CN107559945A - 一种水力自调节供热***及自调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水力自调节供热***及自调节方法。该供热***包括热源主管网和多个热用户分支管网；还包括远程控制处理装置和现场控制器；分支管网包括进水管道和回水管道；进水管道和回水管道均设置压力变送器，用于检测管道压力；回水管道设置热量表，至少用于采集管道瞬时流量、瞬时热量、累计流量、累计热量、进水温度以及回水温度；设置温度变送器，用于检测回水温度；设置电动调节阀，用于调节管道热水流量；压力变送器、温度变送器、电动调节阀及热量表均与远程控制处理装置通讯连接；现场控制器与电动调节阀电连接；远程控制处理装置接收到检测信息经处理后向现场控制器发指令，控制电动调节阀的开度以调节管道热水流量。
Description
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种水力自调节供热***及自调节方法。
背景技术
在我国北方地区，为了应对冬季寒冷气候，通常采用市政集中供暖的方式为居民供暖。多年来采用的供暖收费方式是按采暖面积收费，此种计费方式并无法准确计量供暖量，容易出现热量浪费。随着技术的发展，在我国部分地区已经开始逐步推广在供热期内或者供暖期结束后楼栋热量表作为供用热双方的贸易结算点。公共建筑的供热制冷也逐渐进行计量收费。供热管网是由众多串,并联管路以及各热用户组成的一个复杂的相互连通的管道***,在运行过程中,由于各种原因的影响,往往使得网路的流量分配与各用户的设计要求不相符合,各用户之间的流量要重新分配。热水供热***中,各热用户的实际流量与要求流量之间的不一致性称为热用户的水力失调。该失调现象在供热***中普遍存在。
供热***中水力失调是目前供热能耗较高的最主要原因，在供热管道设计、循环泵选型方面，设计人员设计往往以“宁大勿小”的原则套用设计规范，使热媒工况运行方式为大流量低温差，电能浪费严重，供热节能工作受阻。循环水泵在设计中“宁大勿小”的理念深入部分设计人员的思想，往往在计算中套用上限叠加的办法，使得部分换热站循环泵扬程与实际需要扬程相差太大，电耗居高不下。在集中供热***二次管网中，改变供热行业中普遍存在的“大流量小温差”的不经济运行的办法主要是管网平衡改造，消除管道***中的水力失调。因此，急需寻找一种能够解决水力失调问题的装置和方法，以减少能源浪费，提高供热质量。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种水力自调节供热***及自调节方法，主要目的是解决供热采暖***水力失调、能耗较高的问题。
为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种水力自调节供热***，所述供热***包括热源主管网和多个热用户分支管网；所述供热***还包括远程控制处理装置和现场控制器；
所述分支管网包括进水管道和回水管道；
所述进水管道和所述回水管道均设置压力变送器，用于检测管道压力；
所述回水管道设置热量表，至少用于采集管道瞬时流量、瞬时热量、累计流量、累计热量、进水温度以及回水温度；设置温度变送器，用于检测回水温度；设置电动调节阀，用于调节管道热水流量；
所述压力变送器、所述温度变送器、所述电动调节阀及所述热量表均与所述远程控制处理装置通讯连接；所述现场控制器与所述电动调节阀电连接；
所述远程控制处理装置接收所述热量表、所述温度变送器及所述压力变送器检测得到信息，经过分析处理后向所述现场控制器发出操作指令，所述现场控制器收到指令后控制所述电动调节阀的开度以调节管道热水流量。
作为优选，所述现场控制器设于所述热量表操作的地理空间内。
另一方面，本发明实施例提供了上述水力自调节供热***的自调节方法，所述方法包括以下步骤：
热量表检测出水管道与进水管道的压力和压差，获得管道的瞬时流量和瞬时功率；
现场控制器根据预设供暖区域面积和瞬时流量参数进行供热***的初始调节直至热水流量分配合理；
根据温度变送器采集的回水温度和热源的主管网的回水温度进行精细化调节，重新分配流量直至各分支管道的回水温度基本一致以完成供热***水力失衡时的自调节过程。
作为优选，所述初始调节的调节顺序是由热源站到小区管网入口再到楼栋热力入口。
作为优选，所述初始调节时每隔4-8小时进行一次调节，反复调节多次使热水流量基本分配合理为止。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的水力自调节供热***通过在供热各分支节点安装热量表、压力传感器、温度传感器、电动调节阀和现场控制器，采集管网各分支***的瞬时流量、供水温度、回水温度和管道压力，利用现场控制器进行流量调节，远程控制处理装置根据瞬时流量数据和回水温度值进行水力平衡计算，并给现场控制器下发控制指令；该***将自动根据设定参数调节水力平衡，从而节约大量人力、交通成本。
附图说明
图1是本发明实施例1的水力自调节供热***结构示意图。
附图标记：
1热量表，2进水管道压力变送器，3回水管道压力变送器，4温度变送器，5电动调节阀，6现场控制器，7远程控制处理装置。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明的供热***中，热量表仅仅是一种对其工作原理的描述，任何用于检测温差流量流速的表具都涵盖于上述概念。例如冷量表(即公共楼宇内的中央水循环制冷***所用的量测表具)，是本发明所称热量表在制冷环境下的另一种功能性名称描述。
