CN106440141A - 一种自动控制储能节能装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动控制储能节能装置及其控制方法，设有储液池，池壁设有外壳、防腐耐热层、保温层，池内分为热液区和冷液区，两区之间设有活塞式的隔离层；在所述储液池的底部设有下液位计和池温传感器；顶部设有上液位计；上口设有补液管和补液电磁阀；隔离层的上下分别设有热液出入管口和冷液出管口，储液池的外壁上设有一个热液出入管和热液电磁阀、冷液出管和冷液出电磁阀；外壁下部设有冷液出入管和冷液出入电磁阀；热液出入管口、冷液出管口分别与热液出入管和冷液出管柔性连通；热液出入管制冷液回流管连通；冷液出管与制冷机的制冷液入口连通；储液池中的制冷液为盐水。另外还设有PLC控制器。本发明适用于制冷供热系统的节能运行，节能电能的明显效果，而且运行简便，控制灵活，制作和运行成本低，节电和环保效果好。

Description

一种自动控制储能节能装置及其控制方法

技术领域

本发明属于一种电能利用中的节能技术领域，具体是一种自动控制的储能节能装置，即在用电低峰时储能，用电高峰时释放储能，从而达到节约电能的目的，可广泛用于电能制冷或电能加热技术领域，具有较为明显的节能效果。

背景技术

各种大形的建筑，如厂房、礼堂、宾馆、楼群、仓库等都需要室内温度的调节，夏天需要制冷，冬天需要供暖。而有相当多的制冷设备都是采用清洁的电能。由于室内空间大，往往需要消耗大量的电能。在当今能源紧缺的情况下，如何在制冷供暖设备和运行中节约电能，就显得尤为重要。因此，提出一种节能的制冷供暖设备及其节能的运行方法有着十分重要的意义。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提出一种自动控制储能节能装置及其控制方法，该装置和运行方法采用方便储能，又方便释放储能，高度自动控制的结构，运用在用电低峰时储能，在用电高峰时释放储能的运行方法，达到节能电能的明显效果，而且运行简便，控制灵活，制作和运行成本低，节电和环保效果好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自动控制储能节能装置，其特征是：设有储液池，该储液池池壁设有外层的外壳、内层的防腐耐热层、中间的保温层，池内不固定地分为上部的热液区和下部的冷液区，在热液区和冷液区之间设有活塞式的隔离层，该隔离层的中间设有隔热层；隔离层的周边与池壁柔软封闭相接，当该隔离层上下有储液时，它随上下储液的升降而水平升降；该储液池的容积大小，根据其所用于的制冷系统或供热系统的需求设置；在所述储液池的底部设有下液位计和池温传感器；在储液池的顶部设有上液位计；在储液池的上口设有补液管和控制补液管开闭的补液电磁阀；在所述隔离层的上面设有一个与热液区相通的热液出入管口，在隔离层的下面设有一个与冷液区相通的冷液出管口，该两个管口随所述隔离层一起上下移动；在储液池的外壁上部设有一个热液出入管和热液电磁阀，在储液池的外壁中部设有冷液出管和冷液出电磁阀；在储液池的外壁下部设有冷液出入管和冷液出入电磁阀；所述热液出入管口与所述热液出入管柔性连通；所述冷液出管口与冷液出管柔性连通；所述热液出入管与设置的换热系统的制冷液回流管连通；所述冷液出管与制冷机的制冷液入口连通；所述冷液出入管可控选择地与制冷机的制冷液入口或制冷液的出口连通；在所述隔离层上设有使上部的热液流到下部的冷液区的过液口，并设有遥控开关；储液池中的制冷液为溶入5－20％盐的盐水。

