CN111473392B - 一种太阳能供能智能监控系统及智能监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能供能智能监控系统及智能监控方法,通过云控制服务器配合太阳能中心供热系统,在实现均匀配送热水的同时,还可通过技术手段定向筛选出目标分布式太阳能供热装置,定向定量对其热水输送管道进行输送匹配,从而在夜间高峰时段等特定工况条件下,实现太阳能中心供热系统向多个分布式太阳能供热装置高效智能输送分配储热水的显著技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能智能控制领域,尤其涉及一种太阳能供能智能监控系统及智能监控方法。
背景技术
能源,是人类活动的物质基础,是驱动城市发展的强大引擎。纵观历史,人类始终致力于寻找城市能源规划的理想方案,建立低碳、安全、智能、可持续发展的能源系统。
太阳能供暖是一种利用太阳能集热器收集太阳辐射并转化为热能供暖的技术。太阳能供暖系统,就是用太阳能集热器收集太阳辐射并转化成热能,以液体作为传热介质,以水作为储热介质,热量经由散热部件送至室内进行供暖,太阳能采暖一般由太阳能集热器、储热水箱、连接管道、辅助热源、散热部分及控制系统等组成。太阳能供暖系统是绿色可持续的供热能源之一。
在现有技术中,随着大量太阳能供热设备被密集投入使用,市场上也出现了集中供热太阳能(即太阳能中心供热系统)和多个分布式太阳能供热装置组合系统;这种组合系统,可保障在多个分布式太阳能供热装置供热不足时,利用太阳能中心供热系统为其调配热水供给;但是研发发现,传统组合系统的控制方式过于简单粗暴,无法在特定工况条件下(例如:夜间供水,高峰时期,且长距离输送管道,满负荷供水状态下控制调度分配问题)解决中心太阳能供热装置向其他分布式的小型太阳能供热装置的热水储量智能合理调配分配问题;同时研发发现,传统组合系统的控制方式只是简单的对当前热水储量多少进行计算,同时简单的计算各分布式太阳能供热装置的热水储水量多少,然后结合分布式太阳能供热装置的请求直接实施供给热水操作,显然传统方法并不能解决高峰时期科学合理分配,协调输送储水的问题;同时考虑长距离输送等特定工况下,更不能由控制系统直接根据简单计算结果进行试水输送,这样有可能导致热水输送到末端分布式太阳能供热装置后失去温度,造成浪费,失去了输送储热水的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能供能智能监控系统及智能监控方法,解决了现有技术中的夜间,高峰期长距离中心太阳能储水供给分配分布式太阳能供热装置存在的技术问题。
本发明提供了一种太阳能供能智能监控系统,包括太阳能中心供热系统以及多个分布式太阳能供热装置、云控制服务器;
太阳能中心供热系统包括中心太阳能集热装置、中心热水储水装置、多个冷水中继调配装置、数据检测模块,数据检测模块包括第一温度传感器、温差计算模块、水温衰减计算模块、中心热水水量检测传感器、数据传输模块;第一温度传感器、温差计算模块、水温衰减计算模块、中心热水水量检测传感器均与数据传输模块的电连接,并通过数据传输模块与云控制服务器建立通信连接;中心太阳能集热装置用于通过太阳能吸热加热热水,并将加热后的热水存储到中心热水储水装置;中心热水储水装置用于储备热水;第一温度传感器用于测量中心热水储水装置的储水温度;中心热水水量检测传感器用于测量中心热水储水装置的储水水量;
每个分布式太阳能供热装置均包括储水桶、分布式太阳能供热装置所对应的太阳能集热器、第二温度传感器、GPS传感器、子热水水量检测传感器,子热水水量检测传感器用于测量储水桶中的储水水量;太阳能中心供热系统中的中心热水储水装置分别与任意一个分布式太阳能供热装置的储水桶之间通过热水输送管道连接;且热水输送管道与分布式太阳能供热装置一一对应连通;在每个热水输送管道上还连通一一对应设置有所述冷水中继调配装置,且冷水中继调配装置安装在热水输送管道上靠近中心热水储水装置一侧处;水温衰减计算模块用于测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;
每个冷水中继调配装置用于储备冷水,当接收的云控制服务器发送的输送指令后,将会对筛选出的热水输送管道中的热水进行冷水混合稀释;
云控制服务器,用于根据分布式太阳能供热装置发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令,通过温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置;同时协调控制冷水中继调配装置向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供充足均匀供给的技术目的。
优选地,作为一种可实施方案;云控制服务器还包括真实缺少请求判断模块、目标确定模块、回抽管道控制模块、储水量分配控制模块、泵送时间控制模块;
真实缺少请求判断模块,用于在启动高峰太阳能供水综合控制指令后,从多个分布式太阳能供热装置中筛选出发送用热水请求的分布式太阳能供热装置,通过GPS传感器确定其位置信息;云控制服务器根据位置信息,确定分布式太阳能供热装置的属性信息;分布式太阳能供热装置的属性信息包括当前分布式太阳能供热装置的编号信息、空桶总储水量、当前分布式太阳能供热装置所使用的太阳能集热器类型型号信息、供热方式信息以及当前分布式太阳能供热装置对应的自身的热水储水预警占空比阈值;云控制服务器接收当前分布式太阳能供热装置中的第二温度传感器发送过来的实时水温数据,同时接收中心热水储水装置中的第一温度传感器发送来的实时水温数据,利用温差计算模块计算两者输水前两端传感温差数值,输水前两端传感温差数值=第一温度传感器的检测数值减第二温度传感器的检测数值;云控制服务器调取预设的分布式太阳能供热装置的编号信息与当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值的对应关系,从而确定当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值;热水储水预警占空比阈值为热水储水桶预警热水量占自身的分布式太阳能供热装置的储水桶空桶体积的预设比例阈值;
目标确定模块,用于监测当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比;在判断当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比低于预设的自身的热水储水预警占空比阈值,且上述计算得到的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的结果数值大于启动输热最小温差数值后(启动输热最小温差数值大于0的整数,优选为8℃以上的数值),根据位置信息进行确定当前的分布式太阳能供热装置为目标分布式太阳能供热装置,确定其为热水输送对象;云控制服务器对所有的分布式太阳能供热装置进行监控,最终确定多个目标分布式太阳能供热装置,并由中心热水储水装置向多个目标分布式太阳能供热装置的储水桶分配供给热水;
回抽管道控制模块,用于在对目标分布式太阳能供热装置的储水桶供给之前,控制关闭目标分布式太阳能供热装置与对应热水输送管道的之间的终端的第一阀门控制点;供水之前先回抽所对应的热水输送管道内的残余管道热水进行清除,随后再开启上述终端的第一阀门控制点;热水输送管道上还设置一个备用水箱,备用水箱用于接收从热水输送管道回抽的残余管道热水,且热水输送管道上通往备用水箱的管路上还设置有第二阀门控制点;
