分布式能源系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种分布式能源系统，包括：能源设备系统和控制系统，其中，所述能源设备系统包括驱动能源提供设备、热力管网及末端设备；所述控制系统包括微控单元、中控单元和总控单元，所述微控单元嵌入所述能源设备系统中，用于采集所述驱动能源提供设备运行数据以及环境数据；所述中控单元，与若干所述微控单元通讯，接收所述微控单元所采集的数据，并向所述微控单元发送控制指令；所述总控单元与若干所述中控单元通信，用于对所述能源设备系统进行远程集中控制。本实用新型所述分布式能源系统以居民小区为单位，可以避免大规模基础设施建设，同时也可避免蒸汽在长距离传输过程的能量损失。
【专利说明】
分布式能源系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种分布式能源系统。
【背景技术】
[0002]目前北方居民冬季取暖，大多采用燃煤锅炉集中供热，这种供热方式首先需要铺设管道，大量基础设施建设浪费大量人力物力；其次，蒸汽在较长距离过程中，会有很大损失，造成能源浪费；第三，燃煤锅炉，会向大气中排放大量二氧化碳、二氧化硫和粉尘，造成环境污染，这也是北方冬季雾霾天气的重要原因之一。
[0003]为解决上述问题，需要从能源管理的根源入手，详细规划能源提供方式、运维管控方式，提高能源利用效率与设备能效比，这样才能有效解决上述问题。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种分布式能源系统，用于解决现有技术中存在的诸多问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种分布式能源系统，包括:能源设备系统和控制系统，其中，
[0006]所述能源设备系统包括驱动能源提供设备、热力管网及末端设备；
[0007]所述控制系统包括微控单元、中控单元和总控单元，所述微控单元嵌入所述能源设备系统中，用于采集所述驱动能源提供设备运行数据以及环境数据;所述中控单元，与若干所述微控单元通讯，接收所述微控单元所采集的数据，并向所述微控单元发送控制指令；所述总控单元与若干所述中控单元通信，用于对所述能源设备系统进行远程集中控制。
[0008]优选地，所述驱动能源提供设备包括太阳能、燃气锅炉、电锅炉、化工原料锅炉、生物质锅炉、储能装置以及空气源热栗、水地源热栗、二氧化碳冷暖设备以及生物质能发电设备、风能发电设备、光伏发电设备、地热发电设备中的一种或几种组合。
[0009 ]优选地，所述末端设备包括室内风机盘管、地板辐射供暖系统。
[0010]优选地，所述微控单元包括采集模块和输出模块，所述采集模块包括与所述能源设备系统连接的传感器以及输入电路;所述输出模块包括第一通信电路和控制指令输出电路。
[0011]优选地，所述中控单元和所述总控单元分别为上位机分机和上位机总机，所述上位机分机和所述上位机总机进行网络通信。
[0012]优选地，所述微控单元还包括驱动能源提供设备保护模块，用于避免所述驱动能源提供设备启动前和运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的驱动能源提供设备损毁。
[0013]如上所述，本实用新型的分布式能源系统，具有以下有益效果:
[0014]本实用新型所述分布式能源系统包括:能源设备系统和控制系统，其中，所述能源设备系统包括驱动能源提供设备、热力管网及末端设备;所述控制系统包括微控单元、中控单元和总控单元，所述微控单元嵌入所述能源设备系统中，用于采集所述驱动能源提供设备运行数据以及环境数据;所述中控单元，与若干所述微控单元通讯，接收所述微控单元所采集的数据，并向所述微控单元发送控制指令;所述总控单元与若干所述中控单元通信，用于对所述能源设备系统进行远程集中控制。本实用新型所述分布式能源系统以居民小区为单位，可以避免大规模基础设施建设，同时也可避免蒸汽在长距离传输过程的能量损失。本实用新型所述分布式能源系统与相应的软件配合使用，能够实现驱动能源提供设备状态可视化、远程无人值守;对降低空气污染物排放具有促进作用，能够实现安全舒适、清洁环保的目的。
【附图说明】
[0015]图1显示为本实用新型分布式能源系统示意图。
[0016]图2显示为本实用新型一实施例中微控单元输入电路。
[0017]图3显示为一实施例中微控单元第一通信电路。
[0018]图4显示为一实施例中微控单元控制指令输出电路。
