分布式智慧供暖製冷管理系統及方法與流程
2023-05-10 14:20:32 3
本發明屬於管理技術領域，特別涉及一種分布式智慧供暖製冷管理系統及方法。
背景技術：
目前市場上存在的集中供暖製冷方式，都是通過採用集中供暖的方式，這樣不僅增加了供熱官網的投資，而且也增加了管道熱量的流失，並且傳統的集中供暖方式大部分還是燒煤燒炭的方式這樣也造成了環境的汙染，後期也出現了這種分布式供暖製冷，但是大部分都是通過燃氣鍋爐的方式，不僅增加了成本、汙染了環境還要增加人員來維護設備。
技術實現要素：
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種分布式智慧供暖製冷管理系統及方法，用於解決現有技術中存在的諸多問題。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種分布式智慧供暖製冷管理系統及方法，所述分布式智慧供暖製冷管理系統包括：信息採集系統、控制系統、通信系統、作業系統、資料庫系統和信息安全系統，其中，
所述信息採集系統，為以單片機或PLC為核心的電子信息系統集成，用於採集室內外的環境參數和能源設備參數；
所述控制系統，包括設備控制系統、上位機控制系統以及轉接模塊系統，所述上位機控制系統與若干轉接模塊系統進行通信，轉接模塊系統與若干設備控制系統進行通訊，上位機控制系統也可以與若干設備控制系統進行通信；
所述作業系統，包括PC客戶端、Web客戶端及APP客戶端操作平臺，用於方便用戶查詢和操作以及人機互動界面的流暢性；
所述資料庫系統包括分布式數據和總資料庫，用於存儲、處理以及備份當地供熱製冷管理系統的數據；
所述通信系統，用於實現所述信息採集系統、所述控制系統、所述作業系統與所述資料庫系統之間的通信，包括工控通信、抄表通信和網絡通信中的一種或多種；
所述信息安全系統，用於保證數據安全和通信安全。
優選的，所述信息採集系統還包括末端設備採集系統，用於採集室內的。
優選的，所述上位機分機通過匯總與其通信的所述單片機和/或PLC所採集的信息，形成分布式資料庫。
優選的，所述分布式資料庫對所採集的信息進行備份、處理；所述處理包括對信息篩檢，並選擇性上傳至總資料庫。
優選的，所述設備控制系統還包括水箱中轉系統、管道系統、主機設備系統以及室內末端控制。
優選的，所述水箱中轉系統，包括儲水水箱和中轉控制系統；
優選的，所述水箱是用來存儲熱水能量的容器；
優選的，所述中轉控制系統是根據判斷是否需要水箱作為儲能容器來控制循環路徑；
優選的，所述管道系統包括能源設備管道和用戶傳輸管道；
優選的，所述主機設備控制系統包括控制設備各部分的啟停、故障處理、以及特殊功能的控制。
優選的，所述室內末端控制系統是控制管道內的水是否可以進入室內。
優選的，所述循環控制路徑包括第一循環路徑、第二循環路徑和第三循環路徑；
優選的，所述第一循環路徑是從能源設備管道到水箱再到用戶傳輸管道最後到能源設備管道的路徑；
優選的，所述第二循環路徑是從能源設備管道到用戶傳輸管道再到能源設備管道的循環路徑；
優選的，所述第三循環路徑是水箱到用戶傳輸管道再到水箱的循環路徑。
優選的，所述上位機分機與所述單片機和/或PLC通信採用工控通信、Wifi與TCP或UDP協議通信。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種智慧管理方法，採用權利要求上述所述分布式智慧供暖製冷管理系統及方法，包括：
採集能源設備和環境相關數據，並判斷出所需要的能耗參數，對較冷的天氣、短時的大面積使用以及除霜起到一定的緩衝作用；
當通過對環境參數的預測未來天氣存在較低溫度，能源設備會在空閒時間對水箱的水進行加熱，實現溫度的儲能，並使用第二種循環路徑進行分布式能源供熱；
