CN104633766B - 一种降低供热系统回水温度的调控方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低供热系统回水温度的调控方法及装置，包括分别设置在每户的室温通断控制阀、室温控制器和回水温度监测传感器；调控方法包括以下步骤：1)将室温通断控制阀设置在每户供水分支管路的入口处，室温控制器设置在室内，回水温度监测传感器设置在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处；2)用户通过室温控制器设定室内温度；3)室温控制器将测量的室内温度信号和用户设定的室内温度信号发送到室温通断控制阀；回水温度监测传感器将测量到的回水温度信号发送到室温通断控制阀；4)室温通断控制阀通断周期的控制：4.1)根据回水温度确定开启时间；4.2)根据当前通断周期的室温偏差和室内温度变化速率调节下一通断周期的时长。
Description
技术领域
本发明涉及暖通空调系统领域，特别是关于一种降低供热系统回水温度的调控方法及装置。
背景技术
冬季供热，现有的室内末端换热设备多为散热器、混凝土辐射地板等。目前集中供暖系统的热电厂一次侧温度为80～110℃，换热站二次侧供给建筑内50～60℃，降低回水温度，有助于降低输配能耗，提高热源侧能源利用效率。与传统的将换热站热水与回水混水连续对室内供热的模式相比，与辐射地板和散热器等末端结合采用通断控制调节可以有效降低回水温度，提高系统热源侧的效率。
传统的通断调节采用“室内温度+偏差值”的控制模式。现有技术公开了一种同时实现热调节和热计量的方法，其控制方法是根据用户当前设定温度与实际温度之差，通过一定的算法计算下一周期(如30分钟)内阀门开启占空比(阀门开启时间与控制周期的比值，占空比多集中在0.2-0.8范围，即30分钟周期内通水的时间为6-24分钟、不通水的时间为24-6分钟)，进而控制下一个周期内阀门的开关，并且通过错开控制周期，主动控制阀门动作，避免阀门一致性动作造成的水利工况不稳定。
但是无论对于单个用户还是对于整体热网来说，传统的通断调节方式总有一段时间为高温热水流经并流出末端向室内散热。现有的散热器和混凝土辐射末端内的水流速一般为0.5m/s-1m/s，热水通过末端的时间很短，一般2-4分钟即可将末端换热器的水置换一遍。针对传统的通断调节方式，30分钟周期内的通水时间过长，远大于室内散热器和混凝土辐射末端内水置换所需时间；传统通断调节方式虽然可以实现对室内温度的良好控制效果，但是由于通水时间过长使得末端的回水温度处于比较高的温度水平，造成高温热源的浪费。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够降低回水温度，提高热源侧能量利用效率的降低供热系统回水温度的调控方法及装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种降低供热系统回水温度的调控方法，包括以下步骤：1)每户设置有包括室温通断控制阀、室温控制器和回水温度监测传感器的调控装置；2)将室温通断控制阀设置在每户供水分支管路的入口处，室温控制器设置在每户室内，回水温度监测传感器设置在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处；3)用户根据实际需要通过室温控制器设定室内温度；4)室温控制器实时测量室内温度，并将测量的室内温度信号和用户设定的室内温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀；同时，回水温度监测传感器将测量到的回水温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀；5)室温通断控制阀根据接收到的室温控制器和回水温度监测传感器的信号对通断周期进行调节进而控制进入每户的热量，其中，通断周期包括室温通断控制阀开启时间和室温通断控制阀关闭时间，具体调节控制过程为：5.1)室温通断控制阀根据回水温度监测传感器监测到回水温度确定开启时间，具体过程为：室温通断控制阀开启，供暖回水管中的热水开始流动，并将上一通断周期内关闭状态下充分散热后的供热末端中的冷水置换，室温通断控制阀开启一段时间后冷水置换完成，回水温度监测传感器监测到回水温度由于冷水置换完成而开始上升时，室温通断控制阀关闭，室温通断控制阀开启时间结束，即室温通断控制阀开启时间为室内供水末端冷水置换所需时间，整个控制过程中，室温通断控制阀开启时间设置为定值；5.2)室温通断控制阀根据室温控制器的温度信号计算当前通断周期的室温偏差和室内温度变化速率，并根据当前通断周期的室温偏差和室内温度变化速率调节下一通断周期中室温通断控制阀的关闭时间，进而调节下一个通断周期的时长，通过对通断周期时长的调节，控制进入每户的热量使得室温趋近于设定温度，达到对室温的良好控制。
