一种高温热能系统和高温热能控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及工业领域，尤其涉及一种高温热能系统和高温热能控制系统。


背景技术：

2.在工业领域中，往往采用锅炉或加热炉系统通过燃烧燃料产出热能。锅炉或加热炉的类型与燃料的类型多种多样，但各类燃料锅炉在产热过程中热损耗较大，运行成本较高。为产出所需的热能，热能系统往往需要消耗较多的能源，在产热过程中也难免存在热损失。
3.如何降低热能系统在产热过程中消耗的能源，是本技术所要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种高温热能系统和高温热能控制系统，用以降低热能系统在产热过程中消耗的能源。
5.第一方面，提供了一种高温热能系统，包括：
6.至少一个第一热能设备，所述第一热能设备内部循环有用于吸收系统外热能的循环工质，以通过所述循环工质对流经所述第一热能设备的导热介质进行加热，并通过所述第一热能设备的出口导出具有第一热量的导热介质；
7.至少一个第二热能设备，所述第二热能设备的入口与所述第一热能设备的出口连接，所述第二热能设备用于对流经所述第二热能设备的所述具有第一热量的导热介质进行加热以导出具有第二热量的导热介质，其中，所述第二热量大于所述第一热量。
8.第二方面，提供了一种高温热能控制系统，包括：
9.如第一方面所述的高温热能系统；
10.与所述高温热能系统通信连接的控制单元，所述控制单元用于根据流经所述高温热能系统的导热介质的温度控制所述高温热能系统中至少一个热能设备的工况。
11.在本技术实施例中，系统中包括至少一个第一热能设备，所述第一热能设备内部循环有用于吸收系统外热能的循环工质，以通过所述循环工质对流经所述第一热能设备的导热介质进行加热，并通过所述第一热能设备的出口导出具有第一热量的导热介质；至少一个第二热能设备，所述第二热能设备的入口与所述第一热能设备的出口连接，所述第二热能设备用于对流经所述第二热能设备的所述具有第一热量的导热介质进行加热以导出具有第二热量的导热介质，其中，所述第二热量大于所述第一热量。本方案中第一热能设备能吸收系统外热能初步加热导热介质，提高导热介质具有的热能，降低第二热能设备加热所要消耗的能源，有效提高热能系统经济性。
附图说明
12.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的
不当限定。在附图中：
13.图1是本实用新型的一个实施例一种高温热能系统的结构示意图之一。
14.图2是本实用新型的一个实施例一种高温热能系统的结构示意图之二。
15.图3是本实用新型的一个实施例一种高温热能系统的结构示意图之三。
16.图4是本实用新型的一个实施例一种高温热能系统的结构示意图之四。
17.图5是本实用新型的一个实施例一种高温热能控制系统的结构示意图之一。
18.图6是本实用新型的一个实施例一种高温热能控制系统的结构示意图之二。
19.图7a是本实用新型的一个实施例一种高温热能控制系统的结构示意图之三。
20.图7b是本实用新型的一个实施例一种高温热能控制系统的结构示意图之四。
21.图8是本实用新型的一个实施例一种高温热能控制系统中的高温热能系统结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本技术中附图编号仅用于区分方案中的各个步骤，不用于限定各个步骤的执行顺序，具体执行顺序以说明书中描述为准。
23.在工业领域中，锅炉或加热炉系统能消耗燃料提供热能，普遍应用于各种工业场景中。锅炉或加热炉系统运行中往往存在较多的热能损失，运行成本通常较高，难以在满足高温热能输出的同时降低运行成本。
24.为了解决现有技术中存在的问题，本技术实施例提供一种高温热能系统，如图1所示，包括：
25.至少一个第一热能设备11，所述第一热能设备11内部循环有用于吸收系统外热能的循环工质，以通过所述循环工质对流经所述第一热能设备11的导热介质进行加热，并通过所述第一热能设备11的出口11b导出具有第一热量的导热介质；
26.至少一个第二热能设备12，所述第二热能设备12的入口12a与所述第一热能设备11的出口11a连接，所述第二热能设备12用于对流经所述第二热能设备12的所述具有第一热量的导热介质进行加热以导出具有第二热量的导热介质，其中，所述第二热量大于所述第一热量。
