熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，包括：記錄太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和熱水系統(tǒng)的水箱溫度數(shù)據(jù)；匯總所述太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和水箱溫度數(shù)據(jù)以獲得每日水箱最高溫度和每日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度；以當(dāng)日水箱最高溫度、前日水箱最高溫度和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度為變量，采用二元回歸分析預(yù)測法獲得當(dāng)日水箱最高溫度的預(yù)測模型；通過散點(diǎn)圖法獲得所述每日天氣狀況和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)圖，根據(jù)所述預(yù)測模型預(yù)測未來日的水箱最高溫度。所述熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法的有益效果是：預(yù)測數(shù)據(jù)保障率高；方法簡單，可靠，便于推廣應(yīng)用；有利于熱水系統(tǒng)的使用者提前采取相應(yīng)措施，減少事故發(fā)生問題的幾率；降低企業(yè)的運(yùn)行成本。
【專利說明】熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能熱利用系統(tǒng)的運(yùn)行管理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種太陽能熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能熱利用系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)的參數(shù)選擇一般是根據(jù)冬季的參數(shù)確定，由于太陽能冬、夏季節(jié)的不平衡，導(dǎo)致夏季產(chǎn)熱量大于需求量，產(chǎn)生過剩的熱量，給太陽能熱利用系統(tǒng)帶來一些問題。如何避免系統(tǒng)過熱，是太陽能熱利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可忽視的問題，也是困擾太陽能熱利用系統(tǒng)大范圍推廣的重要因素。
[0003]太陽能熱水系統(tǒng)是一種常見的太陽能熱利用系統(tǒng)。目前，《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)安全可靠，內(nèi)置加熱系統(tǒng)必須帶有保證使用安全的裝置，并根據(jù)不同地區(qū)應(yīng)采取防過熱等技術(shù)措施。其中太陽能熱水系統(tǒng)防過熱措施有:具有防過熱功能的太陽能承壓水箱、設(shè)置儲熱水箱和熱平衡水箱、用遮蔭網(wǎng)蓋住一部分真空管、電控散熱器、配置并聯(lián)散熱管路的太陽能承壓集熱器等措施。這些措施全部是事后防治措施，即當(dāng)水箱水溫過高時，采用泄壓、放水、遮蔽、散熱等技術(shù)措施。這些事后防止措施的主要缺點(diǎn)是:使用者無法了解系統(tǒng)何時出現(xiàn)過熱問題，完全依靠系統(tǒng)本身進(jìn)行防治；當(dāng)系統(tǒng)周圍環(huán)境惡化或者系統(tǒng)本身防治措施失靈時，過熱現(xiàn)象仍會出現(xiàn)；當(dāng)遇到極端天氣或超出設(shè)計(jì)情況時，系統(tǒng)仍然會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可以預(yù)測熱水系統(tǒng)的水箱溫度的方法，該方法簡單，可靠，便于推廣應(yīng)用。所述預(yù)測方法可以幫助使用者提前了解何時會出現(xiàn)過熱問題，并采取相應(yīng)措施，減少了事故發(fā)生問題的幾率，降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，有利于熱水系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，包括以下步驟:
[0006]記錄太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和熱水系統(tǒng)的水箱溫度數(shù)據(jù)；
[0007]匯總所述太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和熱水系統(tǒng)的水箱溫度數(shù)據(jù)以獲得每日水箱最高溫度和每日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度；
[0008]以當(dāng)日水箱最高溫度、前日水箱最高溫度和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度為變量，采用二元回歸分析預(yù)測法獲得當(dāng)日水箱最高溫度的預(yù)測模型；
[0009]通過散點(diǎn)圖法獲得所述每日天氣狀況和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)圖，根據(jù)所述當(dāng)日天氣情況獲得當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度，根據(jù)所述預(yù)測模型預(yù)測未來日的水箱最高溫度。
[0010]進(jìn)一步地，所述預(yù)測模型為所述當(dāng)日水箱最高溫度與前日水箱最高溫度、當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
[0011]進(jìn)一步地，所述二元回歸分析預(yù)測法所使用的當(dāng)日水箱最高溫度、前日水箱最高溫度和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度的數(shù)據(jù)不少于50組。
[0012]進(jìn)一步地，所述溫度預(yù)測方法還包括修正所述預(yù)測模型，所述預(yù)測模型為所述當(dāng)日水箱最高溫度與前日水箱最高溫度、當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，根據(jù)所述修正預(yù)測模型預(yù)測未來日的水箱最高溫度。
