一种冷凝换热器的能效测试系统及方法与流程

1.本发明涉及一种冷凝换热器的能效测试系统及方法。


背景技术：

2.在天然气利用设备尾部增设烟气冷凝换热装置，将排烟温度降到烟气露点温度以下，不仅可以利用排烟显热，还可利用天然气燃烧时产生的大量水蒸气凝结时放出的大量潜热，从而节约能源，并减少有害气体排放，同时凝结液对烟气还有一定的净化作用。
3.近年来，随着工业生产等对于换热器精准度要求的不断提高，市场上出现了各种各样的冷凝式换热器，以满足不同精度的要求；然而，为了满足不同场景的需求，需要对冷凝式换热器的能效进行监控，及时获取异常信息。然而，由于市场上冷凝式换热器种类的不同、应用场景的不同，需要针对不同场景下，不同类型的换热器，以及单一或多类型混合的多个换热器开发不同的能效测试系统。由此不仅导致开发成本巨大，而且不具有通用性，维护困难。
4.随着传感器技术的不断发展，基于传感器的检测技术的逐渐成熟，基于传感器的测试技术不仅精度高、实时度高，而且，网络容易搭建，被广泛的应用到各个领域中。因此，本发明通过对传感器技术的研究，提供了一种能够适用于不同场景下，不同类型、以及不同数量的冷凝换热器的能效测试系统。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种冷凝换热器能效测试系统，所述系统包括：本地监控终端，云端服务器，数据传输网络；
6.所述本地监控终端：用于获取换热器测试所需的基本信息，所述基本信息包括：换热器的类型及数量信息，维护设备的状态信息；
7.所述本地监控终端通过数据传输网络将所述基本信息上传至云端服务器；
8.所述云端服务器根据所述基本信息进行测试方案的匹配，并将匹配的测试方案传输至本地监控终端；
9.本地监控终端进行测试方案的验证，在验证通过后，根据所述测试方案进行监控，获取监控数据，根据监控数据选择数据传输路径进行传输。
10.其中，当云端服务器接收到来自本地监控终端的基本信息后，所述云端服务器获取维护设备的状态信息；
11.所述云端服务器根据所述状态信息进行基本信息的验证；
12.所述验证包括：从状态信息中获取维护设备的标识号id；根据所述id确定与其关联的一个或多个换热器，并获取所述一个或多个换热器的识别码code集合；
13.从所述基本信息中获取其携带的多个换热器识别码code1；
14.判断code1是否被包含在所述code集合中；
15.如果是，则说明换热器与维护设备匹配，验证通过；
16.根据维护设备的状态信息计算权重系数，根据所述权重系数a进行测试方案的确定；
17.其中，权重系数
18.h
额定
是维护设备的额定负载；hnow是指维护设备当前负载，hmax是指维护设备允许的最大负载。
19.其中，所述云端服务器预先存储有多组测试方案，且每组测试方案应用于不同的场景需求，且每组测试方案中的方案按照等级进行划分；
20.当云端服务器接收到所述基本信息后，根据换热器的信息计算维护权重，根据维护设备的信息计算权重系数；
21.根据所述权重系数a和基本信息确定维护权重w，根据维护权重确定测试方案。
22.其中，当所述本地监控终端接受到云端服务器下发的测试方案后，进行测试方案的验证；
23.所述验证包括：获取测试方案中携带的方案编号d，其中，所述方案编号d根据code1、维护权重w、权重系数a进行确定；
24.本地监控终端根据基本信息计算编号d’；
25.当d＝d’时，验证通过，本地监控终端执行测试方案；
26.其中，
27.其中，所述根据监控数据选择数据传输路径进行传输包括：
28.根据所述监控数据确定数据的异常权重；
29.根据所述异常权重选择数据传输路径，其中，所述数据传输路径包括时效性路径，代价性路径；
30.其中，当异常权重大于权重阈值时，使用时效性路径；反之，使用代价性路径。
31.基于本发明提供的测试系统，还提供了一种冷凝换热器能效测试方法，所述方法包括：
32.本地监控终端获取换热器测试所需的基本信息，所述基本信息包括：换热器的类型及数量信息，维护设备的状态信息；
33.本地监控终端通过数据传输网络将所述基本信息上传至云端服务器；
34.云端服务器根据所述基本信息进行测试方案的匹配，并将匹配的测试方案传输至本地监控终端；
35.本地监控终端进行测试方案的验证，在验证通过后，根据所述测试方案进行监控，获取监控数据，根据监控数据选择数据传输路径进行传输。
