本申請(qǐng)涉及蓄熱型加熱器,并且具體地涉及確定蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi)需要。
背景技術(shù):
蓄熱型加熱器是眾所周知的電加熱源。傳統(tǒng)上,蓄熱型加熱器按照下述原理工作:可以在一天的特定時(shí)段期間向加熱器提供能量,并且所供應(yīng)的能量可以在不同的時(shí)間段期間從加熱器釋放。圖1示出了蓄熱型加熱器100的示例。如圖1的示例所示,蓄熱型加熱器100包括形式為磚或其他材料如陶瓷的可加熱材料120,可加熱材料120位于蓄熱型加熱器100的殼體100內(nèi)。然后使用電氣元件110對(duì)可加熱材料120進(jìn)行加熱,以增加可加熱材料的溫度。然后,通過熱輻射和對(duì)流兩種方式的過程連續(xù)釋放所儲(chǔ)蓄的熱量??梢酝ㄟ^使用風(fēng)門和/或與機(jī)械風(fēng)扇相結(jié)合來增加熱傳遞的速度。蓄熱型加熱器100被設(shè)計(jì)成釋放熱量,并且通常具有不超過20%的保溫性。應(yīng)當(dāng)理解,工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將蓄熱型加熱器定義為具有這樣的保溫率。
傳統(tǒng)上,蓄熱型加熱器的使用在電網(wǎng)運(yùn)營商提供雙電價(jià)電表的區(qū)域中是普遍的。這使得蓄熱型加熱器的加熱能夠在低成本電力期間起作用——例如在夜間當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的總負(fù)荷小于峰值時(shí)間時(shí)。在這種非高峰期期間,蓄熱型加熱器的加熱必須足以使加熱器能夠在加熱之間的間隔期間向其所在的區(qū)域提供連續(xù)加熱。通常這些間隔可以長達(dá)12小時(shí)。在通常的已知運(yùn)行模式中,從蓄熱型加熱器輸出的熱量采用如圖2所示的曲線,該曲線與用戶對(duì)熱的需求并不匹配。由于在連續(xù)過程中從蓄熱型加熱器輸出熱量,所以蓄熱型加熱器具有一個(gè)峰值輸出——如圖2的示例所示,在大約早上09:00發(fā)生。之后,蓄熱型加熱器提供熱量的能力降低,其結(jié)果是當(dāng)用戶在一天中稍后的時(shí)間里需要額外的熱量時(shí),加熱器不一定具有提供這些熱量的能力。
為了補(bǔ)償這種差異,許多加熱器制造商提供了用于在其加熱器中儲(chǔ)蓄熱量的附加能力。以這種方式,蓄熱型加熱器的電勢(shì)輸出被設(shè)計(jì)為大于實(shí)際所需。這通常通過將蓄熱材料加熱至700℃量級(jí)的溫度來實(shí)現(xiàn)。雖然這使得能夠在晚上稍后的時(shí)間里具有額外的加熱能力,但是這并未改變輸出曲線,其結(jié)果是在一天的早期部分也提供額外的熱量。這可能導(dǎo)致提供過多的熱量。這可導(dǎo)致房間被過度加熱以及熱量的浪費(fèi)。
應(yīng)當(dāng)理解,在常規(guī)蓄熱型加熱器的能量輸入與熱量輸出之間存在直接關(guān)系,這意味著用戶對(duì)熱量輸出的控制非常有限,通常不超過總熱量輸出的15%。這使得加熱器相對(duì)地不響應(yīng)于變化的天氣狀況和用戶所需。
這些問題中的許多在GB2384300中討論過,在GB2384300中,本發(fā)明人是署名的發(fā)明人。該專利描述了傳統(tǒng)蓄熱型加熱器的運(yùn)行可以如何由輔助熱源進(jìn)行補(bǔ)充,輔助熱源例如可以用于補(bǔ)充主熱源——蓄熱材料——的輸出的輻射元件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本教示提供了一種基于使用歷史數(shù)據(jù)的自適應(yīng)控制算法來確定蓄熱型加熱器所需的計(jì)費(fèi)時(shí)間的方法。因此,本申請(qǐng)的第一實(shí)施方式提供了如權(quán)利要求1中詳述的方法。在從屬權(quán)利要求中提供了有利的實(shí)施方式。
附圖說明
現(xiàn)在將參照附圖來描述本申請(qǐng),在附圖中:
圖1示出了蓄熱型加熱器的示例;
圖2是蓄熱型加熱器的室內(nèi)溫度對(duì)時(shí)間的曲線圖;
圖3是示出了根據(jù)本教示的實(shí)施方式的計(jì)費(fèi)控制算法的示例的流程圖;
圖4是用于獲得加熱需求的查找表;
圖5是用于計(jì)算季節(jié)帶的查找表;
圖6是用于計(jì)算季節(jié)帶調(diào)節(jié)的查找表;
