CN111023254A - 一种供热系统水温精细化控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种供热系统水温精细化控制方法与系统，解决现有变频控制过程中缺乏有效检测参数输入导致预测效果较差的技术问题。系统包括：信号输入层，用于通过异构数据链路获取供暖现场环境数据，提供数据接入链路响应供暖现场信号输入模块的数据传输请求；时序数据处理层，用于将环境数据和现场数据时序化形成神经网络输入层数据：神经网络处理层，用于形成供暖现场温度和压力的变化趋势；变频数据分发层，用于根据变化趋势和预置供暖策略的相关性形成分布式调频水泵的控制数据。利用信号输入层的接入链路能力形成分布式数据采集架构，利用信号输入模块满足在供热管网各支路关键位置水温和压力数据的精确动态采集和相关环境数据的多途径融合。

Description

一种供热系统水温精细化控制方法与系统

技术领域

本发明涉及集中供热技术领域，具体涉及一种供热系统水温精细化控制方法与系统。

背景技术

在实际应用中，在热用户处设置分布式变频水泵，热源大流量水泵与各用户的小流量水泵串联运行，各用户的小流量水泵并联运行。所有水泵均通过频率控制实现各供暖用户的水力平衡。上述变频供热系统可降低供热系统供水管道的压力水平，系统更加安全。

在变频供热系统的精细化控制过程中需要进行热负荷预测。影响热负荷的因素较多，按照是否为热计量建筑分为非热计量、热计量和用户行为。针对供热系统具有时变性、时滞性、随机性和偶然性等特点，基于神经网络方法对热负荷进行预测拥有巨大优势，预测结果可以对变频供热系统进行精确地控制和调节。目前通常采用神经网络数据处理模型对海量数据进行分析预测，模型对输入参数的实时性要求较高，其中对温度以及压力参数的分布性最为敏感。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种供热系统水温精细化控制方法与系统，解决现有变频供热系统的控制过程中缺乏有效检测参数输入导致预测效果较差的技术问题。

本发明实施例的供热系统水温精细化控制系统，包括：

信号输入层，用于通过异构数据链路获取供暖现场环境数据，提供数据接入链路响应供暖现场信号输入模块的数据传输请求；

时序数据处理层，用于将所述供暖现场环境数据和所述供暖现场数据时序化形成持续的神经网络输入层数据：

神经网络处理层，用于通过神经网络数据处理模型对所述神经网络输入层数据进行处理形成供暖现场温度和压力的变化趋势；

变频数据分发层，用于根据所述变化趋势和预置供暖策略的相关性形成分布式调频水泵的控制数据，平衡供热管网的水温和/或水压。

本发明一实施例中，所述信号输入模块包括三个共轴向的刚性横置腔体，第二横置腔体和第三横置腔体位于第一横置腔体中，所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体朝下同一方向形成敞口底端，所述第二横置腔体的一端和所述第一横置腔体的一端局部形成第一共用端壁，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体沿轴向顺序相连，所述第二横置腔体的另一端和所述第三横置腔体的一端形成第二共用端壁，所述第三横置腔体的另一端和所述第一横置腔体的另一端局部形成第三共用端壁，所述第二横置腔体的容积小于所述第三横置腔体的容积，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的侧壁轮廓相同且平滑连接，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的侧壁与所述第一横置腔体的侧壁形成平行间隔；

所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的敞口底端与所述第二共用端壁底端平齐，所述第二共用端壁采用弹性水溶材料制成，所述第三横置腔体顶部开始过水通孔；

