CN111306608A - 天然气智能供热系统及供热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种天然气智能供热系统,包括测温传感器、统计筛选器、储存分析器、热量计算器、热量表和自动燃烧器,统计筛选器的输入端与测温传感器的输出端连接,储存分析器的输入端与统计筛选器的输出端连接,热量计算器的输入端与储存分析器的输出端连接,热量表和自动燃烧器形成闭环控制系统,闭环控制系统的输入端与储存分析器的输出端连接。本发明提供的天然气智能供热系统,热量计算器根据测温传感器测得的实时室外气温和采暖建筑物的数据信息,计算得出该采暖建筑物瞬时耗热量,然后直接与天然气锅炉实际的输出热量进行比较,根据比较结果,及时调节燃气锅炉的输出热量,与现有的控制回水温度方式相比,调节依据更为直接,调节时间更短,可以完成在某个时间段和某个时间点的热量调节,调节更为精确,不会出现输出热量调节滞后、室内过热或不热的状况。
Description
技术领域
本发明涉及供热领域,具体涉及一种天然气智能供热系统。
背景技术
随着我国社会的快速发展,集中供热的规模越来越大,社会对供热质量的要求也日益提高。在当前供热方式和能源格局不断变化的情况下,供热市场竞争日益激烈。随着当前环保压力和治污减霾措施调整,各地实施了大量的煤改气工程,造成天然气价格上调,供热成本居高不下,而我国的能源结构又是一个少油缺气多煤的现状,所以只有不断创造新的燃烧控制方法,减少燃气的消耗和浪费,从而降低供热成本,使企业才能生存。
目前市面上绝大多数天然气供热锅炉,基本都采用控制回水温度这种方法,这是一种最简单、比较原始的控制方式,对锅炉操作人员的专业素质要求比较高,需要操作人员依据丰富经验来设定回水温度。控制回水温度即在室外设置一传感器采集气候温度,通过气候温度补偿,从而达到间接控制锅炉节能燃烧的目的。例如当某小区天然气锅炉运行时,假如室外气温升高,采暖建筑物围护结构散热减少,回水温度升高超过原给定的45℃,采集到的温度自控信号进行比较,自控系统自动调节减小天然气进量,保持回水45℃。反之气温降低,回水温度低于原给定的45℃,自控系统自动调节增加天然气燃烧量,保持回水45℃。但是此方法不能直接量化反应在某一刻,某一温度下,采暖建筑物所需的热量数值,特别是热水采暖热惯性大,反应速度明显滞后,同时要求操作人员频繁的调节给定回水温度和燃气量,操作任务量大,且节能效果和供热质量难以达到预定目标。
因此,需要一种调节反应速度快且供热质量好的天然气供热系统及供热方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调节反应速度快且供热质量好的天然气供热系统及供热方法。
为实现上述目的,本发明提供一种天然气智能供热系统,包括测温传感器、统计筛选器、储存分析器、热量计算器、热量表和自动燃烧器,所述统计筛选器的输入端与所述测温传感器的输出端连接,所述储存分析器的输入端与所述统计筛选器的输出端连接,所述热量计算器的输入端与所述储存分析器的输出端连接,所述热量表和所述自动燃烧器形成闭环控制系统,所述闭环控制系统的输入端与所述储存分析器的输出端连接,适用于单台或多台燃气锅炉并联供热系统。
所述测温传感器用于采集室外实时气温并输送至所述统计筛选器,所述统计筛选器用于统计所述测温传感器采集的室外实时气温信息和写入所述统计筛选器的数据信息,所述热量计算器用于计算采暖建筑物瞬时耗热量,所述储存分析器用于储存根据所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量,所述闭环控制系统用于控制燃气锅炉的输出热量,所述热量表用于反馈锅炉实际输出热量数据信息与室外测得的实时气温计算热量信息比较结果,所述自动燃烧器根据反馈的信息结果自动调节燃气锅炉输出热量。
所述统计筛选器用于统计所述测温传感器采集的室外实时气温信息ta和写入统计筛选器的数据信息,所述写入统计筛选器的数据信息具体包括统计根据采暖建筑物采暖效果设定的调整系数k、采暖建筑物室内计算温度ti、采暖建筑物室外计算温度to和采暖建筑物设计热负荷Qf。