當通過採集系統採集到水箱的溫度低於第一溫度下限值時，分布式能源供熱切換到第一循環路徑；
若水箱溫度大於管道的循環溫度時，並且能源設備需要進行除霜的時候會切換到第二循環路徑，從而防止用戶感覺到忽冷忽熱的感受；
若能源設備出現故障的時候，系統會自動比較水箱溫度與管道溫度的大小，當水箱溫度大於管道溫度時，系統會切換到第三循環路徑。
優選的，所述第一溫度下限值低大於設定溫度5‐10攝氏度。
優選的，所述水箱的容積V水箱＝1/3V管道。
優選的，所述管理方法還包括機組通過採集到最頂端的用戶是否在使用供暖
或製冷從而根據水泵揚程計算出水泵的功率，從而控制水泵的變頻輸出；
優選的，採集最頂端的用戶是否在使用供暖和製冷是通過室內末端控制系統採集的，當室內末端控制系統處於關機狀態則認為沒有在使用供暖和製冷，當室內末端控制系統開機則認為使用制暖或製冷，系統採集到在使用供暖和製冷用戶的層數然後計算出高度再根據高度計算出水泵的揚程H＝(P2‐P1)/(p*g)+(h2‐h1)+[(v2*v2)‐(v1*v1)]/2*g
其中：H是實際揚程，P是法蘭處壓力，P1進口，P2出口，p是液態密度，g是重力加速度，h2是大地到出口法蘭高度，h1是大地到進口法蘭高度，v是液體流速，v1是進口，v2是出口，最後在根據揚程計算出水泵的功率，從而改變水泵的頻率。
如上所述，本發明的分布式智慧供暖製冷管理系統及方法，具有以下有益效果：
本發明所述分布式智慧供暖製冷管理系統及方法包括：所述分布式智慧供暖製冷管理系統可以根據環境變化及時切換管理系統的循環路徑，從而切換到最佳解決方案，達到最優的系統運行路徑，還能根據用戶的使用情況來切換水泵的功率輸出，因此這中「就地控制」「集中監控」的操作模式不僅可以減少供熱官網的初次投資，節約基礎設施的投資費用，同時也具有綠色節能環保的優點。
附圖說明
圖1顯示為本發明分布式智慧供暖製冷管理系統及方法示意圖。
圖2顯示為本發明一實施例中分布式智慧供暖製冷管理方法流程示意圖。
圖3顯示為本發明另一實施例中分布式智慧供暖製冷管理方法流程示意圖。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
請參閱圖1至圖3。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
圖1顯示為本發明分布式智慧供暖製冷管理系統及方法示意圖，該分布式智慧供暖製冷管理系統及方法，包括信息採集系統、控制系統、通信系統、作業系統、資料庫系統和信息安全系統等多個子系統。
所述信息採集系統，為以單片機或PLC為核心的電子信息系統集成，用於採集室內外的環境參數和能源設備參數；
所述控制系統，包括設備控制系統、上位機控制系統以及轉接模塊系統，所述上位機控制系統與若干轉接模塊系統進行通信，轉接模塊系統與若干設備控制系統進行通訊，上位機控制系統也可以與若干設備控制系統進行通信；
所述作業系統，包括PC客戶端、Web客戶端及APP客戶端操作平臺，用於方便用戶查詢和操作以及人機互動界面的流暢性；
所述資料庫系統包括分布式數據和總資料庫，用於存儲、處理以及備份當地供熱製冷管理系統的數據；
所述通信系統，用於實現所述信息採集系統、所述控制系統、所述作業系統與所述資料庫系統之間的通信，包括工控通信、抄表通信和網絡通信中的一種或多種；
所述信息安全系統，用於保證數據安全和通信安全。
優選的，所述信息採集系統還包括末端設備採集系統，用於採集室內的。
優選的，所述上位機分機通過匯總與其通信的所述單片機和/或PLC所採集的信息，形成分布式資料庫。
優選的，所述分布式資料庫對所採集的信息進行備份、處理；所述處理包括對信息篩檢，並選擇性上傳至總資料庫。
優選的，所述設備控制系統還包括水箱中轉系統、管道系統、主機設備系統以及室內末端控制。
優選的，所述水箱中轉系統，包括儲水水箱和中轉控制系統；