27.本技术实施例提供的系统中，第一热能设备具体可以是可吸收系统外低温热能的高温热能设备，用于吸收外部热量，初步加热流经的导热介质，提高热能利用率，提高经济性。第二热能设备用于加热导热介质至所需温度，能适应各种工况，快速提高导热介质温度。由于导热介质已经经过初步加热，因此能有效降低第二热能设备的燃料消耗。
28.基于上述实施例提供的高温热能系统，可选的，如图2所示，当所述第一热能设备11的数量是多个时，所述系统中包括至少两个所述第一热能设备11 的出口共同连接至同一个第二热能设备11的入口。
29.在图2中示出了三个第一热能设备并联连接的结构示意图。在实际应用中，系统中也可以包含更多或更少数量的第一热能设备，多个第一热能设备之间可以通过多种连接方
式连接。比如，两个并联连接的第一热能设备与另一个第一热能设备串联连接，或者，多组第一热能设备串联连接，每组第一热能设备中包括至少两个并联连接的第一热能设备等。
30.通过本技术实施例提供的系统，能以多个第一热能设备对导热介质进行加热，多个第一热能设备中的循环工质能吸收系统外热能，提高热能利用率，降低热损耗。
31.基于上述实施例提供的高温热能系统，可选的，如图3所示，所述系统还包括：
32.连接在至少一个所述第二热能设备的出口与所述高温热能系统的出口之间的至少一层级的加热设备组，其中，任一层级的所述加热设备组包括至少一个第三热能设备13，所述第三热能设备13用于对流经的导热介质进行加热。
33.图3中示出了包含一层级加热设备组的高温热能系统结构图，其中，加热设备组中包含一个第三热能设备13，该第三热能设备13的入口13a与所述第二热能设备的出口12b连接，所述第三热能设备13用于加热所述具有第二热量的导热介质。
34.本技术实施例中，至少一层级的加热设备组中的第三热能设备能进一步对具有第二热量的导热介质进行加热。在实际应用中，可以根据实际需求调整第三热能设备的工况，以导出具有所需热量的导热介质。其中，第三热能设备可以根据需求灵活调整工况，在一定幅度内调整导出的导热介质具有的热量，避免第二热能设备频繁调整工况，降低第二热能设备变更工况而消耗的能量损失。
35.可选的，基于上述实施例提供的系统，至少一个所述第二热能设备的出口与所述高温热能系统的出口之间连接有多个层级的加热设备组，所述多层级的加热设备组基于层级顺次连接，流经多层级的加热设备组的所述导热介质具有的热量逐级上升。
36.在本实施例提供的方案中，多个层级的加热设备组用于对流经的导热介质逐级加热。在实际应用中，可以根据实际热能输出需求确定导热介质需要由多少层级的加热设备组执行加热后导出，有利于满足实际热能输出需求。
37.基于上述实施例提供的高温热能系统，可选的，如图4所示，所述第一热能设备11包括至少一个第一入口11a和至少一个第一出口11b，所述第二热能设备12包括至少一个第二入口12a和至少一个第二出口12b，其中，至少一个所述第二入口12a与至少一个所述第一出口11b连通。
38.本实施例中，图4示出的系统结构仅作为实例说明本方案，实际应用中可以应用其他方式连接。图4中包括三个第一热能设备和两个第二热能设备。其中第一热能设备c包括两个第一入口，分别从导入口a和导入口b接入导热介质。而第一热能设备b包括两个第一出口，将加热后的导热介质分别导出至第二热能设备a和第二热能设备b。
39.在本技术实施例中，第一热能设备可以包括多个第一入口和多个第一出口。其中，多个第一入口可以用于从系统外的多个源头导入待加热的导热介质。如果第一热能设备包括多个第一出口，则可以将具有第一热量的导热介质导出至多个不同的第二热能设备中。可选的，上述至少一个第一出口与上述至少一个第二出口直接连通，能有效降低热量损失，提高系统整体能源利用率。通过本技术实施例提供的方案，能根据实际需求灵活连接多个第一热能设备和第二热能设备，降低系统整体能量损耗。
40.为了解决现有技术中存在的问题，本技术实施例还提供一种高温热能控制系统，如图5所示，包括：
41.如上述任一种实施例所述的高温热能系统51；
42.与所述高温热能系统51通信连接的控制单元52，所述控制单元52用于根据流经所述高温热能系统51的导热介质的温度控制所述高温热能系统中至少一个热能设备的工况。
