一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法，其特征在于，系统包括主控制器和与所述主控制器相连的多个燃气冷凝供热单机，每个单机最优运行负荷为G0，方法包括以下步骤：S1、获取当前系统的总负荷G；S2、将G与n个G0相减，直至得到小于G0的剩余负荷Gr，将Gr与单机的预设负荷Gs进行比对，若Gr≥Gs，则需开启n+1台单机，前n台单机中每台单机的负荷为G0，第n+1台单机的负荷为Gr；若Gr<Gs，则需开启n台单机，每台单机的负荷为G0+Gr/n；S3、根据决策结果控制单机运行。相应地，本发明专利技术还公开了一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制系统和装置。本发明专利技术通过实时供热需求合理分配各燃气冷凝供热单机运行负荷，最大程度上实现了节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法、系统及装置
本专利技术涉及冷凝锅炉节能控制领域，尤其涉及一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法、系统及装置。
技术介绍
燃气冷凝供热系统，是一种采用燃气与空气在进入换热器内部燃烧之前就按照适当比例100％完全预混技术的一种新型高效环保系统；燃气燃烧后产生的烟气直接在换热器本体就经过冷却、冷凝的过程，回收了烟气中大部分水蒸气的汽化潜热，大幅度提高了系统效率，且有效降低了排烟温度。与传统的大气式燃气锅炉相比，燃气冷凝供热系统因为采用100％全预混式燃烧这种全新的燃烧方式和燃烧冷凝一体式换热器的结构设计，成为了更加节能、环保和高效的供热设备。但是目前燃气冷凝供热系统的应用也受到了一定的限制。截至目前，单一的燃气全预混冷凝供热系统的最大功率为1000KW，而现场应用时多存在供暖面积大、温度需求高等需要，单一的供热系统通常无法单独完成供暖任务，大多需要将供热系统组合使用，以达到大面积供暖的需求。然而目前制造的供热系统不便叠加和拼接，无法充分利用室内的高度和有限的空间，需要较大的占地面积来放置。而且常规燃气锅炉的每一个单机都需要单独的控制系统，控制方式仅为高低功率的调节，无法真正实现根据负荷需求来调节功率，往往造成大量的能源浪费。在燃气冷凝锅炉的燃烧控制中，主要的控制对象是炉内的水温，将把水温作为被控对象的参数形成控制信号，再通过对进入炉内的燃气、空气等的燃烧热量的控制从而实现对温度的控制，其整个过程是燃气冷凝锅炉自动控制中的关键环节。在燃烧过程中，通过控制燃气电磁比例阀门的开启量来实现对炉内水温的控制，根据炉内水温的实时变化来自动控制调节燃气阀的开启量，通过调节电磁阀的开启量来控制水温高低；此外，以实时变化的进气燃气的流量作为依据，通过理论计算得出最佳的空气需求量，再通过调节风机转速来实时改变空气的进气量，以达到最佳控制效果，实现节能减排。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，针对目前单一的燃气冷凝供热系统存在难以满足大面积供暖需求和客户多种需求，不能灵活调节功率，且多个燃气冷凝供热单机联合使用时存在占地面积大、安装不便利等诸多不足，特别是当多台燃气冷凝供热单机同时运行时，由于没有相关控制系统协调各单机负荷的分配，导致出现大负荷工作需求或者启停引起的负荷大幅度波动，各单机之间互相牵连调节，使得燃气冷凝供热系统内部各单机无法实现负荷合理分配和转移。本专利技术针对现有技术中的缺点，提供了一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法，所述方法通过组合式燃气冷凝供热系统实现节能控制，所述系统包括主控制器和与所述主控制器相连的多个燃气冷凝供热单机，每个单机的最优运行负荷为G0，所述方法包括以下步骤：S1、获取当前组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G；S2、将G与n台单机的最优运行负荷G0相减，直至得到小于G0的剩余负荷Gr，将剩余负荷Gr与单机的预设负荷Gs进行比对，若Gr≥Gs，则决策结果为需开启n+1台单机，前n台单机中每台单机的负荷为G0，第n+1台单机的负荷为Gr；若Gr<Gs，则决策结果为需开启n台单机，每台单机的负荷为G0+Gr/n；S3、根据所述决策结果控制单机运行。