一种换热器设备的温度调控方法及装置与流程

文档序号:30582678发布日期:2022-06-29 13:17阅读:228来源:国知局
一种换热器设备的温度调控方法及装置与流程

1.本发明涉及温度调控技术领域,尤其涉及一种换热器设备的温度调控方法及装置。


背景技术:

2.高海拔地区地形复杂,电网建设发展困难、缓慢,同时地区经济发展快速、用电量急剧增加,不可避免产生人民日益增长的用电需求与供电质量的矛盾。高海拔地区蕴含丰富的风光水利资源,适合发展新能源发电,结合储能系统建立微电网可以有效的解决新能源发电消纳问题和供电可靠性问题。但是,高海地区气候、环境恶劣,影响微电网设备安全和运行效率,比如昼夜温差影响储能电池的密封性,比如降霜、结露会降低光伏板发电效率,比如夜间低温会降低储能电池容量。因此调控微电网设备运行温度,对电网系统的可靠性和经济性有着极其重要的作用。因此,亟需一种针对高海拔微电网设备温度综合调控和能量回收问题的解决办法。


技术实现要素:

3.本发明的主要目的在于提供一种换热器设备的温度调控方法及装置,可以解决现有技术中进行温度调控时耗电量过大的问题。
4.为实现上述目的,本发明第一方面提供一种换热器设备的温度调控方法,所述方法包括:
5.获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式;
6.建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量;所述换热器设备温升模型用于求循环水流量和循环水供水时间之间的数学关系;所述水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系;所述水循环装置包括热水循环装置和冷水循环装置中的至少一种;所述循环水是指水循环装置中用于给换热器设备进行加热或冷却的水;
7.根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
8.在该技术方案中,通过将换热器设备实时温度、循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,确定换热器设备的调控模式,并建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,求解在水循环装置耗电总和最小的情况下,水循环装置用于调控给所述换热器设备的流量。最后通过确定的调控模式以及确定的水循环装置调控给换热器设备的流量,对换热器设备进行温度调控。通过达到水循环装置耗电总和最小的情况下,计算出水循环装置调控给换热器设备的流量对换热器设备进行调控,有效实现了对能源、资源的节约。
9.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述所述建立换热器设备温升模型,包括:
10.根据循环水流量、循环水供水时间、换热器设备实时温度、换热器设备温度阈值、循环水实时温度、以及实时气温构成函数关系,建立所述换热器设备温升模型。
11.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述所述建立水循环装置能耗模型,包括:
12.根据水循环装置额定功率、水循环装置额定流量、水循环装置基础损耗功率、水循环装置流量函数、水循环装置开始运行的时间以及水循环装置的温度达到对应的换热器设备温度阈值的时间,建立水循环装置能耗模型。
13.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,包括:
14.建立所述水循环装置耗电总功的目标函数,根据所述换热器设备温升模型与所述目标函数,求解水循环装置耗电总和的最小值;所述目标函数用于求水循环装置耗电总和的最小值;
15.将求解到的水循环装置耗电总和的最小值代入至所述水循环装置能耗模型中,确定水循环装置调控的流量函数;
16.根据所述流量函数,确定所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量。
17.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述根据所述换热器设备温升模型与所述目标函数,求解水循环装置耗电总和的最小值,包括:
18.根据所述换热器设备温升模型确定求解所述目标函数的约束条件,根据所述约束条件和所述目标函数,求解水循环装置耗电总和的最小值。
19.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述所述换热器设备温度阈值分为加热启动阈值和冷却启动阈值,所述根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式,包括:
20.当所述换热器设备实时温度小于所述加热启动阈值时,将所述调控模式确定为分阶段调控模式下的第一加热模式;所述第一加热模式为所述热水循环装置向对应换热器设备的进水端供水;
21.当所述换热器设备实时温度大于所述冷却启动阈值时,将所述调控模式确定为所述分阶段调控模式下的冷却模式;所述冷却模式为所述冷水循环装置向对应换热器设备的进水端通入冷水储存装置中的冷水;
