一种蓄热装置的温度控制方法及供热系统与流程

本申请属于控制系统技术领域，具体涉及一种蓄热装置的温度控制方法及供热系统。

背景技术：

供热系统多以加热装置及蓄热装置配套使用，加热装置通过加热蓄热介质将热量传送给蓄热装置；通常，蓄热装置容积一定，蓄热介质温度越高则供热系统存储的热量越多。

供热系统控制的蓄热装置的最高温度难以达到，加热装置会因为超过卸载温进行自动保护，加热开关跳闸，此时蓄热装置内蓄热介质还没有达到最高温度或刚暂时达到最高温度；故完成整个蓄热过程往往需要加热装置重复多次跳、合闸动作，造成供热系统加热时间延长，热损耗相应增大，增加设备的磨损，缩短设备的使用周期的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供一种蓄热装置的温度控制方法及供热系统，以解决目前供热系统加热时间延长，热损耗相应增大，增加设备的磨损，缩短设备的使用周期的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种蓄热装置的温度控制方法，包括：

在预设条件下，启动加热装置对所述蓄热装置内的蓄热介质进行加热；

获取加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度；

根据蓄热装置出口温度与阈值温度温差和加热装置加热温度的比较调节连接加热装置和蓄热装置的蓄热水泵的流量，所述蓄热介质从所述加热装置流向所述蓄热装置的流速变大，使得所述蓄热装置内的蓄热介质温度达到阈值温度。

进一步地，所述预设条件为当前处于谷电时段且所述蓄热装置内蓄热介质未达到阈值温度。

进一步地，所述获取加热装置进口处和出口处的加热介质的温度包括：

通过安装在所述加热装置出口管道上的传感器获取所述蓄热装置出口处的蓄热介质的温度；

通过安装在所述加热装置进口管道上的传感器获取所述蓄热装置进口处的蓄热介质的温度。

进一步地，所述根据所述加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度调节连接所述加热装置和所述蓄热装置的蓄热水泵的流量包括：

根据所述加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度以及所述蓄热装置的阈值温度获得流量控制系数；

根据所述流量控制系数控制所述蓄热水泵的流量。

进一步地，所述根据所述蓄热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度以及所述蓄热装置的阈值温度获得流量控制系数包括：

其中，所述s表示所述流量控制系数，所述t表示所述蓄热装置的阈值温度，所述t1表示所述加热装置出口处的蓄热介质温度，所述t2表示所述加热装置进口处的蓄热介质温度。

进一步地，所述根据所述流量控制系数控制所述蓄热水泵的流量包括：

其中，所述g表示所述蓄热水泵的流量大小；所述q表示所述加热装置的蓄热功率；所述δt表示所述加热装置进水口处与出水口处蓄热介质的温度差，δt＝|t1-t2|。

进一步地，所述蓄热装置的温度控制方法还包括：

根据所述蓄热介质的比热容、初始温度、阈值温度和预设供热需求计算并设置所述蓄热装置内蓄热介质的体积：

其中，所述v表示所述蓄热装置内蓄热介质的体积，所述m表示所述预设供热需求的热量，所述c表示所述蓄热介质的比热容，所述ρ表示所述蓄热介质密度，所述t3表示所述蓄热介质初始温度；

所述预设供热需求的热量为在峰电时段对所述蓄热装置内所述蓄热介质蓄热的总热量需求。

本申请实施例的第二方面提供了一种供热系统，包括：

加热装置、蓄热装置、蓄热水泵、第一温度传感器、第二温度传感器、控制器以及供热管道；

所述控制器分别与所述加热装置、所述蓄热水泵、所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器电性连接；

所述加热装置出口通过所述供热管道连接所述蓄热装置进口，所述蓄热装置出口通过所述供热管道连接所述加热装置进口；所述蓄热水泵连接在所述蓄热装置出口和所述加热装置进口之间的所述供热管道上；所述第一温度传感器安装在所述蓄热装置出口一侧的供热管道内部，所述第二温度传感器安装在所述加热装置出口一侧的供热管道内部；

