本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種雙熱源供熱系統(tǒng)的冷熱分隔式多組態(tài)控制方法及裝置。所述方法包括以下內(nèi)容：通過(guò)閥門(mén)連接并控制閥門(mén)開(kāi)關(guān)或調(diào)節(jié)，使得主、輔熱源設(shè)備、蓄熱水箱既可以分別獨(dú)立地對(duì)熱需求側(cè)供熱，又可以使主熱源分別串聯(lián)在輔助熱源或者蓄熱水箱前端進(jìn)行串聯(lián)組合供熱。并且在任何工作狀態(tài)下，高溫工質(zhì)只能從蓄能水箱熱側(cè)端口進(jìn)出，低溫工質(zhì)只能從蓄能水箱冷側(cè)端口進(jìn)出。尤其在使用太陽(yáng)能和分時(shí)計(jì)價(jià)的電力能源時(shí)，既可以提高太陽(yáng)能的能源替代率，又可以對(duì)電能移峰填谷。將本方法的組態(tài)邏輯嵌入控制裝置的軟件中，便可以將本裝置智能化。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種雙熱源供熱系統(tǒng)的冷熱分隔式多組態(tài)控制方法，以及應(yīng)用該方法的雙熱源供熱系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)可應(yīng)用于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域使用的控制機(jī)組。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)有技術(shù)中，廣泛采用具有蓄熱功能的雙熱源供熱系統(tǒng)，其中主熱源可以是太陽(yáng)能，輔助熱源可以是天然氣、電力等。在這類(lèi)供熱技術(shù)中，一般采取將主熱源的熱量先送入蓄熱水箱(儲(chǔ)水箱)，再由蓄熱水箱向外供熱的方式。輔助熱源加熱設(shè)備一般在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有三種接入方式: 第一、如圖1中所示，輔助熱源加熱設(shè)備I放置于蓄熱水箱3內(nèi)，供熱系統(tǒng)存在兩種工作組合狀態(tài)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“組態(tài)”):主熱源2加熱工質(zhì)的溫度低于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)停止工作，輔助熱源加熱設(shè)備I開(kāi)啟對(duì)工質(zhì)加熱，主熱源2加熱工質(zhì)達(dá)到或高于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)投入運(yùn)行，輔助熱源加熱設(shè)備I停止對(duì)工質(zhì)加熱，這屬于主輔熱源并聯(lián)使用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 兩種組態(tài)所對(duì)應(yīng)的工作過(guò)程為: I)當(dāng)工質(zhì)經(jīng)主熱源2 (如:太陽(yáng)能集熱器)加熱并且溫度高于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)，在泵5的推動(dòng)下進(jìn)入蓄熱水箱3，輔助熱源加熱設(shè)備I關(guān)閉。由于重力作用，蓄熱水箱3頂部的高溫工質(zhì)不能下沉，在泵6的作用下進(jìn)入熱需求側(cè)4放熱后成為低溫工質(zhì)，經(jīng)泵6進(jìn)入蓄熱水箱3底部。同樣由于重力作用，蓄熱水箱3底部的低溫工質(zhì)不能上浮，在泵5的作用下進(jìn)入主熱源2被加熱，工質(zhì)完成了一個(gè)加熱供熱循環(huán)。2)當(dāng)工質(zhì)經(jīng)主熱源2后溫度低于設(shè)計(jì)供熱溫度，泵5停止，輔助熱源加熱設(shè)備I開(kāi)啟加熱。蓄熱水箱3頂部經(jīng)加熱的高溫工質(zhì)在泵6的作用下經(jīng)熱需求側(cè)4放熱后，經(jīng)泵6進(jìn)入蓄熱水箱3底部。由于泵5停止，在泵6的作用下蓄熱水箱3底部的低溫工質(zhì)上浮并經(jīng)輔助熱源加熱設(shè)備I加熱，完成一個(gè)加熱供熱循環(huán)。主熱源2與輔助熱源加熱設(shè)備I按上述方式交替工作，形成兩個(gè)組態(tài)。一方面確保蓄熱水箱3頂部工質(zhì)溫度高于設(shè)計(jì)供熱溫度，一方面避免主熱源2、輔助熱源I之間工作沖突。但這個(gè)供熱系統(tǒng)的最大問(wèn)題是，在兩個(gè)組態(tài)下均有加速容器內(nèi)部的工質(zhì)上下混流擾動(dòng)的問(wèn)題。