值时，将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第二温度。

在一些实施例中，所述控制模块可以包括计时器，并且所述方法可以还包括：当将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第二温度时，将所述计时器初始化为零以记录第二经过时间。

在一些实施例中，所述方法可以还包括：当确定所述第二经过时间超过第二时间阈值时，将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第一温度。

在一些实施例中，所述第一时间阈值和/或所述第二时间阈值可以由用户设定。

在一些实施例中，所述第一时间阈值和/或所述第二时间阈值可以是一分钟的倍数。

在一些实施例中，所述第一温度可以高于所述第二温度，并且所述第一时间阈值可以高于所述第三时间阈值。

在一些实施例中，所述方法可以还包括从用户接收所述第一温度的输入。

在一些实施例中，所述方法可以还包括从用户接收所述第二温度的输入。

所述第一温度和所述第二温度可以是基于所述控制模块的工厂设定预定的，例如基于能耗考量和/或健康考量。

在一些实施例中，在所述出水口的单次使用期间，被提供给所述出水口的热水的所述温度可以从所述第一温度交替为所述第二温度仅一次。

在一些实施例中，在所述出水口的单次使用期间，被提供给所述出水口的热水的所述温度可以在所述第一温度与所述第二温度之间交替多次。

在一些实施例中，所述第一温度和所述第二温度可以介于35℃至44℃的范围内。

不同的用户可能对水温有不同的偏好。在一些实施例中，所述方法可以还包括存储多个用户配置文件，每个配置文件对应于所述出水口的多个用户中的一个用户并且包括对应的第一温度。

在一些实施例中，每个配置文件可以包括对应的第二温度。

本发明技术的另一方面一种用于控制供水系统的操作的控制模块，所述供水系统包括被配置为将热能从周围环境传递至热能储存介质的热泵和被配置为控制所述供水系统的操作的控制模块，所述供水系统被配置为将由所述热能储存介质加热的水提供给出水口，所述控制模块被配置为实现如上所述的方法。

本发明技术的另一方面提供了一种用于将热水提供给出水口的供水系统，包括：热能储存器，被配置为储存热能；热交换器，靠近所述热能储存器布置，所述热交换器被配置为使用储存在所述热能储存器中的热能来加热水以由所述供水系统提供；热泵，被配置为将热能从周围环境传递至所述热能储存器；以及控制模块，被配置为控制所述供水系统的操作，所述控制模块被配置为：设定被提供给所述出水口的热水的第一温度；设定被提供给所述出水口的热水的第二温度，所述第二温度不同于所述第一温度；以及当确定所述出水口开启时，使被提供给所述出水口的热水的温度在所述第一温度与所述第二温度之间交替，其中，所述第一温度和所述第二温度是基于能耗目标来确定的，使得被提供给所述出水口的热水在所述第一温度与所述第二温度之间的交替将所述供水系统的能耗调节成处于或低于所述能耗目标的水平。

在一些实施例中，所述供水系统可以还包括被配置为加热水以由所述供水系统提供的一个或多个电加热元件。

在一些实施例中，所述出水口可以是淋浴器。

本发明还提供了一种根据权利要求21所述的计算机程序。

本发明技术的实现方式各自具有上述目的和/或方面中的至少一个目的和/或方面，但不一定具有所有这些目的和/或方面。应当理解，由于试图实现上述目的而产生的本发明技术的一些方面可能不满足此目的和/或可能满足本文未具体陈述的其他目的。

通过以下描述、附图和所附权利要求，本发明技术的实施方式的附加和/或替代特征、方面和优点将变得显而易见。

附图说明

现在将参考附图来描述本公开的实施例，在附图中：

图1是示例性供水系统的示意性系统概述；

图2是根据第一实施例的调节由图1的供水系统消耗的能源的示例性方法的流程图；以及

图3是根据第二实施例的调节由图1的供水系统消耗的能源的示例性方法的流程图。

具体实施方式

鉴于上述内容，本公开提供了使用热泵或由热泵辅助提供热水的各种方法，并且在一些情况下提供了用于调节包括水和能源的公用设施的使用以减少水和能源浪费的各种方法。

供水系统

在本发明技术的实施例中，对于家庭或商业环境中的建筑物，冷水和热水由集中式供水系统提供给多个出水口，包括水龙头、淋浴器、散热器等。示例性供水系统100在图1中示出。

