CN215832043U

CN215832043U - 一种供热无线监测和控制系统

Info

Publication number: CN215832043U
Application number: CN202122461250.3U
Authority: CN
Inventors: 包强; 李志国; 朱学范
Original assignee: Inner Mongolia Jingke Power Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia Jingke Power Co ltd
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2022-02-15
Anticipated expiration: 2031-10-12

Abstract

本实用新型公开了一种供热无线监测和控制系统，包括多个现场控制单元、供热单元、供电单元、远程控制单元，多个现场控制单元与远程控制单元无线通信连接，现场控制单元与供热单元、供热单元均连接；现场控制单元的门窗感应开关、流量传感器、电能计量模块、温度传感器均通过数据采集器连接现场控制器，现场控制器与无线通信模块、流量阀、电磁阀电连接；远程控制单元的远程服务器与通信中转模块、监控主机、远程报警模块电连接；无线通信模块与通信中转模块无线通信连接。本实用新型实现了现场供热的无线监测和远程无线控制，实现了现场供暖的流量、温度精准控制和合理调配，避免千家万户采用布置线缆传输成本过高问题。

Description

一种供热无线监测和控制系统

技术领域：

本实用新型涉及供热技术领域，尤其涉及一种供热无线监测和控制系统。

背景技术：

北方地区冬季需要投入供暖，供暖企业通过调整供水温度和供水流量实现住户室内温度控制，温度控制过高造成浪费，控制过低影响供热质量，室内温度作为调节对象需要现场监控，千家万户采用布置温度测点、线缆传输的方式成本过高，因此亟待设计一种供热无线监测和控制系统。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种供热无线监测和控制系统，以解决现有技术的不足。

本实用新型由如下技术方案实施：一种供热无线监测和控制系统，包括多个现场控制单元、供热单元、供电单元、远程控制单元，所述多个现场控制单元与远程控制单元无线通信连接，所述现场控制单元与供热单元、供电单元均连接；所述现场控制单元包括门窗感应开关、流量传感器、电能计量模块、温度传感器、数据采集器、现场控制器、无线通信模块、流量阀、电磁阀，所述门窗感应开关、流量传感器、电能计量模块、温度传感器均通过数据采集器连接现场控制器，所述现场控制器与无线通信模块、流量阀、电磁阀电连接；所述远程控制单元包括通信中转模块、远程服务器、监控主机、远程报警模块，所述远程服务器与通信中转模块、监控主机、远程报警模块电连接；所述无线通信模块与通信中转模块无线通信连接。

优选的，所述供热单元包括电能热源、地源热泵，所述电磁阀包括第一电磁阀、第二电磁阀，所述地源热泵通过第一电磁阀连接三通第一端，所述电能热源通过第二电磁阀连接三通第二端，所述三通第三端连通流量阀输入端，所述流量阀输出端通过供水管路连接用户管网，所述用户管网输出端分别通过第一回水管路、第二回水管路连接电能热源、地源热泵的回水端。

优选的，所述供电单元包括电网电能模块、风能发电模块、太阳能发电模块、电能监测模块、电能分配模块、电能输出模块，所述电网电能模块、风能发电模块、太阳能发电模块输出端均连接电能监测模块，所述电能监测模块、电能分配模块、电能输出模块依次连接，所述电能输出模块连接电能热源，所述电能监测模块、电能分配模块、电能输出模块均与现场控制器电连接。

优选的，所述电能计量模块为电能计量芯片。

优选的，所述现场控制器为PLC控制器或者工控计算机。

优选的，所述无线通信模块为4G/5G无线通信模块，所述通信中转模块为4G/5G工业网关。

优选的，所述电能监测模块为电压互感器、电流互感器。

优选的，所述电能分配模块为电源转换开关。

优选的，所述电能输出模块为继电器。

优选的，所述电能热源为电热锅炉。

本实用新型的优点：

1、本实用新型实现了现场供热的无线监测和远程无线控制，实现了现场供暖的流量、温度精准控制和合理调配，实现了分散的供暖节点的监控，避免千家万户采用布置温度测点、线缆传输的方式成本过高问题。