本发明进一步完善和实施的补充方案是：

还设有PLC控制器，该PLC控制器与所述热液电磁阀、冷液出电磁阀、冷液出入电磁阀和补液电磁阀进行开闭控制连接；还与所述下液位计、上液位计和池温传感器和设置在调温空间里的室温传感器进行数据获取连接；PLC控制器中设有时间控制模块、获取液位计和温度传感器数据并进行识别处理的模块、根据该数据和时间控制模块对各电磁阀进行控制模块，PLC控制器还与隔离层的过液口的遥控开关进行控制连接。

所述冷液出入管还可控选择地与设置的电热取暖锅炉的冷水进口相连通，或者电热取暖系统的回水出口相连通；所述热液出入管还可控选择地与电热取暖锅炉的热水出口直接连通，或者与电热取暖换热系统的回水管出口连通，或者与电热取暖锅炉的冷水进口连通，该选择的连通方式通过设置在管路上的手动开关进行设置。

上述的自动控制储能节能装置的控制方法，其特征是通过以下步骤进行：

1)打开PLC控制器，设置温度传感器控制数据，设置时间控制模块的用电高峰和用电低峰时间；

2)注入制冷液：打开储液池中隔离层的过液口，打开补液管，向储液池内注满含盐5－20％的盐水；

3)打开冷液出入管，并使其与制冷机的制冷液入口相连通，同时打开热液出入管，使其与制冷系统的制冷液出口连通，打开制冷机或使制冷机继续运行，开始给调温环境制冷的制冷运行；

4)PLC控制器每间隔2－10分钟读取一次室温传感器和池温传感器的温度；

(1)当室温未达到或已达到设置的要求温度范围时，继续制冷运行；

(2)当室温超过要求温度范围时，关闭热液出入管，打开冷液出管，并使冷液出管与制冷机的制冷液入口连通，使冷液出入管，与制冷机的制冷液出口相连通，使冷液区的制冷液在制冷机的进出口间直接循环，进入储能运行；

(3)当室温低于要求温度范围时，或当PLC控制器检测到池温数据低于零下2－10度时，终止储能运行，返回第3)步操作，返回到第3)步；所述池温与制冷液的盐含量比的对应的控制温度关系根试验确定，每个控制温度取对应盐水浓度的制冷液的冰点温度加1度；

5)当时间控制模块提供的时间信息是用电低峰时间时，进行第4)(2)步操作，进入储能动行；并在当时间控制模块提供的时间信息是用电高峰时间时，进行第3)步操作；

6)当自动控制储能节能装置中的储液池是与电热供暖的锅炉连通时：进行以下操作：

(1)将储液池中的盐水更换成自来水；关闭制冷机；

(2)通过手动开关，将储液池的热液出入管与电热供暖的换热系统的循环水出口连通；将储液池的冷液出入管与电热供暖锅炉的循环水入口连通；

(3)打开PLC控制器，设置调温环境的要求温度范围数值；

(4)点燃电热锅炉；电热供暖系统正常供暖运行；

(5)PLC控制器每隔5－10分钟读取一次室温数据；

A、当室温未达到或已达到要求的室温范围，继续正常供暖运行；

B、当室温超过要求的室温范围时，将热液出入管与电热供暖锅炉的热水出口连通，使热水直接在电热锅炉的进出口之间循环，进入储热运行；

C、当室温回降到要求室温时，打开隔离层的过液口，使储液池中上部的热水进入到下部的冷液区，返回第A步，进入正常的供暖运行，这时前一步的储热的热水就开始释放热量而节能了；