[0019]图5显示为本实用新型一实施例中分布式能源系统的控制系统示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0021]请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0022]图1显示为本实用新型分布式能源系统示意图，该分布式能源系统包括，能源设备系统和控制系统，其中，
[0023]所述能源设备系统包括驱动能源提供设备、热力管网及末端设备；
[0024]所述控制系统包括微控单元、中控单元和总控单元，所述微控单元嵌入所述能源设备系统中，用于采集所述驱动能源提供设备运行数据以及环境数据;所述中控单元，与若干所述微控单元通讯，接收所述微控单元所采集的数据，并向所述微控单元发送控制指令；所述总控单元与若干所述中控单元通信，用于对所述能源设备系统进行远程集中控制。
[0025]再一实施例中，所述驱动能源提供设备包括太阳能、燃气锅炉、电锅炉、化工原料锅炉、生物质锅炉、储能装置以及空气源热栗、水地源热栗、二氧化碳冷暖设备以及生物质能发电设备、风能发电设备、光伏发电设备、地热发电设备中的一种或几种组合。上述设备均为清洁型驱动能源提供设备，可以有效避免环境污染。所述末端设备包括室内风机盘管、地板辐射供暖系统。
[0026]实际使用中，可以利用现有的热力管网或只在较小区域内建设热力管网，避免了大规模管道的铺设施工，减少了对城市基础设施的破坏，降低了供热管网中的热量流失。
[0027]以区域性用户(如小区、医院、学校、宾馆等)为单位，多个驱动能源提供设备及其他相关设施构成了分布式能源站，
[0028]再一实施例中，所述微控单元包括采集模块和输出模块，所述采集模块包括与所述能源设备系统连接的传感器以及输入电路(电路原理图见图2);所述输出模块包括第一通信电路和控制指令输出电路。采集模块将传感器采集到的驱动能源提供设备运行参数和环境参数转变成模拟量或数字量，并通过输入电路输入微控单元。
[0029]再一实施例中，所述中控单元和所述总控单元分别为上位机分机和上位机总机，所述上位机分机和所述上位机总机进行网络通信。
[0030]再一实施例中，所述微控单元还包括驱动能源提供设备保护模块，用于避免所述驱动能源提供设备启动前和运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的驱动能源提供设备损毁。
[0031]具体地，微控单元采用单片机，图3和图4分别显示为单片机的第一通信电路和控制指令输出电路。
[0032]单片机包括驱动能源提供设备保护单元，用于避免设备启动前和设备运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的驱动能源提供设备损毁。具体如下:
[0033](I)、二通阀检测:当水栗准备启动时，系统首先要判断二通阀是否有故障，若有故障则报警。
[0034](2)、水流检测:当循环栗启动若干秒后，开始启动水流检测，若发现水流开关连续断开5S停机不报警，关闭水栗停止其他机器的启动，当此动作每小时出现超过2次，主机停止I小时检测。
[0035](3)、高压检测:当出现高压检测故障时，并且高压开关持续断开5-150秒或者每小时断开超过2次，立即停止对应压缩机的运行。当故障恢复时，则解除故障报警，恢复系统运行。当高压开关持续断开超过150秒或者每小时断开超过2次锁定对应压缩机。需要重新启动机组的电源才能继续工作。
[0036](4)、低压检测:当出现低压检测故障时，并且低压开关持续断开20-150秒或者每小时断开超过2次，立即停止对应压缩机的运行。当故障恢复时，则解除故障报警，恢复系统运行。当低压开关持续断开超过150秒或者每小时断开超过2次锁定对应压缩机。需要重新启动机组的电源才能继续工作。
[0037](5)、风机保护开关:当风机运行过程中风机保护出现故障，并且故障时间超过30S的时候，立即停掉风机和压缩机以及四通阀，并显示故障报警。
[0038](6)、缺相、错相检测:当拨码开关开启时，则表示启用缺相错相检测。若机组三相电缺相或顺序错误，则电路会报警。
[0039](7)、排气温度保护:当排气温度大于等于排气保护温度(若120度)，停机不报警。当此动作保护每30分钟超过两次，停机显示故障并报警，当出现出气保护后排气温度必须在3分钟内低于等于排气保护温度(120度)减排气回差，否则锁定排气保护，显示故障。
[0040](8)、出水口低温保护:制冷时并且压缩机启动I分钟时出水口的温度连续小于等于3度持续10S，循环栗以外的设备停止运行，直到出水温度恢复到5度以上，机组才能正常工作，当此动作每小时出现超过2次，锁定压缩机。
