本發(fā)明涉及自動化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種熱水器的自動控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

熱水器作為一種新型家用電器，多以對水加熱的能源分類，如用天然氣熱水器、煤氣熱水器、太陽能熱水器、電熱水器等。而其中的電熱水器，一方面由于其安裝簡單、使用方便而深受用戶喜愛；另一方面，由于電熱水器采用電加熱的功率比較大，如何通過適當(dāng)?shù)姆椒ü?jié)約用電，提高其電能利用率，也一直是倍受人們關(guān)注的問題。

電熱水器是通過加熱棒來加熱內(nèi)膽中的水，水受熱溫度升高，達(dá)到我們設(shè)定的溫度，熱水器就停止加熱。在加熱的時(shí)候，熱水器的功率就是熱水器的實(shí)際功率。停止加熱時(shí)，熱水器處于關(guān)閉狀態(tài)，是不耗電的。節(jié)能省電的方法就是要盡量縮短加熱時(shí)間，增加保溫效果，減少不必要的熱水損失。

現(xiàn)有的定時(shí)熱水器，通常是根據(jù)使用熱水的頻率和用量等不同生活場景，采取提前定時(shí)通電加熱、調(diào)低設(shè)定溫度等方法來達(dá)到節(jié)電節(jié)能的目的，但采用這類方法在定時(shí)關(guān)閉后時(shí)段常常會沒有熱水使用，用戶的用水體驗(yàn)無法保證，同時(shí)也無法實(shí)現(xiàn)節(jié)電效果的真正優(yōu)化。

因此，發(fā)明一種可適用于不同生活場景，既可以保證用戶用水體驗(yàn)，又真正具有節(jié)電節(jié)能效果的熱水器調(diào)控方法，就成為一個亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種熱水器智能節(jié)電方法，可以自行采集用戶熱水器在使用過程中水的溫度，加工生成用戶的個體溫度數(shù)據(jù)，并通過學(xué)習(xí)用戶用水習(xí)慣，區(qū)分用戶用水時(shí)間段的電價(jià)波峰、波谷，據(jù)此對熱水器進(jìn)行動態(tài)地調(diào)整加熱。本發(fā)明技術(shù)方案能夠根據(jù)熱水器用戶的行為習(xí)慣進(jìn)行動態(tài)調(diào)控?zé)崴鞯乃疁?，在保證用戶用水體驗(yàn)的前提下，達(dá)到最優(yōu)節(jié)電，同時(shí)又利用了峰谷電價(jià)差，可以有效節(jié)約了熱水器的使用成本。

本發(fā)明提供的一種熱水器智能節(jié)電方法，包括以下步驟：

采集熱水器中的水溫；

根據(jù)所述水溫記錄溫度曲線，生成個體溫度數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述個體溫度數(shù)據(jù)，制定熱水器水溫控制策略；

根據(jù)所述水溫控制策略進(jìn)行熱水器加熱控制。

進(jìn)一步的，所述采集熱水器中的水溫，包括：采集一天中的最高溫度th、最低溫度tl，第i次放水開始時(shí)的溫度tsi、結(jié)束時(shí)的溫度tei，i的取值為自然數(shù)；

所述生成用戶個體溫度數(shù)據(jù)，包括：生成基本舒適溫度tb、放水溫差記錄td、最優(yōu)溫度to；其中，tb是通過查詢前一天的th和tl得出的合適溫度，td＝max(tsi－tei)，to＝tb+td；

所述制定熱水器水溫控制策略，包括學(xué)習(xí)用戶用水習(xí)慣；具體包括：記錄用戶開始用水的時(shí)間點(diǎn)ts、結(jié)束用水的時(shí)間點(diǎn)te，設(shè)定電價(jià)的波峰時(shí)段、波谷時(shí)段，對用戶的用水時(shí)間段按電價(jià)的波峰、波谷進(jìn)行區(qū)分。

進(jìn)一步的，所述熱水器加熱控制還包括：

動態(tài)調(diào)整水溫加熱時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述水溫控制策略，包括：

在波谷電價(jià)時(shí)段，動態(tài)檢測熱水器的水溫，若檢測到熱水器的當(dāng)前水溫低于最優(yōu)溫度to，對熱水器進(jìn)行補(bǔ)償加熱，至水溫達(dá)到最優(yōu)溫度to時(shí)停止加熱；

在波峰電價(jià)時(shí)段，動態(tài)檢測熱水器的水溫，檢查在下一時(shí)段用戶是否有用水習(xí)慣，若有，則進(jìn)行加熱到最優(yōu)溫度to時(shí)停止，若無，則使熱水器維持基本舒適溫度tb。

