一种集控节能控制系统、计算机设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种基于热泵的集控节能控制系统、计算机设备及计算机可读存储介质。

背景技术

热泵是一种充分利用低品位热能的高效节能装置。热量可以自发地从高温物体传递到低温物体中去，但不能自发地沿相反方向进行。热泵的工作原理就是以逆循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，它仅消耗少量的逆循环净功，就可以得到较大的供热量，可以有效地把难以应用的低品位热能利用起来达到节能目的。

烘干箱主要用于对其内的物料进行干燥，其工作原理为：新风通过风机输送到电加热设备内，升温后，再送至烘干箱内，对物料进行干燥，干燥后的风通过风道向上排出，以此不断循环，从而使烘干箱内温度达到均匀，水汽跟随排风向外排出。

目前，烘干箱主要是采用电加热的方式，其节能的主要方式是采用控制排风量+回风余热利用+排风余热回收，如图1所示的结构。由于上述传统烘干箱主要的加热方式是采用电加热，耗电量较大，不符合目前的节能环保发展的要求，一般是通过以热泵替换电加热设备，对烘干箱进行主加热，但是热泵所提供的热风温度60℃-80℃，满足不了烘干箱的更高温度要求，也有技术是采用热泵+电加热的热风系统，但是热泵为主加热，电加热为辅助加热，即先启动热泵对新风加热，最后由电加热加热到目标温度，虽然这种方式，能够达到很好的节能效果，但是由于添加了热泵后，更改了控制顺序，需要更改原烘干箱的加热系统的控制逻辑，容易影响烘干箱的温度稳定性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明目的之一在于提供一种集控节能控制系统，解决上述传统的问题，其电加热和热泵各自独立运行，既不需要更改原有的加热系统的控制逻辑，又可以在添加热泵后，联合热泵的控制逻辑，能够进一步地提高烘干箱的节能效果。

本发明目的之二在于提供一种计算机设备。

本发明目的之三在于提供一种计算机可读存储介质。

本发明目的之一采用如下技术方案实现：

一种集控节能控制系统，包括第一系统及第二系统，所述控制系统包括如下控制步骤：

S1：开启电加热，执行第一系统的加热模式，对烘箱中各自的烘干室进行加热升温，运行智能控制模块，使烘干室的温度升至设定温度阈值T

S2：在第一系统的加热模式的加热过程中，当其中一个烘干室的温度稳定在设定温度阈值或达到预设启动时间时，启动第二系统；

S3：第二系统启动后，判断每节烘干室对应的热泵中“热泵禁止启动标志”是否需要置位，若满足置位的条件时，“热泵禁止启动标志”需要置位，热泵待机，否则，“热泵禁止启动标志”不需要置位，开启热泵，调节热泵的出风温度，直至热泵满足停机条件。

优选地，在步骤S1中，智能控制模块为PID控制模块；在步骤S2中，预设启动时间为电加热开启后35min-45min。

优选地，在步骤S3中，“热泵禁止启动标志”置位的条件需同时满足如下条件：

（1）电加热的输出功率小于热泵置位设定输出功率W

（2）当前烘干室的实际温度处于T

（3）当前热泵处于停机状态。

优选地，在步骤S3中，热泵满足停机条件为：当热泵处于最低运行频率时，当前烘干室的实际温度大于T

进一步优选地，W

优选地，在步骤S3中，热泵的出风温度的调节方法包括如下步骤：

（1）预热阶段

以基础出风温度启动热泵，并开始计时，10min内，进行热泵的预热；

（2）调温阶段

根据当前烘干室内的实时温度、设定温度阈值及电加热输出功率，判断是否需要调节热泵的基础出风温度，若需要调节基础出风温度，在到达调节设定周期后，开始调节热泵的基础出风温度，否则，不需调节基础出风温度，以热泵的基础出风温度对新风进行预加热。

进一步优选地，调节设定周期为2min。

优选地，所述调节热泵的基础出风温度的判断步骤为：

若满足增加基础出风温度的条件，且热泵当前出风温度小于基础出风温度时，则，当前热泵的设定出风温度=基础出风温度+1℃；

若满足降低基础出风温度的条件，且热泵当前出风温度不小于基础出风温度时，则，当前热泵的设定出风温度=基础出风温度-1℃。

优选地，所述增加基础出风温度的条件为：

a.当前烘干室的实际温度小于对应的设定温度阈值T

优选地，所述降低基础出风温度的条件为：

a.当前烘干室的实际温度大于或等于对应的设定温度阈值T

本发明目的之二采用如下技术方案实现：

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述集控节能控制系统的操作步骤。

本发明目的之三采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述集控节能控制系统的操作步骤。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的集控节能控制系统通过采集第一系统对电加热的温度控制情况，再启动第二系统，对热泵的出风温度进行控制，使电加热和热泵各自独立运行，既不需要更改原有的加热系统的控制逻辑，又可以在添加热泵后，联合热泵的控制逻辑，以对新风进行预热，利用热泵的节能功效，从而能够进一步地提高烘干箱的节能效果。

