相变蓄热围护结构隔热的碳纤维电热膜智慧供暖系统的制作方法

1.本发明涉及智能供暖技术领域，尤其涉及一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统。


背景技术：

2.电能是一种高品位的能源，电供暖是一种以电能为热源的供暖方式，它直接或间接地将电能转化为热能，以满足用户的采暖需求。电供暖包括通过热泵换热等方式的电间接供暖和电直接加热发热体的电直接供暖，电直接加热供暖又包括电加热换热介质(如水、油等)供暖，如电锅炉、电暖气等，和电直接加热发热体供暖，如以电热缆、碳纤维发热丝和电热膜等为发热体的电热辐射供暖，目前，无论是采用电间接供暖还是电直接供暖的方式，都存在电供暖的运行成本高、初始投资大以及供暖效率低等问题，使电能在供暖领域的热利用受到局限。


技术实现要素：

3.针对上述所显示出来的问题，本发明提供了一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统用以解决背景技术中提到的无论是采用电间接供暖还是电直接供暖的方式，都存在电供暖的运行成本高、初始投资大以及供暖效率低等问题，使电能在供暖领域的热利用受到局限的问题。
4.一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，该系统包括：
5.发热模块，用于电加热发热体产生热量对目标房间内进行加热；
6.相变蓄热模块，用于根据目标房间的当前温度选择性地进行辅助升温或者降温；
7.隔热模块，用于在目标房间内设置隔热材料以实现对目标房间的隔热功能；
8.智慧控制模块，用于智能控制所述发热模块的工作参数以实现目标房间内的精准供暖和智慧供暖；
9.所述发热体为碳纤维或电热膜中的一种。
10.优选的，所述相变蓄热模块，包括：
11.热量吸收子模块，用于获取当前时间点，确认所述当前时间点是否在特定时间段内，若是，吸收目标房间中的热量并进行存储；
12.检测子模块，用于检测目标房间内的当前温度；
13.比较子模块，用于将所述当前温度与预设温度进行比较，获取比较结果；
14.第一确认子模块，用于若所述比较结果为当前温度大于预设温度，确认需要对目标房间内部进行降温，若所述比较结果为当前温度小于预设温度，确认需要对目标房间内部进行辅助升温；
15.控制子模块，用于当确认需要对目标房间内部进行降温时，控制所述热量吸收子模块再次吸收目标房间中的热量，当确认需要对目标房间内部进行升温时，控制所述热量吸收子模块释放存储的热量以对目标房间内部进行辅助升温。
16.优选的，所述隔热模块，包括：
17.获取子模块，用于获取目标房间的房间结构三维立体图；
18.第一生成子模块，用于根据所述房间结构三维立体图生成目标隔热方案，根据所述目标隔热方案选择使用的隔热材料；
19.第二生成子模块，用于根据所述目标隔热方案生成隔热材料铺设结构图，将所述隔热材料铺设结构图进行显示；
20.第二确认子模块，用于检测隔热材料铺设完毕后目标房间内的隔热效果，确认所述隔热效果是否合格，若是，无需进行后续操作，否则，发出报警提示。
21.优选的，所述智慧控制模块，包括：
22.设置子模块，用于设置所述发热模块和相变蓄热模块的工作时间段；
23.平衡子模块，用于采集发热模块的工作参数，根据工作参数平衡发热模块的电力负荷；
24.气候补偿控制子模块，用于根据气象数据确定发热模块的工作参量，根据所述工作参量智能控制发热模块的工作状态；
25.智能控制子模块，用于检测目标房间内是否有开窗行为或目标房间是否为空置状态，根据检测结果智能控制所述发热模块。
26.优选的，所述气候补偿控制子模块，包括：
27.绘制单元，用于从预设服务器上获取目标房间所在区域近24小时的气象数据，根据所述气象数据绘制近24小时的温度曲线；
28.第一计算单元，用于根据所述温度曲线获取气候补偿参量，根据所述气候补偿参量计算出目标房间内的耗散功率分布和耗散热量；
29.确定单元，用于根据目标房间内的耗散功率分布和耗散热量确定发热模块的工作参量；
30.第一控制单元，用于控制所述发热模块根据所述工作参量进行加热。
31.优选的，所述智能控制子模块，包括：
32.采集单元，用于采集目标房间内部在预设时间段内的多个当前室内温度；
33.第二计算单元，用于根据所述多个当前室内温度计算出目标房间内部在预设时间段内的温度变化率；
34.检测单元，用于检测目标房间内部的人体红外信号，获取检测结果；
35.分析单元，用于根据目标房间内部在预设时间段内的温度变化率和检测结果分析目标房间内是否有开窗行为或目标房间内是否空置；
36.第二控制单元，用于当确认目标房间内有开窗行为时，关闭所述发热模块，当确认目标房间为空置状态时，控制所述发热模块以低温加热模式进行加热。
37.优选的，所述第一生成子模块根据所述房间结构三维立体图生成目标隔热方案的步骤包括：
