一种泛能机及泛能机的控制方法及系统与流程

本发明涉及清洁能源利用领域，尤其涉及一种泛能机及泛能机的控制方法及系统。

背景技术：

为了缓解用电压力以及保护环境，现在清洁能源已经走进家家户户。目前大多数城市都已经使用天然气进行日常生活。

现有技术中提供了一种燃气壁挂炉，上述的燃气壁挂炉是通过燃烧天然气产生的热能来实现家庭供暖的目的，该壁挂炉是通过燃烧天然气产生的热量输送到采暖管路中，将采暖管路中的冷水加热变成热水，该热水通过加热室内空气从而提高室内环境温度，进而实现家庭供暖。

但是，发明人发现，上述的燃气壁挂炉在消耗一定的燃气量的情况下，由于燃气壁挂炉自身的条件限制使得燃气利用不充分，仅能产生部分的热能，从而导致该壁挂炉对能源的利用率不高。因此，如何提高能源的利用率是目前亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种泛能机及泛能机的控制方法及系统，旨在提高能源的利用率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种泛能机，所述泛能机连接储水箱、采暖管路以及负载，所述泛能机包括：燃气锅炉、斯特林发电机以及换热器，所述燃气锅炉和所述斯特林发电机的输入端通过风机与燃气管路相连，所述燃气锅炉的输出端和所述斯特林发电机的热能输出端与所述换热器相连，所述斯特林发电机的电能输出端与所述负载相连，其中，所述换热器用于向储水箱提供生活热水以及通过采暖管路提高室内环境温度；所述泛能机还包括：分别与所述斯特林发电机、所述燃气锅炉以及所述风机相连的控制器，其中：

所述控制器用于获取所述室内环境温度；还用于根据所述室内环境温度和预设室内环境温度，控制所述风机将燃气输送至燃气锅炉并开启或关闭所述燃气锅炉，和/或控制所述风机将燃气输送至所述斯特林发电机并开启或关闭所述斯特林发电机；或者，

所述控制器用于获取所述储水箱内的水温；还用于根据所述储水箱内的水温和预设水温，控制所述风机将燃气输送至燃气锅炉并开启所述燃气锅炉，和/或控制所述风机将燃气输送至所述斯特林发电机并开启所述斯特林发电机。

第二方面，提供一种泛能机的控制方法，应用于第一方面所述的泛能机，所述方法包括：

所述控制器获取所述室内环境温度；根据所述室内环境温度和预设室内环境温度，控制所述风机将燃气输送至燃气锅炉并开启所述燃气锅炉，和/或控制所述风机将燃气输送至所述斯特林发电机并开启所述斯特林发电机；或者，

所述控制器获取所述储水箱内的水温；根据所述储水箱内的水温和预设水温，控制所述风机将燃气输送至燃气锅炉并开启所述燃气锅炉，和/或控制所述风机将燃气输送至所述斯特林发电机并开启所述斯特林发电机。

第三方面，提供一种泛能机系统，包括第一方面所述的泛能机，还包括：储水箱、采暖管路以及负载；所述泛能机均与所述储水箱、所述采暖管路以及所述负载相连，其中：

所述泛能机中燃气锅炉的输出端和斯特林发电机的热能输出端用于向所述储水箱和所述采暖管路提供热能；

所述泛能机中斯特林发电机的电能输出端用于向所述负载提供电能。

本发明实施例提供的泛能机及泛能机的控制方法及系统，该泛能机连接储水箱、采暖管路以及负载，泛能机包括：燃气锅炉、斯特林发电机以及换热器，泛能机还包括：分别与斯特林发电机、燃气锅炉以及风机相连的控制器，相比于现有技术中的燃气壁挂炉，在消耗相同燃气量的情况下，现有技术中的燃气壁挂炉仅能产生部分的热能，而本方案中的泛能机不仅能产生相同量的热能，还可以额外的产生部分电能，因此使用本方案中的泛能机能够提高能源的利用率；此外，本方案中的泛能机产生的电能用于为负载供电，避免了使用市电对负载供电，从而节省了市电所对应的费用。进一步的，由于本方案中的控制器是用于根据室内环境温度和预设室内环境温度，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启或关闭燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启或关闭斯特林发电机，使得在为用户带来低成本的生活的同时，还实现了泛能机的智能控制，为用户带来了便捷的生活服务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种泛能机的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的另一种泛能机的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的基于图2所示的泛能机结构示意图中的三通阀切换的流程图；