7)当时间控制模块发出的时间信息是用电高峰时段，则继续正常供电运行；当时间控制模块发出的时间信息是用电低峰时段，则运行5)B步骤；

8)当储液池中的隔离层下降到储液池底时，下液位计发出信号，PLC控制器控制自动打开隔离层的过液口，使隔离层上面的热液流到下面的冷液区。

本发明的有益效果：

1、能够有效地储能节能，节约大量的电能；

2、结构合理完善，操作简便，自动化控制程度高，运行成本低；

3、适用范围广，可广泛地用于各种大型调控温度环境；

4、具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附蓝图和实施例对本发明进行说明：

实施例1：一种自动控制储能节能装置，设有储液池4，该储液池池壁设有外层的外壳8、内层的防腐耐热层6、中间的保温层7，池内不固定地分为上部的热液区5和下部的冷液区25，在热液区和冷液区之间设有活塞式的隔离层22，该隔离层的中间设有隔热层23；隔离层的周边与池壁柔软封闭相接，当该隔离层上下有储液时，它随上下储液的升降而升降；该储液池的容积大小，根据其所用于的制冷系统或供热系统的需求设置；在所述储液池的底部设有下液位计24和池温传感器25；在储液池的顶部设有上液位计3；在储液池的上口设有补液管1和控制补液管开闭的补液电磁阀2；在所述隔离层的上面设有一个与热液区相通的热液出入管口11，在隔离层的下面设有一个与冷液区相通的冷液出管口12，该两个管口随所述隔离层一起上下移动；在储液池的外壁上部设有一个热液出入管10和热液电磁阀9，在储液池的外壁中部设有冷液出管14和冷液出电磁阀13；在储液池的外壁下部设有冷液出入管16和冷液出入电磁阀15；所述热液出入管口与所述热液出入管柔性连通；所述冷液出管口与冷液出管柔性连通；所述热液出入管与设置的换热系统的制冷液回流管19连通；所述冷液出管与制冷机的制冷液入口21连通；所述冷液出入管可控选择地与制冷机的制冷液入口21或制冷液的出口20连通；在所述隔离层上设有使上部的热液流到下部的冷液区的过液口，并设有遥控开关；储液池中的制冷液为溶入10％盐的盐水。

还设有PLC控制器17，该PLC控制器与所述热液电磁阀、冷液出电磁阀、冷液出入电磁阀和补液电磁阀进行开闭控制连接；还与所述下液位计、上液位计和池温传感器和设置在调温空间里的室温传感器27进行数据获取连接；PLC控制器中设有时间控制模块、获取液位计和温度传感器数据并进行识别处理的模块、根据该数据和时间控制模块对各电磁阀进行控制模块，PLC控制器还与隔离层的过液口的遥控开关进行控制连接。

所述冷液出入管16还可控选择地与设置的电热取暖锅炉的冷水进口相连通，或者电热取暖系统的回水出口相连通；所述热液出入管10还可控选择地与电热取暖锅炉的热水出口直接连通，或者与电热取暖换热系统的回水管出口连通，或者与电热取暖锅炉的冷水进口连通，该选择的连通方式通过设置在管路上的手动开关进行设置。

上述的自动控制储能节能装置的控制方法，其特征是通过以下步骤进行：

1)打开PLC控制器，设置温度传感器控制数据，设置时间控制模块的用电高峰和用电低峰时间；

2)注入制冷液：打开储液池中隔离层的过液口，打开补液管，向储液池内注满含盐5－20％的盐水；

3)打开冷液出入管，并使其与制冷机的制冷液入口相连通，同时打开热液出入管，使其与制冷系统的制冷液出口连通，打开制冷机或使制冷机继续运行，开始给调温环境制冷的制冷运行；

4)PLC控制器每间隔2－10分钟读取一次室温传感器和池温传感器的温度；

(1)当室温未达到或已达到设置的要求温度范围时，继续制冷运行；

(2)当室温超过要求温度范围时，关闭热液出入管，打开冷液出管，并使冷液出管与制冷机的制冷液入口连通，使冷液出入管，与制冷机的制冷液出口相连通，使冷液区的制冷液在制冷机的进出口间直接循环，进入储能运行；

(3)当室温低于要求温度范围时，或当PLC控制器检测到池温数据低于零下7.6度时，终止储能运行，返回到第3)步；所述池温与制冷液的盐含量比的对应的控制温度关系根试验确定，每个控制温度取对应盐水浓度的制冷液的冰点温度加1度；本实施例中，制冷液的盐含量为10％,该盐含量的盐水的冰点是-6.6度，所以池温最低控制在-7.6度；

