專利名稱：分布式間歇采熱控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑供熱系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域。是針對(duì)北方城市供熱運(yùn)行中普遍 存在的"資用壓頭過(guò)剩、小溫差大流量"等能源浪費(fèi)問(wèn)題，及對(duì)不同熱需求混 網(wǎng)缺少實(shí)施行為節(jié)能施力點(diǎn)的現(xiàn)狀。通過(guò)分布式輸配控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從熱源間 歇性采熱和對(duì)熱用戶按需持續(xù)循環(huán)供熱相結(jié)合，從而加大了供回水溫差，降低 系統(tǒng)管網(wǎng)流量，減少或消除過(guò)剩資用壓頭，滿足不同時(shí)段熱用戶群的不同熱需 求，并為分戶計(jì)量提供鋪墊。通過(guò)提供具體的施力點(diǎn)，將目前運(yùn)行狀況下的巨 大節(jié)能空間，轉(zhuǎn)化為顯著的節(jié)能現(xiàn)實(shí)。
技術(shù)背景現(xiàn)有供熱技術(shù)是以換熱站循環(huán)泵集中式"一身兼三職"，充當(dāng)了熱源泵、熱 網(wǎng)泵和熱用戶泵，來(lái)完成熱媒的整個(gè)輸配過(guò)程，勢(shì)必難以兼顧和滿足整個(gè)熱網(wǎng)內(nèi)不同時(shí)空中諸多熱用戶的不同熱需求。形成大流量和小溫差(10度左右)且 回水溫度偏高；依賴于循環(huán)泵在熱源出口處提供的高揚(yáng)程，來(lái)滿足最不利熱用 戶處的資用壓頭，常常造成水力和熱力失衡，形成近熱遠(yuǎn)冷；系統(tǒng)全時(shí)供熱， 因無(wú)法分時(shí)分區(qū)按需調(diào)整而造成巨大浪費(fèi)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種解決"資用壓頭過(guò)剩，小溫差與大流量"問(wèn)題 的分布式間歇采熱控制系統(tǒng)，求得實(shí)現(xiàn)消除和改善一系列相關(guān)問(wèn)題的目的。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，被控系統(tǒng)的改造體現(xiàn)在硬件上，包括安裝電動(dòng) 開關(guān)閥，增設(shè)旁通管路，配置變頻泵；軟件與方法內(nèi)置于測(cè)控系統(tǒng)的智能控制 器中。采用的分布式變頻熱用戶泵承擔(dān)了從干管采熱及內(nèi)循環(huán)任務(wù)，以變頻適 應(yīng)高揚(yáng)程采熱與低揚(yáng)程內(nèi)循環(huán)，以及響應(yīng)子系統(tǒng)內(nèi)熱用戶的熱負(fù)荷變化；實(shí)現(xiàn) 消除或降低管網(wǎng)過(guò)剩資用壓頭、并能隨負(fù)荷減小而減少輸配熱水量而減少耗電 與耗熱。通過(guò)子系統(tǒng)的電動(dòng)開關(guān)閥和旁通管的手動(dòng)閥門的初調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)采熱時(shí)的 混水比，以此可適應(yīng)不同熱用戶(散熱器、地?zé)岬?的供熱要求。以子系統(tǒng)電 動(dòng)開關(guān)閥調(diào)節(jié)加大供回水溫差，從而降低干管的輸配熱水量，實(shí)現(xiàn)節(jié)電或增加 干管的輸熱能力。熱用戶泵的內(nèi)循環(huán)，可改進(jìn)終端供熱效果并方便適應(yīng)分戶計(jì)量需求。該方案可實(shí)現(xiàn)"何時(shí)用則何時(shí)采，用多少就采多少"，具有節(jié)能效果明 顯，供熱安全性好，適應(yīng)性強(qiáng)，可適用于新建系統(tǒng)與老系統(tǒng)改造。本方案硬件配置主要包括在供水管支線上安裝一個(gè)電動(dòng)開關(guān)閥，在支路供 回水管路之間增設(shè)一個(gè)與支線同管徑的并安裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的旁通管，并在支 線的回水管路上安裝一個(gè)變頻泵，以及與相關(guān)溫度、壓力傳感器相連的智能控 制器。參見(jiàn)附圖1。結(jié)合圖1所示其組成包括熱源循環(huán)泵1，與熱源連接的主干網(wǎng)供水管2與 回水管道3，連接樓宇支路供、回水管的旁通管4，在支路供水管上的電動(dòng)開關(guān)閥門5，旁通管上的手動(dòng)閥門6，熱用戶樓宇7，變頻熱用戶泵8，供水溫度、壓 力傳感器9、 10，回水溫度、壓力傳感器11、 12，混水后的溫度、壓力傳感器 13、 14，環(huán)境溫度傳感器15以及智能控制器16。 