一种基于云平台的热水器智能加热控制系统的制作方法

技术特征：

1.一种基于云平台的热水器智能加热控制系统，其特征在于：包括温度检测终端、进水温度采集单元、出水温度采集单元、用水量检测单元、热量转换处理单元、热量损耗平台分析单元、储水箱温度弹性调节单元和加热温控单元；

所述温度检测终端分别与热量损耗平台分析单元和热量转换处理单元连接，热量转换处理单元分别与进水量温度采集单元、出水温度采集单元、用水量检测单元、热量损耗平台分析单元连接，储水箱温度弹性调节单元分别与热量损耗平台分析单元、加热温控单元连接；

所述温度检测终端包括若干温度传感器，自上而下等间距分布在储水箱内壁上，用于采集储水箱中不同水位高度的水温,并将采集的处于不同水位高度的水温发送至热量损耗平台分析单元，将位于储水箱上端的水温发送至热量转换处理单元；

所述进水温度采集单元安装在电热水器混合阀的进水管道处，采用温度传感器，用于采集流入电热水器混合阀进水管内的自来水的温度，并将采集的自来水的温度发送至热量转换处理单元；

所述出水温度采集单元安装在电热水器混合阀的出水管道处，用于采集混合阀出水管道流出的水温，并将采集的混合阀出水管道处的水温发送至热量转换处理单元；

所述用水量检测单元安装在电热水器混合阀的出水管道处，用于统计出水管道在不同温度范围下的用水量，并将检测的各温度范围下的用水量发送至热量转换处理单元；

所述热量转换处理单元，分别与温度检测终端、进水温度采集单元和出水温度采集单元连接，用于提取储水箱中的水温、自来水的水温以及电热水器混合阀出水管道处的水温，并接收用水量检测单元发送的电热水器出水管道在各温度范围下的用水量，采用热量转换递推公式，统计出用户因使用消耗的电热水器内水温t1的质量，并将统计的用户消耗储水箱中水温t1的热水质量分别发送至热量损耗平台分析单元和储水箱温度弹性调节单元；

所述热量损耗平台分析单元用于接收温度检测终端发送的储水箱中不同水位高度的水温，分析出使用完成后电热水器中剩余的水温热量q剩，并接收热量转换处理单元发送的电热水器内消耗的热水质量，根据消耗的热水质量统计消耗的储水箱中的热水体积，由于电热水器中的储水箱体积固定，统计出电热水器储水箱理论剩余的水温热量q理，热量损耗平台分析单元根据用户使用完热水后电热水中实际剩余的水温热量以及理论剩余的水温热量进行对比，分析出热量损耗比例系数并将电热水器的热量损耗比例系数发送至储水箱温度弹性调节单元；

所述储水箱温度弹性调节单元，分别与热量转换处理单元和热量损耗平台分析单元连接，用于接收热量损耗平台分析单元发送的电热水器的热量损耗比例系数，接收热量转换处理单元发送的用户消耗储水箱中水温t1的热水质量m1，并通过等效替换模型分析出储水箱中的温度受自来水干扰下以及季节影响下的所需加热到的水温数值t″，水温温度弹性调节单元将弹性调控后的电热水器加热所需达到的水温数值发送至加热温控单元；

加热温控单元用于接收水温温度弹性调节单元发送的经弹性调控后的电热水器加热所需达到的水温数值，并自动控制电热水器加热的水温至电热水器加热所需达到的水温数值。

2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的热水器智能加热控制系统，其特征在于：所述热量转换递推公式为m1为用户消耗的电热水器内水温t1的质量，t1为电热水器加热后的储水箱中的水温，t2为自来水的水温，t′i为电热水器混合阀出水管道处流出第i个温度范围的平均水温，vi为第i个温度范围下的用水量，ρ为水的密度。

