分户供暖阀门自动控制方法、装置及系统与流程

本发明涉及供暖阀门控制领域，具体涉及一种分户供暖阀门自动控制方法、装置及系统。

背景技术：

基于投资的考虑，供热二次管网一般采用异程枝状管网，在异程枝状管网中，各个环路路程不同，阻力不同。这种方式使得热水流经近端用户的路程短，而流经远端用户的路程长。使得近端用户作用压差大，二远端用户压差小。这种管网如果设计、调节不合理就会造成近端用户流量远超设计流量，远端用户流量小于设计流量，造成近热远冷的现象。为使使各用户流量接近与设计流量接近，需要靠人工手动调节管网系统阀门，由于管网系统复杂阀门多，因此人工调节工作量大且可靠性差。

因此需要一种可以自动调节阀门开度的方法，将用户室内温度始终保持在目标温度或目标温度范围内。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种分户供暖阀门自动控制方法、装置及系统，可以对用户室内温度进行自动检测、判断和调节，解决人工调节工作量大、准确度不高的问题。

本发明的技术方案为：

根据本发明的一个方面，提供一种分户供暖阀门自动控制方法，包括：

接收第一温度传感器上传的用户侧供水管道实际进水温度、以及第二温度传感器上传的用户侧回水管道实际回水温度、以及室内温度传感器上传的用户室内实际温度、以及阀门开度传感器上传的阀门开度大小；

利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算在当前用户侧供水管道实际进水温度、用户侧回水管道实际回水温度的条件下，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度；

根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小，并发送阀门开度调节指令至阀门控制器。

在一个实施例中，所述目标温度为数值区间或数值；

当所述目标温度为数值区间时，根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小的步骤包括：

判断室内实际温度是否位于所述目标温度范围内，若室内实际温度位于所述目标温度范围内，则不需要对阀门开度进行调节；

若室内实际温度不位于所述目标温度范围内，则计算用户室内实际温度与预先设定的目标温度区间两端点值的差值，取其中的较小差值，若该较小差值大于第一门限值时，确定阀门应当开度大小为最大开启角度，否则，以用户室内实际温度与目标温度区间两端点值之间差值较小的端点值为目标温度，以该目标温度对应的阀门角度作为阀门目标开启角度，计算当前阀门开启角度与阀门目标开启角度的差值，并调节至阀门目标开启角度；

当所述目标温度为数值时，根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小的步骤包括：

当室内实际温度与预先设定的目标温度差值大于第一门限值时，确定阀门应当开度大小为最大开启角度；

当室内实际温度与预先设定的目标温度差值不大于第一门限值时，计算当前阀门开启角度与阀门目标开启角度的差值，并调节至阀门目标开启角度。

在一个实施例中，接收第一温度传感器上传的用户侧供水管道实际进水温度、以及第二温度传感器上传的用户侧回水管道实际回水温度、以及室内温度传感器上传的用户室内实际温度、以及阀门开度传感器上传的阀门开度大小；

利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算当前测得的用户侧供水管道实际进水温度、回水管道实际回水温度以及阀门开度大小对应的用户室内应当温度；

根据计算出来的用户室内应当温度与接收到的用户室内实际温度之差，判断室内散热器状态；

若室内散热器处于正常状态，则利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算在当前用户侧供水管道实际进水温度、用户侧回水管道实际回水温度的条件下，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度；

根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小，并发送阀门开度调节指令至阀门控制器。

在一个实施例中，接收若干室内温度传感器以预定频率上传的用户室内实际温度，并以一定地理范围内的所有用户的室内实际温度为一个数据处理合集；

剔除该室内实际温度数据处理合集中的非正常值；

将数据处理合集中剔除坏值后的剩余值作为一个新的数据处理合集，计算该数据处理合集的均值及方差；

比较方差值与第四门限值，确定阀门开度调节方式，当所述方差值大于第四门限值时，单独对每一用户的阀门开度进行调节，当所述方差值不大于第四门限值时，对新的数据处理合集中对应的所有用户的阀门进行统一调节，根据所有用户的平均室内实际温度与目标温度差值进行调节。

