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(wú)法通過(guò)環(huán)境情況及用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。其缺點(diǎn)為：成本高，能源浪費(fèi)。而峰谷分時(shí)電價(jià)的出現(xiàn)給電鍋爐的功能發(fā)展帶來(lái)契機(jī)。利用夜間電網(wǎng)富裕自動(dòng)加熱，將熱能儲(chǔ)存在儲(chǔ)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(yùn)行進(jìn)行平穩(wěn)、可靠，有必要設(shè)計(jì)出一種對(duì)電鍋爐的運(yùn)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(yùn)行，降低供暖成本，減少能源浪費(fèi)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)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(gè)傳感器、熱量計(jì)、水泵、電動(dòng)閥、鍋爐機(jī)組、蜂鳴器；所述鍋爐機(jī)組通過(guò)水泵連接儲(chǔ)能熱庫(kù)，所述儲(chǔ)能熱庫(kù)內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器，儲(chǔ)能熱庫(kù)連接的主供暖輸出管上設(shè)置熱量計(jì)；所述鍋爐機(jī)組的每個(gè)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(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

進(jìn)一步的，所述水泵的電磁閥通過(guò)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(guò)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(wú)線GPRS遠(yuǎn)程控制器。

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

一種電鍋爐暖電控制方法，通過(guò)PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時(shí)間段內(nèi)向儲(chǔ)能熱庫(kù)充熱，并對(duì)鍋爐機(jī)組進(jìn)行高溫保護(hù)；通過(guò)PLC控制柜控制在平電時(shí)間段和峰電時(shí)間段由儲(chǔ)能熱庫(kù)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(guò)PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時(shí)間段內(nèi)向儲(chǔ)能熱庫(kù)充熱的方法為：

(101)在谷電時(shí)間段開(kāi)始充熱，儲(chǔ)能熱庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存熱量；

(102)通過(guò)傳感器和熱量計(jì)測(cè)量?jī)?chǔ)能熱庫(kù)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(shí)間段；未超出，則只保留一臺(tái)鍋爐開(kāi)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(kāi)始充熱時(shí)間為谷電開(kāi)啟時(shí)間，或谷電開(kāi)啟時(shí)間后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)；由PLC控制柜根據(jù)儲(chǔ)能熱庫(kù)當(dāng)前的熱量或溫度來(lái)計(jì)算并控制。

進(jìn)一步的，通過(guò)PLC控制柜控制在平電時(shí)間段和峰電時(shí)間段由儲(chǔ)能熱庫(kù)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(shí)間段選擇時(shí)間點(diǎn)，作為決定平電是否開(kāi)啟鍋爐時(shí)間td，判斷熱庫(kù)熱量Q是否大于td時(shí)刻計(jì)算的當(dāng)天剩余時(shí)間所需熱量Qd；

(202)若大于，則繼續(xù)由儲(chǔ)能熱庫(kù)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(shí)間結(jié)束進(jìn)入峰電時(shí)間段后，判斷熱庫(kù)熱量Q是否維持至峰電時(shí)間結(jié)束，若是，則繼續(xù)由儲(chǔ)能熱庫(kù)供熱；若否，則PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組開(kāi)啟共熱。

進(jìn)一步的，當(dāng)天剩余時(shí)間所需熱量Qd的計(jì)算方法為：

Qd＝(Qo-Qp)*Qs/Qp

其中：

Qo:熱庫(kù)充滿的熱量(設(shè)定值，可調(diào))；

Qp：在谷電結(jié)束的時(shí)間7；00至td時(shí)間段設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)理論消耗的熱量；

Qs：在谷電結(jié)束的時(shí)間7；00至td時(shí)間段實(shí)際消耗的熱量。

相對(duì)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(shì)：在夜間谷電期間使用儲(chǔ)能熱庫(kù)儲(chǔ)存熱量，在白天進(jìn)行供熱，在節(jié)省成本，減少能源浪費(fèi)的基礎(chǔ)上保證供暖系統(tǒng)的正常運(yùn)行；還實(shí)時(shí)探測(cè)鍋爐內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)電鍋爐的高溫保護(hù)，有助于延長(zhǎng)鍋爐壽命。