圖7是用于計(jì)算實(shí)際持續(xù)損耗的查找表;
圖8是示出了核心傳感器溫度、磚溫度與剩余能量之間的關(guān)系的查找表;
圖9是示出了核心傳感器溫度與磚溫度之間的關(guān)系的曲線圖;以及
圖10示出了計(jì)算運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)的示例。
具體實(shí)施方式
本教示提供了一種用于根據(jù)與蓄熱型加熱器所位于的房間或內(nèi)部空間的能量需要相關(guān)的某些參數(shù)來自適應(yīng)地控制蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi)時(shí)間的方法。
蓄熱型加熱器通常具有兩種控制:用于控制儲(chǔ)蓄的熱的總量的計(jì)費(fèi)控制(通常稱為“輸入”),以及用于控制釋放熱量的速率的通風(fēng)控制(通常稱為“輸出”)。這些控制可以由用戶控制,或者當(dāng)用戶在恒溫器上選擇目標(biāo)室內(nèi)溫度時(shí)可以自動(dòng)運(yùn)行。上述這種蓄熱型加熱器可以配備有用于顯示蓄熱型加熱器的各種特性(如輸入和輸出設(shè)置)的顯示面板。
根據(jù)本教示,提供了一種控制器,該控制器被配置成動(dòng)態(tài)地修改蓄熱型加熱器的熱量吸收和輸出??刂破骺梢员O(jiān)測(cè)下述中的一個(gè)或更多個(gè)以確定加熱器的未來供電需要:歷史數(shù)據(jù)、房間的熱損耗率、房間的熱特性和設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行使用。這提供了動(dòng)態(tài)核心溫度裝置來提供最佳的能量儲(chǔ)蓄,并且使最大運(yùn)行核心溫度最小化。這使得在非加熱期間的靜態(tài)損耗和總能量消耗最小化。
在一種配置中,控制器被配置成使得用戶能夠?yàn)槭褂迷O(shè)備的房間在規(guī)定時(shí)間內(nèi)選擇期望的溫度。設(shè)備將基于這些選定的參數(shù)來提供輸出。通過監(jiān)視設(shè)備如何處理實(shí)際使用,設(shè)備可以動(dòng)態(tài)地修改其供電需要以確保這種使用模式便利。
本教示涉及蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi)控制。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,可以根據(jù)諸如外部溫度、加熱器的持續(xù)損耗以及在一天中的某個(gè)時(shí)間處在蓄熱型加熱器中余留的剩余能量的因素來自適應(yīng)地控制蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi)。因此,在一般術(shù)語中,自適應(yīng)控制將被理解為以下原理中的一個(gè)或更多個(gè)可以用于計(jì)算加熱器的適當(dāng)?shù)挠?jì)費(fèi)控制方案:
●基于實(shí)際加熱器性能進(jìn)行自適應(yīng);
●基于風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行自適應(yīng);
●基于升壓元件使用進(jìn)行自適應(yīng);
●基于加熱需要進(jìn)行自適應(yīng);·
●非高峰供應(yīng)分布圖(profile);
●剩余能量。
應(yīng)當(dāng)理解,任何一個(gè)自適應(yīng)方案的細(xì)節(jié)可以變化,并且為了便于理解,現(xiàn)在將參照基于實(shí)際加熱器的自適應(yīng)來描述示例性方法。
在這樣的實(shí)施方式中,根據(jù)本教示的用于自適應(yīng)地控制房間或空間中的蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi)時(shí)間的方法被描述如下。形式為計(jì)費(fèi)控制算法的方法可以每天在預(yù)定時(shí)間運(yùn)行,以計(jì)算下一天的加熱需求。例如,該方法可以在夜間例如在00:00執(zhí)行。執(zhí)行該方法的時(shí)間使得能夠在下一天之前并且根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)蓄熱型加熱器進(jìn)行計(jì)費(fèi)。