所述储水量分配控制模块,用于在对目标分布式太阳能供热装置供热水控制的同时,在高峰太阳能供水综合控制指令下,协调控制冷水中继调配装置对目标分布式太阳能供热装置供热水量进行分配控制,具体包括如下操作步骤:预设一个温差级别高阈值和一个温差级别低阈值,判断如果当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果大于温差级别高阈值,则控制冷水中继调配装置对当前目标分布式太阳能供热装置实施间隔定量供给冷水;如果判断当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果在温差级别高阈值和温差级别低阈值之间的范围内,则控制冷水中继调配装置持续向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供充足均匀供给的技术目的;
泵送时间控制模块,用于对目标分布式太阳能供热装置的热水供给量进行计算,利用泵送控制点实现对泵送时间的控制;云控制服务器分别与第一阀门控制点、第二阀门控制点、泵送控制点建立通信连接。
云控制服务器包括优先级输送序列建立模块:
优先级输送序列建立模块,用于在初始启动时刻,将一优先级输送序列随机划分多个区域组,其中每一区域组设计了区域优选级队列表,且区域优选级队列表包括了多个目标分布式太阳能供热装置的编号信息,且每个区域优选级队列表用以储存当前区域优选级队列表中的剩余储水占空比数据,当前区域优选级队列表的顺序由剩余储水占空比的数值排列顺序相同;
随着目标分布式太阳能供热装置的数量增加,不断实时判断是否有新的目标分布式太阳能供热装置被随机平均分配录入到多个区域组中;对于当前区域组而言,如果有目标分布式太阳能供热装置被分配录入区域组中,则不断循序的方式,录入新的目标分布式太阳能供热装置编号信息,并实时更新当前区域组的当前区域优选级队列表;
同时横向比较多个区域组中的区域优选级队列表情况,确定部分区域组中的区域优选级队列供给储存热水的顺序高于其他区域组的区域优选级队列。
云控制服务器包括随机分区调整模块:
随机分区调整模块,用于当前区域组按照不同社区的地址位置进行划分分类(即不同的地址位置进行划分),用以云控制服务器了解不同社区的热水储备大数据信息;相隔一定时间周期(通常为1-2个小时的时间周期),删除所有区域组以及区域优选级队列,进行重新随机分区域组操作,然后更新当前区域组对应的区域优选级队列列表。
水温衰减计算模块用于测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;
水温衰减计算模块用于测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;上述水温衰减计算模块还具体用于计算当前热水输送管道中进、出口水温温差△t;由热能守恒,可得出在这段热水输送管道中进、出口水温温差△t应有:
上述式中Q为管道散热量(w);k为管道单位长度传热系数(w/m.℃);L为管道长度(m);tp为管道内热媒平均温度(℃);tk为环境空气温度(℃);tj为管道热水进口水温度;tc为管道热水出口水温度(℃);G为热媒质量流量(kg/s);C为热水质量比热(J/Kg.℃)。
云控制服务器包括反输送控制模块;
反输送控制模块,用于实时接收中心太阳能集热装置的温度,同时检测判断中心热水储水装置的储水量是否低于标准储水量警告值,如果是,则当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序;
反输送控制模块,具体用于实时接收所有的分布式太阳能供热装置,识别列选出发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,剔除上述发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,进而筛选出没有发送供热水请求的剩余分布式太阳能供热装置的编号信息;
通过对每个剩余分布式太阳能供热装置的编号信息进行位置定位,计算出每个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,最后得到多个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果;
对剩余分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,按照高到低的顺序进行剩余分布式太阳能供热装置排序,并从该排序中剔除剩余分布式太阳能供热装置真实剩余热水储水占空比小于所对应其自身的热水储水预警占空比阈值的分布式太阳能供热装置,最后更新剩余分布式太阳能供热装置排序;
按照剩余分布式太阳能供热装置排序,自高到低的顺序抽取剩余分布式太阳能供热装置的储水桶中的热水返送到中心热水储水装置中。
相应地,本发明还提供了一种太阳能供能智能监控方法,利用了上述太阳能供能智能监控系统,包括如下操作步骤:
步骤S10:云控制服务器根据分布式太阳能供热装置发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令,通过温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置;
步骤S20:同时协调控制冷水中继调配装置向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供充足均匀供给的技术目的。
采用上述技术方案,本申请提供的太阳能供能智能监控系统及监控方法,具有的技术效果有:分析本发明实施例提供的上述太阳能供能智能监控系统可知,其主要设计有太阳能中心供热系统、多个分布式太阳能供热装置、云控制服务器、热水输送管道以及多种检测传感设备构成;在具体应用时,多个分布式太阳能供热装置(即由设备客户端进行操作)可以发送控制请求(该控制请求为向太阳能中心供热系统发送的协调输送储热水的请求),此时高峰时段请求数可能会较大;然而云控制服务器并不会立刻启动输送控制,而是要先进行条件预判、传感数据检测,计算等方式,温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置,然后再规划设计输送分配方案;通过上述技术目的可以解决部分高峰用水水量不足的问题,利用上述云控制服务器实现传感器数据信息采集、建立一种基于多种参考因素在内的大数据统计计算方法,最终设计规划输送方案;通过云控制服务器配合太阳能中心供热系统,在实现均匀配送热水的同时,还可通过技术手段定向筛选出目标分布式太阳能供热装置,定向定量对其热水输送管道进行输送匹配,从而解决了特定工况条件下,太阳能中心供热系统向多个分布式太阳能供热装置输送分配储热水的技术难题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的太阳能供能智能监控系统的整体控制架构示意图;
图2为本发明实施例提供的太阳能供能智能监控系统中的数据检测模块的控制架构示意图;
图3为本发明实施例提供的太阳能供能智能监控系统的云控制服务器其一部分的控制架构示意图;
图4为本发明实施例提供的太阳能供能智能监控系统的云控制服务器其另一部分的控制架构示意图;
图5为本发明实施例提供的太阳能供能智能监控方法的大数据处理控制流程图;
标号:太阳能中心供热系统10;中心太阳能集热装置11;中心热水储水装置12;冷水中继调配装置13;数据检测模块14;第一温度传感器141;温差计算模块142;水温衰减计算模块143;中心热水水量检测传感器144;数据传输模块145;
分布式太阳能供热装置20;储水桶21;太阳能集热器22;第二温度传感器23;GPS传感器24;子热水水量检测传感器25;
云控制服务器30;真实缺少请求判断模块31;目标确定模块32;回抽管道控制模块33;储水量分配控制模块34;泵送时间控制模块35;优先级输送序列建立模块36;随机分区调整模块37;反输送控制模块38;
热水输送管道40。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
实施例一
参见图1以及图3,本发明实施例一提供了一种太阳能供能智能监控系统,包括太阳能中心供热系统10以及多个分布式太阳能供热装置20(即分布在用户侧的小型太阳能供热装置)、云控制服务器30(具体参见图3);