一种降低供热系统回水温度的调控装置，其特征在于：它包括分别设置在每户的一室温通断控制阀、一室温控制器和一回水温度监测传感器；所述室温控制器根据实际需要设置在每户室内的任意位置，用于设定每户室内温度并实时监测每户的室内温度，并将每户设定的室内温度信号和测量的室内温度信号通过无线通讯方式发送到所述室温通断控制阀；所述回水温度监测传感器设置在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处，用于实时测量分户回水管内的回水温度，并将回水温度信号通过无线通讯方式发送到所述室温通断控制阀；所述室温通断控制阀设置在每户供水分支管路的入口处，根据接收到的所述室温控制器和所述回水温度监测传感器的信号控制进入每户的热量。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明包括一室温通断控制阀、一室温控制器和一回水温度监测传感器，通过回水温度监测传感器测量到的温度确定室温通断控制阀的开启时间，通过室温控制器设定的室内温度和测量的室内温度调整下一通断周期的时长，与传统通断调节方式有着显著差异，可以达到控制室内温度、并且有效降低回水温度的目的，而较低的回水温度，可以回收更多低品位低成本的热量(如冷凝锅炉烟气热回收，工业余热利用,热电厂乏汽利用等),有利于提高热源侧的效率,减少化石能源消耗,降低供热成本,同时还能够增大供热能力,缓解热源紧缺的问题；热网回水温度降低，则热网供回水温差加大，同等供热量下所需供水流量减少，水泵输送能耗降低，因此有利于实现供热管网的大温差输送，降低输送水泵能耗，在现有供热管网下可以大幅度提高供热管网的输配距离。2、本发明在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处增加了回水温度监测传感器，在室温通断控制阀开启一段时间后冷水置换完成，回水温度监测传感器监测到回水管温度上升，此时关闭室温通断控制阀，阻止回水温度继续上升，在一定水流速下室内供热末端冷水置换所需时间为定值，即室温通断控制阀开启时间为定值；由于根据回水温度监测传感器测量的每户的回水温度值确定室温通断控制阀的开启时间，因此，可以使回水温度在室温通断控制阀整个动作周期内都保持较低的温度，从而可以提高供回水温差，减少水流量，有利于减少输配能耗与提高热源侧能源利用效率；同时，回水温度监测传感器可以实时监测各分户回水温度的变化，有利于对回水温度的控制，使回水温度在室温通断控制阀整个通断周期内都保持较低的温度。本发明可以广泛应用于暖通空调系统的控制过程中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明降低供热系统回水温度的调控装置，包括分别设置在每户的一室温通断控制阀1、一室温控制器2和一回水温度监测传感器3；室温控制器2根据实际需要设置在每户室内的任意位置，用于设定每户室内温度并实时监测每户的室内温度，并将每户设定的室内温度信号和测量的室内温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀1；回水温度监测传感器3设置在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处，用于实时测量分户回水管内的回水温度，并将回水温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀1；室温通断控制阀1设置在每户供水分支管路的入口处，根据接收到的室温控制器2和回水温度监测传感器3的信号控制进入每户的热量。
在一个优选的实施例中，室温通断控制阀1为现有器件，包括程序执行器和电动阀门；其中，程序执行器根据接收到的室温控制器2和回水温度监测传感器3的信号确定在一个通断周期内电动阀门的开停比，进而控制送入每户的热量。
在一个优选的实施例中，室温控制器2可以采用具有人机交互功能、空气温度测量功能以及无线通讯功能的控制器，室温控制器2为现有器件，具体原理在此不再赘述。
在一个优选的实施例中，回水温度监测传感器3可以采用具备水温测量功能的传感器。
采用本发明的降低供热系统回水温度的调控装置对每个住户的供热系统的回水温度进行调控的具体过程为：
1)将室温通断控制阀1设置在每户供水分支管路的入口处，室温控制器2设置在室内，回水温度监测传感器3设置在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处；
