本发明实施例提供了一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法。系统包括储能式电暖器、控制器、采集器、服务器和围护结构，其中，控制器分别与储能式电暖器和采集器连接，采集器与服务器通信连接，围护结构包括透光隔热层和墙体保温层，透光隔热层设置于建筑物的透光结构内层，墙体保温层涂覆于墙体的内墙壁。本申请实施例利用相变在低谷电时进行储能，充分利用谷电，既降低供暖成本，又减少了对电网的容量需求。设置在建筑物的围护结构实现了近红外透射、远红外反射，充分的利用太阳能供热，并且阻止室内热能散失，有效的降低了供热能量的消耗。通过控制储能电暖器供热风门大小，调节供热功率，使室内温度恒定，实现舒适供暖。
1.一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统，应用于建筑物，其特征在于，所述系统包括储能式电暖器、控制器、采集器、服务器和围护结构，其中，所述控制器分别与所述储能式电暖器和所述采集器连接，所述采集器与服务器通信连接，所述围护结构包括透光隔热层和墙体保温层，所述透光隔热层设置于所述建筑物的透光结构内层，用于将可见光和太阳所辐射的近红外光透射到所述建筑物内，并将所述储能式电暖器辐射的远红外光反射在所述建筑物内，所述透光隔热层包括反射膜，所述反射膜为高透性聚酯膜，所述高透性聚酯膜的表面镀有纳米涂层，使得大于4um的红外波段被反射，小于等于4um的红外波段能够透射，所述墙体保温层涂覆于所述墙体的内墙壁，用于阻碍热能通过墙壁向外传导，并将所述储能式电暖器辐射的远红外光反射在所述建筑物内，所述墙体保温层包括底漆和面漆，所述底漆包括中空陶瓷微颗粒，所述面漆包括高红外反射材料，所述面漆涂覆于所述底漆的外表面；
所述控制器用于获取所述储能式电暖器的储能量、所述储能式电暖器的供热风门开启功率和所述建筑物的室内温度并发送至所述采集器；
所述采集器用于将所述储能式电暖器的储能量、所述储能式电暖器的供热风门开启功率和所述建筑物的室内温度发送至所述服务器；
所述服务器依据所述储能式电暖器的储能量、所述储能式电暖器的供热风门开启功率和所述建筑物的室内温度，计算所述建筑物室内的热量耗散功率和建筑物室内的剩余可供暖时间，以及根据预设的谷电时段和峰电时段，结合所述建筑物室内的剩余可供暖时间，确定所述储能式电暖器的加热时长并分配加热时段，将确定的所述加热时段和加热时长通过所述采集器发送至所述控制器，以便于所述控制器根据所述加热时段，结合当前的室内温度和设定供暖温度，控制所述储能式电暖器加热，其中，所述根据预设的谷电时段和峰电时段，结合所述建筑物室内的剩余可供暖时间，确定所述储能式电暖器的加热时长并分配加热时段，包括：当所述剩余可供暖时间位于第一时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段，如果是谷电时段，计算所述储能式电暖器热量充满需要的第一加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长大于所述第一加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第一加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长小于所述第一加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第一临界时长，如果当前时间不为谷电时段，则确定所述储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时所述储能式电暖器充满需要的加热时长；
当所述剩余可供暖时间位于第二时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段，如果当前时间是谷电时段，则计算所述储能式电暖器热量充满需要的第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长大于所述第二加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长小于所述第二加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第二临界时长，如果当前时间是峰电时段，则计算当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长是否小于所述剩余可供暖时间的时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长小于所述剩余可供暖时间的时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时所述储能式电暖器需要的加热时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长大于所述剩余可供暖时间的时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前峰电时段和下一谷电时段，在当前峰电时段的加热时长为将所述储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长，在下一谷电时段的加热时长为下一次加热时所述储能式电暖器充满需要的加热时长；