上述太阳能中心供热系统10包括中心太阳能集热装置11、中心热水储水装置12、多个冷水中继调配装置13、数据检测模块14(另参见图2),数据检测模块14包括第一温度传感器141、温差计算模块142、水温衰减计算模块143、中心热水水量检测传感器144、数据传输模块145:第一温度传感器141、温差计算模块142、水温衰减计算模块143、中心热水水量检测传感器144均与数据传输模块145的电连接,并通过数据传输模块145与云控制服务器30建立通信连接;中心太阳能集热装置11用于通过太阳能吸热加热热水,并将加热后的热水存储到中心热水储水装置12;中心热水储水装置12用于储备热水;第一温度传感器141用于测量中心热水储水装置的储水温度;中心热水水量检测传感器144用于测量中心热水储水装置的储水水量;水温衰减计算模块143用于测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;
每个分布式太阳能供热装置20均包括储水桶21、分布式太阳能供热装置所对应的太阳能集热器22、第二温度传感器23、GPS传感器24、子热水水量检测传感器25,子热水水量检测传感器25用于测量储水桶21中的储水水量;太阳能中心供热系统中的中心热水储水装置12分别与任意一个分布式太阳能供热装置的储水桶21之间通过热水输送管道40连接;且热水输送管道40与分布式太阳能供热装置20一一对应连通;在每个热水输送管道40上还连通一一对应设置有所述冷水中继调配装置13,且冷水中继调配装置13安装在热水输送管道40上靠近中心热水储水装置12一侧处;
每个冷水中继调配装置13用于储备冷水,当接收的云控制服务器30发送的输送指令后,将会对筛选出的热水输送管道中的热水进行冷水混合稀释(通过上述技术目的可以解决部分高峰用水水量不足的问题,一般来讲,夜间某个时段用水量会出现一个较大的波峰情况,此时太阳能用水量需求较大,且夜间已不能实现集热产水了,且个别分布式太阳能供热装置受天气影响,人为因素影响分布式的储水桶储水量不足,然而太阳能中心供热系统在实现均匀配送热水的同时,还应当满足充足的水量,不能一味的只是输出热水,从而导致中心热水储水装置的储水不足问题;)
上述云控制服务器30,用于根据分布式太阳能供热装置20发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令,通过温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置;同时协调控制冷水中继调配装置13向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道40供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供充足均匀供给的技术目的。
分析本发明实施例提供的上述太阳能供能智能监控系统可知,其主要设计有太阳能中心供热系统10、多个分布式太阳能供热装置20、云控制服务器30、热水输送管道40以及多种检测传感设备构成;在具体应用时,多个分布式太阳能供热装置20(即由设备客户端进行操作)可以发送控制请求(该控制请求为向太阳能中心供热系统发送的协调输送储热水的请求),此时高峰时段请求数可能会较大;然而云控制服务器30并不会立刻启动输送控制,而是要先进行条件预判、传感数据检测,计算等方式,温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置,然后再规划设计输送分配方案;通过上述技术目的可以解决部分高峰用水水量不足的问题,利用上述云控制服务器30实现传感器数据信息采集、建立一种基于多种参考因素在内的大数据统计计算方法,最终设计规划输送方案;通过云控制服务器配合太阳能中心供热系统,在实现均匀配送热水的同时,还可通过技术手段定向筛选出目标分布式太阳能供热装置,定向定量对其热水输送管道进行输送匹配,从而解决了特定工况条件下,太阳能中心供热系统向多个分布式太阳能供热装置输送分配储热水的技术难题。对于常规时间,如何进行太阳能中心供热系统10的热水水源调配本发明实施例不做具体说明,也不是本发明的实施例的保护方向。
如图3所示,上述云控制服务器30还包括真实缺少请求判断模块31、目标确定模块32、回抽管道控制模块33、储水量分配控制模块34、泵送时间控制模块35;
真实缺少请求判断模块31,用于在启动高峰太阳能供水综合控制指令后,确定是符合预设高峰时刻的运行条件后,从多个分布式太阳能供热装置中筛选出发送用热水请求的分布式太阳能供热装置,通过GPS传感器确定其位置信息;然后根据位置信息,确定分布式太阳能供热装置的属性信息;接收当前分布式太阳能供热装置中的第二温度传感器发送过来的实时水温数据,同时接收中心热水储水装置中的第一温度传感器发送来的实时水温数据,利用温差计算模块计算两者输水前两端传感温差数值,输水前两端传感温差数值=第一温度传感器的检测数值减第二温度传感器的检测数值;调取预设的分布式太阳能供热装置的编号信息与当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值的对应关系,从而确定当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值;热水储水预警占空比阈值为热水储水桶预警热水量占自身的分布式太阳能供热装置的储水桶空桶体积的预设比例阈值;其中,分布式太阳能供热装置的属性信息包括当前分布式太阳能供热装置的编号信息、空桶总储水量、当前分布式太阳能供热装置所使用的太阳能集热器类型型号信息、供热方式信息以及当前分布式太阳能供热装置对应的自身的热水储水预警占空比阈值等(主要包括每个分布式太阳能供热装置所有的自身属性信息,对此本发明实施例不做一一赘述);
需要解释的是,预设高峰时刻的运行条件,用水量请求数量达到峰值,用水时间处于高峰用水时刻范围内,此时可以认定符合高峰时刻运行条件,这都是比较常规的技术手段,对此本发明实施例不再详细说明,关于高峰用水时刻的可以在后台系统进行设置,更新和修改。真实缺少请求判断模块,根据客户端(即分布式太阳能供热装置)向中心太阳能集热装置发起的请求,进行真实情况的精确判断,从而实现相应的控制说明。在上述操作步骤中,从多个分布式太阳能供热装置中筛选出发送用热水请求的分布式太阳能供热装置,通过GPS传感器确定其位置信息,该位置信息不仅可以确定当前分布式太阳能供热装置的属性信息,另外还可以为后续计算长距离储水输送计算提供技术基础;在本技术方案中,具体如何实施对最紧缺储水,最真实情况数据的判断目标分布式太阳能供热装置,有特定的设计说明。温差计算模块只是一种传感数显的温差计算,注意此时这种温差计算并不是常规技术中已经从A点(即中心热水储水装置处)输送热水到B点(分布式太阳能供热装置处)完成后再去检测的温度差;因为本实施例的系统是不能试水先输送的,所以这个温差计算模块是在没有输送热水前的两储水设备的水温差距;一般来说,温差大且为正数,证明当前分布式太阳能供热装置确实是很低温;中心热水储水装置12供给量应该更多供给,而且最好不能混入冷水,但是是否混入冷水,这个需要复合温差衰减进行判断;但是如果分布式太阳能供热装置的储水桶是接近满的,本技术方案则不会输送储热水源,因此热水供给的同时,还要根据储水桶大小,剩余空间等进行综合调配;但是目前没有这样的综合处理平台,而且每个分布式太阳能供热装置的属性信息可以是不一样的,千奇百怪的,这样就更需要实时跟进计算处理了。在本操作步骤中,不仅要计算输送前传感温差数值,而且要根据属性信息调取到当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值位后续目标判断做技术依据。
