[發(fā)明專(zhuān)利]一種太陽(yáng)能集熱供暖系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910570801.4
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110285473B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高曉紅;楊小天;趙陽(yáng);楊佳;遲耀丹;楊帆;閆興振;王立光;趙春雷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林建筑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F24D11/00
• 分類(lèi)號(hào): F24D11/00;F24D19/10;F24S20/40
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 許小東

1.一種太陽(yáng)能集熱供暖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括模糊控制器，按照采樣周期采集光照強(qiáng)度，當(dāng)光照強(qiáng)度I_s≥4.5×10⁴lx時(shí)：

將集熱水袋內(nèi)的水溫T_c和外箱內(nèi)的水溫T_s輸入模糊控制器，所述集熱水袋內(nèi)的水溫T_c和外箱內(nèi)的水溫T_s分為7個(gè)等級(jí)；

模糊控制器輸出第一循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速n，輸出分為7個(gè)等級(jí)；

所述集熱水袋內(nèi)的水溫T_c的模糊論域?yàn)閇0,1]，其量化因子為70；所述外箱內(nèi)的水溫T_s的模糊論域?yàn)閇0,1]，量化因子為60；輸出第一循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速n的模糊論域?yàn)閇0,1]，量化因子為5000；

輸入和輸出的模糊集為{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。

2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱供暖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，還包括模糊PID控制器：

輸入第i個(gè)采樣周期所述集熱水袋內(nèi)的水溫T_c和外箱內(nèi)的水溫T_s的溫差△T和溫差閾值△T_t的偏差e、偏差變化率ec，輸出PID的比例系數(shù)、比例積分系數(shù)和微分系數(shù)，比例系數(shù)、比例積分系數(shù)和微分系數(shù)輸入PID控制器進(jìn)行第一循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速誤差補(bǔ)償控制。

3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱供暖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，

所述集熱水袋內(nèi)的水溫T_c和外箱內(nèi)的水溫T_s的溫差△T和溫差閾值△T_t的偏差e的模糊論域?yàn)閇-1,1]，量化因子為30；所述偏差變化率ec的模糊論域?yàn)閇-1,1]，量化因子為3；

所述輸出PID的比例系數(shù)的模糊論域?yàn)閇-1,1]，其量化因子為0.1；比例積分系數(shù)的模糊論域?yàn)閇-1,1]，其量化因子為0.1；微分系數(shù)的模糊論域?yàn)閇-1,1]，其量化因子為0.0001；

所述偏差e和偏差變化率ec分為7個(gè)等級(jí)；所述輸出PID的比例系數(shù)、比例積分系數(shù)和微分系數(shù)分為7個(gè)等級(jí)；

所述模糊PID控制器的輸入和輸出的模糊集為{NB，NM，NS，0，PS，PM，PB}。

4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能集熱供暖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，

當(dāng)所述集熱水袋內(nèi)的水溫T_c和外箱內(nèi)的水溫T_s的溫差△T≥△T_max時(shí)，控制電動(dòng)窗簾遮擋玻璃外殼，且遮擋面積滿足：

式中，S為電動(dòng)窗簾的遮擋面積，S₀為集熱水袋的頂面面積，n₀₁為第一循環(huán)泵的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速，ξ為校正系數(shù)，V_o為外箱內(nèi)容納水的最大體積，V_i為內(nèi)箱內(nèi)容納水的最大體積，△T_max為溫差極大值；

當(dāng)所述集熱水袋內(nèi)的水溫T_c和外箱內(nèi)的水溫T_s的溫差△T≤△T_min時(shí)，第一循環(huán)泵停止工作；

式中，△T_min為溫差極小值。

5.如權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能集熱供暖系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，當(dāng)光照強(qiáng)度I_s4.5×10⁴lx時(shí)，電輔熱裝置工作，并控制所述電輔熱裝置的加熱溫度滿足：

式中，T為電輔熱裝置的加熱溫度，λ為校正系數(shù)，n_s為第二循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，n₀₂為第二循環(huán)泵的基礎(chǔ)轉(zhuǎn)速，T_g為供熱需求溫度，T₀為設(shè)定電輔熱裝置的基礎(chǔ)加熱溫度；

其中，當(dāng)集熱水袋內(nèi)的水溫T_c≤T_min時(shí)，第一循環(huán)泵停止工作，并控制凈空排水閥開(kāi)啟，排空所述集熱水袋內(nèi)的水；

式中，T_min為集熱水袋內(nèi)的水溫最低閾值。