СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ, СВЯЗАННОГО С НАРУЖНОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ, КОМПОНОВКА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРВОЙ СИСТЕМОЙ ОБОГРЕВА ИЛИ ОХЛАЖДЕНИЯ И СЕРВЕР
METHOD OF PERFORMING CONTROL ASSOCIATED WITH AMBIENT TEMPERATURE, ARRANGEMENT FOR CONTROLLING FIRST HEATING OR COOLING SYSTEM AND SERVER

[01] Настоящее изобретение относится к способу осуществления управления, связанного с наружной температурой, компоновке для управления первой системой обогрева или охлаждения и серверу.
[02] В уровне техники, регулировка систем обогрева или охлаждения обычно осуществляется с использованием реализации регулировки как функции данных о погоде и данных о здании. Однако для осуществления надежной процедуры регулировки важно собирать необходимую информацию о конкретном здании и данные прогноза погоды и реализовать регулятор, который выполнен с возможностью вычисления настроек на основании конкретной информации о конкретном здании и данных прогноза погоды. Все подходы, известные из уровня техники, для применения регулировки как функции вышеупомянутых данных о конкретном здании и данных прогноза погоды сложны и затратны.
[03] Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении более простого и менее затратного решения для управления системой обогрева или охлаждения на основании данных о конкретном здании и данных об окружающей среде.
[04] Для решения этой задачи предусмотрены способ осуществления управления, связанного с наружной температурой, имеющий признаки по п. 1, компоновка для управления первой системой обогрева или охлаждения, имеющий признаки по п. 13, и сервер, имеющий признаки по п. 14. Предпочтительные варианты осуществления изобретения заданы в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
[05] Согласно настоящему изобретению, предусмотрен способ осуществления управления, связанного с наружной температурой, тепловой характеристикой по меньшей мере части по меньшей мере первого здания путем регулировки температуры среды в подающем трубопроводе первой системы обогрева или охлаждения в первом здании, причем управление осуществляется на основании по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность, причем по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность, указывает потребление тепла или на основании мощности охлаждения по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения второго здания, находящегося на расстоянии от первого здания, и принимается через сеть передачи данных, в частности, через интернет. Таким образом, согласно способу, отвечающему изобретению, непрерывно собирая по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность других зданий, можно регулировать систему обогрева или охлаждения эффективнее и проще. Например, здания, которые находятся на расстоянии от первого здания, могут подвергаться влиянию изменения погоды, например, холодного фронта или периода сильной жары и т.п. Собирая данные от других зданий, а именно, непрерывно собирая параметры, указывающие тепловую мощность, которые указывают потребление тепла от этих других зданий, и определяя возрастающее изменение погодных условий для первого здания на основании этих параметров, можно, соответственно, адаптировать и регулировать на основе непрерывной положительной обратной связи систему обогрева или охлаждения первого здания. Тепловая характеристика может включать в себя комфорт. Комфорт может зависеть от температуры в помещении, теплового излучения (например, от внутренних стен), и сквозняка (например, от вентиляционного канала). Соответственно, способ может управлять любым из этих параметров. Регулировка осуществляется путем регулировки температуры среды в подающем трубопроводе первой системы обогрева или охлаждения первого здания. Первое здание и второе или дополнительные здания могут быть зданиями любого вида, например, жилыми зданиями, общественными зданиями и промышленными зданиями, в том числе теплицами.
[06] Согласно изобретению, первая система обогрева или охлаждения в первом здании принимает (опережающий) сигнал, указывающий производную по времени по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность из хранилища данных для управления по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность.
[07] Согласно предпочтительному варианту осуществления, данные, указывающие потребление тепла, или данные, касающиеся мощности охлаждения по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения, собираются непрерывно. Выражение ʺнепрерывноʺ следует понимать в смысле, также включающем в себя сбор данных ʺвремя от времениʺ, например, регулярно, в частности, периодически.
[08] Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, определяются производная по времени по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность.
[09] Предпочтительно, расстояние от по меньшей мере одного второго здания до первого здания включено в управление по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность первой системы обогрева или охлаждения согласно (опережающему) сигналу.
[10] Также преимущественно, если по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность, указывает потребление тепла или мощность охлаждения множества дополнительных систем обогрева или охлаждения соответствующих дополнительных зданий, находящихся на расстоянии от первого здания.