22.当加热启动阈值小于循环水实时温度、所述循环水实时温度小于所述换热器设备实时温度、以及所述换热器设备实时温度小于所述冷却启动阈值时,将所述调控模式确定为所述分阶段调控模式下的第二加热模式;所述第二加热模式为所述热水循环装置向对应换热器设备的进水端通入所述热水储存装置中未完全加热的水。
23.结合第一方面,在一种可能的实现方式中,上述所述换热器设备温度阈值分为加热启动阈值和冷却启动阈值,所述根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式,还包括:
24.在夜间或冬季,当所述换热器设备实时温度达到所述换热器设备对应的所述加热启动阈值时,将所述调控模式确定为分类调控模式下的第一模式,所述分类调控模式下的第一模式为所述热水循环装置中的热水注入所述换热器设备中,对所述换热器设备进行加
热,直至所述换热器设备实时温度大于所述加热启动阈值且注入所述换热器设备中的加热水的水温降低到预设温度;
25.在白天,所述换热器设备实时温度达到所述换热器设备对应的所述冷却启动阈值时,将所述调控模式确定为分类调控模式下的第二模式,所述分类调控模式下的第二模式为将冷水储存装置中的冷水或热水循环装置中未完全加热的水注入所述换热器装置中对所述换热器设备进行冷却,直至所述换热器设备实时温度小于所述冷却启动阈值且注入所述换热器设备中的冷却水的水温升高到预设温度。
26.为实现上述目的,本发明第二方面提供一种换热器设备的温度调控装置,所述装置包括:
27.调控模式确定模块:用于获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式;
28.流量确定模块:用于建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量;
29.温度调控模块:用于根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
30.为实现上述目的,本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行以下步骤:
31.获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式;
32.建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量;所述换热器设备温升模型用于求循环水流量和循环水供水时间之间的数学关系;所述水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系;所述水循环装置包括热水循环装置和冷水循环装置中的至少一种,所述循环水是指水循环装置中用于给换热器设备进行加热或冷却的水。
33.根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
34.为实现上述目的,本发明第四方面提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行以下步骤:
35.获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式;
36.建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量;所述换热器设备温升模型用于求循环水流量和循环水供水
时间之间的数学关系;所述水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系;所述水循环装置包括热水循环装置和冷水循环装置中的至少一种,所述循环水是指水循环装置中用于给换热器设备进行加热或冷却的水。
37.根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
38.采用本发明实施例,具有如下有益效果:通过将换热器设备实时温度、循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,确定换热器设备的调控模式,并建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,求解在水循环装置耗电总和最小的情况下,水循环装置用于调控给所述换热器设备的流量。最后通过确定的调控模式以及确定的水循环装置调控给换热器设备的流量,对换热器设备进行温度调控。通过达到水循环装置耗电总和最小的情况下,计算出水循环装置用于调控给换热器设备的流量对换热器设备进行调控,有效实现了对能源、资源的节约。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,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。
40.其中:
41.图1为本发明实施例中一种换热器设备的温度调控系统的示意图;
42.图2为本发明实施例中一种换热器设备的温度调控方法的流程示意图;