38.在预设服务器中查找与所述房间结构三维立体图相匹配的多个第一隔热方案；
39.获取每个第一隔热方案的隔热指标，对其进行标准化处理以获得每个第一隔热方案的隔热指标矩阵；
40.对每个第一隔热方案的隔热指标矩阵中的指标信息进行预设熵处理，获得每个第
一隔热方案的指标评价矩阵；
41.通过主成分分析方法计算出每个第一隔热方案的第一评价指标值；
42.从所述房间结构三维立体图中确定目标房间内部的通风情况，根据所述通风情况计算出目标房间内部的通风干扰系数；
43.根据所述通风干扰系数利用预设干扰程度评估函数评估出通风情况对于每个第一隔热方案的干扰因子；
44.根据每个第一隔热方案的干扰因子对该第一隔热方案的第一评价指标值进行修正，获得每个第一隔热方案的第二评价指标值；
45.解析第一隔热方案的方案内容，获得每个第一方案的安全系数、效能系数和成本系数；
46.根据每个第一隔热方案的安全系数、效能系数和成本系数计算出该第一隔热方案的效益系数；
47.确定每个第一隔热方案中的不可控向量因素，根据每个第一隔热方案中的不可控向量因素构建该第一隔热方案的设计变化矩阵；
48.利用每个第一隔热方案的设计变化矩阵评估出该第一隔热方案的风险值；
49.根据每个第一隔热方案的风险值、效益系数和第二评价指标值综合评出每个第一隔热方案的推荐度；
50.将推荐度最大的目标第二隔热方案确认为目标房间对应的目标隔热方案。
51.优选的，所述根据每个第一隔热方案的安全系数、效能系数和成本系数计算出该第一隔热方案的效益系数，包括：
52.获取每个第一隔热方案的操作难度系数和投资成本、维护成本、运行成本和退役成本；
53.根据所述每个第一隔热方案的操作难度系数和投资成本、维护成本、运行成本、退役成本、安全系数、效能系数和成本系数计算出每一个第一隔热方案的效能系数：
[0054][0055]
其中，a
i
表示为第i个第一隔热方案的效能系数，q
i
表示为第i个第一隔热方案的操作难度系数，f
i
表示为第i个第一隔热方案的安全系数，b
i1
表示为第i个第一隔热方案的投资成本，b
i2
表示为第i个第一隔热方案的维护成本，b
i3
表示为第i个第一隔热方案的运行成本，b
i4
表示为第i个第一隔热方案的退役成本，w
i
表示为第i个第一隔热方案的成本系数，b
′
表示为预设最大期望成本，d
i
表示为第i个第一隔热方案对应的安装隔热材料的空间利用系数。
[0056]
优选的，所述相变蓄热模块还用于在目标房间内部的热量损失效率低于预设效率时对目标房间进行辅助供暖，其步骤包括：
[0057]
获取发热模块单位时间内的用电量；
[0058]
根据所述发热模块单位时间内的用电量计算出单位时间内目标房间内部的热量损耗值：
[0059][0060]
其中，q表示为单位时间内目标房间内部的热量损耗值，u表示为发热模块单位时间内的用电量，δ表示为发热模块对电能的利用率，θ表示为发热模块用电量和产生热量的转化率，k1表示为目标房间内部墙体的传热系数，f1表示为目标房间内部墙体的面积，μ1表示为目标房间内部墙体的温差修正系数，k2表示为目标房间内窗户的传热系数，f2表示为目标房间内部窗户的面积，μ2表示为目标房间内部窗户的温差修正系数，k3表示为目标房间内屋顶的传热系数，f3表示为目标房间内部屋顶的面积，μ3表示为目标房间内部屋顶的温差修正系数，k4表示为目标房间内地面的传热系数，f4表示为目标房间内部地面的面积，μ4表示为目标房间内部地面的温差修正系数，t1表示为目标房间内的用户设定温度，t2表示为目标房间内的当前温度，β表示为目标房间的封闭性指数，e表示为自然常数，取值为2.72，φ表示为发热模块的供暖效率，ω表示为发热模块的利用系数，v1表示为目标房间内部开放区域的总体积，v2表示为目标房间内部的总体积；
[0061]
根据单位时间内目标房间内部的热量损耗值计算出目标房间内部的热量损失效率：
[0062][0063]
其中，p表示为目标房间内部的热量损失效率；
[0064]
将所述热量损失效率与预设效率进行比较，当所述热量损失效率小于等于预设效率时，无需进行后续操作，当所述热量损失效率大于预设效率时，确认需要对目标房间进行辅助供暖；
[0065]
计算出所述相变蓄热模块的辅助供暖时长：
[0066][0067]
其中，t表示为相变蓄热模块的辅助供暖时长，o表示为相变蓄热模块的已存储热量，q
′
表示为相变蓄热模块在单位时间内的辅助放热量，表示相变蓄热模块的辅助供暖效率，p1表示为预设效率，o1表示为没提高固定百分比的热量损失效率所需要的辅助热量，a表示为目标房间内部的当前舒适度，b表示为目标房间内部的人流密度；
[0068]
所述好相变蓄热模块对目标房间内部进行辅助供暖时长的辅助供暖工作。
[0069]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0070]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0071]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实