[11] Можно определить корреляцию между по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность первого здания, и дополнительными системами обогрева или охлаждения соответствующих дополнительных зданий.
[12] Кроме того, коэффициент усиления можно назначать каждому из дополнительных зданий, причем можно определить коэффициент усиления может определяться соотношением между по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность первого здания, и дополнительными системами обогрева или охлаждения соответствующих дополнительных зданий. Заметим, что термин ʺсоотношениеʺ также можно понимать в смысле ʺкорреляцияʺ.
[13] Согласно другому предпочтительному варианту осуществления, первая система обогрева в первом здании является системой обогрева пола. Поскольку системы обогрева пола нуждаются в некотором времени опережения для адаптации к новым настройкам, способ особенно хорошо подходит для их регулировки поскольку, например, предстоящие изменения погоды заранее известны и, таким образом, благодаря регулировке непрерывной положительной обратной связи, у системы обогрева пола остается достаточно времени для адаптации к новым настройкам.
[14] Предпочтительно, данные, вычисленные из потребления тепла или мощности охлаждения, принятые от дополнительных систем обогрева или охлаждения дополнительных зданий, включены в (опережающий) сигнал со взвешиванием. Это может обеспечивать усовершенствованную регулировку системы обогрева или охлаждения.
[15] Кроме того, предпочтительно, если осуществляется определение точности управления по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность согласно опережающему сигналу, что приводит к дополнительному усовершенствованию процедуры регулировки.
[16] Управление тепловой характеристикой, указывающей параметр, дополнительно может базироваться на
- заранее определенных спецификациях комфорта в отношении температуры, в частности, согласно времени суток;
- скорости переноса энергии и/или
- дополнительной информации управления, передаваемой пользователем.
Включение этих данных в процедуру регулировки делает последнюю еще более точной.
Дополнительно, заметим, что способ лишь косвенно зависит от температуры снаружи. Также могут быть важны другие параметры, например, скорость ветра или погода, которая может быть ясной или облачной.
[17] Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления, компоненты располагаются в первой системе обогрева или охлаждения, в частности, циркуляционный насос, по меньшей мере один теплообменник и/или по меньшей мере один клапан, принимают данные управления непосредственно из облачного хранилища данных. Однако данные, принятые этими компонентами, не обязательно хранить в облачном хранилище данных. С этой целью с тем же успехом можно реализовать другие устройства хранения данных, например, центральный специализированный сервер или множество серверов или устройств.
[18] Дополнительно, вычисления могут осуществляться в различных местах, включающих в себя центральный облачный сервер, или альтернативно, локально в устройстве управления, размещенном в каждом из зданий.
[19] Преимущественно, способ может применять машинное обучение, например, путем применения искусственной нейронной сети.
Согласно еще одному варианту осуществления, коэффициенты усиления непрерывно регулируются. Таким образом, согласно вышеописанному способу, коэффициенты усиления, которые могут изменяться со временем, непрерывно оптимизируются.
[20] Согласно настоящему изобретению, также предусмотрена компоновка для управления первой системой обогрева или охлаждения первого здания, причем компоновка выполнена с возможностью осуществления способа осуществления управления, в зависимости от наружной температуры, по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность температуры среды в подающем трубопроводе первой системы обогрева или охлаждения в первом здании.
[21] Дополнительно, согласно настоящему изобретению, предусмотрен сервер, причем сервер выполнен с возможностью приема по меньшей мере один параметра, указывающего тепловую мощность, от по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения второго здания через сеть передачи данных, в частности через интернет, и выполнен с возможностью подачи данных в первую систему обогрева и охлаждения первого здания через сеть передачи данных, причем по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность, служит для оказания влияния на по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность первой системы обогрева или охлаждения, и при этом по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность, базируется на потреблении тепла или мощности охлаждения по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения.
