CN109028248A - 一种基于分布式pid供热的余热回收系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法，涉及供热系统领域。本发明包括工业控制计算机，连接工控计算机的多路自动化控制供热子站，自动化控制供热子站包括PID常压燃气热水机组、采暖内循环管、采暖内循环管道，采暖内循环管连接多路供热单元和末端PLC控制装置；采暖内循环管包括主供水管和主回水管。本发明由分区域供热体系、分布式PID燃气热水机组供热站、采暖智能化控制系统组成分布式采暖系统，通过末端PLC控制装置对相邻的采暖内循环管和供热单元内的温度进行检测，控制电动阀进行管内热水循环回流利用进行余热回收，提高了供热吸引的余热回收利用率，节约了能源，减少了浪费。
Description
技术领域
本发明属于供热系统领域，特别是涉及一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法。
背景技术
供热系统是一种将众多的采暖用户单元通过热力管道由统一的热源提提供热源的干净热方式。该系统一般由4个部分组成，即热源、热力网。换热站和热用户；供热系统对于提高热能利用率、节约一次能源消耗、减少环境污染，提高人民的生活水平有着重要的意义。
我国目前的集中供热吸引比较落后，具体表现在以下方面：(1)供热质量差、冷热不均。热用户大多采用单管采暖系统，且无有效的调控设备，造成热力工况失调严重，各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准的要求，而另一部分用户则室温过高。(2)运行方式不合理，能源浪费。由于设计观念落后，有无合理可靠的调节手段，致使系统漏损大，耗电高。(3)有些用户在的因离开供热的室内而停止供热管的供热以后,热水管中的热水温度还没有散去，现有的系统没有及时对这部分的余热进行系统的整合和回收利用，浪费了能源。因此针对以上问题提供一种一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法来解决以上问题具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法，该系统由分区域供热体系、分布式PID燃气热水机组供热站、采暖智能化控制系统组成分布式采暖系统，通过末端PLC控制装置对相邻的采暖内循环管和供热单元内的温度进行检测，控制电动阀进行管内热水循环回流利用进行余热回收，解决了现有的供热系统的余热回收利用难，能源浪费严重的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种基于分布式PID供热的余热回收系统，包括作为上位机的工业控制计算机，通过以太网连接工控计算机的多路基于PLC构建的自动化控制供热子站：
所述自动化控制供热子站包括PID常压燃气热水机组、采暖内循环管、采暖内循环管道，所述采暖内循环管和采暖内循环管道连接PID常压燃气热水机组，所述采暖内循环管道的一端连接水源，所述采暖内循环管道上安装有水泵；所述采暖内循环管连接多路供热单元和末端PLC控制装置；
所述采暖内循环管包括主供水管和主回水管，所述主供水管和主回水管相连，相邻两所述自动化控制供热子站之间通过主回水管和主供水管相连接；所述主供水管上安装有主供水管电动阀，所述主回水管上安装有主回水管电动阀；
所述供热单元为不同的供热区域和地点，相邻两所述供热单元之间通过保温水管相连接，所述供热单元包括从供水管和从回水管，所述从供水管和从回水管相连，相邻两所述供热单元之间通过从供水管和从回水管与保温水管相连接，所述从供水管上安装有从供水管电动阀，所述从回水管上安装有从回水管电动阀；
所述主供水管连接从供水管进行热水供给，所述从回水管连接主回水管进行热水回流和回收。
进一步地，所述末端主控制柜分别与末端PLC控制装置包括末端主控制柜、人机界面、通讯端口，所述供热单元室内温度探头、主供暖管温度探头、从供暖管温度探头、主回水管温度探头、从回水管温度探头、主供暖管电动阀、从供暖管电动阀、主回水管电动阀、从回水管电动阀相连接。
进一步地，所述通讯端口为485通讯端口，所述通讯端口连接以太网。
一种基于分布式PID供热的余热回收的方法，包括供热单元中从供水管中的温度设定方法、相邻供热单元之间余热回收利用方法、相邻自动化控制供热子站的主内循环管之间余热回收利用方法。
进一步地，所述供热单元中从供水管中的温度设定方法包括如下步骤：
F1：开始；
F2：在所述人机界面中预设各供热单元室内需要供热达到的温度，并通过供热单元室内温度探头检测第一供热单元室内温度、第二供热单元室内温度、第三供热单元室内温度；
F3：判断第一供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F301：给第一供热单元温度计算标志；
F302：调用温度计算子程序；
F303：给定第一供热单元供暖出口温度；
