CN110307675A - 一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统，属于冷热联供技术领域。所述源端与末端电连接，且源端和末端分别与云端无线连接；该分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统实现了源端控制、云端控制、末端控制的三端连锁智慧控制，提高了电能的利用效率，同时源端、末端设备采用分布式控制灵活，蓄能、峰平谷电时段、按需供能三级协作，提高系统综合利用率。

Description

一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统
技术领域
本发明涉及一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统，属于冷热联供技术领域。
背景技术
现有专利CN207299343公开了一种智能控制冷热联产系统，将城市制冷系统和制取生活热水的系统相结合，在制冷的同时生产出生活热水，减少了制冷与制热水的总投资，生产出的生活热水可自用也可对外出售。
在我国冷热联供领域，多用空气源热泵与水箱进行冷热联供。现有技术均是对源端设备进行独立研究，提高设备本身的能效比，但无法实现根据客户的冷热需求进行冷热量的提供，无法利用分布式控制的便捷，及时控制末端风盘，无法对末端所采集的数据进行实时的监控与存储。现有学者针对冷热联供控制系统并没有一套完整的智能控制体系，也没有对峰、谷、平电进行综合考虑。
如果可以合理的分配热源设备在峰电、谷电、平电时段内的蓄能与放能时间，并通过本地监控、物联网技术，远程监控设备、对采集的数据进行分析，并对末端风盘的运行状态及每个室内的温度进行反馈调节，这样将会大大的提高冷热联供系统的效率，节省能源。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统。
本发明的分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统，它包含源端、末端和云端，所述源端与末端电连接，且源端和末端分别与云端无线连接；
所述源端包含空气源热泵、蓄热装置、循环泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、控制柜、回水压力传感器、回水温度传感器、蓄冷热温度传感器组、供水压力传感器、供水温度传感器和室外温度检测器，所述空气源热泵、蓄热装置和之间循环泵之间通过管道连接，且管道上设置有第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，所述第四电磁阀一侧的管道上设置有回水压力传感器和回水温度传感器，所述第五电磁阀一侧的管道上设置有供水压力传感器和供水温度传感器，所述蓄热装置上设置有蓄冷热温度传感器组，所述控制柜与空气源热泵、蓄热装置、循环泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、回水压力传感器、回水温度传感器、蓄冷热温度传感器组、供水压力传感器、供水温度传感器和室外温度检测器电连接；
所述末端包含风盘控制器、风机、风机电磁阀和室内温度检测器，所述风盘控制器与风机、风机电磁阀电连接；
所述云端包含PC电脑和手机，所述PC电脑和手机与控制柜、风盘控制器无线连接。
优选的，所述控制柜包含4G路由器、PLC控制器、人机界面和变频器，4G路由器、人机界面和变频器分别与PLC控制器电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统实现了源端控制、云端控制、末端控制的三端连锁智慧控制，提高了电能的利用效率，同时源端、末端设备采用分布式控制灵活，蓄能、峰平谷电时段、按需供能三级协作，提高系统综合利用率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工作原理图。
附图标记：源端A、末端B、云端C、空气源热泵1、蓄热装置2、循环泵3、第一电磁阀401、第二电磁阀402、第三电磁阀403、第四电磁阀404、第五电磁阀405、第六电磁阀406、控制柜5、4G路由器501、PLC控制器502、人机界面503、变频器504、回水压力传感器601、回水温度传感器602、蓄冷热温度传感器组603、供水压力传感器604、供水温度传感器605、室外温度检测器606、风盘控制器7、风机8、风机电磁阀9、室内温度检测器10、PC电脑11、手机12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含源端A、末端B和云端C，源端A与末端B电连接，且源端A和末端B分别与云端C无线连接。
