CN108758788A - 一种智能供热监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能供热监控系统，用于监视和控制供热系统，供热系统包括供热站、换热站、用户取暖设备，所述智能供热监控系统包括总机、控制器、热量阀门、流量阀门、热量表，热量阀门设置在供热站与换热站之间，流量阀门设置在换热站与用户取暖设备之间，每套用户取暖设备对应一个流量阀门，热量表设置在换热站的出水管与回水管之间，控制器分别连接热量阀门和流量阀门的控制端口以及热量表的数据端口，每个换热站对应一个控制器，各控制器连接总机。该系统控制的供暖系统，热量分配合理，解决了以往有的用户热有的用户冷的情况，且热量利用率高，减少了能耗，节约了能源。

Description

一种智能供热监控系统

技术领域

本发明涉及集中供暖设备技术领域，尤其涉及一种智能供热监控系统。

背景技术

我国北方冬天比较寒冷，北方的城市都采用了集中供暖的方式取暖，集中供暖的目的是为了节约能源，而现有的供暖系统在运行过程中存在供暖不平衡、热量分配不合理、能耗大等情况，即影响了用户体验又浪费了能源。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，研制一种智能供热监控系统，通过该系统控制的供暖系统，热量分配合理，解决了以往有的用户热有的用户冷的情况，且热量利用率高，减少了能耗，节约了能源。

本发明解决技术问题的技术方案为：一方面，本发明的实施例提供了一种智能供热监控系统，用于监视和控制供热系统，供热系统包括供热站、换热站、用户取暖设备，一个供热站连接多个换热站，一个换热站连接多个用户取暖设备，用户取暖设备的回水管路汇总后连接对应的换热站，所述智能供热监控系统包括总机、控制器、热量阀门、流量阀门、热量表，热量阀门设置在供热站与换热站之间，流量阀门设置在换热站与用户取暖设备之间，每套用户取暖设备对应一个流量阀门，热量表设置在换热站的出水管与回水管之间，控制器分别连接热量阀门和流量阀门的控制端口以及热量表的数据端口，每个换热站对应一个控制器，各控制器连接总机。用户为集中供暖的基本单元，可以是一套家庭住宅或是一家公司或是一栋政府工作大楼，只要是独立结算功能费用的用户即为一个用户。用户取暖设备包括管路、暖气或地暖等设备，热水通入用户取暖设备可取暖。

作为优化，所述换热站包括换热设备、出水管、回水管，供热站连接换热设备，换热设备的热水出口通过出水管连接用户取暖设备的进水口，用户取暖设备的出水口通过回水管连接换热设备的冷水入口。供热站的热量以蒸汽的形式输送至换热站，换热站通过蒸汽加热得到热水，热水通过出水管进入每个用户取暖设备，热水通过用户取暖设备后汇总通过回水管流回换热站。

作为优化，所述智能供热监控系统还包括压力变送器、补水电磁阀、补水泵，压力变送器设置在换热站的回水管上，补水泵连接水源与换热站管路，补水泵的电源接口通过补水电磁阀连接电源，补水电磁阀、补水泵的控制端口连接控制器，压力变送器的数据端口连接控制器。

作为优化，所述智能供热监控系统还包括温度传感器，在每个用户取暖设备所处的室内及室外都设置有温度传感器，温度传感器的数据端口连接控制器。。供热系统的控制方式：a、手动控制：通过控制器直接输入控制参数，可以直接控制热量阀门、流量阀门的开度，从而控制换热站的热量分配、供暖温度、补水压力等。b、气候补偿控制：系统能够自动采集室外温度，自动调整流量阀门的开度，从而保证用户的供热温度达到规定参数的同时而节约热能。基本要求为室内温度不能低于度，随着室外温度的变化，室内温度要保持稳定，如果室外温度下降则加大流量阀门的开度，反之亦然。c、室温控制：系统能够自动采集室内温度，根据设定的室内温度来调整流量阀门的开度，保证用户室内温度保持在规定的范围内。d、分时控制：系统可以根据用户用热特性来制定建筑用热控制模式，对于用户单元，可以在白天保证用户室内温度，在夜间保持值班温度，不结冰即可，节约热量，降低运行成本。e、周末及节假日控制：对于用户单元，在周末及节假日维持低供热，不结冰即可，可以节约热量，降低运行费用。