目标确定模块32,用于监测当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比(此步骤可利用子热水水量检测传感器配合属性信息计算而得,即子热水水量检测传感器实时检测的数值除以当前储水桶的体积);在判断当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比低于预设的自身的热水储水预警占空比阈值(即真实剩余热水储水占空比的数值越高代表,当前储水桶确定没有太多盛放储水空间了),且上述计算得到的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的结果数值大于启动输热最小温差数值后(启动输热最小温差数值大于0的整数,优选为8℃以上的数值),根据位置信息进行确定当前的分布式太阳能供热装置为目标分布式太阳能供热装置,确定其为热水输送对象;云控制服务器对所有的分布式太阳能供热装置进行监控,最终确定多个目标分布式太阳能供热装置,并由中心热水储水装置向多个目标分布式太阳能供热装置的储水桶分配供给热水;需要说明的是,在本具体技术方案中,具体如何确定目标分布式太阳能供热装置是有具体的逻辑控制,一方面确定其剩余热水储水占空比情况,另一方面考虑长度输送热水的温度衰减情况,其中任何一个条件不能满足,都不能确定其为目标分布式太阳能供热装置,云控制服务器都不会响应其控制请求的;这个主要是基于长距离热水输送管道的压力较大,输送过程较长,一旦储水桶剩余空间不足则不能输水,第二如果热水输送过程衰减过多输送后没有起到补充热水效果则不能输送,第三考虑长距离不能试水输送,因此必须先进行输送设计方案,不能是送送过去再检测温差判断输送后的水温是否有提升。
回抽管道控制模块33,用于在对目标分布式太阳能供热装置的储水桶供给之前,控制关闭目标分布式太阳能供热装置与对应热水输送管道的之间的终端的第一阀门控制点(终端是指靠近目标分布式太阳能供热装置),同时考虑长距离输送因素,热水输送管道残余热水影响输送精度因素,供水之前先回抽所对应的热水输送管道内的残余管道热水进行清除,随后再开启上述终端的第一阀门控制点;热水输送管道上还设置一个备用水箱,备用水箱用于接收从热水输送管道回抽的残余管道热水,且热水输送管道上通往备用水箱的管路上还设置有第二阀门控制点;在确定其为目标分布式太阳能供热装置后,还不能为其输送热水,需要预先回抽,这样是为了避免精准控水水量和避免热水输送管道对水温的输送影响;
储水量分配控制模块34,用于在对目标分布式太阳能供热装置供热水控制的同时,在高峰太阳能供水综合控制指令下,协调控制冷水中继调配装置对目标分布式太阳能供热装置供热水量进行分配控制,具体包括如下操作步骤:预设一个温差级别高阈值和一个温差级别低阈值(这两个阈值仍然是由很多空间的,不是1-2摄氏度那么低),判断如果当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值(这个跟位置信息计算的距离等因素有关)的得数结果大于温差级别高阈值,则控制冷水中继调配装置间隔定量供给当前目标分布式太阳能供热装置冷水;如果判断当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果在温差级别高阈值和温差级别低阈值之间的范围内,则控制冷水中继调配装置持续向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供充足均匀供给的技术目的;需要说明的是,在本实施例的具体技术方案中,具体如何确定目标实施供水方法的逻辑控制,也有特定的设计说明,即需要定向分配纯热水,定向定量分配热冷混合水,关于冷水中继调配装置的冷水输水量的大小控制,可以通过云控制服务器计算而得,对此本发明实施例不再赘述。
泵送时间控制模块35,用于对目标分布式太阳能供热装置的热水供给量进行计算,利用泵送控制点实现对泵送时间的控制;云控制服务器分别与第一阀门控制点、第二阀门控制点、泵送控制点建立通信连接。通过上述控制泵送输送时间可以实现高精度定量输送配水的技术效果。
如图4所示,云控制服务器30包括优先级输送序列建立模块36:
优先级输送序列建立模块36,用于在初始启动时刻,将一优先级输送序列随机划分多个区域组,其中每一区域组设计了区域优选级队列表,且区域优选级队列表包括了多个目标分布式太阳能供热装置的编号信息,且每个区域优选级队列表用以储存当前区域优选级队列表中的剩余储水占空比数据,当前区域优选级队列表的顺序由剩余储水占空比的数值排列顺序相同;
随着目标分布式太阳能供热装置的数量增加,不断实时判断是否有新的目标分布式太阳能供热装置(以及其编号信息)被随机平均分配录入到多个区域组中;对于当前区域组而言,如果有目标分布式太阳能供热装置被分配录入区域组中,则不断循序的方式,录入新的目标分布式太阳能供热装置编号信息,并实时更新当前区域组的当前区域优选级队列表;
同时横向比较多个区域组中的区域优选级队列表情况,确定部分区域组中的区域优选级队列供给储存热水的顺序高于其他区域组的区域优选级队列。
需要说明的是,在本实施例的具体技术方案中,云控制服务器30需要管理和协调多个目标分布式太阳能供热装置(即目标分布式太阳能供热装置的编号信息),但是具体如何满足均匀且有序分配的方式,如果统一全部拟定一个数据序列将会导致整个大区域输送热水不平衡,且输送热水效率会很低下;对此本实施例设计了优先级输送序列建立模块36,其可以实现分区域组管理,同时加入了计算机随机分配算法的应用;首先将一优先级输送序列随机划分多个区域组(注意这个划分步骤可以是随机快速分配的几个区域组),其中每一区域组设计了区域优选级队列表,且区域优选级队列表包括了多个目标分布式太阳能供热装置的编号信息,且每个区域优选级队列表用以储存当前区域优选级队列表中的剩余储水占空比数据,当前区域优选级队列表的顺序由剩余储水占空比的数值排列顺序相同,例如剩余储水占空比由低到高排序;随着目标分布式太阳能供热装置的数量增加,不断有新的目标分布式太阳能供热装置(以及其编号信息)被随机平均分配录入到多个区域组中;对于当前区域组而言,如果有目标分布式太阳能供热装置被分配录入区域组中,则不断循序的方式,录入新的目标分布式太阳能供热装置编号信息,并实时更新当前区域组的当前区域优选级队列表;当前区域组内的目标分布式太阳能供热装置就按照这个不断更新的当前区域优选级队列表进行分配;然而不仅如此,还可以同时横向比较多个区域组中的区域优选级队列表情况,确定部分区域组中的区域优选级队列供给储存热水的顺序高于其他区域组的区域优选级队列,这样可以保证跨区域的有序供水传输。
如图4所示,云控制服务器30包括随机分区调整模块37:随机分区调整模块37,用于当前区域组按照不同社区的地址位置进行划分分类(即不同的地址位置进行划分),用以云控制服务器了解不同社区的热水储备大数据信息;相隔一定时间周期(通常为1-2个小时的时间周期),删除所有区域组以及区域优选级队列,进行重新随机分区域组操作,然后更新当前区域组对应的区域优选级队列列表。
随机分区调整模块37其可以对上述优先级输送序列建立模块36的工作参数进行设置、修改和调整。区域组的划分原则在随机原则的同时,也可以参考同一区域(即相同的社区区域的目标分布式太阳能供热装置被分配到同一区域组中),这样可以方便获取同一社区区域内的热水储备情况,同时方便横向对比和了解不同社区的热水储备大数据信息;对此为了修正和体现区域组随机分配的控制方式,还可以在相隔一定时间周期后重置优先级输送序列建立模块36,实现随机分区域组操作,然后更新当前区域组对应的区域优选级队列列表,该技术目的为了最大程度上在诸多目标分布式太阳能供热装置热水分配上取得满足公平性和均匀平衡分配的技术要求。
如图1所示,上述水温衰减计算模块143用于测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;上述水温衰减计算模块143还具体用于计算当前热水输送管道中进、出口水温温差△t;由热能守恒,可得出在这段热水输送管道中进、出口水温温差△t应有:
上述式中Q为管道散热量(w);k为管道单位长度传热系数(w/m.℃);L为管道长度(m);tp为管道内热媒平均温度(℃);tk为环境空气温度(℃);tj为管道热水进口水温度;tc为管道热水出口水温度(℃);G为热媒质量流量(kg/s);C为热水质量比热(J/Kg.℃)。