在一个实施例中，剔除该室内实际温度数据处理合集中的非正常值的流程包括：

计算所述一定地理范围内所有用户室内实际温度的平均值；

计算所述一定地理范围内各用户室内实际温度与上述平均值的差值；

若所述差值大于第三门限值，则认为该用户实际温度值为坏值，进行剔除，若上述差值不大于第三门限值，则认为该用户实际温度为正常值，进行保留。

根据本发明的另一方面，提供一种分户供暖阀门自动控制装置，包括接收模块、阀门目标开启角度查询模块、阀门角度调节模块，其中：

所述接收模块，用于接收第一温度传感器上传的用户侧供水管道实际进水温度、以及第二温度传感器上传的用户侧回水管道实际回水温度、以及室内温度传感器上传的用户室内实际温度、以及阀门开度传感器上传的阀门开度大小；

所述阀门目标开启角度查询模块，用于利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算在当前用户侧供水管道实际进水温度、用户侧回水管道实际回水温度的条件下，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度；

所述阀门角度调节模块，根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小，并发送阀门开度调节指令至阀门控制器。

在一个实施例中，还包括室内应当温度查询模块和散热器状态检测模块，其中：

所述室内应当温度查询模块，用于利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算当前测得的用户侧供水管道实际进水温度、回水管道实际回水温度以及阀门开度大小对应的用户室内应当温度；

所述散热器状态检测模块，用于根据计算出来的用户室内应当温度与接收到的用户室内实际温度之差，判断室内散热器状态。

在一个实施例中，还包括坏值剔除模块、方差计算模块和阀门开度方式选择模块，接收模块用于接收若干室内温度传感器以预定频率上传的用户室内实际温度，并以一定地理范围内的所有用户的室内实际温度为一个数据处理合集，其中：

所述坏值剔除模块，用于剔除该室内实际温度数据处理合集中的非正常值；

所述方差计算模块，用于将数据处理合集中剔除坏值后的剩余值作为一个新的数据处理合集，计算该数据处理合集的均值及方差；

所述阀门开度方式选择模块，用于比较方差值与第四门限值，当所述方差值大于第四门限值时，单独对每一用户的阀门开度进行调节，当所述方差值不大于第四门限值时，对新的数据处理合集中对应的所有用户的阀门进行统一调节，根据所有用户的平均室内实际温度与目标温度差值进行调节。

在一个实施例中，方差计算模块可包括均值计算单元、差值计算单元和第一指令下发单元，其中：

均值计算单元，用于计算所述一定地理范围内所有用户室内实际温度的平均值；

差值计算单元，用于计算所述一定地理范围内各用户室内实际温度与上述平均值的差值；

指令下发单元，用于在判断所述差值大于第三门限值时，将该用户实际温度值进行剔除，否则，进行保留。

根据本发明的另一方面，提供一种分户供暖阀门自动控制系统，包括：第一温度传感器、第二温度传感器、室内温度传感器、阀门开度传感器、阀门控制器及分户供暖阀门自动控制装置，

所述第一温度传感器，用于用户侧供水管道实际进水温度；

所述第二温度传感器，用于用户侧回水管道实际回水温度；

所述室内温度传感器，用于用户室内实际温度；

所述阀门开度传感器，用于采集阀门开度传感器上传的阀门开度大小；

所述阀门控制器，用于对阀门开度进行调节。

本发明法有益效果为：

第一，根据用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度，并通过对用户室内实际温度与设定目标温度的关系，对阀门开度进行调节。

第二，根据计算出来的用户室内应当温度与接收到的用户室内实际温度之差，判断室内散热器状态，在此基础上再进行阀门开度调节，可以在一定程度上保证调节的可靠性。

第三，以一小区单元或一单元内用户的室内实际温度作为一个数据处理合集，并在各用户室内实际温度均为正常值，且相差数值较小的情况下，对一个集合的用户的阀门进行统一开度调节，减少调节量。

