槽式光热供暖系统技术方案

本申请提供了一种槽式光热供暖系统。所述供暖系统包括环网交换机和多个槽式光热供暖单元。所述环网交换机与上位控制系统相连。所述多个槽式光热供暖单元分别包括集热装置、直流电机和冗余控制器。所述集热装置，包括镜场集热槽、通过管道分别与所述集热槽相连的导热油系统和循环水系统；所述直流电机，与所述集热槽相连，驱动所述集热槽旋转；所述冗余控制器，控制所述直流电机旋转，包括与所述环网交换机连接的第一控制器和第二控制器。控制系统通过采用主从控制器冗余机制，当主控制器失电或故障时，自动将控制权移交从机，原从机升级为主机，继续原主机切换前的工作状态，从而提高所述供暖系统控制的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
槽式光热供暖系统
本申请属于太阳能
，具体地涉及一种槽式光热供暖系统。
技术介绍
我国北方冬季的供暖主要通过消费化石燃料实现。化石燃料的燃烧会导致一定的环境污染。近年来，我国北方地区进入供暖季时往往伴随着严重雾霾天气的来临，严重危害了人民群众的生产与生活环境。因此，有必要研究通过清洁能源综合利用实现分布式供暖。太阳能是一种重要的可再生清洁能源，具有取之不尽用之不竭的特点。供暖是太阳能利用的一种形式。太阳能光热供暖对加快雾霾治理、促进城镇能源利用清洁化、减少化石能源低效燃烧带来的环境污染、改善北方地区冬季大气环境质量意义重大。槽式光热供暖是太阳能光热供暖的一种重要形式。集热系统采集太阳能转化为热能，只有集热槽在精确跟踪太阳位置时，才能高效获取太阳能。
技术实现思路
本申请旨在提供一种槽式光热供暖系统，通过冗余机制的控制系统对集热槽进行可靠、精确的闭环控制，使得集热槽稳定的跟踪太阳角度，从而提高太阳能的综合利用效率。本申请提供的槽式光热供暖系统，包括：环网交换机，与上位控制系统相连；多个槽式光热供暖单元，分别包括：集热装置，包括镜场集热槽、通过管道分别与所述集热槽相连的导热油系统和循环水系统；直流电机，与所述集热槽相连，驱动所述集热槽旋转；冗余控制器，控制所述直流电机旋转，包括与所述环网交换机连接的第一控制器和第二控制器。根据本申请的一些实施例，所述控制器包括可编程逻辑控制器。根据本申请的一些实施例，所述环网交换机包括：第一环网交换机和第二环网交换机，分别与所述第一控制器和第二控制器相连。进一步地，所述第一控制器为主控制器，所述第二控制器为从控制器；所述第一控制器与所述第一环网交换机连接；所述第二控制器与所述第二环网交换机连接。根据本申请的一些实施例，所述控制器具备对时功能。根据本申请的一些实施例，所述控制器包括：数据采集模块，从传感器采集传感器数据；计算模块，根据接收的时间和地理位置信息计算集热槽目标跟踪角度；驱动控制模块，根据所述传感器数据和所述目标跟踪角度控制直流电机驱动集热槽旋转。进一步地，所述传感器包括：冗余设置的第一倾角传感器和第二倾角传感器，感测集热槽的实时跟踪角度。根据本申请的一些实施例，所述控制器还包括：Modbus通讯模块，所述数据采集模块通过所述Modbus通讯模块采集所述倾角传感器的传感器数据。通过计算集热槽目标位置，并采用倾角传感器采集集热槽实时位置，可实现集热槽对太阳位置的闭环精准追踪。进一步地，当所述目标跟踪角度与所述实时跟踪角度之间的差值超过预定的死区角度时，所述驱动控制模块控制所述直流电机旋转。通过考虑死区角度对集热槽进行间歇控制，在改善集热槽调节特性的同时，可以同时保持集热槽高效采集太阳能。根据本申请的一些实施例，所述传感器还包括下述传感器中的一种或多种：辐照传感器，通过硬接线向所述数据采集模块传输当前时间和位置的太阳辐照信息；风速传感器，通过硬接线向所述数据采集模块传输当前时间和位置的风速信息；温度传感器，通过硬接线向所述数据采集模块传输温度数据；限位开关，通过硬接线向所述数据采集模块传输开关量输出数据。充分考虑外界环境因素，可实现对控制系统的保护。根据本申请的一些实施例，所述冗余控制器为设置于室外镜场的就地柜形式。根据本申请的一些实施例，所述槽式光热供暖单元还包括：油水换热器，连接所述导热油系统和所述循环水系统，其油路侧设置旁路阀；所述导热油系统，包括通过管道相连的油汽分离器、膨胀油箱、储油箱和导热油泵；所述循环水系统，包括通过管道相连的蓄热水箱和散热终端。根据本申请的一些实施例，所述槽式光热供暖单元还包括：辅助热源装置，与所述散热终端相连。进一步地，所述辅助热源装置包括空气源热泵和/或液体能量加热装置。在夜间及恶劣天气下采用辅助热源供热，可保证供暖的连续性及平稳性。根据本申请的一些实施例，所述槽式光热供暖单元还包括：防风抑尘围栏，设置于所述集热槽周围。本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例。图1示出根据本申请示例实施例的槽式光热供暖系统组成图；图2示出根据本申请示例实施例的槽式光热供暖系统控制器组成框图；图3示出根据本申请示例实施例的槽式光热供暖系统控制原理图；图4示出根据本申请示例实施例的控制系统功能冗余机制运行示意图。具体实施方式下面将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例。提供这些实施例是为使得本申请更全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本申请概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，可能不是按比例的。附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。专利技术人发现，现有的槽式光热供暖系统中，集热槽的跟踪控制一般为开环控制，系统整体控制精度较差。实际运行过程中，较少考虑阴雨等天气下的连续平稳供热。对于大风恶劣天气或太阳辐射迅速提升导致聚焦过热等情况的控制保护模式考虑的较少。而且，控制系统未考虑冗余机制，一旦控制器出现故障，影响这个供暖系统的运行。针对现有技术中的问题，本专利技术人提出一种槽式光热供暖系统，通过采集集热槽实时跟踪角度实现闭环控制；采用冗余机制的控制系统，提高整个系统的运行可靠性。以下将结合附图，对本申请的技术方案进行详细说明。图1示出根据本申请示例实施例的槽式光热供暖单元组成图。本申请提供的槽式光热供暖系统包括多个槽式光热供暖单元1000。如图1所示，槽式光热供暖单元1000包括：集热装置100、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种槽式光热供暖系统，其特征在于，包括：/n环网交换机，与上位控制系统相连；/n多个槽式光热供暖单元，分别包括：/n集热装置，包括镜场集热槽、通过管道分别与所述集热槽相连的导热油系统和循环水系统；/n直流电机，与所述集热槽相连，驱动所述集热槽旋转；/n冗余控制器，控制所述直流电机旋转，包括与所述环网交换机连接的第一控制器和第二控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种槽式光热供暖系统，其特征在于，包括：
环网交换机，与上位控制系统相连；
多个槽式光热供暖单元，分别包括：
集热装置，包括镜场集热槽、通过管道分别与所述集热槽相连的导热油系统和循环水系统；
直流电机，与所述集热槽相连，驱动所述集热槽旋转；
冗余控制器，控制所述直流电机旋转，包括与所述环网交换机连接的第一控制器和第二控制器。