43.图3为本发明实施例中一种换热器设备的换热器温升模型建立方法的流程示意图;
44.图4为本发明实施例中一种水循环装置能耗模型建立方法的流程示意图;
45.图5为本发明实施例中一种确定水循环装置调控给换热器设备的流量的流程示意图;
46.图6为本发明实施例中一种换热器设备的温度调控装置的结构示意图;
47.图7为本发明实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
48.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作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。
49.本技术提供了一种换热器设备的温度调控系统,参照图1所示,图1为一种换热器设备的温度调控系统,该系统包括:水电站101、冷水存储装置102、冷水循环装置103、热水循环装置104、循环水加热装置105、热水储存装置106、储能设备换热器107、光伏板换热器108、变频器/逆变器换热器109,此外,热水储存装置106配置有辅助加热装置。具体地,冷水储存装置102通过冷水供水管道1与水电站101的轮机的出水端连接,该冷水供水管道1可以
采用φ300mm的白钢管,并在管道1上安装流量控制阀和温度传感器,冷水存储装置102用于存储水电站轮机排出的冷水,冷水存储装置102也可以安装液位传感器和温度传感器。储能设备换热器107、光伏板换热器108和变频器/逆变器换热器109冷却和加热采用同一套流水换热装置,采取分时段进行冷却和加热换热方式,冷水循环装置103通过管道2分别与储能设备换热器107的进水端、光伏板换热器108的进水端、变频器/逆变器换热器109的进水端连接,冷却水供水管道2可以采用三组φ100mm的白钢管管道并安装流量控制阀、温度传感器和流量传感器。热水循环装置104的出水端分别通过热水供水管道5与储能设备换热器107的进水端、光伏板换热器108的进水端、变频器/逆变器换热器109的进水端连接,管道5可以采用三组φ100mm的保温管道并安装流量控制阀、温度传感器和流量传感器。冷却水回水管路中,热水储存装置106的进水端通过冷却水回水管道3分别与储能设备换热器107的出水端、光伏板换热器108的出水端和变频器/逆变器换热器109的出水端连接,管道3可以采用φ100mm的保温管道并安装温度传感器和开关发阀门,热水储存装置106用于接收、存储储能设备换热器107、光伏板换热器108以及变频器/逆变器换热器109排出的水。热水回水管路中,热水储存装置106的进水端通过热水回水管道7分别与储能设备换热器107的出水端、光伏板换热器108的出水端和变频器/逆变器换热器109的出水端连接,管道7可以采用φ100mm的保温管道并安装温度传感器和开关发阀门。
50.此外,热水存储装置106的出水端通过管道4与热水循环装置104的进水端连接,管道4可以采用φ300mm的保温管道管。热水循环装置104的出水端通过热水供水管道6与水电站101连接,管道6可以为φ100mm的白钢管管道与水电站蓄水侧水池连接并安装有流量控制阀和流量传感器。储能设备换热器107、光伏板换热器108、变频器/逆变器换热器109等电气设备本体上安装温度传感器,储能设备换热器107、光伏板换热器108、变频器/逆变器换热器109等电气设备本体上安装的温度传感器以及包括上述系统的温度传感器均采购pt100测温电阻及采集设备。
51.以上是介绍了本实施例提供的一种换热器设备的温度调控系统,现在基于该系统,介绍一种换热器设备的温度调控方法,参照图2所示,图2为一种换热器设备的温度调控方法的流程示意图,如图所述,所述方法具体包括:
52.步骤s101、获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式。
53.步骤s102、建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量。
54.步骤s103、根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
55.其中,所述换热器设备温升模型用于求循环水流量和循环水供水时间之间的数学关系,所述水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系,所述水循环装置包括热水循环装置和冷水循环装置中的至少一种,所述循环水是指水循环装置中用于给换热器设备进行加热或冷却的水。
56.首先来介绍步骤s101、获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热
器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式。
57.在本实施例中,通过换热器设备的本体上安装的温度传感器来获取换热器设备实时温度,而循环水实时温度则通过所有管道2和管道5上的温度传感器采集。此外,本实施例还采用系统监测装置实时采集测量调控系统水温、水量和天气温度t