否，则进入下一步；
F4：判断第二供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F401：给第二供热单元温度计算标志；
F402：调用温度计算子程序；
F403：给定第二供热单元供暖出口温度；
否，则进入下一步；
F5：判断第三供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F501：给第三供热单元温度计算标志；
F502：调用温度计算子程序；
F503：给定第三供热单元供暖出口温度；
否，则：返回至F2步骤。
进一步地，所述步骤F303和F403结束后，返回F2步骤。
进一步地，所述相邻供热单元之间余热回收利用方法包括如下步骤：
P1：检测温度：
P101：检测停用供热单元a的从供热水管温度；
P102：检测正在供热的红热单元b的室内温度；
P2：将供热单元a的从供水管温度与供热单元b的室内温度比较；
P3：执行余热回收利用动作：
P301：若供热单元a的供水管温度高于供热单元b的供水管温度，则通过开启供热单元a和b从供水管和回水管的电动阀，使供热单元a中从回水管中的热水流入供热单元b的从供水管；
P302：若供热单元a的供水管温度与供热单元b的供水管温度相等，则关闭供热单元a、b的从供水管和回水管的电动阀；
P303：若供热单元a的供水管温度低于供热单元b的供水管温度，则将供热单元a的从回水管中的热水流入主回水管中进行回热，并经PID常压燃气热水机加热后送至供热单元b的供水管。
进一步地，所述相邻自动化控制供热子站的主内循环管之间余热回收利用方法包括如下步骤：
S1：检测温度：
S101：检测停用的自动化控制供热子站中主内循环管A的主采暖内循环管温度；
S102：检测正在供热的主内循环管B的管内温度；
S2：将主内循环管A的管内温度与主循环管B的管内温度进行比较；
S3：执行余热回收利用动作：
S301：若主内循环管A的管内温度高于主循环管B的管内温度，则通过开启主内循环管A和B的电动阀，使主内循环管A中主回水管中的热水流入主内循环管B的主供水管；
S302：若内循环管A的管内温度与主循环管B的管内温度相等，则关闭主内循环管A和B的电动阀；
S303：若内循环管A的管内温度低于主循环管B的管内温度，则将内循环管A的管内热水经PID常压燃气热水机进行加热后，经内循环管A的主回水管传送至主循环管B的主供水管。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的分布式PID供热系统是以天然气作为主要燃料，碳排放少于其他的化石燃料，减排效益显著，对保护环境没改善大气质量，提升工种生活健康水平实现可持续发展具有重要作用，相对固体燃料需要建立集中供热站，具有节能环保，热效率高的优点。
2、本发明基于分布式PID的余热回收系统由分区域供热体系、分布式PID燃气热水机组供热站、采暖智能化控制系统组成分布式采暖系统，通过末端PLC控制装置对相邻的采暖内循环管和供热单元内的温度进行检测，控制电动阀进行管内热水循环回流利用进行余热回收，解决了现有的供热系统的余热回收利用难，能源浪费严重的问题。
3、本发明的采暖控制系统包括以工控计算机核心的中央远程自动化监控中心、供热站自动化控制子站、末端PLC控制装置、安装在各管道上的电动阀和温度探头，具有控制精准，自动化水平高的优点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统结构图；
图2为本发明的一种实施例的系统框架图；
图3为PLC控制装置的结构示意图；
图4为供热单元中从供水管中的温度设定方法的步骤图；
图5为相邻供热单元之间余热回收利用方法的步骤图；
图6为相邻自动化控制供热子站的主内循环管之间余热回收利用方法的步骤图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，一种基于分布式PID供热的余热回收系统，包括作为上位机的工业控制计算机，通过以太网连接工控计算机的多路基于PLC构建的自动化控制供热子站，自动化控制供热子站包括PID常压燃气热水机组、采暖内循环管、采暖内循环管道，采暖内循环管和采暖内循环管道连接PID常压燃气热水机组，采暖内循环管道的一端连接水源，采暖内循环管道上安装有水泵；采暖内循环管连接多路供热单元和末端PLC控制装置；
采暖内循环管包括主供水管和主回水管，主供水管和主回水管相连，相邻两自动化控制供热子站之间通过主回水管和主供水管相连接；主供水管上安装有主供水管电动阀，主回水管上安装有主回水管电动阀；
供热单元为不同的供热区域和地点，两所述供热单元之间通过保温水管相连接，供热单元包括从供水管和从回水管，从供水管和从回水管相连，相邻两供热单元之间通过从供水管和从回水管与保温水管相连接，从供水管上安装有从供水管电动阀，从回水管上安装有从回水管电动阀；
主供水管连接从供水管进行热水供给，从回水管连接主回水管进行热水回流和回收。
