本發(fā)明涉及供暖設(shè)備的，特別是涉及一種供暖設(shè)備的控制方法及供暖設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著全球?qū)?jié)能減排的日益重視，傳統(tǒng)的供暖與制冷方式因高能耗和環(huán)境污染問題面臨挑戰(zhàn)。供暖設(shè)備如空氣源熱泵以其高效、環(huán)保的特點受到廣泛關(guān)注。然而，現(xiàn)有的空氣源熱泵在面對復(fù)雜多變的環(huán)境條件時，不能根據(jù)環(huán)境的變化及時調(diào)整，導(dǎo)致空氣源熱泵的能效不高和用戶舒適度體驗下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是要提供一種供暖設(shè)備的控制方法，其有效地解決了供暖設(shè)備響應(yīng)滯后的技術(shù)問題。

2、上述技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案進(jìn)行解決：

3、一種供暖設(shè)備的控制方法，所述方法包括：

4、獲取當(dāng)前時刻的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)；

5、基于所述當(dāng)前時刻的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，并結(jié)合平均熱感覺指數(shù)模型，得到當(dāng)前時刻的第一平均熱感覺指數(shù)；

6、基于所述第一平均熱感覺指數(shù)、目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)以及所述供暖設(shè)備的當(dāng)前供水溫度，得到目標(biāo)時刻的第一供水溫度，所述目標(biāo)時刻為所述當(dāng)前時刻以后的時刻；

7、基于所述第一平均熱感覺指數(shù)以及所述第一供水溫度，預(yù)測目標(biāo)時刻的第二平均熱感覺指數(shù)；

8、基于所述第二平均熱感覺指數(shù)和所述目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)對所述目標(biāo)時刻的第一供水溫度進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)供水溫度；

9、在目標(biāo)時刻，基于所述目標(biāo)供水溫度調(diào)整所述供暖設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，所述運(yùn)行參數(shù)至少包括所述供暖設(shè)備的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或壓縮機(jī)輸出功率。

10、本發(fā)明所述的控制方法與背景技術(shù)相比，具有的有益效果為：通過當(dāng)前時刻的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)并結(jié)合平均熱感覺指數(shù)模型，得到當(dāng)前時刻的第一平均熱感覺指數(shù)；再根據(jù)當(dāng)前時刻的第一平均熱感覺指數(shù)、目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)和供暖設(shè)備的當(dāng)前供水溫度，得到當(dāng)前時刻以后的時刻的第一供水溫度。再根據(jù)第一平均熱感覺指數(shù)和第一供水溫度，預(yù)測目標(biāo)時刻的第二平均熱感覺指數(shù)。通過預(yù)測目標(biāo)時刻的第二平均熱感覺指數(shù)，能夠提前告知目標(biāo)時刻人員可能的熱舒適狀態(tài)，從而采取相應(yīng)的措施來調(diào)整室內(nèi)環(huán)境，以維持人體的熱舒適。

11、進(jìn)一步根據(jù)第二平均熱感覺指數(shù)和目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，對目標(biāo)時刻的第一供水溫度進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)供水溫度；在目標(biāo)時刻，通過模型預(yù)測控制(model?predictivecontrol，mpc)控制器根據(jù)目標(biāo)供水溫度來調(diào)整供暖設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)而調(diào)整供暖設(shè)備的當(dāng)前供水溫度。通過不斷地預(yù)測目標(biāo)時刻的第二平均熱感覺指數(shù)、確定目標(biāo)供水溫度并根據(jù)目標(biāo)供水溫度調(diào)整供暖設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，使供暖設(shè)備可以根據(jù)外界環(huán)境溫度的變化提前調(diào)整供水溫度，確保室內(nèi)人員處于相對舒適的熱環(huán)境中，有效地提升了室內(nèi)環(huán)境的舒適性。