。由于换热器设备可能不止一个,因此可能会获取到多个换热器设备实时温度。在本实施例中,换热器设备包括储能设备换热器、光伏板换热器、变频器/逆变器换热器,因此获取的换热器设备实时温度包括储能设备换热器的实时温度tc、光伏板换热器的实时温度tg、变频器/逆变器换热器的实时温度tb,具体数据可以如表1所示:
58.表1
[0059][0060]
由于不同的换热器设备性能不同,因此,针对不同的换热器设备,本实施例采取不同的换热器设备温度阈值与对应的换热器设备实时温度、循环水实时温度进行比较。在本实施例中,判断换热器设备是需要采用冷却水冷却实现对其降温还是需要采用热水加热实现对其降温,具有不同的判断标准,因此换热器设备温度阈值分为加热启动阈值和冷却启动阈值。不同的换热器设备温度阈值可以基于对应的换热器设备根据不同的条件来确定,比如,对于储能设备换热器,可以根据储能电池光伏板型号、材质确定最佳运行温度范围,将温度最小值定为储能设备换热器的加热启动阈值t
cmin
,最大值定为储能设备换热器的冷却启动阈值t
cmax
;对于光伏板换热器,可以根据当地环境、气候和光伏板换热器的表面结构,统计出光伏板换热器的表面露点平均值,将此值定为光伏板换热器的加热启动阈值t
gmin
,根据光伏板型号、材质和老化情况,计算出光伏板换热器的最大发电效率的温度值,将此值定为光伏板换热器的冷却动阈值t
gmax
;同理,对于变频器/逆变器换热器,根据当地环境、气候和变频器/逆变器换热器的表面结构统计出变频器/逆变器换热器的表面露点平均值,将此值定为变频器/逆变器换热器的加热启动阈值t
bmin
,根据变频器/逆变器运行温度上限值确定为变频器/逆变器换热器的冷却动阈值t
bmax
。具体数据可以如表2所示:
[0061]
表2
[0062]
t
gmin
t
gmax
t
cmin
t
cmax
t
bmin
t
bmax
5℃10℃20℃40℃10℃50℃
[0063]
待获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,以及确定换热器设备温度阈值后,进一步地,根据以上三者的比较结果,确定换热器设备的调控模式。在本实施例中,根据不同的比较方式,将调控模式分为分类调控模式和分阶段调控模式。
[0064]
在分阶段调控模式下的调控方式,具体为:
[0065]
当换热器设备实时温度小于加热启动阈值时,将调控模式确定为分阶段调控模式下的第一加热模式,第一加热模式为热水循环装置向对应换热器设备的进水端供水。当换热器设备实时温度大于冷却启动阈值时,将调控模式确定为分阶段调控模式下的冷却模式,冷却模式为冷水循环装置向对应换热器设备的进水端通入冷水储存装置中的冷水;当
加热启动阈值小于循环水实时温度、循环水实时温度小于换热器设备实时温度、以及换热器设备实时温度小于冷却启动阈值时,将调控模式确定为分阶段调控模式下的第二加热模式;第二加热模式为热水循环装置向对应换热器设备的进水端通入热水储存装置中未完全加热的水。
[0066]
在分类调控模式下的调控方式,具体为:
[0067]
在夜间或冬季,当换热器设备实时温度达到换热器设备对应的加热启动阈值时,将调控模式确定为分类调控模式下的第一模式,分类调控模式下的第一模式为热水循环装置中的热水注入换热器换热器设备中,对换热器设备进行加热,直至换热器设备实时温度大于加热启动阈值且注入换热器设备的加热水的水温降低到预设温度。在白天,换热器设备实时温度达到换热器设备对应的冷却启动阈值时,将调控模式确定为分类调控模式下的第二模式,分类调控模式下的第二模式为将冷水储存装置中的冷水或是热水循环装置中未完全加热的水注入换热器装置中对换热器设备进行冷却,直至换热器设备实时温度小于冷却启动阈值且注入换热器设备的冷却水的水温升高到预设温度,其中,预设温度可以根据实际情况而定。