2)用户根据实际需要通过室温控制器2在一定的范围内设定室内温度；
3)室温控制器2实时测量室内温度，并将测量的室内温度信号和用户设定的室内温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀1；同时，回水温度监测传感器3将测量到的回水温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀1；
4)室温通断控制阀1根据接收到的室温控制器2和回水温度监测传感器3的信号对通断周期进行调节进而控制进入每户的热量，其中，通断周期包括室温通断控制阀1开启时间和室温通断控制阀1关闭时间，具体调节控制过程为：
4.1)室温通断控制阀1根据回水温度监测传感器3监测到回水温度确定开启时间，具体过程为：室温通断控制阀1开启，供暖回水管中的热水开始流动，并将上一通断周期内关闭状态下充分散热后的供热末端(散热器、辐射末端等)中的冷水置换，室温通断控制阀1开启一段时间后冷水置换完成，回水温度监测传感器3监测到回水温度由于冷水置换完成而开始上升时，室温通断控制阀1关闭，室温通断控制阀1开启时间结束，即室温通断控制阀1开启时间为室内供水末端冷水置换所需时间；由于在一定水流速下室内供热末端冷水置换所需时间为定值，因此整个控制过程中，室温通断控制阀1开启时间设置为定值(一般为3～5分钟)；
4.2)室温通断控制阀1根据室温控制器2的温度信号计算当前通断周期的室温偏差(设定的室内温度和当前的室内温度的偏差)和室内温度变化速率(通断周期内室内温度的变化量)，并根据当前通断周期的室温偏差和室内温度变化速率调节下一通断周期中室温通断控制阀1的关闭时间，进而调节下一通断周期的时长，通过对通断周期时长的调节，控制进入每户的热量使得室温趋近于设定温度，达到对室温的良好控制。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (2)
1.一种降低供热系统回水温度的调控方法，包括以下步骤：
1)每户设置有包括室温通断控制阀、室温控制器和回水温度监测传感器的调控装置；
2)将室温通断控制阀设置在每户供水分支管路的入口处，室温控制器设置在每户室内，回水温度监测传感器设置在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处；
3)用户根据实际需要通过室温控制器设定室内温度；
4)室温控制器实时测量室内温度，并将测量的室内温度信号和用户设定的室内温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀；同时，回水温度监测传感器将测量到的回水温度信号通过无线通讯方式发送到室温通断控制阀；
5)室温通断控制阀根据接收到的室温控制器和回水温度监测传感器的信号对通断周期进行调节进而控制进入每户的热量，其中，通断周期包括室温通断控制阀开启时间和室温通断控制阀关闭时间，具体调节控制过程为：
5.1)室温通断控制阀根据回水温度监测传感器监测到回水温度确定开启时间，具体过程为：室温通断控制阀开启，供暖回水管中的热水开始流动，并将上一通断周期内关闭状态下充分散热后的供热末端中的冷水置换，室温通断控制阀开启一段时间后冷水置换完成，回水温度监测传感器监测到回水温度由于冷水置换完成而开始上升时，室温通断控制阀关闭，室温通断控制阀开启时间结束，即室温通断控制阀开启时间为室内供水末端冷水置换所需时间，整个控制过程中，室温通断控制阀开启时间设置为定值；
5.2)室温通断控制阀根据室温控制器的温度信号计算当前通断周期的室温偏差和室内温度变化速率，并根据当前通断周期的室温偏差和室内温度变化速率调节下一通断周期中室温通断控制阀的关闭时间，进而调节下一个通断周期的时长，通过对通断周期时长的调节，控制进入每户的热量使得室温趋近于设定温度，达到对室温的良好控制。
2.一种实现如权利要求1所述方法的降低供热系统回水温度的调控装置，其特征在于：它包括分别设置在每户的一室温通断控制阀、一室温控制器和一回水温度监测传感器；所述室温控制器根据实际需要设置在每户室内的任意位置，用于设定每户室内温度并实时监测每户的室内温度，并将每户设定的室内温度信号和测量的室内温度信号通过无线通讯方式发送到所述室温通断控制阀；所述回水温度监测传感器设置在每户回水分支管路进入总回水管路前的位置处，用于实时测量分户回水管内的回水温度，并将回水温度信号通过无线通讯方式发送到所述室温通断控制阀；所述室温通断控制阀设置在每户供水分支管路的入口处，根据接收到的所述室温控制器和所述回水温度监测传感器的信号控制进入每户的热量。
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