进一步地，执行步骤S1，重新获取组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G’，将G’与G进行比对，若G’≥G，则判断当前系统的需求负荷增大，再次执行步骤S2，得到需开启的单机数量x和x台单机的运行负荷，将所述需开启的单机数量x与当前运行的单机数量进行比对，得到需增开的单机数量，将所述需增开的单机数量和所述x台单机的运行负荷生成二次决策结果，并根据所述二次决策结果执行步骤S3；若G’<G，则判断当前系统的需求负荷减小，再次执行步骤S2，得到需开启的单机数量y和y台单机的运行负荷，将所述需开启的单机数量y与当前运行的单机数量进行比对，得到需减停的单机数量，将所述需减停的单机数量和所述y台单机的运行负荷生成二次决策结果，并根据所述二次决策结果执行步骤S3。进一步地，所述执行步骤S1，重新获取组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G’之前还包括在预定时间段后判断系统供热需求有无变化，包括以下步骤：步骤一、确定预设供水温度T0和获取当前供水温度Tx；步骤二、由ΔT＝Tx-T0计算得到供水温度差ΔT，和由ΔT’＝(Tx-T0)/t计算得到供水温度差变化率ΔT’；步骤三、根据供水温度差ΔT和供水温度差变化率ΔT’的大小，判断系统供热需求有无变化：当ΔT>0或ΔT<0时，则判断系统供热需求有变化，重新获取组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G’；当ΔT＝0时，则判断系统供热需求无变化，系统保持现有运行状态。进一步地，所述步骤S1之前还包括检测系统有无故障的步骤，具体为：若系统和单机均未出现故障，则直接进入步骤S1；若单机出现故障，则系统输出工作指令并指挥所有非故障单机进入步骤S1，单机排除故障后再自行进入S1；若系统出现故障，则系统出现报错信息，且单机保持实时工作状态。在本专利技术中对于燃气冷凝锅炉，存在诸多因素影响热水温度包括燃气流量、燃气燃烧状态、供水流量、供水温度和供热系统所处于的环境温度等不确定因素，还有燃烧过程中释放出来的热量也应该被考虑进去，基于这些考虑，本专利技术选择了一个二阶的滞后非线性系统，模型设计为：式(1)中G-系统负荷，K0-燃气冷凝供热系统正常运行过程中对控制对象的增益，T1、T2-时间常数，τ-系统输入的延迟时间。供水动态变化关系满足：G＝Q·c·ρ·Δt·t(2)式中(2)中Q-供水流量，单位为m3/s，c-水的比热，单位为KJ/Kg·℃，ρ-水的密度，单位为kg/m3，Δt-供水温差，单位为℃，t-时间，单位为s。设最高负荷为Gmax，系统的总负荷为G，单机的最高负荷为Gimax，单机的实际负荷为Gi，单机运行效率η，具体负荷分配遵循如下数学模型：η＝Gi/GimaxG＝G1+G2+···+Gn-1+GnG＝G1max·η1+G2max·η2+···+Gnmax·ηn相应地，本专利技术还提供了一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制系统，所述系统包括主控制器和与所述主控制器相连的n个燃气冷凝供热单机，其中，n≥1，所述主控制器包括获取模块、处理模块和控制模块，所述获取模块，用于获取当前组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G；所述处理模块包括计算单元和决策单元，所述计算单元用于将G与n台单机的最优运行负荷G0相减，直至得到小于G0的剩余负荷Gr，所述决策单元用于将剩余负荷Gr与单机的预设负荷Gs进行比对，若Gr≥Gs，则决策结果为需开启n+1台单机，前n台单机中每台单机的负荷为G0，第n+1台单机的负荷为Gr；若Gr<Gs，则决策结果为需开启n台单机，每台单机的负荷为G0+Gr/n；所述控制模块，用于根据所述决策结果控制单机运行。进一步地，所述获取模块，还用于重新获取步骤S1中的组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G’，所述处理模块还包括判断单元，所述判断单元用于判断当前系统的需求负荷增大或减小，所述决策单元还用于将G’与G进行比对，若G’≥G，得到需开启的单机数量x和x台单机的运行负荷，将所述需开启的单机数量x与当前运行的单机数量进行比对，得到需增开的单机数量，将所述需增开的单机数量和所述x台单机的运行负荷生成二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法，其特征在于，所述方法通过组合式燃气冷凝供热系统实现节能控制，所述系统包括主控制器和与所述主控制器相连的多个燃气冷凝供热单机，每个单机的最优运行负荷为G0，所述方法包括以下步骤：S1、获取当前组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G；S2、将G与n台单机的最优运行负荷G0相减，直至得到小于G0的剩余负荷Gr，将剩余负荷Gr与单机的预设负荷Gs进行比对，若Gr≥Gs，则决策结果为需开启n+1台单机，前n台单机中每台单机的负荷为G0，第n+1台单机的负荷为Gr；若Gr<Gs，则决策结果为需开启n台单机，每台单机的负荷为G0+Gr/n；S3、根据所述决策结果控制单机运行。