附图说明

图1为现有技术的烘箱的供热风系统的结构示意图；

图2为本发明的烘箱的供热风系统的结构示意图；

图3为图2所示的热泵供热系统的结构示意图；

图4为本发明的集控节能控制系统的控制结构视图。

图中：10、烘箱；11、排风总管；20、新风进风系统；21、第一过滤器；22、风机；23、烟气回收换热器；30、新风加热系统；31、混合器；32、电加热换热器；33、第二过滤器；40、热泵供热系统；41、压缩机；42、冷凝器；43、节流膨胀阀；44、蒸发器；45、分离器；50、回风利用系统。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

请参阅图2和图3，为本发明的基于热泵的烘箱10的供热风系统的结构示意图，该烘箱10主要用于通过热风对其内的物料进行干燥，具体的，该烘箱10包括至少一个烘干室，每个烘干室设有各自的热风进口、排风出口及排风总管11，排风总管11分别与各排风出口相连，用于收集各排风，统一排出。每个排风出口设有各自的第一控制阀，用于烘干室内的排风，每个烘干室的顶部还布设有第一温度检测器及压力检测器，第一温度检测器用于检测对应的烘干室内的温度，压力检测器用于检测对应的烘干室内的压力。在本实施例中，烘干室的数量为5个，每个烘干室可以独立的，也可以是互相连通的，每个烘干室配置一套独立的供热风系统。

该供热风系统包括新风进风系统20、至少一个新风加热系统30、至少一个热泵供热系统40、至少一个回风利用系统50及集控节能控制系统。

新风进风系统20沿新风流动方向依次布设有第一过滤器21、风机22及烟气回收换热器23，第一过滤器21用于对吸入的空气进行过滤，烟气回收换热器23设于排风总管11上，用于回收排风上的余热。其中，风机22为鼓风机22，鼓风机22的功率跟每个新风加热系统30前的阀门开度相关。在另一实施例中，风机22还可以设置在新风加热系统30的入口，即每个新风加热系统30中各自配置一个风机22，通过启动每个烘干室时，分别启动各自的风机22，以调整进风量。在本实施例中，第一过滤器21为初效过滤器。

新风加热系统30用于与新风进风系统20、烘干室的热风进口相连，新风加热系统30沿新风流动方向依次布设有混合器31、电加热换热器32及第二过滤器33，混合器31的一侧与回风利用系统50相连，用于新风与回风的均匀混合，混合后的新风，再输入到电加热换热器32中进行换热。第二过滤器33的出风口与各自的烘干室的热风进口相连。在本实施例中，电加热换热器32内设有电加热盘管，新风加热系统30的数量与烘干室的数量相对应，用于为烘干室独立控制温度，每个新风加热系统30的前端均设有第二控制阀。第二过滤器33为耐高温中效过滤器/耐高温高效过滤器。其中，混合器31为混合罐或混合管道或引射器，混合器31上还设有第二温度检测器，用于检测混合风/电加热换热器32前的温度。

热泵供热系统40设于新风进风系统20与新风加热系统30之间，用于预热新风，具体的，热泵供热系统40包括首尾相连的压缩机41、冷凝器42、节流膨胀阀43、蒸发器44及分离器45，如图3所示，冷凝器42的换热端分别所述烟气回收换热器23、混合器31相连，即冷凝器42设于新风加热系统30上，通过冷凝器42对新风进行预加热。

回风利用系统50用于回收排风中的余热，引入部分的回风，注入到新风中，以节省部分的新风加热热能，其中，回风利用系统50的两端分别与排风总管11、混合器31相连，每个回风利用系统50上均设有第三控制阀。在本实施例中，回风利用系统50的数量与新风加热系统30的数量相对应，且回风量根据排放温度及压力决定，具体的，参考现有技术的控制，在此不再赘述。

集控节能控制系统包括第一系统及第二系统，第一系统用于对新风加热系统30、新风进风系统20、回风利用系统50进行控制，即原烘箱10的控制系统；第二系统用于对热泵供热系统40（以下称为：热泵）进行控制，即原烘箱10的控制系统与热泵为各自独立的控制。

具体的，如图4所示，该集控节能控制系统包括如下控制步骤：

S0：采集当前烘箱中各自的烘干室内的实际温度；若烘干室的实际温度小于对应的设定温度阈值T

S1：开启电加热，执行第一系统的加热模式，对烘箱中各自的烘干室进行加热升温，运行智能控制模块，使烘干室的温度升至设定温度阈值T

可理解的，第一系统的加热模式包括各自的烘干室的目标温度阈值、目标加热时间阈值、目标压力阈值的设置，通过上述数据的设置，启动电加热盘管和风机，执行在目标阈值下的加热升温曲线，将烘干室内的温度加热至目标温度阈值；根据各自电加热盘管的加热升温曲线，调整风机的开度及回风量，其中，加热升温曲线为PID控制（比例积分微分控制）的升温曲线，即电加热盘管的功率、风机的功率及回风的阀门开度均由PID控制，即智能控制模块控制（即PID控制），其为现有技术，在此不再赘述。目标温度阈值可以是定值，也可以范围值。当实际温度值到达目标温度阈值，执行保温模式，通过PID控制稳定烘干室内的温度波动，当加热时间达到了目标加热时间时，执行停止加热模式，降温。一般情况下，设定温度阈值大于环境温度。

