交互式學(xué)習(xí)熱水加熱計劃器的制造方法
【專利摘要】一種用于為熱水鍋爐系統(tǒng)提供交互式學(xué)習(xí)加熱計劃的方法和系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：(a)接收所述熱水鍋爐系統(tǒng)的熱水鍋爐中的可用熱水量的估算；(b)接收所述熱水鍋爐系統(tǒng)的使用數(shù)據(jù)，所述使用數(shù)據(jù)包括從所述使用數(shù)據(jù)推斷出的至少一種預(yù)期使用模式；以及(c)基于所述至少一種預(yù)期使用模式和所述估計可用熱水量來生成用于所述熱水鍋爐的加熱計劃。
【專利說明】交互式學(xué)習(xí)熱水加熱計劃器 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于提高與家用熱水鍋爐相關(guān)的能量效率的控制系統(tǒng)，并且更加 具體地，設(shè)及一種用于控制家用熱水加熱計劃的交互式學(xué)習(xí)系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 大多數(shù)"綠色科技"裝置和系統(tǒng)的目的是通過改進能耗方法或者提供替代資源來 節(jié)約能源。迄今為止，在發(fā)達國家中，對家庭用水加熱總的來說是一個未加抑制的能耗源， 在發(fā)達國家中，全年全天不斷地對家庭用水加熱。一些國家利用太陽能加熱機構(gòu)來補充家 用熱水器(鍋爐）的電加熱，尤其是在夏季。由于節(jié)能問題、燃料產(chǎn)品價格的上升導(dǎo)致電價的 上升、W及對發(fā)電站引起的污染的關(guān)注，所W需要一種系統(tǒng)來幫助管理電力消耗，特別是用 于監(jiān)測在對家庭用水加熱的過程中的能耗。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 目前提供了一種用于控制家庭熱水加熱計劃的交互式學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
[0004] 提供了一種用于熱水鍋爐系統(tǒng)的熱水鍋爐監(jiān)測和預(yù)測的改裝系統(tǒng)，該熱水鍋爐系 統(tǒng)包括熱水鍋爐、冷水進水管、熱水出水管，該改裝系統(tǒng)包括：（a)進口溫度傳感器，該進口 溫度傳感器配置為測量冷水進水管中的水溫；（b)流量計，該流量計配置為測量流過熱水鍋 爐系統(tǒng)的水的流速；（C)出口溫度傳感器，該出口溫度傳感器配置為測量熱水出水管中的水 溫；（d)處理單元，該處理單元適應(yīng)于從進口溫度傳感器、流量計、和出口溫度傳感器接收傳 感器數(shù)據(jù)，并且配置為基于傳感器數(shù)據(jù)來計算熱水鍋爐中的可用熱水量；W及（e)顯示面 板，該顯示面板在操作上聯(lián)接至處理單元，該顯示面板配置為顯示至少一個估計的實時使 用值(RTUV)，該至少一個估計的實時使用值是由處理單元基于可用熱水量來計算的。
[0005] 根據(jù)下面描述的本發(fā)明優(yōu)選實施例的進一步特征，所述系統(tǒng)進一步包括：（f)控制 面板，所述控制面板在操作上聯(lián)接至所述處理單元，包括用戶界面，所述用戶界面適應(yīng)于接 收用于編程和控制所述處理單元的指令。
[0006] 根據(jù)下面描述的本發(fā)明優(yōu)選實施例的再進一步特征，所述控制面板在操作上聯(lián)接 至所述熱水鍋爐的啟動開關(guān)。
[0007] 根據(jù)更進一步特征，所述處理單元包括:非暫時性存儲器，所述非暫時性存儲器適 應(yīng)于可檢索地儲存使用數(shù)據(jù)，所述使用數(shù)據(jù)包括隨著時間記錄的傳感器數(shù)據(jù)。
[000引根據(jù)更進一步特征，所述顯示面板適應(yīng)于安裝在沐浴區(qū)域。
[0009] 根據(jù)更進一步特征，所述至少一個估計的RTUV是基于所述流速的估計的剩余時間 量，熱水在所述剩余時間量的期間內(nèi)是可用的。
[0010] 根據(jù)更進一步特征，所述至少一個估計的RTUV包括:可W利用所述可用熱水量完 成的多個不同的熱水活動。
[0011] 根據(jù)更進一步特征，顯示在所述顯示面板上的另一個估計的RTUV包括:基于所述 流速的剩余時間的量度，所述剩余時間用于完成所述不同的熱水活動中的一種熱水活動。
[0012] 根據(jù)更進一步特征，顯示在所述顯示面板上的所述另一個估計的RTUV包括:基于 所述流速的剩余時間的量度，所述剩余時間用于完成所述不同的熱水活動中的一種熱水活 動。
[0013] 根據(jù)更進一步特征，所述至少一個實時使用值包括:所述熱水鍋爐系統(tǒng)的加熱元 件的工作條件的指示。
[0014] 根據(jù)更進一步特征，所述加熱元件的所述工作條件是基于所述傳感器數(shù)據(jù)與所述 使用數(shù)據(jù)的比較來計算的。
[0015] 根據(jù)更進一步特征，所述處理單元包括用于計算所述可用熱水量的邏輯，所述邏 輯包括自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，所述自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法配置為基于儲存在所述非暫時性存儲器中的 所述使用數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)所述熱水鍋爐系統(tǒng)的特性。
[0016] 根據(jù)更進一步特征，所述可用熱水量是基于所學(xué)習(xí)的所述熱水鍋爐系統(tǒng)的特性來 計算的。
[0017] 根據(jù)更進一步特征，所述可用熱水量進一步是基于所學(xué)習(xí)的所述熱水鍋爐的使用 特性來計算的。
[0018] 根據(jù)更進一步特征，所述處理器基于所學(xué)習(xí)的所述熱水鍋爐系統(tǒng)的特性來計算所 述熱水鍋爐系統(tǒng)的加熱元件的相對效率水平。
[0019] 根據(jù)更進一步特征，所述處理單元包括用于計算所述可用熱水量的邏輯，所述邏 輯包括自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，所述自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法配置為基于所述使用數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)所述熱水鍋 爐的使用特性。
[0020] 根據(jù)更進一步特征，所述可用熱水量進一步是基于所學(xué)習(xí)的所述熱水鍋爐的特性 來計算的。
[0021] 根據(jù)更進一步特征，所述處理單元包括邏輯，所述邏輯配置為基于所述傳感器數(shù) 據(jù)來檢測所述熱水鍋爐系統(tǒng)中的泄漏。
[0022] 根據(jù)更進一步特征，所述處理單元配置為區(qū)分熱水使用的來源。
[0023] 根據(jù)更進一步特征，所述系統(tǒng)進一步適應(yīng)于與包括太陽能集熱器的熱水鍋爐系統(tǒng) 一起使用，所述改裝系統(tǒng)進一步包括如下元件中的至少一個：（i)第二流量計，所述第二流 量計適應(yīng)于測量流過在操作上聯(lián)接至所述熱水鍋爐的所述太陽能集熱器的水流量；（ii)太 陽能集熱器出口傳感器，所述太陽能集熱器出口傳感器適應(yīng)于測量從所述太陽能集熱器流 到所述熱水鍋爐的水的溫度；W及（iii)太陽能集熱器進口傳感器，所述太陽能集熱器進口 傳感器適應(yīng)于測量從所述熱水鍋爐流到所述太陽能集熱器的水的溫度。
[0024] 根據(jù)更進一步特征，所述系統(tǒng)進一步包括光伏(PV)電池，所述PV電池適應(yīng)于提供 太陽能相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0025] 根據(jù)更進一步特征，所述PV電池進一步產(chǎn)生可用能量。
[0026] 根據(jù)更進一步特征，所述可用能量適用于至少給所述改裝系統(tǒng)供電。
[0027] 根據(jù)另一個實施例，提供了一種用于提供熱水鍋爐中的可用熱水的實時估算的方 法，該方法包括如下步驟：（a)接收流量數(shù)據(jù)；（b)接收鍋爐出水管中的水的出口溫度測量； W及(C)接收鍋爐進水管中的水的進口溫度測量；（d)基于流量數(shù)據(jù)、出口溫度測量和進口 溫度測量來計算鍋爐中的估計熱水量。
[0028] 根據(jù)更進一步特征，所述系統(tǒng)進一步包括如下步驟：（e)在步驟(d)之前接收恒溫 器值。
[0029] 根據(jù)更進一步特征，所述流量數(shù)據(jù)包括如下數(shù)據(jù)中的至少一個:流速值和流動持 續(xù)時間值。
[0030] 根據(jù)另一個實施例，提供了一種方法和一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品 體現(xiàn)在非暫時性儲存介質(zhì)上并且經(jīng)由處理器執(zhí)行W便計算熱水鍋爐中的估計熱水量，該方 法包括如下步驟：（a)按照預(yù)定時間間隔接收傳感器數(shù)據(jù)，該傳感器數(shù)據(jù)包括至少:流量數(shù) 據(jù)、鍋爐出水管中的水的出口溫度測量、W及鍋爐進水管中的水的進口溫度測量；（b)將接 收到的傳感器數(shù)據(jù)與儲存的傳感器數(shù)據(jù)進行比較；W及(C)基于該比較計算熱水鍋爐中的 近似可用熱水量。
[0031] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟：（d)將接收到的傳感器數(shù)據(jù)儲 存在非暫時性儲存介質(zhì)上。
[0032] 根據(jù)更進一步特征，所儲存的傳感器數(shù)據(jù)包括聚集的傳感器數(shù)據(jù)。
[0033] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟：（d)分析所述流量傳感器數(shù)據(jù) W便推斷使用數(shù)據(jù)。
[0034] 根據(jù)更進一步特征，所述使用數(shù)據(jù)包括：（i)不同的使用活動，（ii)所述不同的使 用活動的使用模式。
[0035] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟：（e)基于所述估計可用熱水量 和所述使用模式來計算可W實現(xiàn)的不同使用活動的量；W及(f)顯示可W實現(xiàn)的不同使用 活動的所述量。
[0036] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟：（e)基于所述估計可用熱水量 和所述流量傳感器數(shù)據(jù)來預(yù)測可從所述熱水鍋爐獲得可用熱水的時間A的量；W及(f)顯 示所述時間A。
