一種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括主控制器和數(shù)據(jù)檢測模塊，數(shù)據(jù)檢測模塊包括由靜壓傳感器和多個溫度傳感器組成的檢測探頭；不僅可以在線監(jiān)測水池的不同層間段溫度，顯示斜溫層分布，水池液位狀態(tài)，水池的體積等水池的基本信息，還可以實時分析蓄能水池的蓄能量大小，實施把握系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，根據(jù)各地運行電力峰谷值時間段設(shè)定，智能的預(yù)判斷蓄能池可以使用的時間，從而指導(dǎo)主機(jī)的開機(jī)策略。
【專利說明】
一種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄能水池的應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)中起到調(diào)峰及負(fù)荷調(diào)節(jié)的功能，在電力需求低谷時啟動制冷、制熱設(shè)備，將產(chǎn)生的冷熱量存儲在水中，在電力需求高峰時，將儲存的冷熱量釋放出來，同時在末端負(fù)荷量與主機(jī)最高運行能效不匹配時，通過蓄能水池達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)荷，減少能耗的功能。目前針對蓄能水池的數(shù)據(jù)監(jiān)測僅限于外部管道溫度的監(jiān)測，運營人員通過經(jīng)驗或溫度數(shù)據(jù)判斷蓄能池的蓄能量，無法得知蓄能池斜溫層的分布情況及蓄能量等重要參數(shù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種新型的蓄能池綜合性數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可以在線監(jiān)測水池的不同層間段溫度實時分析蓄能水池的蓄能量大小。
[0004]本實用新型提供的技術(shù)方案是:
[0005]—種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，包括主控制器和數(shù)據(jù)檢測模塊，數(shù)據(jù)檢測模塊包括由靜壓傳感器和多個溫度傳感器組成的檢測探頭，溫度傳感器通過防水總線電纜串聯(lián)，每個溫度傳感器都包裹有防水密封圈，溫度傳感器均勻分布在電纜上，數(shù)據(jù)檢測的時候，將檢測探頭豎直放置在蓄能水池中，蓄能水池的溫水層、斜溫層和冷水層都有溫度傳感器穿過，靜壓傳感器設(shè)置在蓄能水池的底部，靜壓傳感器用于檢測水池的水深。
[0006]所述主控制器采用AT89C51單片機(jī)。
[0007]所述溫度傳感器采用DS18B20芯片。
[0008]所述主控制器與數(shù)據(jù)檢測模塊之間通過RS485通訊接口進(jìn)行連接。
[0009]本實用新型的蓄能池綜合性數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，不僅可以在線監(jiān)測水池的不同層間段溫度，顯示斜溫層分布，水池液位狀態(tài)，水池的體積等水池的基本信息，還可以實時分析蓄能水池的蓄能量大小，實施把握系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，根據(jù)各地運行電力峰谷值時間段設(shè)定，智能的預(yù)判斷蓄能池可以使用的時間，從而指導(dǎo)主機(jī)的開機(jī)策略。
【附圖說明】
[00?0]圖1是本實用新型的系統(tǒng)不意圖。
[0011 ]圖2是本實用新型的檢測探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是本實用新型的溫度傳感器數(shù)據(jù)讀取流程圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0014]由圖1、2所示，蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要由兩個部分組成，一是數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊，包括由靜壓傳感器I和多個溫度傳感器2組成的檢測探頭10，溫度傳感器器采用DS18B20芯片，溫度傳感器通過防水總線電纜3串聯(lián)，每個溫度傳感器都包裹有防水密封圈4，溫度傳感器均勻分布在電纜上，數(shù)據(jù)檢測的時候，將檢測探頭豎直放置在蓄能水池中，蓄能水池的溫水層、斜溫層和冷水層都有溫度傳感器穿過，可以檢測多層水池溫度，檢測蓄能水池進(jìn)水口溫度和蓄能水池出水口溫度，靜壓傳感器設(shè)置在蓄能水池的底部，靜壓傳感器通過水的壓力來檢測蓄能水池的水深(蓄水的深度)，當(dāng)水深低于設(shè)定值時提示對水池內(nèi)加水；
[0015]二是主控制器單元，控制器采用AT89C51單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)計算，AT89C51與檢測探頭之間通過RS485通訊接口進(jìn)行連接，Modbus-RTU通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳，實現(xiàn)單總線傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，具有節(jié)省I/O口線資源結(jié)構(gòu)簡單成本低廉便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點。
[0016]在蓄冷與放冷期間，蓄水池中的水分為三層:冷水層、斜溫層、溫(熱)水層，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的時候，首先對溫度傳感器按照從上到下或者從下到上的順序進(jìn)行編號，主控制器讀取每個溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，這樣可以獲得進(jìn)水溫度、出水溫度以及水池中各層的水溫，由此主控制器分別計算蓄能水池的日蓄能量、蓄能水池預(yù)計蓄完所需時間、蓄能水池預(yù)計能供能時間，
[0017]其中計算蓄能水池的蓄能量，ESC = V*1.163*n*Zt/P
