CN115046245A - 一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统，通过智能算法判断出当前时间是否处于节假日或寒假时间，并由此判断空气源热泵是否需要开启。如需开启，则采用超前气候补偿的方法，根据当地气象部门对未来气温的预测数据，超前调节空气源热泵的供回水温度，实现节能的同时保证供热效果。如不需开启热泵，则实时监测水温，当水温降低至过低警戒温度时开启循环水泵，保护供热管线，防止冰冻爆管；当水温降低至超低警戒温度时，同时开启空气源热泵及循环水泵，保护供热管线及设备。
Description
技术领域
本发明属于智慧供热技术领域，具体涉及一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统。
背景技术
许多学校将传统的燃煤、燃气锅炉供热改为空气源热泵等更加低碳环保的新型热源，这类型的热源具备独立供热功能，不依赖于城市一次管网输送热量，但因独立供热，需实时调节系统运行参数，包括空气源热泵机组运行温度、状态等，需要独立的运行人员进行运维，而校园类项目受寒暑假及节假日影响，供热时间不连续，导致运行人员需长期驻场控制热泵启闭，增加了运行成本，当不需供热时，空气源热泵处于关机状态，循环水泵也应停止运行以降低电耗。但当气温骤降，室外水管中水因处于静止状态极易造成水管冻裂、设备损坏等现象，无法实现节能降耗，保证供热系统稳定运行的目的。
发明内容
针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统，其特征在于：包括控制系统的实施流程：
S1：首先通过智能算法判断出当前时间是否处于节假日或寒假时间，并将其作为空气热源泵机组开启的依据，其次通过对接当地气象部门数据，获得预测室外温度数据；
S2：在系统中输入当年寒假时间并开启假期模式及假日模式后，系统将通过算法智能判断当前时间是否为学生上学时间，通过算法智能判断控制空气热源泵机组开启，在预测教室室外温度已知时，可进行热负荷预测；
S3：当教室室内温度保持设定值时,热负荷取决于教室室外温度的大小在气候补偿器的各调节时段内,室外温度的波动对热负荷的大小造成影响不大,此时,依据各时段室外温度量化值对热负荷按稳态传热进行计算,是满足精度要求的,负荷计算公式为：
Q＝Qs(tn-tw)/(tn-twj)
Qs＝qAA
S4：对回水温度气候补偿模式进行设定，即温差与热负荷之间具备线性关联。通过热负荷计算在系统中输入不同室外温度下对应不同的回水温度。
进一步限定，所述公式中Q为采暖实际热负荷，Qs为采暖设计热负荷，qA为采暖设计热指标，A为建筑面积，tn为室内设计温度℃，tw为采暖室外温度℃，twj为采暖室外设计温度℃。
一种基于权利要求1～2任意一项所述的智能控制系统，其特征在于：所述空气热源泵机组的输出端通过管道连接有循环泵，所述循环泵通过管道连接有软化水箱，所述软化水箱的输出端安装有补水泵，所述软化水箱与补水泵之间安装有温度传感器，所述补水泵通过管道与循环泵相连接，所述循环泵的输出端通过管道连接有分水器，所述分水器的输出端连接有若干加热组，若干所述加热组均匀的布置在教室内，若干所述加热组的输出端连接有集水器，所述集水器的输出端通过管道与空气热源泵机组的输入端相连接。
本发明的有益效果为：本发明通过对空气源热泵开启时间、供回水温度、防冻保护等功能的控制，实现了校园类空气源热泵供热项目的无人值守运行，极大的降低了项目运行成本，消除了运行中的隐患。能够在节能降碳的同时保证供热安全。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本发明实施例一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统的结构示意图；
主要元件符号说明如下：
空气热源泵机组1、循环泵2、软化水箱3、补水泵4、温度传感器5、教室6、集水器7、分水器8。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
本发明的一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统，其特征在于：包括控制系统的实施流程：