当所述剩余可供暖时间位于第三时间区间时，确定加热时段为当前时段，加热时长至少为将所述储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长。
2.根据权利要求1所述的电暖器供热系统，其特征在于，所述储能式电暖器包括相变存储器和测量系统，所述相变存储器存储有相变材料，所述测量系统包括红外发送模块、红外发射器、红外接收器、电压转换模块、数字信号模块、温度传感器和微处理器，所述红外发送模块与所述红外发射器连接，所述红外发射器和所述红外接收器安装于所述相变材料中，所述红外发射器与所述红外接收器位于同一水平面，所述红外接收器与所述电压转换模块连接，所述电压转换模块与所述数字信号模块连接，所述微处理器分别与所述红外发送模块和所述数字信号模块连接，所述温度传感器的温度感知端设置于所述相变材料中，所述温度传感器与所述数字信号模块连接；
所述微处理器用于按照预设周期控制所述红外发送模块产生预设强度的红外信号；
所述红外接收器用于接收所述红外发射器发出的透过所述相变材料后的红外信号，并将所述红外信号转换为输出电压，通过所述电压转换模块输出至所述数字信号模块；
所述数字信号模块用于将所述输出电压转换为第一数字信号，并发送至所述微处理器；
所述温度传感器用于感测所述相变材料的温度并转换为电压值输出至所述数字信号模块，所述数字信号模块还用于将所述电压值转换为第二数字信号，并发送至所述微处理器；
所述微处理器用于根据接收到的第一数字信号，获取所述红外信号强度，根据预设的红外信号强度与相变潜热储能关系表得到所述相变材料当前剩余的潜热能量，以及根据所述第二数字信号获取所述相变材料当前剩余的显热能量；
所述控制器与所述微处理器连接，所述控制器获取所述储能式电暖器的储能量包括：
获取所述相变材料当前剩余的潜热能量和所述相变材料当前剩余的显热能量，将所述相变材料当前剩余的潜热能量和所述相变材料当前剩余的显热能量的和作为所述储能式电暖器的储能量。
3.根据权利要求2所述的电暖器供热系统，其特征在于，所述相变存储器还包括多个金属网状结构，所述多个金属网状结构均匀分布在所述相变存储器中，每一所述金属网状结构的两端嵌设在所述相变存储器的侧壁。
4.根据权利要求3所述的电暖器供热系统，其特征在于，所述相变材料为无机水合盐。
5.一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热方法，应用于服务器，其特征在于，所述服务器与一采集器通信连接，所述采集器与设置于建筑物的控制器连接，所述控制器与设置于建筑物内的储能式电暖器连接，所述建筑物设置有围护结构，所述围护结构包括透光隔热层和墙体保温层，所述透光隔热层设置于所述建筑物的透光结构内层，用于将可见光和太阳所辐射的近红外光透射到所述建筑物内，并将所述储能式电暖器辐射的远红外光反射在所述建筑物内，所述透光隔热层包括反射膜，所述反射膜为高透性聚酯膜，所述高透性聚酯膜的表面镀有纳米涂层，使得大于4um的红外波段被反射，小于等于4um的红外波段能够透射，所述墙体保温层涂覆于所述墙体的内墙壁，用于阻碍热能通过墙壁向外传导，并将所述储能式电暖器辐射的远红外光反射在所述建筑物内，所述墙体保温层包括底漆和面漆，所述底漆包括中空陶瓷微颗粒，所述面漆包括高红外反射材料，所述面漆涂覆于所述底漆的外表面，所述方法包括：接收所述采集器上传的所述储能式电暖器的储能量、所述储能式电暖器的供热风门开启功率和所述建筑物的室内温度，所述储能式电暖器的储能量、所述储能式电暖器的供热风门开启功率和所述建筑物的室内温度由所述控制器获取并发送至所述采集器；
计算所述建筑物室内的热量耗散功率和建筑物室内的剩余可供暖时间；
根据预设的谷电时段和峰电时段，结合所述建筑物室内的剩余可供暖时间，确定所述储能式电暖器的加热时长并分配加热时段，包括：当所述剩余可供暖时间位于第一时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段，如果是谷电时段，计算所述储能式电暖器热量充满需要的第一加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长大于所述第一加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第一加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长小于所述第一加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第一临界时长，如果当前时间不为谷电时段，则确定所述储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时所述储能式电暖器充满需要的加热时长；
