分布式智慧供暖制冷管理系统及方法与流程

本发明属于管理技术领域，特别涉及一种分布式智慧供暖制冷管理系统及方法。

背景技术：

目前市场上存在的集中供暖制冷方式，都是通过采用集中供暖的方式，这样不仅增加了供热官网的投资，而且也增加了管道热量的流失，并且传统的集中供暖方式大部分还是烧煤烧炭的方式这样也造成了环境的污染，后期也出现了这种分布式供暖制冷，但是大部分都是通过燃气锅炉的方式，不仅增加了成本、污染了环境还要增加人员来维护设备。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种分布式智慧供暖制冷管理系统及方法，用于解决现有技术中存在的诸多问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种分布式智慧供暖制冷管理系统及方法，所述分布式智慧供暖制冷管理系统包括：信息采集系统、控制系统、通信系统、操作系统、数据库系统和信息安全系统，其中，

所述信息采集系统，为以单片机或PLC为核心的电子信息系统集成，用于采集室内外的环境参数和能源设备参数；

所述控制系统，包括设备控制系统、上位机控制系统以及转接模块系统，所述上位机控制系统与若干转接模块系统进行通信，转接模块系统与若干设备控制系统进行通讯，上位机控制系统也可以与若干设备控制系统进行通信；

所述操作系统，包括PC客户端、Web客户端及APP客户端操作平台，用于方便用户查询和操作以及人机交互界面的流畅性；

所述数据库系统包括分布式数据和总数据库，用于存储、处理以及备份当地供热制冷管理系统的数据；

所述通信系统，用于实现所述信息采集系统、所述控制系统、所述操作系统与所述数据库系统之间的通信，包括工控通信、抄表通信和网络通信中的一种或多种；

所述信息安全系统，用于保证数据安全和通信安全。

优选的，所述信息采集系统还包括末端设备采集系统，用于采集室内的。

优选的，所述上位机分机通过汇总与其通信的所述单片机和/或PLC所采集的信息，形成分布式数据库。

优选的，所述分布式数据库对所采集的信息进行备份、处理；所述处理包括对信息筛检，并选择性上传至总数据库。

优选的，所述设备控制系统还包括水箱中转系统、管道系统、主机设备系统以及室内末端控制。

优选的，所述水箱中转系统，包括储水水箱和中转控制系统；

优选的，所述水箱是用来存储热水能量的容器；

优选的，所述中转控制系统是根据判断是否需要水箱作为储能容器来控制循环路径；

优选的，所述管道系统包括能源设备管道和用户传输管道；

优选的，所述主机设备控制系统包括控制设备各部分的启停、故障处理、以及特殊功能的控制。

优选的，所述室内末端控制系统是控制管道内的水是否可以进入室内。

优选的，所述循环控制路径包括第一循环路径、第二循环路径和第三循环路径；

优选的，所述第一循环路径是从能源设备管道到水箱再到用户传输管道最后到能源设备管道的路径；

优选的，所述第二循环路径是从能源设备管道到用户传输管道再到能源设备管道的循环路径；

优选的，所述第三循环路径是水箱到用户传输管道再到水箱的循环路径。

优选的，所述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。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智慧管理方法，采用权利要求上述所述分布式智慧供暖制冷管理系统及方法，包括：

采集能源设备和环境相关数据，并判断出所需要的能耗参数，对较冷的天气、短时的大面积使用以及除霜起到一定的缓冲作用；

当通过对环境参数的预测未来天气存在较低温度，能源设备会在空闲时间对水箱的水进行加热，实现温度的储能，并使用第二种循环路径进行分布式能源供热；

当通过采集系统采集到水箱的温度低于第一温度下限值时，分布式能源供热切换到第一循环路径；

若水箱温度大于管道的循环温度时，并且能源设备需要进行除霜的时候会切换到第二循环路径，从而防止用户感觉到忽冷忽热的感受；

若能源设备出现故障的时候，系统会自动比较水箱温度与管道温度的大小，当水箱温度大于管道温度时，系统会切换到第三循环路径。

优选的，所述第一温度下限值低大于设定温度5‐10摄氏度。

优选的，所述水箱的容积V_水箱＝1/3V_管道。

优选的，所述管理方法还包括机组通过采集到最顶端的用户是否在使用供暖

或制冷从而根据水泵扬程计算出水泵的功率，从而控制水泵的变频输出；

优选的，采集最顶端的用户是否在使用供暖和制冷是通过室内末端控制系统采集的，当室内末端控制系统处于关机状态则认为没有在使用供暖和制冷，当室内末端控制系统开机则认为使用制暖或制冷，系统采集到在使用供暖和制冷用户的层数然后计算出高度再根据高度计算出水泵的扬程H＝(P2‐P1)/(p*g)+(h2‐h1)+[(v2*v2)‐(v1*v1)]/2*g

其中：H是实际扬程，P是法兰处压力，P1进口，P2出口，p是液态密度，g是重力加速度，h2是大地到出口法兰高度，h1是大地到进口法兰高度，v是液体流速，v1是进口，v2是出口，最后在根据扬程计算出水泵的功率，从而改变水泵的频率。

如上所述，本发明的分布式智慧供暖制冷管理系统及方法，具有以下有益效果：

本发明所述分布式智慧供暖制冷管理系统及方法包括：所述分布式智慧供暖制冷管理系统可以根据环境变化及时切换管理系统的循环路径，从而切换到最佳解决方案，达到最优的系统运行路径，还能根据用户的使用情况来切换水泵的功率输出，因此这中“就地控制”“集中监控”的操作模式不仅可以减少供热官网的初次投资，节约基础设施的投资费用，同时也具有绿色节能环保的优点。

