CN207729709U - 一种智能污水源供热现场终端与系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种智能污水源供热现场终端与系统，所述系统包括：污水源热泵、污水循环泵、热水循环泵、压力传感器、温度传感器、流量计、楼宇热量计、室内温度传感器、云端智能通断阀、自力式平衡阀、止回阀、蝶阀、云端控制平台和客户端。利用传感器、云端控制平台、客户端，以物联网的方式对供暖系统进行智能化控制，通过计量传感器监测温度数据，并上传至云端控制平台，屋内不设控制器，用户可以在室外对室内温度进行智能控制，云端控制平台根据住户热量使用率以及室外环境温度，来调整整套供热系统的热效率；另外由于采取通断面积法进行热计量，以相对合理的分摊方式使得用户能够接受且供暖费用有所下降，促进节能减排。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水源热泵集中供热领域，特别是涉及一种智能污水源供热现场终端与系统。
背景技术
在我国，随着改革开放的深入和城乡经济的迅速发展，各项建设取得巨大成就，但是也付出了巨大的资源和环境代价。我国北方天气较为寒冷，供暖系统是冬天必备的设备，但是耗费了大量的能源。目前，北方地区冬季主要依靠煤、石油、天然气等矿物燃料的燃烧来供暖。矿物燃料的大量燃烧，必然造成二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物的增加，对空气环境极为不利，容易造成北方的雾霾天气。
现有供暖系统智能化不足，当供暖建筑内的用户离开室内后，供暖系统仍然工作，造成热能浪费；如果在离开室内前，将供暖关闭，可以达到节能的目的，但是当用户返回室内，再开启供暖，在室内温度达到人体适宜温度前的这段时间，往往由于温度低，降低了用户的舒适度。而且现有供暖费用的计量方式大多采取按面积收取采暖费，由于各种各样的原因，往往存在分摊不合理的情况。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种智能污水源供热现场终端与系统，旨在解决现有供热系统智能化不足，热计量方式费用分摊不合理，流量不均的技术问题，实现建筑节能，减少能源消耗。
为实现上述目的，本实用新型提供一种智能污水源供热现场终端，包括控制终端、污水源热泵、污水循环泵、热水循环泵、压力传感器、温度传感器、流量计、楼宇热量计、室内温度传感器、云端智能通断阀、自力式平衡阀、止回阀、蝶阀；
所述污水源热泵污水侧与污水处理厂通过污水连接管路连接，所述污水连接管路上设置有污水循环泵、污水压力传感器、污水温度传感器、污水止回阀、污水蝶阀；
所述污水源热泵热水侧与供暖建筑通过热水连接管路连接，所述热水连接管路上设置有热水循环泵、热水压力传感器、热水温度传感器、热水止回阀、热水蝶阀、流量计、楼宇热量计；
所述供暖建筑内设置有室内温度传感器、云端智能通断阀、自力式平衡阀；
所述的污水源热泵、污水循环泵、热水循环泵、污水压力传感器、污水温度传感器、热水压力传感器、热水温度传感器、流量计、楼宇热量计、室内温度传感器、云端智能通断阀分别通过无线连接方式与控制终端连接。
优选地，所述污水源热泵包括多个热泵机组。
优选地，所述现场终端还包括热水补水站，所述热水补水站设置在污水源热泵热水侧与供暖建筑之间的热水连接管路上。
本实用新型还提供了一种智能污水源供热系统，包括所述智能污水源供热现场终端、云端控制平台和客户端；
所述云端控制平台分别与所述的现场终端和客户端无线连接。
优选地，云端控制平台根据通断时间面积法计算供暖用户的分摊费用，所述分摊费用的计算公式为：
Qi为第i个用户分摊周期内计量热费；
Ti为第i个用户分摊周期时点的室内设定温度和室内实际温度的平均值；
Fi为第i个用户的采暖面积；
n为系统供暖用户总数；
Q为分摊周期内楼宇热量计数值。
优选地，所述客户端为手机APP、公众号、小程序中的任意一种。
实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本实用新型利用传感器、云端控制平台、客户端，以物联网的方式对供暖系统进行智能化控制，通过计量传感器监测温度数据，并上传至云端控制平台，屋内不设控制器，用户可以在室外对室内温度进行控制，当用户外出时可以使用客户端调低室内温度，当用户返回室内，可以提前提高室内温度，给供暖用户带来极大便利，增加了用户的舒适度；同时云端控制平台根据住户热量使用率以及室外环境温度，来调整整套供热系统的热效率，包括污水源热泵负荷、热水循环泵功率以及阀门开度等，同时检测整套系统的运行使用情况，监测故障，保证了供暖系统的节能性和稳定性；另外由于采取通断面积法进行热计量，达到水利工况平衡，以相对合理的分摊方式使得用户能够接受且供暖费用有所下降，促进节能减排。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种智能污水源供热现场终端的结构框图；