附圖說(shuō)明

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

圖2為本實(shí)用實(shí)施例所述的供暖系統(tǒng)儲(chǔ)能熱庫(kù)的示意圖；

圖3為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例所述的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)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(yǔ)“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(jiǎn)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(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“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(duì)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(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“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(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)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(gè)傳感器、熱量計(jì)、水泵、電動(dòng)閥、鍋爐機(jī)組、蜂鳴器；所述鍋爐機(jī)組通過(guò)水泵連接儲(chǔ)能熱庫(kù)，所述儲(chǔ)能熱庫(kù)內(nèi)設(shè)有第一溫度傳感器，儲(chǔ)能熱庫(kù)連接的主供暖輸出管上設(shè)置熱量計(jì)；所述鍋爐機(jī)組的每個(gè)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(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控端。

其中，所述水泵的電磁閥通過(guò)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(guò)四芯屏蔽線連接PLC控制柜。

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

其中，所述PLC控制柜通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接無(wú)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(guò)PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時(shí)間段內(nèi)向儲(chǔ)能熱庫(kù)充熱，并對(duì)鍋爐機(jī)組進(jìn)行高溫保護(hù)；通過(guò)PLC控制柜控制在平電時(shí)間段和峰電時(shí)間段由儲(chǔ)能熱庫(kù)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(guò)PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組在谷電時(shí)間段內(nèi)向儲(chǔ)能熱庫(kù)充熱的方法為：

(101)在谷電時(shí)間段開(kāi)始充熱，儲(chǔ)能熱庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存熱量；

(102)通過(guò)傳感器和熱量計(jì)測(cè)量?jī)?chǔ)能熱庫(kù)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(shí)間段；未超出，則只保留一臺(tái)鍋爐開(kāi)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(kāi)始充熱時(shí)間為谷電開(kāi)啟時(shí)間，或谷電開(kāi)啟時(shí)間后的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)；由PLC控制柜根據(jù)儲(chǔ)能熱庫(kù)當(dāng)前的熱量或溫度來(lái)計(jì)算并控制。

其中，通過(guò)PLC控制柜控制在平電時(shí)間段和峰電時(shí)間段由儲(chǔ)能熱庫(kù)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(shí)間段選擇時(shí)間點(diǎn)，作為決定平電是否開(kāi)啟鍋爐時(shí)間td，判斷熱庫(kù)熱量Q是否大于td時(shí)刻計(jì)算的當(dāng)天剩余時(shí)間所需熱量Qd；

(202)若大于，則繼續(xù)由儲(chǔ)能熱庫(kù)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(shí)間結(jié)束進(jìn)入峰電時(shí)間段后，判斷熱庫(kù)熱量Q是否維持至峰電時(shí)間結(jié)束，若是，則繼續(xù)由儲(chǔ)能熱庫(kù)供熱；若否，則PLC控制柜控制鍋爐機(jī)組開(kāi)啟共熱。

其中，當(dāng)天剩余時(shí)間所需熱量Qd的計(jì)算方法為：

Qd＝(Qo-Qp)*Qs/Qp

其中：

Qo:熱庫(kù)充滿的熱量(設(shè)定值，可調(diào))；

Qp：在谷電結(jié)束的時(shí)間7；00至td時(shí)間段設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)理論消耗的熱量；

Qs：在谷電結(jié)束的時(shí)間7；00至td時(shí)間段實(shí)際消耗的熱量。

參數(shù)設(shè)置：

t:當(dāng)前時(shí)間；

t1:谷電開(kāi)啟時(shí)間(23:00)；

t2:谷電結(jié)束時(shí)間(07:00)；

t3:平電開(kāi)啟時(shí)間(11:30；7:00)；

t4:平電結(jié)束時(shí)間(18:00；8:30)；

td:決定平電是否開(kāi)啟鍋爐時(shí)間；

Qd:在td時(shí)刻所計(jì)算當(dāng)天剩余時(shí)間所需熱量；

Q1：熱庫(kù)在t1時(shí)刻剩余熱量；

Qo:熱庫(kù)充滿的熱量；

Q:熱庫(kù)的熱量；

T:熱庫(kù)的溫度；

To:熱庫(kù)充滿時(shí)溫度；

Qd2:平電充熱結(jié)束時(shí)剩余時(shí)段需要熱量；

Qp：在谷電結(jié)束的時(shí)間7：00至td時(shí)間段設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)理論消耗的熱量；