因混流擾動(dòng)減小了容器內(nèi)上下工質(zhì)的溫差而相對(duì)降低了供熱溫度，導(dǎo)致輔助熱源加熱設(shè)備I提前(或推遲)進(jìn)入(或退出)加熱工作，結(jié)果是一方面延長(zhǎng)了輔助熱源加熱設(shè)備I的工作時(shí)間，從而增加了能耗；另一方面是縮短了主熱源2及蓄熱水箱3的工作時(shí)間，降低了太陽(yáng)能熱利用效率和蓄熱水箱蓄熱效率。第二、如圖2中所示，輔助熱源加熱設(shè)備I在蓄熱水箱3外部，且與蓄熱水箱3并聯(lián)，組態(tài)及組態(tài)條件與第一種連接方式相同。當(dāng)主熱源2加熱工質(zhì)的溫度低于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)停止工作，泵5停止，斷開(kāi)蓄熱水箱3，輔助熱源加熱設(shè)備I開(kāi)啟對(duì)工質(zhì)加熱，工質(zhì)經(jīng)泵6、輔助熱源加熱設(shè)備1、熱需求側(cè)4形成循環(huán)；當(dāng)主熱源2加熱工質(zhì)達(dá)到或高于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)投入運(yùn)行，輔助熱源加熱設(shè)備I所在管路斷開(kāi)，停止對(duì)工質(zhì)加熱。第二種連接方式同樣是并聯(lián)結(jié)構(gòu)，相對(duì)第一種連接方式，該方式避免了輔助熱源加熱設(shè)備I投入工作時(shí)對(duì)蓄熱水箱3的混流擾動(dòng)，但未解決主熱源2對(duì)蓄熱水箱3的混流擾動(dòng)問(wèn)題。上述兩種主輔熱源并聯(lián)連接的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在一個(gè)共同問(wèn)題:當(dāng)主熱源2有能力加熱使得在蓄熱水箱3頂部的工質(zhì)溫度高于熱需求側(cè)4放熱后的工質(zhì)溫度但低于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)，這個(gè)加熱階段的熱量不能被利用，這是對(duì)過(guò)渡狀態(tài)能源的浪費(fèi)。第三、如圖3中所示，從蓄熱水箱3送出的工質(zhì)經(jīng)過(guò)輔助熱源加熱設(shè)備I后進(jìn)入熱需求側(cè)4供熱，在此基礎(chǔ)上，在蓄熱水箱3兩端增加由兩個(gè)三通閥7、8控制換向的旁通管路。這種連接方式有三種組態(tài):當(dāng)蓄熱水箱3輸出的工質(zhì)溫度高于經(jīng)熱需求側(cè)4放熱后送出的工質(zhì)溫度時(shí)，旁路斷開(kāi)并接通蓄熱水箱3，相當(dāng)于主輔熱源串聯(lián)，并產(chǎn)生兩種組態(tài):當(dāng)蓄熱水箱3輸出工質(zhì)的溫度低于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)，輔助熱源加熱設(shè)備I開(kāi)啟加熱，在工質(zhì)溫度高于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)輔助熱源加熱設(shè)備I關(guān)閉；當(dāng)蓄熱水箱3輸出工質(zhì)的溫度低于熱需求側(cè)4放熱后送出的工質(zhì)溫度時(shí)，旁路接通，并斷開(kāi)蓄熱水箱3，輔助熱源加熱設(shè)備I獨(dú)立供熱。具體工作過(guò)程如下: 當(dāng)主熱源2加熱能力下降到蓄熱水箱3頂部工質(zhì)溫度低于熱需求側(cè)4放熱后的溫度時(shí)，三通閥7和8接通旁通管路，并斷開(kāi)蓄能水箱5，這與前面所述的第二種連接方法相同，不再贅述。當(dāng)工質(zhì)溫度經(jīng)主熱源2加熱高于熱需求側(cè)4放熱后的溫度時(shí)，三通閥7和8斷開(kāi)旁通管路。蓄能水箱3、三通閥7、輔助熱源加熱設(shè)備1、熱需求側(cè)4、泵6、三通閥8依次連接，形成串聯(lián)通道。此時(shí)，當(dāng)蓄熱水箱3頂部工質(zhì)溫度處于高于熱需求側(cè)4放熱后的工質(zhì)溫度但低于設(shè)計(jì)供熱溫度的過(guò)渡狀態(tài)時(shí)，輔助熱源加熱設(shè)備I開(kāi)啟；當(dāng)蓄熱水箱3頂部工質(zhì)溫度高于設(shè)計(jì)供熱溫度時(shí)，輔助熱源加熱設(shè)備I關(guān)閉。上述后兩種組態(tài)的結(jié)合雖然解決了過(guò)渡狀態(tài)能源浪費(fèi)的問(wèn)題，但兩側(cè)的循環(huán)以及兩側(cè)流量的不平衡會(huì)加速混流擾動(dòng)。