該方法包括至少下述步驟:確定加熱器的儲(chǔ)蓄能量需要;確定加熱器的背景熱需要;基于儲(chǔ)蓄能量需要和背景熱需要來確定每日能量需要(DER);以及在預(yù)定時(shí)間處確定每日運(yùn)行時(shí)間(DRT),以基于每日能量需要(DER)來計(jì)算隨后時(shí)間段的計(jì)費(fèi)時(shí)間。在本教示的上下文中將理解的是,每日運(yùn)行時(shí)間(DRT)是指蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi)時(shí)間。這些步驟期望在每個(gè)加熱周期之前被執(zhí)行。
圖3是示出了根據(jù)本教示的實(shí)施方式的計(jì)費(fèi)控制方法300的示例的流程圖。
參照?qǐng)D3,根據(jù)本教示的方法300包括:讀取用于加熱器的編程的加熱小時(shí)數(shù)(步驟310)。這些通常是用戶可以經(jīng)由設(shè)置在蓄熱型加熱器上的用戶接口來配置的。該加熱小時(shí)數(shù)將影響加熱器用于下一個(gè)加熱時(shí)間段所需的加熱能力。除了該參數(shù)之外,該方法還接收室內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)作為輸入(步驟320),室內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)也可以是用戶可以經(jīng)由用戶界面來配置的?;谝荒曛械臅r(shí)間,該方法還提供對(duì)季節(jié)帶和偏移量的計(jì)算(步驟330)。該參數(shù)的使用是基于對(duì)不同季節(jié)具有不同加熱需求的理解,并且這可能與加熱器的性能要求有關(guān)系。前面列出的參數(shù)涉及用于未來加熱時(shí)間段的預(yù)期加熱需要。
除了使用對(duì)預(yù)期加熱需要的預(yù)測(cè)之外,根據(jù)本教示提供的方法還利用歷史數(shù)據(jù)。在一個(gè)方面中,這采用反映在該時(shí)間點(diǎn)處加熱器的實(shí)際狀況的多個(gè)參數(shù)。這可以包括下述中的一個(gè)或更多個(gè):計(jì)算儲(chǔ)蓄能量需要(步驟340);計(jì)算實(shí)際持續(xù)損耗(Kw)(步驟350)。
使用這些預(yù)測(cè)和實(shí)際條件,該方法然后可以執(zhí)行多個(gè)計(jì)算,包括:計(jì)算背景熱需要(kWh)(步驟360);計(jì)算每日能量需求(DER)(kWh)(步驟370);在前一天結(jié)束時(shí)計(jì)算剩余能量(kWh)(步驟380);以及計(jì)算每日運(yùn)行時(shí)間(DRT)小時(shí)參數(shù)(步驟390)。該DRT小時(shí)參數(shù)可以根據(jù)如下關(guān)系來計(jì)算:(每日能量需要(kWh)-剩余能量(kWh))/加熱器的額定輸入功率(kw)+用于自適應(yīng)偏移舒適度的運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)+在UI上設(shè)置的附加的額外計(jì)費(fèi)運(yùn)行時(shí)間。
儲(chǔ)蓄能量需求是編程的加熱小時(shí)數(shù)和每小時(shí)的加熱需求的函數(shù)。因此,可以通過將編程的加熱小時(shí)數(shù)乘以加熱需求來計(jì)算儲(chǔ)蓄能量需要??梢栽谛顭嵝图訜崞鞯挠脩艚缑嫔显O(shè)置編程的加熱小時(shí)數(shù)。編程的加熱小時(shí)數(shù)可以基于用戶想要在蓄熱型加熱器所處的室內(nèi)或空間中花費(fèi)的時(shí)間量。如上面所提及的,還讀取用戶在用戶界面上設(shè)置的室內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)。室內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)通常在17℃與25℃之間。可以從基于蓄熱型加熱器的型號(hào)參考、季節(jié)帶、外部溫度和室內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)的查找表獲得每小時(shí)的加熱需求。圖4中示出了這樣的查找表的示例。每種加熱器型號(hào)可以具有不同的查找表。加熱器蓄熱型加熱器的型號(hào)參考可以從多種型號(hào)的蓄熱型加熱器中選擇,并且根據(jù)安裝在室內(nèi)或空間中的蓄熱型加熱器的型號(hào)來選擇。
