一种供热系统及控制该供热系统的方法与流程

本发明涉及供热技术领域，具体涉及一种供热系统及控制该供热系统的方法。

背景技术：

随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，人们对生活热水和采暖热水的需求量也不断增加。根据统计数据表明，我国建筑能耗占社会总能耗的比例在22％-25％之间，其中约40％用于建筑采暖，北方城镇地区采用热网集中供热或小区集中供热的能耗约占建筑采暖能耗的60％。随着生活水平的提高，目前长江流域许多新建的社区也开始采用集中供热，很多城市也在规划大规模集中供热网。可见，有集中采暖需求的地域越来越广。另外，建筑面积的快速增加，采暖需求也会随之大幅度增长，这些都使得国家的节能减排压力与日俱增。

目前供热通常是用锅炉燃烧化石燃料烧出低温热水(60-90℃)直接供给用户采暖，或利用供热站将集中热网中130℃左右的热水(一次侧热水)转换成低温热水(二次侧热水)再供给用户采暖，虽然换热前后的热量总量没有改变，但是换热环节造成的可用能量损失却非常大，其供热效率总是小于1.0的，在长时间运行下，造成大量的采暖能耗。

而另一些采暖设备比如热泵等，从低品位能源侧取热，其效率有所提高，但仍采用的是实时供热模式。即无论是空气源还是土壤源水源等，都是从当前的低温环境中取热。当热泵直接向空气取热时，冬季外界温度较低，温度波动幅度较大，设备效率较低，且冬季空气源热泵蒸发器结霜问题也是无法进一步提高空气源热泵效率的一大技术难题。基于此，冬季土壤温度高于气温且相对稳定一度受到大家的青睐，然而热源并不是取之不尽用之不竭的可再生资源，热泵系统常年从地下提取热量势必会造成土壤温度的逐年下降，从而造成机组性能的大幅度衰减，甚至根本无法运行。

现在现有的供热系统，一般采用一种储热热源作为供热源进行供热，供热源的切换需要人力手工去实现。因此，当储热热源发生故障不能继续提供能量时，或为降低供热成本而一种热源无法满足时，不能及时的对热源进行切换，对生活造成了一定的不便。尤其是在寒冷的冬季，如果热源在供热过程中发生故障或不能继续提供热源时，若不及时切换热源，不仅会发生停热现象，还会因为天气过冷冻坏供热装置，造成一定损失。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种热源切换效率高，使用方便的供热系统及控制该供热系统的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种供热系统，包括热源、换热装置、用户端和供热网；

所述热源设有多个，多个所述热源分别与所述换热装置连接，所述多个热源中的至少一个用于为所述供热系统供能；

所述换热装置一端与所述供热网固定连接，所述换热装置另一端与所述热源固定连接，来自热源的热流体在换热装置的作用下流向用户端，再由用户端流回热源；

所述用户端包括一级用户端和二级供热系统，所述二级供热系统并联在所述供热网的回水管上，所述二级供热系统上设有二级用户端，所述二级供热系统利用所述回水管的热能向二级用户端供热；

所述供热网包括进水管与回水管，所述进水管与所述回水管两端分别与所述换热装置和用户端固定连接。

进一步的，还包括回水温度传感器，所述回水温度传感器设于所述回水管靠近所述用户端的一侧，用于测量所述回水管内的回水温度。

进一步的，还包括蓄热系统，所述蓄热系统设于所述进水管靠近换热装置的一端，用于在供热低谷时，储存热能、在供热高峰时释放热能。

进一步的，所述蓄热系统包括蓄热罐和泵，所述蓄热罐的两端固定连接于所述进水管。

进一步的，所述热源采用高温余热、城市热网、热电联产机组和锅炉的一种或多种产生的蒸汽或热水。

进一步的，所述锅炉为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉的一种或多种。

进一步的，还包括控制器，所述控制器与所述换热装置连接，用于检测出所述供热系统符合预定切换条件的情况下，生成切换信号，将当前热源切换为多个热源中的目标热源，所述换热装置能够相应切换信号。

进一步的，所述换热装置还包括阀门，所述控制器可通过控制阀门的开闭来控制换热装置与所述热源的连接，从而控制热源的切换。

进一步的，还包括温度采集器，所述温度采集器设于所述用户端，所述温度采集器用于采集所述用户端的温度并将采集到的温度传输至控制器。

控制该供热系统的方法，其特征在于：

步骤一：获取供热系统中所在位置的环境温度，建立预设模型；

步骤二：根据环境温度来确定供热系统目标所需要的热量范围和热源的热媒介温度；

步骤三：获得所述预设模型包括所述回水管内的回水温度，设置回水温度阈值；

步骤四：控制器根据热量范围和热源的热媒介温度及回水温度阈值，通过控制换热装置与一些热源之间的阀门的开闭状态来开启合适的热源数量；

步骤五：换热装置进行换热后获取用户端环境温度和回水温度，根据热源状态、环境温度和回水温度来控制蓄热系统状态；

步骤六：若回水温度高于回水温度阈值时，则直接通入距离较远的二级用户端或使蓄热系统进入储热状态，若回水温度低于回回水温度阈值时，则通入换热装置进行换热升温再通入二级用户端或使蓄热系统进入放热状态。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

1.本发明提供的一种供热系统及控制该供热系统的方法，通过对环境温度和回水温度的测定和预估从而预估热源的数目，能够防止在温度较高的时候用户端供热太足，或在温度较低的时候用户端供热不足，且由于对回水温度的设定能够有效利用供热后回水的热量，从而更为环保节能，本发明具有高效便捷等优点，更为适应用户的需要。

