CN111536583A - 二次网垂直与水平失调平衡调控方法 - Google Patents

二次网垂直与水平失调平衡调控方法 Download PDF

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CN111536583A CN202010543949.1A CN202010543949A CN111536583A CN 111536583 A CN111536583 A CN 111536583A CN 202010543949 A CN202010543949 A CN 202010543949A CN 111536583 A CN111536583 A CN 111536583A
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Abstract

本发明公开了一种二次网垂直与水平失调平衡调控方法。通过设置温度传感器,采集供水温度、回水温度和室内温度;在各用户的供暖管路上分别设置动态流量平衡阀;各单元分别设置采集集中器,用于采集各户的供水温度、回水温度和室内温度,采集集中器与远程控制中心通讯连接。调控时,根据室内目标温度和室外温度,以及当前室内温度、供水温度和回水温度,计算出用户供回水平均温度的目标值并下发至动态流量平衡阀,动态流量平衡阀根据供回水平均温度对流量进行增减控制,直至稳定后的室内温度达到室内目标温度。本发明解决了二次网系统中垂直失调和水平失调难以同时调节的问题,以及各住户室内温度不平衡导致计量误差较大的问题。

Description

二次网垂直与水平失调平衡调控方法
技术领域
本发明涉及一种供暖二次网的调控方法,具体设计一种针对二次网垂直与水平失调的平衡调控方法。
背景技术
据统计数据显示,目前在我国的北方集中供热系统的面积超过120亿平方米。集中供热系统中,热电联产平均承担着50%的热源供应,而燃煤燃气锅炉占热源的50%。每年,我国北方地区约五到八亿平方米的新增供热面积,这导致多数城市热源严重不足。一方面,供给严重不足,另一方面,能源浪费也较为严重。
在二次网水利工况存在不平衡的情况下,有的楼栋尤其是近端住户,室内温度偏高,而远端住户室内温度偏低不达标。这时会出现以下几种情况:一方面为了保证上述住户室温达标,供热企业要提高整个二次网供热温度参数,普遍提高住户室内温度,热的住户室温更加热,冷的住户室温只是接近达标,浪费了大量的热能;另一方面,供热企业加大二次网循环泵的流量,使管网趋于平衡,但却浪费了大量的电能。同时,不达标住户在散热器各末端私接水龙头泄放供热系统水,也会导致热能和水的流失。
如果能够做好二次网水力平衡调节,将消除供热系统的水力失调,节省水、电、热的单耗,避免通过简单提高供热温度参数和循环泵流量的方法来应付解决。
根据《北方地区冬季清洁取暖规划(2017—2021年)》指出要全面提升热网系统效率,有效降低取暖能耗。通过二次网水力平衡调节,一方面可以从根本上提高热网效率,减少燃料和输送热力电能的使用,实现节能减排的目的;另一方面,可以改善热用户舒适度,使供热不均衡现象降到最低。
目前我国新建小区普遍安装了电热阀门,起到了一定的调控能力,但是无法起到平衡的调控效果,特别对于老旧小区水力失衡更为严重,现在主要的调控理念有人工经验调节(粗调法)、比例调节法、回水温度平衡法等。我国北方地区的既有建筑的供热系统大多为垂直单管系统,前述的这些调控方法可以改善水平失调的平衡问题,但是无法满足垂直失调和计量调节的平衡问题,既不能解决供热效果平衡,也不能解决供需平衡。
具体的:
1、采用人工经验值调节(粗调法)
根据经验值来手动调节楼栋阀的开度,可以粗略的达到特定条件下的水力平衡,根据气温变化和以往经验对换热站调节,从而达到升、降温的效果。该方法也是目前热力公司最常用的方法,通过供暖初期的调节基本上能够解决明显的水力失调状况,但是该方法需要调节人员具有足够的调节经验,对于没有调节经验的人来说面对复杂的用热终端用户情况,从根本上无法实现供热平衡,而且由于各个环路之间存在的耦合关系,不可能调控到对近端、远端对压力、流量的充分利用,大部分阀门处于开度不合理状态。
2、采用比例调节法
当用户系统阻力系数一定时,系统上游端的调节,将引起用户流量成比例变化。也就是说,当用户阀门未调节时,系统上游端的调节,将使用户流量的变化遵循一致等比失调的规律。然后在每个单元入口安装自力式平衡阀按照设计需求进行流量控制。该方法主要应用于集中拱热、中央空调等水系统中,有利于被控系统各用户和末端装置的自主调节,适用于分户计量供暖系统和变流量空调系统。但是此方法手动设定目标值并不能实现一次设置平衡就永久平衡的理想状态,无法根据实际情况的变化随时进行调剂变化,现场运行情况也无法反馈到管理中心。而且不适用以热源为主动变流量调节系统,当系统进行以热源为主动变流量调节时近端用户和远端用户不能随着总流量变化而等比变化,不能保持水力平衡工况,热网出现动态水力失调。