季節(jié)帶可以按如下來計(jì)算。查找表可以用于計(jì)算季節(jié)帶和季節(jié)帶偏移。參照?qǐng)D5,季節(jié)帶可以被設(shè)置成從冬季月份到夏季月份不等的1和7之間的值??梢愿鶕?jù)室內(nèi)或空間中的每小時(shí)室溫最大變化速率來設(shè)置季節(jié)帶??梢栽谝惶熘械膬蓚€(gè)或更多個(gè)小時(shí)的時(shí)間段內(nèi)測(cè)量每小時(shí)室溫變化速率。計(jì)算季節(jié)帶未考慮蓄熱型加熱器風(fēng)扇正在運(yùn)轉(zhuǎn)或核心正在計(jì)費(fèi)期間的室內(nèi)溫度的變化率。在一天的預(yù)定時(shí)刻例如00:00處,從所收集的數(shù)據(jù)中選擇室內(nèi)溫度的最大變化率。例如,每小時(shí)室內(nèi)溫度最大變化速率在0與0.1之間可以對(duì)應(yīng)于指示五月、六月、七月或八月的季節(jié)帶7。也就是說,在這些夏季月份中,在蓄熱型加熱器不活動(dòng)的時(shí)間段中,室內(nèi)溫度將存在相對(duì)小的變化。每小時(shí)室內(nèi)溫度最大變化速率為-1.5可以對(duì)應(yīng)于指示二月的季節(jié)帶1。
可以在實(shí)現(xiàn)算法的預(yù)定時(shí)刻例如午夜或00:00處基于設(shè)定點(diǎn)與實(shí)際室內(nèi)溫度之間的差來調(diào)節(jié)季節(jié)帶。這被稱為季節(jié)帶偏移。該差通常是設(shè)定點(diǎn)減去實(shí)際室內(nèi)溫度。可以使用蓄熱型加熱器所在的室內(nèi)或空間中的溫度傳感器來測(cè)量實(shí)際室內(nèi)溫度。季節(jié)帶調(diào)節(jié)可能在一天的預(yù)定時(shí)刻處例如在00:00處受到影響。季節(jié)帶的這種調(diào)節(jié)構(gòu)成季節(jié)帶偏移。
將理解的是,在沒有足夠的信息以使得能夠計(jì)算季節(jié)帶調(diào)節(jié)的情況下,控制器可以被配置成使用系統(tǒng)內(nèi)可用的實(shí)際日期值并且計(jì)算針對(duì)該日期的適當(dāng)季節(jié)帶。
圖6示出了用于計(jì)算季節(jié)帶偏移或調(diào)節(jié)的查找表的示例。取決于設(shè)定點(diǎn)與實(shí)際室內(nèi)溫度之間的差,可以在-3與2之間調(diào)節(jié)季節(jié)帶。例如,如果設(shè)定點(diǎn)與實(shí)際室內(nèi)溫度之間的差大于或等于3,則季節(jié)帶調(diào)節(jié)可以是-3。然而,如果設(shè)定點(diǎn)與實(shí)際室內(nèi)溫度之間的差僅為1,則季節(jié)帶調(diào)節(jié)可以是0。然而,最小季節(jié)帶可以被限制成1,而最大季節(jié)帶可以被限制成7。也就是說,當(dāng)考慮到進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),季節(jié)帶的下限為1,而季節(jié)帶的上限為7。例如,如果基于每小時(shí)室內(nèi)溫度最大變化速率來確定季節(jié)帶為2并且在給出季節(jié)帶調(diào)節(jié)為-3的情況下設(shè)定點(diǎn)與實(shí)際室內(nèi)溫度之間的差被測(cè)量為3,則季節(jié)帶將被調(diào)節(jié)成最小值1。
背景熱需要是一天中除了編程的加熱小時(shí)數(shù)之外的剩余時(shí)間和蓄熱型加熱器的實(shí)際持續(xù)損耗的函數(shù)。實(shí)際的持續(xù)損耗是指在蓄熱型加熱器不活動(dòng)的情況下向環(huán)境的熱量損耗。例如,持續(xù)損耗可能發(fā)生在蓄熱型加熱器的風(fēng)扇不活動(dòng)的時(shí)間段期間。實(shí)際的持續(xù)損耗是季節(jié)帶的函數(shù)。圖7示出了用于計(jì)算實(shí)際的持續(xù)損耗的查找表的示例。參照?qǐng)D7,實(shí)際的持續(xù)損耗取決于加熱器型號(hào)和季節(jié)帶。可以使用以下等式來計(jì)算背景熱需要:
背景熱需要(kWh)=(24-編程的加熱小時(shí)數(shù))×加熱器的實(shí)際持續(xù)損耗(W)