所述控制器通过所述第一温度传感器获取所述加热装置的进口处的蓄热介质温度；所述控制器通过所述第二温度传感器获取所述加热装置的出口处的蓄热介质温度；所述控制器将所述加热装置的出口处的蓄热介质温度与所述加热装置的进口处的蓄热介质温度的差值和所述蓄热装置的出口处的蓄热介质温度与所述阈值温度的差值进行比较运算得控制系数；所述控制器根据所述流量控制系数控制所述蓄热水泵的流量，所述蓄热介质从所述加热装置流向所述蓄热装置的流速改变，使得所述蓄热装置内的蓄热介质温度逐步达到阈值温度。

本申请实施例技术方案与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例通过温度传感器获取加热装置进口处和所述加热装置出口处的蓄热介质的温度；根据所述加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度和阈值温度调节连接所述加热装置和所述蓄热装置的蓄热水泵的流量，所述蓄热介质从所述加热装置流向所述蓄热装置的流速变大，使得所述蓄热装置内的蓄热介质温度达到阈值温度；所述蓄热水泵及时调节所述加热装置与所述蓄热装置之间的流量大小，保证所述蓄热装置出水温度与阈值温度的温差在加热装置加热温度的可控安全范围内，从而保证所述蓄热装置在所述加热装置做功情况下，平稳蓄热，直至所述蓄热装置内蓄热介质的温度达到阈值温度；蓄热期间所述加热装置无跳电动作，无重复加热过程，加热周期缩短，减少了能量损耗，减少了设备磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种蓄热装置的温度控制方法的控制流程图；

图2是本申请一实施例提供的供热系统的示意框图。

其中，图中各附图标记：

1-控制器；2-加热装置；3-蓄热装置；4-蓄热水泵；5-第一温度传感器；6-第二温度传感器；7-加热装置进口供热管道；8-加热装置出口供热管道。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本申请实施例第一方面提供了一种蓄热装置的温度控制方法，

参见图1所示，本申请一实施例提供的一种蓄热装置的温度控制方法的控制流程图。

如图所示该方法可以包括以下步骤：

步骤s101，在预设条件下，启动加热装置对蓄热装置内的蓄热介质进行加热。

所述预设条件为处于谷电时段且所述蓄热装置内蓄热介质未达到阈值温度。

具体的，该方法用于在谷电时段通过所述蓄热介质进行蓄热，在峰电时段通过所述蓄热介质供热。

所述蓄热介质为液态，通过所述蓄热水泵和所述供热管道流动在所述加热装置中和所述蓄热装置中；所述蓄热介质在所述加热装置内受热，所述蓄热介质在所述蓄热装置内蓄热。

所述阈值温度一般是指所述蓄热装置内所述蓄热介质所能达到的最高温度，也可以是所述控制器设置的所述蓄热装置内所述蓄热介质的目标温度；

所述最高温度为所述加热装置不发生跳电，所述蓄热装置内所述蓄热介质蓄热所能达到的最高温度；

所述目标温度在所述蓄热装置内所述蓄热介质的初始温度和所述蓄热装置内蓄热介质所能达到的最高温度之间的任意值。

步骤s102，通过温度传感器获取加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度。

所述获取加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度包括：

通过安装在所述加热装置出口管道上的传感器获取所述蓄热装置出口处的蓄热介质的温度；

通过安装在所述加热装置进口管道上的传感器获取所述蓄热装置进口处的蓄热介质的温度。

所述传感器为温度传感器。

步骤s103，根据蓄热装置出口温度与阈值温度温差和加热装置加热温度的比较调节连接加热装置和蓄热装置的蓄热水泵的流量；

具体的，根据所述加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度以及所述蓄热装置的阈值温度获得流量控制系数；根据所述流量控制系数控制所述蓄热水泵的流量。

所述流量控制系数

其中，所述s表示所述流量控制系数，所述t表示所述蓄热装置的阈值温度，所述t1表示所述加热装置出口处的蓄热介质温度，所述t2表示所述加热装置进口处的蓄热介质温度。

当所述流量控制系数趋于1但不小于1时，所述控制器开始控制蓄热水泵使蓄热水泵增大流量并保证系统安全运行；所述蓄热介质从加热装置流向蓄热装置的流速变大，使得蓄热装置内的蓄热介质温度逐步达到所述阈值温度。

具体的，根据所述流量控制系数控制所述蓄热水泵的流量大小为

其中，所述g表示所述蓄热水泵的流量大小，单位t/h；所述q表示所述加热装置的蓄热功率，单位w；所述δt表示所述加热装置进口处与出口处蓄热介质的温度差，δt＝|t1-t2|，单位℃。