所述第一横置腔体的侧壁外表面上在轴向两侧设置固定环，轴向一侧的固定环沿轴向间隔设置；

所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的敞口底端设置防水缓冲垫层；

还包括第一光导体和第二光导体，所述第一光导体贯通所述第一横置腔体和所述第二横置腔体的顶部固定，所述第二光导体贯通所述第一横置腔体和所述第三横置腔体的顶部固定；

还包括温度传感器，所述温度传感器位于第三横置腔体内；

还包括压力传感器，所述压力传感器位于第三横置腔体中。

本发明一实施例中，所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的侧壁都包括一对相对平行竖立的立板，所述第一横置腔体的立板内侧上部形成平滑的弧形凹陷面，所述弧形凹陷面的轴线与所述第一横置腔体的轴线平行，在所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的立板与所述第一横置腔体的立板之间包括平行的承压滑动板，所述承压滑动板的中下部与两侧的立板贴合，所述承压滑动板的两端与所述第一共用端壁和所述第三共用端壁贴合，所述承压滑动板中上部朝向所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的一面逐渐向朝向所述第一横置腔体的另一面倾斜，使得所述承压滑动板中上部的厚度由中部向顶端逐渐变薄，在所述承压滑动板中上部两侧沿所述第一横置腔体轴向设置成组平行片状翅片，所述片状翅片向上倾斜，所述第一横置腔体一侧的所述片状翅片尾部与所述弧形凹陷面贴合，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体一侧的所述片状翅片尾部与同侧的立板贴合，所述承压滑动板的底端设置防水缓冲垫层。

本发明一实施例中，所述防水缓冲垫层包括：

在所述第一横置腔体的敞口底端沿端壁和侧壁围成的第一环形防水缓冲垫层，在所述第二横置腔体的敞口底端沿第一共用端壁、侧壁和第二共用端壁围成的第二环形防水缓冲垫层，在所述第三横置腔体的敞口底端沿第二共用端壁、侧壁和第三共用端壁围成的第三环形防水缓冲垫层，所述第二环形防水缓冲垫层和所述第三环形防水缓冲垫层一体构成所述第一环形防水缓冲垫层内侧的同心防水缓冲垫层。

本发明一实施例中，所述第一光导体的主光轴与所述第一横置腔体轴线的夹角大于所述第二光导体的主光轴与所述第一横置腔体轴线的夹角，所述第一光导体的主光轴偏向所述第一共用端壁，所述第二光导体的主光轴偏向所述第三共用端壁。

本发明一实施例中，所述第三横置腔体的侧壁内侧固定微型水力转子发电机，所述微型水力转子发电机的信号线通过所述第一横置腔体和所述第三横置腔体顶部的密封过孔穿出，所述第一横置腔体侧壁外侧固定：

电源控制模块，用于将所述微型水力转子发电机形成的功率信号进行电压转换向蓄电池充电；

所述蓄电池，用于提供工作电压；

微处理器，用于接收传感器的采集信号并根据预置处理策略激活无线通信模块传输采集数据；

所述无线通信模块，用于向所述信号输入层发出链路建立请求，发送采集数据。

本发明一实施例中，所述第二共用端壁中心局部采用弹性水溶材料制成，所述第二共用端壁的底部采用不可水溶的防水缓冲垫层材料制成。

本发明一实施例中，所述第一横置腔体的敞口底端，所述第一横置腔体的端壁覆盖侧壁端部形成重叠垫层区域，在所述重叠垫层区域内的防水缓冲垫层侧壁上形成相互配合的凹凸嵌合纹理。

本发明实施例的供热系统水温精细化控制方法，利用上述的供热系统水温精细化控制系统，包括：

在管路管壁上形成洁净表面；

将所述信号输入模块的轴向与所述管路轴向对齐，在所述洁净表面上通过绑扎带环绕所述固定信号输入模块的固定环形成所述信号输入模块固定，形成所述信号输入模块的密闭空间；

采用激光打孔器形成两路开孔激光同步照射所述信号输入模块的所述第一光导体和所述第二光导体在所述密闭空间的洁净表面上形成两个通孔，利用所述信号输入模块的所述密闭空间形成管路旁路；

所述信号输入模块通过传感器采集旁路实时温度和/或压力信号通过所述微处理器形成采集数据，通过所述无线通信模块向所述信号输入层发出链路建立请求，发送采集数据；

将所述供暖现场环境数据和所述供暖现场数据时序化形成持续的神经网络输入层数据：

通过神经网络数据处理模型对所述神经网络输入层数据进行处理形成供暖现场温度和压力的变化趋势；

根据所述变化趋势和预置供暖策略的相关性形成分布式调频水泵的控制数据，平衡供热管网的水温和/或水压。

本发明一实施例中，所述形成管路旁路后还包括：

通过所述第一光导体或所述第二光导体采集所述旁路中的光谱信号形成流体的元素含量光谱，用于形成神经网络处理中的额外特征数据类型。

本发明实施例的水温精细化控制系统与方法利用信号输入层的接入链路能力形成分布式数据采集架构，利用信号输入模块满足在供热管网各支路关键位置水温和压力数据的精确动态采集和相关环境数据的多途径融合。通过时序数据处理层的统一信号处理形成适应神经网络处理模型的时序化输入数据，保证输入数据与神经网络处理模型数据特征化、向量化和卷积处理过程的适配。利用神经网络处理层的处理模型完成各现场采集节点温度变化和压力变化形成确定供暖范围内温度变化和压力变化的趋势预测，形成环境因素、热网运行总功率和管网各支路热消耗功率间的动态变化趋势量化数据，做出对额定热网运行总功率条件下管网局部消耗功率的准确评估基础。变频数据分发层利用动态变化趋势量化数据对供暖策略在管网各支路的实现做出变频泵功率调整，在确定支路形成损有余而补不足的供热调节过程，实现集中供热系统能耗的最大节约。