43.本技术实施例中，控制单元具体可以是控制终端。该控制终端可以是手机、计算机或其他具有计算功能的电子设备。可选的，上述高温热能系统与控制单元可以通过蓝牙或其他无线通信方式连接，以便工作人员对高温热能系统执行远程控制。
44.基于上述实施例提供的系统，如图6所示，所述系统中还包括：
45.与所述控制单元52通信连接的至少一个可控阀门k，所述可控阀门k设置于所述高温热能系统中的热能设备的入口或出口处，所述可控阀门k用于控制所述导热介质的通过流量；
46.其中，所述控制单元52用于：
47.根据流经所述高温热能系统的导热介质的温度控制至少一个所述可控阀门k的开度。
48.本技术实施例中，在各热能设备的至少一个入口和出口处设置有可控阀门 k，各可控阀门可以由控制单元根据导热介质的实际温度控制开度，以控制导入热能设备的导热介质的流量以及导出热能设备的导热介质的流量，有利于有效控制系统中各热能设备的工况。
49.基于上述实施例提供的系统，如图7a所示，所述系统中还包括：
50.与所述控制单元52通信连接的至少一个温度传感器t，所述温度传感器t 设置于所述高温热能系统中的热能设备的入口或出口处，所述温度传感器t用于监测流经的导热介质的温度。
51.在图7a中，温度传感器t设置在至少一个所述第一入口11a、至少一个所述第一出口11b、至少一个所述第二入口12a、至少一个所述第二出口12b所在位置，所述温度传感器t用于获取流经的导热介质的温度信息。除了图7a 所示的位置以外，在至少一层级的加热设备组中的至少一个第三热能设备的出口或入口处也可以设置有温度传感器t。
52.另外，各温度传感器t、可控阀门k与控制单元的通信连接示意图如图 7b所示。控制单元可以通过下发指令的方式获取通过各热能设备的导热介质的温度，并根据获取到的温度以下发指令的形式控制各可控阀门的开度，以实现工况控制。
53.上述设置在各个入口和出口的温度传感器用于监测导入和导出的导热介质的温度信息。该温度信息具体可以包括实时温度，也可以包括温度变化速率。根据温度信息还可以确定导入热能设备之前的导热介质与热能设备导出的导热介质的温度差，进而可以确定导热介质流经热能设备吸收的热能。上述温度传感器获取到的温度信息能用于控制系统中各热能设备工况，能实现对热能设备的运行状态的监测。
54.本技术实施例中，控制终端可以是计算机或其他电子设备，用于根据温度传感器获取的温度信息控制各可控阀门的开度。举例而言，控制终端具体可以包括配置及系统连接模块、监控比较模块、比较后动作模块、第一判断模块、第二判断模块、第三模块、操作模块1、操作模块2。
55.其中，配置及系统连接模块，用于将可吸收系统外低温热的第一热能设备并接，并在并接的多个第一热能设备的下游设置不可吸收系统外低温热的第二热能设备。根据实际需求，在所需输出的导热介质所携带的热能较低时，也可以仅使用并接的多个第一热能设
备，经第一热能设备加热后的导热介质可以直接导出，而无需流经第二热能设备再次加热。相应的，在仅使用并接的多个第一热能设备时，控制终端只需根据第一热能设备入口、出口处的温度传感器获取到的温度信息来控制第一热能设备入口、出口处的可控阀门的开度，以实现系统导入、导出导热介质的流量控制。
56.另外，上述温度传感器与控制终端之间可以通过有线的方式连接，也可以通过wifi、蓝牙或其他无线方式连接。
57.上述控制终端中的监控比较模块可以用于接收可吸收系统外低温热的第一热能设备的入口、出口处设置的温度传感器获取的温度信息，并与监控比较模块预先存储的与工况对应的允许范围比较。在实际应用中，监控比较模块可以先确定第一热能设备所处的工况，然后根据存储的数据确定所处工况对应的温度范围，再确定温度传感器获取的温度信息所表征的温度是否在所处工况对应的温度范围内。如果在该温度范围内则表明该热能设备运行正常，否则，可以根据获取到的温度信息所表征的温度超出所处工况对应的温度范围的量对热能设备执行调整操作，具体可以由比较后动作模块执行上述调整操作。
58.上述控制终端中的比较后动作模块可以根据上述比较的结果，由操控单元输出指令或提示，根据指令或提示调整相应的可吸收系统外低温热的第一热能设备的运行模式。