图4为本发明的实施例提供的一种泛能机系统的结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的另一种泛能机系统的结构示意图；

图6为本发明的实施例提供的一种泛能机的控制方法的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中的提及的泛能机是一种智能化分布式能源装备；它以天然气作为主要输入能源，可以以太阳能、风能等可再生能源及其它传统化石能源作为辅助输入能源；泛能机按照能源生产、储运、应用和回收的能效四环节方式，根据用户不同需求进行能源转化，满足用户对电能和热能的需要。

本发明实施例中的斯特林发电机是一种通过外部加热使气缸内工作介质(氢气或氦气)作周期性压缩和膨胀，进而推动活塞作往复运动并切割磁力线产生电能的装置；另外，发电过程中产生的余热还可以通过回收装置进行收集，满足用户对热能的部分需求。

本发明实施例中的峰谷电价机制是对客户在使用高峰、低谷不同时段的电能实行不同的价格,这种峰、谷时段有较大差别的电价叫峰谷分时电价，其中，高峰时段使用的电价称为高价峰电，低谷时段使用的电价称为低价谷电。

本发明实施例中，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例中提及的“第一”“第二”等叙述词，除非根据上下文其确实表达顺序之意，应当理解为仅仅是起区分之用。

本发明实施例提供一种泛能机，如图1所示，该泛能机1连接储水箱、采暖管路以及负载，该泛能机1包括：燃气锅炉11、斯特林发电机12以及换热器13，燃气锅炉11和斯特林发电机12的输入端通过风机15与燃气管路相连，燃气锅炉11的输出端和斯特林发电机12的热能输出端与换热器13相连，斯特林发电机12的电能输出端与负载相连，其中，换热器13用于向储水箱提供生活热水以及通过采暖管路提高室内环境温度；该泛能机1还包括：分别与斯特林发电机12、燃气锅炉11以及风机15相连的控制器14，其中：

控制器14用于获取室内环境温度；还用于根据室内环境温度和预设室内环境温度，控制风机15将燃气输送至燃气锅炉11并开启燃气锅炉11，和/或控制风机15将燃气输送至斯特林发电机12并开启斯特林发电机12。或者，

控制器14用于获取储水箱内的水温；还用于根据储水箱内的水温和预设水温，控制风机15将燃气输送至燃气锅炉11并开启燃气锅炉11，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机12并开启斯特林发电机12。

示例性的，上述的泛能机1还包括：第一温度传感器，该第一温度传感器与控制器14相连，该第一温度传感器设置在室内(例如室内的客厅或卧室)，用于检测室内环境温度；控制器14在获取室内环境温度时，具体用于：

第一温度传感器检测室内环境温度，控制器14用于接收第一温度传感器上报的室内环境温度。

示例性的，上述的泛能机还包括：第二温度传感器，该第二温度传感器与控制器14相连，并设置在储水箱内部，用于检测储水箱内的水温；控制器14在获取储水箱内的水温时，具体用于：

第二温度传感器检测储水箱内的水温，控制器14用于接收第二温度传感器上报的储水箱内的水温。

示例性的，控制器14还用于根据室内环境温度和预设室内环境温度，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机具体包括：

当室内环境温度低于预设室内环境温度时，控制器14控制风机15将燃气输送至斯特林发电机12并开启斯特林发电机12或控制风机15将燃气输送至燃气锅炉11并开启燃气锅炉11。