在本实施例中，供水系统100包括控制模块110。控制模块110通信耦合至并且被配置为控制供水系统的各个元件，包括：流量控制器130，例如呈被布置为控制系统内部和外部的水的流动的一个或多个阀的形式；(地源或空气源)热泵140，被配置为从周围提取热量并且将所提取的热量沉积在热能储存器150中以用于加热水；以及一个或多个电加热元件160，被配置为通过控制被提供给电加热元件160的能源的量来将冷水直接加热至期望的温度。热水，无论是被热能储存器150加热还是被电加热元件160加热，然后在需要时被引导至一个或多个出水口和/或中央加热系统。在实施例中，热泵140将周围的热量提取至热能储存器150内的热能储存介质中，直到热能储存介质达到操作温度，然后例如来自自来水总管的冷水可以由热能储存介质加热至期望的温度。然后可以将热水提供给系统中的各种出水口。

在本实施例中，控制模块110被配置为从多个传感器170-1、170-2、170-3、……、170-n接收输入。多个传感器170-1、170-2、170-3、……、170-n可以例如包括设置在室内和/或室外的一个或多个空气温度传感器、一个或多个水温传感器、一个或多个水压传感器、一个或多个计时器、一个或多个运动传感器，并且可以包括不直接链接至供水系统100的其他传感器，诸如例如乘员携带并且经由通信信道与控制模块通信的智能手机上的GPS信号接收器、日历、天气预报应用程序。在本实施例中，控制模块110被配置为使用接收到的输入来执行各种控制功能，例如控制通过流量控制器130至热能储存器150或电加热元件160的水流以加热水。

可选地，一个或多个机器学习算法(MLA)120可以在控制模块110上执行，例如在控制模块110的处理器(未示出)上或在远离控制模块110的服务器上执行，并且经由通信信道与控制模块110中的处理器通信。例如，MLA 120可以使用由控制模块110接收的输入传感器数据来进行训练，以例如基于一天中的时间、一周中的哪一天、日期(例如季节变化、公共假日)、占用率等来建立基线水和能源使用模式。然后，学习的使用模式可以用于确定并且在一些情况下改进由控制模块110执行的各种控制功能和/或生成例如使得用户能够分析其公用设施使用和/或提供更高效的公用设施使用的建议的报告。

尽管与电阻加热器相比，热泵通常更节能地用于加热水，但热泵需要时间将足够量的热能转移至热能储存介质中，以使其达到期望的工作温度，然后才能使用来自热能储存介质的热量来加热水；因此，与电阻加热器相比，热泵通常需要更长的时间来将相同量的水加热至相同的温度。在一些实施例中，热泵140可以例如使用相变材料(PCM)作为热能储存介质，相变材料在加热时从固体变为液体。在这种情况下，如果PCM已经被允许固化，则可能需要附加的时间将其从固体变为液体，然后才能使用由热泵提取的热能来提高热储存介质的温度。尽管这种加热水的方法可能较慢，但是与用电加热元件加热水相比，加热水所消耗的总能源更少，因此总体上，节约了能源并且降低了提供热水的成本。

相变材料

在本实施例中，相变材料可以用作热泵的储热介质。—类合适的相变材料是石蜡，其在家用热水提供并且与热泵组合使用的感兴趣的温度下具有固液相变。特别令人感兴趣的是在40至60摄氏度(℃)的温度范围内融化的石蜡，并且在此范围内，可以发现蜡在不同的温度下熔化以适合特定的应用。典型的潜热容量介于约180kJ/kg与230kJ/kg之间，并且液相中的比热容量可能为2.27Jg^-1K^-1，固相中的比热容量为2.1Jg^-1K^-1。可以看出，利用聚变的潜热可以储存相当大的能源。通过将相变液体加热至高于其焰点，也可以储存更多的能源。例如，当非高峰时段的电力成本相对较低时，可以运行热泵以将热能储存器“充电”到高于正常温度的温度，从而使热能储存器“过热”。