作为优化，所述压力变送器还设置在换热站的出水管上，换热站的管路上还设置有循环泵，循环泵的控制端口连接控制器。压差控制：通过控制器设定出水管、回水管之间的压差，并通过控制循环泵变频器的输出频率，控制循环泵的转速，保证压差维持在设定的范围内。

作为优化，所述每个用户取暖设备的进水口、出水口处以及出水管、回水管上都设置有流量计，流量计的数据端口连接控制器。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1.系统能够采集换热站、用户取暖设备的压力、温度、流量数据，以及循环泵、补水泵的电流、电压、频率等参数，能够自动控制换热站的耗电总量、耗热量、补水量。

2.通过设置流量阀门，可以根据每个用户的面积控制每个流量阀门的打开度，从而实行每个用户的温度统一，防止了有的户不热，有的却过热开窗的情况，防止浪费热源。合理利用每一份热量，让热量的利益最大化。这样可节约热能％左右。通过设置热量阀门，解决了有的换热站热，有的换热站不热的情况。不热的换热站一般在热源管路的末端。本系统根据每个换热站的供热面积平均分配热力，可最大化的利用热量，不至于造成有的用户热的开窗户，有的用户还要用电暖气的情况。

3.通过控制器设定换热站的补水压力，并通过压力变送器检测实时压力，通过控制补水电磁阀的开与关可控制补水泵的启动与关闭，并可控制补水泵的转速，从而保证水压值在设定的范围内。

4.通过设置热量表，可以找出能源总耗、单耗最高的换热站。系统具有流量、热量计量功能，通过设置热量表、流量计，可以测量流量、热量数据，包括瞬时量和累计量。可进行换热站和用户单元的能源消耗统计分析，能源分析系统还可以和收费系统、气象数据系统实时连接，可以根据气象数据和经营收费系统供热面积数据对换热站和用户单元的综合能源消耗进行专业分析，通过统计分析，可以找出能源总耗、单耗最高的换热站、建筑、供热处及供热分公司，也可以通过连续分析数据曲线，找到供热异常的换热站和用户单元，及时发现供热问题，及时解决问题，为热力公司节约能源，降低运行费用。

5.系统可以把每个换热站的总用水量，总用电量，总用热量转换成金钱的方式来统计，又可以自动统计每个换热站的收费总额。然后用收费总额一起能源消耗，在减去工人工资即可得出每个换热站的收支情况。这样就有利于热力公司总结经验，把优秀站的运营情况推而广之，使供热公司的利益最大化。

附图说明

图1为本发明一种实施例总体结构图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

图1为本发明的一种实施例，如图所示，一种智能供热监控系统，用于监视和控制供热系统，供热系统包括供热站1、换热站2、用户取暖设备3，一个供热站1连接多个换热站2，一个换热站2连接多个用户取暖设备3，用户取暖设备3的回水管22路汇总后连接对应的换热站2，所述智能供热监控系统包括总机8、控制器7、热量阀门4、流量阀门5、热量表6，热量阀门4设置在供热站1与换热站2之间，流量阀门5设置在换热站2与用户取暖设备3之间，每套用户取暖设备3对应一个流量阀门5，热量表6设置在换热站2的出水管21与回水管22之间，控制器7分别连接热量阀门4和流量阀门5的控制端口以及热量表6的数据端口，每个换热站2对应一个控制器7，各控制器7连接总机8。用户为集中供暖的基本单元，可以是一套家庭住宅或是一家公司或是一栋政府工作大楼，只要是独立结算功能费用的用户即为一个用户。用户取暖设备3包括管路、暖气或地暖等设备，热水通入用户取暖设备3可取暖。通过设置流量阀门5，可以根据每个用户的面积控制每个流量阀门5的打开度，从而实行每个用户的温度统一，防止了有的户不热，有的却过热开窗的情况，防止浪费热源。合理利用每一份热量，让热量的利益最大化。这样可节约热能15％左右。通过设置热量阀门4，解决了有的换热站热，有的换热站不热的情况。不热的换热站一般在热源管路的末端。本系统根据每个换热站2的供热面积平均分配热力，可最大化的利用热量，不至于造成有的用户热的开窗户，有的用户还要用电暖气的情况。