2、本实用新型采用了组合供热能源，即电能热源、地源热泵，而电能热源又包括电网、太阳能、风能，实现了能源互补，避免了冬季供暖高峰期能源紧张的问题，同时也利用了可再生能源，环保节能。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种供热无线监测和控制系统的原理框图；

图2为本实用新型实施例的一种供热无线监测和控制系统的供热单元原理框图；

图3为本实用新型实施例的一种供热无线监测和控制系统的供电单元原理框图；

图4为地源热泵原理结构示意图。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种供热无线监测和控制系统，包括多个现场控制单元1、供热单元、供电单元、远程控制单元，多个现场控制单元1与远程控制单元无线通信连接，现场控制单元1与供热单元、供电单元均连接；现场控制单元1包括门窗感应开关11、流量传感器12、电能计量模块13、温度传感器14、数据采集器15、现场控制器16、无线通信模块17、流量阀18、电磁阀19，门窗感应开关11、流量传感器12、电能计量模块13、温度传感器14均通过数据采集器15连接现场控制器16，现场控制器16与无线通信模块17、流量阀18、电磁阀19电连接；远程控制单元包括通信中转模块2、远程服务器3、监控主机4、远程报警模块5，远程服务器3与通信中转模块2、监控主机4、远程报警模块5电连接；无线通信模块17与通信中转模块2无线通信连接。其中，上述的电能计量模块13为电能计量芯片，现场控制器16为PLC控制器或者工控计算机，无线通信模块17为4G/5G无线通信模块，通信中转模块2为4G/5G工业网关。

如图2所示，供热单元包括电能热源6、地源热泵7，电磁阀19包括第一电磁阀191、第二电磁阀192，地源热泵7通过第一电磁阀191连接三通193第一端，电能热源6通过第二电磁阀192连接三通193第二端，三通193第三端连通流量阀18输入端，流量阀18输出端通过供水管路8连接用户管网9，用户管网9输出端分别通过第一回水管路101、第二回水管路102连接电能热源6、地源热泵7的回水端。其中，温度传感器14设置在供水管路8、用户管网9，分别检测供水管路温度和到达用户的管网温度，为温度控制提供参考；流量传感器12设置在供水管路8检测供水流量，为供水流量控制提供参考。同时该系统配置了门窗开闭感应开关，参与异常数据筛除，当检测到门窗打开时室内温度数据只做参考，不直接作为被调量，通过此设备的使用最终可实现单独住户以及区域住户供热温度的精准调节，实现北方地区供热系统的高质量经济运行。

如图3所示，供电单元包括电网电能模块61、风能发电模块62、太阳能发电模块63、电能监测模块64、电能分配模块65、电能输出模块66，电网电能模块61、风能发电模块62、太阳能发电模块63输出端均连接电能监测模块64，电能监测模块64、电能分配模块65、电能输出模块66依次连接，电能输出模块66连接电能热源6，电能监测模块64、电能分配模块65、电能输出模块66均与现场控制器16电连接。其中，电能监测模块64为电压互感器、电流互感器。电能分配模块65为电源转换开关。电能输出模块66为继电器。电能热源6为电热锅炉。电能监测模块64对电网电能模块61、风能发电模块62、太阳能发电模块63的供电情况进行监测，以保证其电压、电流稳定可靠，电能分配模块65实现了电网电能、风能、太阳能根据监测的实际情况互相切换，保证可靠功能；电能输出模块66实现电能输出的通断控制，实现控制后续电能热源供应。

本实用新型的工作原理是：

温度传感器14设置在供水管路8、用户管网9，分别检测供水管路温度和到达用户的管网温度，为温度控制提供参考；流量传感器12设置在供水管路8检测供水流量，为供水流量控制提供参考。电能计量模块用于计量通过电能热源供热的耗电量，为后续用电控制提供参考数据。门窗开闭感应开关，参与异常数据筛除，当检测到门窗打开时室内温度数据只做参考，不直接作为被调量。