36.本发明的有益效果是，本发明提供了一种冷凝换热器的能效测试系统及方法，通过本地监控终端和云端服务器的交互，实现了测试方案的动态匹配，使得云端服务器根据本地监控终端上传的换热器信息匹配到合适的测试方案，实现换热器的单独和或统一测试，不仅提高了测试系统的工作效能，而且，能够提高了测试系统的普适性；本发明还针对方案的匹配、验证、数据传输提出解决方案，通过简单的算法不仅提高了方案的匹配精度及准确性，而且，能够实现对于不同数据的差异化处理，还可以降低系统的压力，提高系统的
可靠性。
附图说明
37.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
38.图1是本发明优选实施例的系统示意图；
39.图2是本发明优选实施例的方法流程图。
具体实施方式
40.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
41.本发明通过对传感器技术的研究，提供了一种能够适用于不同场景下，不同类型、以及不同数量的冷凝换热器的能效测试系统。
42.如图1所示，本发明提供了一种冷凝换热器能效测试系统，所述系统包括：本地监控终端，云端服务器，数据传输网络；本地监控终端通过数据传输网络与云端服务器通信；数据传输网络可以基于无线传感器网络实现；本地监控终端实现对换热器和维护设备的监控，维护设备可以是锅炉等需要冷凝器维护的设备。
43.所述本地监控终端：用于获取换热器测试所需的基本信息，所述基本信息包括：换热器的类型及数量信息，维护设备的状态信息；
44.所述本地监控终端通过数据传输网络将所述基本信息上传至云端服务器；
45.所述云端服务器根据所述基本信息进行测试方案的匹配，并将匹配的测试方案传输至本地监控终端；
46.本地监控终端进行测试方案的验证，在验证通过后，根据所述测试方案进行监控，获取监控数据，根据监控数据选择数据传输路径进行传输。
47.通过本地监控终端和云端服务器的交互实现了现场环境的及时获取，以便云端服务器能够及时的根据各个换热器的基本信息匹配合适的测试方案，提高系统的测试效能及普适性。
48.其中，当云端服务器接收到来自本地监控终端的基本信息后，所述云端服务器获取维护设备的状态信息；
49.所述云端服务器根据所述状态信息进行基本信息的验证；
50.所述验证包括：从状态信息中获取维护设备的标识号id；根据所述id确定与其关联的一个或多个换热器，并获取所述一个或多个换热器的识别码code集合；
51.从所述基本信息中获取其携带的多个换热器识别码code1；
52.判断code1是否被包含在所述code集合中；
53.如果是，则说明换热器与维护设备匹配，验证通过；
54.根据维护设备的状态信息计算权重系数，根据所述权重系数a进行测试方案的确定。
55.其中，权重系数
[0056][0057]h额定
是维护设备的额定负载；hnow是指维护设备当前负载，hmax是指维护设备允许的最大负载。
[0058]
其中，当a大于一门限值时，促发换热器的测试方案的匹配过程，反之，说明维护设备正常，仅需要进行日常的维护。在本发明中，通过权重系数的确定，进行测试方案的触发，实现了通过维护设备的状态触发换热器的测试，由此能够保证各类设备允许的稳定性，换热器测试的针对性，提高异常发现的及时性。
[0059]
进一步的，所述云端服务器预先存储有多组测试方案，且每组测试方案应用于不同的场景需求，且每组测试方案中的方案按照等级进行划分；
[0060]
当云端服务器接收到所述基本信息后，根据换热器的信息计算维护权重，根据维护设备的信息计算权重系数；
[0061]
根据所述权重系数a和基本信息确定维护权重w，根据维护权重确定测试方案。
[0062][0063]
其中，h
冷
为冷凝器的负载，h为冷凝器的最大负载；其中，在可选实施例中，冷凝换热器负载为回收利用的烟气热量，具体可以包括显热回收和潜热回收，本方案的负载可以为上述两个负载的和。t
额定
为冷凝器的最佳工作温度，如最佳回水温度；tmax为最大工作温度，tnow为当前的工作温度；e为换热器的当前换热效能，eavg为换热器的平均换热效能。换热效能是本领域常见的用来评估换热器的参数，可基于现有技术实现，在此不再赘述。
[0064]