3、采用回水温度法调节
在每个单元入口或户用入口安装电动调节阀门,然后根据回水温度对阀门流量进行调节从而实现回水温度达到一致来进行平衡调节,回水温度平衡调节可以粗略的看作是二网平衡,作为二网平衡的重要依据,它不仅容易实现,又能很好的体现出二网平衡。但是回水温度平衡不能直接体现室内温度的平衡,不同的供热住户即便是回水温度相同但是由于供热面积不同、管径不同、建筑结构不同、散热效果不同等等因素导致实际供热效果可能不同。以回水温度作为目标值进行平衡调节要建立在几个前提条件:围护结构的传热系数相同、外部环境相同、围护结构的传热面积相同、散热器散热面积相同、散热器的散热系数相同,只有满足以上5点都相同才能保证回水温度平衡导致室内温度平衡,同一个小区进行分析的话,围护结构的传热系数同一栋楼大体相同不同楼不同位置应该有差距;外部环境大体相同除个别被建筑遮挡之外;散热器的散热系数只要是同样的供暖方式(都是地暖或都是片暖)大体相同;传热面积和散热面积不同户型不同楼宇可能就不相同了,但是可能存在传热面积与散热面积之比相同的情况,这种情况以楼为单位的情况下更容易达到,但是到了户为单位的情况下可能就有所差距了。因此,实际运行当中以上5条不可能完全相同,总会有或大或小的差异,这样就导致了在相同的回水温度的条件下室内温度会有所差异。
上述平衡调控的方法有的只解决了水平失调的问题,有的可以改善垂直失调但是无法达到室内温度平衡的效果,室内温度具有一定的滞后性。所以单纯的根据室内温度调控会造成很大的波动性,而且以上方案都不具备平衡加计量调节的功能。
发明内容
本发明提出了一种二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其目的是:解决二次网系统垂直与水平衡失调造成用户室内温度冷热不均的问题。
本发明技术方案如下:
一种二次网垂直与水平失调平衡调控方法,在各用户的供水管、回水管以及室内分别设置温度传感器,用于采集供水温度、回水温度和室内温度;在各用户的供暖管路上分别设置动态流量平衡阀;上述温度传感器还分别与动态流量平衡阀通讯连接;
各单元分别设置采集集中器,用于采集各户的供水温度、回水温度和室内温度,采集集中器与远程控制中心通讯连接;
调控时的步骤如下:
(A)设置动态流量平衡阀的初始流量值;
(B)采集各户的室内温度、供水温度和回水温度并上传至控制中心;
(C)控制中心根据室内目标温度和室外温度,以及当前室内温度、供水温度和回水温度,计算出用户供回水平均温度的目标值并下发至动态流量平衡阀,动态流量平衡阀根据供回水平均温度对流量进行增减控制,直至稳定后的室内温度达到室内目标温度。
作为本方法的进一步改进:第i个供暖用户的供回水平均温度的目标值的计算方式为:
首先计算第i个供暖用户的内部得热升温系数wi
Figure BDA0002540027610000051
式中:
tin为第i个供暖用户的当前室内温度,单位为℃;
tiP为第i个供暖用户当前散热器内热水平均温度,单位为℃;
tw为采暖室外平均温度,单位为℃;
其中:
Figure BDA0002540027610000052
tig为第i个供暖用户的当前供水温度,单位为℃;
tih为第i个供暖用户的当前回水温度,单位为℃;
然后计算供回水平均温度的目标值:
tipj=tinj+(tinj-twj)*wi
式中,tinj为第i个供暖用户第j时的室内目标温度,twj为第i个供暖用户第j时的计算室外温度即根据天气预报预测到的室外平均温度。
作为本方法的进一步改进:步骤(B)中,控制中心还要获取未来24小时天气情况及室外温度的平均值及温度走势。
作为本方法的进一步改进:步骤(C)中进行流量控制时,每次流量的增减量为5%,每半小时增减一次。
作为本方法的进一步改进:各用户室内设有室内温控器,所述室内温控器用于采集室内温度,还用于设置或接收下发的室内目标温度;所述室内温控器与所述动态流量平衡阀通讯连接。
作为本方法的进一步改进:在各户未分别安装用户热量表的情况下,单元集中安装单元热量表,单元热量表与采集集中器通讯连接,并通过以下公式计算每个用户的分摊热量:
Figure BDA0002540027610000061
式中:
Gi为第i个用户的供热量;