[0037] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟：（d)分析所述傳感器數(shù)據(jù)W推 斷熱水鍋爐特性。
[0038] 根據(jù)更進一步特征，所述熱水鍋爐特性包括如下特性中的至少一個：（i)鍋爐效 率，（ii)加熱時間，（iii)漏水，W及(iv)環(huán)境對加熱時間的影響。
[0039] 提供了一種用于為熱水鍋爐系統(tǒng)提供交互式學(xué)習(xí)加熱計劃的方法，所述方法包括 如下步驟：（a)接收所述熱水鍋爐系統(tǒng)的熱水鍋爐中的可用熱水量的估算；（b)接收所述熱 水鍋爐系統(tǒng)的使用數(shù)據(jù)，所述使用數(shù)據(jù)包括從所述使用數(shù)據(jù)推斷出的至少一種預(yù)期使用模 式；W及（C)基于所述至少一種預(yù)期使用模式和所述估計可用熱水量來生成所述熱水鍋爐 的加熱計劃。
[0040] 根據(jù)下面描述的本發(fā)明優(yōu)選實施例的再進一步特征，所述方法進一步包括如下步 驟:（d)檢測所述預(yù)期使用模式中的偏差，W及(e)根據(jù)所檢測的偏差，調(diào)整所述加熱計劃。
[0041] 根據(jù)更進一步特征，所述偏差選自包括如下偏差的偏差組:所述預(yù)期使用模式中 的當(dāng)前偏差W及所述預(yù)期使用模式中的預(yù)期偏差。
[0042] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟：（f)在檢測到所述偏差之后并 且在調(diào)整所述加熱計劃之前，向用戶發(fā)送反饋請求。
[0043] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟:在接收到針對所述反饋請求 的反饋響應(yīng)之前，在已經(jīng)過去預(yù)定時間之后，發(fā)送二次請求。
[0044] 根據(jù)更進一步特征，所述二次請求選自包括如下請求的請求組:發(fā)送到用戶的第 二反饋請求、發(fā)送到與所述用戶相關(guān)的第二用戶的第二反饋請求。
[0045] 根據(jù)更進一步特征，所述的調(diào)整所述加熱計劃的步驟是在接收到針對所述反饋請 求的反饋響應(yīng)之前在已經(jīng)過去預(yù)定時間之后執(zhí)行。
[0046] 根據(jù)更進一步特征，在接收到針對所述反饋請求的反饋響應(yīng)之前，在經(jīng)過預(yù)定時 間后跳過所述的調(diào)整所述加熱計劃的步驟。
[0047] 根據(jù)更進一步特征，所述方法進一步包括如下步驟：（g)從所述用戶接收反饋響 應(yīng)，其中，基于所述反饋響應(yīng)執(zhí)行或者跳過所述的調(diào)整所述加熱計劃的步驟。
[0048] 根據(jù)更進一步特征，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系統(tǒng)的用戶的位 置來推斷。
[0049] 根據(jù)更進一步特征，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系統(tǒng)的用戶的位 置來推斷，W及其中，所述偏差是在所述用戶的所述位置與所述用戶的所述預(yù)期位置不同 時被檢測。
[0050] 根據(jù)更進一步特征，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系統(tǒng)的用戶的活 動來推斷。
[0051] 根據(jù)更進一步特征，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系統(tǒng)的用戶的活 動來推斷，W及其中，所述偏差是在所述用戶的所述活動與所述用戶的所述預(yù)期活動不同 時被檢測。
[0052] 根據(jù)更進一步特征，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系統(tǒng)的用戶的活 動和位置來推斷。
[0053] 根據(jù)更進一步特征，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系統(tǒng)的用戶的活 動和位置來推斷，W及其中，所述偏差是在所述用戶的所述活動和位置與所述用戶的所述 預(yù)期活動和位置不同時被檢測。 【【附圖說明】】
[0054] 本文參照附圖僅僅通過示例的方式描述了多個實施例，在附圖中：
[0055] 圖1是當(dāng)前創(chuàng)新的基本系統(tǒng)的方框圖；
[0056] 圖2是通過使用圖1的系統(tǒng)的示例性配置增強的鍋爐系統(tǒng)的形象化描繪；
[0057] 圖3是通過使用圖1的系統(tǒng)的示例性配置增強的、具有太陽能電池板的鍋爐系統(tǒng)的 形象化描繪；
[0058] 圖4是通過使用圖1的系統(tǒng)的另一個示例性配置增強的、具有太陽能電池板的鍋爐 系統(tǒng)的形象化描繪；
[0059] 圖5是通過使用圖1的系統(tǒng)的又一個示例性配置增強的、具有太陽能電池板的鍋爐 系統(tǒng)的形象化描繪；
[0060] 圖6是當(dāng)前發(fā)明的創(chuàng)新方法的主要流程圖；
[0061 ]圖7是數(shù)據(jù)子例程的流程圖；
[0062] 圖8是數(shù)據(jù)處理子例程的流程圖；
[0063] 圖9是顯示例程的流程圖；
[0064] 圖10是當(dāng)前發(fā)明的創(chuàng)新方法的主要流程圖；
[0065] 圖11是當(dāng)前創(chuàng)新上的第二數(shù)據(jù)處理子例程的流程圖；
[0066] 圖12是適應(yīng)于實現(xiàn)圖10的過程的示例性處理單元的方框圖。 【【具體實施方式】】
[0067] 根據(jù)本發(fā)明的用于家用熱水器的改裝或者集成監(jiān)測和預(yù)測系統(tǒng)的原理和操作可 W參照附圖和所附描述得到更好地理解。
[0068] 在對本發(fā)明的實施例進行詳細地解釋之前，應(yīng)理解的是，本發(fā)明在其應(yīng)用上不限 于在如下描述中列出的或者在附圖中圖示的部件的設(shè)計細節(jié)和設(shè)置。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)其它 實施例或者能夠W多種方式被實踐或執(zhí)行。同樣，應(yīng)理解的是，本文采用的措辭和術(shù)語是為 了描述的目的并且不應(yīng)視作為具有限制性。
[0069] 本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的實施設(shè)及:手動地、自動地、或者手動自動組合地執(zhí)行或者 完成所選擇的任務(wù)或者步驟。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的實際儀器和 裝備，多個所選擇的步驟可W通過硬件或者通過任何固件的任何操作系統(tǒng)上的軟件或者其 組合來實施。例如，作為硬件，本發(fā)明的所選擇的步驟可W實施為忍片或者電路。作為軟件， 本發(fā)明的所選擇的步驟可W實施為由計算機通過使用任何適當(dāng)?shù)牟僮飨到y(tǒng)執(zhí)行的多個軟 件指令。在任何一種情況下，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的所選擇的步驟均可W被描述為由數(shù)據(jù) 處理器執(zhí)行，諸如，用于執(zhí)行多個指令的計算平臺。
[0070] 本發(fā)明的多個實施例可W包括相同的基本部件。相似部件通過使用后面兩個數(shù)字 相同但第一個數(shù)字指示圖號的附圖標(biāo)記來表示。
[0071] 現(xiàn)在參照附圖，圖1圖示了當(dāng)前創(chuàng)新的基本系統(tǒng)100的方框圖。當(dāng)前系統(tǒng)是一種改 裝監(jiān)測系統(tǒng)，在該改裝監(jiān)測系統(tǒng)中，處理單元/處理器120從適應(yīng)于附接至水加熱器系統(tǒng)的 傳感器接收呈傳感器數(shù)據(jù)形式的測量值。處理器120是通用型微處理器、通過使用數(shù)字信號 處理(DSP)實施的處理器、或者專用集成電路(ASIC)、或者運些不同技術(shù)和/或其它類似技 術(shù)的組合。處理單元120可W包括多個微處理器和/或本領(lǐng)域中已知的附加部件。優(yōu)選地，處 理單元進一步包括用于儲存使用數(shù)據(jù)和/或編程指令的存儲器。該存儲器可W是暫時性存 儲器儲存單元、非暫時性存儲器儲存單元、或者其組合。優(yōu)選地，用于儲存呈計算機可讀指 令形式的編程的儲存介質(zhì)包括非易失性存儲器。在一些實施例中，處理單元將使用數(shù)據(jù)儲 存到存儲器并且從儲存介質(zhì)檢索數(shù)據(jù)W便提高如下多種計算的精確度:可用熱水、預(yù)定義 或者請求任務(wù)所需的熱水量等。使用數(shù)據(jù)包括:隨著時間的推移記錄的傳感器數(shù)據(jù)W及任 何其它相關(guān)數(shù)據(jù)塊。
[0072] 傳感器包括流量計130、出口溫度傳感器(TS) 140和進口溫度傳感器150。該流量計 和入口 TS適應(yīng)于附接至入口 /進水管，該入口 /進水管從住房總水管流到水加熱器，將冷水 帶到加熱器/鍋爐中加熱。該出口 TS適應(yīng)于附接至熱水出水管，該熱水出水管從鍋爐延伸到 住房中的熱水分配系統(tǒng)。傳感器經(jīng)由有線或者無線裝置將進入/離開鍋爐的水的流速W及 引入的冷水和流出的熱水的溫度中繼至處理單元。
[0073] 處理器120從傳感器接收至少上述信息/值(盡管流量計從技術(shù)上講是儀表，其計 量通過設(shè)備的水的量，但是由于其感測水流的速率，所W也可W將其視作傳感器，運兩個術(shù) 語在本文中視作同義詞)并且基于接收到的傳感器數(shù)據(jù)來計算熱水鍋爐中的近似可用熱水 量。處理單元使用流速算法、W及在一些實施例中使用附加溫度和使用信息（例如，鍋爐箱 的容積、恒溫器活動、歷史使用記錄等)來推論鍋爐中剩下的大概熱水量。
[0074] 處理單元使用計算出的熱水量來估計多個實時使用值(RTUV)，該計算出的熱水量 不斷地實時更新(基于在持續(xù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的且被傳輸至處理器的傳感器數(shù)據(jù)）。使用值可 W是，例如，熱水鍋爐中的可用熱水量、熱水可用的剩余時間量、可W在熱水耗盡之前完成 的熱水活動的數(shù)量、在必需的熱水量可用之前的剩余時間量、加熱元件的狀態(tài)等。推導(dǎo)出的 使用值(剩余時間、可進行的熱水活動的數(shù)量、加熱元件的工作條件等)適當(dāng)?shù)仫@示在控制/ 顯示面板110上。
