CN107687668A - 一种供热系统自适应动态热负荷调控方法 - Google Patents

一种供热系统自适应动态热负荷调控方法 Download PDF

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Abstract

本发明给出的自适应动态热负荷调控方法，用于供热系统中，依据动态热负荷的变化实现质量联调。该方法是在室外温度的基础上，进一步考虑冷风渗透与太阳辐射的影响，从而使室内热负荷调控的更准确，不仅有稳定的室内温度，而且有相当的节热效果；同时使热网变压差变流量运行，可以在节热的同时，实现节电。

Description

一种供热系统自适应动态热负荷调控方法
技术领域
本发明属于供热自动调控领域，涉及供热系统的按需供热调控，具体是一种供热系统自适应动态热负荷调控方法。
背景技术
我国需要供热的面积很大，有大量的供热设备在用，其中大部分没有热负荷调控装置，少部分供热系统安装有气候补偿器。由于气候补偿器是基于稳态热负荷的供温调控，而且是开环前馈控制，导致调控效果不好，常需要人工凭经验干预才能正常使用。而且，二网流量调节设备几乎没有，都是采用大流量小温差方式运行，浪费大量电能。
供热系统中的稳态热负荷占总负荷的大部分，还有少部分为不确定负荷，例如，冷风渗透、太阳辐射等，根据室外温度确定的热负荷是稳态热负荷，在稳态情况下，热源产生的热量Q1、热水输送的热量Q2与围护结构散出去的热量Q3三者相等，这就是著名的三Q理论。基于3Q理论的气候补偿器，没有考虑冷风渗透与太阳辐射，因此在大风天气，室内温度变冷；在大晴天太阳辐射强，室内温度变热；因为用户需要的热量包含不确定部分，很难预测准确，只能预测与室外温度相关的稳态热量部分，因此基于3Q理论的气候补偿器没有能力精确按照热用户的需求供热。所以需要提供一种调控方法，能够考虑冷风渗透与太阳辐射等动态热负荷的供热系统质量联合调控。
发明内容
本发明的目的就是提供一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，可以解决考虑冷风渗透与太阳辐射等动态热负荷的供热系统质量联合调控问题。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：
一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，包括如下步骤：
步骤1，根据室外温度传感器获取的室外温度值计算出供回水平均温度值；
步骤2，用温度传感器采集二次热网实际的供回水平均温度值；
步骤3，计算供回水平均温度值与实际供回水平均温度值比较，以比较误差的积分控制换热器一次侧温控阀开度，调控换热器二次侧供温，实现热负荷的质调节；
步骤4，根据室外温度值计算出二次网压差；
步骤5，通过压力变送器采集二次网实际压差；
步骤6，二次网计算压差与二次网实际压差比较后误差值的积分值作为实际压差的调控信号，控制变频器频率的变化，以变压差变流量的方式控制二次网循环泵变流量，调控二次网的输送能力，实现热负荷的量调节；
所述步骤3计算供回水平均温度值与实际供回水平均温度值比较，设置死区值，当计算平均温度高于实际平均温度加死区值时，温控阀开度增加，二次网实际平均温度增加，直到计算平均温度低于实际平均温度加死区值时，温控阀停止开度变化；当计算平均温度低于实际平均温度减死区值时，温控阀开度减少，二次网实际平均温度降低，直到计算平均温度高于实际平均温度减死区值时，温控阀停止开度变化；
所述步骤6二次网计算压差与二次网实际压差比较后误差值的积分值作为实际压差的调控信号，控制变频器频率的变化，使二次网变压差变流量运行，直到消除误差为止；
所述步骤3计算平均温度与实际平均温度比较后，其误差的积分值，除可以控制换热器一次侧温控阀外，还可以控制换热器一次循环泵，以泵代阀控制换热器二次侧供水温度，实现热负荷调控；
所述步骤6变压差变流量的输送能力调控方式，可用在热用户主动变流量的分户计量系统与集中变流量的集中供热系统。
本发明的有益效果是：本发明方法用于供热系统中，依据动态热负荷的变化实现质量联调，本方法在考虑室外温度的基础上，进一步考虑冷风渗透与太阳辐射的影响，从而使室内热负荷调控的更准确，不仅有稳定的室内温度，而且有相当的节热效果；同时使热网变压差变流量运行，可以在节热的同时，实现节电。
附图说明
图1是本发明方法的实施例1的实施示意图；
图2是本发明方法的实施例2的实施示意图；
图3是本发明方法的实施例3的实施示意图；
图4是本发明方法的实施例4的实施示意图；
图中1、室外温度传感器；2、平均温度生成器；3、平均温度比较环节；4、温度调控器；5、电动三通阀；6、换热器；7、二网供温传感器；8、二网供水压力变送器；9、热用户；10、二网回水压力变送器；11、二网回温传感器；12、二网循环泵；13、二网变频器；14、一网循环泵；15、压差调控器；16、压差转换器；17、温度转换器；18、压差比较环节；19、压差生成器；20、流量生成器；21、电动两通阀；22、旁通电动两通阀；23、变频器。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明方法做进一步的阐述：
一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，包括如下步骤：
步骤1，根据室外温度传感器获取的室外温度值计算出供回水平均温度值；
步骤2，用温度传感器采集二次热网实际的供回水平均温度值；
步骤3，计算供回水平均温度值与实际供回水平均温度值比较，设置死区值，当计算平均温度高于实际平均温度加死区值时，温控阀开度增加，二次网实际平均温度增加，直到计算平均温度低于实际平均温度加死区值时，温控阀停止开度变化；当计算平均温度低于实际平均温度减死区值时，温控阀开度减少，二次网实际平均温度降低，直到计算平均温度高于实际平均温度减死区值时，温控阀停止开度变化；以比较误差的积分控制换热器一次侧温控阀开度，调控换热器二次侧供温，实现热负荷的质调节；计算平均温度与实际平均温度比较后，其误差的积分值，除可以控制换热器一次侧温控阀外，还可以控制换热器一次循环泵，以泵代阀控制换热器二次侧供水温度，实现热负荷调控；
步骤4，根据室外温度值计算出二次网压差；
步骤5，通过压力变送器采集二次网实际压差；
步骤6，二次网计算压差与二次网实际压差比较后误差值的积分值作为实际压差的调控信号，控制变频器频率的变化，以变压差变流量的方式控制二次网循环泵变流量，调控二次网的输送能力，使二次网变压差变流量运行，直到消除误差为止。实现热负荷的量调节。变压差变流量的输送能力调控方式，可用在热用户主动变流量的分户计量系统与集中变流量的集中供热系统。
如图1所示，使用本发明方法的实施例1，当室外温度传感器1测量的外温值变化时，平均温度生成器2给出计算平均温度Tpj,；计算平均温度Tpj与实际温度tps在温度比较环节3比较后，将误差值Etp输入到温度调控器4；温度调控器4按照误差Etp的积分输出电动三通阀5的阀位信号，控制流过换热器6的热水流量，调节二次网实际平均温度；二网温度传感器7、11输出的实际二网温度值输入到温度转换器17中，转换为实际平均温度值输入温度比较环节3，形成平均温度闭环控制。
当室外温度传感器1的值变化时，流量生成器20给出计算流量Gj；经过压差生成器19后，计算流量信号转换为计算压差信号Δpj。压力变送器8、10输出的压力信号值输入压差转换器16中，转换为实际压差Δps。计算压差Δpj与实际压差Δps在压差比较环节18中比较后输出压差的误差值EΔp，在压差调控器15中经过积分后输出二网变频器13的频率信号fj，控制二网水泵12变转速运行，实现二网流量的变压差变流量调节。
实际压差与计算压差形成压差闭环反馈控制，保证实际压差跟随计算压差，也就是跟随室外温度变化。
实施例2如图2所示，采用电动两通阀21调控换热器6的二次网平均温度；
实施例3如图3所示，采用旁路电动两通阀22调控换热器6的二次网平均温度。
实施例4如图4所示，采用变频器23调控一网循环泵14以变流量的方式调控换热器6的二次网平均温度。

