專利名稱：供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種供暖系統(tǒng)節(jié)能及控制裝置，能實時監(jiān)測及控制供暖系統(tǒng)所屬設備的運行情況。
背景技術(shù)：
能源關系到整個社會的生存與發(fā)展，據(jù)資料介紹我國采暖能耗為相近氣候條件的發(fā)達國家的3倍左右，目前采暖用能已占全國商品能源總消耗量的9.6%。采暖的高能耗不僅造成資源的浪費，而且還是大氣污染的一個重要因素。我國集中供熱主要是借鑒前蘇聯(lián)供熱模式。目前城市集中供熱普及率已經(jīng)達到90%。國內(nèi)集中供熱系統(tǒng)由于缺乏先進合理的調(diào)節(jié)措施和控制系統(tǒng)，大多采用手動調(diào)節(jié)，司爐工“看天燒鍋爐”，使得供暖系統(tǒng)能耗居高不下，造成了資源的嚴重浪費。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型推出一種供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置，該系統(tǒng)將神經(jīng)元控制理論、網(wǎng)絡技術(shù)以及集散控制理論融入整個供暖系統(tǒng)，使得供暖控制智能化、集約化、精確化，解決了目前國內(nèi)供暖系統(tǒng)普遍存在的手動調(diào)節(jié)帶來的效率低下、能源浪費嚴重等問題。本系統(tǒng)保留多個接口供用戶拓展子系統(tǒng)選擇，具有友好的人機界面，可實現(xiàn)統(tǒng)一的集約化管理，達到節(jié)電及節(jié)約燃料的目的。要解決的技術(shù)問題本實用新型基于神經(jīng)元控制理論、網(wǎng)絡技術(shù)以及集散控制理論，采用計算機控制，實時采集系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)，通過計算處理將信息反饋至執(zhí)行機構(gòu)，通過對供水的質(zhì)調(diào)、量調(diào)，精確控制供暖所需熱量，解決了目前國內(nèi)供暖系統(tǒng)普遍存在的手動調(diào)節(jié)帶來的效率低下、能源浪費嚴重等問題，克服了人工手動操作帶來的操作繁瑣、工作量大、無法精確調(diào)節(jié)以及系統(tǒng)拓展性能差等弊端，在實現(xiàn)集約化管理的同時達到節(jié)電及節(jié)約燃料的目的。技術(shù)方案供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置包括中央控制計算機、氣候補償器、室外溫度傳感器、二次供水溫度傳感器以及電動調(diào)節(jié)閥。中央控制計算機為方形操作臺，內(nèi)置研華工控機；氣候補償器為方形，內(nèi)置西門子可編程控制器；溫度傳感器采用桿狀一體化溫度變送器；電動調(diào)節(jié)閥型號由主管道尺寸確定。中央控制計算機通過GPRS網(wǎng)絡與氣候補償器相聯(lián)；氣候補償器通過電纜與室外溫度傳感器、二次供水溫度傳感器以及電動調(diào)節(jié)閥相聯(lián)。解決問題的方法以中央控制計算機為核心，在采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的同時控制其下的所有設備，主要包括氣候補償器。執(zhí)行方式為當室外氣候發(fā)生變化時，氣候補償器通過溫度采集器采集供水溫度以及室外溫度，據(jù)其內(nèi)部設定的調(diào)節(jié)曲線，確定當前室外溫度下恰當?shù)墓┧疁囟龋瑢⑵渑c此時供水溫度傳感器所測實際供水溫度對比，據(jù)此輸出動作信號至執(zhí)行器一電動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)一次進水流量使二次供水供水溫度符合設定的調(diào)節(jié)曲線，在滿足熱用戶舒適度的同時達到節(jié)能的目的。于此同時氣候補償器將所有數(shù)據(jù)反饋至中央控制計算機，由中央計算機為用戶顯示所有采集數(shù)據(jù)及調(diào)節(jié)結(jié)果，并進一步接受中央控制計算機的控制指令，由此實現(xiàn)遠程監(jiān)測及控制。在實際運行中，由于受管理水平及管網(wǎng)條件的限制，供熱量通常是需熱量的150% 170%，有時甚至達200%。在供熱端采用供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置，對供水進行動態(tài)的質(zhì)調(diào)及量調(diào)，避免了因憑經(jīng)驗和感覺進行系統(tǒng)運行操作而造成的大量能源浪費；同時供水溫度的降低，也使管路沿程的熱力損失降低，(通常熱水管網(wǎng)熱損失占總輸熱量5% 8%，供回水平均溫度tp每降低1°C熱損失較設計工況tp = 82. 5°C減少1. 2% )減少了無效能耗。設置供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置是供熱系統(tǒng)節(jié)能的必要措施。有益效果本實用新型采用計算機集約化管理，與現(xiàn)有供暖系統(tǒng)普遍采用的人工及機械控制相比可以實現(xiàn)精確化管理，有效降低用電及能源消耗量；按需供熱，可以進一步提高供暖品質(zhì)；可以降低工人的勞動強度，節(jié)省人工成本；數(shù)據(jù)化管理，可以給領導提供詳細的決策依據(jù)；可擴展性強，有利于設備的更新?lián)Q代。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型中的氣候補償器設定的室外溫度與二次供水溫度曲線圖。
