[发明专利]基于室内热负荷的模块式电采暖控制系统及控制方法

说明书

基于室内热负荷的模块式电采暖控制系统及控制方法，涉及电采暖控制方法及装置。本发明的目的是为了解决现有电采暖系统运行温度控制中出现的传热滞后从而导致的能耗问题。基于室内热负荷的模块式电采暖控制系统包括通信模块、数据处理与存储模块、控制模块、远程服务器模块和监控报警模块；通信模块用于监测室内温度；用于监测室外温度；用于实时监测电采暖设备实际运行情况下的电压波动、功率衰减信息；数据处理与存储模块用于获得通信模块监测的室外温度数据、电采暖设备运行时室内温度以及电采暖设备实际运行情况下的电压波动、功率衰减信息；完成实时热负荷的计算，从而确定需要运行的电采暖模块数量。本发明用于清洁能源建筑采暖领域。

技术领域

本发明所属清洁能源建筑采暖领域，涉及电采暖控制方法及装置。

背景技术

近年来，电采暖以其具有平衡电力资源分配，容易实现分户计量，可控可调灵活方便，结构简单且经济高效等一系列优点，在我国冬季采暖时间短的夏热冬冷及大部分寒冷地区获得了越来越广泛的应用。

但由于电采暖的电能是经一次能量转换而来的优质能，1kW电费远高于1kW的热费，所以实施电采暖的前提是必须发挥其可灵活控制的优势。目前的电采暖系统的控制基本上都是通过在室内安装温控器，在温控器上设定所需的采暖温度，来实施对电采暖系统的自动启停控制，甚至可以通过智能插座等装置来实现远程控制。也就是说，在室内达到设计温度时，温控器指令给电采暖系统自动断电停止运行，反过来一旦室内低于设计温度，电采暖系统接受温控器指令通电运行。

但目前这种采用基于温控器的控制方法，虽然能够根据室内的采暖需求来控制电采暖系统的启停，比传统的集中热水供暖方式控制灵活，但并不是最佳节能的高效运行方式。我们知道，热量的传递过程是具有延迟效应的，首先是在电发热体接到停止指令后，电发热体本身的余热还会散出，使房间温度继续升高；其次由于建筑围护结构有较大的蓄热能力，材料本身有一定的热容量，外界温度改变时材料的温度不会随即改变，在房间内热源停止供热后，随着室温的降低，房间围护结构所蓄的热量就会释放，这同样会使房间内温度升高。根据我们的实验测试结果，对于节能75％的节能型建筑，在室温达到20℃电采暖系统关闭后，室内温度还会上升1-3度，这无疑会导致较大热能的能源损失。

目前市场上适用于建筑围护结构内的电采暖产品，大部分是铺装在建筑围护墙体或地面内，并采用模块式布置，其优点一是比室内散热器减少了占地面积，二是实现大面积低温均匀散热，增加了室内的热舒适性，而且模块式产品，可根据室内采暖面积要求自由拼装，目前市场上最受欢迎的如电热膜、电热板等。

发明内容

本发明为保证电采暖方式能够节能高效运行，提出了基于室内热负荷的模块式电采暖控制系统及控制方法，基本思路为：基于对室外温度的监测，在满足室内采暖温度前提下，确定室内采暖所需的供热负荷，基于热平衡原理，依据室内需求的供热量，确定并控制电采暖模块实际需求运行数量。

本发明的目的是为了解决现有电采暖系统运行温度控制中出现的传热滞后从而导致的能耗问题，而提出基于室内热负荷的模块式电采暖控制系统及控制方法。

基于室内热负荷的模块式电采暖控制系统包括通信模块、数据处理与存储模块、控制模块、远程服务器模块和监控报警模块；

通信模块用于监测室内温度；用于监测室外温度；用于实时监测电采暖设备实际运行情况下的电压波动、功率衰减信息；

数据处理与存储模块用于获得通信模块监测的室外温度数据、电采暖设备运行时室内温度以及电采暖设备实际运行情况下的电压波动、功率衰减信息；完成实时热负荷的计算，从而确定需要运行的电采暖模块数量；同时将计算得到的热负荷、电采暖模块运行数量、电采暖设备实际运行情况下的电压波动、功率衰减信息以及室内外温度数据存储起来；

控制模块用于实时调用数据处理与存储模块中的数据，当电采暖模块运行数量发生改变时，根据控制策略生成控制指令，通过通信模块将控制指令下发至执行机构，控制电采暖模块的启停；