根据当所述加热装置蓄热功率q不变时，所述蓄热水泵流量g与所述加热装置进水口与出水口的温差δt成反比，逐渐增大所述蓄热水泵流量g，δt将逐渐减小，所述蓄热装置里的所述蓄热介质以小温差上升，防止所述加热装置因为超高温跳电停机保护。直到δt1～0时，达到所述蓄热装置的所述阈值温度t。所述控制器控制所述蓄热水泵和所述加热装置停止运行。

本申请实施例通过温度传感器获取加热装置进口处和所述加热装置出口处的蓄热介质的温度；根据所述加热装置进口处和出口处的蓄热介质的温度和阈值温度调节连接所述加热装置和所述蓄热装置的蓄热水泵的流量，所述蓄热介质从所述加热装置流向所述蓄热装置的流速变大，使得所述蓄热装置内的蓄热介质温度达到阈值温度；所述蓄热水泵及时调节所述加热装置与所述蓄热装置之间的流量大小，保证所述蓄热装置在所述加热装置做功情况下，平稳蓄热，直至所述蓄热装置内蓄热介质的温度达到阈值温度；蓄热期间所述加热装置无跳电动作，无重复加热过程，加热周期缩短，减少了能量损耗，减少了设备磨损。

作为本申请另一实施例，在启动加热装置对所述加热装置内的蓄热介质进行加热之前，还需要所述控制器计算并设置蓄热装置容纳蓄热介质的体积。

根据所述蓄热介质的比热容、初始温度、阈值温度和预设供热需求计算并设置所述蓄热装置内蓄热介质的体积：

其中，所述v表示所述蓄热装置内蓄热介质的体积，所述m表示所述预设供热需求的热量，所述c表示所述蓄热介质的比热容，所述ρ表示所述蓄热介质密度，所述t3表示所述蓄热介质初始温度；所述预设供热需求的热量为在峰电时段对所述蓄热装置内所述蓄热介质蓄热的总热量需求。

所述外接散热单元的预设供热需求的热量m可以是根据统计记录未优化控制方法的相同规格的供热系统在峰电时段通过外接散热单元对外散热的总热量的平均值，也可以是所述供热系统通过控制器统计记录的单次峰电时段通过散热单元对外散热的总热量计算的平均值，并在下一谷电时段更新设置。

所述外接散热单元的预设供热需求的热量为在整个峰电时段外接散热单元对所述蓄热装置的内蓄热介质蓄热的总热量需求。

进一步地，在预设条件下，所述加热装置加热工作，所述控制器控制所述蓄热装置内所述蓄热介质达到阈值温度；非预设条件下，所述蓄热装置对外散热耗热。

具体的，所述预设条件为所述供热系统处于谷电时段且所述蓄热装置内蓄热介质未达到阈值温度。所述非预设条件是在峰电时段，所述供热系统的所述加热装置停止工作。

本申请另一实施例补充的蓄热装置的温度控制方法在谷电时段蓄热，在峰电时段散热；所述控制器通过计算获得所述蓄热装置内所需存储的所述蓄热介质的体积，确定蓄热量，使得外接耗能和蓄热热量都得到了的最大优化的使用利用，并节约成本。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图2是本申请一实施例提供的供热系统的示意框图，为了便于说明，仅示出与本申请实施例相关的部分。

所述供热系统包括：

控制器1、加热装置2、蓄热装置3、蓄热水泵4、第一温度传感器5、第二温度传感器6、加热装置进口供热管道7以及加热装置出口供热管道8；

所述控制器1与所述加热装置2、所述蓄热水泵4、所述第一温度传感器5以及所述第二温度传感器6电性连接；

所述加热装置2出口通过所述供热管道7连接所述蓄热装置3进口，所述蓄热装置3出口通过所述供热管道7连接所述加热装置2进口；所述蓄热水泵4连接在所述蓄热装置3出口和所述加热装置2进口之间的所述供热管道7上；所述第一温度传感器5安装在所述蓄热装置3出口一侧的供热管道内部，所述第二温度传感器6安装在所述加热装置2出口一侧的供热管道内部；所述加热装置2、所述蓄热装置3、所述蓄热水泵4、所述加热装置进口供热管道7以及所述加热装置出口供热管道8之中流动有蓄热介质；