附图说明

图1所示为本发明一实施例水温精细化控制系统的基本架构示意图。

图2所示为本发明一实施例供热系统水温精细化控制系统信号输入模块的结构示意图(主视方向剖视)。

图3所示为本发明一实施例供热系统水温精细化控制系统信号输入模块的结构示意图(主视方向)。

图4所示为本发明一实施例供热系统水温精细化控制系统信号输入模块的结构示意图(A-A方向剖视)。

图5所示为本发明一实施例供热系统水温精细化控制系统信号输入模块的结构示意图(仰视方向)。

图6所示为本发明一实施例供热系统水温精细化控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明一实施例的水温精细化控制系统的架构如图1所示。

在图1中，本实施例包括：

信号输入层01，用于通过异构数据链路获取供暖现场环境数据，提供数据接入链路响应供暖现场信号输入模块的数据传输请求。

现场环境数据包括但不限于室外的气象参数例如温度、湿度、风速、太阳辐射等，可以通过天文台和气象台的发布数据获得，也可以通过检测设备在供暖现场作环境检测，定期获取环境数据。供暖现场数据包括但不限于城市热网供、回水温度，用户热网供、回水压力，城市热网流量，用户热网供、回水温度，用户热网供、回水压力，分布式水泵运行反馈等现场信号中的一种或几种。异构数据链路包括但不限于各种同步、异步、窄带或宽带的数据链路类型。

时序数据处理层02，用于将供暖现场环境数据和供暖现场数据时序化形成持续的神经网络输入层数据。

本领域技术人员可以理解，典型的卷积神经网络(Convolutional NeuralNetwork,CNN)、循环神经网(Recurrent Neural Network，RNN)和长短时记忆神经网络(Long Short Term Memory，LSTM)都具有输入层，输入层接收初始输入数据，进一步接收形成的运算中反馈数据输入，通过将供暖现场环境数据和供暖现场数据适配至对应的处理函数或神经元函数的输入接口，形成供暖过程的量化维度数据与神经网络输入层间的数据传输通道。

神经网络处理层03，用于通过神经网络数据处理模型对神经网络输入层数据进行处理形成供暖现场温度和压力的变化趋势。

本领域技术人员可以理解，确定数据类型的输入数据和现有的神经网络处理模型相结合，可以形成训练集调整神经网络处理模型的预测精度，输入数据可以经过神经网络处理模型技术处理后形成准确的趋势预测数据，包括趋势曲线和趋势转折点。

变频数据分发层04，用于根据变化趋势和预置供暖策略的相关性形成分布式调频水泵的控制数据，平衡供热管网的水温和/或水压。

预置供暖策略是指对应用户需求或经验公式形成的供暖预期数据。相关性包括变化趋势有利于预置供暖策略的实现或变化趋势不利于预置供暖策略的实现。有利于预置供暖策略的实现时，形成分布式调频水泵的控制数据主要用于减弱调频水泵再确定时段内的单位功率和总功率，利用变化趋势降低调频控制波动。不利于预置供暖策略的实现时，形成分布式调频水泵的控制数据主要用于增强调频水泵再确定时段内的单位功率和总功率，克服变化趋势导致的水温水压功率不足。

本发明实施例的水温精细化控制系统利用信号输入层的接入链路形成分布式数据采集架构，满足在供热管网各支路关键位置水温和压力数据的精确动态采集和相关环境数据的多途径融合。通过时序数据处理层的统一信号处理形成适应神经网络处理模型的时序化输入数据，保证输入数据与神经网络处理模型数据特征化、向量化和卷积处理过程的适配。利用神经网络处理层的处理模型完成各现场采集节点温度变化和压力变化形成确定供暖范围内温度变化和压力变化的趋势预测，形成环境因素、热网运行总功率和管网各支路热消耗功率间的动态变化趋势量化数据，做出对额定热网运行总功率条件下管网局部消耗功率的准确评估基础。变频数据分发层利用动态变化趋势量化数据对供暖策略在管网各支路的实现做出变频泵功率调整，在确定支路形成损有余而补不足的供热调节过程，实现集中供热系统能耗的最大节约。