[0013]進(jìn)一步地，通過散點(diǎn)圖法獲得所述每日天氣狀況和當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)圖。
[0014]進(jìn)一步地，所述每日天氣狀況采用每日白天天氣。
[0015]進(jìn)一步地，所述每日白天為每日6點(diǎn)至18點(diǎn)。
[0016]進(jìn)一步地，所述每日天氣狀況為晴、多云、陰、小雨、中雨、大雨或雨雪。
[0017]進(jìn)一步地，所述水箱溫度的記錄周期和太陽輻射強(qiáng)度的記錄周期均小于或等于15分鐘。
[0018]進(jìn)一步地，所述未來日的日數(shù)取決于天氣預(yù)報(bào)的天數(shù)。
[0019]進(jìn)一步地，所述未來日的日數(shù)為3-7天。
[0020]本發(fā)明公開了一種熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，所述溫度預(yù)測方法可以廣泛應(yīng)用于太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用的運(yùn)行管理【技術(shù)領(lǐng)域】，其有益效果是:
[0021]1.預(yù)測數(shù)據(jù)保障率高。使用該方法可以較高的貼合實(shí)際發(fā)生的溫度，通過不斷地使用近期數(shù)據(jù)更新預(yù)測模型可以不斷提高預(yù)測模型的精確度；
[0022]2.方法簡單，可靠，便于推廣應(yīng)用。本發(fā)明方法中所涉及的數(shù)據(jù)記錄、預(yù)測方法，方法簡單，易于操作，便于推廣；
[0023]3.有利于熱水系統(tǒng)的使用者提前采取相應(yīng)措施，減少事故發(fā)生問題的幾率。通過提前預(yù)知未來可能發(fā)生過熱的可能，提前檢查系統(tǒng)放熱措施、周圍環(huán)境或者使用額外措施來防治，極大地降低事故發(fā)生的可能性；
[0024]4.降低企業(yè)的運(yùn)行成本。通過提前預(yù)測，可以使物業(yè)維護(hù)人員不需每日防治，只在可能日加強(qiáng)巡檢力度，可以極大地減少物業(yè)管理的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法的流程圖。
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的未來日水箱最高溫度與實(shí)際計(jì)量的水箱最高水溫的對比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更詳細(xì)的描述。根據(jù)下列描述和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，熱水系統(tǒng)優(yōu)選為太陽能熱水系統(tǒng)，所述太陽能熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法包括步驟:
[0029]步驟SI，記錄太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和太陽能熱水系統(tǒng)的水箱溫度數(shù)據(jù)，水箱水溫記錄和太陽輻射強(qiáng)度記錄周期為小于等于15分鐘，水溫記錄精度為0.1°C，太陽輻射強(qiáng)度記錄精度為0.lW/m2，每日天氣狀況為晴、多云、陰、小雨、中雨、大雨或雨雪，每日天氣狀況只記錄每日白天天氣情況；
[0030]步驟S2，匯總所述太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和熱水系統(tǒng)的水箱溫度數(shù)據(jù)匯總獲得每日水箱最高溫度和每日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度，所述每日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度為每日所有記錄的太陽輻射強(qiáng)度的累加值；
[0031]步驟S3，采用二元回歸分析預(yù)測法獲得當(dāng)日水箱最高溫度的預(yù)測模型，所述預(yù)測模型為所述當(dāng)日水箱最高溫度與前日水箱最高溫度、當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，所述二元回歸分析預(yù)測法所使用的當(dāng)日水箱最高溫度、前日水箱最高溫度和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度的數(shù)據(jù)應(yīng)不少于50組；
[0032]步驟S4，修正所述預(yù)測模型，所述修正預(yù)測模型為所述當(dāng)日水箱最高溫度與前日水箱最高溫度、當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，即在所述預(yù)測模型的數(shù)學(xué)公式中使用當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度替代當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度，此外，通過散點(diǎn)圖法獲得所述每日天氣狀況和當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)圖；
[0033]步驟S5，根據(jù)所述修正預(yù)測模型預(yù)測未來日的水箱最高溫度，未來日的日數(shù)決定于天氣預(yù)報(bào)的天數(shù)，一般為3-7天。
[0034]在本實(shí)施例中，選定當(dāng)日水箱最高溫度、前日水箱最高溫度和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度的數(shù)據(jù)為55組，每日白天的時間會隨著季節(jié)的不同而不同，優(yōu)選為6點(diǎn)至18點(diǎn)，通過二元回歸分析預(yù)測方法獲得當(dāng)日水箱最高溫度與前日水箱最高溫度、當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間數(shù)學(xué)關(guān)系式如下:
[0035]T = 23.36+0.0 9*Τ1+10.99*Ρ
[0036]其中，T為當(dāng)日水箱最高溫度，Tl為前日水箱最高溫度，P為當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度。