[0075] 在一些實施例中，控制面板與顯示面板是分開的。控制面板包括用戶界面(觸屏、 按鈕、其它類型的致動器等），該用戶界面用于直接控制熱水鍋爐功能(經(jīng)由處理單元)和/ 或?qū)μ幚韱卧M行編程W便在期望時間執(zhí)行期望任務(wù)。在兩個實施例中，控制面板均至少 連接至熱水鍋爐的啟動開關(guān)。在一些實施例中，控制面板可W編程為提供預(yù)定義(大概)熱 水量、對于要求的/請求的熱水活動數(shù)量足夠的熱水。在所有情況下，控制面板均可W用于 設(shè)置預(yù)定義參數(shù)，該預(yù)定義參數(shù)用于加熱一定量的水或者確保要求的熱水量在請求時間是 可用的。在一些實施例中，顯示面板可W顯示:在請求的熱水量準(zhǔn)備好之前需要經(jīng)過的大概 時間量。顯示的信息反映出由處理單元120基于大體上實時的傳感器信息進行的計算。
[0076] 圖2描繪了圖1的系統(tǒng)的實施例，其中，使用當(dāng)前的監(jiān)測和預(yù)測系統(tǒng)的示例性實施 例對水加熱器(鍋爐)系統(tǒng)200進行了增強。典型的熱水鍋爐系統(tǒng)包括:熱水鍋爐260、從外部 源引進冷水的冷水進水管2 8 0、W及熱水出水管2 7 0，該熱水出水管2 7 0 (通常位于鍋爐的頂 部附近，在此處發(fā)現(xiàn)最熱的水)從鍋爐延伸到家用管道系統(tǒng)W便分散到整個住房(例如，至U 浴室、廚房、洗衣房等）。
[0077] 在所描繪的示例性配置中，系統(tǒng)從組裝在鍋爐上的如下=個傳感器收集數(shù)據(jù):第 一溫度傳感器(C)250,該第一溫度傳感器測量進水管路280中的水的溫度;第二溫度傳感器 化)240,該第二溫度傳感器測量從鍋爐接出來的熱水出水管中的水的溫度；W及流量計(X) 230,該流量計測量移動通過冷水進水管路到達鍋爐中的水的流速。盡管本發(fā)明的當(dāng)前實施 例的流量計測量進水管路上的流速(提供感測鍋爐中的泄漏的又一特征，見下文），但由于 鍋爐系統(tǒng)是封閉系統(tǒng)(無論多少水離開水加熱器，就必須有多少水從進水管進入到水加熱 器中），所W流速傳感器可W放置在進水管路或者出水管路上。傳感器(針對所有意圖和目 的，流量計均被視作傳感器)記錄感測到的數(shù)據(jù)并且/或者將感測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚韱卧?220W進行處理。
[0078] 系統(tǒng)分析來自傳感器的輸入、計算可用熱水量、W及在顯示單元210(其優(yōu)選地位 于諸如淋浴間或者淋浴室等沐浴區(qū)域中）上顯示水可用性的實時估算。在基本實施例中，可 用熱水的估算是基于感測到的水溫值(進水值和出水值W及加熱持續(xù)時間，W及在一些實 施例中，恒溫器值)和使用中的熱水的流速。系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)鍋爐的加熱屬性W及用戶習(xí)慣， W便創(chuàng)建更加有效和經(jīng)濟的加熱計劃。
[0079] 在一些實施例中，處理單元包括用于自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法的邏輯，該自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法 配置為學(xué)習(xí)熱水鍋爐系統(tǒng)的特性。例如，處理單元記錄熱水鍋爐的加熱歷史，諸如:有源加 熱元件的持續(xù)時間、進口溫度、恒溫器讀數(shù)等。作為示例，處理邏輯基于加熱時間的比較研 究來估計鍋爐的加熱元件的相對加熱效率。
[0080] 在本文的意義內(nèi)，"邏輯"被定義為包含在軟件、固件和/或硬件中的用于實現(xiàn)多種 動作和/或處理的一組指令或編程。邏輯可W是計算機程序產(chǎn)品或者編程的形式，該計算機 程序產(chǎn)品或者編程包含在諸如暫時性或者非暫時性存儲器等計算機可讀介質(zhì)上并且經(jīng)由 處理器執(zhí)行?？商娲仃愂鰹椋撨壿嫽蛘呔幊炭蒞包含在暫時性或者非暫時性儲存介質(zhì) 上并且經(jīng)由處理器執(zhí)行。
[0081] 在一些實施例中，處理單元包括用于自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法的邏輯，該自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法 配置為學(xué)習(xí)熱水鍋爐的使用特性。通常，處理部件包括用于沐浴和其它用水活動的預(yù)定義 使用值。例如，平均沐浴使用13-15加侖的熱水，而平均淋浴使用約6-8加侖的熱水。當(dāng)然，個 人用量會發(fā)生變化。例如，兒童通常比成人淋浴時間更長。另一方面，兒童沐浴使用的水通 常比成人沐浴更少。因此，學(xué)習(xí)算法識別不同的沐浴活動（例如，成人淋浴、成人沐浴、兒童 淋浴、兒童沐浴）W及其它熱水使用活動，諸如:洗衣機、洗碗機、水槽使用、意外使用(從鍋 爐抽取熱水但未到達水龍頭出口，常見原因是用于冷水和熱水的單個水龍頭在諸如洗手或 洗食物等短暫使用期間意外地打開為抽取熱水）。
[0082] 在一些實施例中，處理器學(xué)習(xí)家用系統(tǒng)的特定行為，包括:熱水使用活動的數(shù)量W 及通常發(fā)生活動的時間。例如，系統(tǒng)可W確定每晚6點至8點會發(fā)生兩次較長時間淋浴(兒童 淋?。?，而晚上9點至11點則會發(fā)生兩次較短時間淋浴(成人淋?。?br>[0083] 在一些實施例中，處理器包括確定鍋爐系統(tǒng)中是否存在泄漏的邏輯。在簡單配置 中，系統(tǒng)通過檢測由流量計感測到的流過系統(tǒng)的恒定水流來確定熱水系統(tǒng)中是否存在泄 漏。在其它配置中，系統(tǒng)可W可替代地或者附加地基于如下意外結(jié)果來確定泄漏或者泄漏 的可能性:諸如，在給定時間量期間的用水量比平常用水量高；W及/或者水比預(yù)測的要更 冷(可能是由于不斷地向熱水鍋爐中引入冷水）；W及/或者用電量/能量用量比預(yù)期更高。
[0084] 實時計算和顯示
[0085] 每當(dāng)處理器從傳感器或者恒溫器接收到新傳感器數(shù)據(jù)時，處理器計算可用熱水的 新估算或者更新估算，并且若適當(dāng)，則立即在顯示面板上顯示該新計算數(shù)據(jù)。通過運種方 式，系統(tǒng)提供可用沐浴水的實時估算。例如，在晚上的給定時間，顯示器顯示:具有的熱水足 夠四次淋浴(兩次短時間淋浴和兩次長時間淋?。?；住房中的成員淋浴了平均時間量;并且 在淋浴之后，顯示器則顯示:現(xiàn)在具有的熱水僅足夠=次淋浴。當(dāng)熱水系統(tǒng)不處于活躍使用 時（即，加熱元件沒有啟動或者沒有使用熱水），可W僅僅定期地更新和/或顯示計算出的數(shù) 據(jù)。作為示例，計算是基于如下一些或者所有數(shù)據(jù)進行的：鍋爐的恒溫器讀數(shù)(實際溫度或 者僅僅是"活躍"或"不活躍"的指示）、鍋爐箱的容積、離開鍋爐箱的水的熱量、進入鍋爐箱 的冷水的溫度、W及流速。
[0086] 繼續(xù)之前的示例，顯示器可W定位在淋浴間中（防水且屏蔽有線或者無線通信 等），并且顯示按照當(dāng)前的輸出速率鍋爐箱中還剩多少熱水，作為時間的函數(shù)(而不是沐浴 活動的單位）。用戶接著可W調(diào)整熱水冷水比率或者總輸出速率。任何一種活動均體現(xiàn)在可 用熱水估算(顯示為時間的函數(shù))的實時改變。
[0087] 在一個實施例中，顯示器可W顯示針對特定淋浴的可用水量(例如，給每個家庭成 員分配X熱水量進行淋?。?。家庭成員可W調(diào)整流速和/或熱水冷水比率W便增加淋浴的時 間量。該體驗可W非常具有教育意義，教導(dǎo)用戶如何優(yōu)化普通用水，尤其是熱水用水。顯示 器還提高用戶對使用的水量的感知。節(jié)能隨著感知和教育而增加。隨著時間的推移實時顯 示用水量是一種非常好的教育和感知工具。
[0088] 例如，6.5加侖(淋浴中使用的平均熱水量)大約為25升;如果在熱水箱中有25升水 可用并且熱水流速為每分鐘5升，那么（為了簡化示例，忽略了附加因素)熱水將在5分鐘之 后耗盡。淋浴間墻壁上的顯示器顯示從5分鐘倒數(shù)至零的計數(shù)器。用戶明白，按照該速率進 行的淋浴將非常短暫。于是用戶通過減小淋浴間中的水的速度或者降低熱水冷水比或者結(jié) 合運兩者來調(diào)整流速。新流速(從流量計接收）顯示熱水現(xiàn)在正W每分鐘2.5升的速率流出， 使計數(shù)器顯示為10分鐘。如果可用水量是X并且流速為F，那么剩下的使用可用熱水的時間T 可W如下計算:T = X/F。
[0089] 當(dāng)然，由于熱水量會隨著使用而變化，此為較為簡化的形式。實際上，可用"熱"水 不是常數(shù)，而是一系列溫度。例如，可用熱水可W被定義為被加熱至30°C與70°C之間的溫度 的水量。更加優(yōu)選地，該范圍在40°C與60°C之間。最優(yōu)選地，該范圍在45 °C與55 °C之間。
[0090] 在一個實施例中，附加流量計(未示出）附接至家用進水管。除了熱水使用數(shù)據(jù)外， 來自該流量計的數(shù)據(jù)也提供總用水?dāng)?shù)據(jù)?？傆盟康娘@示提高了該系統(tǒng)的教育和感知方 面。
[0091] 在一些實施例中，顯示面板可W提供不同的顯示模式。例如，一種模式可W顯示可 用淋浴次數(shù)（如上所述），另一種模式可W顯示可用沐浴次數(shù)，第=種模式可W顯示在熱水 耗盡之前的可用時間量(如上文所討論的）。其它顯示模式可W包括:洗碗機用量、洗衣機用 量和水槽用量。精明的用戶于是能夠計劃何時啟動鍋爐系統(tǒng)的加熱元件W及啟動多久(如 果可行/可用）W及/或者計劃多個活動W便每個活動均具有可用熱水(例如，只在兒童已經(jīng) 淋浴之后運行洗碗機，但不會太遲從而使水加熱器具有時間來加熱鍋爐箱足W用于后面的 淋?。Ｔ撓到y(tǒng)可W是可編程的或者自動的。用戶可W對日常淋浴規(guī)程(例如，兩次較早淋浴 和兩次較遲淋浴，如上文示例性地討論的）進行編程并且該系統(tǒng)會確保每個期望活動的可 用熱水。因此，如果例如洗碗機意外地運行（即，沒有計劃或者編程到系統(tǒng)中），則微處理器 將啟動鍋爐系統(tǒng)W便確保具有足夠的熱水用于計劃的事件(例如，沐浴、淋浴、洗衣機等）。
