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一种基于可再生能源的智能家居控制系统及其控制方法

阅读：1032发布：2021-02-20

IPRDB可以提供一种基于可再生能源的智能家居控制系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于可再生能源的智能家居控制系统及其控制方法，其中系统包括：智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块、能源监控模块、电动汽车、储能模块和电网，所述能源监控模块与智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块、电动汽车、储能模块双向通信连接，以实现实时信息交互；所述可再生能源模块与电网连接，向电网输送电能；所述储能模块与电网、可再生能源模块连接。本发明的控制系统基于可再生能源发电来为家电提供电能，在满足用户舒适性、便捷性的情况下，给出了相应的节能控制方法。，下面是一种基于可再生能源的智能家居控制系统及其控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于可再生能源的智能家居控制系统，其特征在于，包括：

智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块能源监控模块、电动汽车、储能模块和电网，所述能源监控模块与智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块、电动汽车、储能模块双向通信连接，以实现实时信息交互；

所述可再生能源模块与电网连接，向电网输送电能；

所述储能模块与电网、可再生能源模块连接。

2.如权利要求1所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统，其特征在于，所述可再生能源模块包括：风力发电机、太阳能光伏发电模块和生物质发电模块。

3.如权利要求2所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统，其特征在于，所述生物质发电模块包括生物质发酵模块、气体处理模块、燃烧器、燃料电池发电模块、供电模块、吸收式制冷及热泵机组，其中，生物质发酵模块用于接收家庭粪便、植物秸秆并对其发酵产生沼气，生物质发酵模块与气体处理模块相连，将发酵产生的沼气输送给气体处理模块进行处理；气体处理模块将沼气转化为氢气和一氧化碳，氢气输送至燃料电池发电模块进行发电产生热能以及一氧化碳输送至燃烧器燃烧产生热能，热能用于室内供暖，驱动吸收式制冷及热泵机组用于供冷供暖。

4.如权利要求1所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统，其特征在于，所述智能暖通照明模块包括：智能空调、智能灯具及智能窗帘，智能窗帘与智能灯具、智能空调双向通信连接；智能空调接收智能窗帘中传送的亮度值，根据亮度和智能空调内部存储的季节数据，对智能空调的目标温度进行动态调节。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统，其特征在于，所述智能空调为地源空调，包括土壤换热器、热泵机组和室内换热器，当地热温度满足采暖末端需求时，土壤换热器与室内换热器直接连接，向室内供暖和供冷；当地热温度不满足采暖末端需求时，土壤换热器与热泵机组连接，热泵机组与室内换热器连接，通过土壤换热器从土壤中吸收的热量或冷量，传送给热泵机组中的制冷剂，经热泵机组循环，直至地热温度满足采暖末端需求，通过室内换热器向室内供暖或供冷。

6.如权利要求4所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统，其特征在于，所述智能窗帘包括：亮度传感器，亮度传感器根据监测到的亮度自动调节窗帘开度，以满足用户的亮度需求。

7.如权利要求5所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统，其特征在于，所述生物质发电模块辅助智能空调进行供冷供暖。

8.权利要求1-7任意一项所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统的控制方法，其特征在于，包括：在用电低谷期，若能源监控模块监控到可再生能源模块存在能量富余，则采用可再生能源模块向电动汽车及储能模块进行充电；若能源监控模块监控到可再生能源模块不存在能量富余，则通过智能电网输送的电能向电动汽车及储能模块进行充电；

在用电高峰期，若能源监控模块监控到可再生能源模块无法满足能量供应需求，则采用储能模块进行供电。

9.如权利要求8所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：根据用户使用历史记录，先将智能电视、智能洗衣机、智能暖通照明模块和智能烤箱这

4种家电分为即时响应类型和非即时响应类型，并对每种类型中的家电预先设定优先级，在若能源监控模块监控到能量供应满足需求时，根据用户需求开启；在若能源监控模块监控到能量供应不满足所有需求时，先按照设定的优先级依次开启须即时响应的电器，若能源监控模块监控到有能量剩余则继续按照设定的优先级依次开启非即时响应类型的电器，未完成任务的家电在能量供应满足需求时再开启。

10.如权利要求8或9所述的一种基于可再生能源的智能家居控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在生物质发电模块满足供冷供暖需求时，先采用生物质发电模块进行供冷或供暖；在生物质发电模块无法满足供冷供暖需求时，采用智能空调供冷供暖。

说明书全文

一种基于可再生能源的智能家居控制系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于人工智能领域，更具体地，涉及一种基于可再生能源的智能家居控制系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 近年来，世界能源需求快速增长，如何减少发电的运行和维护费用，同时减少有害气体的排放成为亟待解决的难题，新能源发电可以减少化石燃料燃烧所产生的有害气体排放的问题，因此备受青睐。同时，电力的不合理利用也会间接造成能源浪费，因此，用户端的节能显得尤为重要。尽管很多研究人员对发电端的节能减排技术进行了深入研究，智能终端的节能减排及适性问题并未引起重视。

