一种基于需求侧的智慧供暖控制装置的制作方法

1.本实用新型属于供暖技术领域，具体涉及一种基于需求侧的智慧供暖控制装置。


背景技术：

2.集中供暖作为城镇供暖的主要方式，已经有百年历史，集中供暖是以供给侧作为主要驱动力的，供暖质量主要取决于热源厂的热源与供热管网换热站等供暖参数，用户侧对于供暖的自主性，尤其是提升室内供暖温度方面，是十分匮乏的。所以目前的集中供暖会时常出现水力失衡的现象，距离换热站近的用户，供暖质量可以得到保证，距离换热站远的用户则供暖效果不好；而且对于某些对于供暖温度有特殊需求的用户，需要供暖不仅仅是室内不冷，而是室内很暖的用户，其需求也无法通过集中供暖实现，往往通过辅助供暖设备来提供额外的供暖，极大的增加了室内供暖的成本；热源厂由于无法准确获得每个用户所需的热负荷，尤其是不同天气时的热负荷，经常会出现天气温度高时供暖过足，用户需要开门窗散热，而大范围降温时，供暖不足导致室内温度过低的情况。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种基于需求侧的智慧供暖控制装置，针对集中供暖无法从需求侧驱动的问题，通过室温传感器、供回水温度传感器与供水流量传感器等采集用户侧数据，用户通过控制面板获悉当前供暖温度，电磁阀与管道水泵自动调节室温达到设定供暖温度，用户的供暖热负荷供水流量等数据无线传输至供暖监控系统，供暖监控系统根据所有用户的需求准确进行调整，并且建立大数据分析用户数据，建立天气-用户热需求模型，提前预测用户的热需求，避免集中供暖系统调节的大惯性影响供暖质量，节约能源，调高用户的采暖舒适度，达到供暖精确到户。
4.本实用新型的技术方案如下：一种基于需求侧的智慧供暖控制装置，包括用户数据监测模块100、用户控制模块200、数据传输与接收模块300和总控制模块400；
5.用户数据监测模块100设置于用户室内和进户供暖管道上；用户控制模块200与用户数据监测模块100连接，设置于用户室内，实时获取用户数据；数据传输与接收模块300设置于用户片区内和热源厂；
6.用户数据监测模块100包括室温监测子模块101、供回水温度传感器102和供水流量传感器103；室温监测子模块101安装于用户室内，供回水温度传感器102和供水流量传感器103安装于进户供暖管道上，三者分别与用户控制模块200相连接；用户室内温度、供回水温差和供水流量传递至用户控制模块200，在用户控制模块200的用户控制面板201上实时显示；
7.用户控制模块200包括用户控制面板201、电磁阀202和管道水泵203；用户控制面板201安装于用户室内，电磁阀202和管道水泵203安装于进户供暖管道上；用户控制面板201的一个输出端同时连接电磁阀202和管道水泵203，另一个输出端与数据传输与接收模块300的无线发射器301相连；
8.数据传输与接收模块300包括无线发射器301和无线接收器302；无线发射器301安装于用户片区内，其与无线接收器302无线连接，无线接收器302安装于热源厂402处；
9.总控制模块400包括供暖监控子模块401、热源厂402和数据库403；供暖监控子模块401分别与无线接收器302、热源厂402和数据库403通讯连接；供暖监控子模块401将收到的数据存储在数据库403中，并通过其设定的用户需要控制热负荷分配给各热源厂402。
10.所述用户室温监测子模块101包括卧室室温传感器、客厅室温传感器和房屋背阴处室温传感器，三个室温传感器安装在距离地面2.5m处；室内温度为三种温度传感器测量值的平均值。
11.所述供回水温度传感器102和供水流量传感器103与控制面板201相连，收集用户供回水温度与流量数据，通过供回水的温差与流量计算出用户已使用热量，并且显示在用户控制面板201上。
12.用户在设定室内温度后，首先通过调整电磁阀202的开度来调节室温达到用户设定温度，当所设定室温超出电磁阀202调节范围后，启动管道水泵203增加供水流量进行辅助调节来满足用户的热需求。
13.单个用户的室温、供回水温度以及流量等数据按照住宅单元或者片区为一个整体进行整合，再通过无线发射器301将数据传输至无线接收器302中，供暖监控子模块401对各个用户单元的数据进行处理整合，计算出整个供暖模块所服务用户的总热负荷，考虑到供热过程中的热损失和压降等情况，精确计算出热源厂402和换热站所需要的提供的流量与热负荷；
14.所述供暖监控子模块401将接收到的用户热负荷数据储存在数据库403中，结合天气预报数据对用户热负荷数据进行大数据分析，建立用户的热负荷与天气间的关系模型，提前24小时预测用户在接下来的时间内的热负荷和供热系统的总热负荷，提前进行供暖准备。
15.所述供暖监控子模块401对于用户的供热情况进行实时监测，当用户出现室内温度过低，与用户设定温度偏差过大，且用户控制系统长时间调节也无法解决的情况，及时提醒工作人员，前去排查是否存在由于故障导致用户供热不足的情况。