合适的蜡选择可以是焰点约为48℃的蜡，诸如n-三甲基硅氧烷C₂₃或石蜡C₂₀-C₃₃，它需要热泵在约51℃的温度下运行，并且能够将水加热至约45℃的一般生活热水，足以用于例如厨房/浴室水龙头、淋浴器等。如果需要，可以将冷水添加至水流以降低水温。考虑了热泵的温度性能。通常，由热泵加热的流体的输入温度与输出温度之间的最大差值优选地保持在5℃至7℃的范围内，尽管它可能高达10℃。

尽管石蜡是用作热能储存介质的优选材料，但也可以使用其他合适的材料。例如，盐水合物也适用于潜热能源储存系统，诸如本发明的系统。在这种情况下，盐水合物是无机盐与水的混合物，其中，相变涉及其全部或大部分水的损失。在相变时，水合物晶体分成无水(或较少含水)盐和水。盐水合物的优点在于它们比石蜡具有高得多的热导率(高2–5倍)，并且随着相变的体积变化小得多。适合当前应用的盐水合物是Na₂S₂O₃·5H₂O，其熔点约为48℃至49℃，潜热为200kJ/kg至220kJ/kg。

能源调节

大量研究发现，淋浴水或洗澡水对皮肤健康的最佳水温不超过体温几度，即37℃与41℃之间。然而，许多人习惯于在较高的水温下淋浴或洗澡。这不仅会影响皮肤健康，还会影响能耗，因为用于加热水的能源比必要的要多。因此，本发明技术提供了调节淋浴水和洗澡水的水温并且进而调节能耗的方法和系统。

本发明技术认识到，对于大多数用户来说，淋浴水或洗澡水温度的突然变化，特别是当习惯于高得多的水温时，将引起诸多不适，这可能导致用户适应新水温的可能性降低。因此，本发明技术提供了两种调节淋浴水温的方法。在第一种方法中，淋浴水温从用户的优选水温逐渐降低至选定的最佳水温(例如41℃)。如果需要，可以实现这种方法来调节洗澡水温度。在第二种方法中，在单次淋浴期间，淋浴水温在较高水温与较低水温之间(例如，在37℃与41℃之间)进行调节。

逐渐降温

图2示出了根据第一实施例的调节淋浴水温的计算机实现的方法。

在第一实施例中，通过上述供水系统100将热水提供给淋浴器。控制模块110被配置为实现逐渐降温程序200，以在一段时间内将淋浴水温逐渐降低至目标温度。控制模块110设有计时器(未示出)。在设置阶段，在S201将用户优选水温T1输入至程序200，并且在S202将目标水温T3输入至程序200。用户优选水温T1表示在实现程序200之前用户通常设定淋浴水的温度，例如可以是45℃。目标水温T3表示用户希望适应的淋浴水温，例如38℃，或通过工厂设定预定的最佳水温，例如41℃，例如基于能耗目标和/或健康效益考量。

当程序200首次被实现时，控制模块110启动计时器以记录距首次实现程序200时的经过时间(初始时间)。然后，当在S203检测到淋浴器开启时，控制模块110在S204确定自程序200被实现以来由计时器记录的经过时间t是否已经超过用于降低水温的预定第一时间阈值t1。第一时间阈值t1可以通过工厂设定预定或者可以由用户设定，并且可以例如是一天、多天、―周等。

如果在S204确定经过时间t小于第一时间阈值t1，则在S205，控制模块110将淋浴水温设定为第一温度T1，即用户优选水温。该方法然后在淋浴结束时返回至S203，直到控制模块110下次检测到淋浴器再次开启。