Go为单元热量表测得的本单元的供热量;
Qi为第i各住户的供水流量;
Fi为第i住户的采暖供热面积;
N为单元热量表所覆盖的住户数量;
△Ti为第i个住户的供水温度与回水温度的温度差。
作为本方法的进一步改进:用户的室内温度平衡后,换热站根据室外温度和室内目标温度计算换热站供回水的目标平均温度,指导换热站进行换热:
Figure BDA0002540027610000071
式中:
tg为换热站当前供水温度;
th为换热站当前回水温度;
tpn为所有供热用户当前室内平均温度;
tpnj为所有供热用户第j时刻室内目标温度的平均值;
tw为当前室外平均温度;
twj为第j时刻计算室外温度即根据天气预报预测到的室外平均温度;
tpj为换热站第j时刻供回水目标温度的平均值。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:(1)本方法增设动态流量平衡阀(流量调节器或压差调节器),当其它用户阀门开度发生变化时,利用动态流量平衡设备的屏蔽作用(去耦合效应)和自身的流量并不随之发生变化的特性,解决了其它电动阀门调节难、调节不到位和调节过程中出现耦合效应的问题,既实现了平衡调节,又可以防止平衡遭到破坏,同时还满足了计量调节的需求,从而解决了二次网系统中垂直失调和水平失调难以同时调节的问题,以及各住户室内温度不平衡导致计量误差较大的问题,上传的数据还可以与收费系统交互,实现停暖或供暖的自动操作;(2)本方法不需要在每个供热单元单元楼栋安装调节阀,只需要在每一户安装一个动态流量平衡阀,在每一户室内安装一个室内温控器,在每个单元安装一个采集集中器,即可实现水平失调和垂直失调的平衡调节,每个动态流量平衡阀特征曲线都为线性的,在完成平衡调节后不受其它支路调节的影响,无论是对住户的室内温度平衡调节还是住户的计量调节,都不对其他住户的供热效果产生影响;(3)控制中心与换热站进行联动指导供热,换热站可以根据控制中心提供的信息合理供热,不需要运行部门干预,实现无人值守的管理模式;(4)从节约能源的角度,通过合理的二次网水利平衡调节,可以有效降低水、电、热的单耗,节约水、电、热的运行成本,为供热企业节省成本支出,提高企业效益。
附图说明
图1为实施例中住户的布局示意图。
图2为实施例一中设备布局的示意图。
图3为实施例二中设备布局的示意图。
图4为热量交换的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案:
本方法可应用于实施例一和二两种布局结构。首先介绍两种实施例的具体布局方式,然后说明本方法的具体流程。
实施例一
如图1和2所示,调控系统包括动态流量平衡阀1、阀内温度传感器2、用户热量表3、供水温度传感器4、回水温度传感器5、室内温控器6、住户围护7、第一信号线8、第二信号线9、住户供水管10、住户回水管11、单元供水管12、单元回水管13、第三信号线14和采集集中器15。图中有N个住户,N为大于1的正整数。
在每个单元设置采集集中器15,用来采集用户热量表3和每个住户回水管11上安装的动态流量平衡阀1的数据,并且每个动态流量平衡阀1自带一路阀内温度传感器2,每个住户的住户围护7内安装有室内温控器6,采集集中器15通过第三信号线14将所有动态流量平衡阀1和用户热量表3连接起来形成采集控制整套系统。
位于同一单元楼供热单元每户的用户热量表3和动态流量平衡阀1输出端通过第三信号线14与采集集中器15信号的输入端相连接,每户的室内温控器6与动态流量平衡阀1通过微功率无线相连接,采集集中器15通过4G与远程控制中心无线连接。
实施例二:
如图1和3所示,本实施例的调控系统包括动态流量平衡阀1、阀内温度传感器2、供水温度传感器4、回水温度传感器5、室内温控器6、住户围护7、住户供水管10、住户回水管11、单元供水管12、单元回水管13、第三信号线14、采集集中器15和单元热量表16。图中有N个住户,N为大于1的正整数。
在每个单元设置采集集中器15,用来采集单元回水管13上安装的单元热量表16的数据,并且每个动态流量平衡阀1自带一路阀内温度传感器2,每个住户的住户围护7内安装室内温控器6,采集集中器15通过第三信号线14将所有动态流量平衡阀1和单元热量表16连接起来形成采集控制整套系统。
位于同一单元楼的单元热量表16和动态流量平衡阀1通过第三信号线14与采集集中器15相连接,每户的室内温控器6与动态流量平衡阀1通过微功率无线进行相连,动态流量平衡阀1与供水温度传感器4的相连接,采集集中器15通过4G与远程控制中心无线连接。