当所述剩余可供暖时间位于第二时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段，如果当前时间是谷电时段，则计算所述储能式电暖器热量充满需要的第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长大于所述第二加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长小于所述第二加热时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为所述第二临界时长，如果当前时间是峰电时段，则计算当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长是否小于所述剩余可供暖时间的时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长小于所述剩余可供暖时间的时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时所述储能式电暖器需要的加热时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长大于所述剩余可供暖时间的时长，则确定所述储能式电暖器的加热时段为当前峰电时段和下一谷电时段，在当前峰电时段的加热时长为将所述储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长，在下一谷电时段的加热时长为下一次加热时所述储能式电暖器充满需要的加热时长；
当所述剩余可供暖时间位于第三时间区间时，确定加热时段为当前时段，加热时长至少为将所述储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长；
将确定的所述加热时段和加热时长通过所述采集器发送至所述控制器，以便于所述控制器根据所述加热时段，结合当前的室内温度和设定供暖温度，控制所述储能式电暖器加热。
基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电力供暖控制领域，具体而言，涉及一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法。
背景技术
[0002] 在老旧小区供热改造中，电暖器因为其安装方便，受到广大用户的青睐。但由于受到安装空间的限制，一般电暖器不具备储能功能，在使用中既不能充分的利用低廉的谷电来节省供暖费用，又不能进行电力错峰，减少供暖用电时对电网的冲击。据研究发现，在建筑供暖能耗中，通过外窗户损失的热能约占供暖能耗的23％。一般的电暖器其供热时通过其表面热辐射进行供暖，供暖时无法控制供暖输出功率，使用时容易导致供暖过热或供暖不均等现象。
[0003] 需要说明的是，上述背景技术内容仅用于帮助理解本技术方案的技术逻辑，并不作为评判本申请现有技术的依据。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法，以提高电暖器储能节能和建筑物保温的效果。
[0005] 为了实现上述目的，本发明实施例是这样实现的：
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统，该系统包括储能式电暖器、控制器、采集器、服务器和围护结构，其中，控制器分别与储能式电暖器和采集器连接，采集器与服务器通信连接，围护结构包括透光隔热层和墙体保温层，透光隔热层设置于建筑物的透光结构内层，用于将可见光和太阳所辐射的近红外光透射到建筑物内，并将储能式电暖器辐射的远红外光反射在建筑物内，墙体保温层涂覆于墙体的内墙壁，用于阻碍热能通过墙壁向外传导，并将储能式电暖器辐射的远红外光反射在建筑物内；
[0007] 控制器用于获取储能式电暖器的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度并发送至采集器；
[0008] 采集器用于将储能式电暖器的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度发送至服务器；
[0009] 服务器依据储能式电暖器的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度，计算建筑物室内的热量耗散功率和建筑物室内的剩余可供暖时间，以及根据预设的谷电时段和峰电时段，结合建筑物室内的剩余可供暖时间，确定储能式电暖器的加热时长并分配加热时段，将确定的加热时段和加热时长通过采集器发送至控制器，以便于控制器根据加热时段，结合当前的室内温度和设定供暖温度，控制储能式电暖器加热。