12、在其中一個實施例中，所述基于所述第一平均熱感覺指數(shù)以及所述第一供水溫度，預(yù)測目標(biāo)時刻的第二平均熱感覺指數(shù)，包括：

13、在當(dāng)前預(yù)測周期，將多個所述第一平均熱感覺指數(shù)以及多個所述第一供水溫度按時間順序進(jìn)行排序；

14、基于滑動窗口將排序后的多個所述第一平均熱感覺指數(shù)以及多個所述第一供水溫度劃分為多個時間序列數(shù)據(jù)集；

15、將所述多個時間序列數(shù)據(jù)集輸入至目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，得到所述第二平均熱感覺指數(shù)，所述目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是基于時序信息構(gòu)建的。

16、有益效果：通過在當(dāng)前預(yù)測周期內(nèi)，將多個第一平均熱感覺指數(shù)和多個第一供水溫度按時間順序進(jìn)行排序，從而得到一個能體現(xiàn)第一平均熱感覺指數(shù)和第一供水溫度隨時間變化規(guī)律的時間序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通過時間序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)看到當(dāng)?shù)谝黄骄鶡岣杏X指數(shù)和第一供水溫度在不同時間節(jié)點的具體數(shù)值以及變化情況，從而為后續(xù)分析和預(yù)測奠定基礎(chǔ)。

17、將按時間順序排列好的第一平均熱感覺指數(shù)和第一供水溫度數(shù)據(jù)按照設(shè)定的滑動步數(shù)向前滑動，每滑動一次，則會截取出一段新的包含多個時間點數(shù)據(jù)的小數(shù)據(jù)集；經(jīng)過多次滑動后，就能把整個時間序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)劃分成多個小時間序列數(shù)據(jù)集。通過滑動窗口劃分多個小的時間序列數(shù)據(jù)集，每個時間序列數(shù)據(jù)集都反映了在特定短時間段內(nèi)第一平均熱感覺指數(shù)和第一供水溫度的變化模式，有助于更細(xì)致地了解第一平均熱感覺指數(shù)和第一供水溫度在不同階段的相互關(guān)系以及各自的變化趨勢。而且不同窗口截取的數(shù)據(jù)由于所處時間不同、對應(yīng)的室內(nèi)外環(huán)境和人員活動等情況各異，呈現(xiàn)出多樣的變化模式，能讓后續(xù)的模型學(xué)習(xí)到更全面的數(shù)據(jù)規(guī)律。

18、當(dāng)把劃分好的多個時間序列數(shù)據(jù)集輸入到目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型后，目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型會通過內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和算法機(jī)制來學(xué)習(xí)時間序列數(shù)據(jù)集中的規(guī)律。目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型最終基于當(dāng)前輸入的時間序列數(shù)據(jù)集以及學(xué)到的規(guī)律，預(yù)測目標(biāo)時刻的第二平均熱感覺指數(shù)，從而為提前知曉人體未來熱舒適狀態(tài)、合理調(diào)控供暖等提供參考依據(jù)。

19、在其中一個實施例中，所述方法還包括：

20、基于所述第二平均熱感覺指數(shù)和所述目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，計算預(yù)測損失；

21、基于所述預(yù)測損失對所述目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)進(jìn)行更新，得到更新后的所述目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

22、有益效果：預(yù)測損失反映了目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型所做出的預(yù)測與理想情況之間的偏差程度。通過第二平均熱感覺指數(shù)和目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)計算預(yù)測損失，從而得知目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測結(jié)果的好壞。當(dāng)計算出預(yù)測損失后，依據(jù)損失值來調(diào)整目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參數(shù)，使目標(biāo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能更精準(zhǔn)地預(yù)測平均熱感覺指數(shù)，進(jìn)而為后續(xù)控制供暖設(shè)備控制提供更可靠的依據(jù)，保障室內(nèi)環(huán)境能維持在符合人體熱舒適要求的狀態(tài)。

23、在其中一個實施例中，所述基于所述第二平均熱感覺指數(shù)和所述目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，計算預(yù)測損失的計算公式為：

24、

25、其中，l為損失函數(shù)；為第i個時間步的第二平均熱感覺指數(shù)，pmvtarget為目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)；e(t)為在時間t內(nèi)系統(tǒng)能耗的總值；λ為能耗權(quán)重系數(shù)。

