一种电锅炉暖电控制系统及方法与流程

本发明创造属于电锅炉供暖领域，尤其是涉及一种电锅炉暖电控制系统及方法。

背景技术：

传统的供暖系统缺乏调节和节能控制手段，无法通过环境情况及用户需要进行调节。其缺点为：成本高，能源浪费。而峰谷分时电价的出现给电锅炉的功能发展带来契机。利用夜间电网富裕自动加热，将热能储存在储热设备内，白天利用暖电进行供暖。随着这种供暖方式的发展，且为保证供暖系统的运行进行平稳、可靠，有必要设计出一种对电锅炉的运行状态进行远程监控、降低供热成本的控制系统。

发明创造内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电锅炉暖电控制系统及方法，以保证供暖系统的正常运行，降低供暖成本，减少能源浪费。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电锅炉暖电控制系统，包括PLC控制柜，与PLC控制柜连接的多个传感器、热量计、水泵、电动阀、锅炉机组、蜂鸣器；所述锅炉机组通过水泵连接储能热库，所述储能热库内设有第一温度传感器，储能热库连接的主供暖输出管上设置热量计；所述锅炉机组的每个锅炉内设有第二温度传感器、水位传感器；所述PLC控制柜还连接无线远程监控端。

进一步的，所述水泵的电磁阀通过中间继电器或接触器连接PLC控制柜。

进一步的，所述各传感器均通过四芯屏蔽线连接PLC控制柜。

进一步的，所述远程监控端为无线GPRS远程控制器。

进一步的，所述PLC控制柜通过GPRS网络连接无线GPRS远程控制器。

一种电锅炉暖电控制方法，通过PLC控制柜控制锅炉机组在谷电时间段内向储能热库充热，并对锅炉机组进行高温保护；通过PLC控制柜控制在平电时间段和峰电时间段由储能热库供热，并判断是否需要控制锅炉机组补充供热。

进一步的，所述通过PLC控制柜控制锅炉机组在谷电时间段内向储能热库充热的方法为：

(101)在谷电时间段开始充热，储能热库内储存热量；

(102)通过传感器和热量计测量储能热库的热量或温度是否大于PLC控制柜设定的充满值；

(103)若是，则判断是否超出谷电时间段；未超出，则只保留一台锅炉开启以防冻；已超出，则停止锅炉机组供热。

进一步的，步骤(101)所述开始充热时间为谷电开启时间，或谷电开启时间后的一个时间点；由PLC控制柜根据储能热库当前的热量或温度来计算并控制。

进一步的，通过PLC控制柜控制在平电时间段和峰电时间段由储能热库供热，并判断是否需要控制锅炉机组补充供热的具体方法为：

(201)在平电时间段选择时间点，作为决定平电是否开启锅炉时间td，判断热库热量Q是否大于td时刻计算的当天剩余时间所需热量Qd；

(202)若大于，则继续由储能热库供热；若小于，则PLC控制柜控制锅炉机组进行平电充热供热；

(203)平电时间结束进入峰电时间段后，判断热库热量Q是否维持至峰电时间结束，若是，则继续由储能热库供热；若否，则PLC控制柜控制锅炉机组开启共热。

进一步的，当天剩余时间所需热量Qd的计算方法为：

Qd＝(Qo-Qp)*Qs/Qp

其中：

Qo:热库充满的热量(设定值，可调)；

Qp：在谷电结束的时间7；00至td时间段设计负荷时理论消耗的热量；

Qs：在谷电结束的时间7；00至td时间段实际消耗的热量。

相对于现有技术，本发明所述的一种电锅炉暖电控制系统及方法具有以下优势：在夜间谷电期间使用储能热库储存热量，在白天进行供热，在节省成本，减少能源浪费的基础上保证供暖系统的正常运行；还实时探测锅炉内的温度，实现对电锅炉的高温保护，有助于延长锅炉寿命。

附图说明

图1为本发明创造实施例所述的控制系统结构示意图；

图2为本实用实施例所述的供暖系统储能热库的示意图；

图3为本发明创造实施例所述的控制流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合实施例及附图来详细说明本发明创造。

如图1和图2所示，一种电锅炉暖电控制系统，包括PLC控制柜，与PLC控制柜连接的多个传感器、热量计、水泵、电动阀、锅炉机组、蜂鸣器；所述锅炉机组通过水泵连接储能热库，所述储能热库内设有第一温度传感器，储能热库连接的主供暖输出管上设置热量计；所述锅炉机组的每个锅炉内设有第二温度传感器、水位传感器；所述PLC控制柜还连接无线远程监控端。

其中，所述水泵的电磁阀通过中间继电器或接触器连接PLC控制柜。

其中，所述各传感器均通过四芯屏蔽线连接PLC控制柜。

其中，所述远程监控端为无线GPRS远程控制器。

其中，所述PLC控制柜通过GPRS网络连接无线GPRS远程控制器。

如图3所示，一种电锅炉暖电控制方法，通过PLC控制柜控制锅炉机组在谷电时间段内向储能热库充热，并对锅炉机组进行高温保护；通过PLC控制柜控制在平电时间段和峰电时间段由储能热库供热，并判断是否需要控制锅炉机组补充供热。

