УСТРОЙСТВО И СПОСОБ КОНФИГУРИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ МУЛЬТИВАЛЕНТНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
DEVICE AND METHOD OF MULTIVALENT POWER SUPPLY SYSTEM CONFIGURATION

Настоящее изобретение касается устройства для конфигурирования системы мультивалентного энергоснабжения.
Способ эксплуатации системы, имеющей несколько устройств генерации тепла, известен, например, из EP 2187136 A2. Система может предоставлять тепловую мощность с применением нескольких устройств генерации тепла, при этом распределение тепловой мощности по отдельным устройствам генерации тепла является варьируемым, так что они могут эксплуатироваться близко к своему оптимальному коэффициенту полезного действия. Распределение мощности может осуществляться не только через вышестоящую систему управления котлами, но и путем согласования между собой отдельных устройств генерации тепла.
Из международной заявки на патент WO 2009/141176 A1 известна мобильная система отопления, которая имеет несколько эксплуатируемых с использованием топлива отопительных устройств, находящиеся в коммуникационной связи друг с другом через шинную систему. Система отопления устроена таким образом, что при пуске системы отопления, базируясь на предопределенных правилах, одно из отопительных устройств конфигурируется как задающее устройство применительно к активированию других отопительных устройств, подключенных к шинной системе. Остальные отопительные устройства конфигурируются как подчиненные устройства.
Гибридная система отопления, состоящая из по меньшей мере одного котла с утилизацией тепла газов котла и по меньшей мере одного котла без утилизации тепла газов котла, известна из международной заявки на патент WO 2008/091970 A2. Включение или, соответственно, выключение отдельных котлов управлением осуществляется после определения отопительной нагрузки, в том числе, на базе потока в главном трубопроводе системы отопления, а также других пусковых критериев. Выбор котлов осуществляется также в зависимости от наружной температуры, а также часов эксплуатации отдельных котлов.
В основе настоящего изобретения лежит задача, предоставить устройство для конфигурирования системы мультивалентного энергоснабжения. В частности, такое устройство должно быть усовершенствовано в том отношении, чтобы обеспечить возможность создания множества разных конфигураций системы.
Решить задачу удается, предоставив устройство для конфигурирования системы мультивалентного энергоснабжения, причем это устройство включает в себя запоминающее устройство, в котором сохранена базовая конфигурация. Базовая конфигурация представляет собой схематичное изображение обобщенной инфраструктуры системы мультивалентного энергоснабжения. Базовая конфигурация включает в себя метки-заполнители для возможных компонентов системы энергоснабжения, а также их отношения между собой. В частности, базовая конфигурация включает в себя множество энергогенераторов, использующих по меньшей мере два разных энергоносителя для предоставления энергии в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии.
Базовая конфигурация может путем замены меток-заполнителей фактически имеющимися в системе мультивалентного энергоснабжения компонентами адаптироваться к фактически имеющейся или планируемой конфигурации системы. Результатом адаптации может быть, например, конфигурация системы в виде гидравлической схемы системы отопления и/или блок-схема системы мультивалентного энергоснабжения, которая графически изображает отношения между отдельными компонентами и/или их функции и/или их действия. Гидравлическая схема и/или блок-схема могут служить для конфигурирования устройства управления для управления системой мультивалентного энергоснабжения. Запоминающее устройство может быть предназначено для сохранения гидравлической схемы или блок-схемы. Далее, устройство может быть предназначено для передачи гидравлической схемы или блок-схемы устройству управления для управления системой мультивалентного энергоснабжения, например, посредством надлежащей связи с передачей данных.
Устройство для конфигурирования системы мультивалентного энергоснабжения может быть реализовано в виде электронного устройства для обработки данных, такого как, например, компьютер, планшетный компьютер, смартфон, лэптоп или другое электронное устройство управления, в частности, имеющее микропроцессор. Устройство для конфигурирования может быть предназначено для поддержания связи с устройством управления для управления системой мультивалентного энергоснабжения. Устройство может быть также выполнено как часть устройства управления для управления системой мультивалентного энергоснабжения. Устройство для конфигурирования предназначено для передачи базовой конфигурации или, соответственно, созданной из базовой конфигурации конкретной конфигурации системы устройству управления, так чтобы устройство управления могло управлять энергогенераторами в зависимости от их зарегистрированного вида и положения в пределах базовой конфигурации или, соответственно, созданной конфигурации системы.
Устройство управления, которое предназначено для того, чтобы конфигурироваться на основании базовой конфигурации, может управлять множеством систем мультивалентного энергоснабжения и адаптироваться к изменяющимся конфигурациям системы путем простого добавления и удаления отдельных компонентов.
