一种水系统供暖的室温协同控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水系统供暖的室温协同控制方法，包括：获取供暖装置的回水温度，并计算回水温度和虚拟室温的回温差值；获取供暖装置的供水温度，并计算供水温度和虚拟室温的供温差值；计算回温差值和供温差值的比值；将比值与设定比值比较，并根据控制算法，调节供暖装置的流速。所述虚拟室温为室内温度值，或接近室内温度的温度值。所述设定比值，可依据获取的室内温度值，按修正算法进行修正。所述室内温度值采用室温软测量技术获取。本发明专利技术可方便实现一个供热区域的室温协同控制；可不完全依托室内温度值、实现水系统供暖室温控制的可靠方法；可降低控制参数的调整幅度、提高控制设备的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种水系统供暖的室温协同控制方法
本专利技术所述的一种水系统供暖的室温协同控制方法，涉及采用水系统供暖或供冷的室温控制领域，特别涉及区域集中供暖或供冷系统中，无法及时有效获取室内温度，但需要室内温度协同控制的应用领域。本专利技术可内嵌在平衡热量表、控制阀、平衡阀等水系统供热信息终端设备中，也可应用于和这些供热信息终端设备有数据连接的监控计算机、数据处理设备中。
技术介绍
水系统供暖是一种采用水作为热能输送介质的供暖或供冷系统，是目前建筑物供暖或供冷的重要形式，在我国冬季城镇区域供暖中大多采用水系统供暖。城镇区域供暖是一种区域性的大规模供暖系统，一个中心热源可以为众多的热用户提供供暖服务，中心热源通过供水管将高温水不断送入每个热用户室内供暖装置，如暖气片、地暖管、风机盘管等，和室内的空气热交换后成为低温水，再由回水管返回至中心热源，这样不断的循环达到热能输送的目的。中心热源是某个区域内的供暖热源，典型的如分布于一个住宅小区的热力站，热力站的供热管道连接着小区热用户的供水管和回水管，使得热能不断送入到小区内的每个热用户。为了监控每个热用户的供暖状态，在进入室内的供水管和回水管上通常安装有供热信息终端设备，如热量表、冷量表、平衡热量表、控制阀、通断阀、平衡阀等，用于测量每个热用户室内供暖装置的供水温度、回水温度、流速，以及流速的控制等。供热信息终端是一种具有远程通讯接口的供暖信息采集和控制的智能设备，一般具有供水管和回水管的水温采集、水的流速采集等功能，同时具有水的流速控制、供热能耗计算等功能。供水温度是指进入热用户室内供暖装置的高温水的温度，由安装在供水管的温度传感器测量。回水温度是指流经室内供暖装置后的低温水的温度，由安装在回水管的温度传感器测量。流速是指流经室内供暖装置的水的流速，由安装在供水管或回水管的流速传感器测量。这些传感器一般集成在供热信息终端设备内，测量到的供水温度、回水温度、流速等参数通常称为过程测量值。供热信息终端设备通常还包括有流量控制阀，如：平衡阀、通断阀、控制阀等，用于调节室内供暖装置的流速，从而控制室内供暖装置的热功率，达到调控室内温度的目的。供热信息终端设备通常安装在建筑物的专用井道内，不需要进入热用户的室内进行安装，因此安装和维护都比较方便。水系统供暖的室内温度控制，是通过调节室内供暖装置的供水温度或流速，从而改变室内供暖装置和室内空气的热交换功率值来实现的。在城镇区域供暖中，采用统一的管道将热水输送到每栋楼，再分支到每个热用户，由于各个热用户之间管道和设备存在着差异性，使得进入每个热用户的流量是不均衡的，导致热用户间的室温差异较大，这种供暖方式既不舒适也不节能。因此，在城镇区域供暖系统中，需要采用流量均衡控制的方式，来解决各个住户之间的室温均衡问题。对于城镇区域供暖而言，热源提供给每个室内供暖装置的供水温度是基本统一的，因此就某个室内供暖装置而言，只能通过调整流速来调整室内的热功率值，实现室内温度的控制。通常情况下会采用控制阀、通断阀、回温控制阀、流速控制阀等控制装置来实现流速的调整，这些装置往往集成在供热信息终端设备中。控制装置是指按某个控制指令要求，如某个过程测量值或者过程测量值的组合值作为控制指令要求，执行阀门自动调节，能实现室内供暖装置流速控制的装置。控制装置一般采用恒定流速控制，也可以采用阀门通和断交替方式的流速控制，还可以采用混合控制方式。为了实现各个热用户的室内温度均衡，控制装置一般需要设置一个和室内温度相关的参数作为控制参数，比如控制阀的阀位、通断阀的通断时间、供暖装置的回水温度、供暖装置的供回水温差、供暖装置的流速、供暖装置的功率、供暖装置的流量、供暖装置的热量等，通过调整控制参数使得各个热用户的室温达到均衡。另外，当室外温度或用热状态发生变化，导致室温变化时，控制装置也可通过调整控制参数，继续保持室温的均衡。由于控制参数和室温之间具有一定的对应关系，因此，在获取到室内温度后，修正和控制参数的对应关系，以便在室温缺失时，继续保持室温的正常控制。