CN110410854B - 一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法及系统，属于供热技术领域，包括据反馈的热用户实际室内平均温度；利用实际室内平均温度对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正；根据设计室外温度下的供回水平均修正温度得到修正后的供热运行特性曲线；根据室外平均温度，在修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节。本发明自动修正换热机组供热运行特性曲线，根据室外温度和修正后的供热运行特性曲线，调整二次侧的供回水平均温度，让输出热量接近于实际需热量，从而让热用户室内平均温度达到预期温度。
Description
技术领域
本发明涉及供热技术领域，特别涉及一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法及系统。
背景技术
目前，集中供热无人值守换热站普遍采用PLC根据室外温度和换热机组供热运行特性曲线，通过自动调节一次侧电动阀门开度控制二次侧供回水平均温度来满足热用户的供暖需要，但初始运行的换热机组供热运行特性曲线是理论计算出来的，与实际情况存有偏差，不能准确的反映供热区域的实际用热需求，从而造成热用户室内温度与目标温度产生偏离，还需人工多次进行精细调节，重新编制运行特性曲线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法及系统，以精确调控用户室内温度。
为实现以上目的，一方面，采用一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法，包括如下步骤：
在热用户室内温度达到热平衡后，获取设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度，并计算该时间周期内的实际室内平均温度和室外平均温度；
利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该时间段内的室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度；
根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线；
根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节。
进一步地，所述利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该时间段内的室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度，包括：
式中：表示设计室外温度下的供回水平均修正温度，tns表示某一时段的实际室内平均温度，tn表示室内目标温度，/>表示该时间段内的室外温度，t`g.h表示设计室外温度下的供回水平均温度，b表示采暖方式特性系数。
进一步地，所述根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线表示形式为：
其中，t`w表示设计室外温度，tw表示某室外温度，tg.h表示某天室外温度tw下的二次侧供回水平均目标控制温度。
进一步地，在所述热用户室内温度达到热平衡之前，还包括：
对供热区域的所述设计室外温度下二次侧供回水平均温度进行预估，得到设计室外温度下的供回水平均温度；
根据二次侧供回水平均温度预估值，计算不同室外温度下运行的二次侧供回水平均温度，构建初始供热运行特性曲线；
根据实时获取的室外温度，在初始供热运行特性曲线中查找当前室外温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节，直至达到室内热平衡。
进一步地，所述初始供热运行特性曲线的表示形式为：
进一步地，还包括：
对所述获取的设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度数据进行预处理以剔除无效数据。
进一步地，在所述根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节之后，还包括：
按照设定的频率，循环利用上一次修正后的供热运行特性曲线进行供热的数据进行下一次修正。
另一方面，采用一种换热站运行特性曲线自动修正调控系统，包括：安装于室外的室外温度采集设备、安装于热用户室内的室内温度采集设备、安装于换热机组二次侧的供/回水温度变送器、数据传输设备以及控制设备，室外温度采集设备、室内温度采集设备及供/回水温度变送器均通过数据传输设备与控制设备连接；控制设备包括温度获取模块、修正模块、供热运行特性曲线修正模块和温度调控模块；
温度获取模块用于在热用户室内温度达到热平衡后，获取设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度，并计算该时间周期内的实际室内平均温度和室外平均温度；
修正模块用于利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该段时间室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度；
供热运行特性曲线修正模块用于根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线；
温度调控模块用于根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对换热机组一次侧电动调节阀进行调节，以实现对二次侧供回水实际平均温度的调节。
进一步地，所述修正模块采用如下公式进行温度修正：
式中：表示设计室外温度下的供回水平均修正温度，tns表示某一时段的实际室内平均温度，tn表示室内目标温度，/>表示该时间段内的室外温度，t`g.h表示设计室外温度下的供回水平均温度，b表示采暖方式特性系数。
进一步地，所述供热运行特性曲线修正模块利用如下公式得到供热运行特性曲线修正模块：