当室内环境温度低于预设室内环境温度时，控制器14控制风机将燃气输送至斯特林发电机12并开启斯特林发电机12，在预定时间段内室内环境温度仍然低于预设室内环境温度时，控制器14控制风机15将燃气输送至燃气锅炉11并开启燃气锅炉11。

示例性的，控制器14还用于根据储水箱内的水温和预设水温，控制风机15将燃气输送至燃气锅炉11并开启燃气锅炉11，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机12并开启斯特林发电机12具体包括：

当储水箱内的水温低于预设水温时，控制器14控制风机15将燃气输送至斯特林发电机12并开启斯特林发电机12或控制风机15将燃气输送至燃气锅炉11并开启燃气锅炉11。

当储水箱内的水温低于预设水温时，控制器14控制风机将燃气输送至斯特林发电机12并开启斯特林发电机12，在预定仍然时间段内当储水箱内的水温低于预设水温时，控制器14控制风机15将燃气输送至燃气锅炉11并开启燃气锅炉11。

上述的示例仅仅是控制器控制燃气锅炉开启以及斯特林发电机开启的一种实现方式，这里仅是举例说明，并不进行限定。

示例性的，上述换热器中的水是由储水箱中的冷水提供的，使得换热器与储水箱中的水实现了循环利用，从而也节省了水资源。

需要说明的是，上述的预定时间段可以是用户根据自己的需求进行设定的，也可以是厂家在出厂时设定的固定时间阈值，这里不进行限定。

为了满足用户操作以及使用的需求，如图2所示，上述的泛能机1还包括：触摸屏16和温控面板17，触摸屏16和温控面板17均与控制器14相连，其中：触摸屏16和温控面板17均设置在室内客厅或卧室的墙壁上。

示例性的，上述的触摸屏16可以实现用户对数据的设定，例如，用户可以设定自己需求的室内环境温度以及储水箱内的水温。上述的温控面板17可以使用户方便的查看数据信息以及设备状态信息。例如，用户可以通过温控面板17来查看当前时刻的室内环境温度值以及储水箱内的水温值，还可以通过温控面板17来查看当前时刻斯特林发电机12处于开启或关闭状态，以及查看燃气锅炉11处于工作状态还是非工作状态。

示例性的，如图2所示，上述的泛能机1还包括：与控制器14相连的三通阀18，三通阀18的第一接口通过管道与换热器13相连，三通阀18的第二接口通过管道与储水箱相连，三通阀18的第三接口通过管道与采暖管路相连；其中：

控制器通过三通阀18控制换热器13与储水箱间连通管道的连通，并控制换热器13与采暖管路间连通管道的关闭；或者，控制器通过三通阀18控制换热器13与储水箱间连通管道的关闭，并控制换热器13与采暖管路间连通管道的连通。

示例性的，当储水箱内的水温低于预设水温时，控制器14控制三通阀18连通换热器与储水箱间的连通管道，并关闭换热器13与采暖管路间的连通管道。

当储水箱内的水温高于预设水温时，控制器14控制三通阀18关闭换热器13与储水箱间的连通管道，并连通换热器13与采暖管路间的连通管道。

参考图3所示的流程图，说明三通阀如何进行切换来实现室内环境温度的升高以及储水箱内水温的升高。当储水箱内水温低于预设水温时，控制器控制三通阀连通换热器与储水箱间的连通管道；否则，判断室内环境温度是否低于预设室内环境温度，若是，则控制器控制三通阀连通换热器与采暖管路间的连通管道，若否，则停止泛能机。当同时满足储水箱内水温高于预设水温以及室内环境温度高于预设室内环境温度时，则停止泛能机。否则，继续循环上述的过程，具体见图3所示的流程图。

需要说明的是，本发明实施例中的三通阀18可以实现在家庭供暖管路以及储水箱两个回路之间的切换，同一时刻换热器13中的热水只能流向供暖设备或者储水箱。但是，当用户同时需要泛能机为储水箱和采暖管路进行供暖时，泛能机中的控制器14优先将三通阀18切换至储水箱换热回路，通过储水箱内的换热盘管为储水箱内的水进行加热，待储水箱中的热水达到用户的设定水温时自动将三通阀18切换到供暖装置回路，满足用户的采暖需求。