源端A包含空气源热泵1、蓄热装置2、循环泵3、第一电磁阀401、第二电磁阀402、第三电磁阀403、第四电磁阀404、第五电磁阀405、第六电磁阀406、控制柜5、回水压力传感器601、回水温度传感器602、蓄冷热温度传感器组603、供水压力传感器604、供水温度传感器605和室外温度检测器606，空气源热泵1、蓄热装置2和之间循环泵3之间通过管道连接，且管道上设置有第一电磁阀401、第二电磁阀402、第三电磁阀403、第四电磁阀404、第五电磁阀405和第六电磁阀406，第四电磁阀404一侧的管道上设置有回水压力传感器601和回水温度传感器602，第五电磁阀405一侧的管道上设置有供水压力传感器604和供水温度传感器605，蓄热装置2上设置有蓄冷热温度传感器组603，控制柜5与空气源热泵1、蓄热装置2、循环泵3、第一电磁阀401、第二电磁阀402、第三电磁阀403、第四电磁阀404、第五电磁阀405、第六电磁阀406、回水压力传感器601、回水温度传感器602、蓄冷热温度传感器组603、供水压力传感器604、供水温度传感器605和室外温度检测器606电连接。
末端B包含风盘控制器7、风机8、风机电磁阀9和室内温度检测器10，风盘控制器7与风机8、风机电磁阀9电连接。
云端C包含PC电脑11和手机12，PC电脑11和手机12与控制柜5、风盘控制器7无线连接。
控制柜5包含4G路由器501、PLC控制器502、人机界面503和变频器504，4G路由器501、人机界面503和变频器504分别与PLC控制器502电连接。
其中，控制柜5内人机界面503与PLC控制器502相连，通过RS485接口，进行数据通讯，实现现场本地控制，可进行时段的参数设置，运行状况的时间监控，报警的数据信息，及系统传感器的数据记录等。
PLC控制器502与空气源热泵1进行485通讯连接，实现集中控制，同时根据控制柜5内人机界面503设置不同时段内的目标温度进行节能控制，实现源端智能控制。
PLC控制器502与4G路由器501通过485通讯连接，进行远程监控，数据分析；供热系统运行过程中，PLC控制器502将现场的实时运行数据通过4G路由器501传输到云服务器中，并进行存储，用户及设备管理商可通过PC电脑11和手机12，对现场的实时运行情况进行监控、参数设置、报警查询等，实现云端C和源端A的联合智能控制。
风盘控制器7与风盘电机与风机电磁阀9电缆链接，控制风机8和风机电磁阀9的启停，同时风盘控制器7与温度采集器连接，对室内进行恒温控制，实现末端B的智能控制。
风盘控制器7与云服务器wify传输，风盘控制器7可将实时温度信息和风机8和风机电磁阀9动作信息传回到云服务器中，服务器亦可对风盘控制器7中的启停时间、目标温度值进行设定，实现末端B与云端C的联合控制。
风盘控制器7和PLC控制器502通过云服务器连接，PLC控制器502可根据风盘控制器7反馈的风机电磁阀9开断状态，确定建筑所需热负荷，根据建筑所需热负荷，调节热泵供给的目标温度；PLC控制器502可根据风盘控制器7反馈的室内温度，对源端A热泵或蓄热装置2的目标温度进行偏差调节，实现源端A、末端B、云端C的联合智能控制。
PLC控制器502与变频器504采用485通讯，控制循环泵3恒压差供水。当冷热联供系统运行时，PLC控制器502根据系统的供水压力与回水压力之间的差值，与所设定的目标压差值作对比，实现PID自动调节，并将实时频率传输给变频器504，控制循环泵3的转速，从而实现恒压差冷热联供。
工作原理：当冷热联供系统运行过程中，循环泵3首先启动，并根据系统的供水压力传感器604和回水压力传感器601检测的数值传输到PLC控制器502中，此时PLC控制器502根据供水压力与回水压力的差值，与人机界面503设定的目标差值作对比，进行PID自动调节变频器的频率，从而改变循环泵3的转速，实现恒压差供水；当供热系统运行在谷电时段内，蓄热装置2进行储能过程，第一电磁阀401、第二电磁阀402、第六电磁阀406接通，其他电磁阀关断，进行蓄热过程；当平电时段内，空气源热泵1单独运行，第三电磁阀403、第四电磁阀404、第五电磁阀405接通，其他电磁阀关断；当峰电时段内，蓄热装置2单独运行，第一电磁阀401、第二电磁阀402、第四电磁阀404、第五电磁阀405接通，其他电磁阀关断，此时除了空气源热泵1本身的能效比之外，还增加了峰、谷、平段的能效比，提高了效率；