[0068]
具体地,在夜间或冬季天气,储能设备换热器实时温度tc达到储能设备换热器对应的加热启动阈值t
cmin
时,启动热水循环装置将热水储存装置的热水注入储能设备换热器,直至储能设备换热器实时温度大于t
cmin
且加热水的水温降低到预设温度;在储能设备换热器实时温度tc储能设备达到储能设备换热器对应的冷却启动阈值t
cmax
时,启动冷水循环装置向储能设备换热器进水端通入冷水储存装置中的冷水或是热水循环装置向储能设备换热器进水端通入热水储存装置中未完全加热的水,直至储能设备换热器温度小于t
cmax
且冷却水的水温升高到预设温度。
[0069]
在夜间或降雪天气光伏板换热器实时温度tg到达光伏板换热器对应的加热启动阈值t
gmin
时,启动热水循环装置将热水储存装置的热水注入光伏板换热器,直至光伏板换热器实时温度大于t
gmin
且加热水的水温降低到预设温度;在白天,光伏板换热器实时温度tg到达光伏板换热器对应的冷却启动阈值t
gmax
时,启动冷水循环装置向其进水端通入冷水储存装置中的冷水或是热水循环装置向其进水端通入热水储存装置中未完全加热的水,直至光伏板换热器实时温度小于t
gmax
且冷却水的水温升高到预设温度。
[0070]
在夜间或冬季天气,变频器/逆变器换热器实时温度tb达到变频器/逆变器换热器对应的加热启动阈值t
bmin
时,启动热水循环装置将热水储存装置的热水注入变频器/逆变器换热器,直至变频器/逆变器换热器实时温度大于t
bmin
且加热水的水温降低到预设温度;在白天,变频器/逆变器换热器实时温度tb储能设备达到变频器/逆变器换热器的冷却启动阈值t
bmax
时,启动冷水循环装置向变频器/逆变器换热器进水端通入冷水储存装置中的冷水或是热水循环装置向变频器/逆变器换热器进水端通入热水储存装置中未完全加热的水,直至变频器/逆变器换热器温度小于t
bmax
且冷却水的水温升高到预设温度。
[0071]
比如,参照表1和表2的数据,在14:00时,光伏板换热器实时温度tg为30℃大于光伏板换热器的冷却启动阈值t
gmax
的10℃,则需要进行冷却,开启冷水循环装置向光伏板换热器进水端通入冷水储存装置中的冷水;在3:00时,光伏板换热器实时温度tg为0℃小于光伏板换热器的冷却启动阈值t
gmin
的5℃,控制热水循环装置向光伏板换热器的进水端供水。
[0072]
本实施例,通过实时获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,与换热器设备
温度阈值比较,实时根据比较结果确定换热气设备的调控方式,有效及时得对换热器设备进行温度检测以及温度调控。
[0073]
以上介绍了如何确定调控模式,现介绍步骤s102、建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量。
[0074]
其中,所述换热器设备温升模型用于求循环水流量和循环水供水时间之间的数学关系,所述水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系,所述循环水是指水循环装置中用于给换热器设备进行加热或冷却的水。
[0075]
在本实施例中,参照图3所示,图3为本实施例提供的一种换热器设备温升模型建立方法的流程示意图,如图3所示,换热器设备温升模型可由以下方式建立:
[0076]
步骤s1021、根据循环水流量、循环水供水时间、换热器设备实时温度、换热器设备温度阈值、循环水实时温度、以及实时气温构成函数关系,建立所述换热器设备温升模型。
[0077]
具体为:
[0078]
vt=(t
设-tm)k/(t
设-t