本發(fā)明的主要外在表現(xiàn)為 (1)智能間歇技術(shù)，既包括區(qū)分"供熱時(shí)段"與"防凍時(shí)段"后的智能間 歇；又包括在"供熱時(shí)段"與"防凍時(shí)段"內(nèi)的智能間歇。傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)運(yùn)行 于"小溫差、大流量"的狀態(tài)，存在大量的電能浪費(fèi)；間歇式采熱的目的，就 是通過(guò)熱用戶內(nèi)循環(huán)及變頻混水技術(shù)拉大供回水溫差，使系統(tǒng)運(yùn)行于"大溫差、 小流量"的節(jié)能狀態(tài)。(2)分布式采熱調(diào)節(jié)，熱負(fù)荷的實(shí)時(shí)變化必然打破原有的恒流量輸配水力平 衡。將原有的平穩(wěn)供熱方式，轉(zhuǎn)變?yōu)槔米冾l技術(shù)按熱需求動(dòng)態(tài)的間歇從管網(wǎng) 采熱方式。消除或減小過(guò)剩資用壓頭，降低輸配能耗；并實(shí)時(shí)為子系統(tǒng)的內(nèi)循 環(huán)提供動(dòng)力，為分戶調(diào)節(jié)的行為節(jié)能提供方便。 本系統(tǒng)運(yùn)行如下系統(tǒng)粗調(diào)試時(shí)，根據(jù)熱用戶的實(shí)際情況(地?zé)?、散熱片等方?所需的混水 比調(diào)試好手動(dòng)閥門6后無(wú)需再改動(dòng)。在正常供熱時(shí)段內(nèi)，智能控制器16根據(jù)回 水溫度采集器11實(shí)時(shí)提供的回水溫度Th與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)Th高于設(shè)定值 時(shí)，說(shuō)明該支路內(nèi)的熱媒還可繼續(xù)為熱用戶提供熱量，則保持關(guān)閉，變頻泵7 維持樓宇內(nèi)自循環(huán)恒定壓力，使該熱用戶樓宇7運(yùn)行于內(nèi)循環(huán)散熱狀態(tài)。當(dāng)Th 低于設(shè)定值時(shí)，開啟電動(dòng)閥門5，變頻泵8需克服熱源到熱用戶干管壓降及樓宇 7所需的壓力運(yùn)行，子系統(tǒng)參與整個(gè)管網(wǎng)循環(huán)，完成從熱源采熱。智能控制器16根據(jù)供回水溫度Tg、 Th計(jì)算供回水溫差A(yù)T，若AT〉預(yù)設(shè)值，說(shuō)明尚未將樓 宇7內(nèi)熱媒置換完畢，繼續(xù)保持采熱狀態(tài)直至AT〈預(yù)設(shè)值，關(guān)閉電動(dòng)閥門5，系 統(tǒng)切換至內(nèi)循環(huán)散熱運(yùn)行狀態(tài)。循環(huán)進(jìn)行。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果和益處是，隨著分戶計(jì)量的推廣與實(shí)施，使系統(tǒng) 從原來(lái)的由供應(yīng)側(cè)出發(fā)，需求側(cè)被動(dòng)接受；轉(zhuǎn)變?yōu)橛尚枨髠?cè)出發(fā)，供應(yīng)側(cè)實(shí)時(shí) 響應(yīng)。由此帶來(lái)整個(gè)供熱控制管理的重大變化。該系統(tǒng)的運(yùn)行可通過(guò)行為節(jié)能 實(shí)現(xiàn)節(jié)熱約20 40%，及節(jié)電約50 70%，并相應(yīng)具有顯著的環(huán)境效益。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是本發(fā)明的分布式間歇采熱控制系統(tǒng)配置圖。 圖2是本發(fā)明的智能控制器軟件邏輯圖。
具體實(shí)施方式
本系統(tǒng)包括與熱源連接的主干網(wǎng)供水管2與回水管道3，連接樓宇支路供、回水管的旁通管4，在支路供水管上，即樓宇總管道的電動(dòng)開關(guān)閥門5，旁通管 上的手動(dòng)閥門6，熱用戶樓宇7，變頻熱用戶泵8，供水溫度、壓力傳感器9、 10，回水溫度、壓力傳感器ll、 12，混水后的溫度、壓力傳感器13、 14，環(huán)境 溫度傳感器15以及智能控制器16。 本系統(tǒng)運(yùn)行如下.系統(tǒng)粗調(diào)試時(shí)，根據(jù)熱用戶的實(shí)際情況(地?zé)帷⑸崞确绞?所需的混 水比調(diào)試好手動(dòng)閥門6后無(wú)需再改動(dòng)。