Решить задачу удается также, указав способ конфигурирования системы мультивалентного энергоснабжения. Способ включает в себя первый этап считывания базовой конфигурации из запоминающего устройства. С помощью регистрирующего устройства для каждого из энергогенераторов регистрируется вид из предопределенного количества видов энергогенераторов и положение энергогенератора в пределах базовой конфигурации. Из базовой конфигурации и зарегистрированных видов и положений энергогенераторов создается конкретная конфигурация системы. Созданная конфигурация системы передается устройству управления, так что устройство управления управляет энергогенераторами в зависимости от переданной конфигурации системы.
Базовая конфигурация включает в себя подводящую линию, по которой течет среда-носитель, забирающая энергию у энергогенераторов и транспортирующая к циркуляционному контуру потребителя. Циркуляционный контур потребителя может включать в себя множество разных и/или однотипных потребителей. Потребитель может быть любым устройством, которое потребляет энергию, таким как, например, батарея отопления.
В случае системы отопления подводящая линия может быть выполнена в виде трубопровода, в котором течет текучая среда-носитель, забирающая тепло от выполненного в виде котла отопления энергогенератора. В случае электрического энергогенератора подводящая линия представляет собой электрический провод, в котором течет электрическая энергия в виде электрического тока. Тогда средой-носителем могут соответственно считаться носители заряда в электрическом проводе.
Базовая конфигурация включает в себя, кроме того, отводящую линию, которая возвращает поступающую от циркуляционного контура потребителя среду-носитель энергогенераторам. Как и подводящая линия, отводящая линия в случае системы отопления может быть трубопроводом, в котором течет текучая среда-носитель от циркуляционного контура потребителя отводяще в циркуляционный контур генератора. Соответственно отводящая линия в случае электрического энергогенератора представляет собой электрический провод, который замыкает контур электрического тока от потребителя к энергогенератору. Так как это может также осуществляться через потенциал земли, в таких случаях непосредственное проводное соединение в качестве отводящей линия между потребителями и энергогенераторами не требуется.
Базовая конфигурация включает в себя также буферный аккумулятор для временного аккумулирования энергии в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии (например, в виде электрического заряда). Буферный аккумулятор может, например представлять собой аккумулятор горячей воды, батарею, аккумулятор или конденсатор. Буферный аккумулятор соединен с подводящей линией, чтобы иметь возможность забирать энергию. Далее, буферный аккумулятор может быть соединен с отводящей линией. Подвод энергии происходит через подводящую линию. Затребование энергии от буферного аккумулятора может тоже происходить через подводящую линию. Для этого буферный аккумулятор может иметь клапаны или, соответственно, переключатели, посредством которых может соответственно регулироваться затребование энергии.
В пределах базовой конфигурации может быть расположен первый передатчик энергии. По отношению к буферному аккумулятору передатчик энергии расположен предпочтительно ниже по потоку на подводящей линии. При этом термин «ниже по потоку» относится к направлению течения среды-носителя от энергогенераторов к циркуляционному контуру потребителя. На передатчике энергии может происходить обмен энергией между циркуляционным контуром генератора (первичная сторона) и циркуляционным контуром потребителя (вторичная сторона). Передатчик энергии может быть также дополнительно расположен на отводящей линии.
Передатчик энергии может быть передатчиком тепла, в котором тепло от среды-носителя циркуляционного контура генератора (первичная сторона) передается среде-носителю циркуляционного контура потребителя (вторичная сторона) Эти два циркуляционных контура, как правило, отдельные, так что среды-носители не могут смешиваться. Теплопередача происходит через материалы, которые особенно хорошо проводят тепло.
При применении передатчика энергии можно избежать непосредственного обмена сред-носителей между циркуляционным контуром генератора и циркуляционным контуром потребителя. Таким образом, происходит только перенос энергии, но не перенос материала от среды-носителя на стороне генератора (первичная сторона) к среде-носителю на стороне потребителя (вторичная сторона).
В пределах базовой конфигурации энергогенераторы расположены в разных положениях параллельно буферному аккумулятору между подводящей линией и отводящей линией. Они могут быть расположены на подводящей линии с обеих сторон буферного аккумулятора, то есть ниже по потоку и/или ниже по потоку. Кроме того, энергогенераторы могут быть расположены в подводящей линии последовательно. В частности, энергогенераторы могут быть расположены в подводящей линии между буферным аккумулятором и первым передатчиком энергии. Расположенный последовательно энергогенератор может, например, повышать энергосодержание поступающей от буферного аккумулятора среды-носителя без подмешивания какого-то количества среды-носителя из отводящей линии.
Из базовой конфигурации путем выбора компонентов может определяться фактическая гидравлическая схема или, соответственно, фактическая конструкция инфраструктуры системы мультивалентного энергоснабжения. При этом отдельные выбираемые компоненты включают в себя также информацию об их функциях и действии. Базовая конфигурация и гидравлическая схема или, соответственно, блок-схема изображают, к тому же, отношения между отдельными компонентами, такие как, например, гидравлическая привязка.