附图说明

图1为本发明分户供暖阀门自动控制方法一个实施例的示意图；

图2为本发明分户供暖阀门自动控制方法另一实施例的示意图；

图3为本发明分户供暖阀门自动控制方法又一实施例的示意图；

图4为本发明分户供暖阀门自动控制又一实施例的示意图；

图5为本发明分户供暖阀门自动控制方法又一实施例的示意图；

图6为本发明分户供暖阀门自动控制方法又一实施例的示意图；

图7为本发明分户供暖阀门自动控制装置一个实施例的示意图；

图8为本发明阀门角度调节模块一个实施例的示意图；

图9为本发明分户供暖阀门自动控制装置另一实施例的示意图；

图10为本发明分户供暖阀门自动控制装置又一实施例的示意图；

图11为本发明方差计算模块一个实施例的示意图；

图12为本发明分户供暖阀门自动控制系统一个实施例的示意图。

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、完整的描述，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明分户供暖阀门自动控制方法一个实施例的示意图。可选地，本实施例可由本发明分户供暖阀门自动控制装置执行。其中：

步骤11，接收第一温度传感器上传的用户侧供水管道实际进水温度、以及第二温度传感器上传的用户侧回水管道实际回水温度、以及室内温度传感器上传的用户室内实际温度、以及阀门开度传感器上传的阀门开度大小。

步骤12，利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算在当前用户侧供水管道实际进水温度、用户侧回水管道实际回水温度的条件下，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度；

在本发明的一个实施例中，所述目标温度为数值，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度为一数值；

在本发明的另一个实施例中，所述目标温度为数值区间，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度为一角度区间值；

步骤13，根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小，并发送阀门开度调节指令至阀门控制器。

在本发明的一个实施例中，所述目标温度为数值区间，如图2所示，步骤13中，所述根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小的步骤可以包括：

步骤131，判断室内实际温度是否位于所述目标温度范围内，若室内实际温度位于所述目标温度范围内，则执行步骤132，否则，执行步骤133；

步骤132，不需要对阀门开度进行调节；

步骤133，计算用户室内实际温度与预先设定的目标温度区间两端点值的差值，取其中的较小差值，若该较小差值大于第一门限值时，执行步骤134，否则，执行步骤135；

步骤134，确定阀门应当开度大小为最大开启角度；

步骤135，以用户室内实际温度与目标温度区间两端点值之间差值较小的端点值为目标温度，以该目标温度对应的阀门角度作为阀门目标开启角度，计算当前阀门开启角度与阀门目标开启角度的差值，并调节至阀门目标开启角度。

在本发明的一个实施例中，所述目标温度为数值，如图3所示，步骤13中，所述根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小的步骤可以包括：

步骤13a，当室内实际温度与预先设定的目标温度差值大于第一门限值时，确定阀门应当开度大小为最大开启角度；

步骤13b，当室内实际温度与预先设定的目标温度差值不大于第一门限值时，计算当前阀门开启角度与阀门目标开启角度的差值，并调节至阀门目标开启角度。

图4为本发明分户供暖阀门自动控制方法另一个实施例的示意图。

步骤21，接收第一温度传感器上传的用户侧供水管道实际进水温度、以及第二温度传感器上传的用户侧回水管道实际回水温度、以及室内温度传感器上传的用户室内实际温度、以及阀门开度传感器上传的阀门开度大小。

步骤22，利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算当前测得的用户侧供水管道实际进水温度、回水管道实际回水温度以及阀门开度大小对应的用户室内应当温度。

其中，可以预先测量若干组用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小和室内温度的数据样本，计算用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与室内应当温度的曲线函数，获得四个参数之间的函数关系。