[0003] 由此可见，现有技术存在能源浪费、发电的运行和维护费用较高且有害气体的排放较高的技术问题。

发明内容

[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于可再生能源的智能家居控制系统及其控制方法，由此解决现有技术存在能源浪费、发电的运行和维护费用较高且有害气体的排放较高的技术问题。

[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于可再生能源的智能家居控制系统，包括：

[0006] 智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块能源监控模块、电动汽车、储能模块和电网，

[0007] 所述能源监控模块与智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块、电动汽车、储能模块双向通信连接，以实现实时信息交互；

[0008] 所述可再生能源模块与电网连接，向电网输送电能；

[0009] 所述储能模块与电网、可再生能源模块连接。

[0010] 进一步的，可再生能源模块包括：风力发电机、太阳能光伏发电模块和生物质发电模块。

[0011] 进一步的，生物质发电模块包括生物质发酵模块、气体处理模块、燃烧器、燃料电池发电模块、供电模块、吸收式制冷及热泵机组，其中，生物质发酵模块用于接收家庭粪便、植物秸秆并对其发酵产生沼气，生物质发酵模块与气体处理模块相连，将发酵产生的沼气输送给气体处理模块进行处理；气体处理模块将沼气转化为氢气和一氧化碳，氢气输送至燃料电池发电模块进行发电产生热能以及一氧化碳输送至燃烧器燃烧产生热能，热能在冬季直接用于室内供暖，在夏季驱动吸收式制冷及热泵机组进行供冷。

[0012] 进一步的，智能暖通照明模块包括：智能空调、智能灯具及智能窗帘，智能窗帘与智能灯具、智能空调双向通信连接；智能空调接收智能窗帘中传送的亮度值，根据亮度和智能空调内部存储的季节数据，对智能空调的目标温度进行动态调节。

[0013] 进一步的，智能空调为地源空调，包括土壤换热器、热泵机组和室内换热器，当地热温度满足采暖末端需求时，土壤换热器与室内换热器直接连接，向室内供暖和供冷；当地热温度不满足采暖末端需求时，土壤换热器与热泵机组连接，热泵机组与室内换热器连接，通过土壤换热器从土壤中吸收的热量或冷量，传送给热泵机组中的制冷剂，经热泵机组循环，直至地热温度满足采暖末端需求，通过室内换热器向室内供暖或供冷。

[0014] 优选的，吸收式制冷及热泵机组为溴化锂制冷及热泵机组。

[0015] 进一步的，智能窗帘包括：亮度传感器，亮度传感器根据监测到的亮度自动调节窗帘开度，以满足用户的亮度需求。

[0016] 进一步的，生物质发电模块辅助智能空调进行供冷供暖。

[0017] 按照本发明的另一方面，提供了一种基于可再生能源的智能家居控制系统的控制方法，包括：

[0018] 在用电低谷期，若能源监控模块监控到可再生能源模块存在能量富余，则采用可再生能源模块向电动汽车及储能模块进行充电；若能源监控模块监控到可再生能源模块不存在能量富余，则通过智能电网输送的电能向电动汽车及储能模块进行充电；

[0019] 在用电高峰期，若能源监控模块监控到可再生能源模块无法满足能量供应需求，则采用储能模块进行供电。

[0020] 进一步的，控制方法还包括：

[0021] 根据用户使用历史记录，先将智能电视、智能洗衣机、智能暖通照明模块和智能烤箱这4种家电分为即时响应类型和非即时响应类型，并对每种类型中的家电预先设定优先级，在若能源监控模块监控到能量供应满足需求时，根据用户需求开启；在若能源监控模块监控到能量供应不满足所有需求时，先按照设定的优先级依次开启须即时响应的电器，若能源监控模块监控到有能量剩余则继续按照设定的优先级依次开启非即时响应类型的电器，未完成任务的家电在能量供应满足需求时再开启。

[0022] 进一步的，控制方法还包括：

[0023] 在生物质发电模块满足供冷供暖需求时，先采用生物质发电模块进行供冷或供暖；在生物质发电模块无法满足供冷供暖需求时，采用智能空调供冷供暖。

[0024] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

[0025] (1)本发明使用可再生能源发电对家居家电进行供电，有效地减少了化石燃料的使用，从而减少了有害气体的排放；同时，能源监控模块与智能灯具、智能电视、智能洗衣机、智能空调、智能窗帘、智能烤箱、可再生能源模块、电动汽车、储能模块双向通信连接，可实现信息交互，同时发电量信息传送给能源监控模块，其根据家电的总需求给家电及储能模块分配电量，从而实现可再生能源发电的有效利用。

[0026] (2)生物质发电模块不仅可以利于气体处理模块将沼气转化为氢气输送至燃料电池发电模块进行发电，同时，燃料电池产生的余热以及其废气的能量均可直接用于室内供暖，或是驱动生物质发电模块辅助智能空调进行供冷供暖，不仅绿色环保，而且实现了能量的梯级利用，使整个系统的能源利用效率大大提高。

