CN108006810A - 一种温度智能控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及温度控制技术领域，具体涉及一种温度智能控制系统及其控制方法，包括热源、云服务器、至少一个供暖单元、以及至少一个控制终端，所述供暖单元设置在室内，且供暖单元包括散热器和下位机，所述散热器与热源管道连通，所述下位机包括散热器阀门、驱动装置、温度传感器、散热控制器和第一无线通信模块，所述控制终端包括数据处理模块、显示模块、人机交互模块和第二无线通信模块。本发明结合网络技术设计智能温度控制系统，可在低成本运行条件下，无论室温较高或过低，都可通过控制终端实现对教室温度的控制，从而降低校园集中供暖的能耗，达到能源节约利用的目的，增加了温度调整的便利性，适合在校园内广泛推广。

Description

一种温度智能控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，具体涉及一种温度智能控制系统及其控制方法。

背景技术

北方冬季各场所需进行供暖，因此学校就成为热能消耗大户。目前我国的集中供暖系统存在大量问题，由于大多采用单管供暖系统，并且无有效的调控设备，造成了热力失调严重、不同楼层的教室冷热不均等问题，一部分教室的室温达不到设计标准要求，而另外一部分室温过高，导致部分教室热量不足，而部分教室能量浪费等问题。校园的供暖主干线一般按照最初的整体规划一次性建成，而校园建筑却是分为几个工期分批建成的，供暖主干线的规划往往不能符合校园建筑的功能需要，从而导致供暖水力失调问题普遍存在，造成了能量消耗。

长期以来，校园教学楼的供热系统采用的是室内垂直单管串联的方式，在供暖系统运行中，用户不能自行调节室温，造成供水干管首末两端供热不均匀，往往是楼层高的教室室温过高，只能依靠开窗或减衣来进行降温；而楼层低的教室室温较低，采暖的实际意义不大，造成能源浪费的情况。而因单管顺流采暖系统是连续工作的，会经常出现当教室无人时(夜间和寒假)采暖系统仍然在工作的状况，最为严重的是热力站只能采用加大供水流量的方法来减小供水干管的温差，从而使低楼层的室温上升，消耗了更大的送水电耗并使高层产生更多的多余热量。我国正处于飞速城镇化进程中。按照世界银行预测，到2020年新增城镇民用建筑面积将为100～150亿m²。新建建筑中将有70亿m²以上需要采暖。热化率达到40％，集中供热面积将会达到60亿m²，按照目前的能耗水平，温度由≥16℃调高到≥18℃，年煤耗增量为483万吨标煤。相当于1.9亿㎡供暖用煤。另外，通过人工操作来改变阀门开度进行温度的调整难度大，且不能准确将室温调整到最适温度，因此，研发一款能方便进行温度管控的系统来减少能量消耗势在必行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种温度智能控制系统及其控制方法，结合网络技术设计智能温度控制系统，可在低成本运行条件下，实现对室内温度的控制，从而降低校园集中供暖的能耗，达到能源节约利用的目的；还可查看每间教室的室温，无论室温较高或过低，都可通过控制终端实现对教室温度的控制，节约能源；另外，针对无人情况(或寒假)在温度调整时可通过其下位机自动实现供暖阀门的开启或关闭，免去了人工操作的困难，增加了温度调整的便利性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种温度智能控制系统，包括热源、云服务器、至少一个供暖单元、以及至少一个控制终端，所述供暖单元设置在室内，且供暖单元包括散热器和下位机，所述散热器与热源通过管道连通，所述下位机包括散热器阀门、驱动装置、温度传感器、散热控制器和第一无线通信模块，所述散热器阀门设置在散热器与热源的连接管道上，所述驱动装置、散热控制器和温度传感器分别设置在散热器阀门上，驱动装置用于控制散热器阀门的开度，散热控制器分别与驱动装置、温度传感器、第一无线通信模块连接；所述控制终端包括数据处理模块、显示模块、人机交互模块和第二无线通信模块，所述数据处理模块分别与显示模块、人机交互模块、第二无线通信模块连接，所述云服务器分别与第一无线通信模块、第二无线通信模块连接。

进一步地，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块分别为WiFi、移动网络、蓝牙模块中的任一种。

进一步地，所述散热器阀门包括入口阀门和出口阀门，所述入口阀门设置在散热器的入口与热源的连接管道上，所述出口阀门设置在散热器的出口管道上，所述驱动装置分别与入口阀门和出口阀门连接，并分别控制入口阀门、出口阀门的开度，所述入口阀门和出口阀门所在管道上分别设置有温度传感器，所述温度传感器用于分别检测通过入口阀门、出口阀门的流体温度。

