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专利号: 2025113940795
申请人: 浙江德莱宝卫厨科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1、将线型取暖器划分为多个控制段,在每个控制段位置设置采集器,获取各控制段的热负荷数据,并将热负荷数据传输至中央控制服务器中进行预处理,获取标准化数据集;

S2、基于标准化数据集构建热负荷计算模型,计算获得各控制段的热负荷等级值E,并根据热负荷等级值E执行多级加热策略控制;

所述S2包括S21;

S21、基于标准化数据集进行构建热负荷计算模型,计算获得各控制段的热负荷等级值E,衡量当前各控制段的热负荷状态;

所述热负荷等级值E通过以下热负荷计算模型计算获得;

式中,En表示第n控制段的热负荷等级值,Ttarget表示预设目标温度,为初始设置的无量纲值,Kn表示第n控制段的热惰性系数,ρ表示升温速率响应因子,σ表示热惰性补偿因子,ε表示防止除零的微小常数,取值0.01;

S3、在基于多级加热策略控制结果,进行触发热扩散滞后前馈调控机制,计算预补偿加热延长时间Δt,并对加热策略进行时间延伸调节,完成加热控制更新;

S4、在每一控制周期结束后,计算所有控制段的温度离散评分Qs,并与设定均衡性阈值区间进行比较,基于比较结果对热负荷计算模型中的参数进行调优重构;

所述S4包括S41;

S41、加热控制更新完毕后,重新获取每一控制段的更新实时温度T’,将所有控制段的更新实时温度T’与预设目标温度Ttarget进行归一化差值计算,基于控制段总数N,进行计算输出温度离散评分Qs,对所有控制段的偏差情况进行汇总评价;

所述温度离散评分Qs通过以下算法公式计算输出;

式中,N表示控制段总数,Tn’表示第n控制段的更新实时温度。

2.根据权利要求1所述的一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:所述S1包括S11;

S11、将线型取暖器沿浴室地暖地面长度方向均匀划分为若干个等距控制段,每一控制段作为一个独立的逻辑加热区域设置,同时在每一控制段内设置采集器,其中每一控制段的采集器设置于对应控制段中心区域下方的浴室地板底部和侧缘结构上,实时采集热负荷数据;

所述采集器包括温度采集模组、潮湿度识别模组与加热响应速率记录模组;

所述热负荷数据包括第n控制段区域的实时温度Tn、第n控制段区域的单位时间升温速率ΔTn及第n控制段区域的潮湿度Wcn。

3.根据权利要求2所述的一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:所述S1还包括S12;

S12、将采集器实时采集的热负荷数据通过无线通信模组发送至中央控制服务器,在中央控制服务器中,对热负荷数据进行预处理,预处理基于设定时间窗口执行数据清洗、去除异常值与插值补全操作;

对预处理后热负荷数据中的每一段潮湿度Wc结合预设的浴室地面干密度Ps和比热容Cs,使用热惯量计算公式,得到用于评估所有段的浴室地面热响应迟滞程度的热惰性系数K;

并对热负荷数据中的第n控制段区域的实时温度Tn和第n控制段区域的单位时间升温速率ΔTn,结合每一控制段的热惰性系数K,进行维度归一化处理和单位标准化处理,形成统一格式的标准化数据集。

4.根据权利要求1所述的一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:所述S2还包括S22;

S22、通过对历史加热周期中不同温度梯度、热响应速率与最终热平衡时间的拟合回归,构建加热负荷阈值模型,自动生成第一判断阈值F1、第二判断阈值F2和第三判断阈值F3;

在将各个控制段的热负荷等级值E依据第一判断阈值F1、第二判断阈值F2和第三判断阈值F3进行热负荷等级划分,同时执行多级加热策略控制;具体划分内容如下:当第n控制段的热负荷等级值En≥第一判断阈值F1时,判定为加热等级3,执行在设定的控制周期内90%的时间占比加热策略;

当第二判断阈值F2≤第n控制段的热负荷等级值En<第一判断阈值F1时,判定为加热等级2,执行在设定的控制周期内60%的时间占比加热策略;