每日能量需要(DER)是儲(chǔ)蓄能量需要和背景熱需要二者的函數(shù)??梢允褂靡韵碌仁絹碛?jì)算DER。
每日能量需要(DER)(kWh)=儲(chǔ)蓄能量需要(Wh)+背景熱需要(Wh)
每日運(yùn)行時(shí)間(DRT)是每日能量需要(DER)的函數(shù)。DRT是指基于自適應(yīng)控制蓄熱型加熱器需要被計(jì)費(fèi)的小時(shí)數(shù)。根據(jù)以下公式來計(jì)算DRT小時(shí):
每日運(yùn)行時(shí)間(DRT)小時(shí)=(每日能量需要(kWh)-剩余能量(kWh))/加熱器的額定輸入功率(kw)+用于自適應(yīng)偏移舒適度的運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)+附加的額外計(jì)費(fèi)
可以在前一天結(jié)束時(shí)例如在執(zhí)行算法的預(yù)定時(shí)刻處計(jì)算剩余能量。剩余能量是蓄熱型加熱器的核心溫度的函數(shù)。圖8是示出了核心傳感器溫度、磚溫度和剩余能量之間的關(guān)系的查找表。圖9是示出了核心傳感器溫度與磚溫度之間的關(guān)系的曲線圖。與蓄熱型加熱器的核心相關(guān)聯(lián)的傳感器可以指示具有磚或其他材料(例如位于蓄熱型加熱器的殼體內(nèi)的陶瓷)的形式的可加熱材料的溫度。核心溫度可以在如上面所提及的00:00處讀取。剩余能量是可加熱材料的溫度的函數(shù)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的,剩余能量還可以是可加熱材料(例如磚)的質(zhì)量和可加熱材料的比熱容的函數(shù)。每種加熱器類型可以在可加熱材料的質(zhì)量方面具有不同的加熱器尺寸。
每種加熱器類型可以具有以Kw為單位的特定輸入功率額定值,例如其范圍在1.56KW和3.3KW之間。用于自適應(yīng)偏移舒適度的運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)是指可以納入到每日運(yùn)行時(shí)間(DRT)中的附加計(jì)費(fèi)時(shí)間。運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)可以基于前一天的歷史來計(jì)算,并且在下次運(yùn)行時(shí)間計(jì)算期間被添加至DRT。用于自適應(yīng)偏移舒適度的運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)可以按如下并且如圖10所示的那樣來計(jì)算。在晚間舒適時(shí)段(例如在17:00至00:00之間)期間,可以針對(duì)每小時(shí)來計(jì)算測(cè)量到的室內(nèi)溫度(來自傳感器)與設(shè)定點(diǎn)(減去控制死區(qū))之間的差??梢栽诩訜崞髦械腅EPROM中調(diào)節(jié)控制死區(qū)。在實(shí)施方式中,控制死區(qū)可以是0.2℃。僅當(dāng)測(cè)量值小于設(shè)定點(diǎn)(減去控制死區(qū))時(shí)才測(cè)量該差。將每小時(shí)的差累加以獲得小時(shí)虧損攝氏度(HrC)。對(duì)于每個(gè)HrC虧損而言,可以添加計(jì)費(fèi)時(shí)間。計(jì)費(fèi)時(shí)間可以是例如每小時(shí)15分鐘。例如,如果HrC虧損是2.1HrC,則運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)可以是2.1×0.25=0.525小時(shí)。因此,對(duì)于下一個(gè)DRT計(jì)算,將DRT加上0.525小時(shí)。在實(shí)施方式中,計(jì)費(fèi)時(shí)間可以在加熱器中的EEPROM中可編程。
圖10中示出了計(jì)算運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)的示例。參照?qǐng)D10,在時(shí)段17:00至00:00期間,室內(nèi)溫度虧損達(dá)2小時(shí)(22:00至23:00以及23:00至00:00)。在時(shí)段22:00至23:00,平均虧損為(20.8-19.8)*1/2=0.5HrC。在時(shí)段22:00至23:00,平均虧損為(20.8-18.8)*1/2=1HrC。因此,總虧損為1.5HrC。為了獲得運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié),將總虧損乘以每HrC的計(jì)費(fèi)時(shí)間。也就是說,1.5HrC×0.25。因此,運(yùn)行計(jì)時(shí)器調(diào)節(jié)為0.38小時(shí)或22.5分鐘。