其中，t`w表示设计室外温度，tw表示某室外温度，tg.h表示某天室外温度tw下的二次侧供回水平均目标控制温度。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明在集中供热无人值守换热站一次侧电动阀门输配热量调节中，根据温度采集设备反馈的热用户的实际室内平均温度，自动修正换热机组供热运行特性曲线即室外温度与二次侧供回水温度对照曲线，修正后的换热机组供热运行特性曲线更接近于真实情况，利用修正后的换热机组供热运行特性曲线，调整二次侧的供回水实际的平均温度，可使得热用户室内温度达到预期值，从而实现真正的按需供热。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
图1是一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法的流程示意图；
图2是一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法整体流程示意图；
图3是一种换热站运行特性曲线自动修正调控系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。
如图1-图2所示，本实施例公开了一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法，包括如下步骤S1-S4：
S1、在热用户室内温度达到热平衡后，获取设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度，并计算该时间周期内的实际室内平均温度和室外平均温度；
其中，热用户的室内温度和室外温度可通过布置在热用户室外和室内的温度采集设备进行采集获得。
S2、利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该时间段内的室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度；
S3、根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线；
S4、根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节。
需要说明的是，本实施例方案应用的条件是换热机组二网用户已采用平衡系统，可是做到二网热平衡，而且热用户室内室外安装有可以进行远程传输的测温设备，以确保采集温度数据的准确有效。通过根据热用户实际室内平均温度，对室外温度与二次侧供回水温度对照曲线即换热机组供热运行特性曲线进行修正，调整二次侧的供回水平均温度，让输出热量接近于实际需热量，能够让换热站按需输配热量，从而让热用户室内平均温度达到目标温度，提高居民供热效果。
进一步地，上述步骤S2：利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该时间段内的室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度，包括：
式中：t`g.h表示设计室外温度下的供回水平均修正温度，tns表示某一时段的实际室内平均温度，tn表示室内目标温度，表示该时间段内的室外温度，t`g.h表示设计室外温度下的供回水平均温度，b表示采暖方式特性系数。
进一步地，上述步骤S3：所述根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线表示形式为：
其中，t`w表示设计室外温度，tw表示某室外温度，tg.h表示某天室外温度tw下的二次侧供回水平均目标控制温度。
进一步地，在上述步骤S1中热用户室内温度达到热平衡之前，还包括如下步骤S11-S13：
S11、对供热区域的所述设计室外温度下二次侧供回水平均温度进行预估，得到设计室外温度下的供回水平均温度；
S12、根据二次侧供回水平均温度预估值，计算不同室外温度下运行的二次侧供回水平均温度，构建初始供热运行特性曲线；
S13、根据实时获取的室外温度，在初始供热运行特性曲线中查找当前室外温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节，直至达到室内热平衡。
需要说明的是，在供热初始运行时，一般会根据供热机组供热区域的建筑特性、墙体保温情况、室内采暖方式，对供热区域的设计室外温度下二次侧供回水平均温度做个预估值，将这个预估值作为不同室外温度下运行的二次侧供回水平均温度，并根据这个预估值计算出不同室外温度下运行的二次侧供回水平均温度，即初始供热运行特性曲线，其表现形式如下：
进一步地，本实施例还包括对调控过程中所获取的温度数据进行预处理，以剔除无效数据，保证后续数据处理的准确性。
需要说明的是，本实施例中所用的数据预处理方法为常规的数据清洗方法，比如由室内温度采集设备采集的室内温度在计算的室内平均温度±5℃范围以外的室内温度视为无效温度。
进一步地，在上述步骤S4之后，还包括：
按照设定的频率，循环利用上一次修正后的供热运行特性曲线进行供热的数据进行下一次修正。
特别地，由于建筑具有蓄热、保温的功能，对实际供热效果产生热惰性，按修正后的运行特性曲线进行供热的效果反馈需要一定的时间。这段时间的长短与建筑物的特性、墙体保温情况、用户的采暖方式有关，为了更进一步达到理想的目标温度进行再一次自我修正的频率不小于72小时。
如图3所示，本实施例公开了一种换热站运行特性曲线自动修正调控系统，包括安装在热用户室外的室外温度采集设备10、安装在热用户室内的室内温度采集设备20、安装于换热机组二次侧的供/回水温度变送器30、数据传输设备40以及控制设备50，室外温度采集设备10、室内温度采集设备20及供/回水温度变送器30均通过数据传输设备40与控制设备50连接。
其中，室外温度采集设备用于在设定的时间周期内对热用户室外温度进行采集，并将采集的室外温度上传至控制设备。室内温度采集设备用于在设定的时间周期内对热用户室内温度进行采集，并将采集的室内温度上传至控制设备。供/回水温度变送器用于采集换热机组二次侧的供/回水温度并上传至控制设备。特别地，室外温度采集设备和室内温度采集设备支持数据远程传输，以保证数据准确有效，控制设备可为架设在云端或本地的智能站级控制系统。
具体地，控制设备50包括温度获取模块51、修正模块52、供热运行特性曲线修正模块53和温度调控模块54；
温度获取模块51用于在热用户室内温度达到热平衡后，获取设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度，并计算该时间周期内的实际室内平均温度和室外平均温度；