[0010] 进一步地，围护结构的透光隔热层包括反射膜，反射膜为高透性聚酯膜，高透性聚酯膜的表面镀有纳米涂层，使得大于4um的红外波段被反射，小于等于4um的红外波段能够透射。
[0011] 进一步地，墙体保温层包括底漆和面漆，底漆包括中空陶瓷微颗粒，面漆包括高红外反射材料，面漆涂覆于底漆的外表面。
[0012] 进一步地，储能式电暖器包括相变存储器和测量系统，相变存储器存储有相变材料，测量系统包括红外发送模块、红外发射器、红外接收器、电压转换模块、数字信号模块、温度传感器和微处理器，红外发送模块与红外发射器连接，红外发射器和红外接收器安装于相变材料中，红外发射器与红外接收器位于同一水平面，红外接收器与电压转换模块连接，电压转换模块与数字信号模块连接，微处理器分别与红外发送模块和数字信号模块连接，温度传感器的温度感知端设置于相变材料中，温度传感器与数字信号模块连接；
[0013] 微处理器用于按照预设周期控制红外发送模块产生预设强度的红外信号；
[0014] 红外发射器用于发射预设强度的红外信号；
[0015] 红外接收器用于接收红外发射器发出的透过相变材料后的红外信号，并将红外信号转换为输出电压，通过电压转换模块输出至数字信号模块；
[0016] 数字信号模块用于将输出电压转换为第一数字信号，并发送至微处理器；
[0017] 温度传感器用于感测相变材料的温度并转换为电压值输出至数字信号模块，数字信号模块还用于将电压值转换为第二数字信号，并发送至微处理器；
[0018] 微处理器用于根据接收到的第一数字信号，获取红外信号强度，根据预设的红外信号强度与相变潜热储能关系表得到相变材料当前剩余的潜热能量，以及根据第二数字信号获取相变材料当前剩余的显热能量；
[0019] 控制器与微处理器连接，控制器获取储能式电暖器的储能量包括：获取相变材料当前剩余的潜热能量和相变材料当前剩余的显热能量，将相变材料当前剩余的潜热能量和相变材料当前剩余的显热能量的和作为储能式电暖器的储能量。
[0020] 进一步地，相变存储器还包括多个金属网状结构，多个金属网状结构均匀分布在相变存储器中，每一金属网状结构的两端嵌设在相变存储器的侧壁。
[0021] 进一步地，相变材料为无机水合盐。
[0022] 进一步地，服务器根据预设的谷电时段和峰电时段，结合建筑物室内的剩余可供暖时间，确定储能式电暖器的加热时长并分配加热时段，包括：
[0023] 当剩余可供暖时间位于第一时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段，如果是谷电时段，计算储能式电暖器热量充满需要的第一加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长大于第一加热时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第一加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长小于第一加热时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第一临界时长，如果当前时间不为谷电时段，则确定储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时储能式电暖器充满需要的加热时长。
[0024] 进一步地，当剩余可供暖时间位于第二时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段；
[0025] 如果当前时间是谷电时段，则计算储能式电暖器热量充满需要的第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长大于第二加热时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长小于第二加热时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第二临界时长；
[0026] 如果当前时间是峰电时段，则计算当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长是否小于剩余可供暖时间的时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长小于剩余可供暖时间的时长，则确定储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时储能式电暖器需要的加热时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长大于剩余可供暖时间的时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前峰电时段和下一谷电时段，在当前峰电时段的加热时长为将储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长，在下一谷电时段的加热时长为下一次加热时储能式电暖器充满需要的加热时长。
