[发明专利]一种浴缸温控模型的构建方法

说明书

本发明涉及一种浴缸温控模型的构建方法，该方法充分考虑了沐浴过程中浴缸中的水浴外部环境以及人体动作时对水温度的影响，从而建立了水温舒适度函数，通过选取不同的加水时间间隔以及加水时间的组合得到最优的舒适度策略，按该最优策略来进行温度控制，可有效保持浴缸内水的温度。

技术领域

本发明涉及一种浴缸温控模型的构建方法，属于智能家居技术领域。

背景技术

日常生活中沐浴是一件可以让人身心舒适的事，而在沐浴时常常会因为浴缸中水的保温而烦恼，频繁的将冷了的水放出，将热的水加入十分麻烦。并且加入热水的量也难以人为确定，过多过少都会让人感到不适，这些不仅严重降低了人沐浴的舒适度，还容易导致水资源的浪费。并且沐浴的温度也十分重要，对于有心脑血管疾病的人长时间处于高温环境会带来严重的后果，所以浴缸中水的温度需要处于人的控制中。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题：针对背景技术的不足，提供了一种智能的浴缸，可以科学智能有效的保持浴缸中水的温度，并且可以设定维持的温度。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种浴缸温控模型的构建方法，包括如下步骤，

步骤1、构建浴缸内水温度关于空间和时间上的方程模型为

u′＝Δ₃u+f

其中，u是一个三维时空变量函数u(x,y,z，t)，Δ₃是三维拉普拉斯算符f(x,y,z,t)是源汇项，x,y,z,t分别为三维空间坐标与时间，设上式有分离变量解：

u＝f(x,y,t)g(z,t)

其中，g(z,t)是切向偏差系数。

步骤2、建立含热源的热传导方程模型；

步骤2.1建立泛定方程

含热源的热传导方程为：

u′＝a²Δu+f

其中，Δ表示拉普拉斯算子、Δ₃表示三维拉普拉斯算子，a²是传

热系数，a²≈2.1429×10^-7W·m^-1·K^-1；

步骤2.2、定解条件的确定

确定上述含热源的热传导方程在已知初始条件和边界条件下的定解问题；

初始条件：表示初始时刻浴缸内温度的分布情况，

u(x,y,z,t)|_t＝0＝U₀

其中U₀为浴缸内的初始温度；

边界条件：

设浴缸内水的上表面与空气的接触面为Γ₁，浴缸内水的其余面与浴缸壁的接触面为Γ₂；空气介质e的温度为u₁；则从浴缸中的水流到空气介质中的热量和两者的温度差成正比，即：

dQ＝γ(u-u₁)dsdt

其中，γ成为热交换系数，取正值；则流过接触面Γ₁的热量为：

即

其中为温度变化率，k为比例系数。

可得浴缸中的水的上表面与空气的边界条件为：