進(jìn)一步的，所述水溫控制策略，還包括：

在波谷電價(jià)時(shí)段，優(yōu)先在波谷時(shí)段的起始時(shí)間對熱水器進(jìn)行加熱，達(dá)到最優(yōu)溫度to時(shí)停止加熱。

進(jìn)一步的，所述水溫控制策略，還包括：

若在波谷時(shí)間段有用水行為，則在用戶行為發(fā)生后，立即對熱水器進(jìn)行補(bǔ)償加熱，至水溫達(dá)最優(yōu)溫度to時(shí)停止加熱；和/或

若在波峰電價(jià)時(shí)段有用水行為，則檢查在下一時(shí)段用戶是否有用水習(xí)慣；若有，則進(jìn)行加熱到最優(yōu)溫度to時(shí)停止，若無，則使熱水器維持基本舒適溫度tb。

進(jìn)一步的，所述水溫控制策略，還包括：

若用戶放水量過大，動態(tài)檢測熱水器的當(dāng)前水溫已低于基本舒適溫度，則在下個加熱區(qū)間，補(bǔ)償加熱至水溫達(dá)到最高溫度th時(shí)停止加熱。

本發(fā)明的技術(shù)方案還提供了一種熱水器智能節(jié)電系統(tǒng)，包括：

控制單元、溫度傳感器、計(jì)時(shí)器，其中，

所述溫度傳感器，用于采集熱水器內(nèi)的水溫信息；

所述計(jì)時(shí)器，用于采集用戶的用水時(shí)間信息；

所述控制單元，用于根據(jù)所述水溫信息和用戶的用水時(shí)間信息，記錄溫度曲線，生成個體溫度數(shù)據(jù)；根據(jù)所述個體溫度數(shù)據(jù)，制定熱水器水溫控制策略；根據(jù)所述水溫控制策略，控制熱水器的水溫加熱。

進(jìn)一步的，系統(tǒng)所述水溫控制策略還包括：

在波谷電價(jià)時(shí)段，動態(tài)檢測熱水器的水溫，若檢測到熱水器的當(dāng)前水溫低于最優(yōu)溫度to，對熱水器進(jìn)行補(bǔ)償加熱，至水溫達(dá)到最優(yōu)溫度to時(shí)停止加熱；

在波峰電價(jià)時(shí)段，動態(tài)檢測熱水器的水溫，檢查在下一時(shí)段用戶是否有用水習(xí)慣，若有，則進(jìn)行加熱到最優(yōu)溫度to時(shí)停止，若無，則使熱水器維持基本舒適溫度tb。

進(jìn)一步的，系統(tǒng)所述水溫控制策略還包括：

若在波谷時(shí)間段有用水行為，則在用戶行為發(fā)生后，立即對熱水器進(jìn)行補(bǔ)償加熱，至水溫達(dá)最優(yōu)溫度to時(shí)停止加熱；和/或

若在波峰電價(jià)時(shí)段有用水行為，則檢查在下一時(shí)段用戶是否有用水習(xí)慣；若有，則進(jìn)行加熱到最優(yōu)溫度to時(shí)停止，若無，則使熱水器維持基本舒適溫度tb。

本發(fā)明公開了一種熱水器智能節(jié)電方法和系統(tǒng)，該方法包括：采集熱水器中水的溫度，生成用戶個體溫度數(shù)據(jù)，包括基本舒適溫度、放水溫差記錄、最優(yōu)溫度，學(xué)習(xí)用戶用水習(xí)慣，區(qū)分用戶用水時(shí)間段的電價(jià)波峰、波谷，據(jù)此動態(tài)調(diào)整加熱熱水器。本發(fā)明技術(shù)方案能夠根據(jù)熱水器用戶的行為習(xí)慣進(jìn)行動態(tài)調(diào)控?zé)崴鞯乃疁?，在保證用戶用水體驗(yàn)的前提下，達(dá)到最優(yōu)節(jié)電，同時(shí)又利用峰谷電價(jià)差，有效節(jié)約了熱水器的使用成本。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中熱水器智能節(jié)電方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二中實(shí)際水溫和智能推薦最優(yōu)溫度關(guān)系圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一至三中熱水器智能節(jié)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例一：熱水器智能節(jié)電的方法。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中熱水器智能節(jié)電的方法流程圖。如圖1所示，該流程包括以下步驟：