S2：在第一系统的加热模式的加热过程中，当其中一个烘干室的温度稳定在设定温度阈值或达到预设启动时间时，启动第二系统，否则，不启动第二系统，返回步骤S1中，继续执行第一系统的加热模式。

在此步骤中，第一系统、第二系统为两个各自独立的系统，总的控制系统通过采集/读取第一控制系统所采集的每节烘干室的实际温度及设定温度阈值，再通过综合各参数，再启动第二系统，达到节能电能的功效，同时，在电加热对烘干室加热到一定温度（设定温度阈值）后，再启动热泵供热系统，在对原控制的影响较小的情况下，以尽可能减少电加热在这个控温过程的电力输出，便于达到更加节能的效果。若在启动电加热时，同时也启动热泵供热系统（一般情况下需要更改原控制系统的控制逻辑），虽然可以达到更大的节能效果，但是会影响智能控制模块（即原控制模块）的控制，导致热风温度波动较大，最终会对烘干室内的物料干燥造成不良的影响。

可理解的，烘箱中每节烘干室可能同时到达设定温度阈值，也可能其中一节烘干室先达到设定温度阀值，同时，各节烘干室的设定温度阈值也可以相同或者不相同，导致各烘干室的加热速率也不同，也有可能其中一些烘干室没启动干燥升温（如设定温度阈值为0℃），控制系统，需要根据设定的温度阈值进行对应的控制。

在其中一实施例中，预设启动时间为但不限于电加热开启后35min-45min；优选地，预设启动时间为但不限于电加热开启后40min；设定温度阈值根据具体的要求，进行设定，在此不再赘述。

S3：第二系统启动后，检查各自的热泵供热系统的情况，判断每节烘干室对应的热泵供热系统（即热泵）中“热泵禁止启动标志”是否需要置位，若满足置位的条件时，“热泵禁止启动标志”需要置位，热泵待机，否则，若不满足置位的条件时，“热泵禁止启动标志”不需要置位，开启热泵，调节热泵的出风温度，直至热泵满足停机条件。

在上述步骤中，检查各自的热泵供热系统的情况即热泵是否具备启动的条件，如压缩机的热媒压力是否满足要求，润滑油情况是否满足要求，蒸发器是否满足启动要求等等。

在本实施例中，“热泵禁止启动标志”置位的条件需同时满足如下条件：

（1）电加热的输出功率小于W

（2）当前烘干室的实际温度处于T

（3）当前热泵处于停机状态。

热泵满足“热泵禁止启动标志”置位的条件时，对应的热泵不会启动，否则，如：工艺发生变化，导致过程中电加热的输出功率超过15%，且当前烘干室的实际温度小于T

在另一些实施例中，热泵的出风温度的调节方法包括如下步骤：

（1）预热阶段

设置热泵的基础出风温度，以基础出风温度启动热泵，并开始计时，10min内（该时间可以根据热泵情况而设定，不限于10min内，还可以为其他时间，在此不再赘述），进行热泵的预热。

可理解的，在预热阶段，由于压缩机需要预热，压缩机频率波动比较大，即热泵无法保证出风温度的稳定性，所以第二系统不联合第一系统的数据进行温度调节。这段时间内的热量仍然是通过冷凝器，将热泵的热量散发给新风吸收，此时的烘干室的温度由第一系统来控制，即由电加热来调节。

在此步骤中，热泵的基础出风温度为但不限于60℃（该基础出风温度一般是内设）。

（2）调温阶段

根据当前烘干室内的实时温度、设定温度阈值T

可理解的，调节设定周期为一个周期，在这个周期内，即在这段温度波动期间内，判断需要增加热泵的基础出风温度值时，则开始增加热泵的出风温度，否则，就降低热泵的出风温度，以避免对电加热的温度调整造成较大的波动。

在此步骤中，调节设定周期为但不限于2min。

在其中一实施例中，调节热泵的基础出风温度的判断步骤为：

若满足增加基础出风温度的条件，且热泵当前出风温度小于基础出风温度时，则，当前热泵的设定出风温度=基础出风温度+ T

若满足降低基础出风温度的条件，且热泵当前出风温度不小于基础出风温度时，则，当前热泵的设定出风温度=基础出风温度- T

在本实施例中，增加基础出风温度的条件为：

a.当前烘干室的实际温度小于对应的设定温度阈值T

在本实施例中，降低基础出风温度的条件为：

a.当前烘干室的实际温度大于或等于对应的设定温度阈值T

在本实施例中，热泵满足停机条件为：当热泵处于最低运行频率（即压缩机的输出功率较低，如低于压缩机额定输出功率的5%-10%，节能效果较差）时，当前烘干室的实际温度大于T

在此步骤中，W

在上述实施例中，在热泵停机/热泵待机后，若热泵满足开机条件，则以热泵不满足置位的条件时，开启热泵，调节热泵的出风温度。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求上述所述集控节能控制系统的操作步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述集控节能控制系统的操作步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。