Предлагается способ осуществления управления, связанного с наружной температурой, тепловой характеристикой по меньшей мере части первого здания (H) путем регулировки температуры среды в подающем трубопроводе первой системы обогрева или охлаждения первого здания (H), причем управление осуществляется на основании по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность, причем по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность, указывает потребление тепла или мощность охлаждения по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения второго здания (H′, H″, H‴), находящегося на расстоянии от первого здания, и принимается через сеть (1) передачи данных, в частности, через интернет, отличающийся тем, что первая система обогрева или охлаждения в первом здании (H) принимает (опережающий) сигнал, указывающий производную по времени по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность из хранилища данных для управления по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность. Причем данные, указывающие потребление тепла, или данные, касающиеся мощности охлаждения по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения, собираются непрерывно. Определяется производная по времени по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность. Расстояние (D′, D″, D‴) от по меньшей мере одного второго здания (H′, H″, H‴) до первого здания (H) включено в управление по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность первой системы обогрева или охлаждения согласно опережающему сигналу. По меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность, указывает потребление тепла или мощность охлаждения множества дополнительных систем обогрева или охлаждения соответствующих дополнительных зданий (H′, H″, H‴), находящихся на расстоянии (D′, D″, D‴) от первого здания (H). Соотношение между по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность первого здания (H), и дополнительные системы обогрева или охлаждения соответствующих дополнительных зданий (H′, H″, H‴) определяются. Коэффициент усиления назначается каждому из дополнительных зданий (H′ H″, H‴), причем коэффициент усиления базируется на соотношении между по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность первого здания (H), и определяются дополнительная система обогрева или охлаждения соответствующих дополнительных зданий (H′, H″, H‴), причем коэффициенты усиления непрерывно регулируются. Причем первая система обогрева в первом здании (H) является системой обогрева пола. Данные, вычисленные из потребления тепла или мощности охлаждения, принятые от дополнительных систем обогрева или охлаждения дополнительных зданий (H′, H″, H‴) включаются в сигнал со взвешиванием. Определение точности управления по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность согласно опережающему сигналу осуществляется. Управление тепловой характеристикой дополнительно базируется на
- заранее определенных спецификациях комфорта в отношении температуры, в частности, согласно времени суток;
- скорости переноса энергии и/или
- дополнительной информации управления, передаваемой пользователем. Причем компоненты, размещенные в первой системе обогрева или охлаждения, в частности, циркуляционный насос, по меньшей мере один теплообменник и/или по меньшей мере один клапан, принимают данные управления непосредственно из облачного хранилища данных.
Также предлагается компоновка для управления первой системой обогрева или охлаждения первого здания, причем компоновка выполнена с возможностью осуществления вышеупомянутого способа и вышеупомянутых вариантов предлагаемого способа.
Также предлагается сервер, выполненный с возможностью приема одного или более параметров, указывающих тепловую мощность, от по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения второго здания (H′, H″, H‴) через сеть (1) передачи данных, в частности, через интернет, и выполненный с возможностью подачи данных в первую систему обогрева и охлаждения первого здания (H) через сеть (1) передачи данных, причем один или более параметр, указывающий тепловую мощность, служит для оказания влияния на управление тепловой характеристикой первого здания, и при этом по меньшей мере один параметр, указывающий тепловую мощность, базируется на потреблении тепла или мощности охлаждения по меньшей мере одной второй системы обогрева или охлаждения, отличающийся тем, что первая система обогрева или охлаждения в первом здании (H) принимает (опережающий) сигнал, указывающий производную по времени по меньшей мере одного параметра, указывающего тепловую мощность из хранилища данных для управления по меньшей мере одним параметром, указывающим тепловую мощность.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[22] Дополнительные детали и признаки изобретения, а также конкретные варианты осуществления изобретения можно получить из нижеследующего описания совместно с чертежами, в которых:
фиг. 1 - схема сценария, включающего в себя различные здания с соответствующими системами обогрева или охлаждения;
фиг. 2 - другая схема другого сценария, включающего в себя различные здания с соответствующими системами обогрева или охлаждения; и
фиг. 3 - схема процедуры регулировки непрерывной положительной обратной связи.
