本發(fā)明創(chuàng)造屬于電鍋爐供暖領(lǐng)域，尤其是涉及一種電鍋爐暖電控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)缺乏調(diào)節(jié)和節(jié)能控制手段，無法通過環(huán)境情況及用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。其缺點為：成本高，能源浪費。而峰谷分時電價的出現(xiàn)給電鍋爐的功能發(fā)展帶來契機(jī)。利用夜間電網(wǎng)富裕自動加熱，將熱能儲存在儲熱設(shè)備內(nèi)，白天利用暖電進(jìn)行供暖。隨著這種供暖方式的發(fā)展，且為保證供暖系統(tǒng)的運行進(jìn)行平穩(wěn)、可靠，有必要設(shè)計出一種對電鍋爐的運行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、降低供熱成本的控制系統(tǒng)。

發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種電鍋爐暖電控制系統(tǒng)及方法，以保證供暖系統(tǒng)的正常運行，降低供暖成本，減少能源浪費。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種電鍋爐暖電控制系統(tǒng)，包括PLC控制柜，與PLC控制柜連接的多個傳感器、熱量計、水泵、電動閥、鍋爐機(jī)組、蜂鳴器；所述鍋爐機(jī)組通過水泵連接儲能熱庫，所述儲能熱庫內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器，儲能熱庫連接的主供暖輸出管上設(shè)置熱量計；所述鍋爐機(jī)組的每個鍋爐內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器、水位傳感器；所述PLC控制柜還連接無線遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

進(jìn)一步的，所述水泵的電磁閥通過中間繼電器或接觸器連接PLC控制柜。

進(jìn)一步的，所述各傳感器均通過四芯屏蔽線連接PLC控制柜。

進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端為無線GPRS遠(yuǎn)程控制器。

進(jìn)一步的，所述PLC控制柜通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接無線GPRS遠(yuǎn)程控制器。

一種電鍋爐暖電控制方法，通過PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時間段內(nèi)向儲能熱庫充熱，并對鍋爐機(jī)組進(jìn)行高溫保護(hù)；通過PLC控制柜控制在平電時間段和峰電時間段由儲能熱庫供熱，并判斷是否需要控制鍋爐機(jī)組補(bǔ)充供熱。

進(jìn)一步的，所述通過PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時間段內(nèi)向儲能熱庫充熱的方法為：

(101)在谷電時間段開始充熱，儲能熱庫內(nèi)儲存熱量；

(102)通過傳感器和熱量計測量儲能熱庫的熱量或溫度是否大于PLC控制柜設(shè)定的充滿值；

(103)若是，則判斷是否超出谷電時間段；未超出，則只保留一臺鍋爐開啟以防凍；已超出，則停止鍋爐機(jī)組供熱。

進(jìn)一步的，步驟(101)所述開始充熱時間為谷電開啟時間，或谷電開啟時間后的一個時間點；由PLC控制柜根據(jù)儲能熱庫當(dāng)前的熱量或溫度來計算并控制。

進(jìn)一步的，通過PLC控制柜控制在平電時間段和峰電時間段由儲能熱庫供熱，并判斷是否需要控制鍋爐機(jī)組補(bǔ)充供熱的具體方法為：

(201)在平電時間段選擇時間點，作為決定平電是否開啟鍋爐時間td，判斷熱庫熱量Q是否大于td時刻計算的當(dāng)天剩余時間所需熱量Qd；

(202)若大于，則繼續(xù)由儲能熱庫供熱；若小于，則PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組進(jìn)行平電充熱供熱；

(203)平電時間結(jié)束進(jìn)入峰電時間段后，判斷熱庫熱量Q是否維持至峰電時間結(jié)束，若是，則繼續(xù)由儲能熱庫供熱；若否，則PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組開啟共熱。

進(jìn)一步的，當(dāng)天剩余時間所需熱量Qd的計算方法為：

Qd＝(Qo-Qp)*Qs/Qp

其中：

Qo:熱庫充滿的熱量(設(shè)定值，可調(diào))；

Qp：在谷電結(jié)束的時間7；00至td時間段設(shè)計負(fù)荷時理論消耗的熱量；

Qs：在谷電結(jié)束的時間7；00至td時間段實際消耗的熱量。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種電鍋爐暖電控制系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)勢：在夜間谷電期間使用儲能熱庫儲存熱量，在白天進(jìn)行供熱，在節(jié)省成本，減少能源浪費的基礎(chǔ)上保證供暖系統(tǒng)的正常運行；還實時探測鍋爐內(nèi)的溫度，實現(xiàn)對電鍋爐的高溫保護(hù)，有助于延長鍋爐壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用實施例所述的供暖系統(tǒng)儲能熱庫的示意圖；