[0027] (3)优选的，智能空调可选择性利用地热作为能量来源，实现了地热能的有效利用，有助于整个系统的节能减排；智能空调、智能灯具及智能窗帘耦合构成智能暖通照明系统，智能窗帘中安装有亮度传感器，其根据监测到的亮度自动调节窗帘开度，既能满足对应时间段内用户的亮度需求，又能减小照明负荷，实现节能减排；智能窗帘与智能灯具及智能空调双向通信连接；智能空调接收智能窗帘中传送的亮度值，根据亮度、结合智能空调内部存储的季节数据，对空调的目标温度进行动态调节，因而智能空调可根据季节及亮度调整空调负荷，消耗更小的能量，同时也不影响用户的舒适度。同时，由于可基于用户的需求对家电进行管理，使用户的生活更加便捷。

附图说明

[0028] 图1是本发明实施例提供的一种基于可再生能源的智能家居控制系统的结构示意图。

具体实施方式

[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0030] 如图1所示，一种基于可再生能源的智能家居控制系统，包括：

[0031] 智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块能源监控模块、电动汽车、储能模块和电网，

[0032] 所述能源监控模块与智能暖通照明模块、智能电视、智能洗衣机、智能烤箱、可再生能源模块、电动汽车、储能模块双向通信连接，以实现实时信息交互；

[0033] 所述可再生能源模块与电网连接，向电网输送电能；

[0034] 所述储能模块与电网、可再生能源模块连接。

[0035] 智能暖通照明模块包括：智能空调、智能灯具及智能窗帘，智能窗帘与智能灯具、智能空调双向通信连接；智能空调接收智能窗帘中传送的亮度值，根据亮度和智能空调内部存储的季节数据，对智能空调的目标温度进行动态调节。智能空调为地源空调，包括土壤换热器、热泵机组和室内换热器，当地热温度满足末端需求时，土壤换热器与室内换热器直接连接，向室内供暖和供冷；当地热温度不满足末端需求时，土壤换热器与热泵机组连接，热泵机组与室内换热器连接，通过土壤换热器从土壤中吸收的热量或冷量，传送给热泵机组中的制冷剂，经热泵机组循环，直至地热温度满足末端需求，通过室内换热器向室内供暖或供冷。智能窗帘包括：亮度传感器，亮度传感器根据监测到的亮度自动调节窗帘开度，以满足用户的亮度需求。

[0036] 可再生能源模块包括：风力发电机、太阳能光伏发电模块和生物质发电模块。生物质发电模块包括生物质发酵模块、气体处理模块、燃烧器、燃料电池发电模块、供电模块、吸收式制冷及热泵机组，其中，生物质发酵模块用于接收家庭粪便、植物秸秆并对其发酵产生沼气，生物质发酵模块与气体处理模块相连，将发酵产生的沼气输送给气体处理模块；气体处理模块对输送的气体进行处理，将沼气转化为氢气及一氧化碳，并将氢气输送至燃料电池发电模块，产生的一氧化碳输送至燃烧器；燃料电池利用氢气作为燃料进行发电；吸收式制冷及热泵机组包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器；冬季需要采暖时，燃烧器燃烧一氧化碳产生的热能、燃料电池发电模块中产生的热能直接输送到室内采暖末端，辅助智能空调供热，采暖末端为辐射式采暖末端；夏天需要制冷时，燃烧器燃烧一氧化碳产生的热能、燃料电池发电模块中产生的热能输送给吸收式制冷及热泵机组的发生器，驱动吸收式制冷及热泵机组运转，其蒸发器置于室内，辅助智能空调进行供冷。

[0037] 优选的，智能空调与辐射式采暖末端、吸收式制冷及热泵机组均双向通信连接，在辐射式采暖末端机及吸收式制冷及热泵机组可满足供冷供暖需求时，先采用辐射式采暖末端机及吸收式制冷及热泵机组进行供冷或供暖；其无法满足要求时，采用智能空调供冷、供暖。

[0038] 优选的，吸收式制冷及热泵机组为溴化锂制冷及热泵机组。

[0039] 按照本发明的另一方面，提供了一种基于可再生能源的智能家居控制系统的控制方法，包括：

[0040] 在用电低谷期，若能源监控模块监控到可再生能源模块存在能量富余，则采用可再生能源模块向电动汽车及储能模块进行充电；若能源监控模块监控到可再生能源模块不存在能量富余，则通过智能电网输送的电能向电动汽车及储能模块进行充电；

[0041] 在用电高峰期，若能源监控模块监控到可再生能源模块无法满足能量供应需求，则采用储能模块进行供电。

[0042] 根据用户使用历史记录，先将智能电视、智能洗衣机、智能暖通照明模块和智能烤箱这4种家电分为即时响应类型和非即时响应类型，并对每种类型中的家电预先设定优先级，在若能源监控模块监控到能量供应满足需求时，根据用户需求开启；在若能源监控模块监控到能量供应不满足所有需求时，先按照设定的优先级依次开启须即时响应的电器，若能源监控模块监控到有能量剩余则继续按照设定的优先级依次开启非即时响应类型的电器，未完成任务的家电在能量供应满足需求时再开启。

[0043] 在生物质发电模块满足供冷供暖需求时，先采用生物质发电模块进行供冷或供暖；在生物质发电模块无法满足供冷供暖需求时，采用智能空调供冷供暖。

[0044] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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