[23] На фиг. 1 показана схема первого сценария, включающего в себя различные здания с соответствующими системами обогрева или охлаждения. Здесь первое здание обозначено ссылочной позицией H, и вторые здания или дополнительные здания обозначены ссылочными позициями H′, H″, и H‴. Эти три дополнительные здания представляют несколько дополнительных зданий, которые показаны на этой фигуре, но по отдельности не указаны ссылочными позициями. Как показано на фиг. 2 все здания подключены к центральному блоку через сеть 1, схематически указанную пунктирными линиями, соединяющими здания H, H′, H″, H‴ и центральный блок 2. Все здания H, H′, H″, H‴ снабжены соответствующими системами обогрева или охлаждения, которые здесь подробно не показаны, но общеизвестны. Системы обогрева или охлаждения могут включать в себя электрические системы обогрева или охлаждения, а также системы обогрева или охлаждения на основе текучей среды, включающие в себя один или более насосов.
[24] Способ осуществления управления, связанного с наружной температурой, тепловой характеристикой по меньшей мере части первого здания H путем регулировки температуры среды в подающем трубопроводе первой системы обогрева или охлаждения в первом здании H предусматривает управление, осуществляемое на основании одного или более параметров, указывающих тепловую мощность, которые указывают потребление тепла или на основании мощности охлаждения по меньшей мере одной второй или дополнительной системы обогрева или охлаждения второго здания H′, находящегося на расстоянии D от первого здания, что будет объяснено более подробно со ссылкой на фиг. 2.
[25] Кроме того, в этой процедуре определяются соотношение (например, корреляция) между параметром, указывающим тепловую мощность или параметрами первого здания H и дополнительными системами обогрева или охлаждения соответствующих дополнительных зданий H′, H″, H‴. Затем коэффициенты усиления G′, G″, G‴ вычисляются для каждого дополнительного здания H′, H″, H‴, благодаря чему, высокая корреляция между параметрами, указывающими тепловую мощность первого здания H, и дополнительными системами обогрева или охлаждения, например, дополнительного здания H′ приведет к высокому коэффициенту усиления G′. Таким образом, сильно коррелирующие здания взвешиваются выше, чем менее коррелирующие здания. Коэффициенты усиления могут изменяться со временем, благодаря чему, способ использует обновленную информацию, включающую в себя обновленные коэффициенты усиления.
[26] На фиг. 2 показана другая схема другого сценария, включающего в себя различные здания с соответствующими системами обогрева или охлаждения. Опять же, существует первое здание H, снабженное системой обогрева или охлаждения, и множество вторых или дополнительных зданий H′, H″, H‴, которые, соответственно, также снабжены системами обогрева или охлаждения, и которые находятся на соответствующих расстояниях D1, D2, D3 от первого здания H. Система обогрева или охлаждения, установленная в первом здании H, подлежит регулировке на основании регулировки на основе непрерывной положительной обратной связи на основании информации I, I′, I″, I‴ потребления тепла или мощности охлаждения, которая отправляется от дополнительных зданий H′, H″, H‴ в облако 2 через сеть 1. Информация о потреблении тепла или мощности охлаждения соответствует параметрам, указывающим тепловую мощность, используемую для регулировки системы обогрева или охлаждения. Однако, как показывает пунктирная линия I, первое здание H также отправляет свои параметры, указывающие тепловую мощность, в облако 2. Параметры, указывающие тепловую мощность, могут включать в себя расход, давление, скорость работы насоса, тепловой поток (тепловую энергию), потребление электроэнергии (например, если используется электрический обогрев), позиции клапанов и пр. Все эти параметры, указывающие тепловую мощность, подвергаются влиянию изменения погоды, например, холодного фронта 3.
[27] Согласно этой фигуре, здания H′, H″, H‴ испытали смену погоды, а именно, холодный фронт 3, который распространяется к первому зданию H. Теперь расстояния D1, D2, D3 от зданий H, H′, H″, которые отправляют информацию I′, I″, I‴ потребления тепла или мощности охлаждения через облако 2 на первое здание H, которое принимает информацию регулировки для своей системы обогрева или охлаждения из облака 2, применяются для регулировки сигнала положительной обратной связи, отправленного на первое здание H из облака 2. Поскольку здание H′ первым испытывает на себе действие погодного фронта, его информация I′ о потреблении тепла или мощности охлаждения или параметры, указывающие тепловую мощность, соответственно, отправляются в облако до информации I″ от здания H″ и I‴ от здания H‴, которые оба испытывают падение температуры в более поздний момент времени. Затем, согласно варианту осуществления способа осуществления управления, в зависимости от наружной температуры, направление холодного фронта 3 вычисляется на основании зарегистрированного градиента , благодаря чему, предполагается, что большие градиенты приведут к более быстрой регулировке, чем меньшие градиенты.
