一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法及系统技术方案

本公开提供了一种独立式供热系统的自反馈调温方法及系统，包括根据供热标准及人员作息规律，将供热时段由预热阶段、升温阶段、调温阶段和保温阶段构成；根据输入参数细化表给出的参数，并适当加入对预测结果有影响的参数，建立每个耗热产热参数的数学模型，进而建立用于预测逐时需热量的数学模型。在调温阶段引入一套自反馈调温系统，用于调节逐时热负荷，从而快速控制逐时需热量来逼近实际需热量；同时，利用神经网络模型来进行逐时热负荷计算，使该系统可以很好的应对节假日，作息规律突变等情况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法及系统
本公开涉及建筑供暖及控制
，尤其涉及一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。目前我国的供暖系统在末端热用户处基本没有自动控制装置，造成冷热分配不均，有些用户在室内穿短袖、开窗户，而有些用户在室内穿棉衣等现象。这种情况不仅用户的舒适度、满意度较差，而且不利于用户的身体健康，也造成供暖能源的浪费；因此，热负荷预测的精确度直接影响着住户供暖季的舒适度，对供热需热量进行准确预测是非常必要的；多年来国内外在该领域的研究人员做了大量的研究工作，提出了多方面的观点和预测方案。其中，在国内的一些研究中，白雪亮等人分析研究了国内外城市综合体的功能和类型，通过调查研究分析居民室内的设备、灯具使用和人员活动等因素的变化规律，利用计算机对室内场景进行仿真模拟，并以此为基础建立模型，对热负荷进行预测；李琦等人认为室外温度对热负荷的影响比重较大，先是提出了一套改进的BRP神经网络的滚动预测模型，而后又提出了一套基于遗传算法的动态K均值聚类神经网络预测模型。后者以BP神经网络建立模型，先是分析了室外温度与日期的特点，并对他们数量化，然后进行需热量，得到未来一天的逐时热负荷，利用此方法预测较为准确；白珊等人对室外天气变化情况为主要依据进行深入研究，以此建立热负荷计算模型。该方法以大量的实际气象数据为基础，对热负荷进行线性拟合。该模型在保证满足工程应用的误差下，预测准确率较高；杨帆等人以国内某工业园区为研究对象，先通过现场调研，然后使用系数法和典型日负荷叠加法分别得到最大、最小和平均热负荷，最终确定热负荷变化规律。在国外的研究中，PederBacher等人在进行热负荷预测时，主要采用时间序列的方法来建立模型，并以独立的房间为研究对象进行研究的。但结果并不理想，不确定的天气情况及室内人员活动对需热量预测有很大影响，特别是太阳辐射；WillianJStevenson最早使用神经网络来建立需热量预测模型。考虑了时间变化及各种室外气象条件。综上所述，专利技术人发现，尽管在供热热负荷预测的研究上，国内外都取得了一定的成果，但专利技术人发现，现有技术中的各个系统都存在一些不足，需热量预测值与实际热负荷仍有较大误差；虽然计算时尽可能将各个影响因素考虑周全，但各个研究人员都是基于历史数据来进行热负荷的预测，但历史数据既无法替代年年变化的实际天气情况，更无法适用于不同地理位置的建筑。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提供了一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法及系统，所述方案通过一种逐时热负荷计算模型，充分考虑各种室外及室内的影响因素，并考虑了人员作息情况及工作日节假日之分，以此建立需热量预测的数学模型；通过本公开中的自反馈调温系统，在保证预测需热量与实际热负荷相接近的同时获取有效数据；并使用该建筑主体的实体数据进行神经网络的训练，以此得到稳定高效的需热量预测值。根据本公开实施例的第一个方面，提供了用于独立式供热系统的自反馈调温方法，包括：预先将目标建筑的供热过程划分为预热、升温、自反馈调节以及保温阶段；基于目标建筑所处环境构建建筑的逐时热负荷计算模型；利用所述逐时热负荷计算模型计算逐时需热量并输出；在自反馈调节阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述逐时热负荷计算模型的系数，并进行热量输出，直至完成目标建筑的每日供热。进一步的，所述逐时热负荷计算模型的构建充分考虑了各种室内及室外的影响因素，包括外墙温差传热耗热量、外窗温差传热耗热量、辐照度附加热负荷、灯具散热冷负荷、人体显热散热冷负荷、风力附加热负荷、冷风侵入附加热负荷、冷风渗透耗热量、邻间内墙温差传热耗热量、邻廊面温差传热耗热量、地面耗热量。进一步的，所述自反馈调温阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述逐时热负荷计算模型的系数，包括如下步骤：比较室内实际温度与设定温度的温差，若实际温度高于设定温度0.5℃，则调低热负荷计算模型的系数；若实际温度低于设定温度，则热负荷计算模型的系数保持不变。根据本公开实施例的第二个方面，提供了另一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法，利用了上述的一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法所输出的特定时刻的逐时需热量构建训练集，所述方法包括：预先将目标建筑的供热过程划分为预热、升温、自反馈调节以及保温阶段；并采用所述训练集对神经网络模型进行训练；利用预训练的神经网络模型输出的逐时需热量和调节系数的乘积，作为实际逐时需热量并输出；在自反馈调节阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述调节系数，并进行热量输出，直至完成目标建筑的每日供热；其中，所述训练集利用所述神经网络模型的逐时输出结果进行扩充，并在特定时刻，利用扩充后的训练集对所述神经网络模型进行再训练。进一步的，所述逐时热负荷计算模型的构建充分考虑了各种室内及室外的影响因素，包括外墙温差传热耗热量、外窗温差传热耗热量、辐照度附加热负荷、灯具散热冷负荷、人体显热散热冷负荷、风力附加热负荷、冷风侵入附加热负荷、冷风渗透耗热量、邻间内墙温差传热耗热量、邻廊面温差传热耗热量、地面耗热量。进一步的，所述自反馈调温阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述逐时热负荷计算模型的系数，包括如下步骤：比较室内实际温度与设定温度的温差，若实际温度高于设定温度0.5℃，则调低热负荷计算模型的系数；若实际温度低于设定温度，则热负荷计算模型的系数保持不变。进一步的，所述训练集的扩充包括：在自反馈调节阶段，选择调节参数保持不变，且满足预设的特定时刻时，将该时刻包括有逐时需热量的数据添加入训练集，用于神经网络模型的再训练。根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种用于独立式供热系统的自动反馈调温系统，其利用了上述的一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法。根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法。根据本公开实施例的第五个方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法。与现有技术相比，本公开的有益效果是：(1)本公开提供一种应用于独立式供热系统的逐时需热量预测模型，该模型充分考虑各种室外及室内的影响因素，并考虑了人员作息情况及工作日节假日之分，以此建立需热量预测的数学模型。通过本公开中的自反馈调温系统，在保证预测需热量与实际热负荷相接近的同时获取有效数据。使用该建筑主体的实体数据进行神经网络的训练，以此得到稳定高效的需热量预测值。(2)本公开所述方案建立了一套完整的既综合考虑建筑、气象、供热标准、人员作息规律等情况，又能预测供热期逐时热负荷的系统，以达到减少能源消耗的目的；在保证上述条件的前提下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法，其特征在于，包括：/n预先将目标建筑的供热过程划分为预热、升温、自反馈调节以及保温阶段；/n基于目标建筑所处环境构建建筑的逐时热负荷计算模型；/n利用所述逐时热负荷计算模型计算逐时需热量并输出；/n在自反馈调节阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述逐时热负荷计算模型的系数，并进行热量输出，直至完成目标建筑的每日供热。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法，其特征在于，包括：
预先将目标建筑的供热过程划分为预热、升温、自反馈调节以及保温阶段；
基于目标建筑所处环境构建建筑的逐时热负荷计算模型；
利用所述逐时热负荷计算模型计算逐时需热量并输出；
在自反馈调节阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述逐时热负荷计算模型的系数，并进行热量输出，直至完成目标建筑的每日供热。