所述加热装置2进口与所述蓄热装置3出口之间连接所用供热管道为加热装置进口供热管道7，所述加热装置2出口与所述蓄热装置3进口之间连接所用供热管道为加热装置出口供热管道8；所述第一温度传感器5安装在所述蓄热装置3出口一侧的供热管道内部，所述第二温度传感器6安装在所述加热装置2出口一侧的供热管道内部；

进一步地，所述加热装置进口处蓄热介质温度等于所述蓄热装置出口处蓄热介质温度；所述加热装置出口处蓄热介质温度等于所述蓄热装置进口处蓄热介质温度。

所述加热装置进口供热管道即为蓄热装置出口供热管道，所述加热装置出口供热管道即为蓄热装置进口供热管道。

所述蓄热水泵可以在所述加热装置进口供热管道上任意位置，也可以在所述加热装置出口供热管道上任意位置；

进一步地，所述控制器可以是单片机，也可以是可编程逻辑控制器。

所述单片机(microcontrollers)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、随机存储器(randomaccessmemory，ram)、只读存储器(read-onlymemory，rom)、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。

所述可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

进一步地，所述蓄热装置的进口处的蓄热介质温度等于所述加热装置出口处的蓄热介质温度；所述蓄热装置的出口处的蓄热介质温度等于所述加热装置进口处的蓄热介质温度。

具体的，所述第一温度传感器可以安装在所述蓄热装置出口和所述加热装置进口之间连接的供热管道上的任意位置：即所述第一温度传感器可以位于所述蓄热装置出口附近的供热管道内，可以位于所述蓄热水泵附近的供热管道内，也可以位于所述加热装置进口附近的供热管道内；

所述第二温度传感器可以安装在所述蓄热装置进口和所述加热装置出口之间连接的供热管道上的任意位置：即所述第二温度传感器可以位于所述蓄热装置进口附近的供热管道内，也可以位于所述加热装置出口附近的供热管道内；

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器可以采用同一型号。

进一步地，所述加热装置可以为电锅炉；所述蓄热水泵为变频蓄热水泵；

所述电锅炉也称电加热锅炉、电热锅炉，顾名思义，它是以电力为能源并将其转化成为热能，从而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体的锅炉设备。

所述蓄热水泵可以为变频蓄热水泵，所述变频蓄热水泵就是在普通水泵的基础上辅以单向阀、气压罐、变频器、恒压恒温供水控制器、传感器等管阀或电气元件组成具有全自动功能，并且自动恒压的变频蓄热供水装置。

进一步地，所述蓄热装置根据需要容纳蓄热介质的体积选择容积型号。

具体的，所述蓄热装置容积型号大于或等于所述控制器计算所得的所述蓄热装置需要容纳蓄热介质的体积；所述蓄热装置具体容纳蓄热介质的体积由控制器计算并设置。

进一步地，确定所述电锅炉功率，确定所述变频蓄热水泵功率。

所述控制器根据所述外接散热单元的预设供热需求的热量及所述谷电时段所述加热系统可以连续工作的时长选择所述电锅炉功率及所述蓄热水泵功率，保证所述电锅炉及所述变频蓄热水泵工作满足需要。

进一步地，所述蓄热装置为蓄热水箱；所述蓄热介质为液态蓄热介质，存储在所述蓄热水箱内；所述蓄热液态介质可以为水。

具体的，所述控制器通过所述第一温度传感器获取所述加热装置的进口处的蓄热介质温度；所述控制器通过所述第二温度传感器获取所述加热装置的出口处的蓄热介质温度；所述控制器将所述加热装置的出口处的蓄热介质温度与所述加热装置的进口处的蓄热介质温度的差值和所述蓄热装置的出口处的蓄热介质温度与所述阈值温度的差值进行比较运算得控制系数；所述控制器获取所述加热装置蓄热功率和所述蓄热水泵的流量传输大小；所述控制器根据所述控制系数、所述加热装置蓄热功率及所述变频蓄热水泵的流量传输大小控制所述蓄热水泵的实际工作流量传输大小；所述蓄热水泵根据实际工作需要变化及时调节流量传输大小，直至所述蓄热装置内蓄热介质达到所述阈值温度；所述控制器计算并设置所述蓄热装置容纳蓄热介质的体积；谷电时段，所述供热系统的电锅炉加热工作，控制器控制所述蓄热水箱内水达到最高温度；峰电时段，所述蓄热水箱散热耗热。

以上所述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，均应包含在本申请的保护范围之内。