时序数据处理层02、神经网络处理层03和变频数据分发层04可以有分布或集中的处理器形成，处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing)数字信号处理器、FPGA(Field-Programmable Gate Array)现场可编程门阵列、MCU(Microcontroller Unit)系统板、SoC(system on a chip)系统板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小系统，或者是通用计算机系统。

本发明一实施例的水温精细化控制系统中信号输入层01数据连接的信号输入模块与现有技术相比较具有结构特异性可以更好的在管网支路上实现关键数据采集，满足城市热网支路和用户热网参数的准确定位。

本发明一实施例的信号输入模块的整体内部主视如图2所示。在图2中，信号输入模块包括三个共轴向的刚性(管状)横置腔体，第二横置腔体112和第三横置腔体113位于第一横置腔体111中，，第一横置腔体111、第二横置腔体112和第三横置腔体113朝下方同一方向形成敞口底端117，在轴向上第二横置腔体112的一端和第一横置腔体111的一端局部形成第一共用端壁114，第二横置腔体112和第三横置腔体113沿轴向顺序相连，第二横置腔体112的另一端和第三横置腔体113的一端形成第二共用端壁115，在轴向上第三横置腔体113的另一端和第一横置腔体111的另一端局部形成第三共用端壁116，第二横置腔体112的容积小于第三横置腔体113的容积，第二横置腔体112和第三横置腔体113的侧壁轮廓相同且平滑连接，第二横置腔体112和第三横置腔体113的侧壁与第一横置腔体111的侧壁形成平行间隔，第一横置腔体111、第二横置腔体112和第三横置腔体113的敞口底端与第二共用端壁115底端平齐。第二共用端壁115采用弹性水溶材料制成。第三横置腔体113顶部开始过水通孔125。

本发明一实施例的信号输入模块的整体外部主视如图3所示。在图3中，第一横置腔体111的侧壁外表面上在轴向两侧设置固定环121，轴向一侧的固定环121沿轴向间隔设置。

本发明一实施例的信号输入模块的整体内部侧视如图4所示。在图4中，第一横置腔体111、第二横置腔体112和第三横置腔体113的侧壁都包括一对相对平行竖立的立板118和一个半圆形的弧形板119，弧形板的底端与立板的顶端结合形成拱形支撑。

本发明一实施例的信号输入模块的仰视如图5所示。在图5中，第一横置腔体111、第二横置腔体112和第三横置腔体113的敞口底端117设置防水缓冲垫层，包括：

在第一横置腔体111的敞口底端沿端壁和侧壁围成的第一环形防水缓冲垫层122，在第二横置腔体112的敞口底端沿第一共用端壁114、侧壁和第二共用端壁115围成的第二环形防水缓冲垫层123，在第三横置腔体113的敞口底端沿第二共用端壁115、侧壁和第三共用端壁116围成的第三环形防水缓冲垫层124。其中第二环形防水缓冲垫层123和第三环形防水缓冲垫层124一体构成第一环形防水缓冲垫层122内侧的同心防水缓冲垫层。防水缓冲垫层122与连接的侧壁或端壁的厚度相同。

各腔体的防水缓冲垫层与管壁紧密接触形成信号输入模块的密闭空间。

本发明实施例的信号输入模块通过刚性腔体的有机结合与管壁形成复合结构的密闭空间保证了水密性和结构强度。第一横置腔体111的侧壁和相连的第二横置腔体112和第三横置腔体113的侧壁形成径向双层承压结构，第一共用端壁114和第三共用端壁116形成径向双层承压结构的轴向稳定结构，使得共用端壁加厚保持整体连接刚性的同时降低径向尺寸，使得同一规格信号输入模块可以适应较宽管径范围的管道固定。同时，利用第二共用端壁115的局部可溶性和第三横置腔体113的过水通孔125形成密闭空间内三个腔体差异注水特征，差异注水特征对温度等现场特征采集的实现具有关键意义。基于径向双层承压结构和轴向稳定结构形成的同心的双层防水缓冲垫层可以有效适应管路管壁的周向有限弧度，保证防水缓冲垫层适应不同的紧密压缩形变，形成可靠阻断效果。通过第一横置腔体111侧壁上固定环121利用绑带环绕管路管壁周向在确定采集位置形成固定，保证了防水缓冲垫层紧密压缩形变力度的稳定性，简化了信号输入模块与管路管壁进行焊接、粘粘固化等工序。