本实施例与实施例一的区别在于:适用于没有用户热量表3的应用场景,通过安装单元热量表16,结合动态流量平衡阀1的定流量的特性,可以依据公式(1)计算出每一户的分摊热量:
Figure BDA0002540027610000101
其中:
Gi-第i个用户的供热量;
Go-单元热量表16测得的本单元的供热量;
Qi-第i各住户的进水流量;
Fi-第i住户的采暖供热面积;
n-单元热量表16覆盖的住户数量;
△Ti-第i个住户的供水温度T1与回水温度T2的温度差,△Ti=|T1-T2|。
通过动态流量平衡阀1将设置的阀门流量、所采集的供回水温度、获取的住户供热面积、单元热量表16的单元供热量等数据采集到采集集中器15中,再通过计算公式(1)可得出单位时间内每个住户的热量分配情况。
下面具体说明本方法的原理及步骤:
本发明的二次网平衡调控理论基础涉及于房屋围护结构如图4的基本研究模型,模型中涉及房屋热负荷理论、热水循环公式、房屋散热设备散热公式、房屋热负荷公式及其相应的推导公式及理论等。
房间的供暖热负荷:当室内温度存在差异时,热交换总是存在的。房屋通过墙、窗、门、屋顶、地面围护结构传出的热量及渗入的冷空气所需的热量为房屋的散热量。房间通过除供暖系统之外的其它途径(如太阳辐射、人体、照明、电气用具、炊事等)所得到的热量称为得热量。在普通建筑物中,一般来说,其失热量大于得热量。为了使室内温度维持在人们生活、工作所要求的某个平均温度值,需要用供暖系统进行热补偿。房间失热量与得热量的差值称为房间的供暖热负荷。这些热量是需要供暖系统提供的。所以,通常亦称为供暖系统的热负荷或房屋耗量。
热水循环传热公式:根据《城市热力网设计规范(CJJ34-2016)》推导得出:
Figure BDA0002540027610000111
散热器散热量的公式为:
Figure BDA0002540027610000121
根据公式(3),散热器的散热量受4个因素影响,分别为:散热器的传热系数、散热面积、供回水平均温度和室内温度。散热器的散热系数是个常数,散热面积也是常数,在供水温度不变的情况下,那么可以得出影响室内温度的主要因素就是回水温度。回水温度越高散热器的散热量就越大,反之就越小,这样我们可以得出当围护结构的供热面积相同,建筑结构大体相同,环境因素大体相同,他们的热负荷就基本相同,要想达到相同的室内温度,散热量就要相同。当散热系数及散热面积相同的情况下,决定散热量的因素就只有回水温度。
在不考虑管路的热损耗的情况下,散热器散出的热量应该等于热水循环提供的热量,根据热力学原理Q1=Q2,将公式(2)与公式(3)变换得到公式(4)(第i个供暖用户的循环公式):
Figure BDA0002540027610000122
供水温度温度及回水温度都可以通过传感器获取得到,室内温度可以通过室内温控器获取,流量大小通过热量表获取,通过公式(4)可以求出Kis*Fis的大小,利用公式(3)可求出室内温度的值。当用户开窗时,流量不变,可以通过公式(3)与公式(4)分析出此时室内温度下降,回水温度降低,供热量却增加,从而可以判断出住户是否出现开窗情况。
根据公式(5),房屋热负荷主要受四个因素影响:围护结构的传热系数、传热面积、室内温度与室外温度之差、环境因素。影响围护结构的传热系数因素:体形系数、窗墙面积比、建筑物的高度、建筑物朝向等。参考《实用供热空调设计手册(第二版)》,影响环境修正系数的因素:日照率、日照辐射强度、日照角度、建筑物被遮挡情况、风力大小、风向、供暖率等。
Figure BDA0002540027610000131
根据维持某个室温不变的原理,基于Q3=Q2将公式(3)和公式(5),可以将两边等式化简得到下面公式:
Figure BDA0002540027610000141
Figure BDA0002540027610000142
Figure BDA0002540027610000143
tipj=tinj+(tinj-twj)*wi (7)
wi--第i个供暖用户当前内部得热升温系数
KiW--第i个供暖用户围护结构的传热系数,W/(㎡·℃)
FiW--第i个供暖用户围护结构的传热面积,㎡
a--环境修正系数
KiS--第i个供暖用户散热器的传热系数,W/(㎡·℃)
FiS--第i个供暖用户散热器的散热面积,㎡
tin--第i个供暖用户采集的当前室内温度,℃
tw--当前室外平均温度,℃
tig--第i个供暖用户采集的当前供水温度,℃
tih--第i个供暖用户采集的当前回水温度,℃
tiP--第i个供暖用户当前散热器内热水平均温度,℃
tiPj--第i个供暖用户第j时散热器内热水平均温度,℃