实施例1
如图1所示，一种水力自调节供热***，上述供热***包括热源主管网和多个热用户分支管网；上述供热***还包括远程控制处理装置7和现场控制器6；上述分支管网包括进水管道和回水管道；上述进水管道设置进水管道压力变送器2，上述回水管道设置回水管道压力变送器3，均用于检测管道压力，从而可直接得到检测时的压差，可判断***是否正常运行；上述回水管道设置热量表1，至少用于采集管道瞬时流量、瞬时热量、累计流量、累计热量、进水温度以及回水温度；设置温度变送器4，用于检测回水温度，利用回水温度可判断***热量分配是否合理；设置电动调节阀5，用于调节管道热水流量；上述压力变送器、上述温度变送器、上述电动调节阀及上述热量表均与上述远程控制处理装置通讯连接；上述现场控制器6与上述电动调节阀5电连接；上述远程控制处理装置7接收上述热量表、上述温度变送器及上述压力变送器检测得到信息，经过分析处理后向上述现场控制器发出操作指令，上述现场控制器收到指令后控制上述电动调节阀的开度以调节管道热水流量。
本发明的水力自调节供热***利用压力变送器用来检测供热管道的进回水压力，利用热量表测得的瞬时流量进行流量分配计算，利用电动调节阀完成供热***流量分配，完成质的调节，利用温度变送器测得的管道回水温度，精细化分配供热量，完成量的调节，利用远程控制处理装置完成各设备的数据采集、汇总、分析，并下发控制指令，最终实现水力平衡，利用现场控制器完成***调节功能，它是该***调节的执行单元。
作为上述实施例的优选，所述现场控制器设于所述热量表操作的地理空间内。
本发明是利用传统的人工调节方法，改进为自动化、***化调节方法，利用物联网技术实现***水力平衡自调节功能，因此在附图1中并未详细绘制和描述热量表基表(即传统热量表)的结构部件。同时，本发明并不限定各部件的型号，本领域任意已有热量表均适用于采用本发明的技术方案进行改进。本***中的远程控制处理装置具有逻辑计算能力，属于现有技术，本***的各变送器、控制器等均属于现有技术。
实施例2
一种水力自调节供热***的自调节方法，热量表检测出水管道与进水管道的压力和压差，获得管道的瞬时流量和瞬时功率；现场控制器根据预设供暖区域面积和瞬时流量参数进行供热***的初始调节直至热水流量分配合理；上述初始调节的调节顺序是由热源站到小区管网入口再到楼栋热力入口；上述初始调节时每隔4-8小时进行一次调节，反复调节多次使热水流量基本分配合理为止；根据温度变送器采集的回水温度和热源的主管网的回水温度进行精细化调节，重新分配流量直至各分支管道的回水温度基本一致以完成供热***水力失衡时的自调节过程。
本发明供热***的水力自调节工作原理：以DN65口径的2级超声波热量表为例，其供暖面积按10000㎡计算，按北京地区暖气片采暖方式，满足室内采暖需求单位面积供水流量宜为2KG/㎡，换算成瞬时流量应为20m3/h。当流量低于20m3/h时，***内用户室内温度可能达不到设计要求，电动调节阀开度应调大或全开；当流量高于20m3/h时，用户室内温度可能超标，出现开窗散热现象，电动调节阀开度应调小，降低流量供应。
基于上述的瞬时流量的分配，利用电动调节阀进行调节控制，再结合各分支回路的温度进行热量分配，最终实现水力平衡调节；瞬时流量分配作为***水力平衡调节的初级阶段控制，回水温度判定作为热量分配是否均匀的依据，回水温度控制在±2％以内可判断为***调节基本合理。
本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种水力自调节供热***，所述供热***包括热源主管网和多个热用户分支管网；其特征在于，所述供热***还包括远程控制处理装置和现场控制器；
所述分支管网包括进水管道和回水管道；
所述进水管道和所述回水管道均设置压力变送器，用于检测管道压力；
所述回水管道设置热量表，至少用于采集管道瞬时流量、瞬时热量、累计流量、累计热量、进水温度以及回水温度；设置温度变送器，用于检测回水温度；设置电动调节阀，用于调节管道热水流量；
所述压力变送器、所述温度变送器、所述电动调节阀及所述热量表均与所述远程控制处理装置通讯连接；所述现场控制器与所述电动调节阀电连接；
所述远程控制处理装置接收所述热量表、所述温度变送器及所述压力变送器检测得到信息，经过分析处理后向所述现场控制器发出操作指令，所述现场控制器收到指令后控制所述电动调节阀的开度以调节管道热水流量。
2.根据权利要求1所述的一种水力自调节供热***，其特征在于，所述现场控制器设于所述热量表操作的地理空间内。
3.权利要求1所述的水力自调节供热***的自调节方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
热量表检测出水管道与进水管道的压力和压差，获得管道的瞬时流量和瞬时功率；
现场控制器根据预设供暖区域面积和瞬时流量参数进行供热***的初始调节直至热水流量分配合理；
根据温度变送器采集的回水温度和热源的主管网的回水温度进行精细化调节，重新分配流量直至各分支管道的回水温度基本一致以完成供热***水力失衡时的自调节过程。
4.根据权利要求3所述的水力自调节供热***的自调节方法，其特征在于，所述初始调节的调节顺序是由热源站到小区管网入口再到楼栋热力入口。
5.根据权利要求3所述的水力自调节供热***的自调节方法，其特征在于，所述初始调节时每隔4-8小时进行一次调节，反复调节多次使热水流量基本分配合理为止。
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