如果在S204确定经过时间t超过第一时间阈值t1，则控制模块110随后在S206确定经过时间t是否已经超过预定的第二时间阈值t2。第二时间阈值t2可以同样通过工厂设定预定或者可以由用户设定，并且可以例如是第—时间阈值t1的倍数(例如t1可以是一周，而t2可以是两周)，或者第二时间阈值t2可以独立于第一时间阈值t1设定(例如t1可以是一周，而t2可以是二十天)。

如果在S206确定经过时间t小于第二时间阈值t2(但超过第一时间阈值t1)，则控制模块110在S207将淋浴水温设定为第二温度T2。第二温度T2是低于第一温度T1但高于最佳温度T3的温度，并且可以由用户设定或基于用户优选温度T1和目标温度T3计算，例如T2可以是T1与T3之间的中间温度(例如，如果T1是45℃而T3是41℃，则T2可以是43℃)。该方法然后在淋浴结束时返回至S203，直到控制模块110下次检测到淋浴器再次开启。

如果在S206确定经过时间t超过第二时间阈值t2，则在S208，控制模块110将淋浴水温设定为第三温度T3，即目标水温。

为了便于说明，为了简单起见，图2示出了一个中间水温T2。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，在对应的中间时间阈值处具有多个中间水温的多于一个中间阶段是可能的，并且有时可能是期望的，例如当用户优选温度T1与最终最佳温度T3之间存在巨大差异时。在T1为45℃并且T3为41℃的上述示例中，实现程序200的控制模块110可以在一周后将淋浴水温设定为44℃，然后在两周后将淋浴水温设定为43℃，在三周后将淋浴水温设定为42℃，最后在四周后将淋浴水温设定为41℃。替代地，中间步骤可以完全省略。

根据本实施例，可以逐渐减少通过加热淋浴用水所消耗的能源，并且潜在地改善用户的皮肤健康。当淋浴水由热能储存器150加热时，本实施例尤其相关，该热能储存器储存由热泵140从周围传递的热量，因为通过减少淋浴器的能源需求，储存在热能储存器150中的能源可以被转移用于其他用途，诸如将热水提供给厨房水龙头和浴室水龙头。在这样做的过程中，供水系统100可以较少地依赖于能效较低的电加热元件160，从而使供水系统100总体上更节能。

交替温度调节

图3示出了根据第二实施例的调节淋浴水温的方法。

类似于第一实施例，在第二实施例中，通过上述供水系统100将热水提供给淋浴器。控制模块110被配置为实现温度调节程序300，以通过在淋浴期间在较高水温与较低水温之间交替(这很可能是多次来回切换，但可能是在单次淋浴期间的一次改变)来调节淋浴水温。控制模块110设有计时器(未示出)。在设置阶段，在S301将最高水温T4输入至程序300，并且在S302将最低水温T5输入至程序300。最高水温T4和最低水温T5是控制模块110在淋浴期间将在其间交替的水温，例如分别为41℃和38℃，并且它们可以由用户手动设定或通过工厂设定预定，例如基于能耗考量和/或健康效益考量。例如，这是可变的，但在6分钟内可能是1分钟高，1分钟低。这是可变的，可以针对特定用户进行分析，也可以通过MLA和资费成本进行优化。在一些实施例中，温度T4可以被手动设定在用户优选温度，并且温度T5可以被设定在比T4低预定度数的温度，该预定度数由用户手动设定或者由控制模块110自动设定，以实现预定的能耗(节能)目标；替代地，用户可以设定较低温度T5，并且控制模块可以根据预定的能耗目标来确定较高温度T4。在其他实施例中，控制模块110可以被配置为设定温度T4和T5两者以实现由用户偏好引导(例如使用MLA来确定)的预定能耗目标。预定能耗目标可以专门针对淋浴器使用而设定，它可以针对不同的用户而不同，例如基于用户配置文件，它可以对于一天中的不同时间和/或不同季节而不同，或者它可以由控制模块110基于能源资费自动设定(通常或在淋浴器使用时)，以将能耗保持低于指定的支出目标或者将能耗的成本降低指定的量。基于能耗目标来设定最大水温T4和最小水温T5中的至少一个或两者，从而使得供水系统100能够通过避免来自人类操作员的手动输入来实现期望的能耗节省水平，人类操作员可以设定不符合期望的能耗目标的任意温度。