[0018]式中:ESC——設(shè)計日水池蓄能量，
[0019]V一一蓄能水池體積，
[0020]η一一蓄冷效率，與蓄槽結(jié)構(gòu)、形式、保溫情況有關(guān)，一般取為0.8?09，
[0021]一一水蓄冷槽可利用的進(jìn)出水溫差，通過溫度傳感器測得，
[0022]P——容積率，與貯槽結(jié)構(gòu)，形式有關(guān)，一般為1.08-1.3；
[0023]計算蓄能水池預(yù)計蓄完所需時間，計算過程如下:
[0024]Tr= ( ESC-ESCxn ) / ( ESCxn-ESCxn+1)
[0025]式中:ESC--設(shè)計日所需水池蓄能量，
[0026]Tr 蓄完所需時間，以分鐘為單位，
[0027]ESCm一一此一分鐘蓄能總量，
[0028]ESCTn+i一一下一分鐘蓄能總量；
[0029]計算蓄能水池預(yù)計能供能時間，計算過程如下:
[0030]Tg= (ESC-ESCTn)/(ESCTn-1-ESCxn)
[0031]式中:ESC--設(shè)計日所需水池蓄能量，
[0032]Tg 釋放完所需時間，以分鐘為單位，
[0033]ESCxn——此一分鐘釋能總量，
[0034]ESCxn-1——上一分鐘釋能總量。
[0035]同時可以計算水池中斜溫層(即冷水和熱水混合層)的厚度，水溫循環(huán)差值計算斜溫層分布厚度計算，計算過程如下:
[0036]B[n] =Abs(Tn_Tn+i)n 為大于等于 I 的整數(shù)
[0037]式中:B[n]定義數(shù)組存放相鄰溫差
[0038]Abs一一取相鄰差值絕對值函數(shù)
[0039]Tn、Tn+1—一相鄰兩個溫度傳感器的溫度數(shù)值
[0040]在多個相鄰溫差當(dāng)中，有兩個值特別大的，一個是在冷水層與斜溫層交界處，一個是在熱水層與斜溫層交界處，即取數(shù)組中的最大的兩個值，這樣可以確定兩個交界處的溫度傳感器，以及兩者之間的豎直方向的垂直距離，從而確定斜溫層的上下厚度。
[0041]本實用新型的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)可以實時把握系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，根據(jù)各地運行電力峰谷值時間段設(shè)定，智能的預(yù)判斷蓄能池可以使用的時間，從而指導(dǎo)主機(jī)的開機(jī)策略。
[0042]數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的每個溫度傳感器DS18B20在存儲器中都有唯一的序列號，主控制器在對溫度數(shù)據(jù)采集之前，需逐一接入DS18B20，用讀ROM命令將每個DS18B20的序列號讀出并記錄。在多路信號測量時，即多個溫度傳感器測量時，主控制器要發(fā)出匹配ROM命令，主控制器提供64位序列號，針對該序列號的DS18B20進(jìn)行溫度變換，通過輪循匹配ROM指令，再逐一讀回每個DS18B20的溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)讀取過程如圖3所示，
[0043]STEPl:初始化過程由主控制器發(fā)出復(fù)位脈沖，確定總線上有溫度傳感器，且準(zhǔn)備就緒；
[0044]STEP2:初始化過程由溫度傳感器發(fā)出應(yīng)答脈沖，確定溫度傳感器數(shù)量及溫度傳感器ROM代碼；
[0045]STEP3:主控制器對所將要采集的溫度傳感器DS18B20數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為溫度信號；
[0046]STEP4:等待總線通道的釋放；
[0047]STEP5:進(jìn)行讀取溫度傳感器DS18B20操作初始化；
[0048]STEP6:確定要讀取的溫度傳感器DS18B20數(shù)量；
[0049]STEP7:匹配ROM命令與ROM代碼，允許主控制器訪問多節(jié)點系統(tǒng)中某個指定的溫度傳感器，其他溫度傳感器處于等待狀態(tài)。
[0050]STEP8:當(dāng)完全匹配時，溫度傳感器應(yīng)答主控制器的讀命令；
[0051]STEP9:當(dāng)數(shù)據(jù)位讀取完畢后，轉(zhuǎn)存至內(nèi)部寄存器內(nèi)；
[0052]STEPlO:寄存器堆棧數(shù)增加；
[0053]STEP11:DS18B20數(shù)量寄存器減少；
[0054]STEPl 2:重新進(jìn)行讀取DS18B20操作初始化；
[0055]STEP13:判斷是否將所有DS18B20數(shù)量讀取完畢，即溫度傳感器DS18B20數(shù)量是否為O，如果為O，則轉(zhuǎn)到STEP14讀取程序結(jié)束，如果不為O，則轉(zhuǎn)到STEP7。
【主權(quán)項】
1.一種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于，包括主控制器和數(shù)據(jù)檢測模塊，數(shù)據(jù)檢測模塊包括由靜壓傳感器和多個溫度傳感器組成的檢測探頭，溫度傳感器通過防水總線電纜串聯(lián)，每個溫度傳感器都包裹有防水密封圈，溫度傳感器均勻分布在電纜上，數(shù)據(jù)檢測的時候，將檢測探頭豎直放置在蓄能水池中，蓄能水池的溫水層、斜溫層和冷水層都有溫度傳感器穿過，靜壓傳感器設(shè)置在蓄能水池的底部，靜壓傳感器用于檢測水池的水深。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器采用AT89C51單片機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器采用DS18B20芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蓄能水池綜合數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，其特征在于，所述主控制器與數(shù)據(jù)檢測模塊之間通過RS485通訊接口進(jìn)行連接。
【文檔編號】G01D21/02GK205537743SQ201620051881
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】杜玉吉, 毛明亮, 孔澤裕, 陳超
【申請人】中節(jié)能（常州）城市節(jié)能研究院有限公司