所述热量计算器依据所述测温传感器采集的室外实时气温ta和所述写入统计筛选器的数据信息调整系数k、采暖建筑物室内计算温度ti、采暖建筑物室外计算温度to和采暖建筑物设计热负荷Qf,根据公式:Qh=3.6Qfk(ti-ta)/(ti-to)计算所述采暖建筑物瞬时耗热量Qh。
所述天然气智能供热系统还包括能耗分析器,所述能耗分析器的输入端与所述储存分析器的输出端连接,所述能耗分析器用于分析锅炉运行技术参数。
所述测温传感器为热电阻传感器。
本发明还提供一种天然气智能供热方法,包括,
所述测温传感器采集室外实时气温;
所述统计筛选器统计所述测温传感器采集的室外实时气温和写入统计筛选器的数据信息;
所述热量计算器依据所述测温传感器采集的室外实时气温和写入统计筛选器的数据信息计算采暖建筑物瞬时耗热量;
所述储存分析器储存所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量;
所述闭环控制系统根据燃气锅炉的实际输出热量和所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量比较结果,调节燃气锅炉的输出热量。
具体地,当所述天然气供热装置的实际输出热量小于所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量时,所述自动燃烧器适度增大锅炉输出热量,当所述天然气供热装置的实际输出热量大于所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量时,所述自动燃烧器适度降低锅炉输出热量。
综上所述,与现有技术相比,本发明提供的天然气智能供热系统,热量计算器根据测温传感器测得的实时室外气温和采暖建筑物的数据信息计算得出该采暖建筑物瞬时耗热量,依据瞬时的耗热量直接与天然气实际的输出热量作比较,并根据比较结果,及时调节锅炉的输出热量,与现有的控制回水温度方式相比,调节依据更为直接,调节时间更短,可以完成在某个时间段和某个时间点的热量调节,调节更为精确,不会出现输出热量调节滞后、室内过热或不热的状况。此外,本发明提供的供热调节方法能够实时根据室外气温准确调节天然气的供热量,调节方式更为直接,调节结果更为精确,有利于减少能源消耗,实现天然气供热的自动化节能控制。
附图说明
图1为本发明天然气智能供热系统一实施例结构示意图;
图2为本发明天然气智能供热系统另一实施例结构示意图;
图3为本发明天然气智能供热方法流程图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和有益效果,下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。需说明的是,下述实施方法是对本发明做的进一步解释说明,不应当作为对本发明的限制。
请参见图1,本发明提供的天然气供热系统10包括测温传感器100、统计筛选器200、储存分析器300、热量计算器400、热量表510和自动燃烧器520,统计筛选器200的输入端与测温传感器100的输出端连接,储存分析器300的输入端与统计筛选器200的输出端连接,热量计算器400的输入端与储存分析器300的输出端连接,热量表510和自动燃烧器520形成闭环控制系统500,闭环控制系统500的输入端与储存分析器300的输出端连接;测温传感器100用于采集室外实时气温并输送至统计筛选器200,统计筛选器200用于统计测温传感器100采集的室外实时气温信息和写入的数据信息,热量计算器400用于计算采暖建筑物瞬时耗热量,储存分析器300用于储存根据热量计算器400计算得出的瞬时耗热量,闭环控制系统500用于控制燃气锅炉的输出热量,热量表510用于反馈燃气锅炉实际输出热量数据信息与依据室外测得的实时气温计算得出的瞬时耗热量比较结果,自动燃烧器520根据反馈的信息结果调节燃气锅炉输出热量。测温传感器100选用热电阻传感器,热电阻传感器测量精度高、性能稳定,能够准确反映室外实时温度,保证后续热量计算器400计算结果的准确性。需要说明的是,测温传感器100也可选用其他类型的传感器,如热电偶传感器,具体可根据实际情况进行选择。热量计算器400根据测温传感器100测得的实时室外气温和采暖建筑物的数据信息计算得出该采暖建筑物瞬时耗热量,依据瞬时的耗热量直接与天然气实际的输出热量作比较,并根据比较结果,及时调节燃气锅炉的输出热量,与现有的回水温度调节方式相比,调节依据更为直接,调节时间更短,可以完成在某个时间段和某个时间点的热量调节,调节更为精确,不会出现输出热量调节滞后或严重不匹配的状况。