3.根据权利要求2所述的一种基于云平台的热水器智能加热控制系统，其特征在于：所述热量损耗平台分析单元通过储水箱中不同水位高度的水温进行分析出电热水器的能量损耗比例系数，具体步骤如下：

w1、将储水箱中不同水位高度的水温，分别与第1个温度范围的平均水温进行对比；

w2、筛选出大于等于第1个温度范围的平均水温的水温所对应的温度传感器编号l，不同的温度传感器编号对应的水位高度不同，编号数值越大，水位高度越大；

w3、统计出使用完成后储水箱中剩余的水温热量q剩表示为电热水器中储水箱内水对应的剩余水温热量，c表示为水的比热容，tf表示为第f个温度传感器检测的水温，mf表示为第f-1个温度传感器所在的高度到第f个温度传感器所在的高度间的水的质量，mf＝ρ*vf，vf表示为第f-1个温度传感器所在的高度到第f个温度传感器所在的高度间储水箱体积；

w4、提取用户消耗的热水质量，根据质量与体积计算公式获得电热水器内消耗的热水体积，并统计出储水箱理论剩余的水温热量q理＝c(v′ρ-m1)*(t1-t2)，q理为储水箱理论剩余的水温热量，v′为储水箱的储水体积，m1为用户消耗的电热水器内水温t1的质量，ρ为水的密度，t1为电热水器加热后的储水箱中的水温，t2为自来水的水温；

w5、依次提取步骤w3中的储水箱中剩余的水温热量以及步骤w4中储水箱理论剩余的水温热量，分析出电热水的热量损耗比例系数。

4.根据权利要求1所述的一种基于云平台的热水器智能加热控制系统，其特征在于：所述等效温度替换模型的表达式为t″表示为电热水器储水箱中的水经加热所需达到的温度数值，r表示为季节干扰系数，夏季对应的季节干扰系数为1.08，春季和秋季对应的季节干扰系数为1.125，冬季对应的季节干扰系数为1.218，t1表示为用户消耗储水箱中热水质量m1所对应的温度，t2表示为自来水的温度，γ表示为电热水器的热量损耗比例系数，v′为储水箱的储水体积，m1为用户消耗的电热水器内水温t1的质量，ρ为水的密度。

5.根据权利要求4所述的一种基于云平台的热水器智能加热控制系统，其特征在于：所述热水器加热智能控制系统还包括水温动态分析单元和按键输入单元，所述加热温控单元通过水温动态分析单元与按键输入单元连接；

所述按键输入单元，安装在电热水器的控制面板上，当家庭成员减少或增加后，手动在电热水器控制面板上输入现人员数量以及原人员数量；

所述水温动态分析单元用于接收按键输入单元输入的现人员数量和原人员数量，判断人员变动率，并提取原人员数量所需消耗的水温t1的质量m1，通过等效替换温度模型重新分析出人员数量变动后的电热水器加热所需达到的温度，并将人员数量变动后的电热水器加热所需达到的温度发送至加热温控单元；

所述加热温控单元接收水温动态分析单元发送的人员数量变动后的电热水器加热所需达到的温度，并自动控制电热水器加热的水温至电热水器加热所需达到的水温数值。

6.根据权利要求5所述的一种基于云平台的热水器智能加热控制系统，其特征在于：所述水温动态分析单元根据人员数量变动，动态分析电热水器因人员变动所需达到的水温，具体步骤如下：

p1、获取现人员数量和原人员数量，统计人员变动率x1为现人员数量，x2为原人员数量；

p2、统计人员数量变动后所需消耗水温t1的质量m′＝(1+nb)m1；

p3、采用等效替换温度模型的表达式并将m′替代m1，重新计算获得人员变动后的电热水器加热所需加热的温度。

技术总结
本发明公开一种基于云平台的热水器智能加热控制系统，包括温度检测终端、进水温度采集单元、出水温度采集单元、用水量检测单元、热量转换处理单元、热量损耗平台分析单元、储水箱温度弹性调节单元和加热温控单元，本发明能够准确家庭用户洗澡所需消耗的总热量，以统计出储水箱在当前温度下所消耗的储水箱中的热水量，以及分析出电热水器中的热水受到冷水干扰而造成热量损耗比例系数，根据用户洗澡所需的热，且结合储水箱中的温度受自来水干扰下以及季节影响下，综合分析出电热水器所需加热到的水温数值，能够保证储水箱中的水温满足家庭用户的热水供应需求，能够根据家庭成员的用水习惯进行准确控制加热的温度，降低电量的损耗。

技术研发人员：孙玉洁;苗宝俊
受保护的技术使用者：孙玉洁
技术研发日：2020.08.22
技术公布日：2020.11.03