5)当时间控制模块提供的时间信息是用电低峰时间时，进行第4)(2)步操作，进入储能动行；并在当时间控制模块提供的时间信息是用电高峰时间时，进行第3)步操作；

6)当自动控制储能节能装置中的储液池是与电热供暖的锅炉连通时：进行以下操作：

(1)将储液池中的盐水更换成自来水；关闭制冷机；

(2)通过手动开关，将储液池的热液出入管与电热供暖的换热系统的循环水出口连通；将储液池的冷液出入管与电热供暖锅炉的循环水入口连通；

(3)打开PLC控制器，设置调温环境的要求温度范围数值；

(4)点燃电热锅炉；电热供暖系统正常供暖运行；

(5)PLC控制器每隔8分钟读取一次室温数据；

A、当室温未达到或已达到要求的室温范围，继续正常供暖运行；

B、当室温超过要求的室温范围时，将热液出入管与电热供暖锅炉的热水出口连通，使热水直接在电热锅炉的进出口之间循环，进入储热运行；

C、当室温回降到要求室温时，打开隔离层的过液口，使储液池中上部的热水进入到下部的冷液区，返回第A步，进入正常的供暖运行，这时前一步的储热的热水就开始释放热量而节能了；

7)当时间控制模块发出的时间信息是用电高峰时段，则继续正常供电运行；当时间控制模块发出的时间信息是用电低峰时段，则运行5)B步骤；

8)当储液池中的隔离层下降到储液池底时，下液位计发出信号，PLC控制器控制自动打开隔离层的过液口，使隔离层上面的热液流到下面的冷液区。

本实施例在某工厂的一个大型恒温厂房进行了一年的试用，制冷季节约电40％，供热季节约电30％，而且节约了用水量，改善了环境，取得明显的优良效果。

应该指出：在不改变本专利的基本结构和基本方法的前提下，大同小异改变的技术方案也应属于本专利的保护范围，该产品及其运行方法也应视为侵权。

Claims (4)

1.一种自动控制储能节能装置，其特征是：设有储液池(4)，该储液池池壁设有外层的外壳(8)、内层的防腐耐热层(6)、中间的保温层(7)，池内不固定地分为上部的热液区(5)和下部的冷液区(21)，在热液区和冷液区之间设有活塞式的隔离层(22)，该隔离层的中间设有隔热层(23)；隔离层的周边与池壁柔软封闭相接，当该隔离层上下有储液时，它随上下储液的升降而升降；该储液池的容积大小，根据其所用于的制冷系统或供热系统的需求设置；在所述储液池的底部设有下液位计(24)和池温传感器(25)；在储液池的顶部设有上液位计(3)；在储液池的上口设有补液管(1)和控制补液管开闭的补液电磁阀(2)；在所述隔离层的上面设有一个与热液区相通的热液出入管口(11)，在隔离层的下面设有一个与冷液区相通的冷液出管口(12)，该两个管口随所述隔离层一起上下移动；在储液池的外壁上部设有一个热液出入管(10)和热液电磁阀(9)，在储液池的外壁中部设有冷液出管(14)和冷液出电磁阀(13)；在储液池的外壁下部设有冷液出入管(16)和冷液出入电磁阀(15)；所述热液出入管口与所述热液出入管柔性连通。所述冷液出管口与冷液出管柔性连通；所述热液出入管与设置的换热系统的制冷液回流管(19)连通；所述冷液出管与制冷机的制冷液入口(21)连通；所述冷液出入管可控选择地与制冷机的制冷液入口(21)或制冷液的出口(20)连通；在所述隔离层上设有使上部的热液流到下部的冷液区的过液口，并设有遥控开关；储液池中的制冷液为溶入5－20％盐的盐水。

