[发明专利]一种电蓄热锅炉与太阳能联合采暖的系统与方法

摘要

本发明提供一种电蓄热锅炉与太阳能联合采暖的系统与方法，涉及供暖技术领域。系统包括太阳能集热单元、蓄热单元、电锅炉单元、用户管网单元和系统控制单元，采用BP神经网络优化PID控制参数，并采用粒子群算法对其进行优化，控制单元将最优PID控制参数转变为控制第四电磁阀开度的信号，根据实际温度与设定稳定温度值的偏差，来调节第四电磁阀的阀门开度，从而实现调节室内温度的效果。本发明的系统结构紧凑合理，能在整个供暖期内形成能源互补，实现相对稳定的联合供暖，采用PSO‑BP神经网络的控制方法得到最优PID控制参数，既能充分利用低谷电能，提高电网负荷率，又能弥补太阳能供暖系统单独使用时的缺点，有效保证供暖质量。

主权项

1.一种电蓄热锅炉与太阳能联合采暖的系统，其特征在于，该系统包括太阳能集热单元、蓄热单元、电锅炉单元、用户管网单元和系统控制单元(20)；所述太阳能集热单元和电锅炉单元用于为系统提供暖源，是系统能源供应部分，均与所述蓄热单元相连；所述蓄热单元用于储存热水，是系统能源储存部分，与所述用户管网单元相连；所述用户管网单元作为系统循环的通道及供暖末端；系统控制单元(20)用于控制各单元，保证系统的自动运行；所述太阳能集热单元，包括太阳能集热器(1)、换热器(2)、第一温度传感器(3)、第一循环水泵(4)和第一电磁阀(5)；所述太阳能集热器(1)用于在太阳光照射下不断加热其中的水，太阳能集热器(1)的进水口连接冷水管；所述换热器(2)用于与太阳能集热器(1)进行热交换；所述第一温度传感器(3)设于太阳能集热器(1)的出水口内，用于检测太阳能集热器(1)出水口处的水温；所述第一循环水泵(4)和第一电磁阀(5)依次连接于所述太阳能集热器(1)的出水口末端，用于打开太阳能集热器(1)的出水口，将太阳能集热器(1)中的热水通过用户管网单元抽取至换热器(2)；所述电锅炉单元，包括电蓄热锅炉(6)、第二温度传感器(7)、第二循环水泵(8)、第二电磁阀(9)和电网投切装置(10)；所述电蓄热锅炉(6)用于正常情况下的夜间低谷用电时段运行和极端气候天气时的非低谷用电时段运行，加热其中的水，电蓄热锅炉(6)的进水口连接冷水管；所述第二温度传感器(7)设于电蓄热锅炉(6)的出水口内，用于检测电蓄热锅炉(6)出水口处的水温；所述第二循环水泵(8)和第二电磁阀(9)依次连接于所述电蓄热锅炉(6)的出水口末端，用于打开电蓄热锅炉(6)的出水口，将电蓄热锅炉(6)中的热水通过用户管网单元抽取至蓄热单元；所述电网投切装置(10)连接电网电源，为电蓄热锅炉(6)的运行供电；所述蓄热单元，包含蓄热水箱(11)、第三循环水泵(12)、第三电磁阀(13)、第四循环水泵(14)和第四电磁阀(15)；所述蓄热水箱(11)包括保温层(1101)、内底部的液位传感器(1102)和出水口内的第三温度传感器(1103)，所述液位传感器(1102)用于检测蓄热水箱(11)内部的水位，所述第三温度传感器(1103)用于检测蓄热水箱(11)出水口处的水温；所述第三循环水泵(12)和第三电磁阀(13)依次连接于蓄热水箱(11)的进水口上端，用于将所述换热器(2)的热水通过用户管网单元抽取至蓄热单元；所述第四循环水泵(14)和第四电磁阀(15)依次连接于蓄热水箱(11)的出水口末端，用于打开蓄热水箱(11)的出水口，将蓄热水箱(11)的热水抽取至用户供暖末端，进行供暖；所述用户管网单元，包括循环管道(16)、地暖盘管(17)、集水器(18)和分水器(19)；所述循环管道(16)用于系统中各单元之间水路的连通；所述地暖盘管(17)为供暖末端，用于为用户供暖；所述集水器(18)设于所述地暖盘管(17)的进水口，通过循环管道(16)与蓄热单元连接；所述分水器(19)设于所述地暖盘管(17)的出水口，通过循环管道(16)与所述太阳能集热器(1)和电蓄热锅炉(6)的进水口连接；所述系统控制单元(20)，包括室内温度传感器(201)、中央控制器及其外围控制电路，室内温度传感器(201)用于采集用户室内的温度，中央控制器用于接收各温度传感器和液位传感器(1102)的信号，经过分析处理后发出控制信号，通过外围控制电路控制各电磁阀的开度、各循环水泵的运行和电网投切装置(10)的运行。