[0092] 在本發(fā)明的一些實施例中，處理單元能夠辨識不同的用水源。例如，在較短的持續(xù) 時間期間的低流速指示水槽使用，而在相同時間或者更短時間期間的更高速率則可W歸因 于淋浴活動。多個研究已經(jīng)表明了不同活動的平均流速，諸如，NREL吁2003年3月出版的標(biāo) 題為"Performance Comparison of Residential Hot Water Systems"2的研究。圖X示出 了該研究的表3,包括:住房中的與各種活動相對應(yīng)的各種水龍頭(例如，廚房水龍頭包括洗 碗機使用和水槽使用;洗衣房水龍頭包括洗衣機等)的估計加侖每分鐘(GPM)使用量。
[0093] 在一些實施例中，處理邏輯將已知的和/或?qū)W習(xí)到的值與學(xué)習(xí)到的使用行為和/或 鍋爐系統(tǒng)的特性結(jié)合起來W估計可用性。
[0094] 圖3中示出了另一種可能的配置。圖3描繪了通過使用當(dāng)前系統(tǒng)的實施例增強的、 具有太陽能水加熱面板的熱水系統(tǒng)。太陽能水加熱(SWH)或者太陽能熱水(SHW)系統(tǒng)包括多 種創(chuàng)新W及許多已經(jīng)完善多年的成熟的可再生能源技術(shù)。SWH已經(jīng)在澳大利亞、奧地利、中 國、塞浦路斯、希臘、印度、W色列、日本和±耳其得到廣泛地使用。
[0095] 無源系統(tǒng)依靠熱驅(qū)動對流或者熱導(dǎo)管來使系統(tǒng)中的水或者加熱流體循環(huán)。無源太 陽能水加熱系統(tǒng)成本更少并且具有極低或者不具有維修費用，但無源系統(tǒng)的效率比有源系 統(tǒng)低很多。過熱和結(jié)凍是主要問題。在本發(fā)明的一些實施例中，傳感器可W指示結(jié)凍和/或 過熱。處理器可W針對結(jié)凍或者過熱發(fā)出聲音來警告或者發(fā)出警報。例如，自動系統(tǒng)可W通 過切斷鍋爐系統(tǒng)的加熱元件的電力來防止過熱。
[0096] 有源系統(tǒng)使用一個或多個累來使系統(tǒng)中的水和/或加熱流體循環(huán)。在一些情況下， 可W將從鍋爐抽取的水累送到太陽能電池板中，表面上是為了被加熱，但實際上卻通過該 過程對水進行冷卻?；趥鞲衅餍畔ⅲ绻x開太陽能電池板的水比進入該太陽能電池板 的水更冷，則系統(tǒng)可W指示累停止向太陽能電池板累送水。同樣地，可W基于傳感器數(shù)據(jù)和 處巧盤中的對欣踢據(jù)來類似郵防Ih見它類似的能源娘帯信瓶。
[0097] 示例性熱水系統(tǒng)300包括鍋爐360,該鍋爐360聯(lián)接至無源系統(tǒng)的太陽能加熱面板/ 集熱器390。太陽能電池板390從鍋爐360的下部區(qū)域接收冷水，該冷水流過太陽能電池板的 集熱器并且將加熱的水輸出回到鍋爐360的上部區(qū)域。此處，系統(tǒng)也從組裝在鍋爐上的如下 =個傳感器收集數(shù)據(jù):第一溫度傳感器(C)350,該第一溫度傳感器測量進水管路380中的水 的溫度;第二溫度傳感器化)340,該第二溫度傳感器測量直通鍋爐的熱水出水管中的水的 溫度；W及流量計(X)330,該流量計測量移動通過冷水進水管路到達鍋爐中的水的流速。此 夕h第二流量計(2X)332測量經(jīng)由連接管395從熱水鍋爐/鍋爐箱60流到集熱器390的水的流 速，該連接管395將更冷的水運送到集熱器。集熱器出水管395將（加熱的）水從集熱器運送 回到鍋爐箱。當(dāng)然，第二流量計可W定位在太陽能集熱器或者連接管上的其它位置，諸如， 在太陽能集熱器出水管394上。在上述配置中的任一種中，第二流量計（2X)332均測量通過 太陽能集熱器的水的流量。
[0098] 在當(dāng)前示例性實施例中，控制面板320在操作上聯(lián)接至處理單元320。作為示例，該 控制面板可W便利地位于住房中，可能在家庭浴室的外面?？刂泼姘逶试S用戶編程加熱時 間、加熱時期的持續(xù)時間等。進一步在示例性實施例中，第一顯示面板312與控制面板分開。 作為示例，第一顯示面板312可W位于家庭淋浴/沐浴區(qū)域。優(yōu)選地，該面板是防水的并且因 此不會接觸到蒸汽、濕氣、W及沐浴區(qū)域中通常發(fā)現(xiàn)的其它元素。顯示器可W設(shè)計和編程為 顯示當(dāng)前的用水量和/或熱水用量、W及顯示為任何恰當(dāng)值的剩余可用熱水的近似值。例 如，剩余熱水可W顯示為液體測量，或者更加優(yōu)選地，在所有熱水用盡之前剩下的剩余時間 量，可能的是，可W使用剩余熱水完成的估計沐浴活動數(shù)量。顯示器配置為提供與當(dāng)時的使 用直接相關(guān)的實時估算。因此，對流量和/或熱水冷水混合比率的操縱將反映在顯示器上。 作為示例，使熱水的流量降低將會使顯示的可用熱水量增加。
[0099] 還描繪了第二示例性顯示面板314?？赡艿?，該第二顯示器可W位于主浴室或者廚 房中。無論哪種方式，熱水用戶類似地均能夠計量可用熱水量并且相應(yīng)地計劃或者使用熱 水。
[0100] 在圖4中示出了另一種配置，圖4描繪了類似于圖3的系統(tǒng)的系統(tǒng)400,唯一的差別 在于附加熱水/太陽能集熱器出口 TS(2H)442。該太陽能集熱器出口傳感器(2HM42適應(yīng)于 測量從太陽能集熱器流到熱水鍋爐/鍋爐箱60的水的溫度。從流量計2X 332/432接收的流 速值指示集熱器對水的加熱效率。水進入集熱器的速度指示集熱器收集的相對熱量高于進 入集熱器的水的熱量;水越快流到集熱器中，集熱器就越熱(至少從監(jiān)測角度看是如此）。通 過添加附加傳感器，可W對可用熱水進行更加準(zhǔn)確的估算。知道多少熱水正進入鍋爐箱460 中W及水實際上有多熱，運提高了估算算法的精確度。此外，附加傳感器還可W更好地指示 加熱元件的效率W及該元件是否需要維修或者替換。
[0101] 在圖5中示出了又一種配置，圖5描繪了類似于圖4的系統(tǒng)的系統(tǒng)500,唯一的差別 在于附加太陽能集熱器進口 /出口 TS( 2C) 552。該太陽能集熱器進口傳感器適應(yīng)于測量從熱 水鍋爐/鍋爐箱60流向太陽能集熱器390的水的溫度。當(dāng)前發(fā)明的改裝系統(tǒng)針對現(xiàn)有硬件是 非入侵性的。沒有傳感器被插入到鍋爐箱或者集熱器中。因此，鍋爐中的水的實際溫度在很 大程度上是未知的并且僅僅是估計的。當(dāng)然，鍋爐中的水溫在不同位置處不同。最熱的水與 鍋爐元件接觸，并且成漏斗狀從鍋爐錐向上抽到鍋爐箱的頂部。較冷的水下降到鍋爐箱的 底部。通過將TS 552附接至集熱器進水管595,處理器可W基于有關(guān)鍋爐箱中的較冷的水的 溫度來更加精確地確定鍋爐箱中的熱水量。同上，附加傳感器還可W更好地指示加熱元件 的效率W及該元件是否需要維修或者替換。
[0102] 當(dāng)然圖3至圖5中示出的配置僅僅是示例性的并且同等地可W應(yīng)用于其它組合或 者配置。例如，設(shè)想了僅具有太陽能集熱器出口傳感器的配置，而不具有第二流量計。在另 一個示例中，太陽能集熱器出口傳感器和太陽能集熱器進口傳感器均包括在系統(tǒng)配置中， 但沒有附加流量計。多種變型是可能的。
[0103] 可W從鍋爐恒溫器獲得附加溫度數(shù)據(jù)源。通常，恒溫器設(shè)置為預(yù)定義溫度。當(dāng)水達 到期望溫度(例如，65攝氏度)時，鍋爐元件關(guān)閉。當(dāng)水冷卻到低于預(yù)定義差分(例如，5攝氏 度）的溫度時，鍋爐元件又打開。恒溫器信息為處理器120/220/320/420/520提供由恒溫器 感測的溫度范圍的指示。例如，如果恒溫器設(shè)置為將水加熱至具有l(wèi)〇°C的差分的65°C，那么 如果恒溫器是活躍的，則處理器就知道鍋爐箱內(nèi)的溫度(至少恒溫器傳感器所在的位置)低 于65°C;如果恒溫器隨后停用，那么溫度就在65°C與55°C之間；當(dāng)恒溫器隨后重新啟動時， 那么處理器就知道溫度升高在55°C與65°C之間。
[0104] 在附加的示例性實施例中，光伏電池(未示出）可W是改裝系統(tǒng)的一部分，附接至 太陽能集熱器或者接近太陽能集熱器。光伏電池或者太陽能電池可W提供有關(guān)太陽能集熱 器的效率的數(shù)據(jù)(例如，由PV產(chǎn)生的能量的量指示太陽能集熱器應(yīng)如何對水進行加熱）。此 夕h太陽能電池可W提供附加"清潔"能量，用于給當(dāng)前發(fā)明的預(yù)測系統(tǒng)供電。按照運種方 式，該系統(tǒng)從電力網(wǎng)抽取的附加功率非常小，如果有的話。運樣，該系統(tǒng)就可W獨立于電力 網(wǎng)工作，諸如，在偏遠位置或者在大篷車/娛樂車/拖車中、在小船或者海船上。水由太陽能 電池板加熱并且改裝系統(tǒng)由PV電池供電。
[0105] 圖6顯示了當(dāng)前發(fā)明的主要流程圖600。在該流程的步驟602中，預(yù)測系統(tǒng)接收傳感 器信號。在步驟604中，對傳感器數(shù)據(jù)進行處理W計算大概可用熱水量。在步驟606中，W多 種形式顯示計算出的值(例如，作為液體數(shù)量、作為可W完成的熱水活動的量、作為時間的 函數(shù)、作為熱水在耗盡之前將會持續(xù)的時長等）。
[0106] 圖7圖示了用于接收傳感器數(shù)據(jù)的子例程的更加詳細的流程圖700。在步驟702中， 接收流量計測量/值/數(shù)據(jù)。在一些實施例中，該測量/數(shù)據(jù)包括流速值和流動持續(xù)時間值。 在步驟704中，接收鍋爐出水管中的水的熱水出口溫度測量。在步驟706中，接收鍋爐進水管 中的水的冷水進口溫度測量。在系統(tǒng)的一些實施例中，在步驟708中接收恒溫器值。在步驟 710中，傳感器數(shù)據(jù)用于計算鍋爐箱中的大概可用熱水量，或者實時地估計該大概可用熱水 量。
[0107] 圖8在流程圖800中圖示了示例性數(shù)據(jù)處理子例程。在步驟802中，系統(tǒng)接收針對給 定時間段(Tl)內(nèi)的傳感器數(shù)據(jù)(XI)。該傳感器數(shù)據(jù)大體上與在圖7的流程圖700中描述的傳 感器數(shù)據(jù)相同。在步驟804中，處理單元對傳感器數(shù)據(jù)Ti(Xi)進行分析并且基于該數(shù)據(jù)計算 估計可用熱水量Ti(Yi)。在一些實施例中，跳過步驟804。在一些實施例中，在步驟806中，將 接收到的傳感器數(shù)據(jù)Ti(Xi)儲存在存儲器/儲存單元M中（例如，暫時性或者非暫時性儲存介 質(zhì)或者其組合）。在其它實施例中，在步驟806中，將估算Ti(Yi)儲存在存儲器M中。在其它實 施例中，接收到的傳感器數(shù)據(jù)Ti(Xi)和計算出的估算Ti(Yi)均被儲存在存儲器M中。
[0108] 在所有上述配置中，在步驟808中，將當(dāng)前時時間段(Tl)內(nèi)的數(shù)據(jù)與相關(guān)的儲存數(shù) 據(jù)進行比較。在步驟810中，基于比較數(shù)據(jù)和/或應(yīng)用于組合數(shù)據(jù)的其它計算和算法，接收可 用熱水的更加精確的估算。例如，（Tl)或者更加可能地是時間段(Ti-Tn)的使用數(shù)據(jù)可W與 例如=天前的歷史數(shù)據(jù)(Tp-Tr)非常類似。來自=天前的歷史數(shù)據(jù)還包括實際上可用的實際 熱水量。有了運種知識，算法提供了估算是正確的更高可能性。如果發(fā)現(xiàn)該估算再次針對時 間段(Ti-Tn)是大概正確的，那么算法為該估算提供更高的評級，因為該估算已經(jīng)在兩種情 況下被證明是正確的。收集和分析的信息越多，近似值越好且越準(zhǔn)確。