施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0072]
图1为本发明所提供的一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统结构示意图；
[0073]
图2为本发明所提供的一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统另一结构示意图；
[0074]
图3为本发明所提供的一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统又一结构示意图；
[0075]
图4为本发明所提供的一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统又一结构示意图；
[0076]
图5为根据本发明所生成的基于相变蓄热和围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统实施例截图；
[0077]
图6为基于相变蓄热和围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统中智慧控制单元的结构示意图；
[0078]
图7为智慧控制单元中谷电应用控制子单元的工作流程图；
[0079]
图8为智慧控制单元中平衡用电负荷减少电力增容控制子单元的工作流程图；
[0080]
图9为智慧控制单元中气候补偿控制子单元的工作流程图；
[0081]
图10为智慧控制单元中防止开窗散热温度骤降控制子单元的工作流程图；
[0082]
图11为智慧控制单元中空置房屋低温运行子单元的工作流程图；
[0083]
图12为智慧控制单元中分时分区控制子单元的工作流程图。
具体实施方式
[0084]
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0085]
电能是一种高品位的能源，电供暖是一种以电能为热源的供暖方式，它直接或间接地将电能转化为热能，以满足用户的采暖需求。电供暖包括通过热泵换热等方式的电间接供暖和电直接加热发热体的电直接供暖，电直接加热供暖又包括电加热换热介质(如水、油等)供暖，如电锅炉、电暖气等，和电直接加热发热体供暖，如以电热缆、碳纤维发热丝和电热膜等为发热体的电热辐射供暖，目前，无论是采用电间接供暖还是电直接供暖的方式，都存在电供暖的运行成本高、初始投资大以及供暖效率低等问题，使电能在供暖领域的热利用受到局限，为了解决上述问题，本实施例公开了一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统。
[0086]
一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，如图1所示，该系统包括：
[0087]
发热模块101，用于电加热发热体产生热量对目标房间内进行加热；
[0088]
相变蓄热模块102，用于根据目标房间的当前温度选择性地进行辅助升温或者降温；
[0089]
隔热模块103，用于在目标房间内设置隔热材料以实现对目标房间的隔热功能；
[0090]
智慧控制模块104，用于智能控制所述发热模块的工作参数以实现目标房间内的精准供暖和智慧供暖；
[0091]
所述发热体为碳纤维或电热膜中的一种；
[0092]
在本实施例中，上述相变蓄热模块通过在谷电时段采集并存储目标房间内部的热量，然后在峰电时段放出热量对目标房间内部进行辅助供暖，也可以在目标房间内部超温时继续采集并存储热量到自身从而实现对于目标房间内部的降温工作。
[0093]
上述技术方案的工作原理为：在对目标房间进行加热供暖之前在目标房间内部设置隔热材料以实现目标房间的隔热效果，从而可以保证热量存在的时间更加长，然后通过电加热发热体产生热量来对目标房间进行加热，检测目标房间内部的温度是否超温或者不足，若是，利用相变蓄热模块对目标房间内部进行辅助升温或者降温，通过智慧控制模块智能地控制发热模块的工作参数来实现对于目标房间内部的智慧供暖。
[0094]
上述技术方案的有益效果为：通过利用电加热发热体的方式来产生热量进而进行供暖可以以相对可观的成本实现供暖工作，降低了投资成本，进一步地，通过设置相变蓄热模块可以适应性地对目标房间内的温度进行调节，提高了实用性的同时也可也提高供暖效率，保证了目标房间内的舒适度，进一步地，通过设置隔热模块和指挥控制模块可以智能地对发热模块的工作参数进行控制进而对目标房间进行精准供暖，同时也可以保证目标房间内的隔热效果，使得温度维持更久，进一步地提高了目标房间内部的舒适感，解决了现有技术中无论是采用电间接供暖还是电直接供暖的方式，都存在电供暖的运行成本高、初始投资大以及供暖效率低等问题，使电能在供暖领域的热利用受到局限的问题，进一步地，用户可根据自己的需要在不同导热特性的材料中选择适合的材料，提高了用户的体验感。