[0027] 进一步地，当剩余可供暖时间位于第三时间区间时，确定加热时段为当前时段，加热时长至少为将储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长。
[0028] 第二方面，本发明实施例提供了一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热方法，应用于服务器，该服务器与一采集器通信连接，采集器与设置于建筑物的控制器连接，控制器与设置于建筑物内的储能式电暖器连接，建筑物设置有围护结构，围护结构包括透光隔热层和墙体保温层，透光隔热层设置于建筑物的透光结构内层，用于将可见光和太阳所辐射的近红外光透射到建筑物内，并将储能式电暖器辐射的远红外光反射在建筑物内，墙体保温层涂覆于墙体的内墙壁，用于阻碍热能通过墙壁向外传导，并将储能式电暖器辐射的远红外光反射在建筑物内。该方法包括：
[0029] 接收采集器上传的储能式电暖器的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度，储能式电暖器的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度由控制器获取并发送至采集器；
[0030] 计算建筑物室内的热量耗散功率和建筑物室内的剩余可供暖时间；
[0031] 根据预设的谷电时段和峰电时段，结合建筑物室内的剩余可供暖时间，确定储能式电暖器的加热时长并分配加热时段；
[0032] 将确定的加热时段和加热时长通过采集器发送至控制器，以便于控制器根据加热时段，结合当前的室内温度和设定供暖温度，控制储能式电暖器加热。
[0033] 本发明实施例提供的基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法，利用相变在低谷电时进行储能，充分利用谷电，既降低供暖成本，又减少了对电网的容量需求。设置在建筑物的围护结构实现了近红外透射、远红外反射，充分的利用太阳能供热，并且阻止室内热能散失，有效的降低了供热能量的消耗。通过控制储能电暖器供热风门大小，调节供热功率，使室内温度恒定，实现舒适供暖。
[0034] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0036] 图1是本发明实施例提供的基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统的系统架构示意图。
[0037] 图2是太阳能辐射和储能式电暖器辐射的波段示意图。
[0038] 图3是本发明实施例提供的围护结构的透光隔热层的隔热过程示意图。
[0039] 图4是本发明实施例提供的围护结构的墙体保温层的结构示意图。
[0040] 图5是本发明实施例提供的储能式电暖器的相变存储器和测量系统的结构示意图。
[0041] 图6是本发明实施例提供的储能式电暖器内部相变材料相变过程温度变化示意图。
[0042] 图7是本发明实施例提供的服务器的架构示意图。
[0043] 图8是本发明实施例提供的基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热方法的流程图。
具体实施方式
[0044] 下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0046] 请参照图1，是本发明实施例提供的碳纤维电供暖的谷电应用控制系统的系统架构示意图，该电暖器供热系统应用于建筑物150，系统包括储能式电暖器110、控制器120、采集器130、服务器140和围护结构，其中，控制器120分别与储能式电暖器110和采集器130连接。采集器130与服务器140通信连接，例如通过4G网络基站180进行通信。
[0047] 围护结构用于对建筑物保温，包括透光隔热层160和墙体保温层170，透光隔热层160防止热能从建筑物的透光结构向外散失，例如窗户、天窗等结构，墙体保温层170防止热能从墙体向外散失。透光隔热层160设置于建筑物的透光结构的内层，用于将可见光和太阳所辐射的近红外光透射到建筑物内，并将储能式电暖器110辐射的远红外光反射在建筑物内，墙体保温层170涂覆于墙体的内墙壁，用于阻碍热能通过墙壁向外传导，并将储能式电暖器110辐射的远红外光反射在建筑物内。
[0048] 在地面上受到太阳能辐射主要包含紫外线、可见光和红外线，其波段主要分布在0.15um～2.5um之间，该波段辐射能量约占太阳总辐射能量的99％，其中0.76um～2.5um为太阳能红外辐射波段，一般被称为近红外。储能式电暖器110辐射供热时的辐射波段为8um～15um，该波段属于远红外。太阳能辐射和储能式电暖器辐射波段如图2所示。在本申请实施例中，围护结构的透光隔热层110包括反射膜，反射膜为高透性聚酯膜，高透性聚酯膜的表面镀有纳米涂层，使得大于4um的红外波段被反射，小于等于4um的红外波段能够透射。其过程如图3所示，室外的太阳可见光和近红外辐射可透过透光隔热层(窗户隔热层303)到达室内，为室内提供亮度和热量。室内的储能式电暖器供热所辐射的远红外，会被窗户隔热层
