CN106439989A - 一种分布式能源站的生活热水智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能控制系统，特别是一种分布式能源站的生活热水智能控制系统。其中电热水锅炉的一端经第一阀门与电锅炉蓄热水泵连通，另一端连通于高位水箱。电锅炉蓄热水泵、蓄热水箱、一次供热循环泵、供热板式换热器、二次供热循环泵通过管道依次连通，蓄热水箱还通过第二阀门连通于电热水锅炉。生活水蓄热板式换热器通过生活水蓄热循环泵连通于电锅炉蓄热水泵，高位水箱上装设有液位开关，蓄热水箱上装设有液位测量传感器。上述设备均与控制装置电连接，控制装置控制整个生活热水智能系统的运行。该系统无需人工操作，实现了生活热水的智能化控制，在满足用户生活需求的同时大大降低设备运行能耗。

Description

一种分布式能源站的生活热水智能控制系统

技术领域

本发明涉及一种智能控制系统，特别是一种分布式能源站的生活热水智能控制系统。

背景技术

分布式能源站是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统。分布式能源站具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活，系统经济性好等特点。现有大型建筑将分布式能源站与生活热水结合的控制系统给用户的生活用水带来方便，但由于用户用水时间以及用水量的不确定性，使得系统需要24小时不间断运行，才能满足用户的用水需求，难免造成设备在没有用户使用或者用水量很少的情况下继续运行，造成大量的能量和资源浪费。另外就现有的生活热水控制系统设计简单，全靠人工操作，无法满足现有智能化控制的需求。在能源站的过渡季，即能源站停运时，该控制系统便无法运行，造成系统的资源占用和停置浪费。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种分布式能源站的生活热水智能控制系统。该系统无需人工操作，实现了生活热水的智能化控制。在满足用户生活需求的同时大大降低设备运行能耗，同时在能源站停运期间系统还能满足用户的用水需求，实现了系统的合理化运行，提高了综合经济效益。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

该种分布式能源站的生活热水智能控制系统，包括电热水锅炉、电锅炉蓄热水泵、蓄热水箱、一次供热循环泵、生活水蓄热板式换热器、生活水蓄热循环泵、高位水箱、供热板式换热器、二次供热循环泵、第一阀门和第二阀门，还包括控制装置、液位开关和液位测量传感器。所述电热水锅炉的一端经第一阀门与电锅炉蓄热水泵连通，另一端连通于高位水箱。所述电锅炉蓄热水泵、蓄热水箱、一次供热循环泵、供热板式换热器、二次供热循环泵通过管道依次连通，所述蓄热水箱还通过第二阀门连通于电热水锅炉。其中蓄热水箱分两种情况蓄热，一是储存能源站生活热水多余的热量，二是在低谷电时间段利用电热水锅炉蓄热。所述生活水蓄热板式换热器通过生活水蓄热循环泵连通于电锅炉蓄热水泵，所述高位水箱上装设有液位开关，所述蓄热水箱上装设有液位测量传感器。所述电热水锅炉、电锅炉蓄热水泵、蓄热水箱、一次供热循环泵、生活水蓄热板式换热器、生活水蓄热循环泵、高位水箱、供热板式换热器、二次供热循环泵、液位开关和液位测量传感器均与控制装置电连接，所述控制装置控制整个生活热水智能系统的运行。

前述的电锅炉蓄热水泵、一次供热循环泵、生活水蓄热循环泵和二次供热循环泵均由两台泵组成，避免一台泵出现故障导致系统无法运行，也便于泵的维护检修期间系统的正常运行。控制系统在双泵无故障的情况下，控制其自动交替运行，解决了备用泵长期不使用出现生锈卡死现象。

前述的生活水蓄热板式换热器流向生活水泵房换热器方向的一端还安装有第一调节阀门，所述阀门为三通调节阀门，所述第一调节阀门与控制装置电连接，便于控制流向生活水泵房换热器的流量。