[0095]
在一个实施例中，所述相变蓄热模块，包括：
[0096]
热量吸收子模块，用于获取当前时间点，确认所述当前时间点是否在特定时间段内，若是，吸收目标房间中的热量并进行存储；
[0097]
检测子模块，用于检测目标房间内的当前温度；
[0098]
比较子模块，用于将所述当前温度与预设温度进行比较，获取比较结果；
[0099]
第一确认子模块，用于若所述比较结果为当前温度大于预设温度，确认需要对目标房间内部进行降温，若所述比较结果为当前温度小于预设温度，确认需要对目标房间内部进行辅助升温；
[0100]
控制子模块，用于当确认需要对目标房间内部进行降温时，控制所述热量吸收子模块再次吸收目标房间中的热量，当确认需要对目标房间内部进行升温时，控制所述热量吸收子模块释放存储的热量以对目标房间内部进行辅助升温。
[0101]
上述技术方案的有益效果为：可以有效地利用目标房间内部产生的热量进行二次供暖，进一步地提高了供暖效率的同时节省了电能损耗，同时，通过设置热量吸收子模块可以控制目标房间室内温度不会升高或降低过快，让局部环境保持在一个舒适的温度区间，减少室温波动性，提高房间舒适度，进一步地，目标房间内部进行降温手段采用采集热量的方式既可以实现降温效果又可以将多余的热量存储起来，进一步地节省了能源的损耗，提高了供暖效率。
[0102]
在一个实施例中，如图2所示，所述隔热模块，包括：
[0103]
获取子模块1031，用于获取目标房间的房间结构三维立体图；
[0104]
第一生成子模块1032，用于根据所述房间结构三维立体图生成目标隔热方案，根据所述目标隔热方案选择使用的隔热材料；
[0105]
第二生成子模块1033，用于根据所述目标隔热方案生成隔热材料铺设结构图，将所述隔热材料铺设结构图进行显示；
[0106]
第二确认子模块1034，用于检测隔热材料铺设完毕后目标房间内的隔热效果，确认所述隔热效果是否合格，若是，无需进行后续操作，否则，发出报警提示。
[0107]
上述技术方案的有益效果为：可自动生成隔热材料铺设结构图供用户进行隔热材料的设置，同时，通过选择合适的隔热材料可以针对目标房间的格局选择隔热效果最佳的隔热材料，保证了隔热性能，提高了用户的体验感，进一步地，通过检测目标房间内的隔热效果可以更加严谨地保证目标房间内的隔热效果保持稳定，避免热量流水导致供热效率下降从而造成额外的电能损耗的问题。
[0108]
在一个实施例中，如图3所示，所述智慧控制模块，包括：
[0109]
设置子模块1041，用于设置所述发热模块和相变蓄热模块的工作时间段；
[0110]
平衡子模块1042，用于采集发热模块的工作参数，根据工作参数平衡发热模块的电力负荷；
[0111]
气候补偿控制子模块1043，用于根据气象数据确定发热模块的工作参量，根据所述工作参量智能控制发热模块的工作状态；
[0112]
智能控制子模块1044，用于检测目标房间内是否有开窗行为或目标房间是否为空置状态，根据检测结果智能控制所述发热模块。
[0113]
上述技术方案的有益效果为：通过设置发热模块和相变蓄热模块的工作时间段可以有效稳定地自控控制发热模块和相变蓄热模块工作，同时，通过平衡发热模块的电力负荷可以避免电力负荷过大出现安全事故问题，提高了安全性，进一步地，通过根据气象数据智能控制发热模块的工作状态可以智能化地根据天气情况确定当天需要的加热参量，进而保证目标房间内稳定在一个良好的温度范围内，进一步地提高了舒适感，进一步地，通过设置智能控制模块可以实时地控制发热模块的工作状态，根据不同情况以不同模式工作，进一步地节省了电能损耗。
[0114]
在一个实施例中，如图4所示，所述气候补偿控制子模块，包括：
[0115]
绘制单元10431，用于从预设服务器上获取目标房间所在区域近24小时的气象数据，根据所述气象数据绘制近24小时的温度曲线；
[0116]
第一计算单元10432，用于根据所述温度曲线获取气候补偿参量，根据所述气候补偿参量计算出目标房间内的耗散功率分布和耗散热量；
[0117]
确定单元10433，用于根据目标房间内的耗散功率分布和耗散热量确定发热模块的工作参量；
[0118]
第一控制单元10434，用于控制所述发热模块根据所述工作参量进行加热。
[0119]
上述技术方案的有益效果为：通过计算目标房间内的耗散功率分布和耗散热量可以根据计算出的参数快速准确地确定发热模块的工作参量，可提前应对天气原因导致的室内温度变化情况，进一步地提高了使用性和用户的体验感。
[0120]
在一个实施例中，所述智能控制子模块，包括：
[0121]
采集单元，用于采集目标房间内部在预设时间段内的多个当前室内温度；
[0122]