当程序300被实现时，当在S303检测到淋浴器开启时，控制模块110在S304将淋浴器的水温设定为最高水温T4，并且将计时器上的时间t设定为0。

然后，控制模块110持续监控计时器，并且在S305确定时间t是否已经达到第四时间阈值t4。如果时间t尚未达到第四时间阈值t4，则控制模块110将淋浴水温保持在T4，并且继续监控计时器。

如果控制模块110在S305确定时间t已经达到第四时间阈值t4，则控制模块110在S306控制供水系统100以将淋浴水温从最高水温T4改变为最低水温T5，例如通过减少被提供给淋浴器的水中的热水的比例。同时，控制模块110将计时器上的时间t重置为0。

控制模块110再次连续地监视计时器并且在S307确定时间t是否已经达到第五时间阈值t5。如果时间t尚未达到第五时间阈值t5，则控制模块110将淋浴水温保持在T5，并且继续监控计时器。

如果控制模块110在S307确定时间t已经达到第五时间阈值t5，则控制模块110在S304控制供水系统100以使淋浴水温从最低水温T5再次返回至最高水温T4，例如通过将被提供给淋浴器的水中的热水的比例恢复到初始水平。同样，控制模块110将计时器上的时间t重置为0，并且持续监控计时器。

在本实施例中，控制模块110通过在单次淋浴期间周期性地使淋浴水温在最高水温T4与最低水温T5之间交替来调节淋浴水温。水温变化发生的频率(即t4和t5)可以由用户手动设定或通过工厂设定预定。例如，t4与t5可以是相同的，例如一分钟，或者t4与t5可以是不同的，例如t4等于五分钟，而t5等于一分钟，使得淋浴器处于较暖设定五分钟，然后改变为较冷设定一分钟。此外，另一种调节方法可以是1分钟T4、1分钟T5、1分钟T4和1分钟T5。产生正弦型温度曲线，其中，平均温度将低于T4。用户可以探索和实现多种组合。这些只是示例，这是可变的，并且可以针对特定用户进行分析，也可以通过MLA和资费成本进行优化。

在替代实施例中，在检测到淋浴器开启时，控制模块110可以首先将淋浴水温设定为淋浴器初始开启时的最低水温T5。在第四时间阈值t4之后，控制模块110可以将淋浴水温交替为最高水温T4，然后在第五时间阈值t5之后将淋浴水温再次交替回到最低水温T5，然后在水温T4与T5之间来回交替，直到淋浴器关闭。

在另一替代实施例中，当检测到淋浴器开启时，控制模块110可以首先将淋浴水温设定为最高水温T4(或最低水温T5)，然后在一段时间后使淋浴水温交替为最低水温T5(或最高水温T4)，并且保持淋浴水温在T5(或T4)，直到淋浴器关闭。

根据本实施例，与淋浴水温在整个持续时间内保持在较高温度时相比，通过在较高温度与较低温度之间调节淋浴水温，可以减少通过加热淋浴用水所消耗的能源。当淋浴水由热能储存器150加热时，本实施例尤其相关，因为类似于第一实施例，通过减少淋浴器的能源需求，储存在热能储存器150中的能源可以被转移用于其他用途，诸如将热水提供给其他出水口。在这样做的过程中，供水系统100可以较少地依赖于能效较低的电加热元件160，从而使供水系统100总体上更节能。