圖3為本發(fā)明創(chuàng)造實施例所述的控制流程圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合實施例及附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造。

如圖1和圖2所示，一種電鍋爐暖電控制系統(tǒng)，包括PLC控制柜，與PLC控制柜連接的多個傳感器、熱量計、水泵、電動閥、鍋爐機(jī)組、蜂鳴器；所述鍋爐機(jī)組通過水泵連接儲能熱庫，所述儲能熱庫內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器，儲能熱庫連接的主供暖輸出管上設(shè)置熱量計；所述鍋爐機(jī)組的每個鍋爐內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器、水位傳感器；所述PLC控制柜還連接無線遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

其中，所述水泵的電磁閥通過中間繼電器或接觸器連接PLC控制柜。

其中，所述各傳感器均通過四芯屏蔽線連接PLC控制柜。

其中，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控端為無線GPRS遠(yuǎn)程控制器。

其中，所述PLC控制柜通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接無線GPRS遠(yuǎn)程控制器。

如圖3所示，一種電鍋爐暖電控制方法，通過PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時間段內(nèi)向儲能熱庫充熱，并對鍋爐機(jī)組進(jìn)行高溫保護(hù)；通過PLC控制柜控制在平電時間段和峰電時間段由儲能熱庫供熱，并判斷是否需要控制鍋爐機(jī)組補(bǔ)充供熱。

其中，所述通過PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時間段內(nèi)向儲能熱庫充熱的方法為：

(101)在谷電時間段開始充熱，儲能熱庫內(nèi)儲存熱量；

(102)通過傳感器和熱量計測量儲能熱庫的熱量或溫度是否大于PLC控制柜設(shè)定的充滿值；

(103)若是，則判斷是否超出谷電時間段；未超出，則只保留一臺鍋爐開啟以防凍；已超出，則停止鍋爐機(jī)組供熱。

其中，步驟(101)所述開始充熱時間為谷電開啟時間，或谷電開啟時間后的一個時間點；由PLC控制柜根據(jù)儲能熱庫當(dāng)前的熱量或溫度來計算并控制。

其中，通過PLC控制柜控制在平電時間段和峰電時間段由儲能熱庫供熱，并判斷是否需要控制鍋爐機(jī)組補(bǔ)充供熱的具體方法為：

(201)在平電時間段選擇時間點，作為決定平電是否開啟鍋爐時間td，判斷熱庫熱量Q是否大于td時刻計算的當(dāng)天剩余時間所需熱量Qd；

(202)若大于，則繼續(xù)由儲能熱庫供熱；若小于，則PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組進(jìn)行平電充熱供熱；

(203)平電時間結(jié)束進(jìn)入峰電時間段后，判斷熱庫熱量Q是否維持至峰電時間結(jié)束，若是，則繼續(xù)由儲能熱庫供熱；若否，則PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組開啟共熱。

其中，當(dāng)天剩余時間所需熱量Qd的計算方法為：

Qd＝(Qo-Qp)*Qs/Qp

其中：

Qo:熱庫充滿的熱量(設(shè)定值，可調(diào))；

Qp：在谷電結(jié)束的時間7；00至td時間段設(shè)計負(fù)荷時理論消耗的熱量；

Qs：在谷電結(jié)束的時間7；00至td時間段實際消耗的熱量。

參數(shù)設(shè)置：

t:當(dāng)前時間；

t1:谷電開啟時間(23:00)；

t2:谷電結(jié)束時間(07:00)；

t3:平電開啟時間(11:30；7:00)；

t4:平電結(jié)束時間(18:00；8:30)；

td:決定平電是否開啟鍋爐時間；

Qd:在td時刻所計算當(dāng)天剩余時間所需熱量；

Q1：熱庫在t1時刻剩余熱量；

Qo:熱庫充滿的熱量；

Q:熱庫的熱量；

T:熱庫的溫度；

To:熱庫充滿時溫度；

Qd2:平電充熱結(jié)束時剩余時段需要熱量；

Qp：在谷電結(jié)束的時間7：00至td時間段設(shè)計負(fù)荷時理論消耗的熱量；

Qs：在谷電結(jié)束的時間7：00至td時間段實際消耗的熱量；

Qz：在谷電時段內(nèi)23:00到td時間熱庫熱量增長量；

Qx：前一整天熱庫消耗的熱量；

Q＝Qo-Qs

Qo-Qp：在td時間時刻當(dāng)天剩余時間設(shè)計負(fù)荷時理論消耗的熱量。

7：00<td<＝10:00對應(yīng)：Qp＝12.8*(td-10)*80000/1000*3.6

10：00<td<＝22:00對應(yīng)：Qp＝(12.8*3+24.5*(td-10))*80000/1000*3.6

22:00<td<＝23:00對應(yīng)：Qp＝(12.8*3+24.5*12+12.8*(td-22))*80000/1000*3.6

Qs/Qp＝Qd/(Qo-Qp)