所述换热站2包括换热设备、出水管21、回水管22，供热站1连接换热设备，换热设备的热水出口通过出水管21连接用户取暖设备3的进水口，用户取暖设备3的出水口通过回水管22连接换热设备的冷水入口。供热站1的热量以蒸汽的形式输送至换热站2，换热站2通过蒸汽加热得到热水，热水通过出水管21进入每个用户取暖设备3，热水通过用户取暖设备3后汇总通过回水管22流回换热站2。

所述智能供热监控系统还包括压力变送器、补水电磁阀、补水泵，压力变送器设置在换热站2的回水管22上，补水泵连接水源与换热站2管路，补水泵的电源接口通过补水电磁阀连接电源，补水电磁阀、补水泵的控制端口连接控制器7，压力变送器的数据端口连接控制器7。通过控制器7设定换热站2的补水压力，并通过压力变送器检测实时压力，通过控制补水电磁阀的开与关可控制补水泵的启动与关闭，并可控制补水泵的转速，从而保证水压值在设定的范围内。

所述智能供热监控系统还包括温度传感器，在每个用户取暖设备3所处的室内及室外都设置有温度传感器，温度传感器的数据端口连接控制器7。系统能够采集换热站、用户取暖设备的压力、温度、流量数据，以及循环泵、补水泵的电流、电压、频率等参数，能够自动控制换热站的耗电总量、耗热量、补水量。供热系统的控制方式：a、手动控制：通过控制器7直接输入控制参数，可以直接控制热量阀门4、流量阀门5的开度，从而控制换热站2的热量分配、供暖温度、补水压力等。b、气候补偿控制：系统能够自动采集室外温度，自动调整流量阀门5的开度，从而保证用户的供热温度达到规定参数的同时而节约热能。基本要求为室内温度不能低于18度，随着室外温度的变化，室内温度要保持稳定，如果室外温度下降则加大流量阀门5的开度，反之亦然。c、室温控制：系统能够自动采集室内温度，根据设定的室内温度来调整流量阀门5的开度，保证用户室内温度保持在规定的范围内。d、分时控制：系统可以根据用户用热特性来制定建筑用热控制模式，对于用户单元，可以在白天保证用户室内温度，在夜间保持值班温度，不结冰即可，节约热量，降低运行成本。e、周末及节假日控制：对于用户单元，在周末及节假日维持低供热，不结冰即可，可以节约热量，降低运行费用。

所述压力变送器还设置在换热站2的出水管21上，换热站2的管路上还设置有循环泵，循环泵的控制端口连接控制器7。压差控制：通过控制器7设定出水管21、回水管22之间的压差，并通过控制循环泵变频器的输出频率，控制循环泵的转速，保证压差维持在设定的范围内。

所述每个用户取暖设备3的进水口、出水口处以及出水管21、回水管22上都设置有流量计，流量计的数据端口连接控制器7。通过设置热量表6，可以找出能源总耗、单耗最高的换热站。系统具有流量、热量计量功能，通过设置热量表6、流量计，可以测量流量、热量数据，包括瞬时量和累计量。可进行换热站和用户单元的能源消耗统计分析，能源分析系统还可以和收费系统、气象数据系统实时连接，可以根据气象数据和经营收费系统供热面积数据对换热站和用户单元的综合能源消耗进行专业分析，通过统计分析，可以找出能源总耗、单耗最高的换热站、建筑、供热处及供热分公司，也可以通过连续分析数据曲线，找到供热异常的换热站和用户单元，及时发现供热问题，及时解决问题，为热力公司节约能源，降低运行费用。系统可以把每个换热站的总用水量，总用电量，总用热量转换成金钱的方式来统计，又可以自动统计每个换热站的收费总额。然后用收费总额一起能源消耗，在减去工人工资即可得出每个换热站的收支情况。这样就有利于热力公司总结经验，把优秀站的运营情况推而广之，使供热公司的利益最大化。

节电：供热企业是耗电大户，在供暖期，水泵、电气设备、仪表都需要用电，其中水泵用电最大。一旦在运行中管理不善，很容易造成电能的极大浪费，因此必须从供热系统、机组等各部分入手，采取措施，以达到最大程度的节约电能。合理控制循环泵的变频器，既能满足用户的要求，还能节约大部分的电能。补水泵的变频器让它即用即开，也可达到节电目的。节约的电能可达到普通变频运行的20％-30％；大流量小温差：热量的计算公式Q＝GC(T供-T回)，在供热负荷一定的情况下，流量G与供水温差△t成反比，即温差越大，循环泵的流量越小，泵的负责就越小，电耗就越小。目前在所有供热系统的二级网中，热用户室内系统一般按照60℃/40℃设计，而在实际运行中，大都达不到20℃-25℃的温差。存在着严重的电能浪费现象。所以系统在满足用户使用要求的前提下尽量减少流速，使循环泵频率在一个最节能的频率段运行，从而降低用电量。