26、在其中一個實施例中，所述基于所述第一平均熱感覺指數(shù)、目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)以及所述供暖設(shè)備的當(dāng)前供水溫度，得到目標(biāo)時刻的第一供水溫度，包括：

27、在每個所述時間序列數(shù)據(jù)集中，基于最小化目標(biāo)函數(shù)并結(jié)合所述第一平均熱感覺指數(shù)和所述目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，對所述當(dāng)前時刻的當(dāng)前供水溫度進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)時刻的第一供水溫度，所述目標(biāo)函數(shù)是基于所述第一平均熱感覺指數(shù)與所述目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)的差值構(gòu)建的。

28、有益效果：通過在每個時間序列數(shù)據(jù)集中，不斷地結(jié)合第一平均熱感覺指數(shù)和目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)提供的熱感覺信息，以及目標(biāo)函數(shù)的反饋，逐步地優(yōu)化當(dāng)前時刻的當(dāng)前供水溫度，直到找到一個使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值的供水溫度，從而得到目標(biāo)時刻的第一供水溫度。通過同時考慮第二平均熱感覺指數(shù)和目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，可以更全面地把握熱感覺的變化趨勢，從而更精準(zhǔn)地對供水溫度進(jìn)行優(yōu)化。

29、在其中一個實施例中，對當(dāng)前時刻的當(dāng)前供水溫度進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)時刻的第一供水溫度的計算公式為：

30、

31、其中，y(t+k)為第k步的第一平均熱感覺指數(shù)，yref(t+k)為目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，u(t+k)為第k步的當(dāng)前供水溫度，n為預(yù)測時域長度，λ為控制能耗的權(quán)重系數(shù)；u(t)1為目標(biāo)時刻的第一供水溫度。

32、在其中一個實施例中，所述第k步的當(dāng)前供水溫度大于或等于第一預(yù)設(shè)供水溫度且小于或等于第二預(yù)設(shè)供水溫度，所述第二預(yù)設(shè)供水溫度大于所述第一預(yù)設(shè)供水溫度；

33、所述第k步的第一平均熱感覺指數(shù)大于或等于第一目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)且小于或等于第二目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，所述第二目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)大于所述第一目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)。

34、在其中一個實施例中，所述基于所述第二平均熱感覺指數(shù)和所述目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)對所述目標(biāo)時刻的第一供水溫度進(jìn)行優(yōu)化，得到目標(biāo)供水溫度的計算公式為：

35、

36、其中，u(t)為目標(biāo)時刻的目標(biāo)供水溫度，pmvpred(t)為第二平均熱感覺指數(shù)，pmvtarget為目標(biāo)平均熱感覺指數(shù)，u(t)1為目標(biāo)時刻的第一供水溫度。

37、在其中一個實施例中，所述室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)至少包括空氣溫度或相對濕度；所述得到當(dāng)前時刻的第一平均熱感覺指數(shù)的計算公式為：

38、pmv＝(0.303e-0.036m+0.028){m-w-3.05×10-3[5773-6.99(m-w)-pa]-0.42[(m-w)-58.15]-1.7×10-5m(5867-pa)-0.0014m(34-ti)-3.96×108fcl[(tcl+273)4-(tmv+273)4]-fclhc(tcl-ti)}

39、

40、其中，m為新陳代謝率；w為外功；ta為空氣溫度；pa為空氣水蒸氣分壓力；hc為對流換熱系數(shù)；tcl為服裝表面溫度；fcl為服裝表面面積系數(shù)；icl為衣物的熱阻；rh為相對濕度；v為空氣流速。

41、另一方面，本發(fā)明還提供一種供暖設(shè)備，包括：存儲器、處理器、通信接口和通信總線，所述處理器、所述存儲器和所述通信接口通過所述通信總線完成相互間的通信；

42、所述存儲器用于存放至少一可執(zhí)行指令，所述可執(zhí)行指令使所述處理器執(zhí)行如上所述的供暖設(shè)備的控制方法。