[发明专利]一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统

权利要求书

1.一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：包括蓄热罐(1)、测温光缆(2)、分布式光纤测温主机(3)和PLC控制系统(4)；

在蓄热罐(1)内部敷设测温光缆(2)，测温光缆(2)的对外端口接入分布式光纤测温主机(3)，分布式光纤测温主机(3)解调得到蓄热罐(1)内的温度分布数据，并根据蓄热罐(1)内介质的热物性参数实时计算得到罐内的总热能；

所述蓄热罐(1)包括蓄热、放热两种工作模式，分布式光纤测温主机(3)将总热能数值与第一阈值、第二阈值对比后，结合蓄热罐(1)当前的工作模式以及热网运行状态，向PLC控制系统(4)输入启停信号，进而控制热网系统的整体运行。

2.根据权利要求1所述的一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：所述第一阈值不高于热网系统可向用户放热的最低值，第二阈值不高于用户一天所用热量的极限值。

3.根据权利要求1所述的一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：所述蓄热罐(1)包括光缆入口(5)、上布水器(6)、热水管路(7)、冷水管路(8)、下布水器(9)、中心管道(10)，其中：

蓄热罐(1)内的上层高温水、下层低温水对应经过热水管路(7)、冷水管路(8)进出蓄热罐(1)，热水管路(7)和冷水管路(8)均与中心管道(10)连通；水流进入中心管道(10)后同时由中心管道(10)两端的上布水器(6)和下布水器(9)进行布水；测温光缆(2)经光缆入口(5)进入蓄热罐(1)内，绕过上布水器(6)后，沿中心管道(10)向下敷设至罐底。

4.根据权利要求3所述的一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：所述蓄热罐(1)内的热水管路(7)、冷水管路(8)、中心管道(10)以及蓄热罐(1)外部整体均用聚氨酯保温层进行包覆。

5.根据权利要求1所述的一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：所述蓄热罐(1)内总热能的计算公式为：

其中，E是蓄热罐(1)内的总热能；n是蓄热罐(1)内温度数据的总个数；R是蓄热罐(1)的半径；T_i是分布式光纤测温主机(3)测得的第i个温度数值；ρ(Ti)是在T_i温度下介质的密度；C_P(Ti)是在T_i温度下介质的比热容；ΔH是相邻温度测量点之间的间距。

6.根据权利要求3所述的一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：所述蓄热罐(1)包括蓄热、放热两种工作模式，具体如下：

(5-1)在夜间用电低谷时，蓄热罐(1)为蓄热工作模式，蓄热罐(1)内的低温水经冷水管路(8)流出，经过外部热循环加热成高温水并经热水管路(7)流入蓄热罐(1)内；

(5-2)在白天用电高峰时，蓄热罐(1)为放热工作模式，蓄热罐(1)内的高温水经热水管路(7)流出，经过外部热循环放热成低温水并经冷水管路(8)流入蓄热罐(1)内。

7.根据权利要求3所述的一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：所述分布式光纤测温主机(3)将总热能数值与第一阈值、第二阈值对比后，结合蓄热罐(1)当前的工作模式以及热网运行状态，向PLC控制系统(4)输入启停信号，进而控制热网系统的整体运行的具体方法为：

(6-1)当蓄热罐(1)为蓄热工作模式时，若蓄热罐(1)内的总热能低于第一阈值且热网系统未运行，则分布式光纤测温主机(3)向PLC控制系统(4)输出启动信号，若蓄热罐(1)内的总热能高于第二阈值且热网系统正在运行，则分布式光纤测温主机(3)向PLC控制系统(4)输出停止信号；其他情况下不向PLC控制系统(4)输出信号；

(6-2)当蓄热罐(1)为放热工作模式时，若蓄热罐(1)内的总热能低于第一阈值且热网系统正在运行，则分布式光纤测温主机(3)向PLC控制系统(4)输出停止信号，若蓄热罐(1)内的总热能高于第二阈值且热网系统未运行，则分布式光纤测温主机(3)向PLC控制系统(4)输出启动信号；其他情况下不向PLC控制系统(4)输出信号。

8.根据权利要求5所述的一种结合分布式光纤测温主机的自控蓄热系统，其特征在于：所述测温光缆(2)以左右手螺旋方向交替缠绕于中心管道(10)上以消除光缆内部扭矩；缠绕时紧密缠绕且缠绕长度不小于5m，相邻缠绕层之间的间距为ΔH。