步驟101、采集熱水器中水的溫度。

采集的熱水器中水的溫度數(shù)據(jù)，包括一天中熱水器中水的最高溫度th、最低溫度tl，以及每一次使用熱水器時(shí)，放水開始時(shí)的溫度tsi、放水結(jié)束時(shí)的溫度tei(i的取值為自然數(shù))，溫度數(shù)據(jù)至少需要采集兩天的數(shù)據(jù)。

步驟102、生成用戶個體溫度數(shù)據(jù)。

熱水器控制單元的ai智能算法，根據(jù)采集到的熱水器水溫?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算生成熱水器用戶的個人溫度數(shù)據(jù)，包括基本舒適溫度tb、放水溫差記錄td、最優(yōu)溫度to；其中，tb是通過查詢前一天的th和tl得出的合適溫度，td＝max(tsi－tei)，to＝tb+td；

步驟103、學(xué)習(xí)用戶用水習(xí)慣。

熱水器控制單元的ai智能算法會學(xué)習(xí)用戶的用水習(xí)慣，記錄全天用戶用水的時(shí)間段。包括記錄用戶開始用水的時(shí)間點(diǎn)ts、結(jié)束用水的時(shí)間點(diǎn)te，并根據(jù)預(yù)設(shè)的電價(jià)波峰時(shí)段、波谷時(shí)段，對用戶的用水時(shí)間段按電價(jià)的波峰、波谷進(jìn)行區(qū)分；

步驟104、熱水器狀態(tài)識別。

在生成用戶個體溫度數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)用戶用水習(xí)慣的基礎(chǔ)上，對熱水器當(dāng)前所處狀態(tài)及用戶的用水行為進(jìn)行判斷識別。

步驟105、步驟106，根據(jù)ai智能算法對熱水器進(jìn)行調(diào)整加熱。

根據(jù)ai智能算法，生成不同的熱水器調(diào)整加熱方案，對熱水器進(jìn)行水溫加熱。

實(shí)施例二：熱水器智能節(jié)電的方法。

步驟1：通過熱水器內(nèi)置的溫度傳感器采集熱水器中的水溫；

步驟2：熱水器控制單元根據(jù)所述水溫記錄溫度曲線，生成個體溫度數(shù)據(jù)；

步驟3：熱水器控制單元根據(jù)所述個體溫度數(shù)據(jù)，制定熱水器水溫控制策略；

步驟4：熱水器控制單元根據(jù)所述水溫控制策略進(jìn)行熱水器加熱控制。

實(shí)施例三：熱水器智能節(jié)電的方法。

步驟1：通過熱水器插頭的溫感采溫系統(tǒng)，采集熱水器中水的溫度。

本方案中使用的熱水器插頭內(nèi)置wifi通訊，并具有三級漏電保護(hù)、溫度采集和控制、根據(jù)溫度自動開關(guān)等功能。通過wifi鏈接到云計(jì)算中心，上傳采集溫度數(shù)據(jù)，通過ai智能算法動態(tài)調(diào)整加熱溫度，再結(jié)合錯峰用電加熱，實(shí)現(xiàn)保證用水體驗(yàn)前提下，熱水器加熱用水節(jié)能省電最大化。

步驟2：系統(tǒng)通過收集到的溫度數(shù)據(jù)，記錄溫度曲線，生成個體溫度數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)包括當(dāng)天的最高溫度，放水溫差，基本舒適溫度和用戶的用水習(xí)慣。此溫度數(shù)據(jù)至少需要采集兩天的數(shù)據(jù)，全自動學(xué)習(xí)用戶習(xí)慣。

其中放水溫差記錄當(dāng)天放水時(shí)溫差的最大值；

基本舒適溫度是通過查詢前一天的最高溫度和最低溫度，得出的合理舒適溫度；

用戶的用水習(xí)慣記錄全天用戶用水的時(shí)間段。

步驟3：全自動學(xué)習(xí)用戶習(xí)慣后，對熱水器進(jìn)行智能調(diào)控，首先在波谷電價(jià)時(shí)段，優(yōu)先在波谷時(shí)段的起始時(shí)間對熱水器進(jìn)行加熱，達(dá)到最優(yōu)溫度；(最優(yōu)溫度＝基本舒適溫度+放水溫差)

由于熱水器的保溫性能通常很好，每4－－6小時(shí)，溫度下降1度，所以在波谷電價(jià)起始階段，檢測到熱水器當(dāng)前水溫低于最優(yōu)溫度，立即對熱水器進(jìn)行補(bǔ)償加熱，加熱后，熱水器處于保溫狀態(tài)。若在波谷時(shí)間段有用水行為，則在用戶行為發(fā)生后，再次進(jìn)行補(bǔ)償加熱。

