一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法及系统技术方案

一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法及系统，属于固体蓄热技术领域。所述固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法，包括如下步骤：S1、预设固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内的蓄热体蓄热总量以及该24小时内每个时段固体蓄热器的供热出水温度；S2、固体蓄热器开始蓄放热，从蓄热初始时刻开始，实时计算蓄热期间内蓄热体的蓄热温度并确定蓄热时间：当蓄热体的蓄热温度大于等于蓄热体的实时温度时，停止蓄热，固体蓄热器继续放热至该24小时结束。所述固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法及系统根据室外温度、室内设定温度和建筑面积对固体蓄热系统进行合理有效控制，既能够保证终端用户的供暖需求，又能够节约能源。

【技术实现步骤摘要】
一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法及系统
本专利技术涉及固体蓄热
，特别涉及一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法及系统。
技术介绍
随着时代的发展和人们生活水平的提高，供电峰谷差逐渐加大，为了缓解这一矛盾，我国电力部门推行峰谷电价，鼓励支持低谷蓄能技术应用。固体蓄热技术以其安全、环保、便于调节的特性，日益受到人们的重视。固体蓄热技术供热具有显著的调峰填谷效应，使电力生产企业和用户之间都获得了相应的效益。在初冬起始供暖时期和冬季环境温度较高时，如果按照深冬时期和温度较低时相同的标准蓄热放热，将造成能源的浪费。固体蓄热器能够在用电低谷时段，将电能转换成热能储备，当用电高峰时段可以使用该储备的热能，持续向供暖系统释放，从而缓解用电高峰时段的用电压力。固体蓄热系统能够节省用户运行成本，平衡电厂负荷，具有良好的市场前景。但是，在固体蓄热系统运行过程中，由于供暖期环境温度不同，天气情况不同以及用户需求的不同，如果按照同样的方法控制固体蓄热器蓄热时间、温度和供暖出水温度，这在一定程度上会造成能源的浪费并造成一定的经济损失。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的固体蓄热器系统控制过程中带来的能源浪费等技术问题，本专利技术提供了一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法及系统，根据室外温度、室内设定温度和建筑面积，对固体蓄热系统进行合理有效控制，既能够保证终端用户的供暖需求，又能够最大程度上节约能源，避免造成能源浪费。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法，包括如下步骤：S1、预设固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内的蓄热体蓄热总量以及该24小时内每个时段固体蓄热器的供热出水温度；S1.1、预设所述蓄热体蓄热总量的步骤如下：第i时段的建筑供暖热负荷指标qi为：式中，qi为第i时段的热负荷指标，W/m2，i＝0,1,2…,23；K1为建筑外墙的传热系数，W/(m2·℃)；、K2为建筑窗的传热系数，W/(m2·℃)；K3为建筑顶层屋顶的传热系数，W/(m2·℃)；K4为建筑底层地面的传热系数，W/(m2·℃)；S1为建筑外墙的面积，m2；S2为建筑窗的面积，m2；S3为建筑顶层屋顶的面积，m2；S4为建筑底层地面的面积，m2；Tsni为第i时段室内设定温度；Tswi为第i时段室外温度；A为建筑面积，m2；所述蓄热体蓄热总量Qtx为：式中，蓄热体蓄热总量Qtx的单位为kWh；Qtxi＝qiA(1.3)式中，Qtxi为固体蓄热器蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内蓄热体每个时段的蓄热量，kWh；S1.2、该24小时内每个时段固体蓄热器的预设供热出水温度Tywgi：式中，vw为供暖系统内设定热水流量，m3/h；ρw为热水平均密度kg/m3，cw为热水比热容，kJ/(kg·℃)；ηgr为管道损失系数；Twhi为每个时段的设定回水温度，℃；所述ηgr为：式中，Tywg为前一天24小时内预设供热出水温度的平均值，℃；Twh为前一天24小时内设定回水温度平均值，℃；Tgw为管道保温外表面温度，℃；λbw为保温材料的导热系数，W/m·℃；D1管道保温层直径，mm；D0为管道外径，mm；Lgh为供暖系统供、回水管总长度，m；为管道保温外表面风速(地埋管取0)，m/s；Q'txi为固体蓄热器蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内蓄热体每个时段的蓄热量Qtxi的平均值；S2、固体蓄热器开始蓄放热，从蓄热初始时刻开始，实时计算蓄热期间内蓄热体的蓄热温度并确定蓄热时间：通过固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内的蓄热体蓄热总量，得到固体蓄热器蓄热期间内蓄热体的蓄热温度Tyxr：式中，m为蓄热体总质量，kg；c为蓄热体比热容，kJ/(kg·℃)；b为蓄热终止时刻；Qj为蓄热期间固体蓄热器的供热量，j＝0,1,…,b，kWh；ηxr为蓄热效率系数；ηyg预设裕度系数；Txrc为蓄热体设定起始蓄热温度，℃；蓄热期间固体蓄热器的供热量Qj为：式中，vws为供暖系统的实时热水流量，m3/h；Tgs为固体蓄热器实时供热出水温度；Ths为固体蓄热器实时回水温度；当蓄热体的蓄热温度Tyxr大于等于蓄热体的实时温度时，停止蓄热，固体蓄热器继续放热至该24小时结束。进一步的，所述步骤S2还包括每个时段固体蓄热器预设供热出水温度Tywgi自适应调整的步骤：根据固体蓄热器的实时回水温度Ths和该时刻热水设定回水温度Twhi得到波动温差Δ：Δ＝Ths-Twhi固体蓄热器每个时段的供热出水温度Tywgi进行自适应调整，调整后的预设供热出水温度Tywgi'为：Tywgi'＝Tywgi-Δ。优选的，所述蓄热效率系数ηxr为1.05。优选的，所述预设裕度系数ηyg为1.05。优选的，所述蓄热终止时刻b≤10。一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制系统，通过上述固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法控制固体蓄热器的蓄放热，所述固体蓄热器包括蓄热部分和放热部分，所述蓄热部分包括蓄热体以及分布于蓄热体的电阻丝；所述放热部分包括换热器和变频离心风机，所述换热器的进风口与蓄热体连通，所述换热器的出风口设置所述变频离心风机，所述换热器的出水口和回水口均与供暖系统连通，用于循环供热，所述固体蓄热器蓄放热节能智能化控制系统包括PLC控制器以及分别与PLC控制器连接的数据采集器、温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三和流量计；所述PLC控制器设置于控制柜，所述PLC控制器通过高压馈出柜与电阻丝相连，PLC控制器通过高压馈出柜控制电阻丝加热；所述控制柜与变频离心风机的变频电机相连，用于控制变频电机的工作频率；所述数据采集器采集固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内每个时段的室外温度并输入到PLC控制器；所述温度传感器一设置于蓄热体，用于采集蓄热体的实时温度；所述温度传感器二设置于换热器的出水口，用于采集固体蓄热器实时供热出水温度；所述温度传感器三设置于换热器的回水口，用于采集固体蓄热器实时回水温度；所述流量计设置于换热器的回水口，用于采集供暖系统的实时热水流量。进一步的，所述数据采集器包括网关模块、协议转换器和RS-485接口，所述网关模块通过协议转换器和RS-485接口与PLC控制器连接，所述网关模块还与PC端网页连接，将采集的固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内每个时段的室外温度输入PLC控制器。进一步的，所述变频离心风机的排风口与蓄热体相连。本专利技术的有益效果：本专利技术能够根据天气预报的室外温度预设蓄热体蓄热总量以及每个时段的供热出水温度，并根据蓄热体的蓄热温度及时停止蓄热，既能够保证终端用户的供暖需求，又能够最大程度上节约能源，避免造成能源浪费，大大降低运行成本，对能源合理利用具有重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、预设固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内的蓄热体蓄热总量以及该24小时内每个时段固体蓄热器的供热出水温度；/nS1.1、预设所述蓄热体蓄热总量的步骤如下：/n第i时段的建筑供暖热负荷指标q