在城镇区域供暖系统中，热用户的室温管理是由热能提供方按相关规范执行的，热用户一般不自行调控，因此，为了达到供暖节能和室内温度舒适，室内温度通常被要求控制在相关规范规定的室温值内，这不仅要求各个热用户的室温均衡，也要求对一个供热区域的室温进行总体调控，使得每户的室内温度保持在规范规定的范围内。由于室温和供水温度是线性关系，因此一个供热区域的总体调控通常采用调整供水温度的方式进行，而室温调控所选择的控制参数和室温之间的对应关系并非线性，当供水温度变化时，每个热用户的控制参数往往需要重新调整，使得控制装置频繁动作，不仅降低了装置的使用寿命，而且容易引起调控失败。现有技术下，一般选择控制阀的阀位、通断阀的通断时间、供暖装置的回水温度、供暖装置的供回水温差、供暖装置的流速、供暖装置的功率、供暖装置的流量、供暖装置的热量等作为控制参数。这些控制参数中，有些对控制阀的性能要求较高，比如控制阀的阀位，在城镇区域供暖系统中，部分住户的供热功率较小，所需的流速很低，此时的阀位开度小，同等控温精度下，对控制阀的行程精度要求高，普通控制阀的精度无法满足要求；有些控制参数和室内温度的对应关系难以获取，比如通断阀的通断时间和取暖装置的散热系数、供水温度、室内温度等有关，且存在非线性关系，与室内温度之间关系难以确定；有些控制参数，比如供暖装置的回水温度、供暖装置的供回水温差，容易受供水温度的影响，当供热温度变化时，将引发阀门的频繁动作，导致供热系统失控；而将供暖装置的流速、供暖装置的功率、供暖装置的流量、供暖装置的热量等作为控制参数，需要额外增加流量传感器，且一个供热区域的中心热源，输送的水流速度一般是恒定的，对应的热量也是恒定的，当一个热用户的流速或功率发生变化时，必然影响其他热用户流速或功率，从而造成系统的不均衡，严重的可导致供热系统失控。目前获取室内温度的方法通常是在热用户的室内安装室温传感器，并由通讯系统将室温值传输至热能提供方的控制系统，最终由控制装置来调整每个热用户的供热功率。室温传感器安装在每个热用户的室内，因此需要入户安装和维护，安装比例低、安装和维护成本高、容易受周围环境和人为因素的影响，存在室温数据获取比例低、数据不可靠的问题。软测量技术是把自动控制理论与生产过程知识有机的结合起来，应用计算机技术对难以测量或者暂时不能测量的重要变量，选择另外一些容易测量的变量，通过构成某种数学关系来推断或者估计，以软件来替代硬件的功能。采用软测量技术获取室内温度，不需要在室内安装室温传感器，可内置在供热信息终端设备等计算机系统中，室温数据获取可靠性高、成本低，能解决上述安装室温传感器存在的问题。软测量技术主要由辅助变量的选择、数据采集与处理、软测量模型几部分组成。水系统供暖的室温软测量技术，是通过选择室内供暖装置的供水温度、回水温度、流速等过程测量值，并结合环境因素等辅助变量，由供暖信息终端等计算机系统采集和处理，根据室温软测量模型计算出室内温度的一项间接获取室内温度的技术。为了有别于室温传感器的所测得的室温值，室温软测量技术所获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水系统供暖的室温协同控制方法，其特征在于：获取供暖装置的回水温度，并计算回水温度和虚拟室温的差值，得到回温差值；获取供暖装置的供水温度，并计算供水温度和虚拟室温的差值，得到供温差值；计算回温差值和供温差值的比值，得到供回温比值；将供回温比值与设定比值比较，并根据控制算法，调节供暖装置的流速，所述虚拟室温为室内温度值，或为接近室内温度的温度值。/n

【技术特征摘要】
20200802 CN 20201076430931.一种水系统供暖的室温协同控制方法，其特征在于：获取供暖装置的回水温度，并计算回水温度和虚拟室温的差值，得到回温差值；获取供暖装置的供水温度，并计算供水温度和虚拟室温的差值，得到供温差值；计算回温差值和供温差值的比值，得到供回温比值；将供回温比值与设定比值比较，并根据控制算法，调节供暖装置的流速，所述虚拟室温为室内温度值，或为接近室内温度的温度值。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：包括步骤一，获取供暖装置的回水温度，由第一减法器计算与虚拟室温的差值，得到回温差值；步骤二，获取供暖装置的供水温度，由第二减法器计算与虚拟室温的差值，得到供温差值；步骤三，由除法器计算回温差值和供温差值的比值，得到供回温比值；步骤四，由第三减法器计算供回温比值和比值设定值的差值，得到比值差值；步骤五，流速调节根据比值差值调节供暖装置的流速；还进一步包括比值设定值的修正方法，由第四减法器计算室温软测量值和室温设定值的差值，得到室温差值；比值修正算法根据供回温比值和室温差值修正比值设定值。

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【专利技术属性】
技术研发人员：丁云，王俭，吴伟康，李资庭，陈丽君，
申请(专利权)人：杭州云谷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33