如图2所示，信号输入模块还包括第一光导体131和第二光导体132，用于提供激光准直照射通道。第一光导体131贯通第一横置腔体111和第二横置腔体112的顶部固定，第二光导体132贯通第一横置腔体111和第三横置腔体113的顶部固定，第一光导体131的主光轴与第一横置腔体111轴线的夹角(88°～86°)大于第二光导体132的主光轴与第一横置腔体111轴线的夹角(84°～80°)。

本领域技术人员可以理解光导体可以采用准直器或耐高温的简单透镜或棱镜，基于激光单波长特点形成唯一主光轴。采用成熟的激光打孔设备利用成熟的同步技术可以实现两束激光同步工作，利用功率调整技术调整激光发射频率或发射功率可以控制激光烧蚀焦点处形成孔径的周期。

本发明实施例的信号输入模块利用两个光导体的聚焦差别和主光轴到激光烧蚀焦点的焦距差异，同步形成不同孔径的管壁通孔。结合腔体差异注水特征可以实现同步激光打孔过程中的孔形成时刻的时差冗余，保证两个通孔可以完整成型，形成信号输入模块的密闭空间与管道的连通。

针对激光垂直照射会形成强反射的缺陷，两个光导体采用保持立轴夹角的方式克服，同时利用主轴焦距的差异使得成孔焦点处的光斑尺寸形成差异的特点，利用量化的立轴夹角差异形成不同的通孔孔径。这样信号输入模块的密闭空间与管道连通时，两个通孔形成流速差，使得流动介质有序流入流出密闭空间，保证了管道中温度和流速压力的同步体现。

如图2所示，信号输入模块还包括温度传感器133，温度传感器133位于第三横置腔体113内，靠近第二共用端壁115固定，温度传感器133的信号线和电源线通过第一横置腔体111和第三横置腔体113顶部的密封过孔135穿出。

本发明实施例的信号输入模块内置温度传感器133直接采集确定管路位置的旁路实时温度信息，可以真实反映管网局部的实际温度变化，避免了在数据初始形成阶段的数据失真和预测误差。

如图4所示，在本发明一实施例中，第二横置腔体112和第三横置腔体113的侧壁轮廓相同且平滑连接，第二横置腔体112和第三横置腔体113的侧壁与第一横置腔体111的侧壁形成平行间隔，第一横置腔体111、第二横置腔体112和第三横置腔体113的侧壁都包括一对相对平行竖立的立板118和一个半圆形的弧形板119。第一横置腔体111的立板118内侧上部形成平滑的弧形凹陷面141，弧形凹陷面141的轴线与第一横置腔体111的轴线平行，在第二横置腔体112和第三横置腔体113的立板与第一横置腔体111的立板之间包括平行的承压滑动板142，承压滑动板142的中下部与两侧的立板贴合，承压滑动板142的两端与第一共用端壁114和第三共用端壁116贴合，承压滑动板142中上部朝向第二横置腔体112和第三横置腔体113的一面逐渐向朝向第一横置腔体111的另一面倾斜，使得承压滑动板142中上部的厚度由中部向顶端逐渐变薄，在承压滑动板142中上部两侧沿第一横置腔体111轴向设置成组平行片状翅片143，片状翅片143向上倾斜，第一横置腔体111一侧的片状翅片143尾部与弧形凹陷面141贴合，第二横置腔体112和第三横置腔体113一侧的片状翅片143尾部与同侧的立板贴合。承压滑动板142的底端设置防水缓冲垫层，形成位于第一环形防水缓冲垫层122与第二环形防水缓冲垫层123和第三环形防水缓冲垫层124之间的水压致密防水缓冲垫层128。

本发明实施例的信号输入模块利用承压滑动板142形成密闭空间作为管路旁路时的增强密闭结构。各横置腔体的侧壁与承压滑动板142的中下部贴合形成导向结构，保证了承压滑动板142受压后的压力传导方向。承压滑动板142中上部的平行翅片在承压滑动板142顶部形成了较大的承压面积，相对承压滑动板142底部的较小面积形成了较大压力向较大压强的转换。平行翅片的倾斜方向性保证了承压滑动板142在压缩至稳定位置后难以回退，可以有效克服旁路压力下造成的增强密闭效果下降。