303反射到室内，避免能量的损失。
[0049] 请参考图4，本申请实施例提供的墙体保温层包括底漆和面漆，底漆包括中空陶瓷微颗粒，面漆包括高红外反射材料，面漆涂覆于底漆的外表面。在建筑物的墙体上涂刷保温涂料，在墙壁上形成墙体保温隔热层，底漆采用中空陶瓷微颗粒，涂刷在墙壁后形成空心隔热层402，用于防止热能向室外传导损失。面漆采用高红外反射材料，涂刷在空心隔热层402外，形成致密反射层401，防止热能向外辐射损失。
[0050] 请参照图5，本申请实施例提供的储能式电暖器110采用相变材料115进行储能，在其内部设有盛装相变材料115的相变存储器111，相变存储器111内部设计有多层金属网状结构，均匀的分布在相变材料115容器内，每一金属网状结构的两端嵌设在相变存储器111的侧壁。金属网状结构两侧镶嵌在相变存储器111内，使金属网状结构与容器壁良好接触，在加热和放热过程中使整个容器内温度均匀，在使用过程中使相变材料115能够充分均匀的相变。
[0051] 相变材料115在蓄热过程中，将热能以显热和潜热的形式进行存储，显热存储体现为相变材料115的温度升高，潜热存储体现为相变过程，在相变前和相变完成后，温度变化不大。放热过程温度曲线与蓄热温度曲线相反。如图6所示，蓄热温度曲线为固定功率对相变材料加热时的温度变化情况，放热温度曲线为固定耗散功率放热时相变材料的温度变化情况。鉴于相变材料蓄热和放热过程中有此温度变化情况，本系统通过温度传感器119来测量相变材料115的显热储能。
[0052] 相变材料115在相变过程中，储能时由固体变为液体，放热时由液体结晶为固体。本系统使用无机水合盐作为相变材料，为液态时呈无色透明液体，其透光性强；结晶为固态时为乳白色晶体状，由于结晶体对光线的吸收，并且受到结晶体的折射及其晶体表面反射作用，使光线不能延原有方向传播，其透光性能降低，结晶程度越大，透光性越低。本系统利用此原理，使用发射固定强度的红外光，测量其的接收红外光的强度，来推断相变材料的结晶程度，计算潜热储能量。
[0053] 作为一种实施方式，储能式电暖器110还包括测量系统，该测量系统包括红外发送模块112、红外发射器113、红外接收器114、电压转换模块116、数字信号模块117、温度传感器119和微处理器118。红外发送模块112与红外发射器113连接，红外发射器113和红外接收器114安装于相变材料115中，红外发射器113与红外接收器114位于同一水平面，红外接收器114与电压转换模块116连接，电压转换模块116与数字信号模块117连接，微处理器118分别与红外发送模块112和数字信号模块117连接，温度传感器119的温度感知端设置于相变材料115中，温度传感器119与数字信号模块117连接。
[0054] 在测量相变材料115的储能时，需要同时测量潜热和显热，对于潜热的测量，微处理器118按照预设周期控制红外发送模块1112产生预设强度的红外信号，红外发射器113发射该预设强度的红外信号，红外信号透过相变材料115到达红外接收器114，根据相变材料115的结晶程度不同，透过相变材料后的红外信号强度会发生变化，红外接收器114接收透过相变材料后的红外信号，并将红外信号转换为输出电压，通过电压转换模块116输出至数字信号模块117，接着数字信号模块117将输出电压转换为第一数字信号，并发送至微处理器118，预设建立有红外信号强度与相变潜热储能关系表，微处理器118根据接收到的第一数字信号，就能获取红外信号强度，然后根据红外信号强度与相变潜热储能关系表得到相变材料115当前剩余的潜热能量。
[0055] 对于相变材料115的显热的测量，首先，温度传感器119感测相变材料115的温度并转换为电压值输出至数字信号模块117，数字信号模块117将电压值转换为第二数字信号，并发送至微处理器118，微处理器118根据第二数字信号获取相变材料115当前剩余的显热能量。
[0056] 将相变材料115当前剩余的潜热能量和显热能量相加，即获得储能式电暖器110当前的储能量。
[0057] 控制器120与微处理器118连接，控制器120用于获取储能式电暖器110的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度并发送至采集器130。容易理解，储能式电暖器110的供热风门开启功率可以直接从储能式电暖器110获知，建筑物150的室内温度可以通过设置在储能式电暖器110上的温度传感器或者设置在控制器120上的温度传感器感测得到，本实施例不做限定。
[0058] 采集器130用于将储能式电暖器110的储能量、储能式电暖器110的供热风门开启功率和建筑物150的室内温度发送至服务器140。