[28] Дополнительно, согласно варианту осуществления способа осуществления управления, в зависимости от наружной температуры, может осуществляться этап группирования зданий H′, H″, H‴ во множество кластеров или групп или категорий согласно, например, их изоляционным свойствам. Затем первое здание H можно регулировать на основании информации о зданиях, которые принадлежат одной и той же группе изоляции. Например, категоризация может применяться согласно приведенной ниже схеме:
группа изоляции I: быстро реагирующие здания (здания, не имеющие хорошо изолированного каркаса здания)
группа изоляции II: средне реагирующие здания
группа изоляции III: медленно реагирующие здания (здания, имеющий хорошо изолированный каркас здания).
[29] На фиг. 2, здания из группы I изображены полностью черными, здания, принадлежащие группе II, изображены полностью белыми, и здания, принадлежащие группе III, изображены заштрихованными. Здания, принадлежащие первой группе I, можно, однако, переносить в другую группу на основании данных, принятых из облака 2. Можно также снимать выделение зданий, которые не принадлежат соответствующей группе изоляции. Способ также может быть адаптивным и, таким образом, учиться снимать выделение зданий, которые не обеспечивают подходящие данные для регулировки системы обогрева или охлаждения первого здания H. Это может достигаться на основании исторических данных.
[30] После этапа группирования или категоризации зданий H, H′, H″, H‴, дополнительный этап взвешивания информации I′, I″, I‴ потребления тепла или мощности охлаждения, а именно, параметров, указывающих тепловую мощность, может осуществляться для дополнительного усовершенствования процедуры регулировки для первого здания H.
[31 Дополнительно, способ согласно варианту осуществления может содержать этап оценивания качества прогнозирования для регулировки положительной обратной связи путем вычисления разности между фактической (измеренной в соответствующем здании) и необязательными заранее заданными температурами. Предпочтительно применять оценивание для обновления этапов регулировки, используемых для осуществления способа. Таким образом, способ будет адаптивным и постоянно пытаться оптимизировать этапы регулировки для достижения наиболее желаемых характеристик.
[32] Способ управляет тепловой характеристикой по меньшей мере части первого здания H. Способ может применяться для управления одним помещением или множеством помещений здания H.
[33] В предпочтительном варианте осуществления согласно изобретению тепловой характеристикой является параметр, зависящий от комфорта, включающий в себя температуру в помещении и, предпочтительно, дополнительный параметр, связанный с восприятием температуры человеком внутри здания. Соответственно, способ может использоваться для управления комфортом, зависящим от пользователя, в здании.
[34] Кроме того, регулировка системы обогрева или охлаждения в первом здании H может осуществляться на основании
- указанных спецификаций комфорта (например, 21°C в жилом помещении между 17 и 23 часами);
- расхода текучей среды для обогрева или охлаждения (например, регулируемого скоростью одного или более насосов);
- температуры текучей среды для обогрева или охлаждения;
- информации, отправленной пользователю здания (например, SMS, содержащего соответствующую информацию, например, ʺдобавить теплоʺ, ʺизменить настройку термостата с 3 до 4ʺ, и т.д.;
- облако может осуществлять связь непосредственно с оборудованием (клапанами, насосами и теплообменниками), работающим под управлением внешних устройств.
[35] На фиг. 3 схематически показана процедура регулировки непрерывной положительной обратной связи, в которой параметр, указывающий тепловую мощность X, поступает на дифференциатор 4, который определяет производную X по времени и отправляет ее на регулятор 5 для регулировки, например, первого здания H. Заметим, что данные о погоде могут использоваться как дополнительные данные для регулировки, которые в явном виде не указаны на этой фигуре.
ССЫЛОЧНЫЕ ПОЗИЦИИ
H первое здание
H′, H″, H‴ второе или дополнительные здания
I, I′, I″, I‴ информация о информация потребления тепла или мощности охлаждения
D, D′, D″, D‴ расстояния
1 сеть
2 облако
3 холодный фронт
4 дифференциатор
5 регулятор