2.如权利要求1所述的一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法，其特征在于，所述逐时热负荷计算模型的构建充分考虑了各种室内及室外的影响因素，包括外墙温差传热耗热量、外窗温差传热耗热量、辐照度附加热负荷、灯具散热冷负荷、人体显热散热冷负荷、风力附加热负荷、冷风侵入附加热负荷、冷风渗透耗热量、邻间内墙温差传热耗热量、邻廊面温差传热耗热量、地面耗热量。


3.如权利要求1所述的一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法，其特征在于，所述自反馈调温阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述逐时热负荷计算模型的系数，包括如下步骤：
比较室内实际温度与设定温度的温差，若实际温度高于设定温度0.5℃，则调低热负荷计算模型的系数；若实际温度低于设定温度，则热负荷计算模型的系数保持不变。


4.一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法，其特征在于，利用了如权利要求1-3任一项所述的一种用于独立式供热系统的自反馈调温方法所输出的特定时刻的逐时需热量构建训练集，所述方法包括：
预先将目标建筑的供热过程划分为预热、升温、自反馈调节以及保温阶段；并采用所述训练集对神经网络模型进行训练；
利用预训练的神经网络模型输出的逐时需热量和调节系数的乘积，作为实际逐时需热量并输出；
在自反馈调节阶段，根据设定温度与实际温度的温差动态调整所述调节系数，并进行热量输出，直至完成目标建筑的每日供热；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁钰祥，赵辉宏，赵梦迪，穆彦彤，孟海龙，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37