对于本领域技术人员将显而易见的是，本文公开的实施例可以独立地或组合地实现。本文公开的实施例可以使用一个或多个机器学习算法来实现，诸如控制模块110的MLA120。例如，在学习阶段期间，MLA 120可以建立用户的优选淋浴水温，并且此外可以建立用户可接受的淋浴水温的变化，例如基于用户在一段时间内设定的淋浴水温中的任何变化。因此，例如，MLA 120然后可以被部署为基于起始水温、最佳水温和所建立的可接受变化来在一段时间内为用户设定逐渐降低的淋浴水温。此外，MLA 120可以例如基于用户优选水温来设定最大淋浴水温和最小淋浴水温，并且基于可接受的变化来在单次淋浴期间交替。此外，本文公开的实施例可以被实现为使得程序200和/或300对于多个用户中的每一个用户以不同方式实现。例如，控制模块110可以被配置为启用多个用户配置文件，使得每个用户可以针对温度T1、T2、T3、T4和/或T5以及不同的时间阈值t1、t2、t4和/或t5设定不同的偏好。

如对于本领域技术人员将显而易见，本发明技术可以实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明技术可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例或软件和硬件相结合的实施例的形式。

此外，本发明技术可以采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品实施在具有实施在其上的计算机可读程序代码的计算机可读介质中。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置、或前述的任何合适的组合。

用于执行本发明技术的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括面向对象的编程语言和常规过程编程语言。

例如，用于执行本发明技术的操作的程序代码可以包括诸如C等常规编程语言(解释或编译)的源代码、对象代码或可执行代码，或者汇编代码、用于设置或控制专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的代码、或诸如VerilogTM或甚高速集成电路硬件描述语言(VHDL)等硬件描述语言的代码。

程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分地在用户的电脑上执行，并且部分地在远程电脑上执行或者完全在远程电脑或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接至用户的计算机。代码组件可以实施为过程、方法等，并且可以包括子组件，这些子组件可以采取任何抽象级别的指令或指令序列的形式，从本地指令集的直接机器指令到高级编译或解释的语言构造。

本领域技术人员还将清楚的是，根据本发明技术的优选实施例的逻辑方法的全部或部分可以适当地实施在包括用于执行该方法的步骤的逻辑元件的逻辑设备中，并且该等逻辑元件可以包括组件，诸如例如可编程逻辑阵列或专用集成电路中的逻辑门。这样的逻辑布置可以进一步被实施为实现能够使用例如虚拟硬件描述符语言在这种阵列或电路中临时或永久地建立逻辑结构的元件，该虚拟硬件描述符可以使用固定或可传输的载体介质来进行存储和传输。

本文所述的示例和条件语言旨在帮助读者理解本发明技术的原理，而不是将其范围限制于这样具体陈述的示例和条件。应当了解，本领域技术人员可以设计各种布置，尽管在本文中没有明确描述或示出，但这些布置仍然实施了本发明技术的原理，并且包括在所附权利要求限定的范围内。

此外，作为对理解的帮助，以上描述可以描述本发明技术的相对简化的实现方式。如本领域技术人员将理解的，本发明技术的各种实现方式可能具有更大的复杂性。

在一些情况下，还可以阐述被认为是对本发明技术的修改的有益示例。这样做仅仅是为了帮助理解，并且同样不是为了限制本发明技术的范围或规定本发明技术的界限。这些修改不是穷举的列表，并且本领域技术人员可以进行其他修改，同时仍然保持在本发明技术的范围内。此外，在未阐述修改的示例的情况下，不应解释为不可能进行任何修改和/或所描述的是实现本发明技术的该元件的唯一方式。

此外，本文中陈述本发明技术的原理、方面和实现方式以及其具体示例的所有陈述旨在涵盖其结构等价物和功能等价物两者，无论它们是当前已知的还是将来开发的。因此，例如，本领域技术人员将理解，本文中的任何框图表示实施本发明技术的原理的说明性电路的概念视图。类似地，应当了解，任何流程图、流程图、状态转换图、伪代码等都表示各种过程，这些过程可以基本上在计算机可读介质中表示并且由计算机或处理器执行，无论是否明确示出了这样的计算机或处理器。

图中所示的各种元件的功能，包括标记为“处理器”的任何功能块，可以通过使用专用硬件以及能够执行与适当软件相关联的软件的硬件来提供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器提供，其中，一些处理器可以是共享的。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为仅指能够执行软件的硬件，并且可以隐式地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。还可以包括常规的和/或定制的其他硬件。