第二计算单元，用于根据所述多个当前室内温度计算出目标房间内部在预设时间段内的温度变化率；
[0123]
检测单元，用于检测目标房间内部的人体红外信号，获取检测结果；
[0124]
分析单元，用于根据目标房间内部在预设时间段内的温度变化率和检测结果分析目标房间内是否有开窗行为或目标房间内是否空置；
[0125]
第二控制单元，用于当确认目标房间内有开窗行为时，关闭所述发热模块，当确认目标房间为空置状态时，控制所述发热模块以低温加热模式进行加热。
[0126]
上述技术方案的有益效果为：通过确定目标房间内是否有开窗行为或目标房间是否控制可以智能地控制发热模块的工作状态，降低了能源损耗。
[0127]
在一个实施例中，所述第一生成子模块根据所述房间结构三维立体图生成目标隔热方案的步骤包括：
[0128]
在预设服务器中查找与所述房间结构三维立体图相匹配的多个第一隔热方案；
[0129]
获取每个第一隔热方案的隔热指标，对其进行标准化处理以获得每个第一隔热方案的隔热指标矩阵；
[0130]
对每个第一隔热方案的隔热指标矩阵中的指标信息进行预设熵处理，获得每个第一隔热方案的指标评价矩阵；
[0131]
通过主成分分析方法计算出每个第一隔热方案的第一评价指标值；
[0132]
从所述房间结构三维立体图中确定目标房间内部的通风情况，根据所述通风情况计算出目标房间内部的通风干扰系数；
[0133]
根据所述通风干扰系数利用预设干扰程度评估函数评估出通风情况对于每个第一隔热方案的干扰因子；
[0134]
根据每个第一隔热方案的干扰因子对该第一隔热方案的第一评价指标值进行修正，获得每个第一隔热方案的第二评价指标值；
[0135]
解析第一隔热方案的方案内容，获得每个第一方案的安全系数、效能系数和成本系数；
[0136]
根据每个第一隔热方案的安全系数、效能系数和成本系数计算出该第一隔热方案的效益系数；
[0137]
确定每个第一隔热方案中的不可控向量因素，根据每个第一隔热方案中的不可控向量因素构建该第一隔热方案的设计变化矩阵；
[0138]
利用每个第一隔热方案的设计变化矩阵评估出该第一隔热方案的风险值；
[0139]
根据每个第一隔热方案的风险值、效益系数和第二评价指标值综合评出每个第一隔热方案的推荐度；
[0140]
将推荐度最大的目标第二隔热方案确认为目标房间对应的目标隔热方案。
[0141]
上述技术方案的有益效果为：通过对匹配的多个第一隔热方案进行推荐度评估可以综合地评估出最适用于目标房间的隔热方案，间接地提高了供暖效率，进一步地，通过根据每个隔热方案的自身参数以及评估指标值和风险值来综合评估该隔热方案的推荐度可以就每个隔热方案的隔热效果、成本和风险等综合因素来直观地确定每个第一隔热方案的推荐度，更加实际准确和客观，提高了最终评估的推荐度的准确性，去除了人为情感因素的影响。
[0142]
在一个实施例中，所述根据每个第一隔热方案的安全系数、效能系数和成本系数计算出该第一隔热方案的效益系数，包括：
[0143]
获取每个第一隔热方案的操作难度系数和投资成本、维护成本、运行成本和退役成本；
[0144]
根据所述每个第一隔热方案的操作难度系数和投资成本、维护成本、运行
[0145]
成本、退役成本、安全系数、效能系数和成本系数计算出每一个第一隔热方案的效能系数：
[0146][0147]
其中，a
i
表示为第i个第一隔热方案的效能系数，q
i
表示为第i个第一隔热方案的操作难度系数，f
i
表示为第i个第一隔热方案的安全系数，b
i1
表示为第i个第一隔热方案的投资成本，b
i2
表示为第i个第一隔热方案的维护成本，b
i3
表示为第i个第一隔热方案的运行成本，b
i4
表示为第i个第一隔热方案的退役成本，w
i
表示为第i个第一隔热方案的成本系数，b
′
表示为预设最大期望成本，d
i
表示为第i个第一隔热方案对应的安装隔热材料的空间利用系数。
[0148]
上述技术方案的有益效果为：通过利用每个第一隔热方案的多个成本向量以及本身参数来综合地计算出每一个第一隔热方案的效能系数可以既考虑到材料成本又考虑到人力成本来综合地确定每个第一隔热方案的效益系数，使得计算的系数更加准确和实际，进一步地，通过代入每个第一隔热方案对应的安装隔热材料的空间利用系数来计算效能系数可以从空间的角度来进一步地评估每个第一隔热方案的效能系数，使得最终计算结果更加客观。
[0149]
在一个实施例中，所述相变蓄热模块还用于在目标房间内部的热量损失效率低于预设效率时对目标房间进行辅助供暖，其步骤包括：
[0150]
获取发热模块单位时间内的用电量；
[0151]
根据所述发热模块单位时间内的用电量计算出单位时间内目标房间内部的热量损耗值：
[0152][0153]