tinj--第i个供暖用户第j时计算室内温度,℃
twj--第j时计算室外平均温度,℃
实施例一的具体实施步骤如下:
步骤一:通过设计流量,将各住户流量大小通过动态流量平衡阀1设定到对应的流量值,并保持不变;
步骤二:通过住户安装的动态流量平衡阀1自带的阀内温度传感器2及住户供水管安装的供水温度传感器采集进回水温度;
步骤三:通过控制中心获取未来24小时天气情况及室外温度的平均值及温度走势;
步骤四:通过住户安装的室内温控器6采集室内温度,分析判断室内温度是否趋于稳定及稳定后的室温大小;
步骤五:当室内温度趋于稳定后,通过获取到的室外温度、室内温度、进回水温度值根据公式(6)计算得到该住户房屋的“内部得热升温系数Wi”;
步骤六:通过控制中心对各个住户的室内温度进行采集并分析,通过数据中心统计得出每个住户的合理室内温度目标值;
步骤七:根据步骤五得到的系数Wi、步骤三得到的室外温度变化趋势以及步骤六得出的合理室内温度的目标值和采集时间,动态流量平衡阀可以通过公式(7)计算出需要控制的进回水平均温度的目标值,根据目标值对流量进行增减控制,每次增减5%,每半小时增减一次;
步骤八:室内温度趋于稳定后,判断是否达到室内目标温度,未达到则重复步骤二到步骤七直至达到室内目标温度;
步骤九:当住户室内温度达到目标室内温度时,将动态流量平衡阀1的阀门流量进行锁定,对应的阀门开度作为阀门阀门开度上限设置到阀门的控制单元中。
进一步的,当需要计量供热时,通过控制中心下发指令到每个住户的动态流量平衡阀1及室内温控器6,打开室内温控器6的控制权限,使得住户可以通知室内温控器6下发室内温度目标值。
对于实施例一,可以直接通过每户的用户热量表3获取各自的用热量。对于实施例二,需要根据热量分摊公式(1),将每个住户的用热进行分摊计量,达到主动节能的效果。
进一步的,控制中心根据得到的数据,可以结合公式(8)与换热站联立进行指导供热,使其供热更均衡,达到供需平衡的目的。
本发明中涉及与换热站联动依据。当室内温度达到平衡之后,如果室内温度达到设计温度的要求,就要与换热站进行联动。以下为联动的理论介绍。
散热器的热力调节特性:当热水网路在稳定状态下运行时,如果忽略管网沿途热损失,系统供热量、散热器散热量与建筑物热负荷相等。另外,如果近似把供暖体积热指标视为常数,则供暖热负荷与室外温度变化成正比。供暖负荷调节的基本公式见式:
Figure BDA0002540027610000161
tg--换热站当前供水实际温度tgj--换热站j时刻供水计算温度
th--换热站当前回水实际温度thj--换热站j时刻回水计算温度
tpn--所有住户当前平均室内温度tpnj--所有住户j时刻室内目标温度tw--当前室外平均实际温度twj--第j时刻室外平均计算温度
Figure BDA0002540027610000162
--当前时刻与第j时刻的相对流量
Figure BDA0002540027610000163
--当前时刻与第j时刻建筑相对供热热负荷比
Δt、Δt′分别为散热器表面与室内空气的实际换热平均温差
和设计换热平均温差℃
一般情况下Δt=(tg+th)/2-tpn Δt′=(tgj+thj)/2-tpnj
本发明中涉及与换热站的联动策略,在不同的室外温度下,要保持一定的室内温度不变,则应有对应的供回水温度。根据供热调节基本公式,在进行质调节时,供暖系统的循环水量保持不变,根据室外温度对供回水温度进行调节,其调节公式(9):
Figure BDA0002540027610000171
Figure BDA0002540027610000172
tg--换热站当前供水温度
th--换热站当前回水温度
tgj--换热站第j时刻供水计算温度
thj--换热站第j时刻回水计算温度
tpn--所有住户当前平均室内温度
tw--当前室外平均温度
twj--第j时刻室外计算平均温度
B--散热设备传热系数公式中的系数
Figure BDA0002540027610000173
--当前时刻与第j时刻的相对流量
Figure BDA0002540027610000174
--当前时刻与第j时刻建筑相对供热热负荷比
根据实际调研可知,计量供热系统的二次管网普遍用质量并调的运行调节方式。在计量供热系统中,末端用户的调节使得流量变化范围比较大,回水温度变化较大,此时采用术平均温差计算散热器与空气的传热温差误差较大。因此当供热系统按照式(9)调节供水温度时,按照式(10)计算的回水温度与实际回水温度会存在较大的误差。鉴于此,利用对数平均温差计算散热器与空气的传热温差,如式(10)所示:
Figure BDA0002540027610000175
