CN104750080A - 一种空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统 - Google Patents

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Abstract

一种空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，包括空气能制热设备模块、电磁能加热蒸汽制汽设备模块、智能控制模块三种核心技术联合生产蒸汽的蒸汽发生器系统；以及连接管道、电控水泵、电磁控制阀、热水存储罐、蒸汽存储罐等辅助设备部件和温度、湿度、压力数字传感器等电子部件。其特征在于：利用热效率高达400~600%的空气能制热技术，高效电磁能加热蒸汽制汽技术，数字化传感器智能控制技术融合为一体，是一种新型的节能环保、零排放无污染、高效安全的数字化新概念蒸汽制汽设备系统，社会效益和经济效益显著，是各种传统蒸汽锅炉的理想换代产品。主要适合于酒店、医院、工厂、洗涤、农业保温烘干等各种蒸汽场合使用。

Description

一种空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统
技术领域
本发明涉及节能环保蒸汽制汽技术，特别是涉及空气能热泵制热技术、高效电磁能加热技术、智能控制技术领域。
背景技术
现有蒸汽制汽技术主要包括燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉等等。然而，燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等，均需要大量排放有污染的废气，能耗高、热转换效率低、不环保；电锅炉虽然节能环保、零排放，但由于使用电热棒直接加热生产制汽、设备结垢严重、存在安全隐患。
显然，不管使用当今何种蒸汽制汽技术，最重要的瓶颈是无法突破高于100%的热转换效率问题。像燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉这样的设备，热转换效率通常是很低的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是弥补现有技术的缺陷，提供一种全新概念的智能蒸汽制汽技术设备。
本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。
这种空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，包括利用热效率高达400~600%的空气能节能制热技术和特殊设计的高效电磁能加热蒸汽制汽技术，通过数字传感器感知设备工作状态信息，结合先进模式控制理念的优化智能控制技术融合为一体，并通过RS485工业总线接口（或WiFi、ZigBee等无线通讯接口），以Modbus工业通讯协议标准与中央计算机联网通讯。构建而实现的数字化、智能化、网络化的全电新概念新型蒸汽制汽设备系统。
这种空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统的特点是：
设有与所述空气能制热设备模块，包括主机（包括压缩机，膨胀阀，蒸发器，节流阀冷凝器，风机），与热水存储罐。
设有与所述电磁能加热蒸汽制汽设备模块，包括电磁加热电源、单/多级电磁感应加热线圈、钢质蒸汽发生器、蒸汽存储罐。
设有与所述智能控制模块，包括32位高性能微控制器及其固件程序、操作键盘、LCD彩色液晶显示屏、数字传感器信号输入接口、设备控制信号输出接口、数据通讯接口、由PCB电路板相连接构成；并通过连接电缆与数字传感器、数据通讯接口相连。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。
还设有与所述空气能制热设备模块与电磁能加热蒸汽制汽设备模块之间通过连接管道、电控水泵、电磁控制阀、热水存储罐、蒸汽存储罐相连接；
还设有与所述智能控制模块与安装在空气能制热设备模块、电磁能加热蒸汽制汽设备模块相关部位上的温度、湿度、压力数字传感器等电子部件相连接。
还设有与所述所述智能控制模块通过RS485工业总线接口（或WiFi、ZigBee等无线通讯接口），以Modbus工业通讯协议标准与中央计算机联网通讯。
本发明的技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。