同时，利用承压滑动板142中上部两侧空间的不对称性形成承压的不对称，使得承压滑动板142在压缩至稳定位置后与各横置腔体的侧壁形成有效的相持形变力保证承压滑动板142不会因介质流动出现振动，保持底部水压致密防水缓冲垫层128的稳定性。水压致密防水缓冲垫层128的稳定承压变形同时会侧向挤压周围的第一环形防水缓冲垫层122与第二环形防水缓冲垫层123和第三环形防水缓冲垫层124进一步传递增强压力，提高整体的水密效果。

如图2所示，在本发明一实施例中，第一光导体131的主光轴偏向第一共用端壁114，第二光导体132的主光轴偏向第三共用端壁116。

本发明实施例的信号输入模块利用容积较小的第二横置腔体112对应打孔焦距较小的第一光导体131，主光轴夹角较大激光能量较集中光斑较小。利用容积较大的第三横置腔体113对应打孔焦距较大的第二光导体132，主光轴夹角较肖激光能量较分散光斑较大。使得在出现通孔形成时间差时，激光打孔过程不受透水相互干扰。可以有效降低对同步控制和能量控制上的控制成本。

如图2所示，在本发明一实施例中，在第三横置腔体113的侧壁内侧固定微型水力转子发电机136，微型水力转子发电机134的信号线通过第一横置腔体111和第三横置腔体113顶部的密封过孔穿出。同时，第一横置腔体111侧壁外侧固定电源控制模块、蓄电池、微处理器和无线通信模块，其中：

电源控制模块，用于将微型水力转子发电机134形成的功率信号进行电压转换向蓄电池充电；

蓄电池，用于提供工作电压；

微处理器，用于接收附加传感器的采集信号并根据预置处理策略激活无线通信模块传输采集数据；

无线通信模块，用于向信号输入层01发出链路建立请求，发送采集数据。

本领域技术人员可以理解本附加技术方案中的部件和设备例如微型水力转子发电机136等属于现有技术，由于本发明实施例的信号输入模块与管壁形成的密闭空间作为管路旁路具有较小孔径的流入通孔和较大孔径的流处通孔，使得旁路中介质流动顺畅，形成的流体动力通过电源控制模块和蓄电池形成工作电压支持数据处理和数据发送过程。简化了信号输入模块的电源需求满足了信号输入模块的布设灵活性，可以与信号输入层01的链路覆盖范围更灵活的结合。

如图2所示，在本发明一实施例中，信号输入模块还包括压力传感器134，压力传感器134位于第三横置腔体113中，压力传感器134探头靠近第二光导体132的主光轴与敞口底端117的交点固定，压力传感器134的信号线和电源线通过第一横置腔体111和第三横置腔体113顶部的密封过孔135穿出。

本发明实施例的信号输入模块内置压力传感器134直接采集确定管路位置的旁路实时压力或流速信息，可以真实反映管网局部的事迹压力变化，避免了在数据初始形成阶段的数据失真和预测误差。

如图2所示，在本发明一实施例中，第二共用端壁115局部采用弹性水溶材料制成，第二共用端壁115的底部采用不可水溶的防水缓冲垫层材料制成。

弹性水溶材料可以是弹性薄膜材料，薄膜材料两侧承压不均衡会形成破裂。弹性水溶材料可以是可溶塑料材料，薄膜材料在确定水接触时长后溶解或解裂。或者是上述两种材料的复合形式。

本发明实施例的信号输入模块利用局部弹性水溶材料控制激光光路所在腔体间的通透特征，保证一个腔体注水后向另一个腔体透水的延时时长，达到满足两束激光不同步成孔的需求。

如图5所示，在本发明一实施例中，在第一横置腔体111的敞口底端，第一横置腔体111的端壁覆盖侧壁端部形成重叠垫层区域126，在重叠垫层区域126内的防水缓冲垫层侧壁上形成相互配合的凹凸嵌合纹理127。