图2是本系统供暖建筑内的放大示意图；
图3是本实用新型提供的一种智能污水源供热系统的结构框图；
图中，1-控制终端；2-污水源热泵；3-污水循环泵；4-热水循环泵；5-污水压力传感器；6-污水温度传感器；7-热水压力传感器；8-热水温度传感器；9-流量计；10-楼宇热量计；11-室内温度传感器；12-云端智能通断阀；13-自力式平衡阀；14-污水止回阀；15-污水蝶阀；16-热水蝶阀；17-热水止回阀；18-过滤器；19-热水补水站；20-云端控制平台；21-客户端。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。
实施例1：
如图1所示，本实施例公开了一种智能污水源供热现场终端，包括控制终端1、污水源热泵2、污水循环泵3、热水循环泵4、压力传感器(5,7)、温度传感器(6,8)、流量计9、楼宇热量计10、室内温度传感器11、云端智能通断阀12、自力式平衡阀13、止回阀(14,17)、蝶阀(15,16)。
所述污水源热泵2包括多个热泵机组，热泵机组热水侧的换热器为污水源换热器。所述污水源热泵2与控制终端1连接，热泵由于配备各种传感器与控制器，传感器接受到的数据可以通过无线方式传输至控制终端1，控制终端1通过控制热泵中的控制器，从而控制热泵的工作效率，调整污水源热泵功率，以减少能源消耗，达到节能的目的。
所述污水源热泵2污水侧进出口连接污水处理厂，在污水处理厂流向污水源热泵的进水连接管路上设置有污水循环泵3、污水压力传感器5、污水温度传感器6、污水止回阀14和污水蝶阀15，在污水源热泵流向污水处理厂的回水连接管路上同样设置污水压力传感器5、污水温度传感器6。所述的污水循环泵3、污水压力传感器5和污水温度传感器6均与控制终端1无线连接。所述污水循环泵3用于为污水循环提供动力。通过污水压力传感器5和污水温度传感器6实时采集相关压力和温度数据，并将数据上传至控制终端1，控制终端1根据实际需要控制污水循环泵3的功率，调节污水循环工作效率。所述污水止回阀14用于防止管道中的介质倒流，只允许管道中的介质向一个方向流动，以防发生事故。所述污水蝶阀15用于控制管道介质流动的切断和节流，通过在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或是调节的目的。
所述污水源热泵热水侧进出口连接供暖建筑，在污水源热泵流向供暖建筑的进水连接管路上设置有热水循环泵4、热水压力传感器7、热水温度传感器8、热水止回阀17、热水蝶阀16、过滤器18、流量计9和楼宇热量计10，在供暖建筑流向污水源热泵的回水连接管路上同样设置有热水压力传感器7、热水温度传感器8。所述的热水循环泵4、热水压力传感器7、热水温度传感器8、流量计9、楼宇热量计10均通过无线连接方式与控制终端1连接。通过热交换，污水源热泵污水侧的热能交换至热水侧，并通过连接管路将热能送至供暖建筑，为采暖用户供暖。所述热水循环泵用于为供暖热水的循环提供动力，可根据需要在进水管道以及回水管道中均设置热水循环泵，提高供热效率。通过热水压力传感器7、热水温度传感器8、流量计9和楼宇热量计10实时采集相关压力、温度、流量数据，并将数据上传至控制终端1，控制终端1根据实际需要控制热水循环泵的功率，调节污水循环工作效率。所述热水止回阀17用于防止管道中的介质倒流，只允许管道中的介质向一个方向流动，以防发生事故。所述热水蝶阀16用于控制管道介质流动的切断和节流，通过在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或是调节的目的。所述过滤器18用于防止管道热水中的杂质阻塞管道阀门或者流量计等计量精密部件，从而降低出现故障的概率。所述流量计用于计量管道中的热水流量，保证供暖效果。所述楼宇热量计10设置在供暖建筑的总入水口处，用于计量整栋供暖建筑的总热量。
如图2所示，在采暖用户的入口分支管路上设置有云端智能通断阀12，用于控制入户供暖管道的开关。通常安装在每户的供暖上水管道上或是回水管道上。在云端智能通断阀12之前还设置有自力式平衡阀13，用于平衡每栋供暖建筑每个楼层之间不同的压力差，利于水利工况平衡。通过自力式平衡阀13来平衡各楼层的水压，保证了各楼层的流量相同，从而保证供热效果。在采暖用户室内设置温度传感器，用来采集室内实际温度。所述云端智能通断阀12和室内温度传感器13均通过无线连接方式与控制终端1连接。室内温度传感器11实时采集室内温度数据，并将室内温度数据上传至控制终端1，控制终端1通过控制热水循环泵4效率和云端智能通断阀12的阀门开度来进行室内的温度调节。所述室内温度传感器11安装于距离地面1.5米左右的固定位置处，便于用户观察传感器数据。