当第三判断阈值F≤第n控制段的热负荷等级值En<第二判断阈值F2时,判定为加热等级1,执行在设定的控制周期内30%的时间占比加热策略;

当第n控制段的热负荷等级值En<第三判断阈值F时,判定为加热等级0,当前周期不执行加热;

当存在连续两个加热控制周期内的加热等级保持不变,且第n控制段区域的单位时间升温速率ΔTn小于0.2时,则自动识别为热响应滞后。

5.根据权利要求4所述的一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:所述S3包括S31;

S31、在识别为热响应滞后时,触发热扩散滞后前馈调控机制,所述热扩散滞后前馈调控机制通过基于当前控制段标准数据集的第n控制段区域的单位时间升温速率ΔTn,结合第n控制段区域的热惰性系数Kn,进行计算输出预补偿加热延长时间Δt,对热响应滞后的控制段实行加热补偿;

所述预补偿加热延长时间Δt通过以下算法公式计算输出;

式中,△tn表示第n控制段的预补偿加热延长时间,δ表示最低升温速率阈值,取值无量纲,Kavg表示所有控制端的平均热惰性值,μ表示前馈响应调节因子。

6.根据权利要求5所述的一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:所述S3还包括S32;

S32、将根据响应滞后段所计算获得的第n控制段的预补偿加热延长时间Δtn,按如下策略施加至当前控制周期内的加热时间占比中,对加热策略进行时间延伸调节,完成加热控制更新:若当前控制段热负荷等级为等级1,则在原设定的加热时间占比30%的基础上,延长

30%+第n控制段的预补偿加热延长时间Δtn/完整的加热控制周期时间Tp;

若当前控制段热负荷等级为等级2,在原设定的加热时间占比60%的基础上,延长60%+第n控制段的预补偿加热延长时间Δtn/完整的加热控制周期时间Tp;

若当前控制段热负荷等级为等级3,则保持加热时间占比90%不变。

7.根据权利要求1所述的一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:所述S4还包括S42;

S42、基于实际浴室地面温控中,基于预设目标温度Ttarget的±5%,设置为均衡性阈值区间,将均衡性阈值区间与实时获取的温度离散评分Qs与均衡性阈值区间进行比较,判断温控效果的均衡性,并基于比较结果,进行对热负荷计算模型中的参数进行调优重构;具体比较内容如下:当温度离散评分Qs属于均衡性阈值区间内时,表示温控运行状态合格,保持当前参数;

当温度离散评分Qs不属于均衡性阈值区间内时,表示温控运行状态不合格,此时执行热负荷计算模型的参数自适应调整流程,调整后重新进行加热控制更新;

所述热负荷计算模型的参数自适应调整流程通过基于M个控制周期的历史标准化数据集,利用原始热负荷计算模型形式构建目标函数,并以最小温控误差为目标,采用线性回归对升温速率响应因子ρ与热惰性补偿因子σ进行参数重估,输出最优组合。

8.一种线型取暖器智能控制系统,应用于权利要求1‑7任一项所述的一种线型取暖器智能控制方法,其特征在于:包括控制段采集模块、热负荷等级划分模块、多级加热控制模块和温度离散分析模块;

所述控制段采集模块通过将线型取暖器划分为多个控制段,在每个控制段位置设置采集器,获取各控制段的热负荷数据,并将热负荷数据传输至中央控制服务器中进行预处理,获取标准化数据集;

所述热负荷等级划分模块通过基于标准化数据集构建热负荷计算模型,计算获得各控制段的热负荷等级值E,并根据热负荷等级值E执行多级加热策略控制;

所述多级加热控制模块通过在基于多级加热策略控制结果,进行触发热扩散滞后前馈调控机制,计算预补偿加热延长时间Δt,并对加热策略进行时间延伸调节,完成加热控制更新;

所述温度离散分析模块通过在每一控制周期结束后,计算所有控制段的温度离散评分Qs,并与设定均衡性阈值区间进行比较,基于比较结果对热负荷计算模型中的参数进行调优重构。