S1：首先通过智能算法判断出当前时间是否处于节假日或寒假时间，并将其作为空气热源泵机组1开启的依据，其次通过对接当地气象部门数据，获得预测室外温度数据；
S2：在系统中输入当年寒假时间并开启假期模式及假日模式后，系统将通过算法智能判断当前时间是否为学生上学时间，通过算法智能判断控制空气热源泵机组1开启，在预测教室6室外温度已知时，可进行热负荷预测；
S3：当教室6室内温度保持设定值时,热负荷取决于教室6室外温度的大小在气候补偿器的各调节时段内,室外温度的波动对热负荷的大小造成影响不大,此时,依据各时段室外温度量化值对热负荷按稳态传热进行计算,是满足精度要求的,负荷计算公式为：
Q＝Qs(tn-tw)/(tn-twj)
Qs＝qAA
S4：对回水温度气候补偿模式进行设定，即温差与热负荷之间具备线性关联。通过热负荷计算在系统中输入不同室外温度下对应不同的回水温度。
优选公式中Q为采暖实际热负荷，Qs为采暖设计热负荷，qA为采暖设计热指标，A为建筑面积，tn为室内设计温度℃，tw为采暖室外温度℃，twj为采暖室外设计温度℃。
如图1所示，一种基于权利要求1～2任意一项的智能控制系统，其特征在于：空气热源泵机组1的输出端通过管道连接有循环泵2，循环泵2通过管道连接有软化水箱3，软化水箱 3的输出端安装有补水泵4，软化水箱3与补水泵4之间安装有温度传感器5，补水泵4通过管道与循环泵2相连接，循环泵2的输出端通过管道连接有分水器8，分水器8的输出端连接有若干加热组，若干加热组均匀的布置在教室6内，若干加热组的输出端连接有集水器7，集水器7的输出端通过管道与空气热源泵机组1的输入端相连接。
本实施例中，通过智能算法判断出当前时间是否处于节假日或寒假时间，并由此判断空气热源泵机组1是否需要开启，如需开启，则采用超前气候补偿的方法，根据当地气象部门对未来气温的预测数据，超前调节空气热源泵机组1的供回水温度，实现节能的同时保证供热效果，如不需开启空气热源泵机组1，则通过温度传感器5实时监测水温，当温度传感器5 检测到水温降低至过低警戒温度时开启循环泵2，保护供热管线，防止冰冻爆管；当水温降低至超低警戒温度时，同时开启空气热源泵机组1及循环泵2，保护供热管线及设备。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统，其特征在于：包括控制系统的实施流程：
S1：首先通过智能算法判断出当前时间是否处于节假日或寒假时间，并将其作为空气热源泵机组(1)开启的依据，其次通过对接当地气象部门数据，获得预测室外温度数据；
S2：在系统中输入当年寒假时间并开启假期模式及假日模式后，系统将通过算法智能判断当前时间是否为学生上学时间，通过算法智能判断控制空气热源泵机组(1)开启，在预测教室(6)室外温度已知时，可进行热负荷预测；
S3：当教室(6)室内温度保持设定值时,热负荷取决于教室(6)室外温度的大小在气候补偿器的各调节时段内,室外温度的波动对热负荷的大小造成影响不大,此时,依据各时段室外温度量化值对热负荷按稳态传热进行计算,是满足精度要求的,负荷计算公式为：
Q＝Qs(tn-tw)/(tn-twj)
Qs＝qAA
S4：对回水温度气候补偿模式进行设定，即温差与热负荷之间具备线性关联。通过热负荷计算在系统中输入不同室外温度下对应不同的回水温度。
2.根据权利要求1所述的一种适用于学校的空气源热泵智慧供热系统，其特征在于：所述公式中Q为采暖实际热负荷，Qs为采暖设计热负荷，qA为采暖设计热指标，A为建筑面积，tn为室内设计温度℃，tw为采暖室外温度℃，twj为采暖室外设计温度℃。
3.一种基于权利要求1～2任意一项所述的智能控制系统，其特征在于：所述空气热源泵机组(1)的输出端通过管道连接有循环泵(2)，所述循环泵(2)通过管道连接有软化水箱(3)，所述软化水箱(3)的输出端安装有补水泵(4)，所述软化水箱(3)与补水泵(4)之间安装有温度传感器(5)，所述补水泵(4)通过管道与循环泵(2)相连接，所述循环泵(2)的输出端通过管道连接有分水器(8)，所述分水器(8)的输出端连接有若干加热组，若干所述加热组均匀的布置在教室(6)内，若干所述加热组的输出端连接有集水器(7)，所述集水器(7)的输出端通过管道与空气热源泵机组(1)的输入端相连接。
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