[0041 ] (9)、出水口超温保护:当处于制热模式时，并且在压缩机运行I分钟后开始检测出水口温度，当出水口温度连续大于等于制热设定温度若干秒，循环栗以外的设备停止运行，当出水温度恢复到制热设定温度以下，机组才能正常工作，当此动作每小时出现超过2次，锁定压缩机。
[0042]以空气源热栗为主要驱动能源提供设备，以居民小区或社区为单位建设分布式能源站，分布式能源站中的每台设备(空气源热栗)都嵌入单片机。分布式能源站中的上位机分机汇总每个单片机采集得到的空气源热栗运行数据和环境数据，上位机总机汇总各上位机分机上传数据。上位机总机根据相关数据和处理结果对上位机分机和驱动能源提供设备进行管控。
[0043]图5显示为本实用新型分布式能源系统的控制系统示意图，采用上位机总机与上位机分机的形式，多级管控驱动能源提供设备。上位机总机与若干上位机分机通信，接收上位机分机传输的数据，并向上位机分机发出管控指令，进而管控驱动能源提供设备。
[0044]再一实施例中，上位机分机与所述单片机和/或PLC通信采用工控通信、Wifi与TCP或UDP协议通信。
[0045]本实用新型所述分布式能源系统与相应软件配合使用，能够实现驱动能源提供设备状态可视化、远程无人值守;对降低空气污染物排放具有促进作用，能够实现安全舒适、清洁环保的目的。具体包括:
[0046]采集驱动能源提供设备相关数据，并进行处理、传输、汇总；
[0047]进一步处理所述驱动能源提供设备相关数据，并传输、汇总；
[0048]对所述驱动能源提供设备进行管控。
[0049]所述驱动能源提供设备相关数据包括驱动能源提供设备运行参数和环境参数，包括驱动能源提供设备出水温度、回水温度、电流、电压，以及室内外温度、pm2.5、风速、气压、噪音。
[0050]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种分布式能源系统，其特征在于，所述分布式能源系统包括能源设备系统和控制系统，其中， 所述能源设备系统包括驱动能源提供设备、热力管网及末端设备； 所述控制系统包括微控单元、中控单元和总控单元，所述微控单元嵌入所述能源设备系统中，用于采集所述驱动能源提供设备运行数据以及环境数据;所述中控单元，与若干所述微控单元通讯，接收所述微控单元所采集的数据，并向所述微控单元发送控制指令;所述总控单元与若干所述中控单元通信，用于对所述能源设备系统进行远程集中控制。2.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于:所述驱动能源提供设备包括太阳能、燃气锅炉、电锅炉、化工原料锅炉、生物质锅炉、储能装置以及空气源热栗、水地源热栗、二氧化碳冷暖设备以及生物质能发电设备、风能发电设备、光伏发电设备、地热发电设备中的一种或几种组合。3.根据权利要求1或2所述的分布式能源系统，其特征在于:所述末端设备包括室内风机盘管、地板辐射供暖系统。4.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，所述微控单元包括采集模块和输出模块，所述采集模块包括与所述能源设备系统连接的传感器以及输入电路;所述输出模块包括第一通信电路和控制指令输出电路。5.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，所述中控单元和所述总控单元分别为上位机分机和上位机总机，所述上位机分机和所述上位机总机进行网络通信。6.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于:所述微控单元还包括驱动能源提供设备保护模块，用于避免所述驱动能源提供设备启动前和运行中电压、电流、水流、温度或硬件故障造成的驱动能源提供设备损毁。
【文档编号】F24D19/10GK205690523SQ201620644158
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月24日 公开号201620644158.7, CN 201620644158, CN 205690523 U, CN 205690523U, CN-U-205690523, CN201620644158, CN201620644158.7, CN205690523 U, CN205690523U
【发明人】郑书湛
【申请人】山东华旗新能源科技有限公司