李明君
黑龙江建筑职业技术学院, 150025
摘要:冬季采暖特别是能源采暖,加重了中国北方地区的雾霾问题。现阶段供暖领域迫切需要开发技术和经济均可行的清洁能源采暖方案。作为清洁可再生能源采暖方案之一,地热采暖特别是水热型地热和浅层地热备受市场重视。地热资源是一种非常清洁的可再生能源,它可以代替现有的很多能源,通过利用地热资源,对于我国能源结构的优化也有着积极作用。地热资源价格比较低廉,可以有效减少能源成本,地热资源清洁度比较高,可以减少二氧化碳排放量对于环境保护有积极作用。因此,加强智能控制器的研发十分重要。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对智能控制器在地热采暖中的应用提出了一些建议,以供参考。
关键词:智能控制器;地热采暖;应用
引言
在北方,应用于采暖的控制器越来越普及,大部分控制器配置有数码管显示器和触摸屏,用于设置采暖设备的温度控制参数。在实际使用中,由于同一天内白天和黑夜室内温度存在差异,而且用户在处于工作状态或休息状态时对温度的感知和需求不一样,因此,用户需要频繁调整控制器的参数,以达到舒适的效果。室内温度如果不及时调整,造成温度过高或过低,不仅会引起感冒等身体不适,而且还造成能源浪费。另外,大部分控制器需要用户手动设置参数,对老人和小孩来说操作不方便。
1、地热采暖
地热采暖也是当前被利用得极为普遍的,这完全是因为地热采暖的优势特别明显。通过地热采暖,可以让室内的温度达到适中,带给居住者极好的身心感受,让他们时刻感受到居住环境的美好惬意,这和时下人们的生活观念非常一致。而且,地热采暖还可以有效节约燃料,对环境保护有一定的积极作用。随着全球范围内经济的快速发展,环境保护已经被各国领导人予以高度重视,就拿我国来说,经济的发展必然伴随着环境的破坏,所以,党和政府大力倡导“绿水青山就是金山银山”。目前我国很多一线大城市为了实现生态发展通过地热资源进行采暖,比如北京、广州、上海等地。
2、存在的问题
在目前,由于我国有关地热资源的法律法规不够完善,缺乏一定的监督力度,对于地热资源管控,就会造成不必要的浪费,虽然我国的地热资源潜力巨大,但如果长期浪费,势必会影响地热资源未来的发展,无论是对于整个国家的经济建设还是人类的未来发展,都会造成非常严重的影响。由于法律法规存在不平衡的现象,导致很多地方企业利用地热资源只向国家交纳补偿费,而不是单独从市场有偿购买。而采暖收费却又执行同燃煤、燃油的统一标准,在这种情况下,绝大部分的供水供暖单位都可以从中谋利,这种现象一旦出现,如果不加以制止势必会一发不可收拾。通过利用地热资源,很多企业都能得到一定的额外收益,对利益的渴望导致他们大范围开采地热能,长此以往,会造成掠夺式开采现象,这对于地热资源的可持续健康发展是极为不利的。获得室外环境温度;确定室外环境温度所在的温度范围;根据温度范围,控制空气源热泵、电加热装置和燃气烟囱的运行状态,以改变加热设备产生的热量。我们可以理解,由于用户对热量的需求随室外环境温度变化,根据室外环境温度范围控制源热泵、电热装置和燃气烟囱的运行状态可以使设备产生的热量在可选实现模式下,根据温度范围,对源热泵、电加热装置和燃气烟囱工作状态进行改造,以改变源热泵、电加热装置和燃气烟囱的工作状态,具体情况如下可以理解的是,由于用户对热的需求随室外环境温度而增加,受控加热设备产生的热量随室外环境温度而增加,因此可以平衡加热效果和加热设备成本。
3、智能控制器在地热采暖中的应用
3.1方案
包括主体,所述主体的一侧安装有后壳,且主体的底部转动连接有保护盖,所述主体相背于后壳的一侧安装有显示屏,且主体一侧靠近显示屏的下方位置处安装有按钮,所述后壳的底部安装有连接端子,所述主体相邻于后壳的一侧安装有拉杆,所述拉杆的圆周面上对称安装有两个限位凸起,所述保护盖靠近拉杆的一侧位置处安装有卡板,所述卡板靠近拉杆的一侧位置处开设有卡槽。
3.2控制算法选择
控制系统中采用PID控制算法,采集的电压和电流数据作为调节器的输入,将其与比例系数Kp作为比例调节部分,将其求和并与积分系数Ki相乘作为积分调节部分,为防止积分过大导致执行器长时间饱和造成的振荡,将积分调节部分进行限幅。设计了一种过流保护器,实现了控制过流过载情况下的硬件保护,响影速度快,解决了目前保护措施滞后带来的无效保护的问题。一种低功耗车身控制器及其控制方法,可程控的供电设计、软件休眠和唤醒设计是保证ECU满足低功耗要求的有效技术,通过对部分电路的供电电源进行程控,在进入低功耗模式时关闭该部分电路的供电电源,退出低功耗模式时打开该部分电路的供电电源,便可以有效降ECU的功耗。
3.3温度分析
室内采暖温控装置上设置有时钟芯片,所述时钟芯片可以在室内采暖温控装置开机和关机的状态下运行,室内采暖温控装置的MCU从时钟芯片读取当前的时间值和日期值,并根据当前的时间值和日期值执行预先设置的温度控制参数,达到自动、实时控制室内温度的目的;室内采暖温控装置采用外部存储芯片储存用户设置的温度控制参数,可以防止室内采暖温控装置由于关机而造成的数据丢失,当启动室内采暖温控装置时,所述MCU从所述外部存储芯片读取和执行之前设置好的温度控制参数,不需要用户重复地对室内采暖温控装置进行设置操作,同时也方便了老人和小孩使用;按键模块和显示模块便于用户自行设置温度控制参数和查看室内的温度值;室内采暖温控装置上设置有温度传感器,用于监测室内温度,当室内温度达到设定的温度值时关停加热设备,当室内温度低于设定值时开启加热设备,从而可以精准地控制室内温度和避免室内温度过高而造成能源浪费;室内采暖温控制装置设置有无线通信模块,用户可以通过其他移动终端设备与室内采暖温控装置连接,实现远程控制;室内采暖温控装置设置有负载接口,负载接口为MCU和第一继电器模块提供输入/输出端口,室内采暖温控装置可以通过负载接口与外部加热设备的电源或继电器快速连接。
结束语
综上所述,针对智能控制器的地热采暖设备控制方法、装置、采暖设备和存储介质,通过获取室外环境温度,判断室外环境温度所在的温度区间,依据温度区间控制空气源热泵、电加热装置及燃气壁挂炉的运行状态以改变采暖设备的制热量。由于用户对热量的需求随着室外环境温度的变化而变化,从而根据室外环境温度所在的温度区间去控制空气源热泵、电加热装置及燃气壁挂炉的运行状态,可以使得采暖设备产生的热量符合用户对热量的实际需求,同时也更加经济、节约。
参考文献
[1]郭世博,李书玲,卢国礼,段利伟,吕辉.一种地热梯级利用装置[P].CN209558490U,2019-10-29.
[2]强弱.一种基于太阳能的智能加热地热地板[P].CN109898786A,2019-06-18.
[3]强弱.一种基于太阳能的智能过流保护地热地板[P].CN109898787A,2019-06-18.
[4]张亭亭.电地热多模态运行控制技术研究[D].长春工业大学,2019.
[5]强弱.智能地热电缆系统[P].CN109114641A,2019-01-01.