2.根据权利要求1所述的自动控制储能节能装置，其特征是：还设有PLC控制器(17)，该PLC控制器与所述热液电磁阀、冷液出电磁阀、冷液出入电磁阀和补液电磁阀进行开闭控制连接；还与所述下液位计、上液位计和池温传感器和设置在调温空间里的室温传感器(27)进行数据获取连接；PLC控制器中设有时间控制模块、获取液位计和温度传感器数据并进行识别处理的模块、根据该数据和时间控制模块对各电磁阀进行控制模块，PLC控制器还与隔离层的过液口的遥控开关进行控制连接。

3.根据权利要求1所述的自动控制储能节能装置，其特征是：所述冷液出入管(16)还可控选择地与设置的电热取暖锅炉的冷水进口相连通，或者电热取暖系统的回水出口相连通；所述热液出入管(10)还可控选择地与电热取暖锅炉的热水出口直接连通，或者与电热取暖换热系统的回水管出口连通，或者与电热取暖锅炉的冷水进口连通，该选择的连通方式通过设置在管路上的手动开关进行设置。

4.根据权利要求2或3所述的自动控制储能节能装置的控制方法，其特征是通过以下步骤进行：

1)打开PLC控制器，设置温度传感器控制数据，设置时间控制模块的用电高峰和用电低峰时间；

2)注入制冷液：打开储液池中隔离层的过液口，打开补液管，向储液池内注满含盐5－20％的盐水；

3)打开冷液出入管，并使其与制冷机的制冷液入口相连通，同时打开热液出入管，使其与制冷系统的制冷液出口连通，打开制冷机或使制冷机继续运行，开始给调温环境制冷的制冷运行；

4)PLC控制器每间隔2－10分钟读取一次室温传感器和池温传感器的温度；

(1)当室温未达到或已达到设置的要求温度范围时，继续制冷运行；

(2)当室温超过要求温度范围时，关闭热液出入管，打开冷液出管，并使冷液出管与制冷机的制冷液入口连通，使冷液出入管，与制冷机的制冷液出口相连通，使冷液区的制冷液在制冷机的进出口间直接循环，进入储能运行；

(3)当室温低于要求温度范围时，或当PLC控制器检测到池温数据低于零下2－10度时，终止储能运行，返回第3)步操作，返回到第3)步；所述池温与制冷液的盐含量比的对应的控制温度关系根试验确定，每个控制温度取对应盐水浓度的制冷液的冰点温度加1度；

5)当时间控制模块提供的时间信息是用电低峰时间时，进行第4)(2)步操作，进入储能动行；并在当时间控制模块提供的时间信息是用电高峰时间时，进行第3)步操作；

6)当自动控制储能节能装置中的储液池是与电热供暖的锅炉连通时：进行以下操作：

(1)将储液池中的盐水更换成自来水；关闭制冷机；

(2)通过手动开关，将储液池的热液出入管与电热供暖的换热系统的循环水出口连通；将储液池的冷液出入管与电热供暖锅炉的循环水入口连通；

(3)打开PLC控制器，设置调温环境的要求温度范围数值；

(4)点燃电热锅炉；电热供暖系统正常供暖运行；

(5)PLC控制器每隔5－10分钟读取一次室温数据；

A、当室温未达到或已达到要求的室温范围，继续正常供暖运行；

B、当室温超过要求的室温范围时，将热液出入管与电热供暖锅炉的热水出口连通，使热水直接在电热锅炉的进出口之间循环，进入储热运行；

C、当室温回降到要求室温时，打开隔离层的过液口，使储液池中上部的热水进入到下部的冷液区，返回第A步，进入正常的供暖运行，这时前一步的储热的热水就开始释放热量而节能了；

7)当时间控制模块发出的时间信息是用电高峰时段，则继续正常供电运行；当时间控制模块发出的时间信息是用电低峰时段，则运行5)B步骤；

8)当储液池中的隔离层下降到储液池底时，下液位计发出信号，PLC控制器控制自动打开隔离层的过液口，使隔离层上面的热液流到下面的冷液区。