59.上述控制终端中的第一判断模块可以用于判断第一热能设备入口处的温度传感器获取到的温度信息对应的温度是否在所需的温度范围内，该所需的温度范围可以是热能设备所处工况对应的温度范围。
60.上述控制终端中的第一判断模块可以用于判断第一热能设备出口处的温度传感器获取到的温度信息对应的温度是否在所需的温度范围内，该所需的温度范围可以是热能设备所处工况对应的温度范围。
61.上述控制终端中的第三模块可以用于判断上述至少一个第一热能设备的下游是否连接有不可吸收系统外低温热的第二热能设备。
62.上述控制终端中的操作模块用于，在上述第三模块判断结果为“是”时，调整相应的可吸收系统外低温热的第一热能设备的运行模式。在上述第三模块判断结果为“否”的结果时，可以调整流体需求或输出报警异常需求。
63.通过本技术实施例提供的方案，能通过温度传感器有效监测热能设备导入、导出的导热介质的温度，进而对系统中各热能设备的工况进行调整，保证输出的导热介质满足需求，有利于提高系统运行灵活性。
64.基于上述实施例提供的高温热能系统，可选的，所述导热介质包括水、油、气、有机质溶液中的至少一项，至少一个第一热能设备11导出的导热介质的温度大于或等于100℃。其中，有机质溶液例如可以是乙二醇溶液。
65.基于上述实施例提供的高温热能系统，可选的，至少一个第二热能设备包括锅炉或加热炉，所述第二热能设备的燃料包括燃气或燃油。
66.下面，结合实例进一步说明本方案，图8示出了本技术实施例提供的系统的结构示意图，图中包括：
67.010管线、020管线、300第一分配件、200第二分配件、500第三分配件、 1510可吸收系统外低温热的第一热能设备组件a1、2510高温热能设备组件 a2......n510高温热能设备组件an(n≥1，下同)、1511热能设备组件b1、2511 热能设备组件b2......n511热能设备
组件bn、500管线、010-2管线、1801传感器、1802传感器、1901传感器、050监控器。
68.11021、第一阀1，11023阀门开闭传感器，11092第一阀2、11022-1电动机构、1105的可吸收系统外低温热的第一热能设备、19105不可吸收系统外低温热的第二热能设备、1103阀1阀1、1104件1、1106阀1、1107阀1。
69.1701第一阀2、17013阀门开闭传感器，1702第一阀2、1703阀件1、19105 的不可吸收系统外低温热的第二热能设备、11082阀1、11092阀1、21092阀 1。
70.21021第二阀1，21023阀门开闭传感器，21092第二阀2、27022-1电动机构、2105的可吸收系统外低温热的第一热能设备、29105不可吸收系统外低温热的第二热能设备、2103阀1、2104件2、2106阀2、2107阀2。
71.2701第2阀2，27011-1电动机构、第2阀2、27013阀门开闭传感器，2702 第2阀2、2703阀件2、29105的不可吸收系统外低温热的第二热能设备2、21082 阀2、21092阀2。
72.n1021第n阀1，n1023阀门开闭传感器，n1022-1电动机构、n1092第n 阀2、n105(n≥1)可吸收系统外低温热的第一热能设备n、n9105不可吸收系统外低温热的第二热能设备n、n103阀n、n104件n。n2106阀n、n2107阀n。
73.n701第n阀2，n7013阀门开闭传感器n，n17012电动机构和n702第n 阀2、n703阀件n(n≥1)、n9105的不可吸收系统外低温热的第二热能设备n、 n1082阀n、n1092阀n。
74.通过本技术实施例提供的系统，第一热能设备能吸收系统外热能初步加热导热介质，提高导热介质具有的热能，降低第二热能设备加热所要消耗的能源，有效提高热能系统经济性。
75.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
76.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘) 中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述的方法。
77.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。