用于自适应地控制蓄热型加热器的计费时间的系统和方法技术方案

提供了一种用于自适应地控制蓄热型加热器的计费时间的方法，该方法包括：确定加热器的储蓄能量需要；确定加热器的背景热需要；基于储蓄能量需要和背景热需要来确定每日能量需要(DER)；以及在预定时间处确定每日运行时间(DRT)，以基于每日能量需要(DER)来计算用于随后时间段的计费时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及蓄热型加热器，并且具体地涉及确定蓄热型加热器的计费需要。
技术介绍
蓄热型加热器是众所周知的电加热源。传统上，蓄热型加热器按照下述原理工作：可以在一天的特定时段期间向加热器提供能量，并且所供应的能量可以在不同的时间段期间从加热器释放。图1示出了蓄热型加热器100的示例。如图1的示例所示，蓄热型加热器100包括形式为砖或其他材料如陶瓷的可加热材料120，可加热材料120位于蓄热型加热器100的壳体100内。然后使用电气元件110对可加热材料120进行加热，以增加可加热材料的温度。然后，通过热辐射和对流两种方式的过程连续释放所储蓄的热量。可以通过使用风门和/或与机械风扇相结合来增加热传递的速度。蓄热型加热器100被设计成释放热量，并且通常具有不超过20％的保温性。应当理解，工业标准将蓄热型加热器定义为具有这样的保温率。传统上，蓄热型加热器的使用在电网运营商提供双电价电表的区域中是普遍的。这使得蓄热型加热器的加热能够在低成本电力期间起作用——例如在夜间当网络上的总负荷小于峰值时间时。在这种非高峰期期间，蓄热型加热器的加热必须足以使加热器能够在加热之间的间隔期间向其所在的区域提供连续加热。通常这些间隔可以长达12小时。在通常的已知运行模式中，从蓄热型加热器输出的热量采用如图2所示的曲线，该曲线与用户对热的需求并不匹配。由于在连续过程中从蓄热型加热器输出热量，所以蓄热型加热器具有一个峰值输出——如图2的示例所示，在大约早上09:00发生。之后，蓄热型加热器提供热量的能力降低，其结果是当用户在一天中稍后的时间里需要额外的热量时，加热器不一定具有提供这些热量的能力。为了补偿这种差异，许多加热器制造商提供了用于在其加热器中储蓄热量的附加能力。以这种方式，蓄热型加热器的电势输出被设计为大于实际所需。这通常通过将蓄热材料加热至700℃量级的温度来实现。虽然这使得能够在晚上稍后的时间里具有额外的加热能力，但是这并未改变输出曲线，其结果是在一天的早期部分也提供额外的热量。这可能导致提供过多的热量。这可导致房间被过度加热以及热量的浪费。应当理解，在常规蓄热型加热器的能量输入与热量输出之间存在直接关系，这意味着用户对热量输出的控制非常有限，通常不超过总热量输出的15％。这使得加热器相对地不响应于变化的天气状况和用户所需。这些问题中的许多在GB2384300中讨论过，在GB2384300中，本专利技术人是署名的专利技术人。该专利描述了传统蓄热型加热器的运行可以如何由辅助热源进行补充，辅助热源例如可以用于补充主热源——蓄热材料——的输出的辐射元件。
技术实现思路
本教示提供了一种基于使用历史数据的自适应控制算法来确定蓄热型加热器所需的计费时间的方法。因此，本申请的第一实施方式提供了如权利要求1中详述的方法。在从属权利要求中提供了有利的实施方式。附图说明现在将参照附图来描述本申请，在附图中：图1示出了蓄热型加热器的示例；图2是蓄热型加热器的室内温度对时间的曲线图；图3是示出了根据本教示的实施方式的计费控制算法的示例的流程图；图4是用于获得加热需求的查找表；图5是用于计算季节带的查找表；图6是用于计算季节带调节的查找表；图7是用于计算实际持续损耗的查找表；图8是示出了核心传感器温度、砖温度与剩余能量之间的关系的查找表；图9是示出了核心传感器温度与砖温度之间的关系的曲线图；以及图10示出了计算运行时间调节的示例。具体实施方式本教示提供了一种用于根据与蓄热型加热器所位于的房间或内部空间的能量需要相关的某些参数来自适应地控制蓄热型加热器的计费时间的方法。蓄热型加热器通常具有两种控制：用于控制储蓄的热的总量的计费控制(通常称为“输入”)，以及用于控制释放热量的速率的通风控制(通常称为“输出”)。这些控制可以由用户控制，或者当用户在恒温器上选择目标室内温度时可以自动运行。上述这种蓄热型加热器可以配备有用于显示蓄热型加热器的各种特性(如输入和输出设置)的显示面板。根据本教示，提供了一种控制器，该控制器被配置成动态地修改蓄热型加热器的热量吸收和输出。控制器可以监测下述中的一个或更多个以确定加热器的未来供电需要：历史数据、房间的热损耗率、房间的热特性和设备的实际运行使用。这提供了动态核心温度装置来提供最佳的能量储蓄，并且使最大运行核心温度最小化。这使得在非加热期间的静态损耗和总能量消耗最小化。在一种配置中，控制器被配置成使得用户能够为使用设备的房间在规定时间内选择期望的温度。设备将基于这些选定的参数来提供输出。通过监视设备如何处理实际使用，设备可以动态地修改其供电需要以确保这种使用模式便利。本教示涉及蓄热型加热器的计费控制。本专利技术人已经认识到，可以根据诸如外部温度、加热器的持续损耗以及在一天中的某个时间处在蓄热型加热器中余留的剩余能量的因素来自适应地控制蓄热型加热器的计费。因此，在一般术语中，自适应控制将被理解为以下原理中的一个或更多个可以用于计算加热器的适当的计费控制方案：●基于实际加热器性能进行自适应；●基于风扇运行时间进行自适应；●基于升压元件使用进行自适应；●基于加热需要进行自适应；·●非高峰供应分布图(profile)；●剩余能量。