Управление системами мультивалентного энергоснабжения может быть очень сложным и требует, как правило, адаптированных, точно выверенных решений. Издержки разработки и связанные с ними затраты на предоставление управления системой, в зависимости от сложности системы энергоснабжения, могут быть очень высокими. С другой стороны, при инсталляции системы энергоснабжения конфигурация соответствующего управления может быть очень сложной и занимающей много времени. Поэтому целью изобретения является предоставить устройство, которое позволяет конфигурировать множество разных систем мультивалентного энергоснабжения на основании базовой конфигурации. Базовая конфигурация может изображать отношения, функции и действия множества компонентов. Устройство управления может конфигурироваться на основе базовой конфигурации, чтобы управлять системой мультивалентного энергоснабжения.
Система мультивалентного энергоснабжения представляет собой систему энергоснабжения, применяющую в качестве источника энергии больше одного энергоносителя. Она имеет по меньшей мере два энергогенератора, которые предоставляют по одному используемому виду энергии, такому как, например, тепло, холод, механическая энергия и/или электрическая энергия (например, электрический ток и/или электрическое напряжение). Тепло может, например, предоставляться для горячего водоснабжения и/или системы отопления и/или в качестве технологического тепла, например, для промышленных целей применения. Для транспортировки тепла обычно применяется текучая среда-носитель, то есть газ или жидкость, например, вода или водяной пар.
Для оптимальной эксплуатации системы мультивалентного энергоснабжения управление системы энергоснабжения должно осуществляться в зависимости от специфических свойств энергогенераторов, которые, в том числе, зависят от вида используемого энергоносителя. Настоящее изобретение нацелено на то, чтобы комбинировать эти специфические свойства друг с другом синергетическим образом. Выражаясь другими словами, предлагаемый изобретением способ позволяет оптимально комбинировать друг с другом соответствующие преимущества разных энергоносителей. Это удается благодаря координированному управлению энергогенераторами, так что из мультивалентности системы энергоснабжения может получаться дополнительная польза. В частности, при этом может применяться комбинация регенеративных и ископаемых энергоносителей, так что одновременно достигается особенно эффективная и экономичная эксплуатация системы энергоснабжения при надежном предоставлении энергии. Управление системы энергоснабжения нацелено, к тому же, на то, чтобы иметь возможность реагировать на изменяющиеся условия. Так, например, сильная флуктуация доступности одного из используемых энергоносителей может компенсироваться путем применения по меньшей мере одного второго, доступного в любое время энергоносителя.
Указанные по меньшей мере два энергогенератора системы мультивалентного энергоснабжения используют по меньшей мере два разных энергоносителя. В качестве энергоносителей могут, например, находить применение ископаемые и/или регенеративные энергоносители. Например, могут применяться два или больше из следующего списка: уголь, природный газ, мазут, дизельное топливо, бензин, водород, биогаз, древесина (например, в виде окатышей) или другие виды биомассы, геотермическая энергия, солнечное излучение, ветер, электрическая энергия (например, электрический ток и/или электрическое напряжение), тепло централизованного теплоснабжения, механическая энергия (например, энергия воды).
Система мультивалентного энергоснабжения в соответствии с изобретением имеет по меньшей мере два энергогенератора, например, два или больше из следующего списка: котел масляного отопления, котел газового отопления, котел с утилизацией тепла газов котла, блочная теплоэлектроцентраль (блочная ТЭЦ), дровяной котел, электрический тепловой насос, фотогальваническая установка, ветряная турбина, термический солнечный коллектор, топливный элемент. Кроме того, может быть введено комбинированное производство электрической и тепловой энергии, например, с помощью двигателя Стирлинга.
Разные энергогенераторы могут иметь очень различные свойства и соответственно этому ставить различные или даже противоположные требования при их эксплуатации в системе мультивалентного энергоснабжения. Далее в качестве примера описываются характерные признаки некоторых выбранных энергогенераторов.
Котел масляного отопления или, соответственно, котел газового отопления использует ископаемые источники энергии мазут или, соответственно, природный газ и вырабатывает тепло, которое обычно передается текучей среде-носителю, чаще всего воде. Он может вырабатывать высокие мощности в течение короткого времени, а также быстро выключаться. Такой котел отопления обладает возможностью хорошего регулирования и поэтому может применяться в режиме модуляции. Котел отопления допускает, кроме того, частое включение и выключение и поэтому может также применяться двухступенчатым образом в режиме включения/выключения. Таким образом, котлы масляного отопления и котлы газового отопления обладают возможностью особенно гибкого применения при их эксплуатации и часто применяются в качестве так называемых котлов пиковых нагрузок, которые должны быстро реагировать на колебания требований предоставления энергии.
