智慧热水供应系统

1.本实用新型涉及热水供应技术领域，尤其是一种智慧热水供应系统。


背景技术：

2.长期以来，我国的建筑耗能量占据社会总耗能量的比例维持在20％—25％，一直占据社会总耗能的第二大比重。而我国的建筑耗能中，供热耗能一般占到65％，其中，生活热水虽然不及空调，但占建筑总耗能比例也达到了7％～35％，具有巨大的节能节水潜力。生活热水供应作为一个城市的基本公共服务能力，不仅存在能耗高、能效低等问题，其在使用过程的人性化不足、用户体验差，导致上述问题的原因主要是以下两个方面：
3.1)供热水系统供热参数设计不合理。通常，集中供热水系统采用的模式是：集中供热的温度、流量等参数是人为预先设定的固定值。这样，在春夏季节，往往因水温过高需加入大量冷水以调节水温，热水供过于求，许多热水最后没有使用完白白浪费；而秋冬季节，热水又供不应求，较晚使用的用户则发现水不够热甚至是冷水。为此，供应方在设计时往往将设备容量要求提高，并在秋冬季节会额外增加热水储备量或热水机长期运作以保证用户满意度，这直接导致能源浪费且设备老化严重，寿命缩短。
4.2)供热系统智能化水平低下。由于供热系统的非线性、时变性、随机干扰及对象模型参数的不确定因素，加之参数设计不合理，使得传统控制难以精确的完成控制任务、个人生活热水用量指标偏高、生活热水冷水计算温度偏低、用户终端冷热水的流量配比没有数据监控、加热系统加热的热水温度、输出热水流量及蓄水箱水量等指标没有智能择优控制、不同人群实行无区别对待等一系列问题。从而存在对能源的极大浪费。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种智慧热水供应系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
6.一种智慧热水供应系统，包括：
7.冷水箱和热水箱；
8.若干个用水单元，各用水单元分别通过管道与热水箱和冷水箱连通，用水单元的热水输入端设有热水流量计和热水温度计，用水单元的输出端设有混水流量计和混水温度计；
9.模拟量接收模块，其分别与热水温度计和混水温度计连接，用于采集热水温度计和混水温度计的数据；以及
10.plc控制器，其与模拟量接收模块、热水流量计以及混水流量计连接，用于根据热水流量计、热水温度计、混水流量计和混水温度计的历史数据以及历史天气温度调控所述热水箱的蓄水量、加热时间段以及加热温度。
11.进一步，用水单元的热水输入端设有热水阀，用水单元的热水输入端和冷水输入端之间设有混水阀，热水阀和混水阀与plc控制器连接，热水阀用于根据plc控制器的控制
指令调节热水流量，混水阀用于根据plc控制器的控制指令调节热水和冷水的混合比例。
12.进一步，智慧热水供应系统还包括交互模块，交互模块与plc控制器连接，用于向plc控制器传输控制指令。
13.进一步，智慧热水供应系统还包括信息接收模块，信息接收模块与plc控制器连接，用于从网络获取当前及未来的天气预报信息并传送至plc控制器。
14.进一步，智慧热水供应系统还包括用于检测实时环境温度的环境温度计，环境温度计与模拟量接收模块连接，plc控制器根据热水流量计、热水温度计、混水流量计、混水温度计和环境温度计的历史数据调控冷水箱的进水量以及热水箱的进水量、加热时间段以及加热温度。
15.进一步，冷水箱的输入端连接有用于向冷水箱供水的冷水泵，热水箱的输入端连接有用于向热水箱供水的热水泵，热水泵和冷水泵分别与plc控制器连接。
16.进一步，冷水箱的内部以及热水箱的内部设有液位检测器，液位检测器与模拟量接收模块连接，用于指示plc控制器当前冷水箱或热水箱的蓄水量。
17.进一步，冷水箱和热水箱分别接有补水阀，其一补水阀与冷水箱的输入端以及冷水泵接通，另一补水阀与热水箱的输入端以及热水泵接通，补水阀与plc控制器连接。
18.进一步，智慧热水供应系统还包括存储模块，存储模块与plc控制器连接，用于存储热水流量计、热水温度计、混水流量计和混水温度计的历史数据以及供plc控制器调取。
19.本实用新型的有益效果：设有多种用于监控热水使用情况的监测和调控机构，可根据数据模型的预测结果进行符合节约能源以及满足用水需求的蓄水和供水动作，使用户终端的供热水流量、水箱端的蓄水温度和蓄水量形成随环境气温变化并自适应的动态量。
附图说明
20.图1是一实施例提供的智慧热水供应系统的结构框图。
21.图2是图1实施例提供的智慧热水供应系统的电性连接框图。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的描述。
23.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
24.参阅图1
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2，本实施例提供的智慧热水供应系统包括冷水箱100、热水箱200、若干个用水单元300、模拟量接收模块400和plc控制器500。
25.各用水单元300分别通过管道与热水箱200和冷水箱100连通，用水单元300的热水输入端设有热水流量计301和热水温度计302，用水单元300的输出端设有混水流量计303和混水温度计304。其中，热水箱200和冷水箱100共同提供智慧热水供应系统中所用到的热水，热水流量计301用于检测热水箱200输出热水的温度，混水流量计303用于检测用水单元300的输出水体流量，混水温度计304用于检测用水单元300的输出水体温度。