2.本发明通过蓄能系统的设置，能够将多余能量储存起来，从而在突然降温的时候应急使用，大大提高了整个装置的整体性能，更能满足用户的需要。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的流程方法图。

图中：热源-1、换热装置-2、一级用户端-3、进水管-4、二级用户端-5、回水管-6、回水温度传感器-7、蓄热罐-8、泵-9、控制器-10、温度采集器-11。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。

实施例1：

如图1-图2所示，一种供热系统，包括热源1、控制器10、换热装置2、用户端和供热网；

热源1设有多个，多个热源1分别与换热装置2连接，多个热源1中的至少一个用于为供热系统供能；热源1采用高温余热、城市热网、热电联产机组和锅炉的一种或多种产生的蒸汽或热水；锅炉为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉的一种或多种；

换热装置2一端与供热网固定连接，换热装置2另一端与热源1固定连接，来自热源1的热流体在换热装置2的作用下流向用户端，再由用户端流回热源1；

用户端包括一级用户端3和二级供热系统，二级供热系统，二级供热系统并联在供热网的回水管6上，二级供热系统上设有二级用户端5，二级供热系统利用回水管6的热能向二级用户端5供热；

供热网包括进水管4与回水管6，进水管4与回水管6两端分别与换热装置2和用户端固定连接，还包括回水温度传感器7和蓄热系统，回水温度传感器7设于回水管6靠近用户端的一侧，用于测量回水管6内的回水温度，蓄热系统设于进水管4靠近换热装置2的一端，用于在供热低谷时，储存热能、在供热高峰时释放热能，蓄热系统包括蓄热罐8和泵9，蓄热罐8的两端固定连接于进水管4。

环境温度较高时控制该供热系统的方法：

步骤一：获取供热系统中所在位置的环境温度，建立预设模型；

步骤二：根据环境温度来确定供热系统目标所需要的热量范围和锅炉的热媒介温度；

步骤三：获得预设模型包括回水管内的回水温度，设置回水温度阈值；

步骤四：控制器10根据热量范围和热源1的热媒介温度及回水温度阈值，若环境温度较高，控制器10通过控制换热装置2与一些热源1之间的阀门闭合来开启较少的热源1；

步骤五：燃气锅炉产生热水和水蒸气，然后热水和水蒸气驱动换热器和吸收式热泵通过进水管4为一级用户端3进行换热，换热装置2进行换热后获取用户端环境温度和回水温度，根据热源1状态、环境温度和回水温度来控制蓄热系统中的泵9向蓄热罐8中储蓄热媒介，剩余的热媒介进入到一级用户端3中进行换热，然后热媒介通过出水管流出，经过出水管中的回水温度传感器7，对回水温度进行热媒介温度检测，检测结果会传递到控制器10中；

步骤六：若回水温度高于阈值则直接通入距离较远的二级用户端5，若回水温度低于阈值则通入换热装置2进行换热升温再通入二级用户端5，二级用户端5流出的热媒会回到锅炉中重新进行升温。

实施例2：

如图1-图2所示，一种供热系统，同实施例1；

环境温度较低时控制该供热系统的方法：

步骤一：获取供热系统中所在位置的环境温度，建立预设模型；

步骤二：根据环境温度来确定供热系统目标所需要的热量范围和锅炉的热媒介温度；

步骤三：获得预设模型包括回水管内的回水温度，设置回水温度阈值；

步骤四：控制器10根据热量范围和热源1的热媒介温度及回水温度阈值，若环境温度较低，控制器10通过控制换热装置2与一些热源1之间的阀门开启来开启较多的热源1；

步骤五：燃气锅炉产生热水和水蒸气，然后热水和水蒸气驱动换热器和吸收式热泵通过进水管4为一级用户端3进行换热，换热装置2进行换热后，获取用户端环境温度和回水温度，然后热媒介通过出水管流出，经过出水管中的回水温度传感器7，对回水温度进行热媒介温度检测，检测结果会传递到控制器10中，若热源1无浪费情况，且回水温度较高，则控制蓄热系统不进行工作；

步骤六：若回水温度高于阈值则直接通入距离较远的二级用户端5，二级用户端5流出的热媒会回到锅炉中重新进行升温。

实施例3：

如图1-图2所示，一种供热系统，同实施例1；

热源1供热不足时控制该供热系统的方法：

步骤一：获取供热系统中所在位置的环境温度，建立预设模型；

步骤二：根据环境温度来确定供热系统目标所需要的热量范围和锅炉的热媒介温度；

步骤三：获得预设模型包括回水管内的回水温度，设置回水温度阈值；

步骤四：控制器10根据热量范围和热源1的热媒介温度及回水温度阈值，若环境温度较低，控制器10通过控制换热装置2与一些热源1之间的阀门开启来开启较多的热源1；

步骤五：燃气锅炉产生热水和水蒸气，然后热水和水蒸气驱动换热器和吸收式热泵通过进水管4为一级用户端3进行换热，换热装置2进行换热后，获取用户端环境温度和回水温度，然后热媒介通过出水管流出，经过出水管中的回水温度传感器7，对回水温度进行热媒介温度检测，检测结果会传递到控制器10中，若热源1全部开启，且回水温度较低，则控制蓄热系统开启，将蓄能系统储存的热能通回进水管4中，从而升高回水管6中的热媒介温度，保证二级用户端5能够获得足够的热能；

步骤六：二级用户端5流出的热媒会回到锅炉中重新进行升温。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。