具體實施方式
如
圖1所示，中央控制計算機(I)通過控制線路與氣候補償器(2)連接，氣候補償器分別與安裝于室外用于測量室外溫度的室外溫度傳感器(3)、安裝于室內(nèi)用于測量室內(nèi)溫度的室內(nèi)溫度變送器(4)、安裝于二次側(cè)供水主管路用于測量供水溫度的溫度傳感器
(5)及及用于調(diào)節(jié)一次側(cè)供水溫度的電動三通閥(6)等連接，組成聯(lián)動系統(tǒng)。圖2是本實用新型中的氣候補償器設定的室外溫度與二次供水溫度曲線圖。如圖2所示，根據(jù)用熱單位多年的供熱歷史數(shù)據(jù)，考慮到用戶不同時間段對室內(nèi)溫度的不同要求，經(jīng)過計算在氣候補償器內(nèi)預設定多條不同氣候條件下室外溫度與二次側(cè)供水溫度的變化關系曲線，在氣候及室外溫度變化時，在不同時間段內(nèi)，通過選擇不同的供熱曲線，改變二次側(cè)供水溫度，使供水溫度按設定的曲線隨室外溫度變化，從而滿足用戶不同室外溫度、不同時間段對室溫的要求，做到分時供暖、按需供熱，達到舒適、節(jié)能的目的。根據(jù)公式w供=n *c* (τ出水-τ回水)*G其中W供總供熱量；η :管網(wǎng)散熱和漏損系數(shù)；C :水的比熱，KJ/0C *m3 ；T出水出水溫度τ回水回水溫度；G :循環(huán)水量，m3/h ；采暖期內(nèi)，因各種條件變化，氣候的變化不是很有規(guī)律，室外溫度傳感器(3)實時采集室外溫度，將此溫度信號傳輸至氣候補償器(2)，氣候補償器(2)按預先設定的曲線(圖二)計算出此時對應的二次側(cè)水供水溫度，將此計算溫度與當時通過供水溫度傳感器
(5)實測的二次供水溫度相比較。若實測供水溫度高于計算溫度，由于天氣轉(zhuǎn)暖或者因太陽能的增益作用，總供熱量將相應地減少，此時由氣候補償器主機發(fā)出操作指令，通過電動三通閥(6)加大旁通流量減小進入換熱器一次熱源供水(7)流量從而降低二次供水(8)溫度，以獲得最佳取暖舒適度和最小的能源消耗；若實測供水溫度低于計算溫度則由氣候補償器主機(2)發(fā)出操作指令，通過電動三通閥(6)減小旁通流量加大進入換熱器一次熱源供水(7)流量從而提高二次供水(8)溫度，以保證采暖的需要。于此同時，氣候補償器(2)將所采集的數(shù)據(jù)及執(zhí)行情況上傳至中央控制計算機(I)，由中央控制計算機(I)實時顯示、存儲所接受的數(shù)據(jù)。于此同時，用戶可以通過中央控制計算機(I)控制氣候補償器(2)，通過調(diào)整氣候補償器(2)內(nèi)所設定的溫度曲線達到調(diào)整供熱量的目的。本供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置的特點是全集成電腦控制，主控CPU氣候補償器主機采用西門子主流工控PLC，并內(nèi)嵌氣候-二次供水溫度曲線及分時分溫功能模塊；分時分溫功能模塊內(nèi)嵌，系統(tǒng)默認提供四時段、四條獨立運行曲線，以滿足用戶在不同時段對室內(nèi)溫度的要求；精確控制供水溫度，根據(jù)室外溫度模糊運算出所需的供暖水溫，并運用PID控制規(guī)律實時與實際供水溫度比較，調(diào)節(jié)電動閥開度，精確保證穩(wěn)定供水溫度，避免發(fā)生用戶室溫過高的現(xiàn)象而浪費能源消耗；曲線自學習功能，根據(jù)歷史參數(shù)實時修正室外溫度一供水溫度曲線，使供暖系統(tǒng)最優(yōu)化運行；多電動閥控制，模塊化設計，可通過擴充模塊自由增加電動閥數(shù)量；支持聯(lián)機運行的同時可實現(xiàn)獨立運行，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性；支持多種通訊方式TCP/IP網(wǎng)絡、RS232/RS485、無線傳輸、電話線通訊及電力線載波通訊等。在
圖1中，中央控制計算機(I)設置在監(jiān)控層，氣候補償器(2)設置在受控層。
權(quán)利要求1.一種供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置，針對熱源廠供暖節(jié)能控制，它將氣候補償器、室溫采集器有機聯(lián)系起來，并將氣候補償器、室溫采集器所有信號采集到中央控制計算機，同時中央控制計算機也可以對各設備進行操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置，其特征是將氣候補償器，室溫采集器聯(lián)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置，其特征是氣候補償器，室溫采集器能將自身信息通過GPRS網(wǎng)絡反饋給中央監(jiān)控計算機。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置，其特征是中央控制計算機可以對各設備進行操作與監(jiān)控。
專利摘要一種供暖節(jié)能監(jiān)測與控制裝置，針對熱源廠供暖節(jié)能控制，它將氣候補償器，室溫采集器有機聯(lián)系起來，同時將設備信息反饋給中央控制計算機，直觀分析氣候補償器運行狀況以及通過室溫采集器了解供暖品質(zhì)。
文檔編號F24D19/10GK202868849SQ20122020725
公開日2013年4月10日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者劉棟 申請人:聯(lián)創(chuàng)鼎新(北京)科技有限公司