[0109] 在一些實施例中，在步驟812中，接著將估計的可用熱水量處理為多個用戶友好格 式并且顯示出來。一些格式包括:可用熱水活動的數(shù)量(例如，6次淋浴或者2次沐浴或者1次 沐浴和3次淋浴或者1次洗碗機負載和1次洗衣負載或者2次淋浴和1次餐具洗涂等）；在預(yù)定 義流速下熱水將可用的時間量;在將足夠的水加熱到用于請求的熱水活動數(shù)量的足夠溫度 之前的時間量等。在步驟812中顯示的預(yù)測數(shù)據(jù)可W是基于每次活動的預(yù)定義值或者量。例 如，在美國，淋浴期間的全國平均熱水用量在6-8加侖之間。
[0110] 在其它實施例中，在步驟814中，將在步驟810中接收的估算與儲存的使用數(shù)據(jù)進 行比較。使用數(shù)據(jù)包括隨著時間的推移儲存的多條有用信息。顧名思義，使用數(shù)據(jù)設(shè)及特定 家庭的家庭用水量。例如，使用數(shù)據(jù)可W包括家庭熱水使用模式，該模式由自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法 隨著時間的推移而學(xué)習(xí)到。
[0111] 可能的使用數(shù)據(jù)的一個示例是成人用量與兒童用量之間的區(qū)別；兒童的淋浴可能 時間更長或者在晚上較早時間進行，而成人的淋浴可能時間更短和/或在夜里更遲時間進 行。成人沐浴通?？蒞包括更多水，尤其是更多熱水，而兒童沐浴通常不如成人沐浴的水那 么熱或者用那么滿的水。
[0112] 使用數(shù)據(jù)可W儲存在儲存器M中并且有關(guān)使用的模式將隨著時間的推移而浮現(xiàn)。 在步驟814中，可W訪問儲存的數(shù)據(jù)(設(shè)及不同的使用活動，例如，在一天中何時使用多少熱 水長達多久等)和/或推斷出的模式并且將其與來自步驟810的估算進行比較。基于使用模 式和/或其它使用數(shù)據(jù)，系統(tǒng)或者處理單元可W提供步驟812中的可用熱水活動的更加精確 的預(yù)測。在運些實施例中，基于針對特定家庭儲存的使用數(shù)據(jù)，將預(yù)測數(shù)據(jù)W用戶友好格式 顯示出來。
[0113] 在一些實施例中，系統(tǒng)包括反饋過程。例如，在已經(jīng)登記了熱水活動之后，處理單 元可W在控制面板上顯示問題，W便驗證剛剛發(fā)生了什么類型的熱水活動。例如，問題可W 是"前面五分鐘是進行兒童沐浴了嗎?"該問題反映了系統(tǒng)對于熱水活動是什么的最佳猜 。基于在控制面板上輸入的用戶響應(yīng)，系統(tǒng)能夠改善知識庫。提供的反饋越多，系統(tǒng)在識 別感測到的活動類型上就會變得越好。
[0114] 在一些實施例中，系統(tǒng)電聯(lián)接至異地集中式系統(tǒng)。該連接可W是經(jīng)由本領(lǐng)域中已 知的有線或者無線裝置。在運種實施例中，處理單元120/220進一步包括遠距離通信能力。 該通信可W是經(jīng)由連接至本地路由器（即，作為LAN或者WLAN的一部分）的有線或者無線連 接啟用的。可替代地，系統(tǒng)可W包括自主的和/或獨立的通信能力，諸如蜂窩和/或衛(wèi)星通信 能力。通信部件通常被稱為網(wǎng)絡(luò)接口。
[0115] 系統(tǒng)可W基于由所有者給定的特定許可將多個數(shù)據(jù)傳輸至集中式系統(tǒng)進行儲存 和分析。集中式/異地系統(tǒng)可W分析所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并且提出提供遠程輔助。例如，異地系統(tǒng) (不管是有人操作的、自動的或兩者的組合)可W識別所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中指示漏水的模式、或 者不再有效地工作的鍋爐元件等。異地系統(tǒng)可W提供警報或者提供建議W便改善家用熱水 系統(tǒng)。
[0116] 圖9圖示了有關(guān)顯示子例程的流程圖900。處理單元在操作上聯(lián)接至顯示面板。在 一些實施例中，處理單元包括計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品體現(xiàn)在非暫時性儲存介 質(zhì)上并且經(jīng)由處理單元的處理器執(zhí)行。優(yōu)選地，系統(tǒng)包括至少一個顯示面板。在一些系統(tǒng) 中，可W包括兩個或更多個顯示面板。例如，主顯示單元可W位于中央位置，該中央位置被 選擇用于家庭使用，例如，在主浴室的外面。主顯示/控制面板可W用于對熱水系統(tǒng)進行編 程或者觀察當(dāng)前可用的熱水量或熱水活動量、或者在必需的熱水量可用之前需要的時間 量。在優(yōu)選實施例中，顯示面板位于沐浴區(qū)域內(nèi)部。在沐浴區(qū)域內(nèi)部的顯示面板適應(yīng)于顯示 可用熱水的實時值，尤其是用戶的熱水用量對可用性的影響。例如，在淋浴過程期間，用戶 能夠看到利用了多少熱水W及當(dāng)時系統(tǒng)中剩余多少熱水。
[0117] 在系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，在步驟902中，處理單元接收估計的可用熱水量的值/數(shù) 據(jù)，例如，如在圖8中的流程800的步驟810或814中計算的。在步驟904中，將可用的熱水活動 量或者數(shù)量顯示在顯示面板上。在步驟906中，將沐浴活動(例如，淋浴、沐浴)數(shù)量顯示在顯 示面板上(例如，浴室外面的主顯示面板）。在步驟908中，示出了可用沐浴活動的分解顯示。 例如，基于歷史使用或者預(yù)定義值，顯示成人和/或兒童沐浴活動的數(shù)量(示例已經(jīng)在上文 提到）。在步驟910中，顯示洗涂活動的數(shù)量。洗涂活動可W包括洗碗機使用、洗衣機使用、用 于洗涂大量餐具的水槽使用等。控制/顯示面板可W包括用于改變顯示模式的功能按鈕，例 如，在沐浴與洗涂活動之間進行改變?？商娲睾?或附加地，可W存在組合模式和/或選擇 功能等。
[0118] 在步驟912中，其可W在步驟904之后或者與步驟904同時發(fā)生，處理單元從流量計 接收流速數(shù)據(jù)。流速數(shù)據(jù)（W及可能的是其它傳感器數(shù)據(jù))在步驟914中進行處理W產(chǎn)生新 時間段(T2)的新數(shù)據(jù)(X2)。在步驟916中，對可用水的實時顯示進行更新。例如，在沐浴區(qū)域 中的顯示面板將在沐浴活動的整個持續(xù)期間顯示還剩下多少熱水，其中，定期地更新顯示。 可替代地和/或附加地，主顯示器(或者，就此而言，任何顯示器)可W基于新數(shù)據(jù)T2(拉)顯示 更新的可用沐浴或洗涂(或者其它熱水)活動的數(shù)量(步驟918)?？商娲睾?或附加地，顯 示器可W顯示在熱水耗盡之前剩余的時間量(步驟920)。已經(jīng)在其它地方討論了多個附加 顯示選項。
[0119] 圖10描繪了第二數(shù)據(jù)處理流程圖，指示當(dāng)前發(fā)明的創(chuàng)新過程。圖12描繪了示例性 處理單元1200,該示例性處理單元1200適應(yīng)于實現(xiàn)圖10的過程。圖12中僅僅描繪了與本發(fā) 明有密切關(guān)系的部件。在步驟1002中，對傳感器數(shù)據(jù)進行處理，從而提供原始數(shù)據(jù)，諸如，當(dāng) 前可用的估計熱水量。該過程可W類似于在圖8中的流程圖800中描述的過程或者可W是不 同的過程，從而產(chǎn)生至少上述原始數(shù)據(jù)（即，已經(jīng)被加熱至預(yù)定義/給定溫度范圍的可用水 量的估算）。在步驟1004中，系統(tǒng)隨著時間的推移記錄、儲存和/或處理使用數(shù)據(jù)。隨著越來 越多的使用數(shù)據(jù)被記錄/儲存，模式開始從數(shù)據(jù)浮現(xiàn)出來。運些模式在本文中被稱為"使用 模式"并且被認(rèn)為是系統(tǒng)用戶的習(xí)慣、日?；顒印⒖深A(yù)測行為的指示。處理數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù) 儲存在儲存介質(zhì)M中，該儲存介質(zhì)M位于處理單元1200的存儲器1220中或者在電聯(lián)接至該存 儲器1220。可替代地或者附加地，儲存介質(zhì)或者附加儲存介質(zhì)（多種介質(zhì))Ml-'Mn可W并列 放置或者相距遙遠地放置。
[0120] 識別使用模式的能力不是直截了當(dāng)?shù)?。上文已?jīng)討論了用于辨識熱水活動和估計 熱水可用性的邏輯。辨識使用模式需要應(yīng)用到可用的知識庫和算法，該算法捜索"較大"模 式、更具包容性的模式，在運些模式中，多個活動被識別為彼此相關(guān)和/或甚至具有因果關(guān) 系。
[0121] 可W存在多種類型的模式。例如，可W存在"家庭模式"，在該家庭模式下，整個家 庭具有針對在早晨或晚上進行沐浴的寬松地定義的計劃。可W存在"洗涂日模式"，在該洗 涂日模式下，一周的特定日被識別為包括集中式洗涂負載數(shù)量，多于和超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量。運一 天可W是丈夫或者妻子不上班的日子，或者是家里有家政助理的日子等。當(dāng)辨識到普通使 用模式時，顯而易見在標(biāo)準(zhǔn)的可接受統(tǒng)計偏差內(nèi)，模式可W應(yīng)用至其它情況。W洗涂日為 例，如果洗涂日通常是星期二，但系統(tǒng)在星期=檢測到"洗涂日模式"，則系統(tǒng)可W確定洗涂 日活動已經(jīng)從一天變到了另一天(可能是偶然情況）。根據(jù)該確定，所W加熱系統(tǒng)將會被相 應(yīng)地義用。
[0122] 預(yù)期使用模式一一預(yù)期模式指基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測在特定時間（一周中的一天、一 天中的一個小時等)發(fā)生特定使用模式。