前述的一次供热循环泵开向供热板式换热器的一端还装设有第二调节阀门，所述阀门为三通调节阀门，所述第二调节阀门与控制装置电连接，便于调节开向供热板式换热器的流量。

前述的高位水箱的补水端还设有第一电动阀门，所述第一电动阀门与控制装置电连接，实现定压与提供冷水的高位水箱的自动开启和关闭。

前述的蓄热水箱的补水端还设有第二电动阀门，所述第二电动阀门与控制装置电连接，实现储存热水的蓄热水箱的自动开启和关闭。

进一步的，该系统还设有八个温度传感器，均与控制装置电连接，所述温度控制器为第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器和第八温度传感器。所述能源站生活水回水管路上设有第一温度传感器，所述能源站生活水供水管路上装设有第二温度传感器，所述蓄热水箱通往一次供热循环泵的管路上设有第三温度传感器，所述供热板式换热器通往蓄热水箱的管路上设有第四温度传感器，流向生活水泵房换热器的管路上设有第五温度传感器,所述生活水泵房换热器的出水管路上设有第六温度传感器。所述蓄热水箱上部设有第七温度传感器，下部设有第八温度传感器。

前述的蓄热水箱中设有两个布水器，即高温布水器和低温布水器，保证蓄热水箱以温度分层，从上到下温度逐渐降低，形成斜温层。

与现有技术相比，本发明通过液位开关、液位测量传感器、调节阀门、电动阀门和多个温度传感器的设置，传输信号给控制装置，从而控制整个系统的智能化运行。同时系统中还设置了电锅炉蓄热水泵、一次供热循环泵、生活水蓄热循环泵和二次供热循环泵的双泵运行，能够保证该系统的不间断运行，避免系统出现故障对用户造成的影响。在能源站的供能季和过渡季，控制装置能够实现不同形式的运行，避免了能源的浪费，实现了系统的合理化运行。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

附图标记的含义：1-电热水锅炉，2-电锅炉蓄热水泵，3-蓄热水箱，4-一次供热循环泵，5-生活水蓄热板式换热器，6-生活水蓄热循环泵，7-高位水箱，8-供热板式换热器，9-二次供热循环泵，10-第一调节阀门，11-第二调节阀门，12-第一电动阀门，13-第二电动阀门，14-第一阀门，15-第二阀门，01TE-第一温度传感器,02TE-第二温度传感器,03TE-第三温度传感器,04TE-第四温度传感器,05TE-第五温度传感器,06TE-第六温度传感器,07TE-第七温度传感器,08TE-第八温度传感器，01LS-液位开关，01LT-液位测量传感器。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：如图1所示，该生活热水智能控制系统包括电热水锅炉1、电锅炉蓄热水泵2、蓄热水箱3、一次供热循环泵4、生活水蓄热板式换热器5、生活水蓄热循环泵6、高位水箱7、供热板式换热器8、二次供热循环泵9、第一阀门14和第二阀门15，还包括控制装置、液位开关01LS和液位测量传感器01LT。其中电热水锅炉1的一端通过第一阀门14与电锅炉蓄热水泵2连通，另一端连通于高位水箱7。蓄热水箱3的一端通过一次供热循环泵4连通于供热板式换热器8的一端，供热板式换热器8的另一端连通于二次供热循环泵9，蓄热水箱3的另一端通过第二阀门15连通于电热水锅炉1。其中蓄热水箱3分两种情况蓄热，一是储存能源站生活热水多余的热量，二是在低谷电时间段利用电热水锅炉1蓄热。生活水蓄热板式换热器5通过生活水蓄热循环泵6连通于蓄热水箱3，高位水箱7上装设有液位开关01LS，蓄热水箱3上装设有液位测量传感器01LT。电热水锅炉1、电锅炉蓄热水泵2、蓄热水箱3、一次供热循环泵4、生活水蓄热板式换热器5、生活水蓄热循环泵6、高位水箱7、供热板式换热器8、二次供热循环泵9、液位开关01LS和液位测量传感器01LT均与控制装置电连接，控制装置控制整个生活热水智能系统的运行。其中电锅炉蓄热水泵2、一次供热循环泵4、生活水蓄热循环泵6和二次供热循环泵9均由两台泵组成，避免一台泵出现故障导致系统无法运行，也便于泵的维护检修期间系统的正常运行。控制装置控制双泵在无故障的情况下，自动交替运行，解决了备用泵长期不使用的生锈卡死现象。在生活水蓄热板式换热器5流向生活水泵房换热器方向的一端安装有第一调节阀门10，为三通调节阀门，第一调节阀门10与控制装置电连接，便于控制流向生活水泵房换热器的流量。在一次供热循环泵4开向供热板式换热器8的一端还安装有第二调节阀门11，为三通调节阀门，第二调节阀门11与控制装置电连接，便于调节开向供热板式换热器8的流量。在高位水箱7的补水端还安装有第一电动阀门12，第一电动阀门12与控制装置电连接，实现高位水箱7的自动开启和关闭。在蓄热水箱3的补水端还安装有第二电动阀门13，第二电动阀门13与控制装置电连接，便于实现蓄热水箱3的自动开启和关闭。