在另一實(shí)施方式中,DRT可以由在蓄熱型加熱器的用戶界面上設(shè)置的附加額外的計(jì)費(fèi)運(yùn)行時(shí)間來補(bǔ)充。因此,總DRT可以按如下計(jì)算:
每日運(yùn)行時(shí)間(DRT)小時(shí)=(每日能量需要(Kwh)-剩余能量(Kwh))/加熱器的額定輸入功率(Kw)+用于自適應(yīng)偏移舒適度的運(yùn)行時(shí)間調(diào)節(jié)+附加的額外計(jì)費(fèi)
本教示提供了一種用于在隨后的時(shí)間段內(nèi)自適應(yīng)地控制蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi)時(shí)間的方法。采用計(jì)費(fèi)時(shí)間算法的方法可以在每24小時(shí)的預(yù)定時(shí)刻處運(yùn)行。通過根據(jù)最新確定的歷史數(shù)據(jù)(例如季節(jié)帶、加熱需求、設(shè)定點(diǎn)、編程的小時(shí)數(shù)、加熱器的持續(xù)損耗、加熱器中的剩余能量和其他因素)來控制蓄熱型加熱器的計(jì)費(fèi),可以計(jì)算更準(zhǔn)確的計(jì)費(fèi)時(shí)間,以滿足下一天的加熱需要。將要理解的是,當(dāng)計(jì)算計(jì)費(fèi)時(shí)間時(shí),計(jì)費(fèi)通常從關(guān)閉時(shí)間段的開始應(yīng)用,這通常被稱為前計(jì)費(fèi)。替代地,可以實(shí)現(xiàn)后計(jì)費(fèi)處理,由此延遲開始時(shí)間,以確保計(jì)算的計(jì)費(fèi)時(shí)間在可用計(jì)費(fèi)時(shí)間段的最后一小時(shí)內(nèi)結(jié)束。
在參照典型地在夜間的單個(gè)計(jì)費(fèi)時(shí)間段已經(jīng)討論了計(jì)費(fèi)的情況下,將理解的是,根據(jù)本教示的系統(tǒng)和方法可以提供分開的計(jì)費(fèi)時(shí)間段:例如,夜間時(shí)間段加上下午時(shí)間段和傍晚時(shí)間段。系統(tǒng)還可以適于允許例如由供電公司取決于其每日負(fù)載需求(例如風(fēng)力預(yù)報(bào)、負(fù)載預(yù)報(bào))來確定的動(dòng)態(tài)計(jì)費(fèi)時(shí)間段。
盡管參照基于實(shí)際的加熱器性能的自適應(yīng)控制描述了上述示例性實(shí)現(xiàn)方式,但將理解的是,動(dòng)態(tài)控制中所使用的參數(shù)使用來自超出硬件細(xì)節(jié)的因素的輸入。任何一個(gè)加熱器的每日能量需要可以基于以下中的一個(gè)或更多個(gè),其通常在由控制器訪問和處理的一個(gè)或更多個(gè)模塊中被實(shí)現(xiàn):
基于風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行自適應(yīng)
在加熱器包括風(fēng)扇的情況下,每日能量需要可以從許多輸入中得到,許多輸入中包括編程的加熱小時(shí)數(shù)。這些是當(dāng)需要選擇的舒適溫度時(shí)由用戶限定的時(shí)間段。將理解的是,正常操作將通常需要使用風(fēng)扇來實(shí)現(xiàn)該舒適溫度。風(fēng)扇運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間將影響加熱器的熱輸出:增加時(shí)間將會(huì)提供來自加熱器的熱輸出中對(duì)應(yīng)增加。然而,在較溫和的條件下可能的是,來自加熱器的殼體的熱量足以在一天的部分中實(shí)現(xiàn)舒適條件,并且風(fēng)扇不運(yùn)行那么多。因此,重要的是,將信息發(fā)送回到控制器,該信息指示在前一天期間存在多少風(fēng)扇操作,從而給出在下一天風(fēng)扇將運(yùn)行多少的預(yù)測(cè)。如果控制器獲悉風(fēng)扇操作顯著地減少,則控制器向下自適應(yīng)所需要的計(jì)算的能量。
基于升壓元件使用進(jìn)行自適應(yīng)