[0123] 偏差一一偏差指發(fā)生的沒有期望會發(fā)生的事件，運與基于預(yù)期模式或多個模式預(yù) 測會發(fā)生的事件或者多個事件形成對照。偏差可W是主動事件或者被動事件。再次使用"洗 衣日模式"，提供了被動事件的示例。在星期二，系統(tǒng)預(yù)期在上午9點與下午2點之間將進行 至少四次洗涂負載。在為該事件做準(zhǔn)備時，足W用于至少一次洗涂負載的熱水將在上午9點 前加熱好。如果到上午10點或者上午10:30還沒有檢測到洗涂負載，則系統(tǒng)登記被動偏差 (或者其可能性），在被動偏差下，原本應(yīng)該發(fā)生的事情卻沒有發(fā)生。主動偏差的示例是在星 期=發(fā)生的事情。當(dāng)在星期=早晨9點檢測到第一次洗涂負載時，系統(tǒng)登記意外洗涂日模式 的可能性。當(dāng)隨后登記了第二次負載時，洗涂模式的可能性增加并且加熱系統(tǒng)基于洗涂日 使用模式開始預(yù)備附加的預(yù)期洗涂負載。
[0124] 指標(biāo)一一術(shù)語"指標(biāo)"在本文用于指具有因果關(guān)系且與使用模式和/或預(yù)期模式有 關(guān)的事件、情況、情形、位置等。通過來自運些模式的預(yù)期模式和偏差，在一系列事件之間具 有統(tǒng)計關(guān)系。例如，如果連續(xù)地發(fā)生兩次洗衣負載，則具有如下統(tǒng)計可能性:其后將會發(fā)生 至少另外兩次洗衣負載。如果運發(fā)生在星期二，則基于上文討論的歷史模式，統(tǒng)計可能性甚 至更大。指標(biāo)是使得某種使用模式發(fā)生或者不發(fā)生的事件等。
[0125] 例如，再次使用洗涂日模式，每當(dāng)出現(xiàn)洗涂日模式時，附加的意外事件總是(或者 幾乎總是）與該模式一起出現(xiàn)。例如，意外事件是星期二在住房中檢測到特定手機無線信 號，在星期二進行了至少四次洗涂負載(例如，手機屬于家政工人）。一旦已經(jīng)達到統(tǒng)計闊值 (例如，如果連續(xù)=周在洗涂日檢測到該手機，或者如果當(dāng)洗涂日發(fā)生在意外日子時檢測到 該手機，則情況更是如此），系統(tǒng)可W將意外事件與特定模式聯(lián)系起來。一旦指標(biāo)已經(jīng)被確 定為使得出現(xiàn)特定使用模式，系統(tǒng)可W使用該指標(biāo)來預(yù)測使用模式。
[0126] 在一些示例中，特定指標(biāo)可W推斷與模式的部分而不是與整個模式有關(guān)的事情。 例如，如果系統(tǒng)已經(jīng)將特定手機信號與家庭的特定成員聯(lián)系起來，則系統(tǒng)可W推論該家庭 成員在預(yù)期時間是否在家。如果家庭的一個成員不在家，則家庭模式將會改變(運是部分偏 差）。例如，在晚上7點與9點之間不是六次淋浴，而僅僅存在五次淋浴。知識庫越詳細，系統(tǒng) 就可W越精確地預(yù)測偏差。
[0127] 基于上文，可W將指標(biāo)的類型劃分為兩大類:用戶位置和用戶活動。用戶位置指基 于用戶的位置的任何知識。位置可W通過如下方式來檢測:住房中的內(nèi)部傳感器、無線信號 檢測和/或諸如來自智能手機、汽車等中的GPS裝置的遠程位置信息。用戶活動指會談、娛 樂、體育活動等，運些活動可W由系統(tǒng)基于數(shù)字計劃(例如，在線預(yù)約簿）、旅行預(yù)定和/或用 戶位置(健身房、游泳池等)來確定。要清楚的是，[預(yù)期]使用模式W及來自運些模式的偏差 的初始和持續(xù)推斷均可W從用戶位置和用戶活動推斷出來。即是說，在步驟1004中，系統(tǒng)參 照用戶位置1024和/或用戶活動1034來推斷用戶模式。下文討論了偏差的檢測。
[0128] 反饋一-系統(tǒng)知識庫僅可W記錄數(shù)據(jù)和推斷數(shù)據(jù)。為了改善儲存在知識庫中的數(shù) 據(jù)的質(zhì)量，系統(tǒng)可W向用戶請求反饋。反饋通信由包括在處理單元中的用戶界面1210處理。 基于反饋響應(yīng)，系統(tǒng)可W知道如何做出反應(yīng)(對更多的水進行加熱、對更少的水進行加熱 等)和/或可W進一步基于推論來改善知識庫和算法。反饋可W經(jīng)由控制面板210/110通過 輸入命令、指令、數(shù)據(jù)或者詢問響應(yīng)來提供。
[0129] 可替代地或者附加地，反饋可W從用戶對發(fā)送至該用戶的自動詢問的響應(yīng)而得 出。例如，具有消息傳送能力的處理單元可W經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 1230向用戶發(fā)送電子郵件、SMS 消息或者記錄消息等。該網(wǎng)絡(luò)接口類似于上文討論的本地路由器和/或蜂窩通信部件。作為 示例，處理單元包括儲存在存儲器1220中的消息傳送模塊1224。
[0130] 消息傳送模塊1224包括計算機可讀指令，該計算機可讀指令用于構(gòu)成詢問、選擇 通信方法、選擇地址(手機號碼、電子郵件地址、移動應(yīng)用ID等）、W及發(fā)送通信。進一步地， 模塊包括編程，該編程用于經(jīng)由所選擇的通信介質(zhì)接收響應(yīng)、處理該響應(yīng)的內(nèi)容、W及基于 響應(yīng)的內(nèi)容指示處理單元。例如，消息傳送模塊可W在SMS消息中向用戶發(fā)送詢問，問該用 戶在回家時是否需要淋浴。用戶可W用是或否來作答，該答案相應(yīng)地由處理器接收和處理。 [0131 ]在一些實施例中，本創(chuàng)新系統(tǒng)包括軟件應(yīng)用1226，該軟件應(yīng)用1226可W安裝在計 算裝置上，諸如，個人計算機、膝上型計算機、平板計算機、智能手機、PDA(個人數(shù)字助理） 等。軟件應(yīng)用，例如，移動應(yīng)用，可W促進系統(tǒng)與用戶之間的通信。例如，當(dāng)在智能手機上運 行時，移動應(yīng)用可W向水加熱系統(tǒng)發(fā)送位置信息(GPS、蜂窩塔S角等）W便提高系統(tǒng)預(yù)測預(yù) 期模式的偏差等的能力。
[0132]在步驟1006中，本創(chuàng)新交互式學(xué)習(xí)水加熱計劃器(ILHS)在初始階段中使用自適應(yīng) 算法來建立加熱計劃，接著基于用戶互動實時地調(diào)整該加熱計劃。將來自步驟1002和1004 的數(shù)據(jù)處理到加熱計劃中。從步驟1002中知道大概當(dāng)前熱水量，并且基于使用歷史獲知或 者學(xué)習(xí)多種用戶模式。在步驟1004中，對歷史使用數(shù)據(jù)進行處理并且推斷使用模式。在步驟 1006中，從運些變量創(chuàng)建加熱計劃。
[0133] 加熱計劃是基于預(yù)期使用模式或者一套預(yù)期使用模式。在步驟1006中，基于用戶 互動和/或輸入對加熱計劃進行調(diào)整或者不調(diào)整。如果檢測到或者預(yù)料到偏差，則更新加熱 計劃。如果沒有檢測到或者預(yù)期到偏差，則計劃保持不變。
[0134] 影響計劃的用戶互動可W是主動互動甚或被動互動。例如，一對夫婦具有的使用 歷史表明，丈夫和妻子在晚上9點與10點之間分別會進行短時間淋浴。系統(tǒng)基于丈夫的手機 位置確定丈夫不在城里并且晚上不在家。ILHS將加熱計劃調(diào)整為對僅僅足夠一次淋浴的水 進行加熱。按照運種方式與用戶(丈夫)的互動是被動的，即，沒有丈夫的輸入。
[0135] 在上述示例的輕微變型中，系統(tǒng)發(fā)送消息提示，問丈夫到底會不會回家。丈夫作出 "是"或"否"的響應(yīng)或者給出具體的到家時間，系統(tǒng)相應(yīng)地處理和調(diào)整加熱計劃。運種類型 的互動是反應(yīng)式的，即，響應(yīng)于系統(tǒng)詢問提供輸入。
[0136] 與系統(tǒng)進行的明顯主動(積極主動)互動的示例是用戶通知系統(tǒng)進行計劃改變。多 個不同的輸入選項可用。一些示例包括，但不W任何方式限于，向系統(tǒng)發(fā)送文本消息;將變 化輸入到控制面板中；使用手持/便攜計算機的專用移動應(yīng)用;使用臺式機的專用計算機應(yīng) 用;使與系統(tǒng)的數(shù)字日歷同步等。
[0137] 在另一個示例性互動中，在預(yù)定義界限內(nèi)，遵循用戶模式（即，與該模式?jīng)]有可辨 識的偏差）。在運種情況下，不基于用戶互動/輸入對計劃進行調(diào)整。
[0138] 在步驟1008中，處理器取決于是否檢測到或者預(yù)測到預(yù)期模式的偏差對加熱計劃 進行更新或者不進行干設(shè)。在一些示例中，基于傳感器讀數(shù)(例如，上文討論的流量計讀數(shù)、 溫度讀數(shù)等)將預(yù)期使用模式與實際使用模式進行比較，W便檢測是否已經(jīng)出現(xiàn)偏差。
[0139] 在其它示例中，處理器基于計劃的預(yù)測偏差來更新或者改變計劃。通常，系統(tǒng)檢測 到某些指標(biāo)，并且系統(tǒng)基于該指標(biāo)確定或者至少懷疑會存在與預(yù)期模式的未來偏差。
[0140] 系統(tǒng)可W基于許多不同的因素或者指標(biāo)來預(yù)測與計劃的偏差。一個示例性因素是 用戶的位置(用戶位置1024)。如果用戶處于預(yù)期位置，則不存在偏差。如果用戶沒有處于預(yù) 期位置，則存在或者可能存在與計劃的偏差。另一個潛在指標(biāo)是特定用戶活動（用戶活動 1034)，例如，用戶總是在從籃球場回來后或者在跑步后進行淋浴。手機GI^可W顯示用戶在 籃球場長達至少預(yù)定義時間量(例如，長到足夠會出汗并且需要淋浴）。諸如智能手表等可 穿戴技術(shù)監(jiān)測重要器官，并且可W傳輸增加的脈搏率等，運可W提供跑步或者一些其它體 育活動的指示。
[0141] 當(dāng)處理器檢測到用戶正在鍛煉，則處理器可W向用戶發(fā)送詢問，問是否要準(zhǔn)備水 W進行熱水淋浴?；谟脩粑恢?024W及用戶活動1034兩者作出確定的一個示例是，當(dāng)用 戶正在健身房（用戶位置，由例如智能手機GI^檢測)鍛煉(用戶活動，由例如智能手表檢測） 時，系統(tǒng)會知道用戶不需要在家淋浴，因為其總是在健身房淋浴。任何相關(guān)活動或者事件均 可W觸發(fā)對計劃進行自動或者半自動(例如，發(fā)送詢問）的改變(在步驟1006中）。
[0142] 在步驟1010中，檢測到預(yù)期模式的偏差。在一個示例中，偏差是背離預(yù)期模式的實 際使用。在另一個示例中，偏差可W是基于某些指標(biāo)的預(yù)測偏差。在第=示例中，與一個或 多個指標(biāo)相結(jié)合的當(dāng)前偏差使得處理器評估正在發(fā)生預(yù)期模式的偏差。
[0143] 偏差可W按照許多不同的方式發(fā)生。例如，檢測到意外（即，模式之外)沐浴、淋浴、 洗碗機運轉(zhuǎn)等。運將登記為當(dāng)前使用，其在模式之外并且因此是偏差。在上文討論的示例 中，系統(tǒng)可W基于作為指標(biāo)的用戶位置來預(yù)測計劃的偏差。如果用戶本應(yīng)在回家途中（例 如，汽車GPS系統(tǒng)本應(yīng)報告該汽車正在往家行駛），但實際上仍在辦公室（例如，基于汽車 GPS、個人手機GPS、用戶在辦公室登陸等），則系統(tǒng)預(yù)測未來偏差。