【技术特征摘要】
1.一种固体蓄热器蓄放热节能智能化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、预设固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内的蓄热体蓄热总量以及该24小时内每个时段固体蓄热器的供热出水温度；
S1.1、预设所述蓄热体蓄热总量的步骤如下：
第i时段的建筑供暖热负荷指标qi为：



式中，qi为第i时段的热负荷指标，W/m2，i＝0,1,2…,23；K1为建筑外墙的传热系数，W/(m2·℃)；、K2为建筑窗的传热系数，W/(m2·℃)；K3为建筑顶层屋顶的传热系数，W/(m2·℃)；K4为建筑底层地面的传热系数，W/(m2·℃)；S1为建筑外墙的面积，m2；S2为建筑窗的面积，m2；S3为建筑顶层屋顶的面积，m2；S4为建筑底层地面的面积，m2；Tsni为第i时段室内设定温度；Tswi为第i时段室外温度；A为建筑面积，m2；
所述蓄热体蓄热总量Qtx为：



式中，蓄热体蓄热总量Qtx的单位为kWh；
Qtxi＝qiA(1.3)
式中，Qtxi为固体蓄热器蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内蓄热体每个时段的蓄热量，kWh；
S1.2、该24小时内每个时段固体蓄热器的预设供热出水温度Tywgi：



式中，vw为供暖系统内设定热水流量，m3/h；ρw为热水平均密度kg/m3，cw为热水比热容，kJ/(kg·℃)；ηgr为管道损失系数；Twhi为每个时段的设定回水温度，℃；
所述ηgr为：



式中，Tywg为前一天24小时内预设供热出水温度的平均值，℃；Twh为前一天24小时内设定回水温度平均值，℃；Tgw为管道保温外表面温度，℃；λbw为保温材料的导热系数，W/m·℃；D1管道保温层直径，mm；D0为管道外径，mm；Lgh为供暖系统供、回水管总长度，m；为管道保温外表面风速(地埋管取0)，m/s；Q'txi为固体蓄热器蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内蓄热体每个时段的蓄热量Qtxi的平均值；
S2、固体蓄热器开始蓄放热，从蓄热初始时刻开始，实时计算蓄热期间内蓄热体的蓄热温度并确定蓄热时间：
通过固体蓄热器从蓄热初始时刻到第二天该时刻24小时内的蓄热体蓄热总量，得到固体蓄热器蓄热期间内蓄热体的蓄热温度Tyxr：



式中，m为蓄热体总质量，kg；c为蓄热体比热容，kJ/(kg·℃)；b为蓄热终止时刻；Qj为蓄热期间固体蓄热器的供热量，j＝0,1,…,b，kWh；ηxr为蓄热效率系数；ηyg预设裕度系数；Txrc为蓄热体设定起始蓄热温度，℃；
蓄热期间固体蓄热器的供热量Qj为：



式中，vws为供暖系统的实时热水流量，m3/h；Tgs为固体蓄热器实时供热出水温度；Ths为固体蓄热器实时回水温度；
当蓄热体的蓄热温度Tyxr大于等于蓄热体的实时温...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐耀祖，徐景久，商向东，朱丹，刘天龙，王爽，
申请(专利权)人：沈阳华维工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21