研究发现,以热水作为热媒的供热管道因与周围环境存在温差造成的温降和散热量的计算方法存在相应的技术关系。本实施例设计了该温差衰减计算模块,用以解决对由中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值的计算(注意该温差衰减数值计算的实际上是经过当前热水输送管道后的温度衰减数值,其与之前计算得到的输水前两端传感温差数值的区别),从而为输水前两端传感温差数值-温差衰减数值计算提供了理论技术基础。
如图4所示,上述云控制服务器30包括反输送控制模块38;
反输送控制模块38,用于实时接收中心太阳能集热装置的温度,同时检测判断中心热水储水装置的储水量是否低于标准储水量警告值,如果是,则当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序;
反输送控制模块38,具体用于实时接收所有的分布式太阳能供热装置,识别列选出发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,剔除上述发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,进而筛选出没有发送供热水请求的剩余分布式太阳能供热装置的编号信息;
通过对每个剩余分布式太阳能供热装置的编号信息进行位置定位,计算出每个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,最后得到多个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果;
对剩余分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,按照高到低的顺序进行剩余分布式太阳能供热装置排序,并从该排序中剔除剩余分布式太阳能供热装置真实剩余热水储水占空比小于所对应其自身的热水储水预警占空比阈值的分布式太阳能供热装置,最后更新剩余分布式太阳能供热装置排序;
按照剩余分布式太阳能供热装置排序,自高到低的顺序抽取剩余分布式太阳能供热装置的储水桶中的热水返送到中心热水储水装置中。
反输送控制模块38的主要作用是考虑中心热水储水装置的储水量不足时可以实现反输送;反输送控制模块38,实时接收中心太阳能集热装置的温度,同时检测判断中心热水储水装置的储水量是否低于标准储水量警告值,如果是,则当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序。反输送控制的原则不会对发起请求的客户端进行反输送配水,其是对剩余分布式太阳能供热装置排序,自高到低的顺序抽取剩余分布式太阳能供热装置的储水桶中的热水返送到中心热水储水装置中。
实施例二:相应地,基于同样的大数据控制原理,如图5所示,本发明实施例二还设计了一种太阳能供能智能监控方法,利用了上述太阳能供能智能监控系统,包括如下操作步骤:
步骤S10:云控制服务器根据分布式太阳能供热装置发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令,通过温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置;
步骤S20:同时协调控制冷水中继调配装置向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供充足均匀供给的技术目的。
步骤S10,具体包括如下操作步骤:
步骤S100:云控制服务器的真实缺少请求判断模块31根据分布式太阳能供热装置发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令;
步骤S120:云控制服务器的真实缺少请求判断模块31,在启动高峰太阳能供水综合控制指令后,从多个分布式太阳能供热装置中筛选出发送用热水请求的分布式太阳能供热装置,通过GPS传感器确定其位置信息确定其位置信息;根据位置信息,确定分布式太阳能供热装置的属性信息;分布式太阳能供热装置的属性信息包括当前分布式太阳能供热装置的编号信息、空桶总储水量、当前分布式太阳能供热装置所使用的太阳能集热器类型型号信息、供热方式信息以及当前分布式太阳能供热装置对应的自身的热水储水预警占空比阈值等(主要包括每个分布式太阳能供热装置所有的自身属性信息,对此本发明实施例不做一一赘述);接收当前分布式太阳能供热装置中的第二温度传感器发送过来的实时水温数据,同时接收中心热水储水装置中的第一温度传感器发送来的实时水温数据,利用温差计算模块计算两者输水前两端传感温差数值,输水前两端传感温差数值=第一温度传感器的检测数值减第二温度传感器的检测数值;云控制服务器调取预设的分布式太阳能供热装置的编号信息与当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值的对应关系,从而确定当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值;热水储水预警占空比阈值为热水储水桶预警热水量占自身的分布式太阳能供热装置的储水桶空桶体积的预设比例阈值;
步骤S130:目标确定模块32,监测当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比;水温衰减计算模块测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;云控制服务器,在判断当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比低于预设的自身的热水储水预警占空比阈值,且上述计算得到的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的结果数值大于启动输热最小温差数值后(启动输热最小温差数值大于0的整数,优选为8℃以上的数值),根据位置信息进行确定当前的分布式太阳能供热装置为目标分布式太阳能供热装置,确定其为热水输送对象;云控制服务器对所有的分布式太阳能供热装置进行监控,最终确定多个目标分布式太阳能供热装置,并由中心热水储水装置向多个目标分布式太阳能供热装置的储水桶分配供给热水;
步骤S140:回抽管道控制模块33,在对目标分布式太阳能供热装置的储水桶供给之前,控制关闭目标分布式太阳能供热装置与对应热水输送管道的之间的终端的第一阀门控制点,同时考虑长距离输送因素,热水输送管道残余热水影响输送精度因素,供水之前先回抽所对应的热水输送管道内的残余热水进行清除,随后再开启上述终端的第一阀门控制点;热水输送管道上还设置一个备用水箱,备用水箱用于接收从热水输送管道回抽的残余管道热水,且热水输送管道上通往备用水箱的管路上还设置有第二阀门控制点;
在上述步骤S20中,具体包括如下操作步骤:
步骤S210:储水量分配控制模块34,在对目标分布式太阳能供热装置供热水控制的同时,在高峰太阳能供水综合控制指令下,协调控制冷水中继调配装置对目标分布式太阳能供热装置供热水量进行分配控制,具体包括如下操作步骤:预设一个温差级别高阈值和一个温差级别低阈值(这两个阈值仍然是由很多空间的,不是1-2摄氏度那么低),判断如果当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果大于温差级别高阈值,则对当前目标分布式太阳能供热装置对当前目标分布式太阳能供热装置实施间隔定量供给冷水(甚至相当于不启动冷水中继调配装置,此情况说明目标水温很低,这时候尽量定量减少供给冷水或是百分百供给热水,关于定量冷水供给可根据其他算法进行计算,对此不再赘述);如果判断当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果在温差级别高阈值和温差级别低阈值之间的范围内,,则控制冷水中继调配装置向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道持续供给部分冷水(没有定量限制),从而稀释部分热水,达到高峰期供充足均匀供给的技术目的(此情况,说明目标分布式太阳能供热装置的热水储水水温与中心供给末端的热水两者水温很接近了,这样的话无需调配更多的热水,为了更好适应高峰用水需求,则此时可以持续调配中继供水装置从而稀释部分热水,达到供给充足的准备,关于冷水的送水量可根据其他算法进行计算,对此不再赘述);