[0059] 请参照图7，是服务器140的架构示意图，该服务器140包括供热控制装置141、存储器142、处理器143和通信单元144。存储器142、处理器143以及通信单元144各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。供热控制装置141包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器142中或固化在集群服务器10的操作系统(operating system，OS)中的软件功能模块。处理器143用于执行存储器142中存储的可执行模块，例如供热控制装置141所包括的软件功能模块及计算机程序等。
[0060] 其中，存储器142可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read‑Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read‑Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read‑Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器142用于存储程序，处理器13在接收到执行指令后，执行所述程序。通信单元
144用于通过网络建立服务器140与采集器130之间的通信连接，并用于通过网络收发数据。
[0061] 处理器143可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP))、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0062] 服务器140依据储能式电暖器110的储能量、储能式电暖器110的供热风门开启功率和建筑物150的室内温度，计算建筑物150室内的热量耗散功率和建筑物150室内的剩余可供暖时间。
[0063] 建筑物150室内的热量耗散功率的计算方式可采用现有技术进行计算，例如采用如下公示计算：
[0064] Pn＝(Sn1×Kn1+Sn2×Kn2+Sn3×Kn3+Sn4×Kn4)×(T‑TQ)；
[0065] Qn＝∫Pndt；
[0066] 其中，Pn和Qn表示建筑物的耗散功率，Sn1表示建筑物顶面面积，Sn2表示建筑物底面面积，Sn3表示建筑物阳面外墙面积，Sn4表示建筑物阴面外墙面积，Kn1表示建筑物顶面耗散功率，Kn2表示建筑物底面耗散功率，Kn3表示建筑物阳面外墙耗散功率，Kn4表示建筑物阴面外墙耗散功率，T表示室内温度，TQ表示室外温度。
[0067] 建筑物150室内的剩余可供暖时间可根据储能式电暖器110的储能量和当前供热风门开启功率进行计算，例如，t＝W/(Q‑Qn)，其中t为剩余可供暖时间，Q为储能式电暖器110当前供热风门开启功率。
[0068] 服务器140还用于根据预设的谷电时段和峰电时段，结合建筑物150室内的剩余可供暖时间，确定储能式电暖器的加热时长并分配加热时段，将确定的加热时段通过采集器130发送至控制器120，以便于控制器120根据加热时段，结合当前的室内温度和设定供暖温度，控制储能式电暖器加热。
[0069] 作为一种实施方式，服务器140根据预设的谷电时段和峰电时段，结合建筑物室内的剩余可供暖时间，确定储能式电暖器的加热时长并分配加热时段，可以以下几种情况：
[0070] 当剩余可供暖时间位于第一时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段。在本申请实施例中，第一时间区间为较长的时间，表明储能式电暖器110可持续供热较长的时间，例如8‑12小时。如果是谷电时段，计算储能式电暖器110热量充满需要的第一加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长大于第一加热时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第一加热时长。第一临界时长指当前时间距离下一峰电时段的时间差，例如，当前为8：00am，下一峰电时段为10：00am，则第一临界时长为2h。若当前时间距离下一峰电时段的第一临界时长小于第一加热时长，则确定储能式电暖器110的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第一临界时长。例如，第一加热时长为3h，第一临界时长为2h，则加热时长为2h。如果当前时间不为谷电时段，则确定储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时储能式电暖器充满需要的加热时长。例如，储能式电暖器110当前充满需要的第一加热时长为3h，下一次谷电时段来临时，储能式电暖器110充满的加热时长变为5h，则在下一谷电时段来临时，加热时长为5h。因为剩余可供暖时间位于第一时间区间，储能式取暖器110的能量充足，为了节约成本，响应削峰填谷政策，在储能式取暖器110能够正常提供热能时，尽量避免在峰电时段蓄热。