同时末端B用户根据屋内情况，开启风盘控制器7，或风盘控制器7根据设定的时间段和目标温度自动开启，当到达目标温度时，风机8和风机电磁阀9会停止运行，此时整个系统的蓄热量就减少，系统流量也跟着较少，风盘将关断的风机8和风机电磁阀9的数量，没有关断屋子里的实时室内温度，通过云服务器，传递到源端A的PLC控制器502中，PLC控制器502根据反馈数据，计算当前所需负荷量，根据当前所需负荷量计算热源设备需开启设备台数及目标温度值，从而达到三端协同控制，提高用电效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统，其特征在于：它包含源端（A）、末端（B）和云端（C），所述源端（A）与末端（B）电连接，且源端（A）和末端（B）分别与云端（C）无线连接；
所述源端（A）包含空气源热泵（1）、蓄热装置（2）、循环泵（3）、第一电磁阀（401）、第二电磁阀（402）、第三电磁阀（403）、第四电磁阀（404）、第五电磁阀（405）、第六电磁阀（406）、控制柜（5）、回水压力传感器（601）、回水温度传感器（602）、蓄冷热温度传感器组（603）、供水压力传感器（604）、供水温度传感器（605）和室外温度检测器（606），所述空气源热泵（1）、蓄热装置（2）和之间循环泵（3）之间通过管道连接，且管道上设置有第一电磁阀（401）、第二电磁阀（402）、第三电磁阀（403）、第四电磁阀（404）、第五电磁阀（405）和第六电磁阀（406），所述第四电磁阀（404）一侧的管道上设置有回水压力传感器（601）和回水温度传感器（602），所述第五电磁阀（405）一侧的管道上设置有供水压力传感器（604）和供水温度传感器（605），所述蓄热装置（2）上设置有蓄冷热温度传感器组（603），所述控制柜（5）与空气源热泵（1）、蓄热装置（2）、循环泵（3）、第一电磁阀（401）、第二电磁阀（402）、第三电磁阀（403）、第四电磁阀（404）、第五电磁阀（405）、第六电磁阀（406）、回水压力传感器（601）、回水温度传感器（602）、蓄冷热温度传感器组（603）、供水压力传感器（604）、供水温度传感器（605）和室外温度检测器（606）电连接；
所述末端（B）包含风盘控制器（7）、风机（8）、风机电磁阀（9）和室内温度检测器（10），所述风盘控制器（7）与风机（8）、风机电磁阀（9）电连接；
所述云端（C）包含PC电脑（11）和手机（12），所述PC电脑（11）和手机（12）与控制柜（5）、风盘控制器（7）无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统，其特征在于：所述控制柜（5）包含4G路由器（501）、PLC控制器（502）、人机界面（503）和变频器（504），4G路由器（501）、人机界面（503）和变频器（504）分别与PLC控制器（502）电连接。
3.根据权利要求1所述的一种分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统，其特征在于：分布式储能型冷热联供三端一体智慧系统的工作原理为：当冷热联供系统运行过程中，循环泵（3）首先启动，并根据系统的供水压力传感器（604）和回水压力传感器（601）检测的数值传输到PLC控制器（502）中，此时PLC控制器（502）根据供水压力与回水压力的差值，与人机界面（503）设定的目标差值作对比，进行PID自动调节变频器的频率，从而改变循环泵（3）的转速，实现恒压差供水；当供热系统运行在谷电时段内，蓄热装置（2）进行储能过程，第一电磁阀（401）、第二电磁阀（402）、第六电磁阀（406）接通，其他电磁阀关断，进行蓄热过程；当平电时段内，空气源热泵（1）单独运行，第三电磁阀（403）、第四电磁阀（404）、第五电磁阀（405）接通，其他电磁阀关断；当峰电时段内，蓄热装置（2）单独运行，第一电磁阀（401）、第二电磁阀（402）、第四电磁阀（404）、第五电磁阀（405）接通，其他电磁阀关断，此时除了空气源热泵（1）本身的能效比之外，还增加了峰、谷、平段的能效比，提高了效率；
同时末端（B）用户根据屋内情况，开启风盘控制器（7），或风盘控制器（7）根据设定的时间段和目标温度自动开启，当到达目标温度时，风机（8）和风机电磁阀（9）会停止运行，此时整个系统的蓄热量就减少，系统流量也跟着较少，风盘将关断的风机（8）和风机电磁阀（9）的数量，没有关断屋子里的实时室内温度，通过云服务器，传递到源端（A）的PLC控制器（502）中，PLC控制器（502）根据反馈数据，计算当前所需负荷量，根据当前所需负荷量计算热源设备需开启设备台数及目标温度值，从而达到三端协同控制，提高用电效率。
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