软件模块，或被暗示为软件的简单模块，在本文中可以被表示为流程图元件或指示过程步骤的执行和/或文字描述的其他元素的任何组合。这样的模块可以由明确或隐式地示出的硬件来执行。

对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明技术的范围的情况下，可以对前述示例性实施例进行许多改进和修改。

Claims (20)

1.一种调节供水系统的能耗的计算机实现的方法，所述供水系统包括被配置为将热能从周围环境传递至热能储存介质的热泵和被配置为控制所述供水系统的操作的控制模块，所述供水系统被配置为将由所述热能储存介质加热的水提供给出水口，所述方法由所述控制模块执行并且包括：

设定被提供给所述出水口的热水的第一温度；

设定被提供给所述出水口的热水的第二温度，所述第二温度不同于所述第一温度；以及

当确定所述出水口开启时，使被提供给所述出水口的热水的温度在所述第一温度与所述第二温度之间交替，其中，所述第一温度和/或所述第二温度是基于能耗目标来确定的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制模块包括计时器，所述方法还包括：当将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第一温度时将所述计时器初始化为零以记录第一经过时间。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：当确定所述第一经过时间超过第一时间阈值时，将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第二温度。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述控制模块包括计时器，所述方法还包括：当将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第二温度时，将所述计时器初始化为零以记录第二经过时间。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：当确定所述第二经过时间超过第二时间阈值时，将被提供给所述出水口的热水的所述温度交替为所述第一温度。

6.根据权利要求3或5所述的方法，其中，所述第一时间阈值和/或所述第二时间阈值由用户设定。

7.根据权利要求3或5所述的方法，其中，所述第一时间阈值和/或所述第二时间阈值是一分钟的倍数。

8.根据权利要求3或5所述的方法，其中，所述第一温度高于所述第二温度，并且所述第一时间阈值高于所述第二时间阈值。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括从用户接收所述第一温度的输入。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括从用户接收所述第二温度的输入。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述出水口的单次使用期间，被提供给所述出水口的热水的所述温度从所述第一温度交替为所述第二温度仅一次。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述出水口的单次使用期间，被提供给所述出水口的热水的所述温度在所述第一温度与所述第二温度之间交替多次。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一温度和所述第二温度介于35℃至44℃的范围内。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括存储多个用户配置文件，每个配置文件对应于所述出水口的多个用户中的一个用户并且包括对应的第一温度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，每个配置文件包括对应的第二温度。

16.一种用于控制供水系统的操作的控制模块，所述供水系统包括被配置为将热能从周围环境传递至热能储存介质的热泵和被配置为控制所述供水系统的操作的控制模块，所述供水系统被配置为将由所述热能储存介质加热的水提供给出水口，所述控制模块被配置为实现根据前述权利要求中任一项所述的方法。

17.一种用于将热水提供给出水口的供水系统，包括：

热能储存器，被配置为储存热能；

热交换器，靠近所述热能储存器布置，所述热交换器被配置为使用储存在所述热能储存器中的热能来加热水以由所述供水系统提供；

热泵，被配置为将热能从周围环境传递至所述热能储存器；以及

控制模块，被配置为控制所述供水系统的操作，所述控制模块被配置为：

设定被提供给所述出水口的热水的第一温度；

设定被提供给所述出水口的热水的第二温度，所述第二温度不同于所述第一温度；以及

当确定所述出水口开启时，使被提供给所述出水口的热水的温度在所述第一温度与所述第二温度之间交替，其中，所述第一温度和/或所述第二温度是基于能耗目标来确定的。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述供水系统还包括被配置为加热水以由所述供水系统提供的一个或多个电加热元件。

19.根据权利要求17或18所述的供水系统，其中，所述出水口为淋浴器。

20.一种存储在计算机可读储存介质上的计算机程序，当在计算机系统上执行时，所述计算机程序用于指示所述计算机系统执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。