如图2所示,在本发明另一实施例中,本发明提供的天然气供热系统20除包含上述实施例中的元件外,还包括能耗分析器600,能耗分析器600的输入端与储存分析器300的输出端连接,能耗分析器600用于分析燃气锅炉运行技术参数。能耗分析器600可根据需要自动分析每班工作人员每小时的燃气锅炉热效率、耗气量、耗电量、耗水量、软水及其它物料的消耗,汇总打印出的运行技术参数表并连接显示在显示器上,可促使和指导操作人员相互监督和学习。具体地,汇总打印出的运行技术参数表可根据实际情况进行设计,如按日月年格式进行打印。
请继续参见图1及图2,在本发明所有实施例中,统计筛选器200用于统计测温传感器100采集的室外实时气温信息ta和写入统计筛选器200的数据信息,写入的数据信息包括根据采暖建筑物采暖效果设定的调整系数k,采暖建筑物室内计算温度ti,采暖建筑物室外计算温度to和采暖建筑物设计热负荷Qf,热量计算器400根据公式:Qh=3.6Qfk(ti-ta)/(ti-to)计算采暖建筑物瞬时耗热量Qh。写入统计筛选器200的数据信由权限人写入,并尽量减少其他人写入数据,保证后续热量计算器400计算的瞬时耗热量的准确性。其中,调整系数k是依据采暖建筑物的面积、维护结构、朝向、采暖指标等设定。
热量计算器400依据民用建筑采暖耗能计算公式:
Qa=0.0864N Qf’(ti-ta)/(ti-to);
式中:Qa—采暖全年耗热量,GJ;
N—采暖天数;
Qf’—小区建筑物采暖设计热负荷,采暖指标与面积的乘积,单位是kW;
计算得出采暖建筑物瞬时耗热量:
Qh=3.6Qfk(ti-ta)/(ti-to)
式中:Qh—采暖建筑物瞬时耗热量,GJ/h;
Qf—小区建筑物采暖设计热负荷,采暖指标与面积的乘积,MW;
k—调整系数,根据当地的采暖标准进行调整,0.7—1.3;
ti—采暖室内计算温度,℃;
ta—采暖期室外实时温度,℃;
to—采暖室外计算温度,℃;
具体地,采暖热指标取40W/㎡左右,k取0.7~1.3之间。采暖室内计算温度ti设为18℃,采暖室外计算温度to设为-3.4℃。需要说明的是,这些数据可根据当地的实际情况进行设定。
储存分析器300储存热量计算器400计算获得的采暖建筑物瞬时耗热量,闭环控制系统500根据储存分析器300中的数据信息,控制燃气锅炉的输出热量。具体地,热量表510反馈燃气锅炉实际输出热量数据信息与室外测得的实时气温计算热量信息比较结果,自动燃烧器520根据反馈的信息结果调节燃气锅炉输出热量。
请参见图3,本发明提供的天然气智能供热方法包括:
101测温传感器100采集室外实时气温;
102统计筛选器200统计测温传感器100采集的室外实时气温和写入统计筛选器200的数据信息;
103热量计算器400依据测温传感器100采集的室外实时气温和写入统计筛选器200的数据信息计算采暖建筑物瞬时耗热量;
104储存分析器300储存热量计算器400计算得出的瞬时耗热量;
105闭环控制系统500根据燃气锅炉的实际输出热量和热量计算器400计算得出的瞬时耗热量比较结果,调节天然气的供热量。当天然气供热装置的实际输出热量小于热量计算器400计算得出的瞬时耗热量时,自动燃烧器520适度增大燃气锅炉输出热量,当天然气供热装置的实际输出热量大于热量计算器400计算得出的瞬时耗热量时,自动燃烧器520适度降低燃气锅炉输出热量。热量计算器400计算得出瞬时耗热量的方法可参见上述说明。
本发明提供的天然气智能供热系统,测温传感器100用于采集室外实时气温并输送至统计筛选器200,统计筛选器200用于统计测温传感器100采集的室外实时气温信息和写入统计筛选器200的数据信息,热量计算器400用于计算采暖建筑物瞬时耗热量,储存分析器300用于储存根据热量计算器400计算得出的瞬时耗热量,闭环控制系统500用于控制燃气锅炉的输出热量,热量表510用于反馈燃气锅炉实际输出热量数据信息与室外测得的实时气温计算热量信息比较结果,自动燃烧器520根据反馈的信息结果调节燃气锅炉输出热量。