通过数据采集器15(现有的数据采集卡或者数据采集成套模块)采集上述温度、流量、电能等信号发送到现场控制器，各个现场采集点的现场控制器通过无线通信模块将数据均无线发送到通信中转模块，通信中转模块将现场传感信号发送到远程服务器，当监测到现场传感信号异常，比如流量过大、温度过高，则远程服务器依次通过通信中转模块、无线通信模块、现场控制器控制流量阀18、电磁阀19的动作，对供暖现场的温度、流量进行干预调节，比如流量过大控制流量阀开度变小；若供暖温度过高，则现场控制器控制电能输出模块66(继电器)断开电能热源供电线路或者控制关闭第一电磁阀191、第二电磁阀192一段时间，使得温度趋于变小。反之，比如检测到流量过小则控制流量阀开度变大；检测到供热温度较小，可以控制电能热源6、地源热泵7同时组合对系统进行供热。可见，系统实现了现场供热的无线监测和远程无线控制，实现了分散的供暖节点的监控，避免千家万户采用布置温度测点、线缆传输的方式成本过高问题。

另外，本实用新型采用了组合供热能源，即电能热源6、地源热泵7，而电能热源6又包括电网、太阳能、风能，实现了能源互补，避免了冬季供暖高峰期能源紧张的问题，同时也利用了可再生能源，环保节能。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，包括多个现场控制单元(1)、供热单元、供电单元、远程控制单元，所述多个现场控制单元(1)与远程控制单元无线通信连接，所述现场控制单元(1)与供热单元、供电单元均连接；所述现场控制单元(1)包括门窗感应开关(11)、流量传感器(12)、电能计量模块(13)、温度传感器(14)、数据采集器(15)、现场控制器(16)、无线通信模块(17)、流量阀(18)、电磁阀(19)，所述门窗感应开关(11)、流量传感器(12)、电能计量模块(13)、温度传感器(14)均通过数据采集器(15)连接现场控制器(16)，所述现场控制器(16)与无线通信模块(17)、流量阀(18)、电磁阀(19)电连接；所述远程控制单元包括通信中转模块(2)、远程服务器(3)、监控主机(4)、远程报警模块(5)，所述远程服务器(3)与通信中转模块(2)、监控主机(4)、远程报警模块(5)电连接；所述无线通信模块(17)与通信中转模块(2)无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述供热单元包括电能热源(6)、地源热泵(7)，所述电磁阀(19)包括第一电磁阀(191)、第二电磁阀(192)，所述地源热泵(7)通过第一电磁阀(191)连接三通(193)第一端，所述电能热源(6)通过第二电磁阀(192)连接三通(193)第二端，所述三通(193)第三端连通流量阀(18)输入端，所述流量阀(18)输出端通过供水管路(8)连接用户管网(9)，所述用户管网(9)输出端分别通过第一回水管路(101)、第二回水管路(102)连接电能热源(6)、地源热泵(7)的回水端。

3.根据权利要求1所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述供电单元包括电网电能模块(61)、风能发电模块(62)、太阳能发电模块(63)、电能监测模块(64)、电能分配模块(65)、电能输出模块(66)，所述电网电能模块(61)、风能发电模块(62)、太阳能发电模块(63)输出端均连接电能监测模块(64)，所述电能监测模块(64)、电能分配模块(65)、电能输出模块(66)依次连接，所述电能输出模块(66)连接电能热源(6)，所述电能监测模块(64)、电能分配模块(65)、电能输出模块(66)均与现场控制器(16)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述电能计量模块(13)为电能计量芯片。

5.根据权利要求1所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述现场控制器(16)为PLC控制器或者工控计算机。

6.根据权利要求1所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述无线通信模块(17)为4G/5G无线通信模块，所述通信中转模块(2)为4G/5G工业网关。

7.根据权利要求3所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述电能监测模块(64)为电压互感器、电流互感器。

8.根据权利要求3所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述电能分配模块(65)为电源转换开关。

9.根据权利要求3所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述电能输出模块(66)为继电器。

10.根据权利要求3所述的一种供热无线监测和控制系统，其特征在于，所述电能热源(6)为电热锅炉。