系统中还装设有八个温度传感器，均与控制装置电连接，温度控制器为第一温度传感器01TE、第二温度传感器02TE、第三温度传感器03TE、第四温度传感器04TE、第五温度传感器05TE、第六温度传感器06TE、第七温度传感器07TE和第八温度传感器08TE。能源站生活水回水管路上设有第一温度传感器01TE，供水管路上设有第二温度传感器02TE。蓄热水箱3通往一次供热循环泵4的管路上设有第三温度传感器03TE。供热板式换热器8通往蓄热水箱3的管路上装设有第四温度传感器04TE。流向生活水泵房换热器的管路上设有第五温度传感器05TE，生活水泵房换热器的出水管路上设有第六温度传感器06TE。蓄热水箱3上部设有第七温度传感器07TE，下部设有第八温度传感器08TE。蓄热水箱3中设有两个布水器，即高温布水器和低温布水器，保证蓄热水箱3以温度分层，从上到下温度逐渐降低，形成斜温层。

实施例2：如图1所示，电锅炉蓄热水泵2、一次供热循环泵4、生活水蓄热循环泵6和二次供热循环泵9分别由两台泵组成。控制装置能够自动累加泵的运行时间，运行时自动选择运行时间较短的泵：若运行过程中一台泵发生故障，控制装置自动启动另一台泵；若两台泵均无故障，将两台泵均设置为自动远控位，系统会根据程序自动选择一台泵运行；若一台泵故障或正在检修，泵操控按钮旋转到就地位，控制装置会自动开启另一台处于远控位的泵。控制装置还控制高位水箱7的液位，由第一电动阀门12根据液位开关01LS的信号实现自动开启、关闭。当液位开关01LS的低液位信号为1时，第一电动阀门12开启，给高位水箱7自动补水。随着高位水箱7液位的升高，当液位开关01LS的低液位信号为0时，第一电动阀门12关闭，高位水箱7自动补水结束。控制装置控制蓄热水箱3的液位，由第二电动阀门13根据液位测量传感器01LT的信号实现自动开启、关闭。液位测量传感器01LT根据蓄热水箱3的实际情况设置低液位补水值和高位补水停止值。低液位补水值一定要高于蓄热水箱3释放热水时喇叭口的位置，并预留一定余量高度。当液位测量传感器01LT小于低液位补水值时，第二电动阀门13开启，给蓄热水箱3自动补水。随着高位水箱7液位升高，当液位测量传感器01LT大于高位补水停止值时，第二电动阀门13关闭，蓄热水箱3自动补水结束。

实施例3：如图1所示，蓄热水箱3的自动蓄热过程分两种情况。

1)当能源站为供能季节时，能源站保证第二温度传感器02TE的供水温度，第一调节阀门10根据第六温度传感器06TE的温度信号自动控制调节。

a)当第六温度传感器06TE的温度信号低于正常回水温度值时，表示用户负荷偏大，需要增大第一调节阀门10流向生活水泵房换热器的流量；当第一调节阀门10全开向生活水泵房换热器时，若第六温度传感器06TE的温度信号还低于正常回水温度值，系统会自动开启蓄热水箱3的释热过程控制。

b)当第六温度传感器06TE的温度信号高于正常回水温度值时，表示用户负荷偏小，需要减小第一调节阀门10流向生活水泵房换热器的流量，即增大第一调节阀门10流向蓄热侧的流量。