Qd＝Qs/Qp(Qo-Qp)

舉例：在中午12點進(jìn)行檢測的計算

Td＝12點

Qo＝650*170＝110500MJ

Qp＝(12.8*3+24.5*(12-10))*80000/1000*3.6＝25171.2MJ

當(dāng)天天氣冷，超出設(shè)計理論負(fù)荷，7點時熱量表讀數(shù)1,000,000MJ，12點熱量表的讀數(shù)，Q＝1,030,500MJ

Qs＝1,030,500-1,000,000＝30500MJ

Q＝110500-30500＝80000

Qd＝Qs/Qp(Qo-Qp)＝30500/25171.2*(110500-25171.2)＝103393.1MJ

此刻，Q<Qd。

具體工作原理：

1、本發(fā)明實施中，鍋爐機(jī)組包括鍋爐H1-H4。在設(shè)定的時間段內(nèi)(23：:00-7:00，谷電時間段)，在定時啟動水泵功能啟動的情況時，當(dāng)熱庫溫度Q＜Q₀(可調(diào))時，啟動鍋爐H1--H4，到熱庫熱量Q≥Q₀(可調(diào))或時間段外或定時啟動水泵功能關(guān)閉時關(guān)閉鍋爐H1--H4。

2、防凍加熱：谷電時間內(nèi)(同第一條)，在定時啟動水泵功能啟動時，當(dāng)Q≥Q₀時，啟動鍋爐H1--H4，時間段外或定時啟動水泵功能關(guān)閉時關(guān)閉鍋爐H1--H4。(鍋爐可以手動選擇幾臺啟動，默認(rèn)全開)

3、平電時間段內(nèi)加熱：在設(shè)定2個時間段內(nèi)(可調(diào))，在定時啟動水泵功能啟動時，當(dāng)Q＜Qd(可調(diào))時，啟動鍋爐H1--H4，到熱庫熱量Q≥Qd(可調(diào))或時間段外或定時啟動水泵功能關(guān)閉時關(guān)閉鍋爐H1--H4。

4、峰電時間段控制：在設(shè)定1個時間段內(nèi)(可調(diào))，在定時啟動水泵功能啟動時，當(dāng)Qd-Q≥50MJ(可調(diào))時，啟動鍋爐H1--H4，到熱庫熱量Qd-Q＜50MJ(可調(diào))或時間段外或定時啟動水泵功能關(guān)閉時關(guān)閉鍋爐H1--H4。

5、定時啟動水泵：①在設(shè)定的1個時間段內(nèi)(可調(diào))，啟動泵P1-P5，M1-M4；時間段外關(guān)閉泵P1--P5，電動閥M1--M4。(水泵可以手動選擇啟動幾臺，默認(rèn)全開)②在設(shè)定的1個時間段內(nèi)(可調(diào))，啟動泵P1-P5，M1-M4；時間段外關(guān)閉泵P1--P5，電動閥M1--M4。(水泵可以手動選擇啟動幾臺，默認(rèn)全開)

6、高溫保護(hù)：當(dāng)鍋爐H1溫度T1≥95℃(可調(diào))時，關(guān)閉鍋爐H1，到T1＜90℃(可調(diào))時，恢復(fù)；當(dāng)鍋爐H2溫度T2≥95℃(可調(diào))時，關(guān)閉鍋爐H2，到T2＜90℃(可調(diào))時，恢復(fù)；當(dāng)鍋爐H3溫度T3≥95℃(可調(diào))時，關(guān)閉鍋爐H2，到T3＜90℃(可調(diào))時，恢復(fù)；當(dāng)鍋爐H4溫度T4≥95℃(可調(diào))時，關(guān)閉鍋爐H4，到T4＜90℃(可調(diào))時，恢復(fù)。

7、定時強(qiáng)制啟動加熱：在設(shè)定的3個時間段內(nèi)(可調(diào))，啟動電動閥M1--M4，延時5s啟動泵P1--P5，再延時5s啟動鍋爐H1--H4，時間段外關(guān)閉鍋爐H1--H4，延時5s關(guān)閉泵P1--P5，再延時5s關(guān)閉鍋爐M1--M4。(鍋爐和水泵可以手動選擇啟動幾臺，默認(rèn)全開)(手動啟動該功能)

8、溫度故障報警：溫度出現(xiàn)故障或鍋爐高溫保護(hù)時，啟動蜂鳴器；正常時關(guān)閉。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。