由于上述現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無(wú)法建立可以使主熱源2與蓄熱水箱3相互獨(dú)立工作的組態(tài)方法，且在蓄熱水箱3工作時(shí)總存在不必要的混流擾動(dòng)，因此嚴(yán)重降低了主熱源2的使用效率和蓄熱水箱3的蓄熱效率，也大大縮短了蓄熱水箱3的有效工作時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種雙熱源供熱系統(tǒng)的冷熱分隔式多組態(tài)控制方法，以及應(yīng)用該方法的雙熱源供熱系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)雙熱源供熱系統(tǒng)冷熱分隔式多組態(tài)控制方法，所述的雙熱源供熱系統(tǒng)包括主熱源、輔助熱源、蓄熱水箱、泵、熱需求側(cè)設(shè)備，系統(tǒng)中各組成部分之間通過(guò)管路相連，所述供熱系統(tǒng)通過(guò)在所述管路上設(shè)置控制閥使流經(jīng)主、輔熱源、蓄熱水箱、泵、以及熱需求側(cè)設(shè)備的工質(zhì)的流通路徑均能夠獨(dú)立分開(kāi)，以便能夠組成以下各工作狀態(tài)并在各組態(tài)之間轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)在消除或減小對(duì)蓄熱水箱產(chǎn)生的混流擾動(dòng)的同時(shí)，提高主熱源的利用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助熱源的移峰填谷: 1)使主熱源、輔助熱源、蓄熱水箱能夠分別單獨(dú)對(duì)熱需求側(cè)設(shè)備進(jìn)行供熱； 2)使工質(zhì)能夠經(jīng)主熱源后再分別經(jīng)輔助熱源或蓄熱水箱向熱需求側(cè)設(shè)備供熱； 3)使主熱源、輔助熱源能夠分別單獨(dú)對(duì)熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱同時(shí)進(jìn)行供熱； 4)使工質(zhì)能夠經(jīng)主熱源后再經(jīng)輔助熱源向熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱同時(shí)供熱，并且供給熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱的熱量比例可以調(diào)整； 5 )蓄熱水箱具有兩個(gè)端口，其中一個(gè)端口通過(guò)閥門(mén)分別與所述泵的出、入口連接，任何組態(tài)下，確保高溫工質(zhì)只從蓄熱水箱的一個(gè)端口進(jìn)出，低溫工質(zhì)只從蓄熱水箱的另一個(gè)端口進(jìn)出。進(jìn)一步，所述雙熱源供熱系統(tǒng)的組態(tài)具體包括: 1.所述蓄熱水箱作為熱需求側(cè)設(shè)備，進(jìn)行蓄熱時(shí)， 1.1所述主熱源單獨(dú)為蓄熱水箱供熱， 1.2所述輔助熱源單獨(dú)為蓄熱水箱供熱， 1.3所述主熱源和所述輔助熱源串聯(lián)后為蓄熱水箱供熱； 2.所述蓄熱水箱被完全斷開(kāi)，直接由主和/或輔熱源向所述熱需求側(cè)設(shè)備供熱時(shí)， 2.1所述主熱源單獨(dú)為熱需求側(cè)設(shè)備供熱， 2.2所述輔助熱源單獨(dú)為熱需求側(cè)設(shè)備供熱， 2.3所述主熱源和所述輔助熱源串聯(lián)后為熱需求側(cè)設(shè)備供熱； 3.由所述主和/或輔熱源同時(shí)向所述熱需求側(cè)設(shè)備和所述蓄熱水箱供熱時(shí)，此時(shí)，熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱處于并聯(lián)狀態(tài)，蓄熱水箱進(jìn)行蓄熱， 3.1所述主熱源單獨(dú)供熱， 3.2所述輔助熱源單獨(dú)供熱， 3.3所述主熱源和所述輔助熱源串聯(lián)后供熱； 4.由所述主和/或輔熱源向所述蓄熱水箱供熱，再由蓄熱水箱向所述熱需求側(cè)設(shè)備供熱時(shí)， 4.1所述主熱源單獨(dú)供熱， 4.2所述主熱源和所述輔助熱源串聯(lián)后供熱。