[0144] 在一個實施例中，當(dāng)在步驟1010中檢測到偏差（當(dāng)前或者預(yù)測)時，在步驟1012中， 系統(tǒng)向用戶發(fā)送詢問或者通知。如果用戶對自動詢問作出響應(yīng)，則在步驟1013中根據(jù)用戶 響應(yīng)調(diào)整(或者不調(diào)整）加熱計劃，或者跳過調(diào)整加熱計劃的步驟并且不作改變(返回到步 驟1006)。如果用戶未響應(yīng)，則發(fā)生預(yù)定義結(jié)果。預(yù)定義結(jié)果可W是例如不做任何事(返回至 步驟1006)?？商娲?，預(yù)定義結(jié)果可W是例如向相同用戶或者另一個用戶發(fā)送第二次通知 (例如，如果丈夫未響應(yīng)，則向妻子發(fā)送詢問）。第=示例性結(jié)果可W是基于預(yù)測或者實際偏 差調(diào)整加熱計劃。在一些示例中，處理器可W編程有指令，指示將歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用至當(dāng)前情 況，即，學(xué)習(xí)程序或者處理單元。響應(yīng)的其它選項可W包括上述行動的任意組合。
[0145] 在替代實施例中，當(dāng)處理器在步驟1010中檢測到偏差時，系統(tǒng)自動地對檢測到的 偏差作出響應(yīng)而不發(fā)送通知。當(dāng)前實施例的系統(tǒng)可W不包括消息傳送能力（可能缺乏必要 的硬件、軟件或者兩者），并且因此不會發(fā)送任何類型的通知。在運種實施例中，一旦檢測到 偏差，在步驟1013中就自動地調(diào)整加熱計劃（由處理器基于儲存在非易失性儲存介質(zhì)上的 計算機可讀指令來控制）。系統(tǒng)W遞歸方式返回至步驟1006。
[0146] 在步驟1008之后，在步驟1014中，遵循預(yù)期模式(實際的或者預(yù)測的）（例如，在預(yù) 定義的、統(tǒng)計學(xué)上可接受的偏差內(nèi)）。在運種示例中，加熱計劃在步驟1016中繼續(xù)不變。系統(tǒng) W遞歸方式返回至步驟1006。
[0147] 在附圖中描繪的流程圖1000的示例性實施例中，系統(tǒng)定期地檢查計劃是否被遵 循。在其它設(shè)想的實施例中，系統(tǒng)可W由外部源提示，該外部源的任務(wù)是檢測計劃變化。運 種系統(tǒng)的一個示例可W是工作日歷，該工作日歷可W編程為:如果在下文6點之后安排有任 何會議，則向加熱系統(tǒng)發(fā)送消息（或者任何其它類型的指定編程）。運種類型的系統(tǒng)將比參 照流程圖1000描述的系統(tǒng)更加被動。
[014引圖11描繪了示例性反饋過程1100的流程圖。在步驟1102中，檢測到偏差。步驟1104 包括:在檢測到偏差之后且在調(diào)整加熱計劃之前向用戶發(fā)送反饋請求(例如，W電子方式發(fā) 送的消息、詢問、或者通知）。在步驟1106中，系統(tǒng)處理單元檢查是否已經(jīng)從用戶處接收到反 饋響應(yīng)。處理器允許:在確定采取進一步行動或者作出決定不采取進一步行動之前，經(jīng)過預(yù) 定義時間量。
[0149] 如果在該規(guī)定時間內(nèi)接收到反饋響應(yīng)，則在步驟1108中處理該響應(yīng)。在步驟1110 中，處理器基于該響應(yīng)來確定是否調(diào)整加熱計劃。如果響應(yīng)指示需要對計劃進行改變，則在 步驟1112中，調(diào)整加熱計劃。如果響應(yīng)指示不需要對計劃進行改變，則在步驟1114中，反饋 過程終止，而不會對加熱計劃進行任何改變(運等效于跳過圖10中描繪的過程中的步驟 1013)。
[0150] 如果沒有接收到反饋響應(yīng)，則一旦預(yù)定義時間已經(jīng)過去，處理器可W編程為實現(xiàn) =個可選響應(yīng)中的一個(同樣在上文討論到）：
[0151] 選項1--什么都不做。如果系統(tǒng)沒有接收到響應(yīng)，則不采取行動并且反饋過程在 步驟1114中終止。即是說，在接收到針對反饋請求的反饋響應(yīng)之前，在已經(jīng)過去預(yù)定義時間 之后，跳過步驟1112,即，調(diào)整加熱計劃的步驟。
[0152] 選項2-一調(diào)整加熱計劃。如果系統(tǒng)沒有接收到響應(yīng)，則在接收到針對反饋請求的 反饋響應(yīng)之前，在已經(jīng)過去預(yù)定義時間之后，執(zhí)行調(diào)整加熱計劃的步驟(步驟1112)。
[0153] 選項3 步驟1116包括:在接收到針對反饋請求的反饋響應(yīng)之前，在已經(jīng)過去預(yù) 定義時間之后，發(fā)送二次請求。二次請求可W是發(fā)送至相同用戶的第二次反饋請求。可替代 地，二次請求可W是發(fā)送至與第一用戶相關(guān)的第二用戶的第二次反饋請求。例如，如果向丈 夫發(fā)送第一次詢問消息并且沒有接收到響應(yīng)(在規(guī)定時間內(nèi)），則系統(tǒng)運次向妻子發(fā)送第二 次詢問，問關(guān)于丈夫的情況。如果接收到二次請求的響應(yīng)，則過程從步驟1108重新開始。如 果沒有接收到請求，則可W應(yīng)用上文討論的=個選項中的任何一個(例如，向二次請求發(fā)送 二次請求、或者什么也不做、或者盡管缺乏用戶或者多個用戶的輸入但還是調(diào)整加熱計 劃)。
[0154] 盡管已經(jīng)參照有限的實施例數(shù)量對本發(fā)明進行了描述，但應(yīng)理解，可W對本發(fā)明 作出許多變型、修改和其它應(yīng)用。因此，如在如下權(quán)利要求書中敘述的所要求的發(fā)明不限于 本文描述的實施例。
【主權(quán)項】
1. 一種熱水鍋爐監(jiān)測和預(yù)測的改裝系統(tǒng)，用于具有熱水鍋爐、冷水進水管、熱水出水管 的熱水鍋爐系統(tǒng)，所述改裝系統(tǒng)包括： (a) 進口溫度傳感器，所述進口溫度傳感器配置為測量所述冷水進水管中的水溫； (b) 流量計，所述流量計配置為測量流過所述熱水鍋爐系統(tǒng)的水的流速； (c) 出口溫度傳感器，所述出口溫度傳感器配置為測量所述熱水出水管中的水溫； (d) 處理單元，所述處理單元適應(yīng)于從所述進口溫度傳感器、所述流量計、和所述出口 溫度傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)，并且配置為基于所述傳感器數(shù)據(jù)來計算所述熱水鍋爐中的可 用熱水量；以及 (e) 顯示面板，所述顯示面板在操作上聯(lián)接至所述處理單元，所述顯示面板配置為顯示 至少一個估計的實時使用值(RTUV)，所述至少一個估計的實時使用值是由所述處理單元基 于所述可用熱水量來計算的。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其進一步包括： (f) 控制面板，所述控制面板在操作上聯(lián)接至所述處理單元，包括用戶界面，所述用戶 界面適應(yīng)于接收用于編程和控制所述處理單元的指令。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述控制面板在操作上聯(lián)接至所述熱水鍋爐 的啟動開關(guān)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述處理單元包括:非暫時性存儲器，所述非 暫時性存儲器適應(yīng)于可檢索地儲存使用數(shù)據(jù)，所述使用數(shù)據(jù)包括隨著時間記錄的傳感器數(shù) 據(jù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述顯示面板適應(yīng)于安裝在沐浴區(qū)域。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述至少一個估計的RTUV是基于所述流速的 估計的剩余時間量，熱水在所述剩余時間量的期間內(nèi)是可用的。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述至少一個估計的RTUV包括:可以利用所 述可用熱水量完成的多個不同的熱水活動。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的改裝系統(tǒng)，其中，顯示在所述顯示面板上的另一個估計的RTUV 包括:基于所述流速的剩余時間的量度，所述剩余時間用于完成所述不同的熱水活動中的 一種熱水活動。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述至少一個實時使用值包括:在必需的熱 水量可用之前，剩余時間的量度。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述至少一個實時使用值包括:所述熱水鍋 爐系統(tǒng)的加熱元件的工作條件的指示。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述加熱元件的所述工作條件是基于所述 傳感器數(shù)據(jù)與所述使用數(shù)據(jù)的比較來計算的。12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述處理單元包括用于計算所述可用熱水 量的邏輯，所述邏輯包括自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，所述自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法配置為基于儲存在所述非 暫時性存儲器中的所述使用數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)所述熱水鍋爐系統(tǒng)的特性。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述可用熱水量是基于所學(xué)習(xí)的所述熱水 鍋爐系統(tǒng)的特性來計算的。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述可用熱水量進一步是基于所學(xué)習(xí)的所 述熱水鍋爐的使用特性來計算的。15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述處理器基于所學(xué)習(xí)的所述熱水鍋爐系 統(tǒng)的特性來計算所述熱水鍋爐系統(tǒng)的加熱元件的相對效率水平。16. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述處理單元包括用于計算所述可用熱水 量的邏輯，所述邏輯包括自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法，所述自適應(yīng)學(xué)習(xí)算法配置為基于所述使用數(shù)據(jù) 來學(xué)習(xí)所述熱水鍋爐的使用特性。