修正模块52用于利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该段时间室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度；
供热运行特性曲线修正模块53用于根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线；
温度调控模块54用于根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对换热机组一次侧电动调节阀进行调节，以实现对二次侧供回水实际平均温度的调节。
其中，修正模块52采用如下公式进行温度修正：
式中：表示设计室外温度下的供回水平均修正温度，tns表示某一时段的实际室内平均温度，tn表示室内目标温度，/>表示该时间段内的室外温度，t`g.h表示设计室外温度下的供回水平均温度，b表示采暖方式特性系数。
其中，供热运行特性曲线修正模块53利用如下公式得到供热运行特性曲线修正模块53：
其中，t`w表示设计室外温度，tw表示某室外温度，tg.h表示某天室外温度tw下的二次侧供回水平均目标控制温度。
本实施例所公开方案与现有技术相比，根据反馈的热用户实际室内平均温度，自动修正换热机组供热运行特性曲线，并根据室外温度和修正后的供热运行特性曲线，调整二次侧的供回水平均温度，让热用户室内温度达到预期温度，从而实现真正的按需供热。
而且，本实施例的自动修正过程是通过相关热平衡计算公式，基于室内实际温度多次修正的过程，该过程通过多次修正逐步达到预期温度；并且这个预期温度可以根据实际建筑类型、小区居民类型及用热习惯进行人工调节的，故具有更高的安全性。
上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种换热站运行特性曲线自动修正调控方法，其特征在于，包括：
在热用户室内温度达到热平衡后，获取设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度，并计算该时间周期内的实际室内平均温度和室外平均温度；
利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该时间段内的室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度，包括：
式中：表示设计室外温度下的供回水平均修正温度，tns表示某一时段的实际室内平均温度，tn表示室内目标温度，/>表示该时间段内的室外温度，t`g.h表示设计室外温度下的供回水平均温度，b表示采暖方式特性系数；
根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线；
根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节。
2.如权利要求1所述的换热站运行特性曲线自动修正调控方法，其特征在于，所述根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线表示形式为：
其中，t`w表示设计室外温度，tw表示某室外温度，tg.h表示某天室外温度tw下的二次侧供回水平均目标控制温度。
3.如权利要求2所述的换热站运行特性曲线自动修正调控方法，其特征在于，在所述热用户室内温度达到热平衡之前，还包括：
对供热区域的所述设计室外温度下二次侧供回水平均温度进行预估，得到设计室外温度下的供回水平均温度；
根据二次侧供回水平均温度预估值，计算不同室外温度下运行的二次侧供回水平均温度，构建初始供热运行特性曲线；
根据实时获取的室外温度，在初始供热运行特性曲线中查找当前室外温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节，直至达到室内热平衡。
4.如权利要求3所述的换热站运行特性曲线自动修正调控方法，其特征在于，所述初始供热运行特性曲线的表示形式为：
5.如权利要求1-4任一项所述的换热站运行特性曲线自动修正调控方法，其特征在于，还包括：
对所述获取的设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度数据进行预处理以剔除无效数据。
6.如权利要求1-4任一项所述的换热站运行特性曲线自动修正调控方法，其特征在于，在所述根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对二次侧供回水实际平均温度进行调节之后，还包括：
按照设定的频率，循环利用上一次修正后的供热运行特性曲线进行供热的数据进行下一次修正。
7.一种换热站运行特性曲线自动修正调控系统，其特征在于，包括：室外温度采集设备、室内温度采集设备、安装于换热机组二次侧的供/回水温度变送器、数据传输设备以及控制设备，室外温度采集设备、室内温度采集设备及供/回水温度变送器均通过数据传输设备与控制设备连接；控制设备包括温度获取模块、修正模块、供热运行特性曲线修正模块和温度调控模块；
温度获取模块用于在热用户室内温度达到热平衡后，获取设定时间周期内的热用户室内温度和室外温度，并计算该时间周期内的实际室内平均温度和室外平均温度；
修正模块用于利用某一时间段内的实际室内平均温度、室内目标温度和该段时间室外平均温度，对设计室外温度下的供回水平均温度进行修正，得到设计室外温度下的供回水平均修正温度，所述修正模块采用如下公式进行温度修正：
式中：表示设计室外温度下的供回水平均修正温度，tns表示某一时段的实际室内平均温度，tn表示室内目标温度，/>表示该时间段内的室外温度，t`g.h表示设计室外温度下的供回水平均温度，b表示采暖方式特性系数；
供热运行特性曲线修正模块用于根据设计室外温度下的供回水平均修正温度，计算某天室外温度下修正后的供回水平均目标控制温度，得到修正后的供热运行特性曲线；
温度调控模块用于根据室外平均温度，在所述修正后的供热运行特性曲线中查找该室外平均温度对应的二次侧供回水平均目标控制温度，并根据该二次侧供回水平均目标控制温度对换热机组一次侧电动调节阀进行调节，以实现对二次侧供回水实际平均温度的调节。
8.如权利要求7所述的换热站运行特性曲线自动修正调控系统，其特征在于，所述供热运行特性曲线修正模块利用如下公式得到供热运行特性曲线修正模块：
其中，t`w表示设计室外温度，tw表示某室外温度，tg.h表示某天室外温度tw下的二次侧供回水平均目标控制温度。
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