此外，在污水源热泵热水侧进出口与供暖建筑的连接管路上还设置有热水补水站19，所述热水补水站19包括全自动软水处理器、软化水箱、补水泵、止回阀等阀门组成，用于当热水管路循环水压较低时进行全自动补水增压，以保证供水管路中具有足够的供水压力，保证供热效率。
实施例2：
如图3所示，本实施例公开了一种智能污水源供热系统，其特征在于，包括现场终端、云端控制平台和客户端；
所述现场终端，包括控制终端1、污水源热泵2、污水循环泵3、热水循环泵4、压力传感器(5,7)、温度传感器(6,8)、流量计9、楼宇热量计10、室内温度传感器11、云端智能通断阀12、自力式平衡阀13、止回阀(14,17)、蝶阀(15,16)。
所述污水源热泵包括多个热泵机组，热泵机组热水侧的换热器为污水源换热器。所述污水源热泵与控制终端连接，热泵由于配备各种传感器与控制器，传感器接受到的数据可以通过无线方式传输至控制终端，控制终端通过控制热泵中的控制器，从而控制热泵的工作效率，调整污水源热泵功率，以减少能源消耗，达到节能的目的。
所述污水源热泵2污水侧进出口连接污水处理厂，在污水处理厂流向污水源热泵的进水连接管路上设置有污水循环泵3、污水压力传感器5、污水温度传感器6、污水止回阀14和污水蝶阀15，在污水源热泵流向污水处理厂的回水连接管路上同样设置污水压力传感器5、污水温度传感器6。所述的污水循环泵3、污水压力传感器5和污水温度传感器6均与控制终端1无线连接。所述污水循环泵3用于为污水循环提供动力。通过污水压力传感器5和污水温度传感器6实时采集相关压力和温度数据，并将数据上传至控制终端1，控制终端1根据实际需要控制污水循环泵3的功率，调节污水循环工作效率。所述污水止回阀14用于防止管道中的介质倒流，只允许管道中的介质向一个方向流动，以防发生事故。所述污水蝶阀15用于控制管道介质流动的切断和节流，通过在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或是调节的目的。
所述污水源热泵热水侧进出口连接供暖建筑，在污水源热泵流向供暖建筑的进水连接管路上设置有热水循环泵4、热水压力传感器7、热水温度传感器8、热水止回阀17、热水蝶阀16、过滤器18、流量计9和楼宇热量计10，在供暖建筑流向污水源热泵的回水连接管路上同样设置有热水压力传感器7、热水温度传感器8。所述的热水循环泵4、热水压力传感器7、热水温度传感器8、流量计9、楼宇热量计10均通过无线连接方式与控制终端1连接。通过热交换，污水源热泵污水侧的热能交换至热水侧，并通过连接管路将热能送至供暖建筑，为采暖用户供暖。所述热水循环泵用于为供暖热水的循环提供动力，可根据需要在进水管道以及回水管道中均设置热水循环泵，提高供热效率。通过热水压力传感器7、热水温度传感器8、流量计9和楼宇热量计10实时采集相关压力、温度、流量数据，并将数据上传至控制终端1，控制终端1根据实际需要控制热水循环泵的功率，调节污水循环工作效率。所述热水止回阀17用于防止管道中的介质倒流，只允许管道中的介质向一个方向流动，以防发生事故。所述热水蝶阀16用于控制管道介质流动的切断和节流，通过在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或是调节的目的。所述过滤器18用于防止管道热水中的杂质阻塞管道阀门或者流量计等计量精密部件，从而降低出现故障的概率。所述流量计用于计量管道中的热水流量，保证供暖效果。所述楼宇热量计10设置在供暖建筑的总入水口处，用于计量整栋供暖建筑的总热量。
如图2所示，在采暖用户的入口分支管路上设置有云端智能通断阀12，用于控制入户供暖管道的开关。通常安装在每户的供暖上水管道上或是回水管道上。在云端智能通断阀12之前还设置有自力式平衡阀13，用于平衡每栋供暖建筑每个楼层之间不同的压力差，利于水利工况平衡。通过自力式平衡阀13来平衡各楼层的水压，保证了各楼层的流量相同，从而保证供热效果。在采暖用户室内设置温度传感器，用来采集室内实际温度。所述云端智能通断阀12和室内温度传感器13均通过无线连接方式与控制终端1连接。室内温度传感器11实时采集室内温度数据，并将室内温度数据上传至控制终端1，控制终端1通过控制热水循环泵4效率和云端智能通断阀12的阀门开度来进行室内的温度调节。所述室内温度传感器11安装于距离地面1.5米左右的固定位置处，便于用户观察传感器数据。