根据该函数关系，代入测量的用户侧供水管道实际进水温度、用户侧回水管道实际回水温度和当前阀门开度大小，可计算获得当前用户室内应当温度。

步骤23，根据计算出来的用户室内应当温度与接收到的用户室内实际温度之差，判断室内散热器状态。

在本发明的一个实施例中，计算用户室内应当温度与用户室内实际温度之差，并与第一门限值进行比较，当二者差值大于第一门限值时，判断室内散热器可能出现故障，当二者差值不大于第一门限值时，判断室内散热器处于正常状态，并进入步骤14。

步骤24，若室内散热器处于正常状态，则利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算在当前用户侧供水管道实际进水温度、用户侧回水管道实际回水温度的条件下，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度；

步骤25，根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小，并发送阀门开度调节指令至阀门控制器。

图5示出了分户供暖阀门自动控制方法又一实施例的示意图。其中：

步骤31，接收若干室内温度传感器以预定频率上传的用户室内实际温度，并以一定地理范围内的所有用户的室内实际温度为一个数据处理合集。

在本发明的一个实施例中，该一定地理范围可以为一小区单元，或者一小区单元中相邻的若干用户，由于一小区单元或一单元中若干用户地理间隔近，因此其室内温度相差值不会太大，为了在一定程度上减少对阀门的调节，因此选择对室内温度相差值较小的用户集合进行统一调节。

步骤32，剔除该室内实际温度数据处理合集中的非正常值。

在本发明的一个实施例中，图6给出了一种剔除该室内实际温度数据处理合集中的非正常值的流程，其中：

步骤321，计算所述一定地理范围内所有用户室内实际温度的平均值；

步骤322，计算所述一定地理范围内各用户室内实际温度与上述平均值的差值；

步骤323，若所述差值大于第三门限值，则认为该用户实际温度值为坏值，进行剔除，若上述差值不大于第三门限值，则认为该用户实际温度为正常值，进行保留。

步骤33，将数据处理合集中剔除坏值后的剩余值作为一个新的数据处理合集，计算该数据处理合集的均值及方差；

步骤34，比较方差值与第四门限值，确定阀门开度调节方式；

在本发明的一个实施例中，所述步骤34可以包括：

步骤341，比较方差值与第四门限值，当所述方差值大于第四门限值时，单独对每一用户的阀门开度进行调节，其调节方式如图2所示实施例2。

步骤342，当所述方差值不大于第四门限值时，对新的数据处理合集中对应的所有用户的阀门进行统一调节，根据所有用户的平均室内实际温度与目标温度差值进行调节，其调节方式如图1所示实施例1。

图7为本发明分户供暖阀门自动控制装置的一个实施例的示意图。包括接收模块41、阀门目标开启角度查询模块42、阀门角度调节模块43。其中：

所述接收模块41，用于接收第一温度传感器上传的用户侧供水管道实际进水温度、以及第二温度传感器上传的用户侧回水管道实际回水温度、以及室内温度传感器上传的用户室内实际温度、以及阀门开度传感器上传的阀门开度大小。

所述阀门目标开启角度查询模块42，用于利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算在当前用户侧供水管道实际进水温度、用户侧回水管道实际回水温度的条件下，预先设定的目标温度对应的阀门目标开启角度。

所述阀门角度调节模块43，根据室内实际温度与预先设定的目标温度差值，确定阀门应当开度大小，并发送阀门开度调节指令至阀门控制器。

图8为本发明一个实施例中阀门角度调节模块的示意图。图8实施例中的阀门角度调节模块43可包括第一计算单431元和第一指令下发单元432，其中：

所述第一计算单元431，用于计算室内实际温度与预先设定的目标温度差值，并与第一门限值进行比较；

所述第一指令下发单元432，用于当室内实际温度与预先设定的目标温度差值大于第一门限值时，下发阀门应当开度大小为最大开启角度的指令，当室内实际温度与预先设定的目标温度差值不大于第一门限值时，下发阀门应当开度大小为阀门目标开启角度的指令。