Блочная теплоэлектроцентраль (блочная ТЭЦ) обычно использует ископаемые источники энергии, но могла бы также эксплуатироваться с биогазом или водородом, происходящим из регенеративных источников. Она вырабатывает тепло и электрическую энергию (например, электрический ток и/или электрическое напряжение), обладает возможностью хорошего регулирования и может быстро разгоняться до высоких мощностей и также быстро снова переходить на низкую нагрузку. Но в отличие от котла отопления, блочная ТЭЦ не должна часто включаться или, соотв., выключаться. Для экономичной эксплуатации блочной ТЭЦ она используется, как правило, при продолжительной эксплуатации.
Дровяной котел использует твердое топливо из возобновляемого источника энергии (древесина, например, в виде окатышей или щепы) и вырабатывает тепло. Он обладает возможностью только ограниченного регулирования и может только относительно медленно разгоняться до высоких мощностей или, соответственно, снова переходить на низкую нагрузку. Из-за долгого времени переключения дровяной котел не должен часто включаться или, соответственно, выключаться. При выключении уже в целях безопасности обычно необходимо подождать, пока полностью сгорит уже находящееся в топке топливо. При включении, напротив, сначала достаточное количество топлива должно транспортироваться в топку и воспламеняться. Он имеет относительно низкую общую стоимость энергии. Поэтому он чаще всего применяется в качестве котла основной нагрузки, который по возможности непрерывен в эксплуатации и может выполнять требование минимальной энергии системы энергоснабжения.
Чтобы можно было реагировать на колебания в требуемом количестве энергии, дровяной котел чаще всего применяется в комбинации с буферным аккумулятором, который временно аккумулирует предоставляемое дровяным котлом тепло, когда требуемое потребителями количество тепла меньше количества тепла, предоставляемого дровяным котлом. Если требуемое потребителями количество тепла больше количества тепла, предоставляемого дровяным котлом, сначала аккумулированное количество тепла может снова отдаваться буферным аккумулятором. Альтернативно или дополнительно к буферному аккумулятору часто в системе энергоснабжения вместе с дровяными котлами применяется газовый котел отопления. Газовый котел отопления подключается тогда, когда требуемое количество тепла превышает количество тепла, имеющееся у дровяного котла и у буферного аккумулятора. То есть газовый котел отопления используется в качестве котла пиковых нагрузок.
Электрический тепловой насос расходует электрическую энергию и поэтому, в зависимости от того, из какого источника была получена электрическая энергия, использует ископаемые и/или регенеративные источники энергии. Он может вырабатывать тепло и/или холод, однако имеет ограниченный диапазон температуры. Обычно тепловой насос может обеспечивать максимальную температуру подводящей линии 60°C. Он обладает возможностью хорошего регулирования и может быстро разгоняться до высоких мощностей и также быстро снова переходить на низкую нагрузку. Однако его нельзя часто включать или, соответственно, выключать. Он имеет относительно низкую общую стоимость энергии.
Другим компонентом, который применяется во многих системах мультивалентного энергоснабжения, является буферный аккумулятор. Буферный аккумулятор может временно аккумулировать в буфере предоставленную энергогенераторами энергию. В зависимости от вида энергии, буферный аккумулятор может быть, например, аккумулятором электрической энергии, например, в виде аккумуляторов или конденсаторов, или аккумулятором тепла и/или аккумулятором холода, например, в виде изолированного водяного бака. Кроме того, энергия может также аккумулироваться в виде механической энергии, например, в маховике. Буферный аккумулятор допускает указанное по меньшей мере частичное разобщение эксплуатации энергогенераторов с потребителями энергии. При этом может улучшаться коэффициент полезного действия системы мультивалентного энергоснабжения.
В системе мультивалентного энергоснабжения могут быть, к тому же, энергогенераторы, которые одновременно могут предоставлять больше одного вида энергии. В зависимости от требования, может быть необходимым устанавливать, при каких предпосылках должны включаться и/или регулироваться такие энергогенераторы. С помощью гидравлической схемы или, соответственно, блок-схемы устройство управления может определять, какие энергогенераторы могут или должны включаться по каким критериям. К тому же гидравлическая схема или, соответственно, блок-схема может указывать, какие виды энергогенераторов представлены в системе энергоснабжения. Дополнительно устройство управления получает информацию о соответствующих свойствах энергогенераторов, которые уже были описаны в деталях в качестве примера для некоторых энергогенераторов.
Далее, гидравлическая схема или, соответственно, блок-схема может содержать информацию об управляемых устройствах какого-либо компонента. Так, энергогенераторы могут, например, включать в себя одно или несколько из следующих перечисленных устройств: сенсоры температуры, сенсоры потока (объемный поток и/или электрический ток), циркуляционный насос, насос генератора, клапаны, смесители отводящей линии, смесители подводящей линии, байпас, дроссельную заслонку.