進(jìn)一本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙熱源供熱系統(tǒng)冷熱分隔式多組態(tài)控制方法，所述的雙熱源供熱系統(tǒng)包括主熱源、輔助熱源、蓄熱水箱、泵、熱需求側(cè)設(shè)備，系統(tǒng)中各組成部分之間通過(guò)管路相連，其特征在于，所述供熱系統(tǒng)通過(guò)在所述管路上設(shè)置控制閥使流經(jīng)主、輔熱源、蓄熱水箱、泵、以及熱需求側(cè)設(shè)備的工質(zhì)的流通路徑均能夠獨(dú)立分開(kāi)，以便能夠組成以下各工作狀態(tài)并在各組態(tài)之間轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)在消除或減小對(duì)蓄熱水箱產(chǎn)生的混流擾動(dòng)的同時(shí)，提高主熱源的利用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助熱源的移峰填谷：1）使主熱源、輔助熱源、蓄熱水箱能夠分別單獨(dú)對(duì)熱需求側(cè)設(shè)備進(jìn)行供熱；2）使工質(zhì)能夠經(jīng)主熱源后再分別經(jīng)輔助熱源或蓄熱水箱向熱需求側(cè)設(shè)備供熱；?3）使主熱源、輔助熱源能夠分別單獨(dú)對(duì)熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱同時(shí)進(jìn)行供熱；4）使工質(zhì)能夠經(jīng)主熱源后再經(jīng)輔助熱源向熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱同時(shí)供熱，并且供給熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱的熱量比例可以調(diào)整；5）蓄熱水箱具有兩個(gè)端口，其中一個(gè)端口通過(guò)閥門(mén)分別與所述泵的出、入口連接，任何組態(tài)下，確保高溫工質(zhì)只從蓄熱水箱的一個(gè)端口進(jìn)出，低溫工質(zhì)只從蓄熱水箱的另一個(gè)端口進(jìn)出。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙熱源供熱系統(tǒng)冷熱分隔式多組態(tài)控制方法，所述的雙熱源供熱系統(tǒng)包括主熱源、輔助熱源、蓄熱水箱、泵、熱需求側(cè)設(shè)備，系統(tǒng)中各組成部分之間通過(guò)管路相連，其特征在于，所述供熱系統(tǒng)通過(guò)在所述管路上設(shè)置控制閥使流經(jīng)主、輔熱源、蓄熱水箱、泵、以及熱需求側(cè)設(shè)備的工質(zhì)的流通路徑均能夠獨(dú)立分開(kāi)，以便能夠組成以下各工作狀態(tài)并在各組態(tài)之間轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)在消除或減小對(duì)蓄熱水箱產(chǎn)生的混流擾動(dòng)的同時(shí)，提高主熱源的利用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助熱源的移峰填谷: 1)使主熱源、輔助熱源、蓄熱水箱能夠分別單獨(dú)對(duì)熱需求側(cè)設(shè)備進(jìn)行供熱； 2)使工質(zhì)能夠經(jīng)主熱源后再分別經(jīng)輔助熱源或蓄熱水箱向熱需求側(cè)設(shè)備供熱； 3)使主熱源、輔助熱源能夠分別單獨(dú)對(duì)熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱同時(shí)進(jìn)行供熱； 4)使工質(zhì)能夠經(jīng)主熱源后再經(jīng)輔助熱源向熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱同時(shí)供熱，并且供給熱需求側(cè)設(shè)備和蓄熱水箱的熱量比例可以調(diào)整； 5 )蓄熱水箱具有兩個(gè)端口，其中一個(gè)端口通過(guò)閥門(mén)分別與所述泵的出、入口連接，任何組態(tài)下，確保高溫工質(zhì)只從蓄熱水箱的一個(gè)端口進(jìn)出，低溫工質(zhì)只從蓄熱水箱的另一個(gè)端口進(jìn)出。2.如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述主熱源串聯(lián)在所述輔助熱源的前端，為進(jìn)入輔助熱源加熱的工質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱，以充分利用主熱源在過(guò)渡狀態(tài)產(chǎn)生的熱量，所述過(guò)渡狀態(tài)指的是主熱源加熱的工質(zhì)溫度高于經(jīng)熱需求側(cè)設(shè)備放熱后的工質(zhì)溫度，但...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳志，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京詠輝飏能源科技發(fā)展有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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