储水式电热水器及其人工智能节能方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了储水式电热水器人工智能节能方法，包括：获取重复周期能量消耗分布曲线；根据重复周期能量消耗分布曲线所反映的使用规律，给出当前时点的使能信号；如果使能信号为1，则允许储水电热水器加热、由储水式电热水器的温控装置自行决定加热或不加热；如果使能信号为0，则禁止储水式电热水器加热。本申请还公开了储水式电热水器及其人工智能节能装置。采用人工智能节能技术方案可以根据储水式电热水器使用的周期性规律自动调整工作状态，避免了不必要的用户交互，既节能环保，又不影响使用体验；不需要对传统储水式电热水器自身结构或控制方式进行任何改造，节省了设备更新换代的投入。代的投入。代的投入。

【技术实现步骤摘要】
储水式电热水器及其人工智能节能方法和装置


[0001]本申请涉及热水器控制
，特别是涉及储水式电热水器人工智能节能方法和装置


技术介绍

[0002]储水式电热水器应用广泛，是家用电器中的耗电大户，也是节能环保的重点目标。传统的储水式电热水器只要温度低于温控下限就会加热，水温越高热量散失越大，导致全天候反复加热，能耗较高。定时预约方案，让储水式电热水器仅在预约用水前加热，减少了反复加热，节能效果显著。但是，定时预约方案需要与用户发生交互，使用起来有一定难度，一旦使用规律改变，必须重新设置，影响了用户体验和节能效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术公开了储水式电热水器及其人工智能节能方法和装置。
[0004]第一方面，本申请公开了储水式电热水器人工智能节能方法，包括：获取重复周期能量消耗分布曲线；根据重复周期能量消耗分布曲线所反映的使用规律，给出当前时点的使能信号；如果使能信号为1，则允许储水电热水器加热、由储水式电热水器的温控装置自行决定加热或不加热；如果使能信号为0，则禁止储水式电热水器加热。
[0005]进一步地，包括：对重复周期能量消耗分布曲线进行积分，得到期望做功量；将重复周期能量消耗分布曲线的最小值乘以重复周期的时长，得到无效做功量；用期望做功量减去部分或全部无效做功量，得到目标做功量；在重复周期能量消耗分布的极大值点之前，给出并保持使能信号1，使做功量合计趋近目标做功量。
[0006]进一步地，包括：检测储水式电热水器的做功信号，正在做功为1，不在做功为0；多个时点的做功信号形成做功信号时间序列；多个时点的使能信号形成使能信号时间序列；根据过去的做功信号时间序列和使能信号时间序列，统计得到重复周期能量消耗分布曲线。
[0007]进一步地，包括：找出消耗时段的能量消耗与做功时段的做功量的恒等关系，其中做功时段是做功时间序列持续为1的时段、反映储水式热水器的加热过程，消耗时段反映储水式热水器的热量消耗过程；将做功时段的做功量分布到具有恒等关系的消耗时段的能量消耗分布中，其中做功时段的做功量等同于做功时段的时长；将多个消耗时段的能量消耗分布映射到重复周期内，统计得到重复周期能量消耗分布曲线。
[0008]进一步地，包括：找出消耗时段的能量消耗与做功时段的做功量的恒等关系的方法包括：在给出使能信号为1的条件下，检测到做功信号由1变为0，表明储水式电热水器达到温控上限，将两次达到温控上限之间的时段作为消耗时段，其间的能量消耗与做功量具有恒等关系。
[0009]进一步地，包括：检测储水式电热水器内部热水的温度，多个时点的温度形成温度
时间序列；根据过去的温度时间序列，统计得到重复周期能量消耗分布曲线。
[0010]进一步地，包括：根据温度时间序列，计算得到温降速率时间序列；将温降速率时间序列映射到重复周期内，统计得到重复周期能量消耗分布曲线。
[0011]进一步地，包括：为抵消加热对温降的影响，在使能信号为1的区间内，温降速率时间序列要再减去温降速率的最小值。
[0012]第二方面，本申请公开了储水式电热水器人工智能节能装置，包括：应用储水式电热水器人工智能节能方法。
[0013]第三方面，本申请公开了一种储水式电热水器，包括：储水式电热水器人工智能节能装置。
[0014]本申请公开的技术方案有益效果如下：1、采用人工智能节能技术方案可以根据储水式电热水器使用的周期性规律自动调整工作状态，避免了不必要的用户交互，既节能环保，又不影响使用体验；2、不需要对传统储水式电热水器自身结构或控制方式进行任何改造，节省了设备更新换代的投入。
附图说明
[0015]图1储水式电热水器人工智能节能装置实施例一。
[0016]图2重复周期能量消耗分布曲线示意图。
[0017]图3储水式电热水器人工智能节能装置实施例二。