26.模拟量接收模块400分别与热水温度计302和混水温度计304通信连接。模拟量接收模块400具有将模拟信号转换为数字信号的功能，用于采集热水温度计302和混水温度计304的数据，并根据预制的转换规则，将热水温度计302和混水温度计304的数据转换为数字信号形式。
27.plc控制器500与分别模拟量接收模块400、热水流量计301以及混水流量计303连接，其中，热水流量计301和混水流量计303均为脉冲式流量计。plc控制器500接收来自模拟量接收模块400发送的热水流量计301和混水流量计303的数据，并根据热水流量计301、热水温度计302、混水流量计303和混水温度计304的历史数据以及历史天气温度控制所述热水箱200的蓄水量、加热时间段以及加热温度。
28.具体地，plc控制器500根据热水流量计301、热水温度计302、混水流量计303和混水温度计304的历史数据建立控制模型，根据该控制模型推算各用水单元300的平均热水用量和用水温度，该控制模型记录各用水单元300的用水时段和用水时长，以此来推算各用水单元300在不同时段的用水情况。
29.示例性地，通过两个月内各用水单元300的热水流量计301、混水流量计303和混水温度计304的数据，以及记录记录各用水单元300的用水时段和用水时长，plc控制器500获得各用水单元300的每日热水用量、用水温度、用水量、用水时段和用水时长等数据，通过最小二乘法推算出天气温度分别与热水用量、用水温度、用水量、用水时段和用水时长的映射关系，结合该映射关系和实时天气温度，plc控制器500推断当前所需的热水量，进而调控热水箱200的蓄水量、加热时间段、加热时间段以及加热温度。
30.本实施例所述的用水单元300的热水输入端设有热水阀305，用水单元300的热水输入端和冷水输入端之间设有混水阀306，热水阀305和混水阀306与plc控制器500连接，混水阀306连通用水单元300的热水输入端、冷水输入端以及输出端；热水阀305用于根据plc控制器500的控制指令调节热水流量，混水阀306用于根据plc控制器500的控制指令调节热水和冷水的混合比例，使混水温度达到预定温度值。
31.本实施例所述的智慧热水供应系统还包括交互模块600，交互模块600与plc控制器500连接，用于向plc控制器500传输控制指令。该交互模块600为触控屏，在一些实施例中也可以是按键及显示屏的组合等，用户通过交互模块600向plc控制器500下达控制指令，例如调节水温和蓄水量等，并通过交互模块600的反馈获得智慧热水供应系统各位置的详细参数，例如热水流量计301、混水流量计303和混水温度计304的数据等。
32.在本实施例中，plc控制器500可通过以下两种方式获得天气温度信息。
33.第一，智慧热水供应系统还包括信息接收模块700，信息接收模块700与plc控制器500连接，用于从网络获取当前及未来的天气预报信息并传送至plc控制器500。该信息接收模块700可以是wifi模块，将plc控制器500接入互联网，根据天气预报信息获得当前及未来几天的温度以及天气情况，plc还可进一步推测天气情况与热水使用情况的映射关系。
34.第二，智慧热水供应系统还包括用于检测实时环境温度的环境温度计801，环境温度计801与模拟量接收模块400连接，plc控制器500根据热水流量计301、热水温度计302、混水流量计303、混水温度计304和环境温度计801的历史数据调控冷水箱100的进水量以及热水箱200的进水量、加热时间段以及加热温度。
35.本实施例所述的冷水箱100的输入端连接有用于向冷水箱100供水的冷水泵101，
热水箱200的输入端连接有用于向热水箱200供水的热水泵201，热水泵201和冷水泵101分别与plc控制器500连接，plc控制器500根据推测结果，通过调节热水泵201调节热水箱200的进水量，通过冷水泵101调节冷水泵101的进水量。
36.更进一步的，冷水箱100的内部以及热水箱200的内部分别设有液位检测器802，液位检测器802与模拟量接收模块400连接，用于指示plc控制器500当前冷水箱100或热水箱200的蓄水量。
37.更进一步的，冷水箱100和热水箱200分别接有补水阀803，其一补水阀803与冷水箱100的输入端以及冷水泵101接通，另一补水阀803与热水箱200的输入端以及热水泵201接通，补水阀803与plc控制器500连接，plc控制器500根据液位检测器802判断冷水箱100和热水箱200的当前水位，当需要补水时，通过补水阀803使冷水箱100和冷水泵101接通，或者是使热水箱200和热水泵201接通，实现补水。
38.本实施例所述的智慧热水供应系统还包括存储模块900，存储模块900与plc控制器500连接，用于存储热水流量计301、热水温度计302、混水流量计303和混水温度计304的历史数据以及供plc控制器500调取。
39.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。