在正常供熱時(shí)，智能控制器16根據(jù)回水 溫度采集器11實(shí)時(shí)提供的回水溫度Th與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)Th高于設(shè)定值時(shí)， 說(shuō)明該支路內(nèi)的熱媒還可繼續(xù)為熱用戶提供熱量，則保持關(guān)閉，變頻泵8維持 樓宇內(nèi)自循環(huán)恒定壓力，使該熱用戶樓宇7運(yùn)行于內(nèi)循環(huán)散熱狀態(tài)。當(dāng)Th低于 設(shè)定值時(shí)，開啟電動(dòng)閥門5，變頻泵8需克服熱源到熱用戶干管壓降及樓宇7所 需的壓力運(yùn)行，子系統(tǒng)參與整個(gè)管網(wǎng)循環(huán)，完成從熱源采熱。智能控制器16根 據(jù)供回水溫度Tg、 Th計(jì)算供回水溫差A(yù)T，若AT〉預(yù)設(shè)值，說(shuō)明尚未將樓宇7 內(nèi)熱媒置換完畢，繼續(xù)保持采熱狀態(tài)直至AT〈預(yù)設(shè)值，關(guān)閉電動(dòng)閥門5，系統(tǒng)切 換至內(nèi)循環(huán)散熱運(yùn)行狀態(tài)。循環(huán)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.分布式間歇采熱控制系統(tǒng)，其特征在于，由硬件和軟件兩部分組成，a.硬件部分包括與熱源連接的主干網(wǎng)供水管(2)與回水管道(3)，連接樓宇支路供、回水管的旁通管(4)，在支路供水管上，即樓宇總管道的電動(dòng)開關(guān)閥門(5)，旁通管上的手動(dòng)閥門(6)，熱用戶樓宇(7)，變頻熱用戶泵(8)，供水溫度、壓力傳感器(9)、(10)，回水溫度、壓力傳感器(11)、(12)，混水后的溫度、壓力傳感器(13)、(14)，環(huán)境溫度傳感器(15)以及智能控制器(16)；b.本系統(tǒng)運(yùn)行如下系統(tǒng)粗調(diào)試時(shí)，根據(jù)熱用戶的實(shí)際情況所需的混水比調(diào)試好手動(dòng)閥門(6)后無(wú)需再改動(dòng)；在正常供熱時(shí)，智能控制器(16)根據(jù)回水溫度采集器(11)實(shí)時(shí)提供的回水溫度Th與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)Th高于設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明該支路內(nèi)的熱媒還可繼續(xù)為熱用戶提供熱量，則保持關(guān)閉，變頻泵(8)維持樓宇內(nèi)自循環(huán)恒定壓力，使該熱用戶樓宇(7)運(yùn)行于內(nèi)循環(huán)散熱狀態(tài)；當(dāng)Th低于設(shè)定值時(shí)，開啟電動(dòng)閥門(5)，變頻泵(8)需克服熱源到熱用戶干管壓降及樓宇(7)所需的壓力運(yùn)行，子系統(tǒng)參與整個(gè)管網(wǎng)循環(huán)，完成從熱源采熱；智能控制器(16)根據(jù)供回水溫度Tg、Th計(jì)算供回水溫差ΔT，若ΔT＞預(yù)設(shè)值，說(shuō)明尚未將樓宇(7)內(nèi)熱媒置換完畢，繼續(xù)保持采熱狀態(tài)直至ΔT＜預(yù)設(shè)值，關(guān)閉電動(dòng)閥門(5)，系統(tǒng)切換至內(nèi)循環(huán)散熱運(yùn)行狀態(tài)；循環(huán)進(jìn)行。
全文摘要
分布式間歇采熱控制系統(tǒng)屬于建筑供熱系統(tǒng)控制技術(shù)領(lǐng)域。是針對(duì)北方城市供熱運(yùn)行中普遍存在的“資用壓頭過(guò)剩、小溫差大流量”等能源浪費(fèi)問(wèn)題，及對(duì)不同熱需求混網(wǎng)缺少實(shí)施行為節(jié)能施力點(diǎn)的現(xiàn)狀。通過(guò)分布式輸配控制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從熱源間歇性采熱和對(duì)熱用戶按需持續(xù)循環(huán)供熱相結(jié)合，從而加大了供回水溫差，降低系統(tǒng)管網(wǎng)流量，減少或消除過(guò)剩資用壓頭，滿足不同時(shí)段熱用戶群的不同熱需求，并為分戶計(jì)量提供鋪墊。通過(guò)提供具體的施力點(diǎn)，將目前運(yùn)行狀況下的巨大節(jié)能空間，轉(zhuǎn)化為顯著的節(jié)能現(xiàn)實(shí)。具有節(jié)能效果明顯，供熱安全性好，適應(yīng)性強(qiáng)，適用于新建系統(tǒng)與老系統(tǒng)改造。
文檔編號(hào)F24D3/00GK101334191SQ20081001217
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者劉建偉, 商靜輝, 汪思源, 王道涵, 趙永生, 邢欣榮 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)