其中，所述通过PLC控制柜控制锅炉机组在谷电时间段内向储能热库充热的方法为：

(101)在谷电时间段开始充热，储能热库内储存热量；

(102)通过传感器和热量计测量储能热库的热量或温度是否大于PLC控制柜设定的充满值；

(103)若是，则判断是否超出谷电时间段；未超出，则只保留一台锅炉开启以防冻；已超出，则停止锅炉机组供热。

其中，步骤(101)所述开始充热时间为谷电开启时间，或谷电开启时间后的一个时间点；由PLC控制柜根据储能热库当前的热量或温度来计算并控制。

其中，通过PLC控制柜控制在平电时间段和峰电时间段由储能热库供热，并判断是否需要控制锅炉机组补充供热的具体方法为：

(201)在平电时间段选择时间点，作为决定平电是否开启锅炉时间td，判断热库热量Q是否大于td时刻计算的当天剩余时间所需热量Qd；

(202)若大于，则继续由储能热库供热；若小于，则PLC控制柜控制锅炉机组进行平电充热供热；

(203)平电时间结束进入峰电时间段后，判断热库热量Q是否维持至峰电时间结束，若是，则继续由储能热库供热；若否，则PLC控制柜控制锅炉机组开启共热。

其中，当天剩余时间所需热量Qd的计算方法为：

Qd＝(Qo-Qp)*Qs/Qp

其中：

Qo:热库充满的热量(设定值，可调)；

Qp：在谷电结束的时间7；00至td时间段设计负荷时理论消耗的热量；

Qs：在谷电结束的时间7；00至td时间段实际消耗的热量。

参数设置：

t:当前时间；

t1:谷电开启时间(23:00)；

t2:谷电结束时间(07:00)；

t3:平电开启时间(11:30；7:00)；

t4:平电结束时间(18:00；8:30)；

td:决定平电是否开启锅炉时间；

Qd:在td时刻所计算当天剩余时间所需热量；

Q1：热库在t1时刻剩余热量；

Qo:热库充满的热量；

Q:热库的热量；

T:热库的温度；

To:热库充满时温度；

Qd2:平电充热结束时剩余时段需要热量；

Qp：在谷电结束的时间7：00至td时间段设计负荷时理论消耗的热量；

Qs：在谷电结束的时间7：00至td时间段实际消耗的热量；

Qz：在谷电时段内23:00到td时间热库热量增长量；

Qx：前一整天热库消耗的热量；

Q＝Qo-Qs

Qo-Qp：在td时间时刻当天剩余时间设计负荷时理论消耗的热量。

7：00<td<＝10:00对应：Qp＝12.8*(td-10)*80000/1000*3.6

10：00<td<＝22:00对应：Qp＝(12.8*3+24.5*(td-10))*80000/1000*3.6

22:00<td<＝23:00对应：Qp＝(12.8*3+24.5*12+12.8*(td-22))*80000/1000*3.6

Qs/Qp＝Qd/(Qo-Qp)

Qd＝Qs/Qp(Qo-Qp)

举例：在中午12点进行检测的计算

Td＝12点

Qo＝650*170＝110500MJ

Qp＝(12.8*3+24.5*(12-10))*80000/1000*3.6＝25171.2MJ

当天天气冷，超出设计理论负荷，7点时热量表读数1,000,000MJ，12点热量表的读数，Q＝1,030,500MJ

Qs＝1,030,500-1,000,000＝30500MJ

Q＝110500-30500＝80000

Qd＝Qs/Qp(Qo-Qp)＝30500/25171.2*(110500-25171.2)＝103393.1MJ

此刻，Q<Qd。

具体工作原理：

1、本发明实施中，锅炉机组包括锅炉H1-H4。在设定的时间段内(23：:00-7:00，谷电时间段)，在定时启动水泵功能启动的情况时，当热库温度Q＜Q₀(可调)时，启动锅炉H1--H4，到热库热量Q≥Q₀(可调)或时间段外或定时启动水泵功能关闭时关闭锅炉H1--H4。

2、防冻加热：谷电时间内(同第一条)，在定时启动水泵功能启动时，当Q≥Q₀时，启动锅炉H1--H4，时间段外或定时启动水泵功能关闭时关闭锅炉H1--H4。(锅炉可以手动选择几台启动，默认全开)

3、平电时间段内加热：在设定2个时间段内(可调)，在定时启动水泵功能启动时，当Q＜Qd(可调)时，启动锅炉H1--H4，到热库热量Q≥Qd(可调)或时间段外或定时启动水泵功能关闭时关闭锅炉H1--H4。

4、峰电时间段控制：在设定1个时间段内(可调)，在定时启动水泵功能启动时，当Qd-Q≥50MJ(可调)时，启动锅炉H1--H4，到热库热量Qd-Q＜50MJ(可调)或时间段外或定时启动水泵功能关闭时关闭锅炉H1--H4。

5、定时启动水泵：①在设定的1个时间段内(可调)，启动泵P1-P5，M1-M4；时间段外关闭泵P1--P5，电动阀M1--M4。(水泵可以手动选择启动几台，默认全开)②在设定的1个时间段内(可调)，启动泵P1-P5，M1-M4；时间段外关闭泵P1--P5，电动阀M1--M4。(水泵可以手动选择启动几台，默认全开)

6、高温保护：当锅炉H1温度T1≥95℃(可调)时，关闭锅炉H1，到T1＜90℃(可调)时，恢复；当锅炉H2温度T2≥95℃(可调)时，关闭锅炉H2，到T2＜90℃(可调)时，恢复；当锅炉H3温度T3≥95℃(可调)时，关闭锅炉H2，到T3＜90℃(可调)时，恢复；当锅炉H4温度T4≥95℃(可调)时，关闭锅炉H4，到T4＜90℃(可调)时，恢复。

7、定时强制启动加热：在设定的3个时间段内(可调)，启动电动阀M1--M4，延时5s启动泵P1--P5，再延时5s启动锅炉H1--H4，时间段外关闭锅炉H1--H4，延时5s关闭泵P1--P5，再延时5s关闭锅炉M1--M4。(锅炉和水泵可以手动选择启动几台，默认全开)(手动启动该功能)

8、温度故障报警：温度出现故障或锅炉高温保护时，启动蜂鸣器；正常时关闭。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。