Далее, в подводящей линии могут быть расположены клапаны, сенсоры температуры, приборы для измерения тока (потока) (для измерения электрического тока или, соответственно, для измерения объемного потока), приборы для измерения напряжения (для измерения электрического напряжения), диоды, предохранители и/или другие компоненты, которые могут регулироваться устройством управления или давать устройству управления информацию о состояниях эксплуатации. Полученная из базовой конфигурации гидравлическая схема или блок-схема включает в себя для этого также положение соответствующих компонентов, так что устройство управления, например, для требуемой температуры подводящей линии системы в определенном месте в системе энергоснабжения может определять номинальные значения для энергогенераторов, чтобы выполнить это требование.
Блок-ТЭЦ может предоставлять как тепло, так и электрическую энергию (электрический ток и/или электрическое напряжение). Следовательно, для блочной ТЭЦ могут иметься различные требования по двум видам энергии. Предоставляемая блочной ТЭЦ электрическая энергия при отсутствии соответствующего требования потребителей, снабжаемых системой мультивалентного энергоснабжения, может в любое время запитываться в общественную электросеть. Для этого конфигурация системы включает в себя также информацию о передаче энергии с помощью общественной электросети.
Каждый энергогенератор в системе энергоснабжения имеет регулировочное устройство для регулирования величин состояния энергогенератора. Величины состояния энергогенератора включают в себя, например, температуру котла энергогенератора, объемный и/или массовый поток среды-носителя через энергогенератор, температуру среды-носителя на подводящей линии и/или на отводящей линии энергогенератора, потребление мощности энергогенератора и/или отдачу мощности энергогенератора. У энергогенератора, который предоставляет электрическую энергию, величины состояния могут касаться электрического тока, электрической мощности и/или электрического напряжения.
Регулировочные устройства координируются устройством управления, которое является вышестоящим для этих регулировочных устройств. Устройство управления предназначено для того, чтобы регистрировать требование предоставления энергии по энергии в виде тепла и/или холода и/или электрической энергии. Требование предоставления энергии может быть, например, требованием определенной температуры подводящей линии в заданном месте гидравлической схемы или определенной температуры в буферном аккумуляторе, в частности в определенной области буферного аккумулятора, или быть электрической мощностью в передатчике энергии. Требование предоставления энергии может, например, создаваться одним потребителем или группой потребителей и посредством надлежащей связи с передачей данных выдаваться устройству управления. Устройство управления с применением конфигурированной гидравлической схемы или, соответственно, блок-схемы определяет, какой энергогенератор в каком положении или какой буферный аккумулятор может применяться для выполнения требования предоставления энергии.
Предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования, которые могут применяться по отдельности или в комбинации друг с другом, являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Одна из предпочтительных базовых конфигураций имеет по меньшей мере два энергогенератора, которые расположены параллельно друг другу между подводящей линией и отводящей линией.
По меньшей мере два энергогенератора могут быть расположены на подводящей линии выше по потоку по отношению к буферному аккумулятору. Выше по потоку означает здесь соответственно в направлении течении среды-носителя. Количество энергогенераторов может быть, в принципе, любым.
В одной из предпочтительных базовых конфигураций по меньшей мере один энергогенератор расположен на подводящей линии ниже по потоку по отношению к буферному аккумулятору. Тогда вырабатываемая энергогенератором энергия не может в данном случае аккумулироваться в буферном аккумуляторе, а течет всегда непосредственно по подводящей линии к потребителям. Такой энергогенератор ниже по потоку от буферного аккумулятора может, например, в системе отопления служить для того, чтобы при необходимости поднимать температуру подводящей линии среды-носителя, поступающей из буферного аккумулятора, до более высокой температуры.
В пределах базовой конфигурации могут быть расположены параллельно первому передатчику энергии по меньшей мере один передатчик энергии на первичной стороне на подводящей линии выше по потоку от первого передатчика энергии и/или по меньшей мере один передатчик энергии на вторичной стороне на подводящей линии ниже по потоку от первого передатчика энергии. С помощью передатчика энергии на первичной стороне и на вторичной стороне могут снабжаться энергией другие, соответственно независимые друг от друга циркуляционные контуры потребителей.
В базовой конфигурации могут быть расположены параллельно первому буферному аккумулятору по меньшей мере один буферный аккумулятор на первичной стороне в подводящей линии выше по потоку от первого буферного аккумулятора и/или по меньшей мере один буферный аккумулятор на вторичной стороне в подводящей линии ниже по потоку от первого буферного аккумулятора. В случае если первый буферный аккумулятор уже…
По меньшей мере один энергогенератор может быть расположен последовательно между буферным аккумулятором и передатчиком энергии. Расположенный последовательно энергогенератор может, например, представлять собой котел газового отопления, который может непосредственно поднимать температуру подводящей линии без подмешивания какого-то количества среды-носителя из отводящей линии. Такой включенный последовательно котел отопления может, таким образом, функционировать как проходной нагреватель.