本发明实施例的信号输入模块利用凹凸嵌合纹理增加贴合面间的结合面积。

如图4所示，在本发明一实施例中，承压滑动板142的表面涂覆低摩擦系数材料形成纹理。

本发明实施例的信号输入模块利用低摩擦系数材料降低贴合面间的摩擦阻力。

本发明一实施例的供热系统水温精细化控制方法如图6所示。在图6中，本方法包括：

在管路管壁上形成洁净表面；

将信号输入模块的轴向与管路轴向对齐，在洁净表面上通过绑扎带环绕固定信号输入模块的固定环121形成信号输入模块固定，形成信号输入模块的密闭空间；

采用激光打孔器形成两路开孔激光同步照射信号输入模块的第一光导体131和第二光导体132在密闭空间的洁净表面上形成两个通孔，利用信号输入模块的密闭空间形成管路旁路；

信号输入模块通过蓄电池获得工作电压通过温度传感器采集旁路实时温度和/或压力信号通过微处理器形成(供暖现场的)采集数据，通过无线通信模块向信号输入层01发出链路建立请求，发送采集数据；

将供暖现场环境数据和供暖现场数据时序化形成持续的神经网络输入层数据；

通过神经网络数据处理模型对神经网络输入层数据进行处理形成供暖现场温度和/或压力的变化趋势；

根据变化趋势和预置供暖策略的相关性形成分布式调频水泵的控制数据，平衡供热管网的水温和水压。

本发明实施例的供热系统水温精细化控制方法利用具有创造性的信号输入模块实现管网范围内的灵活的分布式采集点位，全面反映管网范围内的现场温度和/或压力特征，为后续神经网络模型处理形成可靠预测趋势提供了输入数据优势，为实现水温精细化控制的形成提供了精细的数据基础。

如图6所示，在本发明一实施例中，形成管路旁路后还包括：

通过第一光导体131或第二光导体采集旁路中的光谱信号形成流体的元素含量光谱，用于形成神经网络处理中的额外特征数据类型。

本发明实施例的供热系统水温精细化控制方法利用成熟的光谱成像技术获得管路内壁、流体截面的元素信息，可以用来衡量管路老化、沉淀和流体变化特征，为水温精细化控制提供丰富的分析特征参数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，包括：

信号输入层，用于通过异构数据链路获取供暖现场环境数据，提供数据接入链路响应供暖现场信号输入模块的数据传输请求；

时序数据处理层，用于将所述供暖现场环境数据和所述供暖现场数据时序化形成持续的神经网络输入层数据：

神经网络处理层，用于通过神经网络数据处理模型对所述神经网络输入层数据进行处理形成供暖现场温度和压力的变化趋势；

变频数据分发层，用于根据所述变化趋势和预置供暖策略的相关性形成分布式调频水泵的控制数据，平衡供热管网的水温和/或水压。

2.如权利要求1所述的供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，所述信号输入模块包括三个共轴向的刚性横置腔体，第二横置腔体和第三横置腔体位于第一横置腔体中，所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体朝下同一方向形成敞口底端，所述第二横置腔体的一端和所述第一横置腔体的一端局部形成第一共用端壁，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体沿轴向顺序相连，所述第二横置腔体的另一端和所述第三横置腔体的一端形成第二共用端壁，所述第三横置腔体的另一端和所述第一横置腔体的另一端局部形成第三共用端壁，所述第二横置腔体的容积小于所述第三横置腔体的容积，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的侧壁轮廓相同且平滑连接，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的侧壁与所述第一横置腔体的侧壁形成平行间隔；

所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的敞口底端与所述第二共用端壁底端平齐，所述第二共用端壁采用弹性水溶材料制成，所述第三横置腔体顶部开始过水通孔；