热量计算器400根据测温传感器100测得的实时室外气温和采暖建筑物的数据信息计算得出该采暖建筑物瞬时耗热量,依据瞬时的耗热量直接与天然气实际的输出热量作比较,并根据比较结果,及时调节燃气锅炉的输出热量,与现有的控制回水温度方式相比,调节依据更为直接,调节时间更短,可以完成在某个时间段和某个时间点的热量调节,调节更为精确,不会出现输出热量调节滞后、室内过热或不热的状况。此外,本发明提供的供热调节方法能够实时根据室外气温准确调节天然气的供热量,调节方式更为直接,调节结果更为精确,有利于减少能源消耗,实现天然气供热的自动化节能控制。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已,不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,均属于本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种天然气智能供热系统,其特征在于:包括测温传感器、统计筛选器、储存分析器、热量计算器、热量表和自动燃烧器,所述统计筛选器的输入端与所述测温传感器的输出端连接,所述储存分析器的输入端与所述统计筛选器的输出端连接,所述热量计算器的输入端与所述储存分析器的输出端连接,所述热量表和所述自动燃烧器形成闭环控制系统,所述闭环控制系统的输入端与所述储存分析器的输出端连接;
所述测温传感器用于采集室外实时气温并输送至所述统计筛选器,所述统计筛选器用于统计所述测温传感器采集的室外实时气温信息和写入所述统计筛选器的数据信息,所述热量计算器用于计算采暖建筑物瞬时耗热量,所述储存分析器用于储存根据所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量,所述闭环控制系统用于控制燃气锅炉的输出热量,所述热量表用于反馈锅炉实际输出热量数据信息与室外实时气温计算热量信息比较结果,所述自动燃烧器根据反馈的信息结果自动调节燃气锅炉输出热量。
2.如权利要求1所述的天然气智能供热系统,其特征在于:所述统计筛选器用于统计所述测温传感器采集的室外实时气温信息ta和写入统计筛选器的数据信息,所述写入统计筛选器的数据信息具体包括统计根据采暖建筑物采暖效果设定的调整系数k、采暖建筑物室内计算温度ti、采暖建筑物室外计算温度to和采暖建筑物设计热负荷Qf。
3.如权利要求2所述的天然气智能供热系统,其特征在于:所述热量计算器依据所述测温传感器采集的室外实时气温ta和所述写入统计筛选器的数据信息调整系数k、采暖建筑物室内计算温度ti、采暖建筑物室外计算温度to和采暖建筑物设计热负荷Qf,根据公式Qh=3.6Qfk(ti-ta)/(ti-to)计算所述采暖建筑物瞬时耗热量Qh。
4.如权利要求1所述的天然气智能供热系统,其特征在于:所述天然气智能供热系统还包括能耗分析器,所述能耗分析器的输入端与所述储存分析器的输出端连接,所述能耗分析器用于分析锅炉运行技术参数。
5.如权利要求1所述的天然气智能供热系统,其特征在于:所述测温传感器为热电阻传感器。
6.如权利要求1至5任一项所述的天然气智能供热系统的天然气智能供热方法,其特征在于:包括,
所述测温传感器采集室外实时气温;
所述统计筛选器统计所述测温传感器采集的室外实时气温和写入统计筛选器的数据信息;
所述热量计算器依据所述测温传感器采集的室外实时气温和写入统计筛选器的数据信息计算采暖建筑物瞬时耗热量;
所述储存分析器储存所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量;
所述闭环控制系统根据燃气锅炉的实际输出热量和所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量比较结果,调节燃气锅炉的输出热量。
7.如权利要求6所述的天然气智能供热方法,其特征在于:当所述天然气供热装置的实际输出热量小于所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量时,所述自动燃烧器适度增大锅炉输出热量,当所述天然气供热装置的实际输出热量大于所述热量计算器计算得出的瞬时耗热量时,所述自动燃烧器适度降低锅炉输出热量。
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