j-t

i)
[0079]
其中,v为循环水流量;t为循环水供水时间;t

为换热器设备实时温度;tm为换热器设备温度阈值;t

为循环水实时温度;t

为实时气温;k为比热系数、j为水循环装置与换热器设备热交换系数、i为空气与换热器设备热交换系数,三者可根据各换热器设备运行条件,设置为等效经验值或是设定值。
[0080]
比如,根据长期运行参数计算出j为1.5,i为0.5,k为5,确定光伏板换热器温升模型为vt=5(t
设-tm)/(t
设-t

1.5-t

0.5)。同理确定储能设备换热器温升模型中的j为2,i为0.8,k为10,得到储能设备换热器温升模型为vt=10(t
设-tm)/(t
设-t

2-t

0.8),以及变频器/逆变器换热器温升模型中的j为1.8,i为0.6,k为8,得到变频器/逆变器换热器温升模型为vt=8(t
设-tm)/(t
设-t

1.8-t

0.6)。
[0081]
由上述可知,t

、tm、t

、t

都可以根据仪器设备采集获得各个温度数据,即以上四者为已知条件,将以上数据对应代入换热器设备温升模型中,即可得到流量v和供水时间t的乘积值,即对换热器设备进行冷却和加热时,换热器设备所需要的用水量。
[0082]
以上介绍了换热器设备温升模型是如何得到的,下面介绍水循环装置能耗模型的建立,水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系,参照图4所示,图4为本实施例提供的一种水循环装置能耗模型建立方法的流程示意图,如图4所示,水循环装置能耗模型可由以下方式建立:
[0083]
步骤s1022、根据水循环装置额定功率、水循环装置额定流量、水循环装置基础损耗功率、水循环装置流量函数、水循环装置开始运行的时间以及水循环装置的温度达到对应的换热器设备温度阈值的时间,建立水循环装置能耗模型。
[0084]
具体为:
[0085][0086]
其中,w为水循环装置耗电总和;vk(t)第k个水循环装置流量函数;p
ek
为第k个水循环装置额定功率;v
ek
为第k个水循环装置额定流量;ck为第k个水循环装置基础损耗功率;t
0k
为第k个水循环装置开始运行的时间,t
mk
为第k个水循环装置的温度达到换热器设备温度阈
值tm的时间。
[0087]
在本实施例中,为了方便计算流量函数vk(t),将所有水循环装置的额定功率p
ek
和额定流量v
ek
分别取为固定值50kw、100l/s,即水循环装置能耗模型为:
[0088][0089]
进一步地,根据换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,水循环装置调控给换热器设备的流量,参照图5所示,图5为本实施例提供的一种确定水循环装置调控给换热器设备的流量的流程示意图,具体步骤如下:
[0090]
步骤s1023、建立所述水循环装置耗电总功的目标函数,根据所述换热器设备温升模型与所述目标函数,求解水循环装置耗电总和的最小值。
[0091]
步骤s1024、将求解到的水循环装置耗电总和的最小值代入至所述水循环装置能耗模型中,确定调控的水循环装置的流量函数。
[0092]
步骤s1025、根据所述流量函数,确定所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量。
[0093]
其中,所述目标函数用于求水循环装置耗电总和的最小值
[0094]
在本实施例中,将目标函数构建为min{w(v1(t)、v2(t)、

、vk(t)、

、vn(t))},表示耗电总量w关于n个水循环装置流量的时间函数的方程,n为系统中运行的所有水循环装置的数量,通过目标函数可以求水循环装置耗电总和的最小值。具体地,根据换热器设备温升模型确定求解目标函数的约束条件,由于在换热器设备温升模型中循环水实时温度和循环水流量是变量,因此时间t的结果不确定,将换热器设备温升模型中t

∈[t

,t

],作为求解目标函数的约束条件中的水温约束条件,其中t

为循环时用到的储水温度,并将换热器设备温升模型中0≤v≤ve,作为求解目标函数的约束条件中的流量约束条件,其中ve为水循环装置额定流量。最后,根据约束条件与目标函数,求解水循环装置耗电总和的最小值。
[0095]
由于水循环装置能耗模型中只有水循环装置耗电总和w和流量函数是未知量,因此待求解出水循环装置耗电总和的最小值后,将求解到的水循环装置耗电总和的最小值代入至所述水循环装置能耗模型中,即可得到水循环装置调控的流量函数。根据所述流量函数,即可确定水循环装置调控给换热器设备的流量。
[0096]
比如,流量约束条件:0≤v≤100,水温约束条件:t