其中，q表示为单位时间内目标房间内部的热量损耗值，u表示为发热模块单位时间内的用电量，δ表示为发热模块对电能的利用率，θ表示为发热模块用电量和产生热量的转化率，k1表示为目标房间内部墙体的传热系数，f1表示为目标房间内部墙体的面积，μ1表示为目标房间内部墙体的温差修正系数，k2表示为目标房间内窗户的传热系数，f2表示为目标房间内部窗户的面积，μ2表示为目标房间内部窗户的温差修正系数，k3表示为目标房间内屋顶的传热系数，f3表示为目标房间内部屋顶的面积，μ3表示为目标房间内部屋顶的温差修正系数，k4表示为目标房间内地面的传热系数，f4表示为目标房间内部地面的面积，μ4表示
为目标房间内部地面的温差修正系数，t1表示为目标房间内的用户设定温度，t2表示为目标房间内的当前温度，β表示为目标房间的封闭性指数，e表示为自然常数，取值为2.72，φ表示为发热模块的供暖效率，ω表示为发热模块的利用系数，v1表示为目标房间内部开放区域的总体积，v2表示为目标房间内部的总体积；
[0154]
根据单位时间内目标房间内部的热量损耗值计算出目标房间内部的热量损失效率：
[0155][0156]
其中，p表示为目标房间内部的热量损失效率；
[0157]
将所述热量损失效率与预设效率进行比较，当所述热量损失效率小于等于预设效率时，无需进行后续操作，当所述热量损失效率大于预设效率时，确认需要对目标房间进行辅助供暖；
[0158]
计算出所述相变蓄热模块的辅助供暖时长：
[0159][0160]
其中，t表示为相变蓄热模块的辅助供暖时长，o表示为相变蓄热模块的已存储热量，q
′
表示为相变蓄热模块在单位时间内的辅助放热量，表示相变蓄热模块的辅助供暖效率，p1表示为预设效率，o1表示为没提高固定百分比的热量损失效率所需要的辅助热量，a表示为目标房间内部的当前舒适度，b表示为目标房间内部的人流密度；
[0161]
所述好相变蓄热模块对目标房间内部进行辅助供暖时长的辅助供暖工作。
[0162]
上述技术方案的有益效果为：通过计算出目标房间内部的热量损耗值可以精确地确定目标房间内部的热量损失效率，进而可以快速地确定是否需要对目标房间进行辅助供暖，进一步地提高了目标房间内部的舒适度和用户的体验感，进一步地，通过计算相变蓄热模块的辅助供暖时长可以精准地控制相变蓄热模块的辅助供暖时长，既避免了时间过长导致目标房间内部温度急剧上升而降低舒适度又避免了时间过短无法保证目标房间内部的适宜温度从而影响用户的日常生活情况的发生，进一步地提高了供暖效率和用户的体验感。
[0163]
在一个实施例中，如图5和图6所示，包括：
[0164]
以碳纤维发或电热膜为发热体进行电热转化，将谷电时段的电能转换成热能储存在相变蓄热体中，在峰电时段释放供暖；采用围护结构隔热技术在增强对外保温的同时又防止了热能向下传递和户间传递；智慧供暖控制系统包括谷电应用控制系统、平衡用电负荷减少电力增容控制系统、气候补偿控制系统、防止开窗散热温度骤降控制系统、空置房屋低温运行控制系统和分时分区控制系统，起到谷电应用实现削峰填谷和平衡用电负荷减少电力增容的作用，达到精准供暖和智慧供暖；
[0165]
其中，如图7所示，谷电应用控制系统建立储存热量和释放热量模型，按日为一个储能和释能周期。从进入谷电时刻至第二日同一时间点为一个计算周期，根据碳纤维/电热膜加热单元的加热功率及建筑耗热功率，计算预测需加热时长、可供热时长等进行蓄热和放热控制；
[0166]
如图8所示，平衡用电负荷减少电力增容控制系统包含户内电力负荷平衡系统和区域电力负荷平衡系统。户内电力负荷平衡系统采集户内的碳纤维/电热膜控制器的控制状态、温度、加热时间等，根据该用户的设计功率、决策户内碳纤维/电热膜控制器的控制状态，来平衡户内的电力负荷。区域电力负荷平衡系统采集管辖区域内各户的碳纤维/电热膜控制器的控制状态，根据计算的总功率决策各户允许碳纤维/电热膜控制器的打开的数量或加热功率，来平衡管辖区域的电力负荷；
[0167]
如图9所示，气候补偿控制系统从气象网中获取气候补偿参量建立供热模型，获取近24小时的气象数据，根据近24小时的温度曲线，计算建筑物其后24小时的耗散功率分布和耗散热量，根据计算的耗散功率分布和耗散热量确定加热时段、加热时长和加热温度等参量，碳纤维/电热膜控制器根据此参量进行加热控制；
[0168]
如图10所示，防止开窗散热温度骤降控制系统采集当前室内温度，计算近一段时间的平均温度，并计算当前室内温度与近一段时间的平均温度的变化率。根据温度的变化率识别开窗行为，在检测到有开窗行为时，碳纤维/电热膜控制器暂停加热，并发送到用户的手机app；
[0169]
如图11所示，基于相变蓄热和围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统的空置房屋低温运行系统通过无线采集室内温度、人体移动状态及移动时间等数据发送至服务器，服务器通过对采集的数据进行汇总、分析和决策，识别空置房间和空置规律，以实现低温运行控制；
[0170]
如图12所示，时分区控制系统根据不同建筑的供暖需求，设定不同的供暖时间、不同区域设定不同的供暖温度。
[0171]