其中，末端主控制柜分别与末端PLC控制装置包括末端主控制柜、人机界面、通讯端口，所述供热单元室内温度探头、主供暖管温度探头、从供暖管温度探头、主回水管温度探头、从回水管温度探头、主供暖管电动阀、从供暖管电动阀、主回水管电动阀、从回水管电动阀相连接。
分布式PID供热系统采用基于PLC的三级工业网络控制形式，第一级为中央远程自动化监控中心，第二季为供热站自动化控制子站，第三季为末端PLC控制装置。监控中心与控制子站分工协作，实时显示各控制节点的各种运行参数、远程操作设备或修改运行工艺参数、在线故障报警及提示、自动保存运行信息、生成各类财务报表，实现自动化、智能化运行。
其中，通讯端口为485通讯端口，通讯端口连接以太网。
采暖系统末端，包括主供暖管、回水管、防冻旁通管，主供暖管上安装主供暖电动阀，防冻旁通管上安装防冻旁通电动阀，还包括末端主控柜，末端主控柜分别与主供暖电动阀、防冻旁通电动阀控制端连接，末端主控柜还接入有多组温度探头。
一种基于分布式PID供热的余热回收的方法，包括供热单元中从供水管中的温度设定方法、相邻供热单元之间余热回收利用方法、相邻自动化控制供热子站的主内循环管之间余热回收利用方法。
其中，供热单元中从供水管中的温度设定方法包括如下步骤：
F1：开始；
F2：在人机界面中预设各供热单元室内需要供热达到的温度，并通过供热单元室内温度探头检测第一供热单元室内温度、第二供热单元室内温度、第三供热单元室内温度；
F3：判断第一供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F301：给第一供热单元温度计算标志；
F302：调用温度计算子程序；
F303：给定第一供热单元供暖出口温度；
否，则进入下一步；
F4：判断第二供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F401：给第二供热单元温度计算标志；
F402：调用温度计算子程序；
F403：给定第二供热单元供暖出口温度；
否，则进入下一步；
F5：判断第三供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F501：给第三供热单元温度计算标志；
F502：调用温度计算子程序；
F503：给定第三供热单元供暖出口温度；
否，则：返回至F2步骤。
其中，步骤F303和F403结束后，返回F2步骤。
其中，相邻供热单元之间余热回收利用方法包括如下步骤：
P1：检测温度：
P101：检测停用供热单元a的从供热水管温度；
P102：检测正在供热的红热单元b的室内温度；
P2：将供热单元a的从供水管温度与供热单元b的室内温度比较；
P3：执行余热回收利用动作：
P301：若供热单元a的供水管温度高于供热单元b的供水管温度，则通过开启供热单元a和b从供水管和回水管的电动阀，使供热单元a中从回水管中的热水流入供热单元b的从供水管；
P302：若供热单元a的供水管温度与供热单元b的供水管温度相等，则关闭供热单元a、b的从供水管和回水管的电动阀；
P303：若供热单元a的供水管温度低于供热单元b的供水管温度，则将供热单元a的从回水管中的热水流入主回水管中进行回热，并经PID常压燃气热水机加热后送至供热单元b的供水管。
其中，相邻自动化控制供热子站的主内循环管之间余热回收利用方法包括如下步骤：
S1：检测温度：
S101：检测停用的自动化控制供热子站中主内循环管A的主采暖内循环管温度；
S102：检测正在供热的主内循环管B的管内温度；
S2：将主内循环管A的管内温度与主循环管B的管内温度进行比较；
S3：执行余热回收利用动作：
S301：若主内循环管A的管内温度高于主循环管B的管内温度，则通过开启主内循环管A和B的电动阀，使主内循环管A中主回水管中的热水流入主内循环管B的主供水管；
S302：若内循环管A的管内温度与主循环管B的管内温度相等，则关闭主内循环管A和B的电动阀；
S303：若内循环管A的管内温度低于主循环管B的管内温度，则将内循环管A的管内热水经PID常压燃气热水机进行加热后，经内循环管A的主回水管传送至主循环管B的主供水管。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种基于分布式PID供热的余热回收系统，包括作为上位机的工业控制计算机，通过以太网连接工控计算机的多路基于PLC构建的自动化控制供热子站，其特征在于：
所述自动化控制供热子站包括PID常压燃气热水机组、采暖内循环管、采暖内循环管道，所述采暖内循环管和采暖内循环管道连接PID常压燃气热水机组，所述采暖内循环管道的一端连接水源，所述采暖内循环管道上安装有水泵；所述采暖内循环管连接多路供热单元和末端PLC控制装置；
所述采暖内循环管包括主供水管和主回水管，所述主供水管和主回水管相连，相邻两所述自动化控制供热子站之间通过主回水管和主供水管相连接；所述主供水管上安装有主供水管电动阀，所述主回水管上安装有主回水管电动阀；