Регулировочное устройство может быть предназначено для того, чтобы регистрировать для каждого буферного аккумулятора вид из предопределенного количества видов буферных аккумуляторов. При этом в том числе, регистрируется, какой вид энергии аккумулируется. Далее может выбираться конкретный вариант осуществления такого буферного аккумулятора, например, из списка. Для этого в памяти могут быть также сохранены функциональные детали буферного аккумулятора. Одним из возможных выбираемых видов буферного аккумулятора может быть также простое прямое соединение, которое выбирается тогда, когда в данном положении (первый буферный аккумулятор, первичная сторона, вторичная сторона) нет буферного аккумулятора. Далее, могут выбираться или, соответственно, регистрироваться буферные аккумуляторы, имеющие или не имеющие подмешивающий насос, имеющие или не имеющие смеситель отводящей линии, имеющие или не имеющие клапан заряда буфера, имеющие или не имеющие насос для разряда буфера и/или имеющие или не имеющие сенсоры температуры.
Регулировочное устройство может быть также предназначено для того, чтобы для каждого из передатчиков энергии регистрировать вид из определенного количества видов передатчиков энергии. При этом регистрируется, какой вид энергии передается. Далее может выбираться какой-либо конкретный вариант осуществления такого компонента, например, из списка. Для этого в памяти могут быть также сохранены функциональные детали этого компонента. Одним из возможных выбираемых видов передатчика энергии может быть также простое прямое соединение, которое может выбираться тогда, когда в данном положении нет передатчика энергии. Далее, могут выбираться или, соответственно, регистрироваться передатчики энергии, имеющие или не имеющие насос подводящей линии, имеющие или не имеющие смеситель системы, имеющие или не имеющие теплообменник и/или имеющие или не имеющие гидравлическую стрелку.
Краткое описание фигур
Другие предпочтительные варианты осуществления описываются подробнее ниже на одном из примеров осуществления, изображенном на чертежах, которым, однако, не ограничено изобретение.
Схематично показано:
фиг.1: базовая конфигурация по первому примеру осуществления;
фиг.2: гидравлическая схема системы мультивалентного энергоснабжения по второму примеру осуществления с двумя блок-ТЭЦ и двумя газовыми котлами;
фиг.3: гидравлическая схема системы мультивалентного энергоснабжения по третьему примеру осуществления с двумя дровяными котлами и газовым котлом;
фиг.4: гидравлическая схема системы мультивалентного энергоснабжения по четвертому примеру осуществления с тепловым насосом и газовым котлом;
фиг.5: гидравлическая схема системы мультивалентного энергоснабжения по пятому примеру осуществления с двумя масляными котлами и двумя газовыми котлами;
фиг.6: гидравлическая схема системы мультивалентного энергоснабжения по шестому примеру осуществления с двумя газовыми котлами, двумя блок-ТЭЦ и двумя дровяными котлами.
Подробное описание примеров осуществления
В последующем описании одного из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения одинаковые ссылочные обозначения обозначают одинаковые или сравнимые компоненты.
Первый пример осуществления
На фиг.1 показана базовая конфигурация BK по первому примеру осуществления. Базовая конфигурация BK включает в себя шесть энергогенераторов E1…E6, три буферных аккумулятора P, PP, PS и три передатчика Ü, ÜP, ÜS энергии, которые расположены каждый на подводящей линии V и отводящей линии R. Энергогенераторы E5, E6, которые включены последовательно, не имеют непосредственного соединения с отводящей линией. Количество энергогенераторов может расширяться сколь угодно, что обозначено точками на изображении трубопроводов подводящей линии и отводящей линии.
Чтобы конфигурировать конкретную инфраструктуру системы мультивалентного энергоснабжения, предлагаемое изобретением устройство включает в себя регистрирующее устройство. Это устройство может быть, например, компьютером, планшетом, смартфоном или другим устройством, имеющим графическую пользовательскую поверхность. В памяти устройства сохранена базовая конфигурация BK. Базовая конфигурация BK может загружаться из памяти. В меню может отображаться графическое изображение базовой конфигурации BK. Путем щелканья или касания установщик или другой пользователь может выбирать для каждого из компонентов конкретные варианты осуществления из списка или графического изображения компонентов в режиме меню.
Путем выбора компонентов пользователь переносит фактически реализуемую конфигурацию системы энергоснабжения на графическое изображение конфигурации AK системы. Созданная конфигурация AK системы может представлять собой гидравлическую схему или, соответственно, блок-схему системы энергоснабжения. Отношения компонентов, а также информация об их функциях и действиях изображаются конфигурацией системы и могут регистрироваться из нее устройством управления. Далее, в гидравлическую схему или, соответственно, блок-схему (конфигурацию AK системы) могут добавляться точки измерения, сенсоры и другие компоненты, которые содержатся в системе энергоснабжения. В незанятых положениях в пределах базовой конфигурации BK могут, например, в каждом месте размещаться прямые соединения.