可选地，阀门角度调节模块还包括第一判断单元433，在本实施例中，预先设定的目标温度为一温度区间，其中：

所述第一判断单元433，用于判断室内实际温度是否位于所述目标温度范围内；

所述第一计算单元431，用于当室内实际温度不在目标温度范围内时，计算用户室内实际温度与预先设定的目标温度区间两端点值的差值，并取其中的较小差值，与第一门限值进行比较；

所述第一指令下发单元432，用于在判断室内实际温度是否位于所述目标温度范围内时，不作出调节指令；在所述较小差值大于第一门限值时，确定阀门应当开度大小为最大开启角度；在该较小差值不大于第一门限值时，以用户室内实际温度与目标温度区间两端点值之间差值较小的端点值为目标温度，以该目标温度对应的阀门角度作为阀门目标开启角度，下发阀门应当开度大小为阀门目标开启角度的指令。

图9为本发明分户供暖阀门自动控制装置另一实施例的示意图。与图7所示实施例相比，在图9所示实施例中，除了接收模块41、阀门目标开启角度查询模块42、阀门角度调节模块之外43，还包括室内应当温度查询模块44和散热器状态检测模块45。其中：

所述室内应当温度查询模块44，用于利用用户侧供水管道进水温度、用户侧回水管道回水温度、阀门开度大小与用户室内温度的函数关系，计算当前测得的用户侧供水管道实际进水温度、回水管道实际回水温度以及阀门开度大小对应的用户室内应当温度。

所述散热器状态检测模块45，用于根据计算出来的用户室内应当温度与接收到的用户室内实际温度之差，判断室内散热器状态。

图10为本发明分户供暖阀门自动控制装置又一实施例的示意图，包括坏值剔除模块46、方差计算模块47和阀门开度方式选择模块48。接收模块41用于接收若干室内温度传感器以预定频率上传的用户室内实际温度，并以一定地理范围内的所有用户的室内实际温度为一个数据处理合集。其中：

所述坏值剔除模块46，用于剔除该室内实际温度数据处理合集中的非正常值。

所述方差计算模块47，用于将数据处理合集中剔除坏值后的剩余值作为一个新的数据处理合集，计算该数据处理合集的均值及方差。

所述阀门开度方式选择模块48，用于比较方差值与第四门限值，当所述方差值大于第四门限值时，单独对每一用户的阀门开度进行调节，当所述方差值不大于第四门限值时，对新的数据处理合集中对应的所有用户的阀门进行统一调节，根据所有用户的平均室内实际温度与目标温度差值进行调节。

图11为本发明一个实施例中方差计算模块47的示意图。图10实施例中的方差计算模块47可包括均值计算单元471、差值计算单元472和第一指令下发单元432，其中：

均值计算单元471，用于计算所述一定地理范围内所有用户室内实际温度的平均值；

差值计算单元472，用于计算所述一定地理范围内各用户室内实际温度与上述平均值的差值；

指令下发单元473，用于在判断所述差值大于第三门限值时，将该用户实际温度值进行剔除，否则，进行保留。

图12为本发明分户供暖阀门自动控制系统一实施例的示意图。所述分户供暖阀门自动控制系统包括第一温度传感器1、第二温度传感器2、室内温度传感器3、阀门开度传感器4、阀门控制器5及分户供暖阀门自动控制装置6。其中，所述分户供暖阀门自动控制装置为图7-图11中任一实施例所涉及的分户供暖阀门自动控制装置。

所述第一温度传感器1，用于测量用户侧供水管道实际进水温度；

所述第二温度传感器2，用于测量用户侧回水管道实际回水温度；

所述室内温度传感器3，用于测量用户室内实际温度；

所述阀门开度传感器4，用于采集阀门开度传感器上传的阀门开度大小。

所述阀门控制器5，用于对阀门开度进行调节。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以知晓如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完全，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。