2.根据权利要求1所述的槽式光热供暖系统，其特征在于，所述控制器包括可编程逻辑控制器。


3.根据权利要求1所述的槽式光热供暖系统，其特征在于，所述环网交换机包括：
第一环网交换机和第二环网交换机，分别与所述第一控制器和第二控制器相连。


4.根据权利要求3所述的槽式光热供暖系统，其特征在于，
所述第一控制器为主控制器，所述第二控制器为从控制器；
所述第一控制器与所述第一环网交换机连接；
所述第二控制器与所述第二环网交换机连接。


5.根据权利要求1所述的槽式光热供暖系统，其特征在于，所述控制器具备对时功能。


6.根据权利要求5所述的槽式光热供暖系统，其特征在于，所述控制器包括：
数据采集模块，从传感器采集传感器数据；
计算模块，根据接收的时间和地理位置信息计算集热槽目标跟踪角度；
驱动控制模块，根据所述传感器数据和所述目标跟踪角度控制直流电机驱动集热槽旋转。


7.根据权利要求6所述的槽式光热供暖系统，其特征在于，所述传感器包括：
冗余设置的第一倾角传感器和第二倾角传感器，感测集热槽的实时跟踪角度。


8.根据权利要求7所述的槽式光热供暖系统，其特征在于，所述控制器还包括：
Modbus...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奔，牛洪海，吴波，徐卫峰，蔡丹，宋诚骁，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32