Так этап за этапом возникает гидравлическая схема или, соответственно, блок-схема AK системы энергоснабжения. После того, как все компоненты выбраны, готовая конфигурация может сохраняться и передаваться устройству управления. Затем созданная гидравлическая схема или, соответственно, блок-схема может применяться устройством управления для управления системой энергоснабжения.
Второй пример осуществления
На фиг.2 показано схематичное изображение одного из примеров осуществления системы мультивалентного энергоснабжения для представления тепла и электрической энергии. На фиг.2 изображена гидравлическая схема системы энергоснабжения, которая была создана из базовой конфигурации BK в соответствии с фиг.1 путем выбора отдельных компонентов.
Система энергоснабжения имеет две блочные теплоэлектроцентрали (блочных ТЭЦ) B1, B2 и два газовых котла G1, G2, при этом две блок-ТЭЦ B1, B2 расположены параллельно друг другу, каждая между подводящей линией V и отводящей линией R. По отводящей линии R приходящая со стороны потребителя среда-носитель течет к энергогенераторам, которые подводят к среде-носителю тепло. По подводящей линии V среда-носитель течет к циркуляционному контуру потребителя (не изображено).
Первый газовый котел G1 расположен тоже параллельно блочным ТЭЦ B1, B2 ниже по потоку на подводящей линии V. Дальше ниже по потоку на подводящей линии V параллельно первому газовому котлу G1 и блочным ТЭЦ B1, B2 находится также буферный аккумулятор P. Ниже по потоку от буферного аккумулятора P последовательно в подводящей линии V расположен второй газовый котел G2, так что этот второй газовый котел G2 может непосредственно поднимать температуру подводящей линии. Вследствие расположения второго газового котла G2 в подводящей линии после буферного аккумулятора он не может влиять на температуру аккумулированной в буферном аккумуляторе воды.
Исходя из базовой конфигурации BK фиг.1, конфигурируется гидравлическая схема второго примера осуществления, при этом на месте первых энергогенераторов E1, E2 выбираются три энергогенератора B1, B2, G1 параллельно буферному аккумулятору P. Буферный аккумулятор PP на первичной стороне и PS на вторичной стороне конфигурируются каждый как прямое соединение. Газовый котел G2 выбирается как последовательный энергогенератор на месте E5 на фиг.1, а E6 конфигурируется как прямое соединение. Передатчики энергии тоже конфигурируются как прямое соединение.
Третий пример осуществления
На фиг.3 показана гидравлическая схема системы энергоснабжения по третьему примеру осуществления. Аналогично второму примеру осуществления, система энергоснабжения имеет буферный аккумулятор P между подводящей линией V и отводящей линией R и газовый котел G1 в подводящей линии V ниже по потоку от буферного аккумулятора P. Первый дровяной котел H1 и второй дровяной котел H2 расположены каждый параллельно друг другу и параллельно буферному аккумулятору P выше по потоку на подводящей линии V1.
Исходя из базовой конфигурации BK фиг.1, конфигурируется гидравлическая схема третьего примера осуществления, при этом на месте энергогенераторов E1, E2 выбираются два дровяных котла H1, H2 параллельно буферному аккумулятору P. Буферный аккумулятор PP на первичной стороне и буферный аккумулятор PS на вторичной стороне конфигурируются каждый как прямое соединение. Газовый котел G1 выбирается как первый последовательный энергогенератор на месте E5 на фиг.1, а E6 конфигурируется как прямое соединение. Передатчики энергии тоже конфигурируются как прямое соединение.
Четвертый пример осуществления
На фиг.5 показана гидравлическая схема системы энергоснабжения по четвертому примеру осуществления. Тепловой насос W1 и газовый котел G1 расположены параллельно друг другу и параллельно буферному аккумулятору P между подводящей линией V и отводящей линией R.
Исходя из базовой конфигурации BK на фиг.1, конфигурируется гидравлическая схема четвертого примера осуществления, при этом на месте первых энергогенераторов E1, E2 выбираются тепловой насос E1 и газовый котел G1 параллельно буферному аккумулятору P. PP на первичной стороне и PS на вторичной стороне конфигурируются каждый как прямое соединение. Энергогенераторы E5 и E6 конфигурируются как прямое соединение. Передатчики энергии тоже конфигурируются как прямое соединение.
Пятый пример осуществления
В пятом примере осуществления система энергоснабжения включает в себя два газовых котла G1, G2 и два масляных котла O1, O2, все которые расположены параллельно друг другу между подводящей линией V и отводящей линией R. Для передачи тепла в циркуляционный контур потребителя предусмотрен передатчик тепла. Гидравлическая схема системы энергоснабжения по шестому примеру осуществления изображена на фиг.5.