Claims (5)

1.一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，根据室外温度传感器获取的室外温度值计算出供回水平均温度值；
步骤2，用温度传感器采集二次热网实际的供回水平均温度值；
步骤3，计算供回水平均温度值与实际供回水平均温度值比较，以比较误差的积分控制换热器一次侧温控阀开度，调控换热器二次侧供温，实现热负荷的质调节；
步骤4，根据室外温度值计算出二次网压差；
步骤5，通过压力变送器采集二次网实际压差；
步骤6，二次网计算压差与二次网实际压差比较后误差值的积分值作为实际压差的调控信号，控制变频器频率的变化，以变压差变流量的方式控制二次网循环泵变流量，调控二次网的输送能力，实现热负荷的量调节。
2.根据权利要求1所述的一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，其特征在于：所述步骤3计算供回水平均温度值与实际供回水平均温度值比较，设置死区值，当计算平均温度高于实际平均温度加死区值时，温控阀开度增加，二次网实际平均温度增加，直到计算平均温度低于实际平均温度加死区值时，温控阀停止开度变化；当计算平均温度低于实际平均温度减死区值时，温控阀开度减少，二次网实际平均温度降低，直到计算平均温度高于实际平均温度减死区值时，温控阀停止开度变化。
3.根据权利要求1所述的一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，其特征在于：所述步骤6二次网计算压差与二次网实际压差比较后误差值的积分值作为实际压差的调控信号，控制变频器频率的变化，使二次网变压差变流量运行，直到消除误差为止。
4.根据权利要求1所述的一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，其特征在于：所述步骤3计算平均温度与实际平均温度比较后，其误差的积分值，除可以控制换热器一次侧温控阀外，还可以控制换热器一次循环泵，以泵代阀控制换热器二次侧供水温度，实现热负荷调控。
5.根据权利要求1所述的一种供热系统自适应动态热负荷调控方法，其特征在于：所述步骤6变压差变流量的输送能力调控方式，可用在热用户主动变流量的分户计量系统与集中变流量的集中供热系统。
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