利用能源站余热蓄热过程，控制装置自动判断如下条件：蓄热水箱3底层的第八温度传感器08TE的温度是否低于定值。若第八温度传感器08TE的温度低于定值，且第一调节阀门10流向生活水蓄热板式换热器5有流量，系统自动开启生活水蓄热循环泵6，向蓄热水箱3自动蓄热。当条件：i)第一调节阀门10流向生活水蓄热板式换热器5无流量，ii)第八温度传感器08TE的温度达到定值，系统判断如上任一条件存在时，自动停止生活水蓄热循环泵6，向蓄热水箱3的自动蓄热过程停止。

2)当能源站为过渡季时，能源站停运。生活热水需要电热水锅炉1利用低谷电实现自动开启和停止。可设置电热水锅炉1自动开启时间为0:00～06:00，根据蓄热水箱3底部的第八温度传感器08TE的温度信号自动控制电热水锅炉1的开启和停止。电热水锅炉1的蓄热温度可预先设定，当蓄热水箱3底层第八温度传感器08TE的温度低于设定值，到达电热水锅炉1自动蓄热时间段，电热水锅炉1自动开启；当电热水锅炉1加热初始水温到设定值后，自动开启电锅炉蓄热水泵2，自动向蓄热水箱3蓄热。当条件：i)时间不处于蓄热时间段时，ii)第八温度传感器08TE的温度达到定值，系统判断如上任一条件存在时，自动停止电锅炉蓄热水泵2，向蓄热水箱3的自动蓄热过程停止。

实施例4：如图1所示，蓄热水箱3的自动释热过程分两种情况。

1)当能源站为供能季节时，

a)当i)蓄热水箱3上层第七温度传感器07TE的温度高于设定值，ii)第六温度传感器06TE的温度低于设定值，iii)第一调节阀门10全开向生活水泵房换热器一侧，如上条件均满足时，控制装置使得蓄热水箱3的自动释热启动程序运行。控制装置自动开启一次供热循环泵4、二次供热循环泵9、自动调节第二调节阀门11，第二调节阀门11开向供热板式换热器8的开度根据第六温度传感器06TE的信号自动调节。当第六温度传感器06TE低于定值时，逐步开大第二调节阀门11开向供热板式换热器8的开度，最终目标是控制第六温度传感器06TE的温度维持在目标值。当第二调节阀门11开向供热板式换热器8的开度为零时，表示蓄热水箱3不向外释热，需要联锁停止一次供热循环泵4和二次供热循环泵9。

b)当i)蓄热水箱3上层第七温度传感器07TE的温度低于设定值时，控制装置控制蓄热水箱3的自动释热停止程序运行。控制装置自动停止一次供热循环泵4和二次供热循环泵9。

2)当能源站为过渡季时，能源站的生活水循环泵停运。当i)蓄热水箱3上层第七温度传感器07TE的温度高于设定值，ii)第六温度传感器06TE的温度低于设定值，如上条件均满足时，控制装置控制蓄热水箱3的自动释热启动程序运行。控制装置自动开启一次供热循环泵4、二次供热循环泵9以及自动调节第二调节阀门11，第二调节阀门11开向供热板式换热器8的开度根据第六温度传感器06TE的温度信号自动调节。当第六温度传感器06TE的温度低于定值时，逐步开大第二调节阀门11开向供热板式换热器8的开度，最终目标是控制第六温度传感器06TE的温度维持在目标值。当蓄热水箱3上层第七温度传感器07TE的温度低于设定值，控制装置控制蓄热水箱3的自动释热停止程序运行，自动停止一次供热循环泵4和二次供热循环泵9。

本发明的工作原理：控制装置能够自动累加泵的运行时间，运行时自动选择运行时间较短的泵。控制装置能够控制高位水箱7的液位，由第一电动阀门12根据液位开关01LS的信号实现自动开启、关闭；同时控制蓄热水箱3的液位，由第二电动阀门13根据液位测量传感器01LT的信号实现自动开启、关闭。在能源站的供能季节和过渡季，控制装置通过第二温度传感器02TE、第六温度传感器06TE和第八温度传感器08TE温度信号的变化，实现蓄热水箱3自动蓄热过程的开启和停止；还可以通过第六温度传感器06TE和第七温度传感器07TE温度值的变化，实现蓄热水箱3自动释热启动程序的开启和停止，从而实现分布式能源站的生活热水系统的智能化运行。