步骤S220:泵送时间控制模块35,对目标分布式太阳能供热装置的热水供给量进行计算,利用泵送控制点实现对泵送时间的控制。
云控制服务器先检测,先计算,后确定目标分布式太阳能供热装置,最后再进行优先级分配和定向定量分配运算。如果目标分布式太阳能供热装置的水温很低,则需要供给热水,且传感器数显温差较大,且可以供给纯热水;如果检测分布式太阳能供热装置的水温较高,则需要控制冷水中继调配装置向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水;如果检测目标水温非常高则回调抽水,这时候还需要热水反输送管道。
在执行步骤S210的同时,还需要对多个目标分布式太阳能供热装置的储水桶进行优先级计算和指导,从而建立优先级输送序列;
其中,上述优先级输送序列建立模块36实施优选级输送序列建立确定包括如下操作步骤:
步骤S2110:优先级输送序列建立模块36,在初始启动时刻,将一优先级输送序列随机划分多个区域组,其中每一区域组设计了区域优选级队列表,且区域优选级队列表包括了多个目标分布式太阳能供热装置的编号信息,且每个区域优选级队列表用以储存当前区域优选级队列表中的剩余储水占空比数据,当前区域优选级队列表的顺序由剩余储水占空比的数值排列顺序相同;
步骤S2120:随着目标分布式太阳能供热装置的数量增加,不断实时判断是否有新的目标分布式太阳能供热装置(以及其编号信息)被随机平均分配录入到多个区域组中;对于当前区域组而言,如果有目标分布式太阳能供热装置被分配录入区域组中,则不断循序的方式,录入新的目标分布式太阳能供热装置编号信息,并实时更新当前区域组的当前区域优选级队列表;
步骤S2130:同时横向比较多个区域组中的区域优选级队列表情况,确定部分区域组中的区域优选级队列供给储存热水的顺序高于其他区域组的区域优选级队列。
本实施例控制方法还包括如下操作步骤:
步骤S2140:随机分区调整模块37,同时当前区域组按照不同社区的地址位置进行划分分类(即不同的地址位置进行划分),用以云控制服务器了解不同社区的热水储备大数据信息;
步骤S2150:云控制服务器相隔一定时间周期(通常为1-2个小时的时间周期),删除所有区域组以及区域优选级队列,进行重新随机分区域组操作,然后更新当前区域组对应的区域优选级队列列表。
在步骤S130中,水温衰减计算模块测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值,具体包括如下操作步骤:
上述水温衰减计算模块143测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;上述水温衰减计算模块143还具体用于计算当前热水输送管道中进、出口水温温差△t;由热能守恒,可得出在这段热水输送管道中进、出口水温温差△t应有:
上述式中Q为管道散热量(w);k为管道单位长度传热系数(w/m.℃);L为管道长度(m);tp为管道内热媒平均温度(℃);tk为环境空气温度(℃);tj为管道热水进口水温度;tc为管道热水出口水温度(℃);G为热媒质量流量(kg/s);C为热水质量比热(J/Kg.℃)。
本实施例控制方法还包括筛选温度较高的分布式太阳能供热装置反输送给中心热水储水装置,具体包括如下操作步骤:
步骤S30:云控制服务器实时接收中心太阳能集热装置的温度,同时检测判断中心热水储水装置的储水量是否低于标准储水量警告值,如果是,则当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序;
当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序,具体包括如下操作步骤:
步骤S40:云控制服务器实时接收所有的分布式太阳能供热装置,识别列选出发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,剔除上述发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,进而筛选出没有发送供热水请求的剩余分布式太阳能供热装置的编号信息;
步骤S50:通过对每个剩余分布式太阳能供热装置的编号信息进行位置定位,计算出每个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,最后得到多个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果;
步骤S60:对剩余分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,按照高到低的顺序进行剩余分布式太阳能供热装置排序,并从该排序中剔除剩余分布式太阳能供热装置真实剩余热水储水占空比小于所对应其自身的热水储水预警占空比阈值的分布式太阳能供热装置,最后更新剩余分布式太阳能供热装置排序;
步骤S70:按照剩余分布式太阳能供热装置排序,自高到低的顺序抽取剩余分布式太阳能供热装置的储水桶中的热水返送到中心热水储水装置中。
综上,本发明实施例提供的上述太阳能供能智能监控系统,其云控制服务器先进行条件预判、传感数据检测采集,计算筹划,并根据温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置,然后再规划设计输送分配方案;通过云控制服务器配合太阳能中心供热系统,在实现均匀配送热水的同时,还可通过技术手段定向筛选出目标分布式太阳能供热装置,定向定量对其热水输送管道进行输送匹配,从而解决了特定工况条件下,太阳能中心供热系统向多个分布式太阳能供热装置输送分配储热水的技术难题。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种太阳能供能智能监控系统,其特征在于,包括太阳能中心供热系统以及多个分布式太阳能供热装置、云控制服务器;
所述太阳能中心供热系统包括中心太阳能集热装置、中心热水储水装置、多个冷水中继调配装置、数据检测模块,所述数据检测模块包括第一温度传感器、温差计算模块、水温衰减计算模块、中心热水水量检测传感器、数据传输模块;所述第一温度传感器、所述温差计算模块、所述水温衰减计算模块、所述中心热水水量检测传感器均与所述数据传输模块电连接,并通过所述数据传输模块与所述云控制服务器建立通信连接;所述中心太阳能集热装置用于通过太阳能吸热加热热水,并将加热后的热水存储到所述中心热水储水装置;所述中心热水储水装置用于储备热水;所述第一温度传感器用于测量所述中心热水储水装置的储水温度;所述中心热水水量检测传感器用于测量所述中心热水储水装置的储水水量;
每个所述分布式太阳能供热装置均包括储水桶、分布式太阳能供热装置所对应的太阳能集热器、第二温度传感器、GPS传感器、子热水水量检测传感器,所述子热水水量检测传感器用于测量所述储水桶中的储水水量;所述太阳能中心供热系统中的中心热水储水装置分别与任意一个所述分布式太阳能供热装置的储水桶之间通过热水输送管道连接;且所述热水输送管道与所述分布式太阳能供热装置一一对应连通;在每个所述热水输送管道上还连通一一对应设置有所述冷水中继调配装置,且所述冷水中继调配装置安装在所述热水输送管道上靠近中心热水储水装置一侧处;所述水温衰减计算模块用于测算所述中心热水储水装置长距离输送到所述储水桶之间的温差衰减数值;