所述智能控制模块的32位微控制器固件程序根据各种传感器感知获取的设备工作状态参数动态跟踪、监控设备工作过程，使得各个设备协同有效工作，精确控制避免能源浪费；并高速实时监测设备运行安全状态，及时对温度压力异常、无水干烧等各种安全隐患正确控制处理，杜绝出现险情；在设备关键部位采用双冗余传感器设计，确保设备运行高度安全性。
所述智能控制模块还设有自动工作模式，可以自动无人值守工作。
所述智能控制模块还设有定时工作模式，可以设置在需要的时间段或电价低谷时间段自动无人值守工作。
所述智能控制模块还设有操作键盘，可以实施人工干预操作。
所述智能控制模块还设有通讯接口，与中央计算机数据通讯，可以远程监测、控制与管理。
所述数字传感器感采用冗余设计，设备运行工作具有高度安全性。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明具有（1）本蒸汽发生器系统是一种信息化的新型设备系统（2）设备数字化、控制智能化、管理网络化；（3）节能环保、零排放无污染、高安全性、高可靠性、高度智能化；（4）高效节能省电、电热转换效率高、制汽速度快。（5）设备使用维护性好，社会效益和经济效益显著，是各种传统蒸汽锅炉的理想换代产品。
主要适合于酒店、宾馆、学校、医院、工厂、农业保温烘干、工业、洗衣店、食堂…各种蒸汽场合使用。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的组成方框图。
图2是本发明具体实施方式的电路原理图。
图3是本发明具体实施方式的空气能制热原理图。
图4是本发明具体实施方式的电磁能加热原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。
一种如图1、2、3、4所示的空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，
包括基于空气能制热设备模块、电磁能加热蒸汽制汽设备模块、智能控制模块三种核心技术联合生产蒸汽的蒸汽发生器系统；以及连接管道、电控水泵、电磁控制阀、热水存储罐、蒸汽存储罐等辅助设备部件和温度、湿度、压力数字传感器等电子部件。
设有与所述空气能制热设备模块与电磁能加热蒸汽制汽设备模块之间通过连接管道、电控水泵、电磁控制阀、热水存储罐、蒸汽存储罐相连接；
设有与所述智能控制模块与安装在空气能制热设备模块、电磁能加热蒸汽制汽设备模块相关部位上的温度、湿度、压力数字传感器等电子部件相连接。
设有与所述智能控制模块通过RS485工业总线接口（或WiFi、ZigBee等无线通讯接口），以Modbus工业通讯协议标准与中央计算机联网通讯。
所述空气能制热设备模块，包括主机（包括压缩机，膨胀阀，蒸发器，节流阀，冷凝器，风机），与热水存储罐。
所述电磁能加热蒸汽制汽设备模块，包括电磁加热电源、单/多级电磁感应加热线圈、钢质蒸汽发生器、蒸汽存储罐。
所述智能控制模块，包括32位高性能微控制器及其固件程序、操作键盘、LCD彩色液晶显示屏、数字传感器信号输入接口、设备控制信号输出接口、数据通讯接口，由PCB电路板相连接构成。
所述所有温度、湿度、压力数字传感器，通过数字传感器信号输入接口与智能控制模块相连。
所述所有电控水泵、电磁控制阀等控制执行单元，通过设备控制信号输出接口与智能控制模块相连。
所述智能控制模块通过RS485工业总线接口（或WiFi、ZigBee等无线通讯接口），以Modbus工业通讯协议与中央计算机联网，实时数据通讯，实现中央监控与管理调度。
本具体实施方式的温度、湿度、压力传感器包括Switzerland Sensirion公司sht1x温度湿度传感器、NTC热敏电阻温度传感器、热电偶传感器、高温液体/汽体压力传感器等。
本具体实施方式的连接管道是基于标准无缝钢管。
本具体实施方式的电控水泵、电磁控制阀是基于标准工业电动水泵和工业电磁控制阀。
本具体实施方式的热水存储罐、蒸汽存储罐是不锈钢制存保温储罐。
本具体实施方式的微控制器是意法半导体公司（ST microelectronics）出品的基于新一代STM32内核的STM32F系列高性能32位微控制器，微控制器与温度、湿度、压力数字传感器、电控水泵、电磁控制阀电路接口、数据通讯接口相连接；微控制器的外围电路还包括提供微控制器的工作时钟的晶体、用于确保微控制器启动运行的复位电路及其复位按键RST；微控制器连接操作键盘、LCD彩色液晶显示屏。所有工作设备、传感器、控制执行机构、数据通讯都在微控制器的固件程序控制下协同工作，实现精确工作。
系统的特点是节能环保、零排放无污染、高安全性、高可靠性、高度智能化、高效节能省电、电热转换效率高、制汽速度快。
系统的效果是数字化、智能化、网络化。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (16)