此外，在污水源热泵热水侧进出口与供暖建筑的连接管路上还设置有热水补水站19，所述热水补水站19包括全自动软水处理器、软化水箱、补水泵、止回阀等阀门组成，用于当热水管路循环水压较低时进行全自动补水增压，以保证供水管路中具有足够的供水压力，保证供热效率。
所述云端控制平台20分别与所述的现场终端和客户端21无线连接。云端控制平台接收现场终端发送的关于各控制器、阀门等的反馈信号数据，通过计算供热需求来进行节能控制，将控制信号发送至控制终端；并将用户供暖信息传输至用户客户端，同时接收客户端上传的控制信息，对云端智能通断阀进行开关，并统计所有用户的温度需求信息，来调整整套供热系统的热负荷。同时根据云端控制平台统计整个供暖季每个供暖用户根据通断时间面积法得出的耗热量与整栋建筑耗热量进行计算，通过计算分摊到每个供暖用户，分摊计算公式为：
Qi为第i个用户分摊周期内计量热费；
Ti为第i个用户分摊周期时点的室内设定温度和室内实际温度的平均值；
Fi为第i个用户的采暖面积；
n为系统供暖用户总数；
Q为分摊周期内楼宇热量计数值。
供暖用户的供暖费用由云端控制平台统一计算，费用缴纳可以通过客户端支付，按照供暖使用量进行缴费。
所述客户端为手机APP、公众号、小程序中的任意一种，所述客户端为本套系统单独开发，界面能够显示室内温度以及设定温度。当客户端连入网络后，用户可以操作客户端设置室内温度，来控制云端智能通断阀的开关，使室内温度升高或者降低。
本实用新型利用传感器、云端控制平台、客户端，以物联网的方式对供暖系统进行智能化控制，通过计量传感器监测温度数据，并上传至云端控制平台，屋内不设控制器，用户可以在室外对室内温度进行控制，当用户外出时可以使用客户端调低室内温度，当用户返回室内，可以提前提高室内温度，给供暖用户带来极大便利，增加了用户的舒适度；同时云端控制平台根据住户热量使用率以及室外环境温度，来调整整套供热系统的热效率，包括污水源热泵负荷、热水循环泵功率以及阀门开度等，同时检测整套系统的运行使用情况，监测故障，保证了供暖系统的节能性和稳定性；另外由于采取通断面积法进行热计量，达到水利工况平衡，以相对合理的分摊方式使得用户能够接受且供暖费用有所下降，促进节能减排。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能污水源供热现场终端，其特征在于，包括控制终端、污水源热泵、污水循环泵、热水循环泵、压力传感器、温度传感器、流量计、楼宇热量计、室内温度传感器、云端智能通断阀、自力式平衡阀、止回阀、蝶阀；
所述污水源热泵污水侧与污水处理厂通过污水连接管路连接，所述污水连接管路上设置有污水循环泵、污水压力传感器、污水温度传感器、污水止回阀、污水蝶阀；
所述污水源热泵热水侧与供暖建筑通过热水连接管路连接，所述热水连接管路上设置有热水循环泵、热水压力传感器、热水温度传感器、热水止回阀、热水蝶阀、流量计、楼宇热量计；
所述供暖建筑内设置有室内温度传感器、云端智能通断阀、自力式平衡阀；
所述的污水源热泵、污水循环泵、热水循环泵、污水压力传感器、污水温度传感器、热水压力传感器、热水温度传感器、流量计、楼宇热量计、室内温度传感器、云端智能通断阀分别通过无线连接方式与控制终端连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能污水源供热现场终端，其特征在于，所述污水源热泵包括多个热泵机组。
3.根据权利要求1所述的一种智能污水源供热现场终端，其特征在于，所述现场终端还包括热水补水站，所述热水补水站设置在污水源热泵热水侧与供暖建筑之间的热水连接管路上。
4.一种智能污水源供热系统，其特征在于，包括现场终端、云端控制平台和客户端；
所述现场终端为权利要求1-3任意一项所述的智能污水源供热现场终端；
所述云端控制平台分别与所述的现场终端和客户端无线连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能污水源供热系统，其特征在于，所述客户端为手机APP、公众号、小程序中的任意一种。
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| CN115218265A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-10-21 | 中国建筑西北设计研究院有限公司 | 一种进行数据采集的污水源热泵系统 |
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2017
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