联立式(8)、(9)和(10)得到公式(11),即可求出不同室外温度和目标室内温度下的换热站供回水平均温度,用来指导换热站的供热,从而实现按需供热的目的:
Figure BDA0002540027610000181
tg--换热站当前供水温度
th--换热站当前回水温度
tpn--所有供热用户当前室内平均温度
tpnj--所有供热用户第j时刻室内平均目标温度
tw--当前室外平均温度
twj--第j时刻室外平均计算温度
tpj--换热站第j时刻平均供回水目标温度
需要说明的是,本方法适用于热计量住户的平衡控制,所以准许住户根据自己的用热需求设置自己的目标室内温度,实现按需用热的目的。因此本方法的平衡控制不是将所有住户的室温达到统一标准,而是将所有住户的室内温度范围达到一致,比如将所有住户室温范围控制在15-25℃以内,无论住户如何设置室内温度目标值都不能超过25℃之上,住户可以在15-25摄氏度范围内任意设置室内温度目标值,通过本发明可以达到室内温度目标值。

Claims (7)

1.一种二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其特征在于:在各用户的供水管、回水管以及室内分别设置温度传感器,用于采集供水温度、回水温度和室内温度;在各用户的供暖管路上分别设置动态流量平衡阀;上述温度传感器还分别与动态流量平衡阀通讯连接;
各单元分别设置采集集中器,用于采集各户的供水温度、回水温度和室内温度,采集集中器与远程控制中心通讯连接;
调控时的步骤如下:
(A)设置动态流量平衡阀的初始流量值;
(B)采集各户的室内温度、供水温度和回水温度并上传至控制中心;
(C)控制中心根据室内目标温度和室外温度,以及当前室内温度、供水温度和回水温度,计算出用户供回水平均温度的目标值并下发至动态流量平衡阀,动态流量平衡阀根据供回水平均温度对流量进行增减控制,直至稳定后的室内温度达到室内目标温度。
2.如权利要求1所述的二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其特征在于,第i个供暖用户的供回水平均温度的目标值的计算方式为:首先计算第i个供暖用户的内部得热升温系数wi
Figure FDA0002540027600000011
式中:
tin为第i个供暖用户的当前室内温度,单位为℃;
tiP为第i个供暖用户当前散热器内热水平均温度,单位为℃;
tw为采暖室外平均温度,单位为℃;
其中:
Figure FDA0002540027600000021
tig为第i个供暖用户的当前供水温度,单位为℃;
tih为第i个供暖用户的当前回水温度,单位为℃;
然后计算供回水平均温度的目标值:
tipj=tinj+(tinj-twj)*wi
式中,tinj为第i个供暖用户第j时的室内目标温度,twj为第i个供暖用户第j时的计算室外温度即根据天气预报预测到的室外平均温度。
3.如权利要求1所述的二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其特征在于:步骤(B)中,控制中心还要获取未来24小时天气情况及室外温度的平均值及温度走势。
4.如权利要求1所述的二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其特征在于:步骤(C)中进行流量控制时,每次流量的增减量为5%,每半小时增减一次。
5.如权利要求1所述的二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其特征在于:各用户室内设有室内温控器,所述室内温控器用于采集室内温度,还用于设置或接收下发的室内目标温度;所述室内温控器与所述动态流量平衡阀通讯连接。
6.如权利要求1所述的二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其特征在于:在各户未分别安装用户热量表的情况下,单元集中安装单元热量表,单元热量表与采集集中器通讯连接,并通过以下公式计算每个用户的分摊热量:
Figure FDA0002540027600000031
式中:
Gi为第i个用户的供热量;
Go为单元热量表测得的本单元的供热量;
Qi为第i各住户的供水流量;
Fi为第i住户的采暖供热面积;
N为单元热量表所覆盖的住户数量;
△Ti为第i个住户的供水温度与回水温度的温度差。
7.如权利要求1至6任一所述的二次网垂直与水平失调平衡调控方法,其特征在于:用户的室内温度平衡后,换热站根据室外温度和室内目标温度计算换热站供回水的目标平均温度,指导换热站进行换热:
Figure FDA0002540027600000032
式中:
tg为换热站当前供水温度;
th为换热站当前回水温度;
tpn为所有供热用户当前室内平均温度;
tpnj为所有供热用户第j时刻室内目标温度的平均值;
tw为当前室外平均温度;
twj为第j时刻计算室外温度即根据天气预报预测到的室外平均温度;
tpj为换热站第j时刻供回水目标温度的平均值。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112377984A (zh) * 2020-10-09 2021-02-19 天津大学 基于历史数据和气象参数的二次网供水温度设定方法
CN113007783A (zh) * 2021-03-02 2021-06-22 瑞纳智能设备股份有限公司 一种基于区间长度收敛的二网平衡控制方法
CN113446661A (zh) * 2021-07-30 2021-09-28 西安热工研究院有限公司 一种智能高效的热网运行调节方法
CN113719885A (zh) * 2021-07-22 2021-11-30 济南热电集团有限公司 供热二次管网数据智控终端
CN113719886A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 华能山东发电有限公司烟台发电厂 一种户间水利平衡控制系统
CN114263974A (zh) * 2021-12-09 2022-04-01 华能碳资产经营有限公司 一种基于调节阀的集中供热系统流量控制方法及系统
CN114484555A (zh) * 2022-01-11 2022-05-13 烽台科技(北京)有限公司 供热温度推荐方法、装置、电子设备及可读存储介质
CN115264552A (zh) * 2022-06-20 2022-11-01 廊坊洁兰特智能科技有限公司 一种进户热力入口水力平衡控制方法及系统
CN116734321A (zh) * 2023-08-15 2023-09-12 北京清众神州大数据有限公司 区域能源管理方法、装置、设备及介质
CN117190281A (zh) * 2023-09-05 2023-12-08 北京市煤气热力工程设计院有限公司 一种用于热力站的边缘计算器及控制系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101608812A (zh) * 2009-07-24 2009-12-23 李凯 一种控制热力站二次侧温度的新方法
CN103017253A (zh) * 2012-12-06 2013-04-03 鞍山市海汇自动化有限公司 一种集中供热全网热平衡控制方法
KR20140144497A (ko) * 2013-06-11 2014-12-19 주식회사 경동원 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치
CN109000301A (zh) * 2018-06-12 2018-12-14 河南华表仪控科技有限公司 一种集中供热末端平衡调节方法
CN109357312A (zh) * 2018-10-10 2019-02-19 高继升 水利平衡通断时间温度面积热计量方法
KR101961565B1 (ko) * 2017-10-31 2019-03-25 린나이코리아 주식회사 난방 캐스케이드 시스템의 최적 작동 대수 운전 제어방법
CN110925854A (zh) * 2019-11-29 2020-03-27 润电能源科学技术有限公司 用于改善二次热网水力失调的流量调节方法和系统
CN111023223A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 南京国之鑫科技有限公司 基于云端和回水温度的供暖热网智能水力平衡系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101608812A (zh) * 2009-07-24 2009-12-23 李凯 一种控制热力站二次侧温度的新方法
CN103017253A (zh) * 2012-12-06 2013-04-03 鞍山市海汇自动化有限公司 一种集中供热全网热平衡控制方法
KR20140144497A (ko) * 2013-06-11 2014-12-19 주식회사 경동원 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치