16.本实用新型的有益效果：通过本智慧供暖控制装置根据所有用户的需求准确进行调整，并且建立大数据分析用户数据，建立天气-用户热需求模型，提前预测用户的热需求，避免集中供暖系统调节的大惯性影响供暖质量，节约能源，调高用户的采暖舒适度，达到供暖精确到户；精准控制热源厂的供热量，既满足用户的热需求，又减少热源厂的能源损失。
附图说明
17.图1为本实用新型一种基于需求侧的智慧供暖控制装置管理协同结构示意图。
18.图2为本实用新型一种基于需求侧的智慧供暖控制装置流程图。
19.图中：100用户数据监测模块；200用户控制模块；300数据传输与接收模块；400总控制模块；101室温监测子模块；102供回水温度传感器；103供水流量传感器103；201用户控制面板；202电磁阀；203管道水泵；301无线发射器；302无线接收器；401供暖监控子模块；402热源厂；403数据库。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式总的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
21.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的方位，而是仅仅表示本实用新新的选定实施方式。基于本实用新型的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动成果前所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
22.实施例1
23.本实用新型包括用户数据监测模块100、用户控制模块200、数据传输与接收模块300和总控制模块400；
24.所述用户数据监测模块100包括室温监测子模块101、供回水温度传感器102和供水流量传感器103；室温监测子模块101所使用的室温传感器为热电偶式温度传感器，其温度范围宽并适应各种大气环境，而且结实、价低，无需供电，价格便宜；智慧供暖控制装置由三个及以上室温传感器组成，本实施例以三个为例，三个热电偶式温度传感器安装在室内且远离通风处具有一定高度的位置，距离地面2.5m的高度设置卧室室温传感器、客厅室温传感器以及室内温度理论上最低的背阴处室温传感器，三个热电偶式温度传感器测得室内不同位置的温度后，对测量值取平均值作为当前室内温度，显示在用户控制面板201上；供回水温度传感器102由于需要准确测量供回水的温度用于计算用户已使用热量，且供回水温度波动相对较小，故选用灵敏度高的热敏电阻式温度传感器；供水流量传感器103所收集用户侧的流量数据关乎用户已使用热量的准确性，故选择灵敏度高、压损小、价格便宜的变面积式流量传感器；供回水温度传感器102和供水流量传感器103准确收集用户的供回水温度与流量数据，通过供回水的温差与流量计算出用户已使用热量，并且显示在用户控制面板201上。
25.所述用户控制模块200包括用户控制面板201、电磁阀202和管道水泵203；用户控制面板201显示用户室温监测子模块101采集的当前用户室内温度，显示供回水温度传感器102和供水流量传感器103测量的供回水温度流量计算得到的用户已使用热量，还显示用户自主设置的室内温度，用户控制面板201上具有开关键、增加键与减小键，开关键控制电磁阀102的开关，增加键与减小键调整用户设定温度；当室内当前温度高于设定温度，电磁阀102减小开度，当室内当前温度低于设定温度，增加电磁阀102的开度，当电磁阀102完全开启时室内温度仍旧达不到设定温度，管道水泵103开始工作，增加供水流量；
26.所述数据传输与接收模块300包括无线发射器301和无线接收器302；用户侧的当前室内温度、设定室内温度、供回水温度、供水流量等数据经用户控制系统装换为电信号传输至无线发射器301中，通过无线发射器301传输至供暖监控子模块401处的无线接收器302中；
27.所述总控制模块400包括供暖监控子模块401、热源厂402和数据库403；供暖监控子模块401接收到无线接收器302的用户数据后，对用户数据进行处理，根据用户供暖符合
是否需要提高分类为供暖充足用户、供暖不足用户、供暖过足用户，供暖充足用户的供水流量不需要调整，供暖不足用户需要增加供热量，供暖过足用户则需要减小供热量；供暖监控子模块401根据供暖不足用户单元和供暖过足用户单元的数目与供暖负荷调整量计算出整个供暖系统的供暖负荷调整量，考虑到供暖系统对于调节具有大惯性的特点，供暖监控系统子模块401控制热源厂402与换热站以适当的速度调整供热量，直至供热系统总供热量与用户总热需求相等；供暖监控子模块401将用户设定温度和设定温度所对应的供回水温度与供水流量数据储存在数据库403中，结合当天的光照、室外温度、风速等天气参数进行大数据分析，建立天气-用户热需求模型，根据模型精准预测24小时内用户热需求情况，提前进行供暖准备，防止出现应为天气快速变化导致的热源厂402调节不及时的情况；供暖监控子模块401对于用户的供热情况进行实时监测，当用户出现室内温度过低，与合理范围内用户设定温度偏差过大，且用户控制系统长时间调节也无法解决的情况，及时提醒工作人员，前去排查是否由于故障导致的用户供热不足的情况。