【技术特征摘要】
1.一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法，其特征在于，所述方法通过组合式燃气冷凝供热系统实现节能控制，所述系统包括主控制器和与所述主控制器相连的多个燃气冷凝供热单机，每个单机的最优运行负荷为G0，所述方法包括以下步骤：S1、获取当前组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G；S2、将G与n台单机的最优运行负荷G0相减，直至得到小于G0的剩余负荷Gr，将剩余负荷Gr与单机的预设负荷Gs进行比对，若Gr≥Gs，则决策结果为需开启n+1台单机，前n台单机中每台单机的负荷为G0，第n+1台单机的负荷为Gr；若Gr<Gs，则决策结果为需开启n台单机，每台单机的负荷为G0+Gr/n；S3、根据所述决策结果控制单机运行。2.根据权利要求1所述的组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法，其特征在于，执行步骤S1，重新获取组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G’，将G’与G进行比对，若G’≥G，则判断当前系统的需求负荷增大，再次执行步骤S2，得到需开启的单机数量x和x台单机的运行负荷，将所述需开启的单机数量x与当前运行的单机数量进行比对，得到需增开的单机数量，将所述需增开的单机数量和所述x台单机的运行负荷生成二次决策结果，并根据所述二次决策结果执行步骤S3；若G’<G，则判断当前系统的需求负荷减小，再次执行步骤S2，得到需开启的单机数量y和y台单机的运行负荷，将所述需开启的单机数量y与当前运行的单机数量进行比对，得到需减停的单机数量，将所述需减停的单机数量和所述y台单机的运行负荷生成二次决策结果，并根据所述二次决策结果执行步骤S3。3.根据权利要求2所述的组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法，其特征在于，所述执行步骤S1，重新获取组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G’之前还包括在预定时间段后判断系统供热需求有无变化，包括以下步骤：步骤一、确定预设供水温度T0和获取当前供水温度Tx；步骤二、由ΔT＝Tx-T0计算得到供水温度差ΔT，和由ΔT’＝(Tx-T0)/t计算得到供水温度差变化率ΔT’；步骤三、根据供水温度差ΔT和供水温度差变化率ΔT’的大小，判断系统供热需求有无变化：当ΔT>0或ΔT<0时，则判断系统供热需求有变化，重新获取组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G’；当ΔT＝0时，则判断系统供热需求无变化，系统保持现有运行状态。4.根据权利要求1-3任意一项所述的组合式燃气冷凝供热系统节能控制方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括检测系统有无故障的步骤，具体为：若系统和单机均未出现故障，则直接进入步骤S1；若单机出现故障，则系统输出工作指令并指挥所有非故障单机进入步骤S1，单机排除故障后再自行进入S1；若系统出现故障，则系统出现报错信息，且单机保持实时工作状态。5.一种组合式燃气冷凝供热系统节能控制系统，其特征在于，所述系统包括主控制器和与所述主控制器相连的n个燃气冷凝供热单机，其中，n≥1，所述主控制器包括获取模块、处理模块和控制模块，所述获取模块，用于获取当前组合式燃气冷凝供热系统的总负荷G；所述处理模块包括计算单元和决策单元，所述计算单元用于将G与n台单机的最优运行负荷G0相减，直至得到小于G0的剩余负荷Gr，所述决策单元用于将剩余负荷Gr与单机的预设负荷Gs进行比对，若Gr≥Gs，则决策结果为需开启n+1台燃气冷凝供热单机，前n台单机中每台单机的负荷为G0，第n+1台单机的负荷为Gr；若Gr<Gs，则决策结果为需开启n台单机，每台...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文星，王耀，
申请(专利权)人：苏州帝洛普环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32