在本发明的方案中，所述测试方案按照独立测试，组合测试，混合测试的方案进行分类；独立测试是针对每一个换热器单独匹配测试方案；
[0065]
组合测试时针对包括多个相同类型的换热器的测试方案，相同类型的换热器往往会出现相似的问题，因此，对于相同类型的换热器进行统一测试；一般而言，选用组合测试的换热器的维护权重相对于独立测试的换热器的维护权重较低；
[0066]
混合测试是针对多个不同类型的换热器匹配测试方案，混合测试的测试方案通过包括多个测试方案组成，在匹配时，可以根据待测试的多个换热器的类型分别匹配对应的测试方案进行测试；也可以按照每个换热器的权重系数和维护权重进行分组，对于权重处于较高等级的换热器进行单独测试，其他换热器以组的形式进行统一测试；由此提高测试的效率。
[0067]
为了进一步提高测试方案的效率，针对不同类型的换热器设置不同的阈值，对于每个单独的换热器，当维护权重大于第一阈值时，采用单独测试的测试方案；当维护权重大于第二阈值，但不大于第一阈值时，其允许与相同的类型的换热器一起进行统一测试，或是与不同类型的换热器一起选择混合测试的方案。
[0068]
当所述本地监控终端接受到云端服务器下发的测试方案后，进行测试方案的验证；
[0069]
所述验证包括：获取测试方案中携带的方案编号d，其中，所述方案编号d根据code1、维护权重w、权重系数a进行确定；
[0070]
本地监控终端根据基本信息计算编号d’；
[0071]
当d＝d’时，验证通过，本地监控终端执行测试方案。
[0072][0073]
当d与d’不相等时，进行异常报警，选择时效性路径进行报警信息的传输。
[0074]
其中，所述根据监控数据选择数据传输路径进行传输包括：
[0075]
根据所述监控数据确定数据的异常权重q；
[0076]
其中，
[0077]
根据所述异常权重选择数据传输路径，其中，所述数据传输路径包括时效性路径，代价性路径；
[0078]
其中，当异常权重大于权重阈值时，使用时效性路径；反之，使用代价性路径。
[0079]
其中时效性路径和代价性路径的确定方案如下：
[0080]
时效性路径：周期性的获取每条路径上节点间的容错率ci、距离si以及网络速度vi；所述节点为网络中能够完成数据传输/转发的任意设备。
[0081]
计算每条路径的时效性路径系数l
时效
：
[0082][0083]
其中，n为当前路径上节点的个数；选择时效性系数最大的路径完成数据传输；
[0084]
代价性路径：根据历史数据，每条路径上节点的状态进行预测，获取在下一个数据传输周期内的每个时刻空闲节点的个数m
空闲
，及非空闲节点的个数m
忙
；
[0085]
计算p＝m
空闲
/m
忙
；
[0086]
根据p确定传输时间，即选择p最大的时刻作为数据传输时间；然后根据代价函数确定传输路径。
[0087][0088]
costi是指传输路径上，每个非空闲节点进行数据传输时的传输代价，优选的，n＝m
忙
。选择代价cost最小的路径进行数据传输。其中传输代价是本领域常见的用来评估传输性能的参数，具体的计算方式可以基于现有技术实现，在此不再赘述。
[0089]
本发明所涉及的各类阈值、门限值等是本领域技术人员根据日常的维护经验和或历史数据通过统计分析的方式设置的。
[0090]
本发明通过对不同的数据设置不同的传输策略，判断方法简单，对算力的要求较小，能够有效的降低系统的压力，提高系统的可靠性。
[0091]
进一步的，云端服务器接收到监控数据后，根据数据的类型进行异常工单和维护工单的下发。其中，所述异常工单为根据异常数据生成的工单；所述维护工单根据非异常数据生成的维护工单。
[0092]
基于上述系统，本发明还提供了一种冷凝换热器能效测试方法，如图2所示，所述方法包括：
[0093]
本地监控终端获取换热器测试所需的基本信息，所述基本信息包括：换热器的类
型及数量信息，维护设备的状态信息；
[0094]
本地监控终端通过数据传输网络将所述基本信息上传至云端服务器；
[0095]
云端服务器根据所述基本信息进行测试方案的匹配，并将匹配的测试方案传输至本地监控终端；
[0096]
本地监控终端进行测试方案的验证，在验证通过后，根据所述测试方案进行监控，获取监控数据，根据监控数据选择数据传输路径进行传输。
[0097]
其中，当云端服务器接收到来自本地监控终端的基本信息后，所述云端服务器获取维护设备的状态信息；