本领域技术人员应当理解的是，本发明中的第一、第二指的是不同应用阶段而已。
[0172]
本领域技术用户员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0173]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，该系统包括：发热模块，用于电加热发热体产生热量对目标房间内进行加热；相变蓄热模块，用于根据目标房间的当前温度选择性地进行辅助升温或者降温；隔热模块，用于在目标房间内设置隔热材料以实现对目标房间的隔热功能；智慧控制模块，用于智能控制所述发热模块的工作参数以实现目标房间内的精准供暖和智慧供暖；所述发热体为碳纤维或电热膜中的一种。2.根据权利要求1所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述相变蓄热模块，包括：热量吸收子模块，用于获取当前时间点，确认所述当前时间点是否在特定时间段内，若是，吸收目标房间中的热量并进行存储；检测子模块，用于检测目标房间内的当前温度；比较子模块，用于将所述当前温度与预设温度进行比较，获取比较结果；第一确认子模块，用于若所述比较结果为当前温度大于预设温度，确认需要对目标房间内部进行降温，若所述比较结果为当前温度小于预设温度，确认需要对目标房间内部进行辅助升温；控制子模块，用于当确认需要对目标房间内部进行降温时，控制所述热量吸收子模块再次吸收目标房间中的热量，当确认需要对目标房间内部进行升温时，控制所述热量吸收子模块释放存储的热量以对目标房间内部进行辅助升温。3.根据权利要求1所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述隔热模块，包括：获取子模块，用于获取目标房间的房间结构三维立体图；第一生成子模块，用于根据所述房间结构三维立体图生成目标隔热方案，根据所述目标隔热方案选择使用的隔热材料；第二生成子模块，用于根据所述目标隔热方案生成隔热材料铺设结构图，将所述隔热材料铺设结构图进行显示；第二确认子模块，用于检测隔热材料铺设完毕后目标房间内的隔热效果，确认所述隔热效果是否合格，若是，无需进行后续操作，否则，发出报警提示。4.根据权利要求1所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述智慧控制模块，包括：设置子模块，用于设置所述发热模块和相变蓄热模块的工作时间段；平衡子模块，用于采集发热模块的工作参数，根据工作参数平衡发热模块的电力负荷；气候补偿控制子模块，用于根据气象数据确定发热模块的工作参量，根据所述工作参量智能控制发热模块的工作状态；智能控制子模块，用于检测目标房间内是否有开窗行为或目标房间是否为空置状态，根据检测结果智能控制所述发热模块。5.根据权利要求4所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述气候补偿控制子模块，包括：
绘制单元，用于从预设服务器上获取目标房间所在区域近24小时的气象数据，根据所述气象数据绘制近24小时的温度曲线；第一计算单元，用于根据所述温度曲线获取气候补偿参量，根据所述气候补偿参量计算出目标房间内的耗散功率分布和耗散热量；确定单元，用于根据目标房间内的耗散功率分布和耗散热量确定发热模块的工作参量；第一控制单元，用于控制所述发热模块根据所述工作参量进行加热。6.根据权利要求4所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述智能控制子模块，包括：采集单元，用于采集目标房间内部在预设时间段内的多个当前室内温度；第二计算单元，用于根据所述多个当前室内温度计算出目标房间内部在预设时间段内的温度变化率；检测单元，用于检测目标房间内部的人体红外信号，获取检测结果；分析单元，用于根据目标房间内部在预设时间段内的温度变化率和检测结果分析目标房间内是否有开窗行为或目标房间内是否空置；第二控制单元，用于当确认目标房间内有开窗行为时，关闭所述发热模块，当确认目标房间为空置状态时，控制所述发热模块以低温加热模式进行加热。7.根据权利要求3所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述第一生成子模块根据所述房间结构三维立体图生成目标隔热方案的步骤包括：在预设服务器中查找与所述房间结构三维立体图相匹配的多个第一隔热方案；获取每个第一隔热方案的隔热指标，对其进行标准化处理以获得每个第一隔热方案的隔热指标矩阵；对每个第一隔热方案的隔热指标矩阵中的指标信息进行预设熵处理，获得每个第一隔热方案的指标评价矩阵；通过主成分分析方法计算出每个第一隔热方案的第一评价指标值；从所述房间结构三维立体图中确定目标房间内部的通风情况，根据所述通风情况计算出目标房间内部的通风干扰系数；根据所述通风干扰系数利用预设干扰程度评估函数评估出通风情况对于每个第一隔热方案的干扰因子；根据每个第一隔热方案的干扰因子对该第一隔热方案的第一评价指标值进行修正，获得每个第一隔热方案的第二评价指标值；解析第一隔热方案的方案内容，获得每个第一方案的安全系数、效能系数和成本系数；根据每个第一隔热方案的安全系数、效能系数和成本系数计算出该第一隔热方案的效益系数；确定每个第一隔热方案中的不可控向量因素，根据每个第一隔热方案中的不可控向量因素构建该第一隔热方案的设计变化矩阵；利用每个第一隔热方案的设计变化矩阵评估出该第一隔热方案的风险值；根据每个第一隔热方案的风险值、效益系数和第二评价指标值综合评出每个第一隔热方案的推荐度；