Qs：在谷電結(jié)束的時(shí)間7：00至td時(shí)間段實(shí)際消耗的熱量；

Qz：在谷電時(shí)段內(nèi)23:00到td時(shí)間熱庫(kù)熱量增長(zhǎng)量；

Qx：前一整天熱庫(kù)消耗的熱量；

Q＝Qo-Qs

Qo-Qp：在td時(shí)間時(shí)刻當(dāng)天剩余時(shí)間設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)理論消耗的熱量。

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

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

22:00<td<＝23:00對(duì)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(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)的計(jì)算

Td＝12點(diǎn)

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(jì)理論負(fù)荷，7點(diǎn)時(shí)熱量表讀數(shù)1,000,000MJ，12點(diǎn)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(shí)施中，鍋爐機(jī)組包括鍋爐H1-H4。在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)(23：:00-7:00，谷電時(shí)間段)，在定時(shí)啟動(dòng)水泵功能啟動(dòng)的情況時(shí)，當(dāng)熱庫(kù)溫度Q＜Q₀(可調(diào))時(shí)，啟動(dòng)鍋爐H1--H4，到熱庫(kù)熱量Q≥Q₀(可調(diào))或時(shí)間段外或定時(shí)啟動(dòng)水泵功能關(guān)閉時(shí)關(guān)閉鍋爐H1--H4。

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

3、平電時(shí)間段內(nèi)加熱：在設(shè)定2個(gè)時(shí)間段內(nèi)(可調(diào))，在定時(shí)啟動(dòng)水泵功能啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)Q＜Qd(可調(diào))時(shí)，啟動(dòng)鍋爐H1--H4，到熱庫(kù)熱量Q≥Qd(可調(diào))或時(shí)間段外或定時(shí)啟動(dòng)水泵功能關(guān)閉時(shí)關(guān)閉鍋爐H1--H4。

4、峰電時(shí)間段控制：在設(shè)定1個(gè)時(shí)間段內(nèi)(可調(diào))，在定時(shí)啟動(dòng)水泵功能啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)Qd-Q≥50MJ(可調(diào))時(shí)，啟動(dòng)鍋爐H1--H4，到熱庫(kù)熱量Qd-Q＜50MJ(可調(diào))或時(shí)間段外或定時(shí)啟動(dòng)水泵功能關(guān)閉時(shí)關(guān)閉鍋爐H1--H4。

5、定時(shí)啟動(dòng)水泵：①在設(shè)定的1個(gè)時(shí)間段內(nèi)(可調(diào))，啟動(dòng)泵P1-P5，M1-M4；時(shí)間段外關(guān)閉泵P1--P5，電動(dòng)閥M1--M4。(水泵可以手動(dòng)選擇啟動(dòng)幾臺(tái)，默認(rèn)全開(kāi))②在設(shè)定的1個(gè)時(shí)間段內(nèi)(可調(diào))，啟動(dòng)泵P1-P5，M1-M4；時(shí)間段外關(guān)閉泵P1--P5，電動(dòng)閥M1--M4。(水泵可以手動(dòng)選擇啟動(dòng)幾臺(tái)，默認(rèn)全開(kāi))

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

7、定時(shí)強(qiáng)制啟動(dòng)加熱：在設(shè)定的3個(gè)時(shí)間段內(nèi)(可調(diào))，啟動(dòng)電動(dòng)閥M1--M4，延時(shí)5s啟動(dòng)泵P1--P5，再延時(shí)5s啟動(dòng)鍋爐H1--H4，時(shí)間段外關(guān)閉鍋爐H1--H4，延時(shí)5s關(guān)閉泵P1--P5，再延時(shí)5s關(guān)閉鍋爐M1--M4。(鍋爐和水泵可以手動(dòng)選擇啟動(dòng)幾臺(tái)，默認(rèn)全開(kāi))(手動(dòng)啟動(dòng)該功能)

8、溫度故障報(bào)警：溫度出現(xiàn)故障或鍋爐高溫保護(hù)時(shí)，啟動(dòng)蜂鳴器；正常時(shí)關(guān)閉。

以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)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)。