进一步地，所述温度智能控制系统还包括温度检测单元，所述温度检测单元设置在室内，用于检测室内温度，所述温度检测单元与散热控制器连接。

进一步地，所述驱动装置为电机。

进一步地，所述控制终端为移动终端、PC中至少一种。

进一步地，所述温度智能控制系统还包括光敏传感器，所述光敏传感器设置在室内，且光敏传感器与散热控制器连接。

进一步地，所述云服务器内设有程序控制模块，所述程序控制模块的算法为：

y＝134.545+5.615t₁+1.466t₂-2.040t₃-0.343t₄

其中，y表示阀门开度；t₁表示室内温度，t₂表示室外温度；t₃表示散热器入口流体温度，t₄表示散热器出口流体温度。

一种温度智能控制方法，通过上所述温度智能控制系统进行控制。

进一步地，通过控制终端的人机交互模块操作，通过调节t₄来调节散热器阀门，具体散热器阀门的开度调节方法为：

y＝134.545+5.615t₁+1.466t₂-2.040t₃-0.343t₄

其中，y表示阀门开度；t₁表示室内温度，t₂表示室外温度；t₃表示散热器入口流体温度，t₄表示散热器出口流体温度。

本发明的有益效果是：本发明结合网络技术设计智能温度控制系统，可在低成本运行条件下，实现对室内温度的控制，从而降低校园集中供暖的能耗，达到能源节约利用的目的；还可查看每间教室的室温，无论室温较高或过低，都可通过控制终端实现对教室温度的控制，节约能源；另外，针对无人情况(或寒假)在温度调整时可通过其下位机自动实现供暖阀门的开启或关闭，免去了人工操作的困难，增加了温度调整的便利性；而下位机装置结构简单，方便安装，适合在校园内广泛推广。

附图说明

图1为本发明温度智能控制系统的结构示意图；

图2为本发明温度智能控制系统的模块连接图；

图中，1-热源，2-云服务器，3-控制终端，4-散热控制器，5-隔板，6-驱动装置，7-入口阀门，8-出口阀门，9-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例

一种温度智能控制系统，包括热源1、云服务器2、至少一个供暖单元、以及至少一个控制终端3，所述供暖单元设置在室内，且供暖单元包括散热器6和下位机，所述散热器6与热源1通过管道连通，所述下位机包括散热器阀门、驱动装置5、温度传感器9、散热控制器4和第一无线通信模块，所述散热器阀门设置在散热器6与热源1的连接管道上，所述驱动装置5、散热控制器4和温度传感器9分别设置在散热器阀门上，驱动装置5用于控制散热器阀门的开度，散热控制器4分别与驱动装置5、温度传感器9、第一无线通信模块连接；所述控制终端3包括数据处理模块、显示模块、人机交互模块和第二无线通信模块，所述数据处理模块分别与显示模块、人机交互模块、第二无线通信模块连接，所述云服务器2分别与第一无线通信模块、第二无线通信模块连接。

在一个优选实施例中，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块分别为WiFi、移动网络、蓝牙模块中任一种。

在一个优选实施例中，所述散热器阀门包括入口阀门7和出口阀门8，所述入口阀门7设置在散热器6的入口与热源1的连接管道上，所述出口阀门8设置在散热器6的出口管道上，所述驱动装置5分别与入口阀门7和出口阀门8连接，并分别控制入口阀门7、出口阀门8的开度，所述入口阀门7和出口阀门8所在管道上分别设置有温度传感器9，所述温度传感器9用于分别检测通过入口阀门7、出口阀门8的流体温度。

在一个优选实施例中，所述温度智能控制系统还包括温度检测单元，所述温度检测单元设置在室内，用于检测室内温度，所述温度检测单元与散热控制器4连接。

在一个优选实施例中，所述驱动装置5为电机。

在一个优选实施例中，所述控制终端3为移动终端、PC中至少一种。

在一个优选实施例中，所述温度智能控制系统还包括光敏传感器，所述光敏传感器设置在室内，且光敏传感器与散热控制器4连接。

在一个优选实施例中，所述云服务器2内设有程序控制模块，所述程序控制模块的算法为：

y＝134.545+5.615t₁+1.466t₂-2.040t₃-0.343t₄

其中，y表示阀门开度；t₁表示室内温度，t₂表示室外温度；t₃表示散热器入口流体温度，t₄表示散热器出口流体温度。

使用时，通过温度传感器将散热器6入口流体温度、散热器6出口流体温度、室内温度等信息上传至散热控制器4，散热控制器4可通过第一无线通信模块将温度信息上传至云服务器2，利用控制终端3查看温度信息；最后通过控制终端3的人机交互模块发送指令，指令信息通过第二无线通信模块上传至云服务器2，云服务器2根据指令信息，通过第一无线通信模发送信号至散热控制器4，直接控制下位机的运转，进而控制散热器阀门开度，最终实现室内温度控制。本发明另设置有光敏传感器，针对夜间无人使用教室的情况，散热控制器会对发送信号经云服务器传递至控制终端，对控制终端的管理员进行提醒，询问是否要调小阀门开度，如在预定时间内(优选10～30min)散热控制器未收到指令信息，散热控制器可自动对室内供暖设备进行调节。