每个所述冷水中继调配装置用于储备冷水,当接收到云控制服务器发送的输送指令后,将会对筛选出的热水输送管道中的热水进行冷水混合稀释;
所述云控制服务器,用于根据所述分布式太阳能供热装置发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令,通过温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置;同时协调控制所述冷水中继调配装置向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供应充足均匀供给的目的;
所述云控制服务器还包括真实缺少请求判断模块、目标确定模块、回抽管道控制模块、储水量分配控制模块、泵送时间控制模块;
所述真实缺少请求判断模块,用于在启动高峰太阳能供水综合控制指令后,从多个所述分布式太阳能供热装置中筛选出发送用热水请求的分布式太阳能供热装置,通过所述GPS传感器确定其位置信息;根据位置信息,确定所述分布式太阳能供热装置的属性信息;接收当前分布式太阳能供热装置中的第二温度传感器发送过来的实时水温数据,同时接收所述中心热水储水装置中的第一温度传感器发送来的实时水温数据,利用所述温差计算模块计算两者输水前两端传感温差数值,输水前两端传感温差数值=第一温度传感器的检测数值减第二温度传感器的检测数值;调取预设的分布式太阳能供热装置的编号信息与当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值的对应关系,从而确定当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值;所述热水储水预警占空比阈值为热水储水桶预警热水量占自身的分布式太阳能供热装置的储水桶空桶体积的预设比例阈值;其中,所述分布式太阳能供热装置的属性信息包括当前分布式太阳能供热装置的编号信息、空桶总储水量、当前分布式太阳能供热装置所使用的太阳能集热器类型型号信息、供热方式信息以及当前分布式太阳能供热装置对应的自身的热水储水预警占空比阈值;
所述目标确定模块,用于监测当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比;在判断当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比低于预设的自身的热水储水预警占空比阈值,且上述计算得到的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的结果数值大于启动输热最小温差数值后,根据位置信息进行确定当前的分布式太阳能供热装置为目标分布式太阳能供热装置,确定其为热水输送对象;对所有的分布式太阳能供热装置进行监控,最终确定多个所述目标分布式太阳能供热装置,并由所述中心热水储水装置向多个目标分布式太阳能供热装置的储水桶分配供给热水;
所述回抽管道控制模块,用于在对所述目标分布式太阳能供热装置的储水桶供给之前,控制关闭所述目标分布式太阳能供热装置与对应所述热水输送管道的之间的终端的第一阀门控制点;供水之前先回抽所对应的热水输送管道内的残余管道热水进行清除,随后再开启上述终端的第一阀门控制点;所述热水输送管道上还设置一个备用水箱,所述备用水箱用于接收从热水输送管道回抽的残余管道热水,且热水输送管道上通往备用水箱的管路上还设置有第二阀门控制点;
所述储水量分配控制模块,用于在对目标分布式太阳能供热装置供热水控制的同时,在高峰太阳能供水综合控制指令下,协调控制冷水中继调配装置对目标分布式太阳能供热装置供热水量进行分配控制,具体包括如下操作步骤:预设一个温差级别高阈值和一个温差级别低阈值,判断如果当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果大于温差级别高阈值,则控制冷水中继调配装置对当前目标分布式太阳能供热装置实施间隔定量供给冷水;如果判断当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果在温差级别高阈值和温差级别低阈值之间的范围内,则控制冷水中继调配装置持续向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供应充足均匀供给的目的;
所述泵送时间控制模块,用于对目标分布式太阳能供热装置的热水供给量进行计算,利用泵送控制点实现对泵送时间的控制;所述云控制服务器分别与第一阀门控制点、第二阀门控制点、泵送控制点建立通信连接。
2.如权利要求1的太阳能供能智能监控系统,其特征在于,所述云控制服务器包括优先级输送序列建立模块:
所述优先级输送序列建立模块,用于在初始启动时刻,将一优先级输送序列随机划分多个区域组,其中每一区域组设计了区域优选级队列表,且所述区域优选级队列表包括了多个目标分布式太阳能供热装置的编号信息,且每个所述区域优选级队列表用以储存当前区域优选级队列表中的剩余储水占空比数据,当前区域优选级队列表的顺序与剩余储水占空比的数值排列顺序相同;
所述优先级输送序列建立模块,用于随着目标分布式太阳能供热装置的数量增加,不断实时判断是否有新的目标分布式太阳能供热装置被随机平均分配录入到多个区域组中;对于当前区域组而言,判断如果有目标分布式太阳能供热装置被分配录入区域组中,则以不断循序的方式,录入新的目标分布式太阳能供热装置编号信息,并实时更新当前区域组的当前区域优选级队列表;
所述优先级输送序列建立模块,用于同时横向比较多个区域组中的区域优选级队列表情况,确定部分区域组中的区域优选级队列供给储存热水的顺序高于其他区域组的区域优选级队列。
3.如权利要求2的太阳能供能智能监控系统,所述云控制服务器包括随机分区调整模块:
所述随机分区调整模块,用于当前区域组按照不同社区的地址位置进行划分分类,用以云控制服务器了解不同社区的热水储备大数据信息;相隔一定时间周期,删除所有区域组以及区域优选级队列,进行重新随机分区域组操作,然后更新当前区域组对应的区域优选级队列列表。
5.如权利要求4的太阳能供能智能监控系统,其特征在于,所述云控制服务器包括反输送控制模块;
所述反输送控制模块,用于实时接收中心太阳能集热装置的温度,同时检测判断中心热水储水装置的储水量是否低于标准储水量警告值,如果是,则执行当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序;
所述反输送控制模块,具体用于实时接收所有的分布式太阳能供热装置,识别列选出发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,剔除上述发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,进而筛选出没有发送供热水请求的剩余分布式太阳能供热装置的编号信息;
通过对每个剩余分布式太阳能供热装置的编号信息进行位置定位,计算出每个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,最后得到多个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果;
对剩余分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,按照高到低的顺序进行剩余分布式太阳能供热装置排序,并从该排序中剔除剩余分布式太阳能供热装置真实剩余热水储水占空比小于所对应其自身的热水储水预警占空比阈值的分布式太阳能供热装置,最后更新剩余分布式太阳能供热装置排序;
按照剩余分布式太阳能供热装置排序,自高到低的顺序抽取剩余分布式太阳能供热装置的储水桶中的热水返送到中心热水储水装置中。
6.一种太阳能供能智能监控方法,其特征在于,利用了如权利要求1-5任一项的太阳能供能智能监控系统,包括如下操作步骤:
步骤S10:云控制服务器根据分布式太阳能供热装置发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令,通过温度情况和热水储水缺少情况确定目标分布式太阳能供热装置;