应当理解，任何一个自适应方案的细节可以变化，并且为了便于理解，现在将参照基于实际加热器的自适应来描述示例性方法。在这样的实施方式中，根据本教示的用于自适应地控制房间或空间中的蓄热型加热器的计费时间的方法被描述如下。形式为计费控制算法的方法可以每天在预定时间运行，以计算下一天的加热需求。例如，该方法可以在夜间例如在00:00执行。执行该方法的时间使得能够在下一天之前并且根据历史数据对蓄热型加热器进行计费。该方法包括至少下述步骤：确定加热器的储蓄能量需要；确定加热器的背景热需要；基于储蓄能量需要和背景热需要来确定每日能量需要(DER)；以及在预定时间处确定每日运行时间(DRT)，以基于每日能量需要(DER)来计算随后时间段的计费时间。在本教示的上下文中将理解的是，每日运行时间(DRT)是指蓄热型加热器的计费时间。这些步骤期望在每个加热周期之前被执行。图3是示出了根据本教示的实施方式的计费控制方法300的示例的流程图。参照图3，根据本教示的方法300包括：读取用于加热器的编程的加热小时数(步骤310)。这些通常是用户可以经由设置在蓄热型加热器上的用户接口来配置的。该加热小时数将影响加热器用于下一个加热时间段所需的加热能力。除了该参数之外，该方法还接收室内温度设定点作为输入(步骤320)，室内温度设定点也可以是用户可以经由用户界面来配置的。基于一年中的时间，该方法还提供对季节带和偏移量的计算(步骤330)。该参数的使用是基于对不同季节具有不同加热需求的理解，并且这可能与加热器的性能要求有关系。前面列出的参数涉及用于未来加热时间段的预期加热需要。除了使用对预期加热需要的预测之外，根据本教示提供的方法还利用历史数据。在一个方面中，这采用反映在该时间点处加热器的实际状况的多个参数。这可以包括下述中的一个或更多个：计算储蓄能量需要(步骤340)；计算实际持续损耗(Kw)(步骤350)。使用这些预测和实际条件，该方法然后可以执行多个计算，包括：计算背景热需要(kWh)(步骤360)；计算每日能量需求(DER)(kWh本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应地控制蓄热型加热器的计费时间的方法，所述蓄热型加热器具有加热周期，在所述加热周期中，所述蓄热型加热器在来自所述蓄热型加热器的热分布之前被加热，所述方法包括：确定所述加热器的储蓄能量需要，所述储蓄能量需要是所述蓄热型加热器的编程的加热小时数和每小时预期加热需求的函数，并且包括将由用户编程的加热小时数乘以加热需求，所述加热需求根据季节带以及由用户设置的室内温度设定点来确定；确定所述加热器的背景热需要，所述背景热需要是一天中除了所述编程的加热小时之外的剩余时间和与所述蓄热型加热器相关联的持续损耗值的函数；基于所述储蓄能量需要和所述背景热需要来确定所述加热器的每日能量需要DER；以及在每个加热周期之前的预定时间处确定每日运行时间DRT，所述每日运行时间是基于所述每日能量需要DER用于所述蓄热型加热器的最小计费时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.27 GB 1409352.01.一种自适应地控制蓄热型加热器的计费时间的方法，所述蓄热型加热器具有加热周期，在所述加热周期中，所述蓄热型加热器在来自所述蓄热型加热器的热分布之前被加热，所述方法包括：确定所述加热器的储蓄能量需要，所述储蓄能量需要是所述蓄热型加热器的编程的加热小时数和每小时预期加热需求的函数，并且包括将由用户编程的加热小时数乘以加热需求，所述加热需求根据季节带以及由用户设置的室内温度设定点来确定；确定所述加热器的背景热需要，所述背景热需要是一天中除了所述编程的加热小时之外的剩余时间和与所述蓄热型加热器相关联的持续损耗值的函数；基于所述储蓄能量需要和所述背景热需要来确定所述加热器的每日能量需要DER；以及在每个加热周期之前的预定时间处确定每日运行时间DRT，所述每日运行时间是基于所述每日能量需要DER用于所述蓄热型加热器的最小计费时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述每日能量需要(DER)等于所述储蓄能量需要加上背景热需要。3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述背景热需要包括使用下述公式：背景热需要(kWh)＝(24-编程的加热小时数)×加热器的实际持续损耗(W)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所述蓄热型加热器的型号和季节带来确定所述实际持续损耗。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，使用下述公式来计算所述每日运行时间DRT：每日运行时间DRT小时＝(每日能量需要(Kwh)-剩余能量(Kwh))/加热器的额定输入功率(Kw)+用于适应性偏移舒适度的运行时间调节+在UI上设置的附加的额外计费运行时间。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在预定时间处使用所测量的室内温度与设定点温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰·麦克唐纳德，达米安·希尔兹，
申请(专利权)人：基础持股公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE