一种解决供热管网水力失调的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种解决供热管网水力失调的控制系统及其控制方法，其控制系统包括包括室外供水管道、室外回水管道、楼梯间供水立管、楼梯间回水立管，室外供水管道与多个单元热力入口供水支路连通，室外回水管道与多个单元热力入口回水支路连通，单元热力入口供水支路、单元热力入口回水支路上设置有采集用的采集装置，采集装置将采集信号发送到控制系统中；控制方法，包括以下步骤：汇总管网相关参数；数据转换及输送；设定单元温度平衡值；确定单元回水温度波动范围；调控单元阀门。本发明专利技术通过水力平衡调控及用户回水温度的控制使室内温度控制精度达到1.0，使水力失调度在5%以内，稳定的室内温度还有助于提高室内热舒适度，提高热用户生活水平。热用户生活水平。热用户生活水平。

【技术实现步骤摘要】
一种解决供热管网水力失调的控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于供热管网调节控制
，具体涉及一种解决供热管 网水力失调的控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]当前在城镇供热二次网系统中,对管网的智能调节与平衡控制是整 个系统设计的核心部分，控制的好坏将对整个供热系统的电耗和热耗性 能产生很大的影响。
[0003]从目前运行系统来看，大部分供热系统存在供热管网的水力失调及 热量供应与热负荷需求不匹配等问题，一般在热网末端缺乏有效调节手 段的情况下，不同用户的水力失调导致的室内温度冷热不均，同时为维 持室内温度较低用户的供热质量，采用提高热源输出热量，造成过量供 暖的整体过热损失的问题。另外供热系统热源未能随负荷变化及室外气 候变化没有及时有效地调整供热量，导致整个供热系统部分时间段整体 过热，从而造成能量的大量消耗。因此必须将管网流量控制在一个合理 的范围内,这样既能满足热用户需求,还能使整个供热系统更加节能降 耗。
[0004]供热二次网系统中存在较强的热惯性，传热过程时间常数偏大，所 以传统的温度调节手段并不能提供对被控对象的精准控制。同时由于供 热系统通常采用枝状管网，管网特征引起了供热系统的水力失调。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种解决 供热管网水力失调的控制系统及其控制方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种解决供热管网水力失调的控制系统，包 括单元热力入口装置和对其进行控制的控制系统，所述单元热力入口装 置包括室外供水管道、室外回水管道，所述室外供水管道与多个单元热 力入口供水支路连通，所述单元热力入口供水支路与楼梯间供水立管连 通，所述室外回水管道与多个单元热力入口回水支路连通，所述单元热 力入口回水支路与楼梯间回水立管连通，所述单元热力入口供水支路、 单元热力入口回水支路上设置有对温度和压力进行采集的采集装置，所 述采集装置将采集信号发送到控制系统中。
[0007]更进一步的，所述采集装置包括温度传感器，所述温度传感器设置 在单元热力入口回水支路中。
[0008]更进一步的，所述采集装置包括压力传感器，所述压力传感器分别 设置在单元热力入口供水支路、单元热力入口回水支路中。
[0009]更进一步的，所述单元热力入口供水支路、单元热力入口回水支路 中还设置有控制用的球阀、泄水用的泄水球阀。
[0010]更进一步的，所述单元热力入口供水支路中设置有对进水进行过滤 的过滤器。
[0011]更进一步的，所述单元热力入口回水支路中设置有电动调节阀。
[0012]更进一步的，所述控制系统包括接收温度传感器、压力传感器信号 并对电动调节阀进行控制的控制器，所述控制器设置在各个楼栋的就地 控制柜中，所述就地控制柜中还设置有对室外环境进行数据采集的室外 温度采集器。
[0013]更进一步的，所述控制器、室外温度采集器的采集数据打包通过网 络中心上传到远程控制中心，所述远程控制中心通过SCADA系统进行 显示。
[0014]一种解决供热管网水力失调的控制系统的控制方法，包括以下步 骤：
[0015]ⅰ
.汇总管网相关参数
[0016]利用温度传感器测量各单元热力入口回水支路的回水温度T
H
；
[0017]利用压力传感器测量单元热力入口供水支路、单元热力入口回水支 路处的供水压力和回水压力P
G
、P
H
；
[0018]实时监测电动调节阀的阀门开合度；
[0019]将上述检测信号共同传送到对应的控制器中；
[0020]ⅱ
.数据转换及输送
[0021]控制器中的模拟量输入输出模块进行DA数据转换，同时，控制器 中的CPU模块计算供回水压差P
L
＝P
G
‑
P
H
，将汇总到的相应管网参数信 号输送至远程控制中心；
[0022]ⅲ
.设定单元温度平衡值
[0023]室外温度采集器实时采集当前小区室外环境温度，汇集典型热用户 室内温度，将温度信号上传至远程控制中心的SCADA系统，SCADA 系统系统结合换热站数据下发出各个单元温度设定平衡值T
o
到各台控制 器中；
[0024]ⅳ
.确定单元回水温度波动范围
[0025]预设定回水温度波动范围ε，计算各单元当前回水温度与温度平衡 设定值之差确定温度波动范围ΔT
i
＝T
H
‑
T
o
。
[0026]ⅴ
.调控单元阀门
[0027]对各台控制器进行串级控制，调节电动调节阀的开合度。
[0028]更进一步的，所述控制器为PLC控制器。
[0029]本专利技术的有益效果如下：
[0030]本专利技术在传统单元入口装置中增加合理测点及电动调节阀，无需改 变或删减原有装置，大大降低管网改造难度，最大限度减少资源浪费， 针对热网的节能改造具有一定的指导意义。
[0031]本专利技术提出一套准确、科学的基于单元控制的水力平衡方法，通过 水力平衡调控及用户回水温度的控制使室内温度控制精度达到1.0，使 水力失调度在5％以内，稳定的室内温度还有助于提高室内热舒适度， 提高热用户生活水平。
[0032]本专利技术基于智能硬件的搭建，最终各个单元均在新型控制算法下进 行单元水力平衡调整，使各个单元间进行有效的水力平衡调整，最终使 单元各户室温恒定。很好的弥补了传统热网调控的局限性，不仅节省人 力，还能取得更好的控制效果。
[0033]本专利技术应用均匀控制思想对相关控制参数进一步调整，由于各单元 支路存在一定动态扰动情况，对二次网系统的稳定性及阀门使用寿命方 面不利，而观察本专利技术得到的系统响应曲线即可较好的消除干扰影响， 增强了管网系统自适应能力。
[0034]本专利技术借助串级控制系统实现稳压调温的控制策略，使得回水温 度的变化更加
精准反映出热用户的室内温度，调整后使热网稳定,解 决热用户“近热远冷”的现象问题,节省传统加大热源运行方案带来 的电能与热能的浪费。
附图说明
[0035]图1是本专利技术中单元热力入口装置的连接示意图；
[0036]图2是本专利技术中控制系统的整体架构图；
[0037]其中：
[0038]1 室外供水管道
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2 室外回水管道
[0039]3 楼梯间供水立管
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4 楼梯间回水立管
[0040]5 球阀
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6 过滤器
[0041]7 泄水球阀
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8 温度传感器
[0042]9 压力传感器
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种解决供热管网水力失调的控制系统，包括单元热力入口装置和对其进行控制的控制系统，其特征在于：所述单元热力入口装置包括室外供水管道(1)、室外回水管道(2)，所述室外供水管道(1)与多个单元热力入口供水支路(11)连通，所述单元热力入口供水支路(11)与楼梯间供水立管(3)连通，所述室外回水管道(2)与多个单元热力入口回水支路(12)连通，所述单元热力入口回水支路(12)与楼梯间回水立管(4)连通，所述单元热力入口供水支路(11)、单元热力入口回水支路(12)上设置有对温度和压力进行采集的采集装置，所述采集装置将采集信号发送到控制系统中。2.根据权利要求1所述的一种解决供热管网水力失调的控制系统，其特征在于：所述采集装置包括温度传感器(8)，所述温度传感器(8)设置在单元热力入口回水支路(12)中。3.根据权利要求2所述的一种解决供热管网水力失调的控制系统，其特征在于：所述采集装置包括压力传感器(9)，所述压力传感器(9)分别设置在单元热力入口供水支路(11)、单元热力入口回水支路(12)中。4.根据权利要求3所述的一种解决供热管网水力失调的控制系统，其特征在于：所述单元热力入口供水支路(11)、单元热力入口回水支路(12)中还设置有控制用的球阀(5)、泄水用的泄水球阀(7)。5.根据权利要求4所述的一种解决供热管网水力失调的控制系统，其特征在于：所述单元热力入口供水支路(11)中设置有对进水进行过滤的过滤器(6)。6.根据权利要求5所述的一种解决供热管网水力失调的控制系统，其特征在于：所述单元热力入口回水支路(12)中设置有电动调节阀(10)。7.根据权利要求6所述的一种解决供热管网水力失调的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括接收温度传感器(8)、压力传感器(9)信号并对电动调节阀(10)进行控制的控制器(13)，所述控制器(13)设置在各个楼栋的就地控制柜(14)中，所述就地控制柜(14)中还设置有对室外环境进行数据采集的室外温度采集器(18)。8.根据权利要求7所述的一种解决供热管网水力失调的控制系统，其特征在于：所述控制器(13)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培齐，刘春蕾，张梦茹，郭丽姣，王毅，王晨，高天，孙勇，
申请(专利权)人：河北建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：