附图说明

图1显示为本发明分布式智慧供暖制冷管理系统及方法示意图。

图2显示为本发明一实施例中分布式智慧供暖制冷管理方法流程示意图。

图3显示为本发明另一实施例中分布式智慧供暖制冷管理方法流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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发明的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图3。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发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明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。

图1显示为本发明分布式智慧供暖制冷管理系统及方法示意图，该分布式智慧供暖制冷管理系统及方法，包括信息采集系统、控制系统、通信系统、操作系统、数据库系统和信息安全系统等多个子系统。

所述信息采集系统，为以单片机或PLC为核心的电子信息系统集成，用于采集室内外的环境参数和能源设备参数；

所述控制系统，包括设备控制系统、上位机控制系统以及转接模块系统，所述上位机控制系统与若干转接模块系统进行通信，转接模块系统与若干设备控制系统进行通讯，上位机控制系统也可以与若干设备控制系统进行通信；

所述操作系统，包括PC客户端、Web客户端及APP客户端操作平台，用于方便用户查询和操作以及人机交互界面的流畅性；

所述数据库系统包括分布式数据和总数据库，用于存储、处理以及备份当地供热制冷管理系统的数据；

所述通信系统，用于实现所述信息采集系统、所述控制系统、所述操作系统与所述数据库系统之间的通信，包括工控通信、抄表通信和网络通信中的一种或多种；

所述信息安全系统，用于保证数据安全和通信安全。

优选的，所述信息采集系统还包括末端设备采集系统，用于采集室内的。

优选的，所述上位机分机通过汇总与其通信的所述单片机和/或PLC所采集的信息，形成分布式数据库。

优选的，所述分布式数据库对所采集的信息进行备份、处理；所述处理包括对信息筛检，并选择性上传至总数据库。

优选的，所述设备控制系统还包括水箱中转系统、管道系统、主机设备系统以及室内末端控制。

优选的，所述水箱中转系统，包括储水水箱和中转控制系统；

优选的，所述水箱是用来存储热水能量的容器；

优选的，所述中转控制系统是根据判断是否需要水箱作为储能容器来控制循环路径；

优选的，所述管道系统包括能源设备管道和用户传输管道；

优选的，所述主机设备控制系统包括控制设备各部分的启停、故障处理、以及特殊功能的控制。

优选的，所述室内末端控制系统是控制管道内的水是否可以进入室内。

优选的，所述循环控制路径包括第一循环路径、第二循环路径和第三循环路径；

优选的，所述第一循环路径是从能源设备管道到水箱再到用户传输管道最后到能源设备管道的路径；

优选的，所述第二循环路径是从能源设备管道到用户传输管道再到能源设备管道的循环路径；

优选的，所述第三循环路径是水箱到用户传输管道再到水箱的循环路径。

优选的，所述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。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智慧管理方法，采用权利要求上述所述分布式智慧供暖制冷管理系统及方法，包括：

采集能源设备和环境相关数据，并判断出所需要的能耗参数，对较冷的天气、短时的大面积使用以及除霜起到一定的缓冲作用；如图3所示：

S1、系统通过采集模块采集环境参数，预测出未来天气,进行水箱温度采集从而来回切换循环路径

S2、当存在较低温度，能源设备会在空闲时间对水箱的水进行加热，实现温度的储能，并使用第二种循环路径进行分布式能源供热

S3、当通过采集系统采集到水箱的温度低于第一温度下限值时，分布式能源供热切换到第一循环路径

S4、若水箱温度大于管道的循环温度时，并且能源设备需要进行除霜的时候会切换到第二循环路径，从而防止用户感觉到忽冷忽热的感受

S5、若能源设备出现故障的时候，系统会自动比较水箱温度与管道温度的大小，当水箱温度大于管道温度时，系统会切换到第三循环路径

优选的，所述第一温度下限值低大于设定温度5‐10摄氏度。

优选的，所述水箱的容积V_水箱＝1/3V_管道。

优选的，所述管理方法还包括机组通过采集到最顶端的用户是否在使用供暖

或制冷从而根据水泵扬程计算出水泵的功率，从而控制水泵的变频输出；

优选的，采集最顶端的用户是否在使用供暖和制冷是通过室内末端控制系统采集的，当室内末端控制系统处于关机状态则认为没有在使用供暖和制冷，当室内末端控制系统开机则认为使用制暖或制冷，系统采集到在使用供暖和制冷用户的层数然后计算出高度再根据高度计算出水泵的扬程H＝(P2‐P1)/(p*g)+(h2‐h1)+[(v2*v2)‐(v1*v1)]/2*g

其中：H是实际扬程，P是法兰处压力，P1进口，P2出口，p是液态密度，g是重力加速度，h2是大地到出口法兰高度，h1是大地到进口法兰高度，v是液体流速，v1是进口，v2是出口，最后在根据扬程计算出水泵的功率，从而改变水泵的频率。

如图3，

S1、系统通过采集模块采集室内末端控制系统的使用情况,从而判断出层高

S2、根据层高计算出水泵的扬程

S3、根据水泵的扬程计算出水泵的功率，从而通过变频使水泵输出相对的功率

本发明是一种通过采用天气预测、室内末端控制使用率采集以及设备本身的运行参数来进行循环路径切换，并且还可以根据控制末端采集控制来判断使用的人数以及楼层，首先在室内控制末端编上不同的编号，然后在数据库中存储各个编号对应的楼层，然后系统通过不断的采集各个室内末端的状态，当采集到室内系统末端处于关闭状态时，则默认居民当前没有使用供暖或制冷，当处于开机状态时则认为居民使用供暖或制冷，系统通过比对使用供暖的数量，来调节系统的工作参数，并且系统还会通过比对编号与楼层之间的关系，来确定使用供暖或制冷的最高楼层，从而关闭水泵的输出功率。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，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发明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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。