≤t

≤t

,根据表1的温度记录,14:00和3:00的水温约束条件分别为10≤t

≤30和0≤t

≤10。最后,求出3:00时min(w)对应的水循环装置流量函数v1(t)=22-t,t∈(14,16),v2(t)=4sin(1.5t+2),t∈(14,14.9),v3(t)=-sqrt(5t)+10,t∈(14,15.3)和14:00时min(w)对应的水循环装置流量函数v1(t)=-0.3t
2-2t+18,t∈(3,5.1),v2(t)=7/t+3,t∈(3,4.4),v3(t)=0,其中v1为水循环装置调控给光伏板换热器的循环水的流量,v2为水循环装置调控给储能设备换热器的流量,v3为水循环装置调控给变频器/逆变器换热器的流量。
[0097]
在本实施例中,通过达到水循环装置耗电总和最小的情况下,计算出水循环装置调控给换热器设备的流量,对换热器进行调控,有效实现了对能源、资源的节约。
[0098]
确定了调控模式以及水循环装置调控给换热器设备的循环水的流量后,即可对换热器设备进行温度调控,即执行步骤s103、根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给
所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
[0099]
比如,如果光伏板换热器的调控模式为分阶段调控模式下的第一加热模式时,则控制热水循环装置以水循环装置耗电总和的最小值时的流量向对应换热器设备的进水端供水,对光伏板换热器加热,实现对光伏板换热器进行温度调控后。如果储能设备换热器的调控模式为分阶段调控模式下的冷却模式时,则控制冷水循环装置以水循环装置耗电总和的最小值时的流量向对应换热器设备的进水端通入冷水储存装置中的冷水。
[0100]
上述介绍了本技术的方法,为了更好地实施本技术的方法,接下来介绍本技术的换热器设备的温度调控装置。
[0101]
参见图6,图6为本技术实施例提供的一种换热器设备的温度调控装置的结构示意图。如图6所示,该换热器设备的温度调控装置60包括:
[0102]
调控模式确定模块601:用于获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式。
[0103]
流量确定模块602:用于建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量。
[0104]
温度调控模块603:用于根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
[0105]
在一种可能的设计中,上述调控模式确定模块601具体用于:
[0106]
当所述换热器设备实时温度小于所述加热启动阈值时,将所述调控模式确定为分阶段调控模式下的第一加热模式;所述第一加热模式为所述热水循环装置向对应换热器设备的进水端供水;
[0107]
当所述换热器设备实时温度大于所述冷却启动阈值时,将所述调控模式确定为所述分阶段调控模式下的冷却模式;所述冷却模式为所述冷水循环装置向对应换热器设备的进水端通入冷水储存装置中的冷水;
[0108]
当加热启动阈值小于循环水实时温度、所述循环水实时温度小于所述换热器设备实时温度、以及所述换热器设备实时温度小于所述冷却启动阈值时,将所述调控模式确定为所述分阶段调控模式下的第二加热模式;所述第二加热模式为所述热水循环装置向对应换热器设备的进水端通入所述热水储存装置中未完全加热的水。
[0109]
在一种可能的设计中,上述调控模式确定模块601具体用于:
[0110]
在夜间或冬季,当所述换热器设备实时温度达到所述换热器设备对应的所述加热启动阈值时,将所述调控模式确定为分类调控模式下的第一模式,所述分类调控模式下的第一模式为所述热水循环装置中的热水注入所述换热器设备中,对所述换热器设备进行加热,直至所述换热器设备实时温度大于所述加热启动阈值且注入所述换热器设备的加热水的水温降低到预设温度;
[0111]
在白天,所述换热器设备实时温度达到所述换热器设备对应的所述冷却启动阈值时,将所述调控模式确定为分类调控模式下的第二模式,所述分类调控模式下的第二模式为将冷水储存装置中的冷水或是热水循环装置中未完全加热的水注入所述换热器装置中对所述换热器设备进行冷却,直至所述换热器设备实时温度小于所述冷却启动阈值且注入
所述换热器设备的冷却水的水温升高到预设温度。
[0112]
在一种可能的设计中,上述流量确定模块602具体用于:
[0113]
根据循环水流量、循环水供水时间、换热器设备实时温度、换热器设备温度阈值、循环水实时温度、以及实时气温构成函数关系,建立所述换热器设备温升模型。
[0114]
在一种可能的设计中,上述流量确定模块602具体用于:
[0115]
根据水循环装置额定功率、水循环装置额定流量、水循环装置基础损耗功率、水循环装置流量函数、水循环装置开始运行的时间以及水循环装置的温度达到对应的换热器设备温度阈值的时间,建立水循环装置能耗模型。
[0116]
在一种可能的设计中,上述流量确定模块602具体用于:
[0117]
建立所述水循环装置耗电总功的目标函数,根据所述换热器设备温升模型与所述目标函数,求解水循环装置耗电总和的最小值;所述目标函数用于求水循环装置耗电总和的最小值;