[0098]
所述云端服务器根据所述状态信息进行基本信息的验证；
[0099]
所述验证包括：从状态信息中获取维护设备的标识号id；根据所述id确定与其关联的一个或多个换热器，并获取所述一个或多个换热器的识别码code集合；
[0100]
从所述基本信息中获取其携带的多个换热器识别码code1；
[0101]
判断code1是否被包含在所述code集合中；
[0102]
如果是，则说明换热器与维护设备匹配，验证通过；
[0103]
根据维护设备的状态信息计算权重系数，根据所述权重系数a进行测试方案的确定；
[0104]
其中，权重系数
[0105]h额定
是维护设备的额定负载；hnow是指维护设备当前负载，hmax是指维护设备允许的最大负载。
[0106]
其中，所述云端服务器预先存储有多组测试方案，且每组测试方案应用于不同的场景需求，且每组测试方案中的方案按照等级进行划分；
[0107]
当云端服务器接收到所述基本信息后，根据换热器的信息计算维护权重，根据维护设备的信息计算权重系数；
[0108]
根据所述权重系数a和基本信息确定维护权重w，根据维护权重确定测试方案。
[0109]
其中，当所述本地监控终端接受到云端服务器下发的测试方案后，进行测试方案的验证；
[0110]
所述验证包括：获取测试方案中携带的方案编号d，其中，所述方案编号d根据code1、维护权重w、权重系数a进行确定；
[0111]
本地监控终端根据基本信息计算编号d’；
[0112]
当d＝d’时，验证通过，本地监控终端执行测试方案；
[0113]
其中，
[0114]
其中，所述根据监控数据选择数据传输路径进行传输包括：
[0115]
根据所述监控数据确定数据的异常权重；
[0116]
根据所述异常权重选择数据传输路径，其中，所述数据传输路径包括时效性路径，代价性路径；
[0117]
其中，当异常权重大于权重阈值时，使用时效性路径；反之，使用代价性路径。
[0118]
其中时效性路径和代价性路径的确定方案如下：
[0119]
时效性路径：周期性的获取每条路径上节点间的容错率ci、距离si以及网络速度vi；所述节点为网络中能够完成数据传输/转发的任意设备。
[0120]
计算每条路径的时效性路径系数l
时效
：
[0121][0122]
其中，n为当前路径上节点的个数；选择时效性系数最大的路径完成数据传输；
[0123]
代价性路径：根据历史数据，每条路径上节点的状态进行预测，获取在下一个数据传输周期内的每个时刻空闲节点的个数m
空闲
，以及非空闲节点的个数m忙；
[0124]
计算p＝m
空闲
/m
忙
；
[0125]
根据p确定传输时间，即选择p最大的时刻作为数据传输时间；然后根据代价函数确定传输路径。
[0126][0127]
costi是指传输路径上，每个非空闲节点进行数据传输时的传输代价，优选的，n＝m
忙
。选择代价cost最小的路径进行数据传输。其中传输代价是本领域常见的用来评估传输性能的参数，具体的计算方式可以基于现有技术实现，在此不再赘述。
[0128]
本发明所涉及的各类阈值、门限值等是本领域技术人员根据日常的维护经验和或历史数据通过统计分析的方式设置的。
[0129]
本发明通过对不同的数据设置不同的传输策略，判断方法简单，对算力的要求较小，能够有效的降低系统的压力，提高系统的可靠性。
[0130]
进一步的，云端服务器接收到监控数据后，根据数据的类型进行异常工单和维护工单的下发。其中，所述异常工单为根据异常数据生成的工单；所述维护工单根据非异常数据生成的维护工单。
[0131]
本发明的有益效果是，本发明提供了一种冷凝换热器的能效测试系统及方法，通过本地监控终端和云端服务器的交互，实现了测试方案的动态匹配，使得云端服务器根据本地监控终端上传的换热器信息匹配到合适的测试方案，实现换热器的单独和或统一测试，不仅提高了测试系统的工作效能，而且，能够提高了测试系统的普适性；本发明还针对方案的匹配、验证、数据传输提出解决方案，通过简单的算法不仅提高了方案的匹配精度及准确性，而且，能够实现对于不同数据的差异化处理，还可以降低系统的压力，提高系统的可靠性。
[0132]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。