許多加熱器包含升壓元件以使得用戶能夠通過激活升壓元件暫時(shí)地增大加熱器的熱輸出。控制器可以被配置成在2天至3天的時(shí)間段內(nèi)監(jiān)測(cè)升壓元件的使用,并且如果存在升壓元件的重復(fù)廣泛使用,則將自適應(yīng)每日能量需要以增加儲(chǔ)蓄的能量,從而減少對(duì)升壓元件加熱的需要??赡艽嬖谛枰\(yùn)行升壓元件的許多原因,例如,不正確地設(shè)置加熱需求或者不正確地設(shè)置用于室內(nèi)的加熱器尺寸。不管何種原因,過度使用升壓元件將會(huì)對(duì)運(yùn)行成本具有不利影響。因此,控制器向上調(diào)節(jié)計(jì)算的能量需求,以從非高峰率儲(chǔ)蓄的能量提供更多的加熱。
基于加熱需要進(jìn)行自適應(yīng)
蓄熱型加熱器通常設(shè)置有使得用戶控制加熱時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間和數(shù)量的設(shè)施,在該加熱時(shí)間段內(nèi),加熱器將在任何一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中是活動(dòng)的。例如,如果用戶被提供有設(shè)施以激活4個(gè)加熱周期,則用戶將經(jīng)由用戶界面來設(shè)置加熱周期,從而每天選擇多達(dá)4個(gè)加熱周期。取決于這些加熱周期何時(shí)發(fā)生,能量需要可以非常不同。例如,在一天中均勻分布的加熱周期將與根據(jù)主要在夜間的長加熱周期儲(chǔ)蓄的所需能量不同。根據(jù)本教示的控制器可以在不同的加熱分布圖之間進(jìn)行區(qū)分,并且相應(yīng)地自適應(yīng)計(jì)算的能量需要。
非高峰供應(yīng)分布圖
蓄熱型加熱器通常根據(jù)在被稱為“非高峰”時(shí)間段期間對(duì)加熱器計(jì)費(fèi)的原理進(jìn)行操作。這通常在夜間,此時(shí)電力網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)載處于其最低點(diǎn),并且用戶被鼓勵(lì)通過不同的資費(fèi)制度來使用該時(shí)間段。盡管最常見的非高峰供應(yīng)分布圖是在夜間期間的連續(xù)七個(gè)小時(shí)的時(shí)間段,但網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以提供或遇到其他分布圖。這些分布圖主要包括具有一天期間的一個(gè)或更多個(gè)附加時(shí)間段的較短的夜間時(shí)間段。這些“分開”的分布圖可以有利于用戶和能量供應(yīng)商二者,但是僅在加熱器可以有效地利用這些分離的分布圖的情況下。根據(jù)本教示,控制器可以被配置成感測(cè)加熱器的計(jì)費(fèi),并且將計(jì)費(fèi)與特定時(shí)間相關(guān)聯(lián)。以這種方式,控制器具有“學(xué)習(xí)”非高峰供應(yīng)分布圖并且自適應(yīng)能量需要以適應(yīng)分布圖的能力。
剩余能量
為了優(yōu)化任何加熱器的加熱,本教示提供了一種其中控制器在每天結(jié)束時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)蓄的能量的水平的布置。該能量被稱為剩余能量??刂破鲗⒆赃m應(yīng)計(jì)算的能量需要以將剩余能量保持在最佳范圍內(nèi)。
外部溫度分布圖
在某些配置中,根據(jù)本教示提供的控制器可以使用實(shí)際的天氣狀況來優(yōu)化加熱器的加熱方案。例如,當(dāng)以通信模式被提供并且鏈接至廣域網(wǎng)或其他外部傳感器時(shí),控制器可以接收實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)并且使用實(shí)時(shí)天氣數(shù)據(jù)來計(jì)算季節(jié)帶。
因此,將理解的是,根據(jù)本教示的控制器可以使用一組或更多組參數(shù)來動(dòng)態(tài)地修改蓄熱型加熱器的加熱方案。在參照任何一個(gè)模塊進(jìn)行描述的情況下將理解的是,一個(gè)模塊的各方面和元件可以與另一模塊的各方面和元件組合使用或替代其使用。
在本說明書中被使用時(shí),詞語包括/包含用于指定闡述的特征、整體、步驟或部件的存在,但不排除一個(gè)或更多個(gè)其他特征、整體、步驟、部件或其組合的存在或添加。