将推荐度最大的目标第二隔热方案确认为目标房间对应的目标隔热方案。8.根据权利要求7所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述根据每个第一隔热方案的安全系数、效能系数和成本系数计算出该第一隔热方案的效益系数，包括：获取每个第一隔热方案的操作难度系数和投资成本、维护成本、运行成本和退役成本；根据所述每个第一隔热方案的操作难度系数和投资成本、维护成本、运行成本、退役成本、安全系数、效能系数和成本系数计算出每一个第一隔热方案的效能系数：其中，a
i
表示为第i个第一隔热方案的效能系数，q
i
表示为第i个第一隔热方案的操作难度系数，f
i
表示为第i个第一隔热方案的安全系数，b
i1
表示为第i个第一隔热方案的投资成本，b
i2
表示为第i个第一隔热方案的维护成本，b
i3
表示为第i个第一隔热方案的运行成本，b
i4
表示为第i个第一隔热方案的退役成本，w
i
表示为第i个第一隔热方案的成本系数，b
′
表示为预设最大期望成本，d
i
表示为第i个第一隔热方案对应的安装隔热材料的空间利用系数。9.根据权利要求1所述相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，其特征在于，所述相变蓄热模块还用于在目标房间内部的热量损失效率低于预设效率时对目标房间进行辅助供暖，其步骤包括：获取发热模块单位时间内的用电量；根据所述发热模块单位时间内的用电量计算出单位时间内目标房间内部的热量损耗值：其中，q表示为单位时间内目标房间内部的热量损耗值，u表示为发热模块单位时间内的用电量，δ表示为发热模块对电能的利用率，θ表示为发热模块用电量和产生热量的转化率，k1表示为目标房间内部墙体的传热系数，f1表示为目标房间内部墙体的面积，μ1表示为目标房间内部墙体的温差修正系数，k2表示为目标房间内窗户的传热系数，f2表示为目标房间内部窗户的面积，μ2表示为目标房间内部窗户的温差修正系数，k3表示为目标房间内屋顶的传热系数，f3表示为目标房间内部屋顶的面积，μ3表示为目标房间内部屋顶的温差修正系数，k4表示为目标房间内地面的传热系数，f4表示为目标房间内部地面的面积，μ4表示为目标房间内部地面的温差修正系数，t1表示为目标房间内的用户设定温度，t2表示为目标房间内的当前温度，β表示为目标房间的封闭性指数，e表示为自然常数，取值为2.72，φ表示为发热模块的供暖效率，ω表示为发热模块的利用系数，v1表示为目标房间内部开放区域的总体积，v2表示为目标房间内部的总体积；根据单位时间内目标房间内部的热量损耗值计算出目标房间内部的热量损失效率：
其中，p表示为目标房间内部的热量损失效率；将所述热量损失效率与预设效率进行比较，当所述热量损失效率小于等于预设效率时，无需进行后续操作，当所述热量损失效率大于预设效率时，确认需要对目标房间进行辅助供暖；计算出所述相变蓄热模块的辅助供暖时长：其中，t表示为相变蓄热模块的辅助供暖时长，o表示为相变蓄热模块的已存储热量，q
′
表示为相变蓄热模块在单位时间内的辅助放热量，表示相变蓄热模块的辅助供暖效率，p1表示为预设效率，o1表示为没提高固定百分比的热量损失效率所需要的辅助热量，a表示为目标房间内部的当前舒适度，b表示为目标房间内部的人流密度；所述好相变蓄热模块对目标房间内部进行辅助供暖时长的辅助供暖工作。
技术总结
本发明公开了一种相变蓄热围护结构隔热的碳纤维/电热膜智慧供暖系统，包括：发热模块，用于电加热发热体产生热量对目标房间内进行加热，相变蓄热模块，用于根据目标房间的当前温度选择性地进行辅助升温或者降温，隔热模块，用于在目标房间内设置隔热材料以实现对目标房间的隔热功能，智慧控制模块，用于智能控制所述发热模块的工作参数以实现目标房间内的精准供暖和智慧供暖。通过利用电加热发热体的方式来产生热量进而进行供暖可以以相对可观的成本实现供暖工作，降低了投资成本，进一步地，通过设置相变蓄热模块可以适应性地对目标房间内的温度进行调节，提高了实用性的同时也可也提高供暖效率，保证了目标房间内的舒适度。度。度。


技术研发人员：綦升辉
受保护的技术使用者：山东省节能技术研究院
技术研发日：2021.04.27
技术公布日：2021/6/29