节约补水量：及时发现外网漏水，及时通知修复，降低水耗、热耗。在实际运行过程中，经常发生突然大量失水；补水泵定不住压；外网渗漏不严重，但需时时补水等情况。出现情况，发现情况，及时解决，这是最有效的手段，各换热站的补水量数值可传输至控制中心或是负责人的手机上，报警信息也会随之发出。负责人可以第一时间知道问题，通知检修人员查漏，及时防止水资源浪费。

人工费用的节省：如果改造前是人工全天值守，改造后成为无人值守，在整体人工运行成本上来说改造后节约了近60％。

降低风机水泵的转速可大量节能

例如：现有一台250KW风机水泵。如果降低变频器频率由50Hz至45Hz，一个小时能节多少电。

计算方法：当从50Hz降至45Hz得公式：

P45/P50＝45(3次方)/50(3次方)

P45＝0.729P50

已知：单台风机水泵在工频耗电功率为250KW/h。

得：P45＝0.729P50＝0.729×250＝182.28KW/h

单台节能：250-182.25＝67.75KW/h，相对原耗电量节约了67.75/250×100％＝27.1％

年节能：250kw×24h×30d×12m×27.1％＝585360KW；按1KW/h电费0.45元计算年节约共计585360×0.45＝263412元。

公式：P45/P50＝45(3次方)/50(3次方)由风机工作特性决定的，由于风机是二次方负载，轴功率与转速的三次方成正比。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种智能供热监控系统，用于监视和控制供热系统，供热系统包括供热站(1)、换热站(2)、用户取暖设备(3)，一个供热站(1)连接多个换热站(2)，一个换热站(2)连接多个用户取暖设备(3)，用户取暖设备(3)的回水管(22)路汇总后连接对应的换热站(2)，其特征是：所述智能供热监控系统包括总机(8)、控制器(7)、热量阀门(4)、流量阀门(5)、热量表(6)，热量阀门(4)设置在供热站(1)与换热站(2)之间，流量阀门(5)设置在换热站(2)与用户取暖设备(3)之间，每套用户取暖设备(3)对应一个流量阀门(5)，热量表(6)设置在换热站(2)的出水管(21)与回水管(22)之间，控制器(7)分别连接热量阀门(4)和流量阀门(5)的控制端口以及热量表(6)的数据端口，每个换热站(2)对应一个控制器(7)，各控制器(7)连接总机(8)，所述换热站(2)包括换热设备、出水管(21)、回水管(22)，供热站(1)连接换热设备，换热设备的热水出口通过出水管(21)连接用户取暖设备(3)的进水口，用户取暖设备(3)的出水口通过回水管(22)连接换热设备的冷水入口。

2.根据权利要求1所述的一种智能供热监控系统，其特征是，所述智能供热监控系统还包括压力变送器、补水电磁阀、补水泵，压力变送器设置在换热站(2)的回水管(22)上，补水泵连接水源与换热站(2)管路，补水泵的电源接口通过补水电磁阀连接电源，补水电磁阀、补水泵的控制端口连接控制器(7)，压力变送器的数据端口连接控制器(7)。

3.根据权利要求1所述的一种智能供热监控系统，其特征是，所述智能供热监控系统还包括温度传感器，在每个用户取暖设备(3)所处的室内及室外都设置有温度传感器，温度传感器的数据端口连接控制器(7)。

4.根据权利要求2所述的一种智能供热监控系统，其特征是，所述压力变送器还设置在换热站(2)的出水管(21)上，换热站(2)的管路上还设置有循环泵，循环泵的控制端口连接控制器(7)。

5.根据权利要求1所述的一种智能供热监控系统，其特征是，所述每个用户取暖设备(3)的进水口、出水口处以及出水管(21)、回水管(22)上都设置有流量计，流量计的数据端口连接控制器(7)。