[0071] 作为另一种实施方式，当剩余可供暖时间位于第二时间区间时，判断当前时间是否为谷电时段。在本申请实施例中，第二时间区间为一般时间长度，表明储能式电暖器110可持续供热的时间处于中等水平，例如4‑8小时。在该情形下，如果当前时间是谷电时段，则计算储能式电暖器热量充满需要的第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长大于第二加热时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第二加热时长，若当前时间距离下一峰电时段的第二临界时长小于第二加热时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前谷电时段，加热时长为第二临界时长。如果当前时间是峰电时段，则计算当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长是否小于剩余可供暖时间的时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长小于剩余可供暖时间的时长，则确定储能式电暖器的加热时段为下一谷电时段，加热时长为下一次加热时储能式电暖器需要的加热时长，如果当前时间距离下一谷电时段的第三临界时长大于剩余可供暖时间的时长，则确定储能式电暖器的加热时段为当前峰电时段和下一谷电时段，在当前峰电时段的加热时长为将储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长，在下一谷电时段的加热时长为下一次加热时储能式电暖器充满需要的加热时长。
[0072] 作为另一实施方式，当剩余可供暖时间位于第三时间区间时，在第三时间区间，表明储能式电暖器110的剩余热量不足，需要立即蓄热，以保证热量供应，此时，无论当前处于峰电时段还是谷电时段，均需要蓄热，确定加热时段为当前时段，而为了节约成本，利用谷电优势，加热的时长至少为将储能式电暖器的剩余可供暖时间延长至第一时间区间的最小值时需要的时长。
[0073] 另外，本申请实施例还提供了一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热方法，应用于服务器，请参照图8，该方法包括以下步骤：
[0074] 步骤S1，接收采集器上传的储能式电暖器的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度，储能式电暖器的储能量、储能式电暖器的供热风门开启功率和建筑物的室内温度由控制器获取并发送至采集器。
[0075] 步骤S2，计算建筑物室内的热量耗散功率和建筑物室内的剩余可供暖时间。
[0076] 步骤S3，根据预设的谷电时段和峰电时段，结合建筑物室内的剩余可供暖时间，确定储能式电暖器的加热时长并分配加热时段。
[0077] 步骤S4，将确定的加热时段通过采集器发送至控制器，以便于控制器根据加热时段，结合当前的室内温度和设定供暖温度，控制储能式电暖器加热。
[0078] 由于该方法的各步骤涉及的原理和过程已经在前述说明，此处不再赘述。
[0079] 综上，本发明实施例提供了一种基于相变储能围护结构隔热的电暖器供热系统及方法，利用相变在低谷电时进行储能，充分利用谷电，既降低供暖成本，又减少了对电网的容量需求。设置在建筑物的围护结构实现了近红外透射、远红外反射，充分的利用太阳能供热，并且阻止室内热能散失，有效的降低了供热能量的消耗。通过控制储能电暖器供热风门大小，调节供热功率，使室内温度恒定，实现舒适供暖。
[0080] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0081] 另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0082] 所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0083] 需要理解的是，针对上述内容没有进行名词解释的技术术语，本领域技术人员可以根据上述所公开的内容进行前后推导毫无疑义地确定其所指代的含义，例如针对一些值、系数、权重等术语，本领域技术人员可以根据前后的逻辑关系进行推导和确定，这些数值的取值范围可以根据实际情况进行选取，例如0～1，又例如1～10，再例如50～100，在此均不作限定，本领域技术人员可以根据上述已公开的内容毫无疑义对一些预设的、基准的、预定的、设定的以及目标的技术特征/技术术语进行确定。对于一些未作解释的技术特征术语，本领域技术人员完全能够基于前后文的逻辑关系进行合理地、毫无疑义地推导，从而清楚、完整地实施上述技术方案。因此上述内容对于本领域技术人员而言是清楚完整的。应当理解，本领域技术人员基于上述公开的内容对未作解释的技术术语进行推导和分析的过程是基于本申请所记载的内容进行的，因此上述内容并不是对整体方案的创造性的评判。
[0084] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