[0018]其中：1、储水式电热水器人工智能节能装置；2、控制模块；3、继电器模块；4、电源连接模块；5、用电器连接模块；6、做功检测模块；7、温度传感器模块；8、电源；9、储水式电热水器。
具体实施方式
[0019]本申请实施例一，如图1储水式电热水器人工智能节能装置实施例一所示。储水式电热水器人工智能节能装置1主要由控制模块2、继电器模块3、做功检测模块6、电源连接模块4和用电器连接模块5组成。控制模块2与继电器模块3和做功检测模块6连接；电源连接模块4、继电器3、做功检测模块6和用电器连接模块5按顺序连接。电源8、储水式电热水器人工智能节能装置1和储水式电热水器9连接构成供电回路。储水式电热水器人工智能节能装置1的工作方式包括：控制模块2通过串联在储水式电热水器9供电回路上的做功检测模块6检测储水式电热水器工作过程中的功率或电流，超过阈值，做功信号为1，代表正在加热，否则做功信号为0，代表不在加热，记录多个时点的做功信号形成做功信号时间序列。
[0020]控制模块2给出1或0的使能信号；使能信号为1，则控制模块2控制继电器3接通对储水式电热水器的供电，允许储水式电热水器9的温控装置自行决定加热和不加热；使能信号为0时，则控制模块2控制继电器3断开对储水式电热水器9的供电，禁止储水式电热水器9加热；控制模块2保存多个时点的使能信号形成使能信号时间序列。
[0021]控制模块2根据使能信号时间序列，找出消耗时段的能量消耗与做功时段的做功量的恒等关系，其中做功时段反映储水式电热水器的加热过程，消耗时段反映储水式电热水器的热量消耗过程。具体方式为：在给出使能信号为1的条件下检测到做功信号由1变为0，表明储水式电热水器达到温控上限，将两次达到温控上限之间的时段作为消耗时段，其
间的能量消耗与做功量具有恒等关系。
[0022]控制模块2将做功时段的做功量均匀分布到对应的消耗时段的能量消耗分布中，而做功时段的做功量等于做功时段的时长。
[0023]重复周期设定为1天即24小时；控制模块2将多个消耗时段的能量消耗分布映射到重复周期，统计得到重复周期能量消耗分布曲线，如图2重复周期能量消耗分布曲线示意图所示。根据大数定理，映射到重复周期的消耗时段数量越多，统计结果就会越接近真实情况；在映射到重复周期的消耗时段数量不够多时，统计结果缺乏参考价值，控制模块2暂时给出使能信号1。
[0024]控制模块2对重复周期能量消耗分布曲线进行积分，得到期望做功量；期望做功量可以理解为重复周期内的平均总能量消耗，这里面既包括使用行为造成的消耗，也包括热量自然散失造成的能量消耗。
[0025]控制模块2将重复周期能量消耗分布曲线的最小值乘以重复周期的时长，得到无效做功量；无效做功量可以看成重复周期内的热量自然散失造成的能量消耗。
[0026]控制模块2用期望做功量减去部分或全部无效做功量，得到目标做功量；目标做功量可以看成重复周期内的真正使用行为造成的能量消耗。
[0027]控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.储水式电热水器人工智能节能方法，其特征在于，包括：获取重复周期能量消耗分布曲线；根据重复周期能量消耗分布曲线所反映的使用规律，给出当前时点的使能信号；如果使能信号为1，则允许储水电热水器加热、由储水电热水器的温控装置自行决定加热或不加热；如果使能信号为0，则禁止储水电热水器加热。2.根据权利要求1所述的储水式电热水器人工智能节能方法，其特征在于，包括：对重复周期能量消耗分布曲线进行积分，得到期望做功量；将重复周期能量消耗分布曲线的最小值乘以重复周期的时长，得到无效做功量；用期望做功量减去部分或全部无效做功量，得到目标做功量；在重复周期能量消耗分布曲线的极大值点之前，给出并保持使能信号1，使做功量合计趋近目标做功量。3.根据权利要求1所述的储水式电热水器人工智能节能方法，其特征在于，包括：检测储水式电热水器的做功信号，正在做功为1，不在做功为0；多个时点的做功信号形成做功信号时间序列；多个时点的使能信号形成使能信号时间序列；根据过去的做功信号时间序列和使能信号时间序列，统计得到重复周期能量消耗分布曲线。4.根据权利要求3所述的储水式电热水器人工智能节能方法，其特征在于，包括：找出消耗时段的能量消耗与做功时段的做功量的恒等关系，其中做功时段是做功时间序列持续为1的时段、反映储水式热水器的加热过程，消耗时段反映储水式热水器的热量消耗过程；将做功时段的做功量分布到具有恒等关系的消耗时段的能量消耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飚，
申请(专利权)人：北京舍得叔叔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：