Claims (8)

1.一种分布式能源站的生活热水智能控制系统，包括电热水锅炉(1)、电锅炉蓄热水泵(2)、蓄热水箱(3)、一次供热循环泵(4)、生活水蓄热板式换热器(5)、生活水蓄热循环泵(6)、高位水箱(7)、供热板式换热器(8)、二次供热循环泵(9)、第一阀门(14)和第二阀门(15)，其特征在于，还包括控制装置、液位开关(01LS)和液位测量传感器(01LT)；所述电热水锅炉(1)的一端经第一阀门(14)与电锅炉蓄热水泵(2)连通，另一端连通于高位水箱(7)；所述电锅炉蓄热水泵(2)、蓄热水箱(3)、一次供热循环泵(4)、供热板式换热器(8)、二次供热循环泵(9)通过管道依次连通，所述蓄热水箱(3)还通过第二阀门(15)连通于电热水锅炉(1)；所述生活水蓄热板式换热器(5)通过生活水蓄热循环泵(6)连通于电锅炉蓄热水泵(2)；所述高位水箱(7)上装设有液位开关(01LS)，所述蓄热水箱(3)上装设有液位测量传感器(01LT)；

所述电热水锅炉(1)、电锅炉蓄热水泵(2)、蓄热水箱(3)、一次供热循环泵(4)、生活水蓄热板式换热器(5)、生活水蓄热循环泵(6)、高位水箱(7)、供热板式换热器(8)、二次供热循环泵(9)、液位开关(01LS)和液位测量传感器(01LT)均与控制装置电连接，所述控制装置控制整个生活热水智能系统的运行。

2.根据权利要求1所述的分布式能源站的生活热水智能控制系统，其特征在于，所述电锅炉蓄热水泵(2)有两台，所述一次供热循环泵(4)有两台，所述生活水蓄热循环泵(6)有两台，所述二次供热循环泵(9)有两台。

3.根据权利要求2所述的分布式能源站的生活热水智能控制系统，其特征在于，所述生活水蓄热板式换热器(5)流向生活水泵房换热器方向的一端还安装有第一调节阀门(10)，所述第一调节阀门(10)与控制装置电连接。

4.根据权利要求3所述的分布式能源站的生活热水智能控制系统，其特征在于，所述一次供热循环泵(4)开向供热板式换热器(8)的一端还装设有第二调节阀门(11)，所述第二调节阀门(11)与控制装置电连接。

5.根据权利要求4所述的分布式能源站的生活热水智能控制系统，其特征在于，所述高位水箱(7)的补水端还设有第一电动阀门(12)，所述第一电动阀门(12)与控制装置电连接。

6.根据权利要求5所述的分布式能源站的生活热水智能控制系统，其特征在于，所述蓄热水箱(3)的补水端还设有第二电动阀门(13)，所述第二电动阀门(13)与控制装置电连接。

7.根据权利要求6所述的分布式能源站的生活热水智能控制系统，其特征在于，该系统还设有八个温度传感器，均与控制装置电连接；所述温度控制器为第一温度传感器(01TE)、第二温度传感器(02TE)、第三温度传感器(03TE)、第四温度传感器(04TE)、第五温度传感器(05TE)、第六温度传感器(06TE)、第七温度传感器(07TE)和第八温度传感器(08TE)；所述能源站生活水回水管路上设有第一温度传感器(01TE)，所述能源站生活水供水管路上装设有第二温度传感器(02TE)，所述蓄热水箱(3)通往一次供热循环泵(4)的管路上设有第三温度传感器(03TE)，所述供热板式换热器(8)通往蓄热水箱(3)的管路上设有第四温度传感器(04TE)，流向生活水泵房换热器的管路上设有第五温度传感器(05TE),所述生活水泵房换热器的出水管路上设有第六温度传感器(06TE)，所述蓄热水箱(3)上部设有第七温度传感器(07TE)，下部设有第八温度传感器(08TE)。

8.根据权利要求7所述的分布式能源站的生活热水智能控制系统，其特征在于，所述蓄热水箱(3)中设有两个布水器，分别为高温布水器和低温布水器。