[0037]通過散點(diǎn)圖法可以獲得所述每日天氣狀況和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)圖，然后，根據(jù)未來日的天氣狀況確定當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度，最后根據(jù)上述數(shù)學(xué)公式即可預(yù)測出未來日的水箱最高溫度。
[0038]優(yōu)選地，在上述數(shù)學(xué)公式中，使用當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度替代當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度，可得修正預(yù)測模型的數(shù)學(xué)關(guān)系式如下:
[0039]T = 23.36+0.09*Τ1+10.99*Ρ1
[0040]其中，T為當(dāng)日水箱最高溫度，Tl為前日水箱最高溫度，Pl為當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度。
[0041]由于當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度與每日天氣狀況的相關(guān)性比當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度與每日天氣狀況的相關(guān)性更大，通過未來日的天氣狀況預(yù)測當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度更為精確，因此在本實(shí)施例中采用修正預(yù)測模型進(jìn)行未來日的水箱最高溫度的預(yù)測。
[0042]如表1所示，表1給出了所述當(dāng)日天氣狀況和當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)關(guān)系。
[0043]

【權(quán)利要求】
1.一種熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法包括以下步驟: 記錄太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和熱水系統(tǒng)的水箱溫度數(shù)據(jù)； 匯總所述太陽輻射強(qiáng)度、每日天氣狀況和熱水系統(tǒng)的水箱溫度數(shù)據(jù)以獲得每日水箱最高溫度和每日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度； 以當(dāng)日水箱最高溫度、前日水箱最高溫度和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度為變量，采用二元回歸分析預(yù)測法獲得當(dāng)日水箱最高溫度的預(yù)測模型； 通過散點(diǎn)圖法獲得所述每日天氣狀況和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)圖，根據(jù)所述當(dāng)日天氣情況獲得當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度，根據(jù)所述預(yù)測模型預(yù)測未來日的水箱最高溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述預(yù)測模型為所述當(dāng)日水箱最高溫度與前日水箱最高溫度、當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
3.如權(quán)利要求2所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述二元回歸分析預(yù)測法所使用的當(dāng)日水箱最高溫度、前日水箱最高溫度和當(dāng)日累計(jì)太陽輻射強(qiáng)度的數(shù)據(jù)不少于50組。
4.如權(quán)利要求1所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述溫度預(yù)測方法還包括修正所述預(yù)測模型，所述修正預(yù)測模型為所述當(dāng)日水箱最高溫度與前日水箱最高溫度、當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，根據(jù)所述修正預(yù)測模型預(yù)測未來日的水箱最高溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，通過散點(diǎn)圖法獲得所述每日天氣狀況和當(dāng)日最大太陽輻射強(qiáng)度之間的散點(diǎn)圖。
6.如權(quán)利要求1所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述每日天氣狀況采用每日白天天氣。
7.如權(quán)利要求6所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述每日白天為每日6點(diǎn)至18點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述每日天氣狀況為晴、多云、陰、小雨、中雨、大雨或雨雪。
9.如權(quán)利要求1所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述水箱溫度的記錄周期和太陽輻射強(qiáng)度的記錄周期均小于或等于15分鐘。
10.如權(quán)利要求1所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述未來日的日數(shù)取決于天氣預(yù)報(bào)的天數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的熱水系統(tǒng)的溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述未來日的日數(shù)為3-7天。
【文檔編號】G06F11/30GK104077206SQ201410339802
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】夏麟, 田煒, 沈迪 申請人:華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司