一种温度智能控制方法，通过上所述温度智能控制系统进行控制。

在一个优选实施例中，通过控制终端的人机交互模块操作，通过调节t₄来调节散热器阀门，具体散热器阀门的开度调节方法为：

y＝134.545+5.615t₁+1.466t₂-2.040t₃-0.343t₄

其中，y表示阀门开度；t₁表示室内温度，t₂表示室外温度；t₃表示散热器入口流体温度，t₄表示散热器出口流体温度。

试验例

利用本发明温度智能控制系统进行自动温控试验，教室内无空调，且教室面积、散热片散热面积、水流量均一定，初始温度15℃，取22℃为最适宜温度，具体调整试验数据如表1所示：

表1本发明温度智能控制系统自动温控试验数据表

由表1得出，本发明控制系统能够有效快速调节室内温度，并维持室内温度稳定，免去了人工操作的困难，增加了温度调整的便利性，适合在校园内广泛推广。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种温度智能控制系统，其特征在于，包括热源、云服务器、至少一个供暖单元、以及至少一个控制终端，所述供暖单元设置在室内，且供暖单元包括散热器和下位机，所述散热器与热源通过管道连通，所述下位机包括散热器阀门、驱动装置、温度传感器、散热控制器和第一无线通信模块，所述散热器阀门设置在散热器与热源的连接管道上，所述驱动装置、散热控制器和温度传感器分别设置在散热器阀门上，驱动装置用于控制散热器阀门的开度，散热控制器分别与驱动装置、温度传感器、第一无线通信模块连接；所述控制终端包括数据处理模块、显示模块、人机交互模块和第二无线通信模块，所述数据处理模块分别与显示模块、人机交互模块、第二无线通信模块连接，所述云服务器分别与第一无线通信模块、第二无线通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种温度智能控制系统，其特征在于，所述第一无线通信模块、第二无线通信模块分别为WiFi、移动网络、蓝牙模块中的任一种。

3.根据权利要求1所述的一种温度智能控制系统，其特征在于，所述散热器阀门包括入口阀门和出口阀门，所述入口阀门设置在散热器的入口与热源的连接管道上，所述出口阀门设置在散热器的出口管道上，所述驱动装置分别与入口阀门和出口阀门连接，并分别控制入口阀门、出口阀门的开度，所述入口阀门和出口阀门所在管道上分别设置有温度传感器，所述温度传感器用于分别检测通过入口阀门、出口阀门的流体温度。

4.根据权利要求1所述的一种温度智能控制系统，其特征在于，所述温度智能控制系统还包括温度检测单元，所述温度检测单元设置在室内，用于检测室内温度，所述温度检测单元与散热控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种温度智能控制系统，其特征在于，所述驱动装置为电机。

6.根据权利要求1所述的一种温度智能控制系统，其特征在于，所述控制终端为移动终端、PC中至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种温度智能控制系统，其特征在于，所述温度智能控制系统还包括光敏传感器，所述光敏传感器设置在室内，且光敏传感器与散热控制器连接。

8.根据权利要求1所述的一种温度智能控制系统，其特征在于，所述云服务器内设有程序控制模块，所述程序控制模块的算法为：

y＝134.545+5.615t₁+1.466t₂-2.040t₃-0.343t₄

其中，y表示阀门开度；t₁表示室内温度，t₂表示室外温度；t₃表示散热器入口流体温度，t₄表示散热器出口流体温度。

9.一种温度智能控制方法，其特征在于，通过权利要求1～8任意一项所述温度智能控制系统进行控制。

10.根据权利要求9所述的一种温度智能控制方法，其特征在于，通过控制终端的人机交互模块操作，通过调节t₄来调节散热器阀门，具体散热器阀门的开度调节方法为：

y＝134.545+5.615t₁+1.466t₂-2.040t₃-0.343t₄

其中，y表示阀门开度；t₁表示室内温度，t₂表示室外温度；t₃表示散热器入口流体温度，t₄表示散热器出口流体温度。