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述可用熱水量進一步是基于所學(xué)習(xí)的所 述熱水鍋爐的特性來計算的。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述處理單元包括邏輯，所述邏輯配置為基 于所述傳感器數(shù)據(jù)來檢測所述熱水鍋爐系統(tǒng)中的泄漏。19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述處理單元配置為區(qū)分熱水使用的來源。20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改裝系統(tǒng)，其進一步適應(yīng)于與包括太陽能集熱器的熱水鍋爐 系統(tǒng)一起使用，所述改裝系統(tǒng)進一步包括如下元件中的至少一個： (i) 第二流量計，所述第二流量計適應(yīng)于測量流過在操作上聯(lián)接至所述熱水鍋爐的所 述太陽能集熱器的水流量； (ii) 太陽能集熱器出口傳感器，所述太陽能集熱器出口傳感器適應(yīng)于測量從所述太陽 能集熱器流到所述熱水鍋爐的水的溫度；以及 (iii) 太陽能集熱器進口傳感器，所述太陽能集熱器進口傳感器適應(yīng)于測量從所述熱 水鍋爐流到所述太陽能集熱器的水的溫度。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的改裝系統(tǒng)，其進一步包括光伏(PV)電池，所述PV電池適應(yīng)于 提供太陽能相關(guān)數(shù)據(jù)。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述PV電池進一步產(chǎn)生可用能量。23. -種用于提供熱水鍋爐中的可用熱水的實時估算的方法，所述方法包括如下步驟： (a) 接收流量數(shù)據(jù)； (b) 接收鍋爐出水管中的水的出口溫度測量；以及 (c) 接收鍋爐進水管中的水的進口溫度測量； (d) 基于所述流量數(shù)據(jù)、出口溫度測量和進口溫度測量來計算所述鍋爐中的估計熱水 量。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其進一步包括如下步驟： (e) 在步驟(d)之前接收恒溫器值。25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述流量數(shù)據(jù)包括如下數(shù)據(jù)中的至少一個:流 速值和流動持續(xù)時間值。26. -種用于計算熱水鍋爐中的估計熱水量的方法，所述方法包括如下步驟： (a) 按照預(yù)定時間間隔接收傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)包括至少:流量數(shù)據(jù)、鍋爐出 水管中的水的出口溫度測量、以及鍋爐進水管中的水的進口溫度測量； (b) 將接收到的傳感器數(shù)據(jù)與儲存的傳感器數(shù)據(jù)進行比較；以及 (c) 基于所述比較計算所述熱水鍋爐中大概可用熱水量。27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包括如下步驟： (d) 將接收到的傳感器數(shù)據(jù)儲存在非暫時性儲存介質(zhì)上。28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所儲存的傳感器數(shù)據(jù)包括聚集的傳感器數(shù)據(jù)。29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其進一步包括如下步驟： (d) 分析所述流量傳感器數(shù)據(jù)以便推斷使用數(shù)據(jù)。30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述使用數(shù)據(jù)包括： (i) 不同的使用活動， (ii) 所述不同的使用活動的使用模式。31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其進一步包括如下步驟： (e) 基于所述估計可用熱水量和所述使用模式來計算可以實現(xiàn)的不同使用活動的量； 以及 (f) 顯示可以實現(xiàn)的不同使用活動的所述量。32. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其進一步包括如下步驟： (e) 基于所述估計可用熱水量和所述流量傳感器數(shù)據(jù)來預(yù)測可從所述熱水鍋爐獲得可 用熱水的時間Δ的量；以及 (f) 顯示所述時間Δ。33. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包括如下步驟： (d)分析所述傳感器數(shù)據(jù)以推斷熱水鍋爐特性。34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述熱水鍋爐特性包括如下特性中的至少一 個： (i) 鍋爐效率， (ii) 加熱時間， (iii) 漏水，以及 (i V)環(huán)境對加熱時間的影響。35. -種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品體現(xiàn)在非暫時性儲存介質(zhì)上并且經(jīng)由 處理器執(zhí)行以便實現(xiàn)權(quán)利要求31所述的步驟。36. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的改裝系統(tǒng)，其中，所述可用能量適用于至少給所述改裝系統(tǒng) 供電。37. -種用于為熱水鍋爐系統(tǒng)提供交互式學(xué)習(xí)加熱計劃的方法，所述方法包括如下步 驟： (a) 接收所述熱水鍋爐系統(tǒng)的熱水鍋爐中的可用熱水量的估算； (b) 接收所述熱水鍋爐系統(tǒng)的使用數(shù)據(jù)，所述使用數(shù)據(jù)包括從所述使用數(shù)據(jù)推斷出的 至少一種預(yù)期使用模式；以及 (c) 基于所述至少一種預(yù)期使用模式和所述估計可用熱水量來生成所述熱水鍋爐的加 熱計劃。38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其進一步包括如下步驟： (d) 檢測所述預(yù)期使用模式中的偏差，以及 (e) 根據(jù)所檢測的偏差，調(diào)整所述加熱計劃。39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述偏差選自包括如下偏差的偏差組:所述預(yù) 期使用模式中的當(dāng)前偏差以及所述預(yù)期使用模式中的預(yù)期偏差。40. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其進一步包括如下步驟： (f) 在檢測到所述偏差之后并且在調(diào)節(jié)所述加熱計劃之前，向用戶發(fā)送反饋請求。41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進一步包括如下步驟:在接收到針對所述反饋請求 的反饋響應(yīng)之前，在已經(jīng)過去預(yù)定時間之后，發(fā)送二次請求。42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述二次請求選自包括如下請求的請求組:發(fā) 送到用戶的第二反饋請求、發(fā)送到與所述用戶相關(guān)的第二用戶的第二反饋請求。43. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述的調(diào)節(jié)所述加熱計劃的步驟是在接收到針 對所述反饋請求的反饋響應(yīng)之前在已經(jīng)過去預(yù)定時間之后執(zhí)行。44. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，在接收到針對所述反饋請求的反饋響應(yīng)之前， 在經(jīng)過預(yù)定時間后跳過所述的調(diào)節(jié)所述加熱計劃的步驟。45. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其進一步包括如下步驟： (g) 從所述用戶接收反饋響應(yīng)，其中，基于所述反饋響應(yīng)執(zhí)行或者跳過所述的調(diào)節(jié)所述 加熱計劃的步驟。46. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系 統(tǒng)的用戶的位置來推斷。47. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系 統(tǒng)的用戶的位置來推斷，以及其中，所述偏差是在所述用戶的所述位置與所述用戶的所述 預(yù)期位置不同時被檢測。48. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系 統(tǒng)的用戶的活動來推斷。49. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系 統(tǒng)的用戶的活動來推斷，以及其中，所述偏差是在所述用戶的所述活動與所述用戶的所述 預(yù)期活動不同時被檢測。50. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系 統(tǒng)的用戶的活動和位置來推斷。51. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述預(yù)期使用模式進一步是從所述熱水鍋爐系 統(tǒng)的用戶的活動和位置來推斷，以及其中，所述偏差是在所述用戶的所述活動和位置與所 述用戶的所述預(yù)期活動和位置不同時被檢測。52. -種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品體現(xiàn)在非暫時性儲存介質(zhì)上并且經(jīng)由 處理器執(zhí)行以便實現(xiàn)權(quán)利要求37所述的步驟。
【文檔編號】G01K17/12GK105917172SQ201580004737
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年2月10日
【發(fā)明人】賽·澤馬赫
【申請人】賽·澤馬赫