優選的，所述水箱是用來存儲熱水能量的容器；
優選的，所述中轉控制系統是根據判斷是否需要水箱作為儲能容器來控制循環路徑；
優選的，所述管道系統包括能源設備管道和用戶傳輸管道；
優選的，所述主機設備控制系統包括控制設備各部分的啟停、故障處理、以及特殊功能的控制。
優選的，所述室內末端控制系統是控制管道內的水是否可以進入室內。
優選的，所述循環控制路徑包括第一循環路徑、第二循環路徑和第三循環路徑；
優選的，所述第一循環路徑是從能源設備管道到水箱再到用戶傳輸管道最後到能源設備管道的路徑；
優選的，所述第二循環路徑是從能源設備管道到用戶傳輸管道再到能源設備管道的循環路徑；
優選的，所述第三循環路徑是水箱到用戶傳輸管道再到水箱的循環路徑。
優選的，所述上位機分機與所述單片機和/或PLC通信採用工控通信、Wifi與TCP或UDP協議通信。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種智慧管理方法，採用權利要求上述所述分布式智慧供暖製冷管理系統及方法，包括：
採集能源設備和環境相關數據，並判斷出所需要的能耗參數，對較冷的天氣、短時的大面積使用以及除霜起到一定的緩衝作用；如圖3所示：
S1、系統通過採集模塊採集環境參數，預測出未來天氣,進行水箱溫度採集從而來回切換循環路徑
S2、當存在較低溫度，能源設備會在空閒時間對水箱的水進行加熱，實現溫度的儲能，並使用第二種循環路徑進行分布式能源供熱
S3、當通過採集系統採集到水箱的溫度低於第一溫度下限值時，分布式能源供熱切換到第一循環路徑
S4、若水箱溫度大於管道的循環溫度時，並且能源設備需要進行除霜的時候會切換到第二循環路徑，從而防止用戶感覺到忽冷忽熱的感受
S5、若能源設備出現故障的時候，系統會自動比較水箱溫度與管道溫度的大小，當水箱溫度大於管道溫度時，系統會切換到第三循環路徑
優選的，所述第一溫度下限值低大於設定溫度5‐10攝氏度。
優選的，所述水箱的容積V水箱＝1/3V管道。
優選的，所述管理方法還包括機組通過採集到最頂端的用戶是否在使用供暖
或製冷從而根據水泵揚程計算出水泵的功率，從而控制水泵的變頻輸出；
優選的，採集最頂端的用戶是否在使用供暖和製冷是通過室內末端控制系統採集的，當室內末端控制系統處於關機狀態則認為沒有在使用供暖和製冷，當室內末端控制系統開機則認為使用制暖或製冷，系統採集到在使用供暖和製冷用戶的層數然後計算出高度再根據高度計算出水泵的揚程H＝(P2‐P1)/(p*g)+(h2‐h1)+[(v2*v2)‐(v1*v1)]/2*g
其中：H是實際揚程，P是法蘭處壓力，P1進口，P2出口，p是液態密度，g是重力加速度，h2是大地到出口法蘭高度，h1是大地到進口法蘭高度，v是液體流速，v1是進口，v2是出口，最後在根據揚程計算出水泵的功率，從而改變水泵的頻率。
如圖3，
S1、系統通過採集模塊採集室內末端控制系統的使用情況,從而判斷出層高
S2、根據層高計算出水泵的揚程
S3、根據水泵的揚程計算出水泵的功率，從而通過變頻使水泵輸出相對的功率
本發明是一種通過採用天氣預測、室內末端控制使用率採集以及設備本身的運行參數來進行循環路徑切換，並且還可以根據控制末端採集控制來判斷使用的人數以及樓層，首先在室內控制末端編上不同的編號，然後在資料庫中存儲各個編號對應的樓層，然後系統通過不斷的採集各個室內末端的狀態，當採集到室內系統末端處於關閉狀態時，則默認居民當前沒有使用供暖或製冷，當處於開機狀態時則認為居民使用供暖或製冷，系統通過比對使用供暖的數量，來調節系統的工作參數，並且系統還會通過比對編號與樓層之間的關係，來確定使用供暖或製冷的最高樓層，從而關閉水泵的輸出功率。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。