Исходя из базовой конфигурации BK на фиг.1, конфигурируется гидравлическая схема пятого примера осуществления, при этом на месте первых энергогенераторов E1, E2 выбираются два газовых котла G1, G2. Два масляных котла O1, O2 выбираются на месте вторых энергогенераторов E3, E4. Буферный аккумулятор P, а также PP на первичной стороне и PS на вторичной стороне конфигурируются каждый как прямое соединение. Последовательные энергогенераторы E5 и E6 конфигурируются как прямое соединение. Передатчик Ü энергии конфигурируется как передатчик WÜ тепла.
Шестой пример осуществления
На фиг.6 показана гидравлическая схема системы мультивалентного энергоснабжения по шестому примеру осуществления. Система энергоснабжения включает в себя по два газовых котла G1, G2, две блок-ТЭЦ B1, B2 и два дровяных котла H1, H2, а также буферный аккумулятор P. Кроме того, в подводящей линии V расположен сенсор T1 температуры, который измеряет температуру подводящей линии системы. В буферном аккумуляторе P расположены три сенсора T2, T3, T4 температуры, которые измеряют каждый температуру в буферном аккумуляторе P, соответственно, в верхней области, в средней области и в нижней области буферного аккумулятора.
Исходя из базовой конфигурации BK на фиг.1, конфигурируется гидравлическая схема шестого примера осуществления, при этом на месте первых энергогенераторов E1, E2 выбираются два газовых котла G1, G2, две блочных ТЭЦ B1, B2 и два дровяных котла H1, H2. Буферный аккумулятор P конфигурируется как буферный аккумулятор, имеющий четыре сенсора T1-T4 температуры. PP на первичной стороне и PS на вторичной стороне конфигурируются каждый как прямое соединение. Последовательные энергогенераторы E5 и E6 тоже конфигурируются как прямые соединения.
Управление системой энергоснабжения осуществляется в зависимости от зарегистрированной конфигурации. Все шесть энергогенераторов могут осуществлять нагрев непосредственно подводящей линии или, соответственно, буфера. Так как все энергогенераторы подключены параллельно, они могли бы работать независимо друг от друга.
Уставкой устройству управления может быть необходимость запаса буферном аккумуляторе P большого количества энергии. Из гидравлической схемы устройство управления распознает, что все энергогенераторы могут применяться для аккумулирования энергии. Далее, устройство управления распознает, что для регулирования температуры буфера может выбираться сенсор T4 температуры буфера в нижней области буферного аккумулятора P. Для этого номинальная температура буфера настраивается, например, на 70°C. Тогда устройство S управления обеспечивает, чтобы буферный аккумулятор P полностью заряжался с температурой 70°C.
Если буферный аккумулятор P в другом режиме эксплуатации должен запасаться только приблизительно наполовину, для регулирования температуры буфера выбирается сенсор T3 температуры буфера в средней области буферного аккумулятора P.
Если запасание в буфер нежелательно, для регулирования температуры буфера выбирается сенсор T2 температуры буфера в верхней области буферного аккумулятора P. Уставка номинальной температуры буфера не требуется, так как номинальная температура подводящей линии энергогенератора может рассчитываться по номинальной температуре подводящей линии системы. Генерируется только такое количество энергии, которое забирается потребителями, в этом случае буферный аккумулятор P не заряжается. Температура подводящей линии системы может, например, измеряться сенсором T1 температуры на подводящей линии V.
Раскрытые в вышестоящем описании, пунктах формулы изобретения и на чертежах признаки, как по отдельности, так и в любой комбинации могут иметь значение для осуществления изобретения в его разных вариантах осуществления.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
BK Базовая конфигурация
AK Конфигурация системы (гидравлическая схема)
V Подводящая линия
R Отводящая линия
P Буферный аккумулятор
PP Буферный аккумулятор на первичной стороне
PS Буферный аккумулятор на вторичной стороне
Ü Передатчик энергии
ÜP Передатчик энергии на первичной стороне
ÜS Передатчик энергии на вторичной стороне
R1 Первое регулировочное устройство
R2 Второе регулировочное устройство
R3 Третье регулировочное устройство
R4 Четвертое регулировочное устройство
R5 Пятое регулировочное устройство
E1 Первый энергогенератор
E2 Второй энергогенератор
E3 Третий энергогенератор
E4 Четвертый энергогенератор
E5 Пятый энергогенератор
E6 Шестой энергогенератор
G1 Первый газовый котел
G2 Второй газовый котел
O1 Первый масляный котел
O2 Второй масляный котел
B1 Первая блочная ТЭЦ
B2 Вторая блочная ТЭЦ
H1 Первый дровяной котел
H2 Второй дровяной котел
T1 Первый сенсор температуры (подводящая линия)
T2 Второй сенсор температуры (буферный аккумулятор вверху)
T3 Третий сенсор температуры (буферный аккумулятор середина)
T4 Четвертый сенсор температуры (буферный аккумулятор внизу)