进一步的，如图2所示，上述的泛能机1还包括：与控制器14相连的水泵19，该水泵19设置在换热器13与三通阀18间连通的管道上，其中：

控制器14通过控制水泵19将换热器13中的热水输送至采暖管路以及储水箱。

本发明实施例提供的泛能机，该泛能机连接储水箱、采暖管路以及负载，泛能机包括：燃气锅炉、斯特林发电机以及换热器，泛能机还包括：分别与斯特林发电机、燃气锅炉以及风机相连的控制器，相比于现有技术中的燃气壁挂炉，在消耗相同燃气量的情况下，现有技术中的燃气壁挂炉仅能产生部分的热能，而本方案中的泛能机不仅能产生相同量的热能，还可以额外的产生部分电能，因此使用本方案中的泛能机能够提高能源的利用率；此外，本方案中的泛能机产生的电能用于为负载供电，避免了使用市电对负载供电，从而节省了市电所对应的费用。进一步的，由于本方案中的控制器是用于根据室内环境温度和预设室内环境温度，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启或关闭燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启或关闭斯特林发电机，使得在为用户带来低成本的生活的同时，还实现了泛能机的智能控制，为用户带来了便捷的生活服务。

下面将基于图1对应的泛能机的实施例中的相关描述对本发明实施例提供的一种泛能机系统进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述。

本发明实施例提供一种泛能机系统，如图4所示，该泛能机系统包括上述描述的泛能机1，该泛能机系统2还包括：储水箱21、采暖管路22以及负载23，泛能机1均与储水箱21、采暖管路22以及负载23相连，其中：

泛能机1中燃气锅炉的输出端和斯特林发电机的热能输出端用于向储水箱21和采暖管路22提供热能。

泛能机1中斯特林发电机的电能输出端用于向负载23提供电能。

为了准确统计家庭泛能机系统中斯特林发电机产生的电能，如图5所示，该泛能机系统2还包括：双向电表24，双向电表24连接在泛能机中斯特林发电机的电能输出端和市电电网之间；其中：

泛能机中斯特林发电机用于通过双向电表24将电能输送至市电电网。

为了存储泛能机1所产生的电能，如图5所示，该泛能机系统2还包括：电池储电单元25，该电池储电单元25连接在泛能机中斯特林发电机的电能输出端和负载23之间，其中：

泛能机1中的斯特林发电机用于将电能输送至电池储电单元25。

该电池储电单元25用于向负载23提供电能。

示例性的，电池储电单元25的集成不仅可以满足用户在断电情况下的用电需求，而且还可以将低价谷电存储以供峰电时段使用，实现用电的“削峰填谷”，使用户更加有效的利用电网，达到节约用电成本的目的。泛能机1中的控制器不仅可以读取电池储电单元的储电量，而且还可以控制电池储电单元的充放电功率，确保在峰电时段到来之前储满电量。

示例性的，上述的泛能机系统在集成电池储电单元25后，泛能机1的输出电能首先满足负载的电需求，然后将剩余电能为电池储电单元25充电，电池储电单元25充满电后将剩余电能通过双向电表24输送到市电电网。如果电池储电单元25在峰电时段即将到来之前没有达到额定储电量，那么控制器就会调配市电通过储能逆变器为其充电，在峰电时段控制器优先控制泛能机1和电池储电单元25为负载提供电能，在输出功率不足的情况利用市电进行补充。