所述供热单元为不同的供热区域和地点，相邻两所述供热单元之间通过保温水管相连接，所述供热单元包括从供水管和从回水管，所述从供水管和从回水管相连，相邻两所述供热单元之间通过从供水管和从回水管与保温水管相连接，所述从供水管上安装有从供水管电动阀，所述从回水管上安装有从回水管电动阀；
所述主供水管连接从供水管进行热水供给，所述从回水管连接主回水管进行热水回流和回收。
2.根据权利要求1所述的一种基于分布式PID供热的余热回收系统，其特征在于，所述末端主控制柜分别与末端PLC控制装置包括末端主控制柜、人机界面、通讯端口，所述供热单元室内温度探头、主供暖管温度探头、从供暖管温度探头、主回水管温度探头、从回水管温度探头、主供暖管电动阀、从供暖管电动阀、主回水管电动阀、从回水管电动阀相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于分布式PID供热的余热回收系统，其特征在于，所述通讯端口为485通讯端口，所述通讯端口连接以太网。
4.一种如权利要求1至3所述的基于分布式PID供热的余热回收的方法，其特征在于，包括供热单元中从供水管中的温度设定方法、相邻供热单元之间余热回收利用方法、相邻自动化控制供热子站的主内循环管之间余热回收利用方法。
5.根据权利要求4所述的一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法，其特征在于，所述供热单元中从供水管中的温度设定方法包括如下步骤：
F1：开始；
F2：在所述人机界面中预设各供热单元室内需要供热达到的温度，并通过供热单元室内温度探头检测第一供热单元室内温度、第二供热单元室内温度、第三供热单元室内温度；
F3：判断第一供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F301：给第一供热单元温度计算标志；
F302：调用温度计算子程序；
F303：给定第一供热单元供暖出口温度；
否，则进入下一步；
F4：判断第二供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F401：给第二供热单元温度计算标志；
F402：调用温度计算子程序；
F403：给定第二供热单元供暖出口温度；
否，则进入下一步；
F5：判断第三供热单元室内温度与预设供热温度是否相等；
是，则：F501：给第三供热单元温度计算标志；
F502：调用温度计算子程序；
F503：给定第三供热单元供暖出口温度；
否，则：返回至F2步骤。
6.根据权利要求5所述的一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法，其特征在于，所述步骤F303和F403结束后，返回F2步骤。
7.根据权利要求4所述的一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法，其特征在于，所述相邻供热单元之间余热回收利用方法包括如下步骤：
P1：检测温度：
P101：检测停用供热单元a的从供热水管温度；
P102：检测正在供热的红热单元b的室内温度；
P2：将供热单元a的从供水管温度与供热单元b的室内温度比较；
P3：执行余热回收利用动作：
P301：若供热单元a的供水管温度高于供热单元b的供水管温度，则通过开启供热单元a和b从供水管和回水管的电动阀，使供热单元a中从回水管中的热水流入供热单元b的从供水管；
P302：若供热单元a的供水管温度与供热单元b的供水管温度相等，则关闭供热单元a、b的从供水管和回水管的电动阀；
P303：若供热单元a的供水管温度低于供热单元b的供水管温度，则将供热单元a的从回水管中的热水流入主回水管中进行回热，并经PID常压燃气热水机加热后送至供热单元b的供水管。
8.根据权利要求4所述的一种基于分布式PID供热的余热回收系统和方法，其特征在于，所述相邻自动化控制供热子站的主内循环管之间余热回收利用方法包括如下步骤：
S1：检测温度：
S101：检测停用的自动化控制供热子站中主内循环管A的主采暖内循环管温度；
S102：检测正在供热的主内循环管B的管内温度；
S2：将主内循环管A的管内温度与主循环管B的管内温度进行比较；
S3：执行余热回收利用动作：
S301：若主内循环管A的管内温度高于主循环管B的管内温度，则通过开启主内循环管A和B的电动阀，使主内循环管A中主回水管中的热水流入主内循环管B的主供水管；
S302：若内循环管A的管内温度与主循环管B的管内温度相等，则关闭主内循环管A和B的电动阀；
S303：若内循环管A的管内温度低于主循环管B的管内温度，则将内循环管A的管内热水经PID常压燃气热水机进行加热后，经内循环管A的主回水管传送至主循环管B的主供水管。
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