步骤S20:同时协调控制冷水中继调配装置向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供应充足均匀供给的目的;
步骤S10,具体包括如下操作步骤:
步骤S100:所述云控制服务器根据分布式太阳能供热装置发送的控制请求,对当前高峰时刻的运行条件进行判断,待符合预设条件后,启动高峰太阳能供水综合控制指令;
步骤S120:所述云控制服务器在启动高峰太阳能供水综合控制指令后,从多个分布式太阳能供热装置中筛选出发送用热水请求的分布式太阳能供热装置,通过GPS传感器确定其位置信息;云控制服务器根据位置信息,确定分布式太阳能供热装置的属性信息;分布式太阳能供热装置的属性信息包括当前分布式太阳能供热装置的编号信息、空桶总储水量、当前分布式太阳能供热装置所使用的太阳能集热器类型型号信息、供热方式信息以及当前分布式太阳能供热装置对应的自身的热水储水预警占空比阈值;云控制服务器接收当前分布式太阳能供热装置中的第二温度传感器发送过来的实时水温数据,同时接收中心热水储水装置中的第一温度传感器发送来的实时水温数据,利用温差计算模块计算两者输水前两端传感温差数值,输水前两端传感温差数值=第一温度传感器的检测数值减第二温度传感器的检测数值;云控制服务器调取预设的分布式太阳能供热装置的编号信息与当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值的对应关系,从而确定当前分布式太阳能供热装置的热水储水预警占空比阈值;热水储水预警占空比阈值为热水储水桶预警热水量占自身的分布式太阳能供热装置的储水桶空桶体积的预设比例阈值;
步骤S130:所述云控制服务器监测当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比;水温衰减计算模块测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值;云控制服务器,在判断当前的分布式太阳能供热装置的真实剩余热水储水占空比低于预设的自身的热水储水预警占空比阈值,且上述计算得到的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的结果数值大于启动输热最小温差数值后,根据位置信息进行确定当前的分布式太阳能供热装置为目标分布式太阳能供热装置,确定其为热水输送对象;云控制服务器对所有的分布式太阳能供热装置进行监控,最终确定多个目标分布式太阳能供热装置,并由中心热水储水装置向多个目标分布式太阳能供热装置的储水桶分配供给热水;
步骤S140:所述云控制服务器在对目标分布式太阳能供热装置的储水桶供给之前,控制关闭目标分布式太阳能供热装置与对应热水输送管道的之间的终端的第一阀门控制点;供水之前先回抽所对应的热水输送管道内的残余热水进行清除,随后再开启上述终端的第一阀门控制点;所述热水输送管道上还设置一个备用水箱,所述备用水箱用于接收从热水输送管道回抽的残余管道热水,且热水输送管道上通往备用水箱的管路上还设置有第二阀门控制点;
步骤S20,具体包括如下操作步骤:
步骤S210:所述云控制服务器在对目标分布式太阳能供热装置供热水控制的同时,在高峰太阳能供水综合控制指令下,协调控制冷水中继调配装置对目标分布式太阳能供热装置供热水量进行分配控制,具体包括如下操作步骤:预设一个温差级别高阈值和一个温差级别低阈值,判断如果当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果大于温差级别高阈值,则控制冷水中继调配装置对当前目标分布式太阳能供热装置实施间隔定量供给冷水;如果判断当前目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果在温差级别高阈值和温差级别低阈值之间的范围内,则控制冷水中继调配装置持续向目标分布式太阳能供热装置所对应的热水输送管道供给部分冷水,从而稀释部分热水,达到高峰期供应充足均匀供给的目的;
步骤S220:所述云控制服务器还会对目标分布式太阳能供热装置的热水供给量进行计算,利用泵送控制点实现对泵送时间的控制。
7.如权利要求6的太阳能供能智能监控方法,其特征在于,在执行步骤S210的同时,还需要对多个目标分布式太阳能供热装置的储水桶进行优先级计算和指导,从而建立优先级输送序列;
其中,优选级输送序列建立确定包括如下操作步骤:
步骤S2110:在初始启动时刻,将一优先级输送序列随机划分多个区域组,其中每一区域组设计了区域优选级队列表,且区域优选级队列表包括了多个目标分布式太阳能供热装置的编号信息,且每个区域优选级队列表用以储存当前区域优选级队列表中的剩余储水占空比数据,当前区域优选级队列表的顺序与剩余储水占空比的数值排列顺序相同;
步骤S2120:随着目标分布式太阳能供热装置的数量增加,不断实时判断是否有新的目标分布式太阳能供热装置被随机平均分配录入到多个区域组中;对于当前区域组而言,如果有目标分布式太阳能供热装置被分配录入区域组中,则以不断循序的方式,录入新的目标分布式太阳能供热装置编号信息,并实时更新当前区域组的当前区域优选级队列表;
步骤S2130:同时横向比较多个区域组中的区域优选级队列表情况,确定部分区域组中的区域优选级队列供给储存热水的顺序高于其他区域组的区域优选级队列;
在执行步骤S2130之后,还包括如下操作步骤:
步骤S2140:当前区域组按照不同社区的地址位置进行划分分类,用以云控制服务器了解不同社区的热水储备大数据信息;
步骤S2150:云控制服务器相隔一定时间周期,删除所有区域组以及区域优选级队列,进行重新随机分区域组操作,然后更新当前区域组对应的区域优选级队列列表;
在步骤S130中,水温衰减计算模块测算中心热水储水装置长距离输送到储水桶之间的温差衰减数值,具体包括如下操作步骤:
步骤S1310:
水温衰减计算模块计算当前热水输送管道中进、出口水温温差△t;由热能守恒,可得出在这段热水输送管道中进、出口水温温差△t应有:
8.如权利要求7的太阳能供能智能监控方法,其特征在于,还包括筛选温度较高的分布式太阳能供热装置反输送给中心热水储水装置,具体包括如下操作步骤:
步骤S30:所述云控制服务器实时接收中心太阳能集热装置的温度,同时检测判断中心热水储水装置的储水量是否低于标准储水量警告值,如果是,则执行当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序;
当前中心热水储水装置的储水量的反输送程序,具体包括如下操作步骤:
步骤S40:所述云控制服务器实时接收所有的分布式太阳能供热装置,识别列选出发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,剔除上述发送供热水请求的分布式太阳能供热装置的编号信息,进而筛选出没有发送供热水请求的剩余分布式太阳能供热装置的编号信息;
步骤S50:通过对每个剩余分布式太阳能供热装置的编号信息进行位置定位,计算出每个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,最后得到多个剩余目标分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果;
步骤S60:对剩余分布式太阳能供热装置所对应的输水前两端传感温差数值-温差衰减数值的得数结果,按照高到低的顺序进行剩余分布式太阳能供热装置排序,并从该排序中剔除剩余分布式太阳能供热装置真实剩余热水储水占空比小于所对应其自身的热水储水预警占空比阈值的分布式太阳能供热装置,最后更新剩余分布式太阳能供热装置排序;
步骤S70:按照剩余分布式太阳能供热装置排序,自高到低的顺序抽取剩余分布式太阳能供热装置的储水桶中的热水返送到中心热水储水装置中。
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