1.一种空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，包括基于空气能制热设备模块、电磁能加热蒸汽制汽设备模块、智能控制模块三种核心技术联合生产蒸汽的蒸汽发生器系统；以及连接管道、电控水泵、电磁控制阀、热水存储罐、蒸汽存储罐等辅助设备部件和温度、湿度、压力数字传感器等电子部件。
2.其特征在于：
设有与所述空气能制热设备模块与电磁能加热蒸汽制汽设备模块之间通过连接管道、电控水泵、电磁控制阀、热水存储罐、蒸汽存储罐相连接。
3.设有与所述智能控制模块由32位高性能微控制器及其固件程序、操作键盘、LCD彩色液晶显示屏、数字传感器信号输入接口、设备控制信号输出接口、数据通讯接口、经PCB电路板相连接构成；并通过连接电缆与温度、湿度、压力数字传感器、数据通讯接口相连。
4.设有与所述智能控制模块的数据通讯接口通过RS485工业总线接口（或WiFi、ZigBee等无线通讯接口），以Modbus工业通讯协议与中央计算机联网，实时数据通讯，中央监控与管理调度。
5.如权利要求1所述的空气能电磁能智能新型蒸汽发生器系统，是一种全部使用电能制备蒸汽的新概念信息化设备系统，其特征在于：
（1）蒸汽发生器系统：设备数字化、控制智能化、管理网络化；
（2）节能环保、零排放无污染、高安全性、高可靠性、高度智能化；
（3）高效节能省电、电热转换效率高、制汽速度快。
6.如权利要求1所述的空气能电磁能智能新型蒸汽发生器系统，其特征在于：
所述空气能制热设备模块，包括主机（包括压缩机，膨胀阀，蒸发器，节流阀冷凝器，风机），与热水存储罐。
7.如权利要求1所述的空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，其特征在于：
所述电磁能加热蒸汽制汽设备模块，包括电磁加热电源、单/多级电磁感应加热线圈、钢质蒸汽发生器、蒸汽存储罐。
8.如权利要求1所述的空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，其特征在于：
所述智能控制模块，包括32位高性能微控制器及其固件程序、操作键盘、LCD彩色液晶显示屏、数字传感器信号输入接口、设备控制信号输出接口、数据通讯接口、由PCB电路板相连接构成；并通过连接电缆与数字传感器、数据通讯接口相连。
9.如权利要求5所述的智能控制模块，其特征在于：
所述所有温度、湿度、压力数字传感器，通过数字传感器信号输入接口与智能控制模块相连。
10.所述所有电控水泵、电磁控制阀等控制执行单元，通过设备控制信号输出接口与智能控制模块相连。
11.如权利要求5所述的智能控制模块，其特征在于：
所述RS485工业总线接口（或WiFi、ZigBee等无线通讯接口）是工业标准通讯硬件接口。
12.所述Modbus工业通讯协议标准是工业通讯协议软件标准。
13.如权利要求1所述的空气能电磁能智能新型蒸汽发生器系统，其特征在于：
所述空气能制热设备模块主机是标准设备部件。
14.如权利要求1所述的空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，其特征在于：
所述电磁能加热蒸汽制汽设备模块电磁加热电源、单/多级电磁感应加热线圈是标准设备部件。
15.如权利要求1所述的空气能电磁能智能新型蒸汽发生器系统，其特征在于：
所述热水存储罐与蒸汽存储罐是标准设备部件。
16.如权利要求1所述的空气能电磁能智能联合蒸汽发生器系统，其特征在于：
所述钢质蒸汽发生器是标准设备部件。
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