步驟4：若在波峰電價(jià)時(shí)段有用水行為，則需檢查在下一時(shí)段用戶是否有用水習(xí)慣，若有，則進(jìn)行加熱，若無，則使熱水器維持基本舒適溫度即可。

用戶的用水習(xí)慣通過查詢設(shè)備前一天/周的用水記錄，判斷下一時(shí)段是否會有用水行為。

步驟5：若放水量過大，熱水器的當(dāng)前溫度已低于基本舒適溫度，則在下個加熱區(qū)間，會補(bǔ)償加熱到最高溫度。

實(shí)際水溫和智能推薦最優(yōu)溫度關(guān)系見圖2。

實(shí)施例四：熱水器智能節(jié)電系統(tǒng)

本發(fā)明實(shí)施例提供的熱水器智能節(jié)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

系統(tǒng)包括：

控制單元、溫度傳感器、計(jì)時(shí)器，其中，

控制單元用于記錄存儲溫度數(shù)據(jù)，通過ai智能算法，動態(tài)控制熱水器的水溫加熱及水量加注；

溫度傳感器用于采集熱水器內(nèi)的水溫信息；

計(jì)時(shí)器用于采集用戶的用水時(shí)間信息。

進(jìn)一步的，控制單元接收來自溫度傳感器的水溫信息，計(jì)算生成用戶個體溫度數(shù)據(jù)；控制單元根據(jù)用戶個體溫度數(shù)據(jù)，動態(tài)控制熱水器的水溫加熱。

進(jìn)一步的，控制單元接收計(jì)時(shí)器采集的用戶用水時(shí)間信息，計(jì)算獲得用戶的用水習(xí)慣；控制單元根據(jù)用戶的用水習(xí)慣，動態(tài)控制熱水器的水溫加熱。

具體的，所述溫度傳感器，用于采集熱水器內(nèi)的水溫信息；

所述計(jì)時(shí)器，用于采集用戶的用水時(shí)間信息；

所述控制單元，用于根據(jù)所述水溫信息和用戶的用水時(shí)間信息，記錄溫度曲線，生成個體溫度數(shù)據(jù)；根據(jù)所述個體溫度數(shù)據(jù)，制定熱水器水溫控制策略；根據(jù)所述水溫控制策略，控制熱水器的水溫加熱。

所述水溫控制策略，進(jìn)一步包括：

在波谷電價(jià)時(shí)段，動態(tài)檢測熱水器的水溫，若檢測到熱水器的當(dāng)前水溫低于最優(yōu)溫度to，對熱水器進(jìn)行補(bǔ)償加熱，至水溫達(dá)到最優(yōu)溫度to時(shí)停止加熱；

在波峰電價(jià)時(shí)段，動態(tài)檢測熱水器的水溫，檢查在下一時(shí)段用戶是否有用水習(xí)慣，若有，則進(jìn)行加熱到最優(yōu)溫度to時(shí)停止，若無，則使熱水器維持基本舒適溫度tb。

所述水溫控制策略，進(jìn)一步包括：

若在波谷時(shí)間段有用水行為，則在用戶行為發(fā)生后，立即對熱水器進(jìn)行補(bǔ)償加熱，至水溫達(dá)最優(yōu)溫度to時(shí)停止加熱；和/或

若在波峰電價(jià)時(shí)段有用水行為，則檢查在下一時(shí)段用戶是否有用水習(xí)慣；若有，則進(jìn)行加熱到最優(yōu)溫度to時(shí)停止，若無，則使熱水器維持基本舒適溫度tb。

本發(fā)明技術(shù)方案提供一種熱水器智能節(jié)電方法和系統(tǒng)，該方法通用采集熱水器中水的溫度，生成用戶個體溫度數(shù)據(jù)，包括基本舒適溫度、放水溫差記錄、最優(yōu)溫度，學(xué)習(xí)用戶用水習(xí)慣，區(qū)分用戶用水時(shí)間段的電價(jià)波峰、波谷，據(jù)此動態(tài)調(diào)整加熱熱水器。本發(fā)明技術(shù)方案能夠根據(jù)熱水器用戶的行為習(xí)慣進(jìn)行動態(tài)調(diào)控?zé)崴鞯乃疁?，在保證用戶用水體驗(yàn)的前提下，達(dá)到最優(yōu)節(jié)電，同時(shí)又利用峰谷電價(jià)差，有效節(jié)約了熱水器的使用成本。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器和光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。