所述第一横置腔体的侧壁外表面上在轴向两侧设置固定环，轴向一侧的固定环沿轴向间隔设置；

所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的敞口底端设置防水缓冲垫层；

还包括第一光导体和第二光导体，所述第一光导体贯通所述第一横置腔体和所述第二横置腔体的顶部固定，所述第二光导体贯通所述第一横置腔体和所述第三横置腔体的顶部固定；

还包括温度传感器，所述温度传感器位于第三横置腔体内；

还包括压力传感器，所述压力传感器位于第三横置腔体中。

3.如权利要求2所述的供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，所述第一横置腔体、所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的侧壁都包括一对相对平行竖立的立板，所述第一横置腔体的立板内侧上部形成平滑的弧形凹陷面，所述弧形凹陷面的轴线与所述第一横置腔体的轴线平行，在所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的立板与所述第一横置腔体的立板之间包括平行的承压滑动板，所述承压滑动板的中下部与两侧的立板贴合，所述承压滑动板的两端与所述第一共用端壁和所述第三共用端壁贴合，所述承压滑动板中上部朝向所述第二横置腔体和所述第三横置腔体的一面逐渐向朝向所述第一横置腔体的另一面倾斜，使得所述承压滑动板中上部的厚度由中部向顶端逐渐变薄，在所述承压滑动板中上部两侧沿所述第一横置腔体轴向设置成组平行片状翅片，所述片状翅片向上倾斜，所述第一横置腔体一侧的所述片状翅片尾部与所述弧形凹陷面贴合，所述第二横置腔体和所述第三横置腔体一侧的所述片状翅片尾部与同侧的立板贴合，所述承压滑动板的底端设置防水缓冲垫层。

4.如权利要求3所述的供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，所述防水缓冲垫层包括：

在所述第一横置腔体的敞口底端沿端壁和侧壁围成的第一环形防水缓冲垫层，在所述第二横置腔体的敞口底端沿第一共用端壁、侧壁和第二共用端壁围成的第二环形防水缓冲垫层，在所述第三横置腔体的敞口底端沿第二共用端壁、侧壁和第三共用端壁围成的第三环形防水缓冲垫层，所述第二环形防水缓冲垫层和所述第三环形防水缓冲垫层一体构成所述第一环形防水缓冲垫层内侧的同心防水缓冲垫层。

5.如权利要求2所述的供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，所述第一光导体的主光轴与所述第一横置腔体轴线的夹角大于所述第二光导体的主光轴与所述第一横置腔体轴线的夹角，所述第一光导体的主光轴偏向所述第一共用端壁，所述第二光导体的主光轴偏向所述第三共用端壁。

6.如权利要求2所述的供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，所述第三横置腔体的侧壁内侧固定微型水力转子发电机，所述微型水力转子发电机的信号线通过所述第一横置腔体和所述第三横置腔体顶部的密封过孔穿出，所述第一横置腔体侧壁外侧固定：

电源控制模块，用于将所述微型水力转子发电机形成的功率信号进行电压转换向蓄电池充电；

所述蓄电池，用于提供工作电压；

微处理器，用于接收传感器的采集信号并根据预置处理策略激活无线通信模块传输采集数据；

所述无线通信模块，用于向所述信号输入层发出链路建立请求，发送采集数据。

7.如权利要求2所述的供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，所述第二共用端壁中心局部采用弹性水溶材料制成，所述第二共用端壁的底部采用不可水溶的防水缓冲垫层材料制成。

8.如权利要求2所述的供热系统水温精细化控制系统，其特征在于，所述第一横置腔体的敞口底端，所述第一横置腔体的端壁覆盖侧壁端部形成重叠垫层区域，在所述重叠垫层区域内的防水缓冲垫层侧壁上形成相互配合的凹凸嵌合纹理。

9.一种供热系统水温精细化控制方法，其特征在于，利用如权利要求1至8任一所述的供热系统水温精细化控制系统，包括：

在管路管壁上形成洁净表面；

将所述信号输入模块的轴向与所述管路轴向对齐，在所述洁净表面上通过绑扎带环绕所述固定信号输入模块的固定环121形成所述信号输入模块固定，形成所述信号输入模块的密闭空间；

采用激光打孔器形成两路开孔激光同步照射所述信号输入模块的所述第一光导体和所述第二光导体在所述密闭空间的洁净表面上形成两个通孔，利用所述信号输入模块的所述密闭空间形成管路旁路；

所述信号输入模块通过传感器采集旁路实时温度和/或压力信号通过所述微处理器形成采集数据，通过所述无线通信模块向所述信号输入层发出链路建立请求，发送采集数据；

将所述供暖现场环境数据和所述供暖现场数据时序化形成持续的神经网络输入层数据：

通过神经网络数据处理模型对所述神经网络输入层数据进行处理形成供暖现场温度和压力的变化趋势；

根据所述变化趋势和预置供暖策略的相关性形成分布式调频水泵的控制数据，平衡供热管网的水温和/或水压。

10.如权利要求9所述的供热系统水温精细化控制方法，其特征在于，所述形成管路旁路后还包括：

通过所述第一光导体或所述第二光导体采集所述旁路中的光谱信号形成流体的元素含量光谱，用于形成神经网络处理中的额外特征数据类型。

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