进一步的，为了增加可再生资源的利用率以及降低碳排放量，如图5所示，该泛能机系统2还包括:光伏发电单元26，光伏发电单元26与泛能机中控制器14相连，其中：

泛能机1中控制器用于调配光伏发电单元26产生的电能。

光伏发电单元26用于向负载23提供电能，还用于向电池存储单元25提供电能，还用于通过双向电表24输送至市电电网。

示例性的，上述的光伏发电单元26与泛能机中的控制器相连，控制器对光伏发电单元26产生的电能具有调配作用，光伏发电单元26产生的电能首先满足用户负载的电需求，然后将剩余电能为电池储电单元25充电，充满电后将剩余电能通过双向电表24输送到市电电网。该光伏发电单元26的集成不仅为环境保护做出了贡献，而且随着国家和地方政府的各种补贴政策的落实，用户还可以获得将泛能机1以及光伏发电单元26产生的电能输送至市电电网所对应的丰厚的收益。

本发明实施例提供的泛能机系统，一方面通过泛能机中燃气锅炉的输出端和斯特林发电机的热能输出端向储水箱和采暖管路提供热能，另一方面通过泛能机中斯特林发电机的电能输出端向负载提供电能。相比于现有技术中的燃气壁挂炉，在消耗相同然气量的情况下，现有技术中的燃气壁挂炉仅能产生部分的热能，而本方案中的泛能机不仅能产生相同量的热能，还可以额外的产生部分电能，因此使用本方案中的泛能机能够提高能源的利用率。

下面将基于图1对应的泛能机的实施例中的相关描述对本发明实施例提供的一种泛能机的控制方法进行介绍。以下实施例中与上述实施例相关的技术术语、概念等的说明可以参照上述的实施例，这里不再赘述。

本发明实施例提供一种泛能机的控制方法，应用上述描述的泛能机，如图6所示，该方法包括：

301、泛能机的控制器获取室内环境温度，根据室内环境温度和预设室内环境温度，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机；或者，泛能机的控制器获取储水箱内的水温，根据储水箱内的水温和预设水温，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机。

示例性的，步骤301中泛能机的控制器获取室内环境温度具体包括：

301a、第一温度传感器检测室内环境温度，泛能机的控制器接收第一温度传感器上报的室内环境温度。

示例性的，步骤301中泛能机的控制器获取储水箱内的水温具体包括：

301b、第二温度传感器检测储水箱内的水温，泛能机的控制器接收第二温度传感器上报的储水箱内的水温。

示例性的，步骤301中泛能机的控制器根据室内环境温度和预设室内环境温度，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机具体包括以下内容：

A1、当室内环境温度低于预设室内环境温度时，控制器控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机或控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启燃气锅炉。

A2、当室内环境温度低于预设室内环境温度时，控制器控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机，在预定时间段内室内环境温度仍然低于预设室内环境温度时，控制器开启燃气锅炉。

示例性的，步骤301中泛能机的控制器根据储水箱内的水温和预设水温，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机具体包括以下内容：

B1、当储水箱内的水温低于预设水温时，控制器控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机或控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启燃气锅炉。

B2、当储水箱内的水温低于预设水温时，控制器控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启斯特林发电机，在预定时间段内当储水箱内的水温低于预设水温时，控制器开启燃气锅炉。

上述的示例仅仅是控制器控制燃气锅炉开启以及斯特林发电机开启的一种实现方式，这里仅是举例说明，并不进行限定。

需要说明的是，上述的预定时间段可以是用户根据自己的需求进行设定的，也可以是厂家在出厂时设定的固定时间阈值，这里不进行限定。

本发明实施例提供的泛能机的控制方法，应用于上述的泛能机，该泛能机连接储水箱、采暖管路以及负载，泛能机包括：燃气锅炉、斯特林发电机以及换热器，泛能机还包括：分别与斯特林发电机、燃气锅炉以及风机相连的控制器，本方案中的泛能机产生的电能用于为负载供电，避免了使用市电对负载供电，从而节省了市电所对应的费用。由于本方案中的控制器是根据室内环境温度和预设室内环境温度，控制风机将燃气输送至燃气锅炉并开启或关闭燃气锅炉，和/或控制风机将燃气输送至斯特林发电机并开启或关闭斯特林发电机，使得在为用户带来低成本的生活的同时，还实现了泛能机的智能控制，为用户带来了便捷的生活服务。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。