[0118]
将求解到的水循环装置耗电总和的最小值代入至所述水循环装置能耗模型中,确定水循环装置调控的流量函数;
[0119]
根据所述流量函数,确定所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量。
[0120]
在一种可能的设计中,上述流量确定模块602具体用于:
[0121]
根据所述换热器设备温升模型确定求解所述目标函数的约束条件,根据所述约束条件和所述目标函数,求解水循环装置耗电总和的最小值。
[0122]
上述设备中,采用本发明实施例,具有如下有益效果:通过将换热器设备实时温度、循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,确定换热器设备的调控模式,并建立换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,求解在水循环装置耗电总和最小的情况下,水循环装置用于调控给所述换热器设备的流量。最后通过确定的调控模式以及确定的水循环装置调控给换热器设备的流量,对换热器设备进行温度调控。通过达到水循环装置耗电总和最小的情况下,计算出水循环装置调控给换热器设备的流量对换热器设备进行调控,有效实现了对能源、资源的节约。
[0123]
图7示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端,也可以是服务器。如图7所示,该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统,还可存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,可使得处理器实现上述方法实施例中的各个步骤。该内存储器中也可储存有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,可使得处理器执行上述方法实施例中的各个步骤。本领域技术人员可以理解,图7中示出的结构,仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图,并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
[0124]
在一个实施例中,提出了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行以下步骤:
[0125]
获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式;
[0126]
建立所述换热器设备的换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量;所述换热器设备温升模型用于求循环水流量和循环水供水时间之间的数学关系;所述水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系;所述水循环装置包括热水循环装置和冷水循环装置中的至少一种;所述循环水是指水循环装置中用于给换热器设备进行加热或冷却的水;
[0127]
根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
[0128]
在一个实施例中,提出了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行以下步骤:
[0129]
获取换热器设备实时温度和循环水实时温度,将所述换热器设备实时温度、所述循环水实时温度与换热器设备温度阈值进行比较,根据比较结果确定所述换热器设备的调控模式;
[0130]
建立所述换热器设备的换热器设备温升模型和水循环装置能耗模型,根据所述换热器设备温升模型和所述水循环装置能耗模型,确定在水循环装置耗电总和最小的情况下,所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量;所述换热器设备温升模型用于求循环水流量和循环水供水时间之间的数学关系;所述水循环装置能耗模型为水循环装置耗电总和与水循环装置的流量函数之间的数学关系;所述水循环装置包括热水循环装置和冷水循环装置中的至少一种;所述循环水是指水循环装置中用于给换热器设备进行加热或冷却的水;
[0131]
根据所述调控模式以及所述水循环装置调控给所述换热器设备的流量,对所述换热器设备进行温度调控。
[0132]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram以多种形式可得,诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0133]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0134]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保
护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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