KR101961565B1 (ko) * 2017-10-31 2019-03-25 린나이코리아 주식회사 난방 캐스케이드 시스템의 최적 작동 대수 운전 제어방법
CN109000301A (zh) * 2018-06-12 2018-12-14 河南华表仪控科技有限公司 一种集中供热末端平衡调节方法
CN109000301B (zh) * 2018-06-12 2020-09-08 河南华表仪控科技有限公司 一种集中供热末端平衡调节方法
CN109357312A (zh) * 2018-10-10 2019-02-19 高继升 水利平衡通断时间温度面积热计量方法
CN110925854A (zh) * 2019-11-29 2020-03-27 润电能源科学技术有限公司 用于改善二次热网水力失调的流量调节方法和系统
CN111023223A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 南京国之鑫科技有限公司 基于云端和回水温度的供暖热网智能水力平衡系统

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112377984B (zh) * 2020-10-09 2022-04-29 天津大学 基于历史数据和气象参数的二次网供水温度设定方法
CN112377984A (zh) * 2020-10-09 2021-02-19 天津大学 基于历史数据和气象参数的二次网供水温度设定方法
CN113007783A (zh) * 2021-03-02 2021-06-22 瑞纳智能设备股份有限公司 一种基于区间长度收敛的二网平衡控制方法
CN113007783B (zh) * 2021-03-02 2022-01-14 瑞纳智能设备股份有限公司 一种基于区间长度收敛的二网平衡控制方法
CN113719885A (zh) * 2021-07-22 2021-11-30 济南热电集团有限公司 供热二次管网数据智控终端
CN113446661A (zh) * 2021-07-30 2021-09-28 西安热工研究院有限公司 一种智能高效的热网运行调节方法
CN113446661B (zh) * 2021-07-30 2022-08-30 西安热工研究院有限公司 一种智能高效的热网运行调节方法
CN113719886B (zh) * 2021-08-10 2024-01-26 华能山东发电有限公司烟台发电厂 一种户间水利平衡控制系统
CN113719886A (zh) * 2021-08-10 2021-11-30 华能山东发电有限公司烟台发电厂 一种户间水利平衡控制系统
CN114263974A (zh) * 2021-12-09 2022-04-01 华能碳资产经营有限公司 一种基于调节阀的集中供热系统流量控制方法及系统
CN114263974B (zh) * 2021-12-09 2024-03-22 华能碳资产经营有限公司 一种基于调节阀的集中供热系统流量控制方法及系统
CN114484555A (zh) * 2022-01-11 2022-05-13 烽台科技(北京)有限公司 供热温度推荐方法、装置、电子设备及可读存储介质
CN115264552A (zh) * 2022-06-20 2022-11-01 廊坊洁兰特智能科技有限公司 一种进户热力入口水力平衡控制方法及系统
CN115264552B (zh) * 2022-06-20 2024-03-29 廊坊洁兰特智能科技有限公司 一种进户热力入口水力平衡控制方法及系统
CN116734321B (zh) * 2023-08-15 2023-11-07 北京清众神州大数据有限公司 区域能源管理方法、装置、设备及介质
CN116734321A (zh) * 2023-08-15 2023-09-12 北京清众神州大数据有限公司 区域能源管理方法、装置、设备及介质
CN117190281A (zh) * 2023-09-05 2023-12-08 北京市煤气热力工程设计院有限公司 一种用于热力站的边缘计算器及控制系统
CN117190281B (zh) * 2023-09-05 2024-08-09 北京市煤气热力工程设计院有限公司 一种用于热力站的边缘计算器及控制系统

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